Systèmes de préchauffage de l’air

GENERALITES SUR LES FOUR

Un four est une pièce d’équipement dans laquelle la chaleur dégagée par la combustion de fuel oïl ou gaz combustible par l’intermédiaire de brûleurs, est transféré à un fluide (l’huile chaude par exemple) passant dans des tubes.
Le combustible est brûlé sous des conditions contrôlées dans une chambre appelée : chambre de combustion. La chaleur dégagée est transmise à travers la paroi des tubes au produit. Ces tubes sont placés généralement le long des murs et au plafond du four. Les produits de combustion s’échappent du foyer vers l’atmosphère par l’intermédiaire d’une cheminée.

Classification

Toute classification est arbitraire, elle est toutefois utile dans la mesure où elle permet de retrouver des caractéristiques communes à des équipements, à première vue, très différents. Nous proposons ici deux classifications, en fonction :
• De la manipulation du produit : fours continus ou discontinus.
• Du procédé de chauffage : direct ou indirect.

Fours continus et fours discontinus

C’est la manutention et la circulation du produit qui est ici le critère.
• Dans un four continu, le produit à chauffer entre à une des extrémités et en ressort à l’autre.
• Dans un four discontinu, le produit à chauffer est immobile dans le four ; il est chargé et déchargé (enfourné et défourné) au même endroit. Cette différence dans la manutention entraine des différences notables du point de vue thermique.
• Dans un four continu, un point du four sera toujours (ou à peu près) à la même température.
• Dans un four discontinu la température en un point donné du four évoluera en fonction du cycle de chauffage que l’on veut faire subir au produit.

Chauffage direct et chauffage indirect

Le critère est ici est le contact entre le produit et les gaz issus de la combustion.
• Fours à chauffage direct : il ya contact entre les gaz issus de la combustion et les produits à chauffer. du point de vue thermique, cela entraine qu’une partie du transfert de chaleur s’effectue par convection.
• Fours à chauffage indirect : l’interaction entre les gaz de combustion et les produits n’existe plus. Par contre, il s’introduit une résistance supplémentaire au transfert de chaleur qui doit se faire par conduction au travers de la paroi protectrice, puis par rayonnement et éventuellement convection vers la charge.

Principaux types de fours

Il existe une grande variété de fours tubulaire qui diffèrent notamment par leur géométrie :
• Les fours cylindriques verticaux : Dans ces fours, les brûleurs qui sont situés sur la sole du four réalisent le mélange air-combustible et la combustion.
Les flammes se développent dans la zone de radiation dans les tubes sont chauffés par rayonnement. Au sommet de la zone de radiation, la température des gaz de combustion est de l’ordre de 700 à 800°C et de ce fait le rayonnement est plus faible.
• Les fours dits « cabines » à tubes horizontaux : Dans ces fours la forme générale de la zone de radiation est celle d’un parallélépipède, dont la plus grande longueur est horizontale. Les tubes sont placés horizontalement le long des parois latérales les plus longues. Les brûleurs sont situés sur la sole, ou sur la partie inférieure des murs latéraux les plus longs, ou encore sur les murs d’extrémités ne recevant pas les tubes

LES ELEMENTS DES FOURS

En général, un four se compose de :
• Une enveloppe métallique appelée « casing ».
• Une zone de rayonnement formant une chambre de combustion, garnie intérieurement
de matériaux réfractaires isolants.
• Un faisceau tubulaire en zone de rayonnement et éventuellement en zone de
convection.
• Une zone de convection éventuellement garnie.
• Une cheminée ou un carneau avec registre pouvant être garni (circuit fumées).
• Des accessoires divers tels que : souffleurs, portes d’accès, portes d’explosion, regard,
thermocouples

Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Modes de récupération de la chaleur

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : Présentation de la société
I. Présentation de SAMIR
II .Fiche signalétique
III. Organigramme général
IV .Les produits pétroliers de la SAMIR
Chapitre II : Généralités sur les fours
I. Généralités
II. Notions sur les fours
Chapitre III :Diagnostic du Four 011F1
I .Description du four 011F1
II. Etude du problème
III. Bilan thermique du four 011F1
Chapitre IV : Modes de récupération de la chaleur
I. Généralités sur les systèmes de préchauffage de l’air
II. Les principaux types d’échangeurs de chaleur
III. Types des systèmes de préchauffage de l’air
IV. Choix du type de l’échangeur de chaleur
V. Considérations générales pour la conception
VI. Paramètres de marche de la combustion
VII. Ajustement de l’excès de l’air
VIII. Fonctionnement en mode naturel
IX. Contrôle de la température froide des fumées
X. Dimensionnement de l’échangeur de chaleur
XI. Considérations pour les fuites d’air dans les fumées
Chapitre V : Dimensionnement de l’échangeur
I .Méthode DE DTML
Chapitre VI : Dimensionnement des équipements auxiliaires
I. Dimensionnement des ventilateurs
II. Dimensionnement de l’extracteur des fumées
III. Dimensionnement des bruleurs
IV. Calorifugeage
Chapitre VII : Régulation du Four 011F1
I .But de régulation
II .Outils utilisés
III. Description de la régulation
IV. Amélioration de la régulation du débit d’air préchauffé
V. Installation après amélioration
Chapitre VIII : Instrumentation et contrôle
I.Température
II.Pression et débit
III. Analyses
Chapitre IX : Evaluation économique
I. Coût d’investissement
II. Gain annuel
III. Amortissement et rentabilité du projet
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES