La surveillance de flamme des brûleurs à gaz

La sécurité des brûleurs à gaz :

L’exploitation de brûleurs au gaz requiert dans la majorité des applications une surveillance permanente de la présence de flamme.

Le danger est particulièrement aigu lors du démarrage d’un équipement où les températures sont basses mais également lorsque la conduite de l’équipement thermique requiert des allumages et des extinctions successives du brûleur.

En effet, en dessous de 750°C, la température est trop basse pour permettre une auto-inflammation du mélange gazeux. Par ailleurs, même à température élevée, le choix de rapport air / gaz particuliers peuvent amener certains mélanges gazeux à difficilement s’enflammer.

L’ancienne norme européenne laissait la liberté à l’utilisateur de contrôler de visu la présence de flamme durant la montée en température de l’équipement. Mais cette surveillance visuelle est bien souvent impossible de manière permanente surtout si plusieurs brûleurs sont activés simultanément !

Cette situation entrainant des risques importants, l’utilisation d’un système automatique de surveillance de flamme reste fortement conseillée, cette supervision continue étant pour le moins aléatoire.

Deux systèmes de surveillance de flamme sont utilisés dans l’industrie : par détection d’UV ou par électrode d’ionisation.

L’électrode de surveillance au cœur de la flamme : un milieu des plus hostiles !

De nombreux brûleurs à air et gaz séparés ou au fuel font usage d’une électrode de flamme.

Cette électrode combine souvent les fonctions d’allumage et de vérification de la présence de flamme par ionisation.

La mesure d’un courant d’ionisation requiert cependant une électrode entièrement noyée dans le cœur de la flamme.

Cette contrainte de mesure « par contact » a pour conséquence une perturbation du flux du combustible dans la flamme mais également une sollicitation thermique et mécanique de l’électrode.

Par ailleurs, toute combustion imparfaite de gaz de synthèse (LPG) donnera lieu à un dépôt de suie sur l’électrode qui finira par poser des problèmes ultérieurs d’allumage et de détection.

La voie d’une surveillance de flamme sans contact avec celle-ci est donc à privilégier.

La détection de flamme par UV : une technologie éprouvée et aisée en maintenance.

Toute flamme de combustible gazeux donne de l’eau comme sous-produit de combustion.

Cette eau de combustion en présence de la flamme crée des radicaux libres qui émettent des rayonnements ultraviolets  dans une fréquence bien précise (185 à 250 nm) qui peut être détectée par des capteurs spécifiques formés d’un tube à gaz photoélectrique.

Le rayonnement perturbateur infrarouge en provenance d’une paroi chaude, d’une fréquence très différente, ne sera pas détecté par  ce type de capteur.

Le rayonnement UV étant diffusé, la seule condition de fonctionnement est que le capteur puisse « voir » la flamme. Il peut se situer à distance du brûleur et donc en condition froide. Il est ainsi possible de le remplacer rapidement et en tout confort sans devoir travailler sur des pièces chaudes ou directement dans le four.

Gorgon : Trois fois plus de sécurité pour un prix inférieur!

Pour présenter un système permettant une sécurité infaillible de manière continue, Gorgon est équipé de deux systèmes de sécurité autonomes l’un de l’autre contrôlant à tout moment l’état du capteur ou toute anomalie dans les composants électroniques du circuit d’analyse.

Un système de sécurité primaire :

Tous les capteurs de rayonnement ultraviolet ont un défaut commun : ils ont tendance à se saturer au cours du temps. Ceci signifie qu’après un certain nombre d’heures de fonctionnement, ils pourraient donner un signal de présence de flamme alors qu’il n’y en a pas.

Pour vérifier l’absence de cet état de saturation, un système de shutter mécanique vérifie périodiquement que le capteur ne détecte plus de flamme lorsqu’on lui occulte sa cellule de détection. Si le défaut apparait, le capteur se met en alarme et il est nécessaire de procéder au remplacement du tube photoélectrique.

Comme il est exigé par la norme EN 298 : 2003, notre système GORGON ® comporte un volet d’obstruction qui occulte le détecteur une fois par heure

Un circuit dédoublé d’analyse de signaux :

En sus du système de surveillance primaire, le signal détecté par le capteur est analysé par deux circuits identiques en parallèle.

La totale concordance des signaux ainsi analysés par les deux circuits assure que l’électronique du capteur est en parfait état de marche.

Ces solutions permettent de s’assurer du bon fonctionnement du capteur de manière continue.

Un outil industriel et ergonomique pour les conditions thermiques hostiles :

GORGON ® est présenté dans un boitier ergonomique sans angle vif pour une meilleure préemption par le technicien de maintenance. Il est compact pour éviter toute sollicitation mécanique sur le support du brûleur. D’une couleur bleue, il sera aisément repéré par les services de maintenance. On le raccorde simplement au moyen d’un connecteur unique à multipoints.

Le tube à gaz photoélectrique peut être remplacé aisément.

Le boitier comporte tous les circuits d’analyse de signal ainsi que le détecteur et son système de volet.

Le capteur est muni de LED affichant le statut du capteur.

Ce matériel de sécurité est conçu pour travailler en continu dans des conditions thermiques et poussiéreuses hostiles.

Il est exploité en particulier sur les lignes de traitement de fils qui requièrent un fonctionnement en continu des équipements thermiques durant plus de 350 jours par an et comportant des modes de régulation  exigeants des cycles d’allumages et d’extinction fréquents.

Caractéristiques techniques :

  • Conforme aux exigences de la norme EN 298
  • Conforme GOST
  • Température de travail : de 0°C  à 90°C maximum
  • Boitier type IP54 une fois monté sur le four
  • Insensible aux signaux infrarouges reflétés par les parois proches du brûleur
  • Trois voyants de fonctionnement LED : Présence tension, Détection de flamme, Défaut
  • Sorties par contacts secs : signalisation flamme (2x), chaîne de sécurité flamme (2x),  défaut
  • Sensibilité spectrale : 185 à 260 nm
  • Poids : 630 g
  • Durée de vie de l’ampoule de détection UV : supérieure à 10.000 heures
  • Dimensions  et connectivité : voir le croquis annexé

Autres spécificités :

  • Variation de tension selon EN 298 ( §8.2 – §8.3 )
  • Ondes de choc selon EN 61000-4-5 et EN 298 ( §8.5 )
  • Transitoires rapides en salves selon EN 61000-4-4 et EN 298 ( §8.6 )
  • Immunité conduite selon EN 61000-4-6 et EN 298 ( §8.7 )
  • Immunité rayonnée selon EN 61000-4-3 et EN 298 ( §8.7 )
  • Décharges électrostatiques selon EN 61000-4-2 et EN 298 ( §8.8 )
  • Rayonnements IR selon EN 298 ( §7.4.2 )
  • Température selon EN 298 ( §7.6 – §8.1 )

Contactez nous : www.fib.be

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