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SOMMAIREINTRODUCTION CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA SAMIR

1) HISTORIQUE .page 7 2) FICHE SIGNALETIQUEpage 9 3) LES ACTIVITES ET LES PRODUITS A LA SAMIR..page 10 4) ORGANIGRAMME DE LA SAMIR.page 12 5) LES DIFFERENTES UNITES DE LA SAMIR.page 13 6) SECURITE A LA SAMIR..page 13 CHAPITRE II : DESCRIPTION DE LA CENTRALE THERMIQUE I DE LA SAMIR I - TRAITEMENT DES EAUX.page 16 1) 2) 3) Les incidents de leau non traite sur les installations page 17 Les titres et indices de leau page 17 Technique de traitement de leau : (dminralisation)page 18

II - DESCRIPTION DE LA CHAUDIERE.page 23 1) 2) Dfinition de la chaudire page23 Les principaux lments de la chaudire..page 24 III - LE FONCTIONNEMENT DE LA CHAUDIRE..page 28 Circuit Eau/Vapeur..page 28 Circuit Air/Gaz ...page 30 MST Gnie Energtique 1 2005/2006

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IV LA DISTRIBUTION DE LA VAPEUR.page 32 Vapeur Haute pression (45 bar)page 32 Vapeur moyenne pression (15 bar)...page 34 Vapeur basse pression (3,5 bar)page 35 Vapeur trs basse pression (0,8)...page 35 CHAPITRE III : CALCUL DU RENDEMENT DE LA CHAUDIERE 41H4 La partie thorique page 37 la premire mthode.page 37 La deuxime mthode..page 44 II. Prsentation des rsultats.. page 50 la premire mthode.page 50 La deuxime mthode..page 54 Remarques et commentaires...page 57 CONCLUSION ..page 59 ANNEXES...page 63

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REMERCIEMENTCe travail a t effectu la Socit Anonyme Marocaine dIndustrie de Raffinage SAMIR , sous la direction de Mr D.ESSAFI de la SAMIR et Messieurs B. HARTITI et H. CHAFFOUI mes encadrants la Facult des Sciences et Technique de Mohammedia.

Jai limmense plaisir dexprimer toute ma gratitude envers mes encadrants, Mr HARTITI et Mr CHAFFOUI. Je tiens aussi remercier Mr D.ESSAFI le parrain de mon stage pour son soutien et ses conseils, ainsi que lquipe des oprateurs dans la salle de contrle de la zone I, pour leurs renseignements et leur comprhensibilit. Mes sincres remerciements sont adresss au personnel travaillant au sein de la SAMIR de Mohammedia en loccurrence ceux de la direction des ressources humaines qui mont permis deffectuer ce stage.

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DEDICACEJe ddie ce travail :

A toute ma famille qui ma soutenue jusquau la fin de ce rapport, surtout ma mre qui ma beaucoup aid et qui ma donn le courage de finir ce travail et de russir dans ma vie.

A mes fidles amis (es) spcialement les amis de la FSTM . A mes professeurs la facult des sciences et techniques de Mohammedia qui mont donn la base de mes capacits intellectuelles.

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INTRODUCTIONNotre formation la Facult des Sciences et Techniques de Mohammedia FSTM est clture par un stage de fin dtude pour lobtention du diplme de Matrise. Pour cette raison, jai eu loccasion deffectuer mon stage la socit anonyme marocaine de lindustrie de raffinage SAMIR au sein de la direction de production service utilits . Lobjectif principal de ce service est la production de la vapeur, pour des diffrentes utilisations, quon va voir dans ce travail. La vapeur d'eau est une source dnergie. Elle est utilise notamment dans les machines vapeur titre dexemple les turbines, les turbopompes, les turbocompresseurs Ce rapport prsente une tude de la central thermolectrique I da la SAMIR. Il se compose de trois chapitres .Le premier chapitre est la prsentation de la socit SAMIR , le deuxime est la description de la centrale thermolectrique en commenant par le traitement des eaux, puis le fonctionnement de la chaudire qui est un gnrateur de vapeur et finalement la distribution de cette vapeur au sein de la socit. Le dernier chapitre porte sur la dtermination du rendement de la chaudire 41H4 par la mthode indirecte.

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1. Historique :Le Maroc a dcid dassurer la matrise de ses besoins en nergie et de crer une indpendance nergtique, par la signature dune convention entre lEtat reprsent par le Bureau des Etudes et des Participants Industrielles et par lOffice Italiennes des Hydrocarbures reprsent par sa filiale ANIC ; cette convention est dans le but de construire une raffinerie proche du port de Mohammedia dnomme Socit Anonyme Marocaine Italienne de Raffinage . La SAMIR a connu depuis sa cration un grand dveloppement concernant la cration de nouvelles units.

1959 : sa majest Mohammed V a pos la premire pierre de la raffinerie. 1962 : Le dmarrage de lactivit de la raffinerie.

nouvelle

1973 : Le choc ptrolier induit une flambe des prix au niveau international et lEtat marocain dcide de racheter les parts de lANIC. 1980 : Un nouveau projet dgale envergure est lanc. La SAMIR construit un complexe des huiles lubrifiantes de 100.00T/An qui a t inaugur le 9 mars par feu sa majest Hassan II.

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Rapport de projet de fin dtude 1984 : Dmarrage du complexe des huiles ; bitumes et para raffinage. 1991 : La SAMIR entreprend le rarrangement de lensemble des installations existantes en vue damliorer la qualit de ses produits. 1996 : Dans le cadre de la premire phase du processus de privatisation de la socit, la SAMIR est introduite en bourse de Casablanca de 30% du capital Social. 1997 : Dans le cadre de la seconde phase de privatisation de la SAMIR, le Groupe Corral acquiert 60.9% du capital de cette dernire. 1998 : Le groupe CORRAL rachte la part encore dtenue par lEtat, soit 6,77%. 1999 : La fusion absorption de la Socit Chrifienne des Ptroles SCP par la SAMIR lui permet laugmentation de son capital. 2000 : lEtat a procd la privatisation de la SAMIR. Cest le groupe SuedoSaoudien CORRAL qui dtient la direction et 67,3% du capital, les 32,7% restants sont dtenus par divers actionnaires la bourse de Casablanca. Ce groupe qui dtient aussi la raffinerie de Sidi Kacem, a procd la fusion des deux raffineries sous une seule raison sociale celle de la SAMIR. 2001 : La nomination de M. ABDERRAHMAN SAAIDI au poste de Directeur Gnral aprs le dpart en retraite de lancien DG Monsieur A.MENJOUR. 2002 : Cration de Somirgy en partenariat avec le groupe Somepi. 2003 : Cration de la FONDATION SAMIR.

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2. Fiche signaltique :Raison sociale Forme juridique Date de constitution Capital social Actionnariat Effectif Registre de commerce Numro de patente Identification fiscale Affiliation la CNSS Tlphone Fax Adresse Superficie Capacit de production activits Raffinage / lExploration production / Trading Socit Anonyme Marocaine dIndustrie de Raffinage Socit anonyme 1959 1.189.966.500 dhs CORRAL (66.72%) PUBLIC travers la bourse (33.28%) 1528 doits 140 cadres B.P. 91, Mohammedia 36.404.860 03100228 1417395 03-32-42-01/42 ; 03-32-74-80/87 03-31-69-56 ; 03-31-71-88 B.P. 89, Route ctire101, Mohammedia, Maroc 190 Hectares 7.750.000 Tonnes/an..

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3. Les activits et les produits la SAMIR :a) La production : Propane et butane Essence super et ordinaire Krosne et jet feu Gasoil Fuel-oil Huiles lubrifiantes Butine b) Les installations : Superficie : 190 Hectares Puissance installe : 25 MW La capacit de production : Distillation atmosphrique =6.250.000 tonnes Reformage catalytique = 330.000 tonnes Hydrodsulfuration = 400.000 tonnes Mrox krosne = 200.000 tonnes Lavage Mrox essence lgre LPO = 350.000 tonnes Huiles de base = 125.000 tonnes Bitumes routiers = 170.000 tonnes Bitumes oxyds 27.000 tonnes Cires et paraffines = 20.000 tonnes

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4. Organigramme de la SAMIR :

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5. les diffrentes units de la SAMIR :

La Socit Anonyme Marocaine de lIndustrie de raffinage SAMIR , comprend les units de fabrication suivantes : 3 Toppings (unit de distillation atmosphrique), 1 Mrox Krosne (dsulfuration du Krosne), 1 ATK Krosne (dsulfuration du Krosne), 1 HDS hydrodsulfuration GO ou Krosne, 2 HTD prparation de la charge platforming, 2 centrales thermiques, 2 Platforming (amlioration de la qualit des essences en indice doctane), et production de GPL, 2Mrox GPL dsulfuration GPL, 2 Mrox LSR dsulfuration LSR essence lgre, 1 Lavage a la MEA (monoethanoamine) GPL et GAZ, 2 Sparation C3/C4 (propane/butane), 1 DSV Distillation Sous Vide (la premire unit du complexe des huiles lubrifiantes, 1 Extraction au furfural, Dparaffinage, Hydro finissage des huiles de base, Oxydation des bitumes, Traitement a la terre active des paraffines et cires.

6. SECURITE A LA SAMIRDans les raffineries, le ptrole est soumis des tempratures pouvant atteindre 800C et des pressions pouvant aller jusqu'aux 200 bar dans certains hydrocraqueurs, et ainsi toutes ces choses le rendent spontanment explosif en cas de fuite. Les incendies ptroliers sont trs difficiles teindre. Ils exigent des techniques dtouffement spciales, leau ntant pas un

agent extincteur en loccurrence, ils se rallument aisment si leur cause subsiste.

Lemploi universel des produits ptroliers accrot le risque daccidents. Cest pour ces raisons que la Samir dispose dun service de scurit, qui se compose de 32 sapeurs pompiers professionnels rpartis en quatre quipes et sous la responsabilit dun chef oprateur assurant ainsi la scurit 24h /24 pour mener bien ses tches. Ce service remplie les deux activits principales suivantes : Lintervention : Le service de scurit dispose : Dun parc important de camions pompe et dmulseurs. Dun rseau maill qui mne leau sous pression pour la lutte contre le feu en chaque

point des installations. De deux extincteurs rpartis dans chaque service, permettant une premire

intervention par le personnel dexploitation tous les 200 m, un point dalarme assure la rapidit daction des brigades dintervention. La prvention : elle sexprime par : Le suivie dopration de travaux et dentretien de diffrents points. Le contrle des conditions de travail pour viter les accidents qui sy rapportent.

Le fonctionnement des diffrentes units de la raffinerie la SAMIR, dpend principalement de la production de la vapeur qui sert gnralement : La production de lnergie lectrique par lintermdiaire des turboalternateurs. Fournir de la chaleur certains produits visqueux pour les rendre pompables. Acclrer le mouvement de sparation des produits dans la colonne de sparation. Barbotage dans les ballons. Pour satisfaire ce besoin, la SAMIR a mis en uvre deux centrales thermo lectriques CTE1 et CTE2. La CTE1 se compose de deux chaudires 41H4 et 41H5 de capacit 36T/h. La CTE 2 se compose de quatre chaudires A, B, C et D de capacit de 80T/h.

Ce rapport, reprsente une tude gnrale de la centrale thermique de la zone I. Plus particulirement, cette tude sintresse au traitement de leau qui entre dans la chaudire, les lments qui la constitue et aprs une description du fonctionnement de la chaudire ; des mthodes de calcul de son rendement sera prsent.

I. TRAITEMENT DES EAUXLeau est un lment trs important dans la vie quotidienne. Elle est constitue des molcules H2O ; un assemblage de deux atomes dhydrogne et dun atome doxygne. Leau provient de sources diverses et elle est destine des utilisations tout aussi diverses telles que : Leau potable qui est destine aux besoins humains ; Leau de mer qui est destine au rseau incendie et quelques systmes de rfrigration ;

Leau dminralise qui est destine aux circuits de rfrigration et la fabrication de vapeur, aprs traitement prliminaire ; Il est indispensable de traiter leau entrant la chaudire, car elles risque au cours de leur utilisation dentraner des phnomnes dentartrage, primage et corrosion.

1- Les incidents de leau non traite sur les installations :Leau non traite provoque des phnomnes trs dangereux tels que : Lentartrage : Les sels dissous dans leau peuvent causer ce phnomne plus au moins important .Par ailleurs les tartres ont une conductibilit thermique trs infrieure celle des mtaux. Ceci se traduit par une diminution du transfert de chaleur entre les gaz de combustion et leau causant, ainsi une baisse du rendement calorifique de la chaudire, mais aussi une surchauffe du mtal des tuyaux, ce qui se traduit par la rupture de ces derniers. Le primage, cest un entranement plus ou moins important de vsicules liquides dans la vapeur. Ce phnomne provoque la fois une baisse de rendement nergtique de la vapeur et les dpts dans les circuits de vapeur.

La corrosion est un phnomne chimique qui porte atteinte un objet solide et provoque une altration de la matire. Les facteurs qui la favorisent sont loxygne (O2), le dioxyde de carbone (CO2), les sels dissous, la soude caustique.

2- Les titres et indices de leau :Leau contient des sels de calcium et de magnsium qui sont responsable de sa duret, cette dernire est mesure par le TH, titre hydrotimtrique. Pour savoir si leau est acide ou basique, on utilise le PH, potentiel hydrogne. Il varie de 0 14, de lacide fort (0) la base forte (14). La moiti de lchelle est rserve la neutralit (7).

Leau contient de la silice qui peut tre entrane par la vapeur. Si leau contient peu de silice, sa conductivit lectrique, mesure en microsimens est faible. Inversement, sa rsistance mesure en megaohms, est forte.

3- Technique de traitement de leau : (dminralisation)Leau contient des sels minraux dissous et des gaz que lon peut citer : Bicarbonate de calcium Ca (HCO3)2 Bicarbonate de magnsium Mg (HCO3)2 Sulfate de calcium Ca SO4 Sulfate de magnsium Mg SO4 Sulfate de sodium Na2 SO4 Chlorure de calcium Ca CL2 Chlorure de magnsium Mg CL2 Chlorure de sodium Na Cl Chlorure de potassium K Cl Nitrate de sodium Na NO3 Nitrate de potassium K NO3 Nitrate de dammonium NH4 NO3 Silicate de calcium CaSi O3 Silicate de magnsium Mg Si O3 Silicate de sodium Na Si O3 Les gaz dissous oxygene O2, acide carbonique CO2 et lazote N2. Dans la solution aqueuse, les sels shydrolysent, pour donner naissance des ions. On peut classer ces ions en cations et anions. Les cations : Calcium Ca ++ Magnsium Mg++ Sodium Na+ Potassium K+ Ammonium NH4+

Les anions : Chlorure CLSulfates SO4- Bicarbonate HCO3Carbonate CO3 - Nitrate NO3-

Pour liminer ces lments, on utilise les proprits de certaines rsines changer ses ions. Les rsines sont des solides insolubles granuls, divises on deux types : La rsine cationique lorsquelle est avide de cations. La rsine anionique, lorsquelle est a vide danions. On trouve, dans la centrale thermolectrique N1 de la SAMIR, deux installations de traitements des eaux qui fonctionnent dune manire alternative. Chaque installation contient quatre colonnes, deux cationiques et deux anioniques. Chaque colonne est constitue par un rcipient cylindrique ferm axe vertical, contenant la rsine (voir figure1). Cette dernire peut tre place directement au contact du dispositif collecteur de liquide trait, et elle est supporte par une couche de matriaux granulaires inertes : silex, anthracite ou grains plastiques.

La figure1 : La colonne

Pour obtenir une eau pure, dminralise, il faut quelle suive les tapes suivantes : 1re tape : Dans un premier temps, les pompes aspirent leau de ville existant dans les bacs de stockage, et la refoule avec une pression variant entre 3 et 4 bars, dans la premire colonne cationique (cation faible). La rsine de cette colonne dcompose tous les carbonates et les bicarbonates de leau de ville. Exemple: 2RH+ + CaCO3 4RH+ + CaCO3 RCa+ + CO2 + H2O (reaction incomplete) RCa+ + H2CO2 + H2O (reaction complete)

2me tape : Leau traverse la deuxime colonne cationique (cation fort), dans ce cas les rsines dcomposent tous les sels dacides forts ; Exemple : 2RH+ + CaCl2 RCa+ + 2HCl

Lorsque la rsine est totalement sature, on retrouve dans leau de sortie des cations non fixs. Pour cette raison on doit faire une rgnration ces cations ; la rsine cationique riche en anions mobiles H+ les a chang contre les cations de leau. Lorsqu la rsine a puis ses rserves dions H+, il faut lui envoyer lacide sulfurique H2SO4, pour la rapprovisionner en ions H+. Exemple: RMg + H2SO4 3me tape : La rsine de la troisime colonne est compose de groupement basique (OH -), elle retiendra les acides fort librs par la dernire colonne de cation. RH+ + Mg SO4

Exemple : ROH- + HCl 4me tape : Une tour de ruissellement place prs de la troisime colonne, permettra dliminer latmosphre la presque totalit du gaz carbonique contenu dans leau grce un contre courant dair arrivant au bas de la tour. RCl- + H2O

5me tape : Dans la 2me colonne anionique, la rsine retiendra les dernires traces de gaz carbonique ainsi que la silice. Au bout dun certain temps, ces rsines demande elles aussi, tre rgnre. Cest la soude NaOH qui lui apporte ses ions OH-. Exemple : RHSiO3 + NaOH ROH- + NaHSiO3

6me tape: Cest la dernire tape, il existe une colonne appel Mix bed , qui est charg dliminer les ions quels quils soient se trouvant encore dans leau dminralise la sortie de lappareil prcdent. On peut schmatiser ces tapes dans la figure 2 :

Figure 2 : chane de dminralisation

Cf : Signifie Cation Faible CF: Signifie Cation Fort Af : Signifie Anion faible AF : Signifie Anion Fort D : Signifie Dgazeur de CO2 Quelques caractristiques de leau de ville et leau dminralise (voir tableau 1) : Conductivit Eau de ville Eau dminralise s 435 0.2 PH 7.4 7.4 Duret totale ppm 25 0.1 Silice SiO2 ppm 2.7