Opération, entretien et formation modernes de la chaudière en paquet

La dernière partie du 20ème siècle a vu l’introduction de normes de fabrication de chaudières plus strictes, en particulier en ce qui concerne la technologie de soudage et l’inspection, et l’évolution des systèmes de contrôle numérique qui offrent désormais un niveau de fiabilité inégalé. Le «système de contrôle de chaudière» (BCS) moderne, à base de microprocesseur, à haute intégrité, permet de réaliser de nombreuses tâches traditionnellement entreprises par l’opérateur qualifié, ce qui permet de prolonger les périodes de fonctionnement automatique sans aucune intervention humaine. Une caractéristique clé des chaudières emballées modernes est qu’elles sont conçues pour fonctionner sans surveillance pendant de longues périodes.

Le degré de supervision humaine et les exigences de formation de l’opérateur sont déterminés par le niveau de sophistication du «Système de contrôle des chaudières» (BCS). Ils sont définis dans les codes et les normes locales de la chaudière et diffèrent largement entre les juridictions. Par exemple, dans certains cas, une chaudière haute pression est définie comme n’importe quelle chaudière fonctionnant au-dessus d’une pression de 1 BAR (environ 15 psig) et, indépendamment de toutes les autres considérations, elle doit toujours être sous le contrôle d’un opérateur qualifié. D’autres juridictions imposent des contraintes de capacité à une opération non surveillée, mais dans de nombreux codes de chaudières et d’autres lois pertinentes ont été révisés et étendus pour répondre à la demande de l’industrie pour ce type de chaudière.

Les chaudières industrielles de tous types appartiennent généralement à une des trois catégories en fonction de leurs besoins opérationnels et de qualification. Elles sont:

• Chaudières assistées;
• Chaudières à assistance limitée;
• Chaudières non surveillées.

Qu’est-ce qu’une «chaudière emballée»?

Le terme “Chaudière emballée” est utilisé pour décrire une chaudière fabriquée en usine et livrée soit entièrement assemblée, soit comme modules pré-construits qui peuvent être facilement assemblés sur le site. Il s’agit essentiellement d’une unité autonome dotée d’un système de contrôle et de tout l’équipement requis pour l’opération. Le fabricant de la chaudière assume la responsabilité de tous les composants et, après livraison, il faut qu’il soit connecté au système de distribution de vapeur, à l’eau, au carburant et à l’électricité. Presque toutes les chaudières de petite et moyenne taille fabriquées aujourd’hui sont des chaudières emballées et elles peuvent être le type conventionnel de type tube à vapeur ou à eau, y compris leurs dérivés ou leurs chaudières hybrides, telles que les chaudières à électrolytes et à électrolytes.

Qu’est-ce qu’une chaudière fréquentée?

Jusqu’à récemment, la grande majorité des chaudières à vapeur fonctionnaient dans le mode “Attendu”. C’est-à-dire qu’ils devaient avoir un opérateur dûment qualifié sur place et à proximité immédiate de la chaudière en tout temps qu’il fonctionnait. Depuis l’introduction de la technologie basée sur les micro-processeurs pour les chaudières à partir de 1990, de nombreux propriétaires traditionnels de chaudières ont amélioré leurs systèmes de contrôle. Étant donné que les contrôles basés sur le microprocesseur sont maintenant une fonctionnalité presque universelle sur les nouvelles chaudières emballées, l’installateur de chaudières traditionnel devient une espèce menacée dans les petites et moyennes usines qui fournissent des procédés de vapeur. À tout le moins, leur rôle a changé de celui de l’opération directe, de l’opération pratique à celle de superviser le fonctionnement de la BCS et d’effectuer des tâches qui garantissent l’intégrité et la conformité aux exigences des codes et des normes de chaudières.

L’exploitation des chaudières a évolué au point que, dans de nombreuses juridictions, l’opération entièrement assistée est inhabituelle en dehors des grandes installations complexes. Les exceptions sont les grandes utilités électriques, les chaudières de récupération chimique et les processus intégrés similaires où la chaudière est un élément clé.

Qu’est-ce qu’une chaudière à assistance limitée?

Le mode de fonctionnement à durée limitée permet de vérifier périodiquement la chaudière à des intervalles minimums fixés plutôt qu’à une assistance continue. Une caractéristique essentielle des chaudières à assistance limitée est qu’ils peuvent à tout moment être placés sous le contrôle d’un opérateur dûment qualifié et fonctionner en mode pleinement assisté sous surveillance continue.

De nombreuses anciennes chaudières emballées et celles qui ont été améliorées à partir du statut de personnes fréquentées sont classées comme étant limitées parce que leurs systèmes de contrôle n’obtiennent pas les mêmes normes d’intégrité et de fiabilité que les systèmes modernes basés sur le microprocesseur. Beaucoup incluent également des dispositions pour une intervention manuelle qui, dans la plupart des juridictions, les disqualifie pour la prise en compte du statut sans surveillance.

Qu’est-ce qu’une chaudière sans surveillance?

Une chaudière sans surveillance est essentiellement une chaudière entièrement automatique qui fonctionne sous la surveillance et le contrôle continus d’un système sophistiqué, basé sur le microcontrôleur, BCS. Le BCS contrôle toute la fonction de la chaudière, y compris le système de gestion de l’entrée d’énergie (sur les chaudières à gaz et à gaz, communément appelées «Burning Management System» ou «BMS»), le système de gestion du niveau d’eau, le système d’alarme, les contrôles de pression, le trajet appareils, tous les instruments et circuits.

Une caractéristique essentielle de ce type de chaudière est que, dans la plupart des pays, les codes et les normes de chaudière imposent qu’une chaudière classée comme sans surveillance doit être sous la supervision et le contrôle continus de la BCS en tout temps qu’elle est en service. La chaudière sans surveillance ne peut être utilisée qu’en mode sans surveillance. Il peut ne pas être utilisé en mode assisté en aucune circonstance même pendant de courtes périodes et même si un opérateur qualifié est disponible. En pratique, la BCS employée sur une chaudière sans surveillance ne prévoit pas de fonctionnement manuel. En cas d’une panne du système de commande ou d’un état potentiellement dangereux, le BCS va éteindre la chaudière et verrouiller le système d’entrée d’énergie. Cela empêchera le redémarrage de la chaudière jusqu’à ce que le défaut du système de commande soit réparé ou que la condition potentiellement dangereuse ait été traitée et que toutes les entrées BCS indiquent que la chaudière est en bon état.

Le BCS est équipé d’un moyen d’enregistrer tous les événements majeurs qui provoquent l’activation des alarmes. Sur les premières chaudières sans surveillance, il s’agissait généralement d’une imprimante simple qui enregistrait ces événements sur une base linéaire. Cependant, des systèmes plus modernes stockent les informations dans la mémoire interne du microprocesseur pour une période prolongée. Ils enregistrent généralement une gamme beaucoup plus large d’informations pour assurer un contrôle amélioré des performances de la chaudière et sont parfois intégrées à un système d’information à l’échelle de l’installation qui facilite le stockage à distance des données pendant de longues périodes.

La chaudière sans surveillance est un phénomène relativement récent. Traditionnellement, la plupart des installations de chaudières fonctionnaient sous la surveillance continue d’un opérateur qualifié, bien que dans de nombreuses juridictions, certaines petites chaudières étaient autorisées à fonctionner en mode de présence limitée. Jusqu’à tout récemment, dans la plupart des juridictions, l’opération de chaudière sans surveillance était soumise à des contraintes strictes. Typiquement, la pression de fonctionnement maximale autorisée et la sortie de conception étaient sévèrement limitées et, dans de nombreux endroits, ces contraintes s’appliquent encore, au moins sur papier. Au cours des dernières années, les codes et les normes de chaudières dans de nombreuses juridictions ont été étendus pour accueillir ce type de chaudière et, dans d’autres, il est devenu assez courant pour les autorités réglementaires locales d’accorder des exemptions au cas par cas.

Avec l’avènement des dernières années de normes de fabrication améliorées et l’évolution rapide de systèmes de contrôle et de surveillance sophistiqués et sophistiqués, la plupart des chaudières emballées de petite et moyenne taille de fabricants réputés intègrent désormais un BCS à haute intégrité en tant qu’équipement standard. Là où une opération sans surveillance est autorisée, ils ne peuvent exiger une inspection et une certification opérationnelle par un organisme d’inspection accrédité pour assurer le respect des normes nationales et locales.

Présence limitée contre opération sans surveillance

Pour obtenir une classification à durée limitée ou sans surveillance, la chaudière est soumise à un contrôle réglementaire strict concernant l’exploitation, la maintenance, l’entretien et la tenue de dossiers. Les codes et les normes des chaudières exigent que les chaudières de l’une ou l’autre catégorie soient équipées d’un inventaire minimum, spécifié, des équipements de sécurité qui fermeront automatiquement la chaudière en cas d’état potentiellement dangereux.

La classification appliquée à une chaudière conditionnée particulière dépendra en grande partie de la sophistication de la BCS ou, parfois, du type de carburant qui a été déclenché. Par exemple, une chaudière de 10 MW allumant du gaz naturel peut atteindre une classification sans surveillance lorsqu’une chaudière similaire de 10 MW du même fabricant, mais qui tire le combustible solide, peut être classée comme une assistance limitée. La mise à feu des combustibles solides, en particulier ceux qui ont une teneur variable en humidité, est parfois quelque chose d’un art noir nécessitant un certain degré de compétence et d’expérience. Dans la juridiction de cet auteur, les chaudières à combustibles solides sans surveillance sont néanmoins peu fréquentes, même pour des chaudières assez grandes de plus de 20 MW de capacité et souvent dans des installations de chaudières multiples.

Les principales différences entre les modes de fonctionnement à durée limitée et sans assistance sont les suivantes:

Présence limitée

• Un opérateur dûment qualifié ou une personne responsable doit être sur place en tout temps que la chaudière est en service;

• Les codes et les normes exigent généralement que la chaudière soit surveillée en permanence pendant les périodes de démarrage et d’arrêt;

• En mode de fonctionnement normal, le mode de présence limitée permet de vérifier périodiquement la chaudière à des intervalles minimum définis plutôt qu’à une supervision continue;

• Les chaudières àassistance limitée peuvent à tout moment être placées sous le contrôle d’un opérateur dûment qualifié et exploitées en mode pleinement assisté sous surveillance continue;

• L’opérateur ou la personne responsable doit être sur place en tout temps que la chaudière est en service et doit être immédiatement disponible si nécessaire.

Sans assistance

• Lorsque l’opération sans surveillance est autorisée, un opérateur qualifié n’est pas obligatoire. La chaudière peut être surveillée par une “personne responsable” dûment formée;

• L’opérateur ou la personne responsable peut quitter le site à condition qu’il soit disponible pour répondre aux pannes des chaudières. Cela est généralement réalisé par un signal de téléavertisseur ou de téléphone cellulaire transmis par le BCS;

• Dans de nombreuses juridictions, les chaudières sans surveillance peuvent démarrer et fermer automatiquement sous le contrôle de la BCS à condition qu’elles soient équipées de manière adéquate à la satisfaction d’un organisme d’inspection agréé;

• Les chaudières sans surveillance sont autorisées à fonctionner sans surveillance pendant de longues périodes et dans la plupart des juridictions, cela est actuellement de 24 heures. Des innovations récentes en matière de systèmes de contrôle et de surveillance de certains fabricants ont cependant été étendues dans certaines juridictions. La notation 72H en Europe, par exemple, signifie que la chaudière est approuvée pour une opération non surveillée pour des périodes allant jusqu’à 72 heures;

• Les codes des chaudières dans la plupart des juridictions interdisent spécifiquement la fourniture d’une intervention manuelle dans l’exploitation de chaudières sans surveillance. Ils doivent toujours être sous le contrôle de BCS. C’est-à-dire qu’ils ne peuvent être utilisés qu’en mode sans surveillance. Ils ne peuvent être utilisés en mode assisté en aucune circonstance même pendant de courtes périodes et même si un opérateur qualifié est disponible.

Exigences de formation

Les chaudières certifiées pour un fonctionnement sans surveillance ne nécessitent pas d’opérateur qualifié. Cet assouplissement des exigences en matière de personnel impose des obligations importantes aux propriétaires de chaudières, aux contrôleurs, aux fabricants et aux organismes de contrôle afin d’assurer le respect des codes des chaudières et d’autres lois pertinentes et que le personnel de supervision et de maintenance de la chaudière reçoit une formation adéquate. Le non-respect sera presque toujours interprété comme une violation de la législation sur la sécurité et la santé au travail qui peut entraîner des pénalités sévères, en particulier si la non-conformité est découverte à la suite d’un incident ou d’un accident.

Les rapports d’enquête sur les accidents démontrent que les causes les plus courantes des accidents de la chaudière sont l’intervention de l’opérateur avec les contrôles de sécurité, l’entretien inadéquat, l’échec du dispositif de contrôle suite à la maintenance par un personnel non qualifié, l’isolement ou l’incapacité délibérée des dispositifs de sécurité, des pratiques d’exploitation inappropriées et un traitement inadéquat de l’eau. Les contrôles automatiques ne remplacent pas complètement la supervision. Une mesure de la supervision par un opérateur qualifié ou une personne responsable qualifiée familier avec la BCS et l’exploitation de la chaudière est une caractéristique essentielle de la sécurité d’exploitation.

Les chaudières sans assistance qui fonctionnent en stricte conformité avec les recommandations du fabricant, les codes de chaudière et les normes ont un excellent record de sécurité dans le monde entier. Parce qu’ils sont conçus pour fonctionner sans surveillance pendant de longues périodes, les exigences courantes d’exploitation, de maintenance et d’inspection sont généralement plus strictes que pour les autres types de chaudières. Le BCS et ses dispositifs de sécurité associés jouent clairement un rôle clé dans l’exploitation sûre de ce type de chaudière et sont donc soumis à une stricte conformité avec les procédures d’essai de routine par la personne responsable formée et l’entrepreneur d’entretien agréé. Il est extrêmement important qu’il y ait un degré élevé de confiance dans l’intégrité de la BCS et que les procédures d’essai de routine devraient donc être considérées comme un élément clé d’une exploitation sûre.

Bien que ces tests soient généralement de nature universelle, il existe des différences dans leur mise en œuvre entre les juridictions. Il est donc très important que le propriétaire de la chaudière, le contrôleur et la Personne responsable formée comprennent qu’ils ont la responsabilité de se familiariser avec les codes et règlements locaux applicables à ce type de chaudière. Le non-respect de cette obligation sera généralement interprété comme une violation des règlements de l’OSHA. En cas de doute, vous devriez obtenir des éclaircissements auprès de votre inspecteur de chaudière, de l’organisme d’inspection, du fabricant de chaudières ou de l’autorité de réglementation locale.

Qui est le contrôleur de la chaudière? – rôles et responsabilités:

Les codes et les normes des chaudières exigent généralement que les installations de chaudières sans surveillance possèdent un «contrôleur» nommé. Ce peut être le propriétaire ou, une personne nommée par le propriétaire pour exercer ce rôle. Le contrôleur ne doit pas nécessairement être étroitement impliqué dans le fonctionnement quotidien, mais plutôt pour assurer un contrôle général de l’exploitation et de la maintenance de la chaudière.

Les responsabilités du contrôleur comprennent:

• Assurer la conformité au code de la chaudière ou à la norme pertinente, y compris la maintenance d’enregistrements opérationnels et d’ingénierie appropriés;

• S’assurer que la chaudière est surveillée par des personnes dûment qualifiées ou qualifiées;

• La mise en place et la maintenance d’un système de management de la qualité (SGQ);

• La mise en œuvre et la mise en place de procédures appropriées en matière de sécurité et d’environnement, et des communications avec les organismes de réglementation appropriés, par exemple, OSHA, les organismes environnementaux, les organismes de contrôle, etc.

Le Contrôleur est généralement un gestionnaire d’ingénierie, de maintenance ou de département ou, quelqu’un dans l’organisation qui détient une qualification ou un Certificat de Compétence dans l’opération de la chaudière.

Qu’est-ce qu’une personne responsable formée? – rôles et responsabilités:

Une «Personne Responsable formée» est une personne nommée par le contrôleur pour exercer la surveillance quotidienne de la chaudière. Il n’est pas tenu de détenir une qualification formelle, comme un certificat de compétence, mais doit être formé à un niveau spécifié par le fabricant de la chaudière ou, à un niveau acceptable par un organisme de contrôle ou une autre autorité réglementaire appropriée. La personne responsable n’est pas tenue d’avoir une connaissance intime de la technologie des chaudières, mais plutôt un niveau de connaissance de base et une compréhension de la fonctionnalité et des rôles des composants de la chaudière, des systèmes de montage et des systèmes auxiliaires, y compris les systèmes de distribution de carburant, d’alimentation et de distribution de vapeur.

Les principaux rôles de la personne responsable sont d’exercer une supervision générale quotidienne de l’opération de la chaudière, de vérifier que tous les systèmes de contrôle et d’alarme fonctionnent correctement et d’assurer la conformité aux procédures de test de routine spécifiées dans le code ou la norme pertinente et, par le fabricant de la chaudière. La personne responsable ne doit pas nécessairement s’attendre à diagnostiquer et à remédier à l’équipement ou à l’échec du système. Ils devraient être compétents pour répondre aux alarmes et pour prendre les mesures appropriées qui, au minimum, garantissent que la chaudière soit fermée en toute sécurité avant de demander de l’aide.

Qu’est-ce qu’un entrepreneur agréé?

La conformité aux procédures de maintenance définies est un aspect clé de l’opération de chaudière sans surveillance. Il y a eu un certain nombre d’incidents catastrophiques récents liés à la chaudière résultant de tâches de maintenance inappropriées qui, dans certains cas, ont été effectuées par des commerçants qualifiés et expérimentés, mais qui ne possédaient pas les exigences de connaissances spécialisées associées à la maintenance de la chaudière.

Le «Entrepreneur d’entretien agréé» est une personne ou une organisation possédant les compétences, les connaissances et l’expérience nécessaires pour maintenir la chaudière et ses composants selon une norme acceptable par le fabricant et l’organisme de contrôle. Ils doivent avoir une compréhension approfondie du rôle et de la fonctionnalité de la BCS en ce qui concerne l’assistance limitée et l’exploitation sans surveillance.

Les codes et les règlements des chaudières définissent des normes minimales acceptables pour ce rôle qui peuvent différer selon les juridictions. En général, ils exigeront que l’organisme désigné soit un fabricant de chaudières ou un entrepreneur indépendant agréé par le fabricant ou l’organisme de contrôle. Dans les organisations qui ont leur propre infrastructure de maintenance interne, le contrôleur peut demander à l’organisme de contrôle de nommer l’organisation elle-même en tant qu’entité d’entretien agréée. Dans de tels cas, l’organisation doit satisfaire à l’exigence selon laquelle le personnel désigné qui effectue le travail a une formation et une expérience appropriées. Cela exigera généralement que les membres du personnel désignés puissent fournir la preuve d’une qualification commerciale appropriée ou avoir reçu une formation spécialisée et avoir une expérience suffisante. En aucun cas, le personnel non agréé devrait être autorisé à effectuer une maintenance sur tout équipement sous pression ou BCS et ses appareils sur le terrain, y compris tous les dispositifs de sécurité et le système d’entrée d’énergie.

Geoff Pearson est un ingénieur mécanique / marin qualifié (vapeur et moteur) avec plus de 50 ans d’expérience en tant que mécanicien à vapeur. Sa société, IQ Technology Ltd., a évolué en tant que fournisseur de formation spécialisée qui dessert tous les secteurs industriels nécessitant une formation à la vapeur. Il dispose d’une base de clientèle internationale diversifiée et bénéficie d’une réputation d’excellence. La société dispose d’un catalogue de cours de formation interactifs en ligne axés spécifiquement sur les besoins des propriétaires / opérateurs de Boiler emballés. Ils sont basés sur les meilleures pratiques et sont utilisés à l’échelle internationale pour répondre aux exigences de formation essentielles pour la conformité au code de la chaudière dans la plupart des juridictions.

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