chaudière (suite)

Installations annexes

Alimentation en eau

Une alimentation sûre est indispensable, les incidents dus au manque d’eau étant parmi les plus graves. La pompe, généralement centrifuge, à moteur électrique, est doublée par une pompe électrique de secours ou par un appareil à vapeur, de préférence une turbopompe. La soupape d’admission est commandée par le régulateur de niveau, et un clapet de retenue s’oppose au refoulement par la pression de la chaudière.

• Traitement de l’eau d’appoint. Les exigences relatives à la pureté de l’eau croissent avec la pression de marche et avec l’allure de vaporisation. L’eau doit être exempte de sels entartrants, d’huiles ou graisses et de gaz agressifs ; elle ne doit être ni acide ni alcaline. Le traitement, qui dépend de la nature de l’eau, peut comprendre une filtration, un traitement chimique par précipitation, une permutation ou une déminéralisation par zéolites, un dégazage et une correction du pH.

• Purges de déconcentration. La vaporisation concentre progressivement les sels contenus dans l’eau, notamment les sels solubles de sodium que le traitement a pu substituer aux sels entartrants de calcium et de magnésium. On limite cette concentration par des extractions, ou purges.

• Nettoyage. Le nettoyage périodique côté eau ne peut se faire mécaniquement que dans certains types de chaudières. Le nettoyage chimique exige de grandes précautions, notamment un rinçage parfait, pour éviter les risques d’attaque ultérieure.

Foyers et brûleurs

Ils sont de types divers suivant la nature des combustibles employés.

• Combustibles solides en morceaux. Les grilles supportent le combustible et donnent accès dans sa masse à l’air comburant. Les appareils mécaniques communiquent au combustible un mouvement continu ou périodique, au cours duquel il passe de l’état frais à l’état de résidu solide (cendres et mâchefers). Aux combustibles spéciaux sont adaptés des types particuliers de foyers. Les fines, ou grains de petites dimensions, peuvent être brûlées en couche fluidisée.

• Charbon broyé ou pulvérisé. Les foyers cyclones brûlent des charbons très cendreux, broyés en menus grains ; le charbon est introduit tangentiellement dans une chambre cylindrique où il tourbillonne et brûle à très haute température ; les gaz sortent par l’ouverture donnant sur le foyer, et les cendres liquéfiées tombent dans une trémie ; les parois de la chambre sont refroidies par circulation d’eau. La plupart des grandes centrales brûlent du charbon pulvérisé : des broyeurs réduisent le charbon en poudre fine ; séché pour éviter l’agglomération, celui-ci est envoyé soit à des trémies de stockage, dans lesquelles il est repris, soit directement aux brûleurs en suspension dans l’air primaire ; l’air secondaire est soufflé autour du nez des brûleurs. La combustion peut donner des cendres solides ou liquides suivant que la température de la flamme est inférieure à la température de ramollissement des cendres ou supérieure à leur température de fusion ; il faut choisir l’une de ces deux solutions suivant les propriétés du charbon, et la conserver à toutes les allures. Les cendres liquides sont granulées par chute dans l’eau.

• Combustibles liquides. Le mélange avec l’air se fait à la sortie du brûleur, après pulvérisation du liquide en fines gouttelettes, pulvérisation mécanique ou par vapeur.

• Combustibles gazeux. Une fraction réglable de l’air comburant est mélangée aux gaz dans le brûleur.

Surchauffeurs et resurchauffeurs

Ces appareils sont formés de tubes en acier ou en alliages d’acier, généralement disposés en faisceaux de serpentins parallèles ; ils sont placés au moins en partie sur le parcours des gaz chauds, mais il est courant aujourd’hui d’en exposer une partie au rayonnement (écrans ou rideaux suspendus dans la chambre de combustion).

Économiseurs et récupérateurs

Les économiseurs échauffent l’eau jusqu’au voisinage de la température d’ébullition. Ils se font souvent en fonte avec ailettes en acier pour les pressions modérées, tout en acier au-delà. Les réchauffeurs d’air échauffent l’air comburant, ce qui favorise la combustion. Ils peuvent être soit fixes, en tubes d’acier (on en fait aussi en tubes de verre pour éviter les corrosions), soit à tambour rotatif ou à gaines tournantes : une masse accumulatrice métallique à grand développement de surface est balayée alternativement par les gaz chauds et par l’air froid.

Installation de ramonage

Il convient de nettoyer régulièrement les surfaces de chauffe côté fumées pour éviter la formation de couches isolantes de suie, qui entraînent l’obstruction des tubes de fumée et la réduction des sections de passage entre les tubes d’eau, et empêcher la concentration de produits corrosifs. Des souffleurs de suie, à air comprimé ou à vapeur, balaient périodiquement les faisceaux de tubes d’eau.

Régulation automatique, contrôle et commande à distance

Les chaudières modernes, même petites, sont généralement pourvues de systèmes de régulation automatique qui maintiennent aux valeurs voulues la pression, la température de surchauffe et de resurchauffe, l’admission d’air, le niveau d’eau, etc. La régulation automatique ne dispense pas de surveillance ni d’interventions volontaires, mais en modifie les conditions et le caractère. Dans les chaufferies de centrales électriques, la télévision permet une surveillance continue des phénomènes capitaux, notamment celui de la combustion.

Réglementation

La réglementation des appareils à vapeur (décret du 2 avr. 1926 modifié le 8 sept. 1967) impose des règles d’emplacement (catégories dépendant de la pression et de la capacité des gros éléments), de construction, d’épreuve, ainsi que l’existence d’organes s’opposant aux excès de pression (soupapes de sûreté), au manque d’eau, et permettant le contrôle permanent de la pression (manomètres), du niveau d’eau (indicateurs de niveau), etc. Une médaille apposée après épreuve (timbre) indique la limite que la pression ne doit pas dépasser. La surveillance des appareils à vapeur incombe en France au service des Mines. Elle est confiée pour une large part aux associations de propriétaires d’appareils à vapeur.

R. D.

➙ Chauffage des locaux / Combustion.