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UNIVERSITE HASSAN 1er FACULTE POLYDISCIPLINAIRE DE KHOURIBGA N° Ordre : ……. /20

UNIVERSITE HASSAN 1er FACULTE POLYDISCIPLINAIRE DE KHOURIBGA N° Ordre : ……. /2015 Filière professionnelle Projet de Fin d’Etudes Présenté en vue d’obtenir La licence Professionnelle en : Filière : Géoressources et génie minier Option : Traitement minier Réalisé par : Encadré par : Ben ali Mohammed Madame Hayani Sanaa Cherqaoui Soufiane Monsieur Bachar Said Soutenu le 18 Juin 2015 (15h00) Devant le jury : M.ETTAKI Professeur à la Faculté polydiscilplinaire de Khouribga Président S.HAYANI Professeur à la Faculté polydiscilplinaire de Khouribga encadrante M.ZEROUAL Professeur à la Faculté polydiscilplinaire de Khouribga Examinateur S.BACHAR Chef d’usine de séchage Beni Idir, Groupe OCP encadrant M.OUBENALI Professeur à la Faculté polydiscilplinaire de Khouribga Examinateur ETUDE ÉNERGÉTIQUE D’UNE CHAUDIÈRE ET CALCUL DU RENDEMENT THERMIQUE Promotion: 2012 / 2015 Nous tenons à remercier toutes les personnes qui ont contribué au succès de notre stage et qui ont aidé lors de la rédaction de ce rapport. T out d'abord, nous adressons nos remerciements à notre professeur, Mme Hayani Sanaa qui nous a beaucoup aidés dans notre recherche de stage Nous tenons à remercier vivement Notre maitre de stage, Mr Bachar Saïd, chef d’usine, pour son accueil, le temps qu’il nous a accordé et le partage de son expertise au quotidien. Grâce aussi à sa confiance nous a permis d'accomplir totalement dans nos missions avec son aide précieuse dans les moments les plus délicats. Je remercie également toutes les équipes d’usine pour leur accueil, leur esprit d'équipe et en particulier Mr Elguass Abdellah ,Elbachir Mouhi et Touam hassan , qui nous a beaucoup aidé à comprendre le principe de fonctionnement de la nouvelle chaudière et de son annexe. 1 Remerc iement Enfin, Nous tenons à remercier toutes les personnes qui nous ont accompagnés pendant la rédaction de ce rapport de stage : nos familles, et nos amis. T able des matière Introduction..............................................................................6 I. Le Groupe O.C.P...................................................................8 II. Historique............................................................................9 III. Mission de L ’OCP..............................................................10 IV . Statut juridique de l’OCP..................................................10 V . Organigramme du groupe OCP............................................11 VI. Emplacement géographique..............................................12 VII. Rôles et activités..............................................................12 VIII. Filières du groupe OCP.....................................................13 I. L ’usine de BENI-IDIR............................................................15 1. Unité de stockage du phosphate humide....................................16 2. Unité de stockage du fuel..........................................................16 3. Unité de chaufferie....................................................................16 4. Unité de stockage et chargement du phosphate sec....................17 5. Unité de séchage......................................................................17 I. La chaufferie :....................................................................19 II. Le rôle de la vapeur dans l’unité de BENI-IDIR......................20 I. Etude Bibliographique sur les chaudières.............................23 II. Chaudière à tubes de fumées..............................................24 2 III. Chaudière à tubes d’eau...................................................25 IV . Comparaison entre les deux familles de chaudière.............27 V . Description de la nouvelle chaudière...................................28 1. Caractéristiques techniques de la chaudière...............................28 2. Accessoires annexés à la chaudière...........................................29 3. Généralités sur la déminéralisation des eaux des chaudières......32 a. Entartrage...........................................................................................................32 b. La corrosion........................................................................................................33 c. Le primage..........................................................................................................33 4. Chaîne de déminéralisation.......................................................33 a. Colonne H...........................................................................................................33 b. Colonne OHF.......................................................................................................33 c. Colonne CO2........................................................................................................34 d. Colonne OHF.......................................................................................................34 e. Dégazeur thermique...........................................................................................34 I. Introduction :.....................................................................37 II. Les modes de transfert de chaleur.......................................37 1. Conduction...............................................................................37 2. Convection...............................................................................38 3. Rayonnement............................................................................38 III. La Combustion.................................................................39 1. Le combustible.........................................................................39 2. Le comburant............................................................................40 3. Types de combustion.................................................................40 4. Réaction de combustion............................................................41 IV . Le Bilan énergétique........................................................41 1. Bilan de combustion..................................................................42 V . Hypothèses de travail.........................................................43 VI. Calculs théoriques............................................................43 1. Calcule des chaleurs entrantes..................................................44 a. Chaleur fournie par la combustion......................................................................44 b. Chaleur sensible du fuel......................................................................................44 c. Chaleur de l`eau d`alimentation.........................................................................45 d. Chaleur d’Air de combustion...............................................................................45 2. Calcule des chaleurs sortantes...................................................45 a. Pertes par convection.........................................................................................45 b. Pertes par rayonnement.....................................................................................46 c. Chaleur de la vapeur produite.............................................................................46 d. Pertes par fumées :.............................................................................................47 3 e. Pertes par purges :..............................................................................................50 3. Calcul du rendement.................................................................51 conclusion...............................................................................53 Figure 1 : organigramme hiérarchique de l’OCP__________________________11 Figure 2 : les unités de phosphate au Maroc_____________________________12 Figure 3 : schéma synoptique de l’usine de Beni Idir_____________________15 Figure 4 : image satellitaire de l’unité____________________________________16 Figure 5: courbe de la viscosité en fonction de la température___________18 Figure 6 : présentation des circuits de vapeur et condensat______________19 Figure 7 : schéma du circuit de la vapeur au sien de la chaufferie._______20 Figure 8 : chaudières à tubes de fumée._________________________________22 Figure 9 : coupe transversal et longitudinal d’une chaudière à tubes de fumées__________________________________________________________________23 Figure 10 : chaudière à tubes d’eau______________________________________24 Figure 11 : chaudière à tubes d’eau de taille moyenne___________________24 Figure 12 : chaudière à tubes de fumées Maghreb Fuel__________________27 Figure 13 : schéma synoptique de la chaudière__________________________28 Figure 14 : principe de déminéralisation à la chaufferie de BENI IDIR.____34 Figure 15 : chaîne de déminéralisation de BENI IDIR._____________________34 Figure 16 : schéma du bilan énergétique de la chaudière________________40 Figure 17 : schéma du bilan de combustion______________________________41 Figure 18 : histogramme des chaleurs entrantes_________________________50 4 Liste des figure s Figure 19 : histogramme des chaleurs Sortantes_________________________51 Figure 20 : les courbes des rendements__________________________________52 5 Tableau 1 : comparaison entre les chaudières _________________________________________________________________________27 Tableau 2 : paramètres de la nouvelle chaudière_______________________________________________________________28 Tableau 3 : accessoires annexés à la chaudière _________________________________________________________________________31 Tableau 5 : chaleurs spécifiques_________________________________________42 Tableau 4 : compositions pondérale du fuel______________________________42 Tableau 6 : bilan de la chaudière_________________________________________50 6 Liste des tablea ux Unité de BEN-IDIR, où s’est déroulé notre projet de fin d’étude, est l’une des unités de traitement thermique du phosphate, qui a pour objectif d’éliminer l’humidité contenue dans le phosphate brut ou lavé grâce aux fours sécheurs, qu’ils utilisent le fuel pour la production de la chaleur nécessaire à cette opération. Le fuel utilisé à besoin d’atteindre une certaine température pour faciliter la combustion, alors que c’est ça le rôle de la chaufferie de l’usine BENI-IDIR. Le sujet de notre stage est de faire une étude descriptive de la chaudière à vapeur (Maghreb fuel) afin de faire son bilan énergétique. Ce rapport sera diviser en quatre chapitre, le premier sera consacrer à la présentation générale du groupe OCP, le deuxième sera réserver pour la présentation de l’usine de séchage de BENI-IDIR, ensuite le troisième chapitre contiendra une description détailler de la chaudière à vapeur et finalement le dernier chapitre sera réserver au bilan énergétique de la chaudière. 7 Introd uction Présentation du groupe OCP 8 I. Le Groupe O.C.P Le Groupe OCP est une société anonyme fondée en 1920 et domiciliée au Maroc. OCP S.A est le leader mondial des exportations de phosphates et produits dérivés, avec des activités couvrant l’ensemble de la chaine de valeur, allant de l’extraction de la roche de phosphate à la transformation chimique en acide phosphorique et différents engrais. Les produits OCP représentent une composante majeure de la sécurité alimentaire mondiale tant ils sont importants pour la productivité agricole et contribuent activement à la régénération qualitative des sols. Avec les réserves les plus importantes au monde, principalement localisées dans le bassin de Khouribga au centre du Maroc, OCP S.A offre une large sélection de roche de phosphates de différentes qualités, destinés à divers usages. OCP est le premier exportateur de roche de phosphates et acide phosphorique dans le monde, et un des principaux exportateurs d’engrais phosphatés, avec un portefeuille composé de 130 clients et une présence sur les cinq continents. En tant que première entreprise du Maroc, OCP S.A est l’un des moteurs clé de l’économie du pays. Les phosphates et ses dérivés représentent en 2010, en valeur, près d’un quart des exportations du Maroc et approximativement 3,5% du PIB. Les exportations d’OCP S.A sont de près de 4,5 milliards de dollars US en 2010. OCP S.A emploie directement plus de 18 000 salariés. OCP S.A prévoit d’augmenter sa capacité de production de 30 à 50 millions de tonnes, ainsi que d’augmenter sa production d’engrais en aval à travers des partenariats stratégiques, spécialement à Jorf Phosphate Hub (JPH) où des infrastructures sont en train d’être développées pour accueillir 10 unités supplémentaires. Cette plateforme offrira des infrastructures communes à bas coût, et sera connectée par un slurry pipeline au plus grand gisement de phosphates au monde situé à Khouribga, ce qui assurera un approvisionnement sécurisé. 9 II. Historique Depuis sa création, le groupe OCP a connu une large évolution. Les étapes les plus importantes dans son évolution sont :  1920 : Création du groupe OCP le 7 Aout ;  1921 : Début des exploitations en souterrain dans la région d’Oued- Zem sur le gisement des Oulad Abdoun le 3 Mars ;  1931 : Début des exploitations en souterrain ;  1954 : Démarrage des premières installations de séchage Youssoufia ;  1961 : Mise en service de la première laverie à Khouribga ;  1962 : Introduction de la mécanisation de souterrain à Youssoufia le 19 septembre ;  1965 : Création de MAROC CHIMIE et Extension de l’extraction à ciel ouvert à la mine de MERAH- EL AHRACH (Khouribga) ;  1965 : Démarrage du complexe de séchage de BENI-IDIR ;  1967 : Introduction de la mécanisation du souterrain à Khouribga ;  1969 : Entrée en exploitation de la première recette de phosphate noir à Youssoufia ;  1974 : Lancement des travaux pour la réalisation du centre minier de Benguérir ; 10  1975 : Création du groupe OCP ;  1981 : L’OCP entre dans le capital de la société PRAYON (Belgique) ;  1982 : Démarrage du uploads/Geographie/ rapport-chadiere-a-tubes-de-fumee.pdf