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  • Modlisation et Commande 12/09/02 dun gnrateur de vapeur. Advantic

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    MODELISATION ET COMMANDE PREDICTIVE DUN GENERATEUR DE VAPEUR IMPLANTEES DANS UN AUTOMATE. G.Lavielle- P.Brochot- A.Muriana - R.Espigol- J.J.Tanguy- SOLLAC FOS J.Richalet- J.L.Testud -O.Gerbi - ADERSA 1. Prsentation de l'Entreprise Lusine sidrurgique de Fos sur Mer est un site de SOLLAC-MEDITERRANEE, unit oprationnelle dARCELOR. Elle est spcialise dans les produits plats lamins chaud. Elle emploie aujourd'hui plus de 3500 personnes, auxquelles sajoutent environ 1500 prestataires de services. La production annuelle est de 4.5 Mt. Elle est essentiellement destine lAutomobile, lElectromnager, lEmballage et la Construction mtallique. L'ensemble des installations sur le site est rparti en quatre dpartements de production : Fonte, Acier, Laminage, Finissage, auxquels se rajoute le dpartement Energie. Centrale soufflante La Centrale, unit du dpartement Energie a pour mission essentielle de produire et de distribuer aux 2 hauts-fourneaux le vent chaud ncessaire au processus de rduction des oxydes de fer par le carbone. Elle fournit galement une partie de lnergie lectrique consomme par les installations ainsi que de la vapeur MP dans le rseau vapeur usine. Elle est quipe de 4 gnrateurs de vapeur (GV) ; les chaudires sont multi-combustibles et peuvent produire 215 t/h de vapeur 80 bars, surchauffe 500 C. Charge thermique : 192.2 MW. Elles sont couples deux deux sur un collecteur vapeur. Chacun des 2 collecteurs de vapeur haute pression alimente deux turbo-alternateurs (TA) et une turbo-soufflante (TS).

    .

    1 2 3 4

    TA 3 32 M W

    4 x 2 1 5 t/h 80 b a rs e t 50 0 C

    TA 4 32 M W

    TA 2 52 M W

    TA 1 52 M W

    T S7 0 t/h

    T S7 0 t/h

    H F H F

    27 0 0 00 M 3 /H V E N T 27 0 0 00 M 3 /H V E N T

    U tilitsu s in e

    Dten

    te 1

    Dten

    te 2

    prlvem

    ent

    prlvem

    ent

    V ap e u r m o ye n n e p re ss io n1 3 b a rs 25 0 C

    S y n o p tiq u e d e la C e n tra le

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    Les chaudires (de type SINGLE PASS de Babcock Atlantique) peuvent fonctionner avec 6 combustibles diffrents : gaz de haut-fourneau enrichi (GHFe), gaz de four coke (GFC), fioul lourd (FO2), fioul domestique, eaux huileuses et goudron de houille (GOC) ; elles utilisent simultanment 2 combustibles qui, la plupart du temps, sont gazeux (un mlange proportion variable GHFe/GFC de gaz de haut-fourneau enrichi et de gaz de four coke). La temprature vapeur est maintenue constante par une rgulation de dsurchauffe dont le principe consiste injecter de leau entre les surchauffeurs primaire et secondaire par lintermdiaire dune vanne de rgulation pilote par la boucle de dsurchauffe. 2.Objectifs de ltude Un premier objectif est lamlioration des performances de la rgulation de dsurchauffe. En effet, lors de changements de combustibles ou la modification du rapport GHFe/GFC,. Il est constat parfois de fortes variations de temprature de vapeur pouvant entraner des dclenchements de chaudire par dpassement des seuils haut .

    PID

    PID

    500 C

    QFC FT090-30000 Nm3/h

    QHF FT050-250000 Nm3/h

    Qair FT030-210000 Nm3/h

    GOC/FO FT07

    VAPEUR~300C

    Eau110 b140C

    E08(changeur mthodique)

    E09(anti-mthodique)

    E3

    T min = 320C TV03

    pv1

    80 b500C

    dsurchaufTT19.21/22 (Var2)0-600C

    vapeurTT03/05 (Var1)0-600C

    surchaufTT19.11/22 (Var3)0-600C400C

    FT06 (Var24)0-40 t/h

    350C

    Rgulation de dsurchauffe Un deuxime objectif est le maintien du niveau du ballon 10%, principalement dans les phases daugmentation rapide de la charge (qui peut varier de + 30 t/h en 5 minutes).

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    PID50%

    PID FV01

    LT06-400 +400 mmCE

    PT06 (# 80b)

    Eau

    conomiseur

    Rgulation de niveau du ballon

    surchauffeur

    dsurchauffeur

    FT010-260 t/h

    Vapeur0-260 t/hFT02

    0-120 b

    1 lment

    LT01-500 +500 mmCE

    =1.52 mL=8 m

    Dbit vapeurchaudire0-260 t/h

    A/R0

    C+

    - Max+b

    FT06

    Var 8

    Var 24

    Var 7

    Var 14

    Var 10

    Var 11Var 16

    Var 15

    ax+b

    Enfin notre souhait est lamlioration de la stabilit globale des chaudires lorsquelles sont couples sur un mme collecteur de vapeur (stabilit du rgulateur de pression collecteur).

    R

    Rgulation de pression collecteur

    VH02

    Vap

    eur

    80 b

    R

    Pression chaudire

    80 b

    Charge 0VH

    Consigneoprateur

    Fum

    es

    6 brleurs

    FV03

    PV02

    Fum

    es

    6 brleurs

    FV03

    PV02

    R

    Pression chaudire

    80 b

    Charge 0VH

    Consigneoprateur

    Air

    Gaz

    1GV

    2GV

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    3. Position du problme Il faut aborder le problme avec modestie car il existe de trs nombreux gnrateurs de vapeur dans le monde rguls par des techniques traditionnelles et qui donnent satisfaction. Il existe galement un trs abondante littrature sur le sujet et en langue franaise louvrage de base de Guy de Livois fait rfrence. Quels sont donc les lments nouveaux qui ont fait quil est apparu ncessaire de changer de technologie ( implantation dans un automate ) et de mthodologie ( commande prdictive) ? Sur le plan technologique SOLLAC a pris la dcision de normaliser les seuls automates Schneider Electric sur son site de Fos et de bnficier ainsi de la bibliothque native de commande prdictive PCR implante dans le logiciel Concept. Sur le plan mthodologique Sollac-Fos utilise depuis 6 ans, avec satisfaction, une Commande Prdictive pour piloter le niveau des lingotires de ses 2 Coules Continues ( deux lignes chacune). La premire ralisation a eu lieu avec Adersa sur une ligne alors que les 3 autres furent faites par lquipe locale. Il ny avait donc pas dapprhension utiliser ce type de commande pour traiter le problme dlicat de la commande des gnrateurs de vapeur. De plus, point majeur, une dmarche systmatique de formation ces techniques des personnels concerns a par ailleurs t entreprise avec lIRA. 3.1- Difficult du problme En quoi ces gnrateurs de vapeur diffrent-ils dun gnrateur classique de rseau lectrique ?

    a) Perturbations . Lnergie des gaz sidrurgiques est utilise pour alimenter des turbines vapeur, des fours et autres processus thermiques. Les variations sur les rseaux vapeur (haute et moyenne pression) sont de grandes amplitudes et de grandes dynamiques,

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    environ 25% de la capacit nominale appliques brutalement avec un choc de 50 t/h en 3 minutes (cest le cas latelier RH de traitement sous vide de lacier). Les turbines imposent des contraintes de temprature basse (480C) afin de maintenir une qualit de vapeur acceptable pour les ailettes situes en bout darbre des rotors de turbines. Les chaudires imposent des contraintes de temprature haute (510C) pour la tenue mtallurgique des tubes des surchauffeurs. Le rendement des turbines impose une pression vapeur le plus stable possible, le point de consigne de pression est de 80 bar 1 bar. Le niveau du ballon doit tre rgul sous une limite suprieure stricte sous peine denvoyer de leau qui dtruirait le premier tage de la turbine. Les actionneurs touchent donc ainsi frquemment leurs contraintes.

    b) Collecteur. Pour compliquer le problme, 2 gnrateurs de vapeur alimentent un mme collecteur, il sagit de les quilibrer alors quils ont des caractristiques dynamiques diffrentes risquant des oscillations de couplage.

    c) Combustibles. Ils varient suivant les disponibilits en gaz de cokerie, de haut-

    fourneau, de fuel, ou autres dchets (goudron). Ils ont des pouvoirs calorifiques trs diffrents et modifient ainsi lautorit de commande des feux. Ils ont aussi des pouvoirs fumignes diffrents si bien que lefficacit de lchangeur du surchauffeur secondaire varie galement dans une ambiance fortement perturbe et "sale". 3.2- Objectifs

    a) Sret. Aspect humain. Les Oprateurs posts sont donc trs sollicits, et comme les contraintes sont serres, la charge de travail est forte. En dehors de surveiller la tenue des consignes, ils doivent galement optimiser lutilisation des combustibles, il est alors ncessaire que lAutomatique assure le plus possible la tenue de lunit dans un rgime qui est en permanence en rgime transitoire. Le cot dun incident est prohibitif tant pour le gnrateur lui-mme que par son effet sur la consommation dnergie extrieure. Lors dun arrt volontaire dun haut-fourneau, la production de gaz HF tant divise par 2, loprateur doit modifier le rapport GHFe/GFC, qui va provoquer une modification des dbit et temprature des fumes, si la rgulation de dsurchauffe ne ragit pas parfaitement, il y aura alors possibilit datteinte des seuils de temprature et donc de dclenchement de la chaudire: ce risque est pour lOprateur une source de proccupation permanente qui augmente notablement sa charge de travail. On attend donc de lamlioration du contrle de la dsurchauffe une meilleure scurit de fonctionnement et par-l une amlioration sensible des conditions de travail. On estime quau moins 2 fois par semaine des manuvres doptimisation de gestion de combustibles gazeux auraient pu tre effectues et ne lont pas t par crainte de provoquer une perte de chaudire, entranant une consommation de fioul ou gaz naturel supplmentaire. 2 tonnes de fioul pendant 2 h cotent 1.1 k.

    b) Economie - Sur atteinte du seuil haut de temprature vapeur (520C et 530C ), il y a enclenchement automatique du mini-technique des combustibles gazeux, qui entrane une rduction de production de vapeur, se traduisant gnralement par un dclenchement de la chaudire par niveau du ballon Trs Bas et larrt des machines raccordes : turbos-alternateurs (TA) et turbos-soufflantes (TS). Un tel incident nest pas frquent, mais peut se produire en moyenne une fois par an.

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    Le cot dun arrt de TA peut tre estim globalement de 1 1.2 k / h (selon la nature des contrats de fourniture de la puissance lectrique en vigueur ce moment-l). Mais le cot le plus important est celui occasionn par une suppression de vent commun due un arrt de TS : il comprend une partie fixe (~11.5 k ) et une partie variable denviron 1.5 k /mn. -Sur atteinte du seuil bas (480 C), il y a dclenchement des TA et dgradation du rendement des turbines dentranement des alternateurs et compresseurs. Frquence : 1 fois tous les 2 ans. Cot : 1.22 k / h. -Dans des cas heureusement exceptionnels, une perte de chaudire peut entraner des dommages trs graves et trs coteux (par exemple introduction deau dans les ailettes dune turbine). Cest donc dune faon gnrale un passage une plus grande rationalit et objectivit quil sagit. Quant-au gain conomique il est valuer en esprance mathmatique, car un incident quelconque peut avoir un cot qui justifie en une seule fois toute action de modernisation. Tout dclenchement fait appel une nergie lectrique extrieure onreuse.

    c) Gnricit . La varit des solutions proposes par lapproche PID est grande. Les rglages y sont habituellement manuels et les schmas de commande pleins de commutations logiques, difficiles justifier, et capitaliser, chacun arrivant avec sa "meilleure recette". La tenue jour des documents ncessite un gros effort. Le dsir est alors de passer une modlisation amenant un simulateur objectif, cal sur des essais exprimentaux, facilement interprtable, pouvant servir la mise au point dune commande, la formation des Oprateurs et lanalyse du comportement lors dincident, vritable capital transmissible de lentreprise. Les algorithmes de rgulation mis en uvre sont implants dans un automate (Momentum) mis en communication avec les automates PMX Schneider dj existants. Il y a donc dsir de normaliser et dtendre limplantation des nouvelles rgulations dans des automates Momentum dots du logiciel de base Concept, connects aux PMX. 4. Modlisation Limportance du problme et les objectifs de gnricit font que cest bien videmment vers une modlisation de connaissance quil faut se porter. La modlisation de la thermodynamique du gnrateur nest pas aise et les objectifs dimplantation dans un automate bon march font quun compromis raisonnable est trouver entre une modlisation suffisamment fine et une facilit de programmation de la commande. La solution retenue est alors classiquement celle dun modle de connaissance simplifi nonrifi. Les structures qualitatives des diffrents modles sont simplifies et obtenues par analyse physique mais les paramtres structuraux sont obtenus, non pas en utilisant des tables physiques, mais par identification partir dessais exprimentaux. En procdant ainsi on part sur une base gnrique qui va guider les protocoles dessai et permettre dinterprter tout moment les rsultats obtenus. Il est plaisant de penser que si Guy de Livois avait dispos de la puissance des outils didentification et de simulation actuels, il aurait sans doute procd ainsi, tant dans sa dmarche dj proche de ce dont on peut maintenant disposer et obtenir Acquisition des signaux de mesures et Protocoles dessai Une station dacquisition des mesures a t installe en salle lectrique et plusieurs trames de signaux ont t dfinis. Llaboration des modles dynamiques (leur caractrisation et leur identification) a ncessit linspection de nombreux fichiers de mesures ; une vingtaine de protocoles dessais a t applique. Cette phase prliminaire reprsente un travail de longue haleine qui ncessite

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    limplication totale des membres du groupe de projet : Exploitants, Oprateurs, Instrumentistes et Automaticiens. Les contraintes dexploitation sont strictes et on ne peut pas toujours raliser les essais souhaits ; pour optimiser les protocoles, il faut accepter de refaire plusieurs fois si ncessaire les mmes essais en faisant varier lamplitude et/ou la dure des crneaux de commande appliqus aux actionneurs, afin de les rendre sensibilisants. Les essais ont t chaque fois dfinis par Adersa, ngocis avec les Exploitants et appliqus par les Oprateurs de la Centrale ; les fichiers de mesure, reformats en fichiers Matlab, sont transmis par Internet Adersa et analyss en collaboration.

    Les units modliser sont donc :

    a) Chane vapeur : temprature la sortie du dsurchauffeur et temprature de la vapeur la sortie du surchauffeur secondaire. La variable daction est le dbit deau dinjection.

    b) Ballon : niveau en prenant en tendance le dbit de vapeur, la variable daction est le

    dbit deau dinjection. Cette eau est 200C, si bien quil ny a pas deffet de trempe. Le phnomne de gonflement/tassement existe bien ; il est modlis et sera pris en compte ventuellement dans la commande.

    c) Collecteur : la pression du collecteur est rgule partir des dbits de vapeur de

    chaque gnrateur, ces dbits dpendant des feux respectifs (dbits de combustibles).

    d) Notons galement quun travail non ngligeable a t fait de mise niveau des rgulations ancillaires et de linstrumentation (e.g. introduction dun FRC sur le dbit deau de dsurchauffe impose par la matrise difficile de la vanne de dsurchauffe.).

    Lapproche est donc de faire classiquement des bilans matire et enthalpique des units. Le gonflement a t reprsent par un modle plutt "noir", quoique classique. En ce qui concerne le surchauffeur lemploi du Thorme de Convexit dutilisation pratique dans lanalyse de tout change thermique a bien simplifi la mise en quation. Cela consiste crire, en final aprs analyse, que la temprature de vapeur est convexe entre la temprature dentre et la temprature de fume, le coefficient de convexit tant fonction des dbits de fluide et de caloporteur. Tvapeur = .Tdesurchauffe + (1-). Tfume avec = ( Qvap, Qfume ) 5) Identification-Procdure. Il sagit donc dappliquer des protocoles dessai significatifs, sensibilisant les paramtres de structure des modles. Cest lopration cruciale du projet qui ncessite un grand soin car cest le seul moment o interviennent le Producteur et les Oprateurs. Les essais relatifs la chane vapeur sont faits en boucle ouverte en agissant sur la vanne de dsurchauffe mais en prenant en compte non pas sa position, non fiable, mais le dbit deau effectivement mesur. Il convient alors de dterminer exprimentalement, avec grande prcaution et progressivit le domaine de variation des chelons dexcursion de vanne qui vont donner des variations de temprature de vapeur comprises entre les limites haute et basse fixes par lexploitant. Ensuite, puisque le transfert dynamique nest pas surtensif, il est possible de solliciter la

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    vanne par des chelons de frquence variable, qui vont tre dtermins par apprentissage, afin de sensibiliser les caractristiques dynamiques utiles du processus. Il est clair que dappliquer un bruit pseudo blanc est ici particulirement proscrire, tant donn les contraintes fortes portant sur la dure de lessai, son amplitude et son spectre, amenant plutt une dfinition dterministe du protocole dessai, sous la haute surveillance sourcilleuse du producteur. En ce qui concerne lidentification du niveau de ballon, les tests ont t faits en boucle ferme car dboucler la rgulation PID actuelle ( en fait un simple gain P de valeur connue) aurait t beaucoup trop traumatisante pour les Oprateurs. Cela implique que la commande applique sera une commande transparente qui agira sur la consigne du rgulateur P, mais qui assurera un cart consigne-mesure nul. Pour le simulateur il est cependant possible de trouver par rsolution, connaissant le rgulateur et le modle en boucle ferme, le transfert entre les dbits deau, de vapeur et le niveau. Notons galement que le rapport signal/bruit est mauvais alors quil est bon sur la dsurchauffe et la vapeur. Lorsque lon fait le bilan du travail effectu il apparat que les phases didentification laide des outils dIdentification Globale et la synthse de la commande laide de la bibliothque PCR sont aises, alors que linteraction entre connaissance du processus et le choix des protocoles dessai constitue lessentiel du travail. Les modles ayant t identifis localement (pour un point de fonctionnement donn), il a t procd une identification globale avant de retenir les valeurs dfinitives des paramtres du modle A titre dexemple on donne ici un trac diso-distances dans lespace paramtrique de la dsurchauffe (voir plus loin), portant sur trois protocoles dessais diffrents. Ces iso-D reprsentent le lieu gomtrique des couples de paramtres (2,) pour lesquels la distance dtat (Objet-Modle) prsente un cart quadratique objet /modle de 10%.

    Domaines Iso-Distance .Espace paramtrique Lamb/Tau2

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    Cette phase est interactive et boucle, toute difficult didentification renvoie vers une modification de la caractrisation et la synthse dun protocole optimal sensibilisant de la nouvelle structure suppose. Le rsultat de cette analyse dpasse trs largement son utilit pour la commande, et lon peut dire que toute lquipe connat mieux, toutes fins utiles, ce gnrateur quauparavant, dbarrasse de toute subjectivit souvent attache ce genre de processus. Les paramtres des modles dpendent du dbit de vapeur. Les temps de rponse augmentent avec le dbit alors que les efficacits augmentent. Prenons lexemple de la dsurchauffe et crivons un bilan enthalpique lmentaire. Si .Cp.V reprsente la charge thermique de lespace de mlange de la vapeur avec le dbit de dsurchauffe Qdes de chaleur latente L, et si Tdes et Tsur sont les tempratures de sortie et dentre de la vapeur de dbit Qvap, on a dans une analyse simplifie :

    LQTTQCdt

    dTVC eaudesdessurvappe

    desps .).().().( = ,

    soit

    GQTQC

    LQTTdt

    dTQ dessur

    vappe

    eaudessurdesdes

    vap .).().( ==+

    Guy de Livois propose pour le gain G une fonction du type G = G*/ (Qvap.8). En fait lanalyse prcdente nest pas complte car le processus est distribu et en identifiant, Qvap donn, on trouve un gain dcroissant avec Qvap, reprsentable facilement par un polynme dordre 2 dcroissant, identifiant lquation prcdente. Les tracs de courbe suivants montrent la qualit des identifications et certains espaces paramtriques montrent les domaines dincertitude des paramtres. Les identifications de dsurchauffe sont parfaites , alors que celles relatives la temprature de vapeur sont plus difficiles, d lincertitude et la grande variabilit des fumes. Le niveau de bruit de lidentification de niveau est lev mais la prise en compte de leffet de gonflement par le dbit de vapeur est trs net. 6. Rsultats Numriques Ne peuvent tre communiqus, brevet en cours de dpt. 7. Rsultats graphiques Voir page suivante

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    8. Projet de Commande Ce nest quun projet car cette date (11/09/2002) la commande conue et implante dans lautomate Momentum Concept de Schneider Electric na pas encore t teste sur site. La Commande Prdictive PFC suit directement les identifications faites. Les modles identifis deviennent les modles internes des rgulateurs avec la particularit intressante que ces modles sont physiquement adaptatifs en fonction du dbit de vapeur. Les capacits de la Commande Prdictive : - prendre en compte les systmes intgrateurs retard pur - prendre en compte les contraintes sur les actionneurs et les variables internes - raliser facilement des cascades et des commandes transparentes - tre rgle facilement par la fixation du Temps de Rponse en Boucle Ferme et grer le compromis Dynamique / Robustesse - utiliser des modles paramtres physiques adaptatifs - tre implante, sans boucle interne doptimisation, laide doprateurs mathmatiques lmentaires a facilit ltude et a fait que le temps a t essentiellement pass modliser le processus et non rgler des rgulateurs. Voyons le dtail des actions : Dsurchauffe / Vapeur : On propose une commande en cascade Tdes/ Tvap facile raliser puisque le modle interne du rgulateur de vapeur est reprsentable par un systme du premier ordre de constante dfinie par la trajectoire de rfrence de la boucle de dsurchauffe. Un point majeur est quil faut absolument prendre en compte dans le rgulateur de vapeur la contrainte sur la variable dtat que reprsente la position de la vanne par une technique dite "du transfert de contrainte". La vanne de dsurchauffe allant zro frquemment, ce respect de contrainte est essentiel. Niveau de ballon. Cest, comme annonc, une commande transparente, PFC et PID pilotant la mme sortie. La variable manipule fonctionnelle est U= Qeau Qvap, do lon extrait Qeau qui devient la consigne dun FRC. Le bouclage par un PFC extrieur simpose pour navoir aucun biais malgr des fuites de vanne de dcharge et des dcalages de calibration de capteurs de dbit entre eau et vapeur. De plus cette procdure confre un meilleur compromis Robustesse / Dynamique avec une grande facilit de rglage. La prise en tendance du gonflement dans la conduite est encore incertaine, les points de vue divergent. Elle est de toute faon programme et le gain de sa prise en compte sera adapt sur place. Elle est en simulation trs efficace mais le phnomne tant complexe et non totalement modlis, nous devons tre prudents.

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    Collecteur. Cest en fait le point majeur recherch: rguler la pression de la source de vapeur qui doit attaquer les turbines temprature constante. Il ny a que peu de couplage physique entre temprature dbullition et pression cette temprature (formule de Duperray). Cependant les feux agissent sur le dbit de vapeur mais aussi en sens contraire, ( qui lemporte ?) sur les fumes en temprature et dbit, ce qui influence le surchauffeur, il y a donc interaction par "lextrieur", mais la temprature des fumes est prise en tendance dans le rgulateur de vapeur et le dcouplage doit tre suffisant. Pour satisfaire une pression collecteur donne il est possible de prendre en tendance tous (ou presque tous) les dbits des consommateurs. La variable daction est le dbit total : Qtot avec : Qtot = Qvap1 + Qvap2 - Qconsommateurs La rpartition des dbits de consigne des 2 gnrateurs Qvap1 et Qvap2 est libre. Elle peut tre rpartie soit en proportion quelconque, soit lun tant feux fixes, Qi tant mesur, Qj sen dduit et devient la consigne dun rgulateur de pression locale qui agit sur ses feux correspondants. Une grande souplesse est alors offerte des gnrateurs de dynamiques et puissances diffrentes. Passer par lintermdiaire dune consigne en dbit limine les oscillations possibles entre les 2 gnrateurs. 9. Implantation Les schmas de commande ont t implants facilement par Schneider Electric dans lautomate Momentum reli par liaison Ethernet (ou Modbus) un automate Premium qui assurait les fonctions de communication avec les Oprateurs et avec la commande squentielle. Cette commande a t implante avec pour lessentiel des blocs de base de la bibliothque gnrique PCR, plus quelques fonctions spcifiques, comme en particulier les blocs polynomiaux algbriques faisant intervenir leffet de la vapeur. 10. Synoptique gnral.

    H

    ECH

    Qconso

    Feux_

    + +Bal Col Col

    Brleurs

    Dsurch Surch

    p1

    _+

    PcolQvap

    Tsur

    Tvav

    Niv+Qeau _

    +

    Qdes

    Pbal

    Tfum

    Tdes

    +

    pT1GG

    g+

    _

    Modlisation Globale du Gnrateur de vapeur

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    11. Conclusion a) Le processus Il est trop tt pour tirer des conclusions sentencieuses, si cela naurait jamais t le cas, car si la modlisation est termine la commande na pas encore t teste sur site. La difficult de modlisation a t rencontre comme prvue en ce qui concerne le surchauffeur car le coefficient dchange avec les fumes varie avec le dbit et la nature du combustible dans un environnement bien perturb. Le niveau dpend dune faon complexe de la vaporisation et du dbit de vapeur, le phnomne de gonflement se situant dans lmulsion des tubes de vaporisation et dans le ballon lui-mme. Par contre la spcification de tenue de niveau est heureusement assez lche car cest en fait dune consigne de zone quil sagit. La rgulation de pression collecteur ne pose pas de problme particulier une fois que le modle a t compris dans sa causalit bien particulire. b) La dmarche La mthodologie utilise dans cette action qui a mobilis nombre de personnes a un certain caractre gnrique. Cest une suite daller-retour entre hypothses de structure, protocoles dessai et identification globale. Une mthodologie mme claire avec des logiciels efficaces ne suffit pas, il faut que lquipe soit anime par le mme dsir de rentrer dans la comprhension des phnomnes. Cela a t acquis grce au fait que lquipe ait suivi un stage de formation lIRA, organis par Joelle Mallet, que nous voulons chaudement remercier ici pour sa bienveillante participation. Cela a permis de passer rapidement sur les inquitudes habituelles, A quoi sert la modlisation ? Quest ce que la Commande Prdictive apporte de plus ? et dialoguer de faon constructive, avec des comptences et points de vue complmentaires. c) Le rsultat Le modle tant de connaissance, les rsultats ne sont pas valables que pour cette unit en ce qui concerne le circuit de vapeur et le collecteur, le niveau du ballon dpend plus de la structure de la vaporisation mais le phnomne de base reste identique. Cela amnera sur un autre gnrateur ce quune identification locale plus lgre soit suffisante et que leffort dimplantation de la commande soit minimis. Remerciements Nous tenons remercier MM P.Delessale et R. Delbecq qui, grce leur haute comptence et exprience en commande de gnrateur de vapeur, nous ont apport une aide prcieuse. 12) Bibliographie - Guy de Livois- -Rgulation des gnrateurs de vapeur et des centrales thermiques - Dunod .Paris 1979 - J.Richalet - Pratique de lIdentification- Herms .Paris .1998 - J.Richalet - Commande Prdictive- -Techniques de lIngnieur. R 7423 - Sam G.Dukelow The CONTROL of BOILERS- -2nd Edition-ISA.

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