De la première révolution industrielle à la quatrième, les changements ont été inspirés par la volonté d'embrasser les limites industrielles non conventionnelles et traditionnelles. Un partenariat entre SICK et l'un des plus anciens et des plus connus fabricants de chaudières du Royaume-Uni, Byworth Boilers a permis d'affiner les contrôles de chaufferie et d'économiser jusqu'à 7 % sur les factures de combustible des clients.
Solutions d'instrumentation industrielle pour les chaudières
26 oct. 2020
Héroïque et historique, la vapeur a toujours été une source d’inspiration
Elle reste l'un des moyens les plus efficaces pour transporter et fournir de la chaleur pour les processus industriels modernes. La chaudière industrielle est au cœur de ce système, un outil de travail essentiel qui doit toujours être totalement fiable. Avec des marques comme Yorkshireman, Dalesman et Fellsman, les chaudières Byworth évoquent une image nostalgique de plus de 50 ans d'entreprise familiale. Pourtant, tout au long de son histoire, l'entreprise a toujours fait preuve d'un appétit insatiable pour l'innovation. Grâce à une approche agile de la résolution des problèmes, son avantage concurrentiel a été protégé par une volonté d’amélioration continue, en réduisant la consommation de combustible des clients, en augmentant l'efficacité opérationnelle et en minimisant les temps d'arrêt.
Au début de 2020, Byworth Boilers a ouvert à Keighley et dans le West Yorkshire (Royaume-Uni) une extension de 2 millions de livres sterling dans le but de répondre à l'afflux des nouvelles micro-distilleries pour animaux. L'activité de Byworth repose sur des partenariats à long terme avec ses clients.
Les chaudières industrielles sont gourmandes en énergie
La mesure et le contrôle sont les meilleurs moyens d'obtenir le rendement énergétique en maintenant chaque élément de pression, de niveau et de température en parfait équilibre. La recherche et le développement de Byworth est centrée sur une chaufferie entièrement opérationnelle sur le site de Keighley où les dernières technologies d'instrumentation disponibles sont soigneusement évaluées avant d'être appliquées sur les systèmes des clients. La relation entre Byworth et SICK s'est développée depuis les premiers essais de recherche et développement : Cela partait d'une collaboration simple jusqu'au jour où Byworth a standardisé les instruments SICK pour divers processus de sa gamme de chaudière. Le transmetteur de pression PBS SICK, le capteur de niveau radar à ondes guidées LFP, le commutateur de température TBS et le débitmètre à ultrasons DOSIC sont utilisés pour les nouveaux systèmes ainsi que pour les pièces de rechange. Le capteur de débit calorimétrique FTS a, quant à lui, récemment subi des essais dans le centre de recherche et développement et s'est avéré être un grand succès. Jason Atkinson, responsable du développement technique et des produits souligne que si la performance de la technologie est importante, ce sont les relations dans la chaîne d'approvisionnement qui sont essentielles. "Du point de vue des clients, c'est la chaudière Byworth qui est performante, et non l'un des instruments ou des systèmes de contrôle qu'elle contient. Nos fournisseurs doivent donc être des partenaires à long terme. Nous avons obtenu une solide fiabilité en travaillant avec SICK et cela depuis le début. Ils ont adapté leur technologie, assuré la formation et l'assistance pour nous et nos clients et ont appris à comprendre notre fonctionnement".
Normalisation de l'instrumentation
La normalisation des instruments a été un progrès continu sur toute la gamme des chaudières Byworth, explique M. Atkinson. Cela ne profite pas seulement aux clients mais optimise également l'efficacité opérationnelle de l'entreprise.
"L'industrie des chaudières est une industrie assez conservatrice, c'est pourquoi nous devons parfois pousser un peu pour recommander l'utilisation des meilleures technologies. Nous avons évincé les fournisseurs traditionnels d'instruments pour chaudières afin d'équiper nos appareils de capteurs SICK. Nous utilisons les capteurs de pression PBS de SICK pour contrôler le niveau du réservoir du puits chaud, ainsi que pour réguler la pression de la vapeur produite par la chaudière. Le PBS est un transmetteur à deux points de commutation. Ainsi, au lieu d'avoir 3 ou 4 instruments différents, nous pourrions utiliser un instrument sur deux modèles de chaudières différents. Cela nous a également permis de passer de 230V à110V à une architecture de contrôle standard de 24V DC. Cela permet d'économiser de l'énergie, de l'espace et de réduire le câblage. Les transmetteurs de pression PBS de SICK sont tous sur connecteurs M12, ce qui facilite la tâche de nos ingénieurs de service. Ils sont simplement "plug and play". »
L'affichage sur capteur du PBS a permis à Byworth de repositionner la lecture de pression. Elle est désormais à hauteur des yeux. Pour de nombreux clients, la sortie analogique supplémentaire du PBS s'est également avérée un avantage et a encore réduit la nécessité d'installer un capteur supplémentaire.
Technologie de radar à ondes guidées : détecter le niveau d'eau dans une chaudière
Le plus grand changement technologique de tous a peut-être eu lieu lorsque SICK a introduit une nouvelle technologie de radar à ondes guidées permettant de détecter le niveau d'eau dans une chaudière. Jusqu'à l'arrivée du capteur LFP Inox de SICK, Byworth utilisait soit un capteur capacitif, soit un système à flotteur pour mesurer le niveau de l'eau dans une chaudière. La technologie du capteur capacitif s'est avérée sensible à la mousse et le système à flotteur sensible aux turbulences dans la chaudière.
Le LFP Inox de SICK a surmonté ces deux défis car il n'est ni sensible à la mousse de l'eau lorsqu'elle est versée dans la chaudière ni aux turbulences.
"Le radar à ondes guidées LFP nous donne un niveau beaucoup plus fiable et précis, ce qui nous permet de faire fonctionner notre système d'alimentation en eau de manière beaucoup plus étanche", explique M. Atkinson. "Nous n'avons pas autant de variations du niveau d'eau. Plus le niveau de l'eau fluctue, moins le système est efficace sur le plan thermique". SICK a pu développer une adaptation du micrologiciel pour le LFP afin de répondre aux exigences combinées d'un capteur insensible à la mousse et aux turbulences et d'un écran facilement accessible à un ingénieur de maintenance. Non seulement les LFP de Byworth ont pu être standardisés sur une longueur de sonde de 1,3 mètre mais le système d'amplification du LFP a offert une solution pour séparer la sonde et l'électronique afin de permettre aux opérateurs d'accéder plus facilement à l'écran. Ainsi, la sonde du LFP en cuve est reliée à distance au capteur et à l'émetteur par un câble coaxial flexible qui peut atteindre 3,3 mètres de long.
Des essais réussis avec le capteur de débit à ultrasons DOSIC témoignent de la compétitivité et de la précision du capteur
Les essais réussis de Byworth sur le capteur de débit à ultrasons DOSIC de SICK ont confirmé sa compétitivité et sa précision. Il a donc été introduit pour le comptage des réservoirs d'alimentation sur la gamme des petites chaudières. L'eau d'alimentation ayant souvent subi un processus d'osmose inverse, elle peut avoir une conductivité très faible, de sorte qu'un débitmètre magnétique ne pourrait pas être utilisé. Le DOSIC s'est également révélé utile pour le comptage du mazout. Entre-temps, des essais ont récemment été réalisés pour utiliser le nouveau commutateur de débit thermique calorimétrique FTS de SICK dans le but de surveiller le débit dans les drains de l'adoucisseur. La normalisation et la rationalisation en une commande centrale unique ont été à l'origine du système de commande numérique révolutionnaire Unity de Byworth, qui a remporté un Queen's Award for Enterprise in Innovation en 2016. Traditionnellement, les chaudières ont évolué avec des systèmes de contrôle individuels pour différentes parties de la chaudière. "Sur les systèmes Unity, nous avons réalisé des études qui démontrent des économies de combustible de 7 % par an, en plus de ce qui est obtenu par la simple installation d'une nouvelle centrale. On se base ici sur la façon dont nous contrôlons une unité dans la chaufferie plutôt que dans des processus individuels séparés - comment nous séquençons les chaudières, comment nous les modulons, comment nous les mettons en ligne, se questionne Atkinson. "La standardisation des capteurs nous aide à contrôler beaucoup plus finement les données provenant des différentes parties de la chaufferie. Bien sûr, nous recherchons également la précision, la fiabilité et la répétabilité des mesures. Des instruments comme le radar à ondes guidées étaient difficiles à vendre au départ et nous avons dû expliquer notre raisonnement pour collaborer avec des fournisseurs qui ne sont pas traditionnellement associés à l'industrie des chaudières. Aujourd'hui, ces technologies sont demandées par les clients et spécifiées pour les nouvelles chaudières. Nous avons dû nous adapter à ce changement. "Notre relation et collaboration avec SICK a été bénéfique autant pour notre entreprise que pour la leur »
Abonnez-vous à notre newsletter !
Pour ne rien manquer de nos actualités (produits, webinars, salons, formations, applications, ...), inscrivez-vous à notre newsletter mensuelle !
