Transcript cours combustion

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5.1
Réglages de base d'un brûleur - régulation
Brûleurs atmosphériques gaz
Choix préalable : Diamètre des injecteurs
Réglage : pression du gaz, cette pression se règle en entrée de
chaufferie sur un détendeur, elle doit alors être conforme aux
normes d'alimentation de base (20, 25 ou 300 mb)
On règle ensuite le régulateur de pression intégré au groupe de
vannes de manière à obtenir un bon résultat de combustion.
(exemple brûleur guillot chaudières série E)
Régulation : la plupart des brûleurs atmosphérique sont des brûleurs une allure, certains peuvent être progressifs par
changement de la pression d'injection ou (rare) utilisation d'injecteurs multiples.,
5.2
Brûleurs gaz à prémélange total
Choix préalable : Diamètre des injecteurs
Réglage : pression du gaz, cette pression se règle en entrée de chaufferie sur un détendeur, elle doit alors être conforme
aux normes d'alimentation de base (20, 25 ou 300 mb)
On règle ensuite le régulateur de pression intégré au groupe de vannes de manière à obtenir le débit de gaz nécessaire
pour la puissance définie
On termine en réglant le débit d'air (vitesse de rotation du ventilateur) de manière à obtenir une bonne combustion
Les chaudières sont le plus souvent préréglées en usine et les réglages à la mise en service se résument le plus souvent
à des contrôles de fonctionnement et de combustion
Régulation :
La régulation des brûleurs à prémélange total comporte
– une action sur la vitesse de rotation du ventilateur
– une action sur la vanne de gaz
Cette action peut être réalisée de manière mécanique avec un simple préréglage des différents mélanges à la mise en
service
Des systèmes plus sophistiqués permettent de
garantir un bon mélange, notamment quelle que soit la
variation des pressions d'alimentation du gaz.
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Les brûleurs les plus récents utilisent une boucle de régulation SCOT qui mesure la qualité de la combustion par
l'intermédiaire de l'électrode d'ionisation et adapte en temps réel le débit de gaz.
Il devient alors possible d'avoir un brûleur modulant en faisant varier le débit d'air – le débit de gaz s'adaptant
automatiquement
5.3
Brûleurs à air soufflé
Choix préalables :
Dans ce cas l'achat du brûleur est indépendant de l'achat de la chaudière (marques éventuellement différentes),
le premier point est donc la vérification de compatibilité du brûleur avec la chaudière (puissance de flamme, pression du
foyer, forme de la flamme)
Le deuxième point est le choix de la pression d'alimentation en gaz et la sélection du groupe de vannes et de la
rampe d'alimentation correspondants
Pour les brûleurs fioul on a seulement le diamètre du gicleur à sélectionner
Réglages :
les réglages principaux d'un brûleur à air soufflé concernent
• le débit de combustible (réglé par la pression d'alimentation en combustible – pression de pulvérisation du fioul
ou pression du régulateur gaz.)
• le débit d'air permettant d'obtenir le λ désiré, réglé sur un volet d'air ou sur la vitesse de rotation du ventilateur
• la répartition de l'air dans la tête de brûleur (air primaire et air secondaire) pour obtenir le mélange combustible
-comburant le plus intime possible.
• Au démarrage on doit aussi contrôler le système d'allumage et la sonde de contrôle de flamme.
Régulation :
La régulation de puissance des brûleurs peut se faire
• En tout ou rien
• En tout ou peu (brûleurs à 2 ou trois allures)
• Progressivement (brûleurs modulants)
Des régulations complémentaires peuvent être mises en œuvre sur des installations de forte puissance :
• Recyclage régulé de produits de combustion afin de diminuer la production de NOx
• Régulation de l'O2 résiduel afin d'optimiser la combustion
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Exemple régulation plusieurs allures ou modulant sur brûleur fioul (Doc Weishaupt)
1. Les réglages de débit d'air sont coordonnés mécaniquement ou électroniquement suivant les constructeurs au
débit de pulvérisation du fioul.
2. Des dispositifs motorisés peuvent dans certains cas modifier la position de l'accroche-flamme
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Exemple de régulation plusieurs allures ou modulant sur brûleur gaz (Doc Weishaupt)
Coordination du débit d'air et du débit de gaz :
Elle peut être assurée de trois manières :
 Simple coordination mécanique ou électronique : à une position d'ouverture de la vanne gaz correspont une position
d'ouverture du volet d'air
 Coordination par contrôle permanent de la combustion : un manager de combustion contrôle en permanence
l'oxygène résiduel, les micromoteurs d'air et de combustible sont commandés par ce régulateur.
 Coordination pneumatique (système AGP Cuenod page suivante)
Solution Cuenod : La régulation pneumatique en "boucle fermée".
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Le système AGP® (Air-Gaz-Proportionnel), développé par
CUENOD fait l'objet d'un brevet pour sa particularité qui est
de mesurer en permanence la pression du foyer afin de
contrôler le résultat du mélange air-gaz et éventuellement
de le modifier.
De plus le Système AGP corrige automatiquement:
Les variations de la pression du gaz inhérentes aux
conditions de distribution, aux aléas éventuels des
détendeurs, à l'encrassement inévitable du filtre,
Les variations du débit d'air dues aux fluctuations de la
tension du réseau électrique, à l'obstruction ou à
l'encrassement momentané du circuit aéraulique, aux
changements de pression atmosphérique, aux déréglages
accidentels de la commande du volet d'air,
la charge en fonction des variations de la pression du foyer,
surtout pendant les périodes de mise à feu.
Cette technologie permet à elle seule de garantir :
Une parfaite stabilité du mélange air-gaz,
Un taux de CO2 élevé et constant sur toute la plage de
fonctionnement du brûleur,
La variation de débit d'air se fait le plus souvent par action sur un volet d'air.
Il est aussi possible de placer un variateur de fréquence pour commander le moteur de ventilateur, ce qui conduit à une
économie d'électricité non négligeable sur de gros brûleurs.
Les solutions ci-dessus s'appliquent aux brûleurs de configuration traditionnelle.
Certains constructeurs ont développé des brûleurs permettant une adaptation importante de la géométrie de la tête de
combustion lorsqu'on fait varier la puissance : voir solution Guillot page suivante.
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Brûleur Guillot à géométrie variable pour chaudières gaz Varino et Varino Grande
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Automatismes de sécurité des brûleurs
Il s'agit principalement des automatismes d'allumage et de contrôle de flamme.
Pour les brûleurs de forte puissance on ajoute un dispositif de contrôle permanent de l'étanchéité des vannes.
6.1
Schéma fluidique d'un brûleur gaz
(Brûleur modulant de forte puissance)
6.2
Chronogramme de démarrage d'un brûleur gaz une allure
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6.3
Schéma de raccordement du coffret de sécurité et chronogramme de démarrage d'un brûleur
modulant fuel
(d'après Siemens BT)
Instants :
A : début de la demande de chauffe par
la régulation
B : début de la marche normale régulée
du brûleur
C : demande d'arrêt du brûleur
D : brûleur au repos
R : contact du thermostat de régulation
LR : contacts du régulateur de puissance  augmenter la puissance diminuer la puissance
M1, M2 : deux câblages possibles pour le moteur de ventilateur en fonction de la nécessité d'une post ventilation ou non
Z : Transformateur d'allumage
BV1 : Vanne gaz tout ou rien
RV : vanne de régulation du débit de gaz
LK : moteur de volet d'air
FS : contrôle de flamme
t1 : (30 à 60 s) pré-ventilation à débit d'air maximum (pendant ce temps on contrôle que le signal de flamme est bien à 0)
t3 : pré-allumage
TSA : (2s) temps de sécurité
t4 : (10s) temps de surveillance avant autorisation de montée en puissance
t5 : (10s) délai de mise hors service de la séquence de démarrage
t6 : (12s) post ventilation éventuelle
t11,t12 : temps de positionnement du volet (non contrôlés, seuls des contacts de fin de course sont utilisés)
t13 : (12s) temps de postcombustion autorisé. Au delà de ce temps un signal de flamme déclencherait une mise en sécurité
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