Comprendre La Sécurité des chaudières à bord des Navires – Risques Communs et Caractéristiques de Sécurité

La salle des machines d’un navire est un ensemble complexe de machines et de systèmes utilisés pour effectuer diverses opérations à bord. Une de ces machines importantes, qui assiste les navires depuis le début de la navigation, est la chaudière marine.

Auparavant, les chaudières marines étaient principalement installées sur un navire pour l’usine de propulsion, qui fonctionnait à la vapeur (machine à vapeur). Aujourd’hui, la vapeur générée par la chaudière est utilisée dans divers systèmes de la salle des machines, y compris le chauffage du carburant pour le moteur principal. Compte tenu de l’importance des chaudières marines et des risques liés à leur fonctionnement sur les navires, il y a eu un développement constant dans l’industrie pour améliorer la sécurité des chaudières à bord. Certains le considèrent même comme l’un des systèmes de machines les plus « meurtriers » à bord.

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Voici les risques les plus courants associés à la chaudière marine:

Explosion de la chaudière: De nombreux cas d’explosion de chaudière dans le passé ont montré à quel point la chaudière marine peut être dangereuse si elle n’est pas exploitée professionnellement. Les accidents se produisent lorsque le système de carburant de la chaudière est mal géré ou lorsque la pression de vapeur à l’intérieur du tambour de la chaudière n’est pas régulée.

Incendie / Fusion de la chaudière: L’incendie de la chaudière est un autre type d’accident qui peut détruire tous les tubes à l’intérieur de la chaudière et entraîner une explosion ou une propagation du feu à l’intérieur du navire.

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Échaudage: L’échaudage est un type de brûlure causée par de la vapeur à haute température. La brûlure à la vapeur est l’un des accidents les plus courants auxquels les marins sont confrontés à bord. On dit que 8 marins sur 10, qui travaillent avec le système à vapeur, ont subi des brûlures (majeures ou mineures) dans leur carrière au moins une fois.

Surface chaude: La chaudière et les tuyaux, vannes et auxiliaires associés ont une surface très chaude car ils transportent la vapeur vers différentes parties du navire. Un contact direct de la peau avec l’une des surfaces exposées entraînera de graves brûlures.

Autres risques: D’autres risques tels que des pièces sous haute pression, la manipulation de produits chimiques nocifs, le déplacement de machines, etc. sont également associés à l’exploitation de chaudières marines.

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Inutile de dire que la sécurité est un aspect critique lors de l’utilisation d’une chaudière haute ou même basse pression sur un navire et, par conséquent, différents dispositifs de chaudière marine sont fournis.

La sécurité des chaudières peut être divisée en deux domaines principaux:

  1. Système et Instruments de Sécurité des Chaudières
  2. Sécurité de fonctionnement des Chaudières Marines

 Sécurité de la chaudière  Sécurité de la chaudière

Système et instruments de sécurité de la chaudière: Une chaudière marine moderne est équipée de plusieurs dispositifs de sécurité pour la protection de l’opérateur. Pour faciliter la compréhension, divisons ces instruments / appareils selon le système dans lequel ils sont installés –

Système de sécurité à vapeur: Le système de vapeur de la chaudière est une zone à haute pression et à haute température. Pour protéger l’opérateur et la chaudière elle-même, elle est équipée des dispositifs de sécurité suivants:

  • Manomètre: Plusieurs manomètres sont installés pour que l’opérateur ait une idée de la valeur actuelle de la pression à l’intérieur de la chaudière. Habituellement, deux manomètres sont installés sur la chaudière et une ligne est prise du tambour de vapeur à la salle de commande des machines, pour afficher la pression de vapeur à distance.

Les manomètres sont également incorporés avec des systèmes d’automatisation de découpe et de découpe, c’est-à-dire l’entrée des manomètres est utilisée pour faire fonctionner le brûleur de la chaudière. Lorsque la pression atteint la valeur de consigne, le brûleur de la chaudière s’arrête et lorsque la pression chute à une valeur de consigne inférieure, le brûleur est allumé pour augmenter la pression de la chaudière.

  • Soupape de sécurité: La soupape de sécurité de la chaudière est un équipement de sécurité extrêmement important monté sur le tambour de vapeur de la chaudière. Conformément au chapitre II-1 de SOLAS, chaque chaudière à vapeur et chaque générateur de vapeur non alimenté doivent être munis d’au moins 2 soupapes de sécurité de capacité suffisante. Toutefois, en ce qui concerne la puissance ou toute autre caractéristique d’une chaudière ou d’un générateur de vapeur non alimenté, l’administration peut autoriser le montage d’une seule soupape de sécurité si une protection adéquate contre la surpression est ainsi assurée de manière satisfaisante.

 Soupape de sécurité de chaudière

Habituellement, une levée élevée améliorée est l’un des types de soupapes de sécurité les plus populaires utilisés sur un navire. Ils sont réglés pour se soulever à la pression de soufflage et se ferment lorsque la pression diminue jusqu’à la limite de sécurité. Ils sont réglés pour s’ouvrir à 3% au-dessus de la pression de travail. La levée de la vanne est un douzième du diamètre de la vanne.

    • Engrenage de détente: L’engrenage de détente est fixé à la soupape de sécurité de la chaudière. Chaque soupape de sécurité individuelle est équipée de son propre engrenage de détente, qui est un agencement de poulie et de fil (relié au levier de la soupape de sécurité) avec une poignée accessible sur la plate-forme inférieure de la chaudière. Il est utilisé pour soulever la soupape de sécurité de la chaudière en cas d’urgence (sans s’approcher de la soupape de sécurité) et pour tester régulièrement le fonctionnement des soupapes de sécurité.
    • Alarme de pression de vapeur et coupure: Une alarme audio-visuelle est également fournie pour le système de pression de vapeur pour rappeler à l’opérateur la pression de vapeur. Une fois que l’alarme s’active et que la pression continue d’augmenter (ou de diminuer), la coupure s’active et éteint le brûleur à combustible. Le fonctionnement de la découpe est différent et indépendant de l’automatisation qui actionne le brûleur. La découpe basse pression a une option pour la remplacer, mais la découpe haute pression arrêtera le brûleur et ne devrait jamais être remplacée dans tous les cas
  • Évent de chaudière: Un évent sur le tambour de la chaudière est nécessaire pour s’assurer que la chaudière n’implose pas une fois qu’elle est arrêtée. Il est normalement ouvert lorsque le manomètre indique une lecture inférieure à 0,5 bar.

Système de sécurité de l’eau: Le système d’eau est un système à haute température et le niveau et la qualité de l’eau à l’intérieur du tambour d’eau jouent un rôle crucial dans le fonctionnement sûr de la chaudière. Voici l’équipement / système installé sur le côté eau de la chaudière marine:

  • Alarme de niveau d’eau faible / élevé et coupure: Le tambour d’eau de la chaudière est équipé d’un capteur de niveau, qui surveillera en permanence le niveau d’eau à l’intérieur du tambour. Un tambour plein transportera l’eau ou n’aura pas d’espace pour générer de la vapeur, réduisant ainsi l’efficacité de la chaudière; alors qu’un niveau d’eau faible ou nul dans le tambour entraînera une surchauffe des tubes et peut entraîner un incendie ou une fusion de la chaudière complète.

Le niveau d’eau bas / élevé fournit une alerte précoce à l’opérateur pour qu’il prenne les mesures appropriées pour gérer le niveau d’eau à l’intérieur du tambour d’eau de la chaudière.

  • Alarme de niveau d’eau trop bas et arrêt: L’avertissement initial fourni par le dispositif ci-dessus (alarme de niveau d’eau bas / haut) peut ne pas être suffisant pour l’opérateur car il peut y avoir une fuite importante dans les tubes, entraînant une réduction du niveau d’eau. Une sécurité secondaire est donc assurée i.e. Alarme de niveau d’eau trop faible et arrêt, ce qui arrêtera la cuisson du brûleur pour contrôler la surchauffe des pièces internes de la chaudière.

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  • Indicateurs de niveau d’eau: La chaudière est équipée de plusieurs indicateurs de niveau d’eau pour permettre à l’opérateur de voir facilement le niveau du tambour d’eau et d’assurer la sécurité de fonctionnement de la chaudière.

 Verre de jauge de chaudière

Des verres de jauge locaux sont fournis dans un duplex sur le tambour de la chaudière pour s’assurer qu’au moins un verre de jauge est opérationnel au cas où l’on cesserait d’afficher le niveau. Indicateurs de niveau d’eau à distance tels qu’un capteur de niveau d’eau à pression différentielle, un capteur de niveau de sonde, etc. sont également prévus pour indiquer le niveau actuel dans le tambour à une position éloignée telle que la salle de commande des machines.

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  • Capteur de salinité: Le tambour de la chaudière est équipé d’un capteur de salinité qui surveille en permanence la teneur en matières solides dissoutes dans l’eau. Si la teneur en matière solide (par exemple en sel) dépasse la valeur définie, il déclenche la chaudière pour s’assurer que les tubes et les composants internes de la chaudière ne sont pas affectés par la contamination. L’opérateur doit soit faire sauter la chaudière et introduire de l’eau douce dans le tambour pour éliminer la cause qui entraîne une salinité élevée (par exemple, une fuite dans le condenseur)

 Capteur TDS de chaudière

Système de sécurité du carburant: La chaudière est équipée de fioul à gaz lourd ou marin pour générer la chaleur dans le four. Pour s’assurer que le système de carburant fonctionne efficacement, il est équipé des caractéristiques de sécurité de la chaudière suivantes:

  • Alarme de basse pression de mazout: Le carburant vers le brûleur est fourni à l’aide d’une pompe à mazout. Deux pompes sont installées (une en veille) pour éviter tout obstacle opérationnel en cas de défaillance d’une pompe. Si la pression d’alimentation en carburant est inférieure à celle requise, l’atomisation du carburant ne se produira pas, ce qui entraînera une goutte de carburant à l’intérieur du four. Cela peut entraîner un retour du brûleur et blesser gravement l’opérateur. Une fois l’alarme de basse pression sonnée, l’opérateur doit s’assurer d’éliminer la cause derrière celle-ci.

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    • Alarme de température basse / élevée du mazout: Les chaudières marines modernes sont conçues pour fonctionner dans différentes qualités de carburant en raison des réglementations portuaires / ECA pour minimiser la pollution atmosphérique du navire. La température de l’huile est un facteur important car elle contrôle la viscosité du combustible qui est directement liée à l’atomisation et à la combustion efficace à l’intérieur du four. Si la température du carburant n’est pas à sa valeur de consigne (qui variera selon les qualités), l’alarme retentira. L’opérateur doit arrêter l’alarme et la température de l’huile doit être ramenée à la normale avant de redémarrer la chaudière.

  • Alarme de panne de flamme: L’unité de brûleur qui est une cellule photoélectrique (également connue sous le nom d’oeil de flamme) est utilisée pour détecter la flamme à l’intérieur du four. Si le brûleur est brusquement arrêté ou si, pendant le démarrage, le brûleur principal ne produit pas de flamme, la cellule photoélectrique détecte l’absence de flamme et déclenche une alarme audio-visuelle.

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    • Détecteur de densité de fumée: Avec des règles plus strictes en matière de protection de l’environnement, l’échappement de la chaudière est équipé d’un capteur de densité de fumée qui détecte le produit de post-combustion, en particulier lors du démarrage d’une chaudière et à faible charge. Si la densité de fumée est supérieure à la valeur requise, il déclenchera une alarme à laquelle l’opérateur doit vérifier la combustion de la chaudière
  • Alarme d’arrêt du ventilateur à tirage forcé: Pour une combustion efficace, un mélange approprié d’air et de carburant est nécessaire. L’air est fourni à l’ensemble du brûleur à l’aide d’un ventilateur à tirage forcé (FDF). Si le ventilateur n’est pas opérationnel pour une raison quelconque, il générera une alarme.

Sécurité opérationnelle: L’automatisation, les alarmes et les avertissements ont rendu la vie des gens de mer à bord des navires beaucoup plus facile que ce qu’elle était en termes de sécurité des chaudières. Cependant, les ingénieurs professionnels en dépendent rarement et s’appuient toujours sur les meilleures pratiques pour faire fonctionner efficacement les machines.

Voici quelques caractéristiques de sécurité de fonctionnement importantes pour la chaudière marine:

    • Essais chimiques et dosage: Pour s’assurer que l’eau à l’intérieur de la chaudière n’endommage pas les systèmes internes de la chaudière
  • Fonction efficace de puits chaud / réservoir en cascade: Le maintien de la température correcte du puits chaud réduira le temps de production de vapeur de la chaudière par rapport à une alimentation en eau à basse température par le réservoir en cascade

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  • Routine du brûleur: Un brûleur entretenu assurera une bonne atomisation et aucun retour de flamme du brûleur
  • Purge de la chaudière: Une purge rapide de la chaudière maintiendra l’alcalinité de l’eau de la chaudière et éliminera les impuretés flottantes de ça.
  • Inspection de routine du four: Le four de chaudière est responsable de contenir la chaleur dans la chaudière et de réduire la perte de chaleur de surface. Le maintien du réfractaire du four conduira à une production efficace de vapeur de chaudière

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  • Retard: Une fois que la vapeur sort de la chaudière via la vanne d’arrêt de vapeur principale, elle est fournie à plusieurs systèmes via des tuyaux et des vannes de distribution. Un retard approprié sur les tuyaux et les vannes garantira que la chaudière n’a pas besoin de fonctionner de manière supplémentaire car la perte de vapeur sera contenue. En outre, il assure la sécurité du personnel du navire contre les brûlures de surface.
  • Maintenance: Maintenance ponctuelle telle que l’essai de la soupape de sécurité, le nettoyage des tubes de chaudière, etc. se traduira par un fonctionnement sûr et efficace de la chaudière marine.

Pour assurer la sécurité des chaudières marines, l’opérateur et les professionnels de la salle des machines devraient avoir l’esprit: « Mieux vaut prévenir que guérir ».

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La salle des machines d’un navire est un ensemble complexe de machines et de systèmes utilisés pour effectuer diverses opérations à bord. Une de ces machines importantes, qui assiste les navires depuis le début de la navigation, est la chaudière marine. Auparavant, les chaudières marines étaient principalement installées sur un navire pour l’usine de propulsion,…

La salle des machines d’un navire est un ensemble complexe de machines et de systèmes utilisés pour effectuer diverses opérations à bord. Une de ces machines importantes, qui assiste les navires depuis le début de la navigation, est la chaudière marine. Auparavant, les chaudières marines étaient principalement installées sur un navire pour l’usine de propulsion,…

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