Réalisé par : MIMOUNE OUCHEN Parrain de stage : M.LAFRAOUI Chef du service : M.ELGHOUGHA Encadrant : M.MAKANE Période de stage : 15/07/13_14/08/13 Service de stage : Division maintenance Electrique Remerciements………………………………………………………3 Avant-propos…………………………………………………………4 Aperçu sur le groupe office chérifien des Phosphates ……...............................…5 o Introduction ……………………………………………………6 o Historique…………………………………………………………8 o Caractère juridique de l’O.C.P……………………9 o Organisation de l’O.C.P ………………………………10 o Organisation du personnel du groupe O.CP …………………………………………………………………11 o Les missions de l ’O.C.P…………………………………12 o Branches d’activité du groupe O.C.P…………13 Présentation du complexe chimique de Safi………………………………………………………………….………14 o La division Maroc chimie………………………….15 o La division Maroc Phosphore I ………………15 o La Division Maroc Phosphore II ……………16 o La division portuaire…………………………………17 o La division maintenance centralisée……….17 Description de Maroc Chimie………………………….…19. o Le service de production……………………………20 Atelier énergie et fluide……………………20 Ateliers phosphorique 1 et 2……………20 Ateliers sulfuriques 2et 3……………….20 Atelier engrais……………………………………20 o Le service de matériel………………………………20 Atelier de maintenance mécanique………………………………………….…………….20 Le service contrôle de matériel………………………20 La section budget……………………………….………………21 o CIS/PC/T…………………………………………………21 Page 2 Description du réseau électrique au sein de Maroc Chimie……………………………………………………………………….25 Description technique du réseau de la centrale électrique de MC………………25 Etude panoramique des équipements du réseau électrique de la nouvelle centrale de MC…………………………26 Description des équipements du réseau électrique de MC…………..27 Caractéristiques des équipements de la centrale électrique…………..27 Analyse fonctionnelle de chaque équipement……….28 Les groupes turboalternateurs……………………34 La turbine………………………………………..34 Le générateur……………………………………..34 L’excitation………………………………………..36 Le groupe électrogène de secours……………………36 Les transformateurs du réseau de MC……………….37 Généralité…………………………………………….37 Le transformateur abaisseur (HT-MT)…………………37 Les transformateurs abaisseurs (HT- MT)……………….38 Les transformateurs (BT-BT)……………………………39 Les chargeurs batteries redondants……………………………39 Description du réseau électrique général de la centrale de MC …………40 Conclusion…………………………………………………………………………… ………………………43 Page 3 Remerciements Ce travail n’aurait pu prendre naissance sans l’assistance généreuse de certaines personnes dont les apports ne pouvaient être qu’infiniment reconnus. Ainsi nous saisissons l’occasion pour présenter nos profonds respects et dévouements à : Un spécial remerciement à Monsieur MAKAN, ainsi que Monsieur HACHELAF, pour l’accueille et le soutien dont ils ont fait preuve. Nos chaleureux remerciements s’adressent également à l’ensemble du personnel de l’entretien électrique de Maroc Chimie qui n’ont ménagé aucun effort pour nous fournir leurs précieux renseignements et ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail, trouvent ici l’expression de nos estime. En fin nous espérons vivement que ce rapport soit à la hauteur des aspirations de nos encadrants ainsi que nos professeurs Page 4 Avant-propos L’Ecole nationale Supérieur d’électricité et de mécanique (ENSEM), depuis sa création, veille à ce que ses lauréats aient une formation solide, consistante et polyvalente permettant la maîtrise des technologies et connaissances relatives à chaque spécialité. Et aussi d’être ouverts aux technologies nouvelles. Et dans ce sens elle organise des stages, parmi eux il y a le stage ouvrier qui se déroule à la fin de la première année. Il a pour objectif la familiarisation du jeune ingénieur avec l’environnement du travail au sein de l’entreprise, ainsi qu’estimer ses compétences et son degré d’adaptation. Le sujet de ce rapport est suite à un stage d’initiation. Qui a duré un mois. Et que nous avons effectué au sein de la direction des industries chimiques de Safi. Page 5 Aperçu sur le groupe office chérifien des phosphates Introduction Le phosphate provient de la décomposition des fossiles des animaux des mers qui ont vécu il y a plusieurs millions d’années du fait que les mers et les océans recouvraient une grande partie des continents actuels. Il est constitué de plusieurs éléments dont les principaux sont le calcium, la silice, le cadmium et d’autres éléments en quantités faibles tel que l’uranium. Le phosphate est utilisé non seulement pour la fabrication des engrais chimiques mais aussi pour la fabrication des produits pharmaceutiques, des alliages, des allumettes, … Page 6 Réserves et gisements : Réserves : Parmi les nombreuses ressources minières du Maroc, la première place revient aux phosphates tant pour l’étendue des gisements que l’importance des tonnages extraits. Les réserves probables du Maroc sont estimées à 51,8 Milliard de tonnes, ce qui représente 80% des réserves mondiales. De cela, on peut dire que les réserves en phosphates au Maroc sont considérées parmi les plus importantes du monde Gisement : Les principaux gisements de phosphate en exploitation sont: OULED ABDOUN à KHOURIBGA GANTOUR à YOUSSOUFIA OUED EDDAHAB à BOUCRAA Les gisements non exploités sont ceux de MESKALA et SIDI HAJJAJ Les surfaces de ces gisements sont ; GISEMENT OULED ABDOUN GANTOUR OUED EDDAHAB MESKALA SIDI HAJJAJ Total SURFACE EN HA 507.250 285.000 26.800 106.000 925.05 Page 7 On compte aussi Deux sites de transformation chimique pour la valorisation du phosphate: Safi & JorfLasfar. . Les zones d'exploitation sont reparties sur le territoire marocain comme indiqué sur la carte suivante: Page 8 Historique Le groupe O.C.P fût crée par le Dahir du statut du 7 août 1920 qui réservait à l’état marocain les droits de recherche, d’exploitation, et de commercialisation des phosphates pour éviter que les richesses des phosphates ne tombent en main d’organismes privés. La prospection géologique qui a commencé vers 1908 a relevé les premiers indices de phosphate au Maroc en 1921 dans les régions de OULED ABDOUN à 120 km de la mer, mais il a fallu attendre la fin de la première guerre mondiale 1919 pour que ce soit une étude sérieuse des gisements en vue de leur mise en exploitation. L’exploitation effective du phosphate marocain fut entreprise à partir de février 1921 dans la région d’OUED ZEM sur le gisement d’OULED ABDOUN. Le premier mars de la même année, l’ouverture de la recette I de BOUJNIBA a eu lieu, et le premier train des phosphates a pris son chemin vers CASABLANCA le 30 juin sur voie large de 1.60 mètres. Depuis ce temps l’ O.C.P n’a cessé de grandir, en effet, le phosphate a une teneur de 75% BPL (Bon Phosphate Lime), cela a permet à l’industrie des engrais les possibilités à 18% au lieu de 16%, donc la demande pour le phosphate marocain fut très élevée. La mise en exploitation d’un nouveau gisement à YOUSSOUFIA dans la région de GANTOUR à 80KM de SAFI, la teneur du phosphate de ce gisement (70%), elle est bien inférieure que le Page 9 phosphate de KHOURIBGA mais elle reste supérieur à celle des gisements exploités dans les autres pays (USA, ALGERIE, TUNISIE…). En 1929, la demande du phosphate marocain connaît un brusque abaissement à cause de la crise économique qui va demeurer jusqu’à la seconde guerre mondiale. En 1939, la guerre éclate et les relations commerciales avec un grand nombre de pays sont rompues (en 1940 l ’O.C.P n’a pu exploiter que 714,290 tonnes). Après la guerre (1944-1945), la restriction du secteur agricole des pays européens exige des qualités croissantes d’engrais et les exploitations de l’ O.C.P repartent en flèche. Caractère juridique de l’ O.C.P L’O.C.P a été constitué sous forme d’un organisme d’état, mais étant donné le caractère de ses activités commerciales et industrielles, le législateur a tenu à la doter d’une organisation, en lui permettant d’agir avec la même dynamique et la même souplesse que les grands entreprises privées avec lesquelles se trouve en concurrence. L’O.C.P fonctionne ainsi comme une société dont le seul actionnaire est l’état marocain et est dirigé par un Directeur générale nommé par Dahir. Le contrôle est exercé par un conseil d’administration qui représente les intérêts de la nation et de l’état. En ce concerne la gestion financière, elle est entièrement sépare de celle de l’état. Et tous les ans l’ O.C.P établit son bilan, son compte d’exploitation et ses prix de revient comme toute entreprise privée. Page 10 L’O.C.P est inscrit au registre de commerce est soumis sur le plan fiscale aux mêmes obligations que n’importe quelle entreprise privée (patente, taxes à l’exploitation, impôts sur les salaires, impôts sur les bénéfices…).chaque année l’ O.C.P participe au budget de l’état par le versement de ses dividendes. Son personnel est régit par un « statut du mineur du premier juillet 1964 » ce statut a été élaboré en conformité avec le Dahir 60-007du 24 décembre 1960, portant statut du personnel des entreprises minières dernièrement refondu. Les ingénieurs et assimiles (hors cadres) sont régit également par un statut particulier, récemment refondu les structures actuelles ont été définies par l’OS (organisation sociale) n°716 du premier janvier 1971. OrganisatiOn de l’ O.C.P Depuis 2003, le Groupe OCP vit au rythme de sa nouvelle organisation. Objectif : mobiliser, responsabiliser et capitaliser plus fortement sur les ressources de l’entreprise pour lui assurer un développement rentable et durable. Pour faire face aux évolutions accélérées d’un marché de plus en plus concurrentiel et aux nouveaux enjeux en termes de gestion des ressources humaines avec des départs massifs à la retraite, la Direction Générale entend donner plus de responsabilités aux structures managériales. Elle souhaite également renforcer l’adhésion aux valeurs du Groupe et favoriser l’épanouissement individuel par la valorisation des compétences. Page 11 Cette réorganisation passe par une approche de contractualisation entre les entités du groupe à travers le développement de relations client fournisseur. Sur le terrain, elle s’est traduite par la mise en place d’une logique de gestion en « Business Unit » à travers l’instauration de trois Pôles d’activités (Mines, Chimie, Finance et support logistique) à côté d’autres directions (ressources humaines, recherche et innovation, stratégie et développement, commercial…). Pour développer davantage la responsabilité collégiale, ce nouveau cadre de travail s’est aussi accompagné de la création de Comités chargés d’assister le Directeur Général dans sa prise de décisions stratégiques, de favoriser le transfert d’information et le développement de synergies. Pour suivre de manière régulière l’exécution des programmes d’actions et le bon fonctionnement des activités, des outils de contrôle et de reportage ont été mis en œuvre. Organisation du personnel du groupe O.C.P Le groupe O.C.P est un organisme important au Maroc, son personnel est classé en trois catégories : Les Hors Cadres. Les Techniciens, Agents de Maîtrise et Cadre Administratif (TAMCA). Les Ouvriers et Employés (OE). Les TAMCA et les OE sont eux-mêmes classés en six niveaux et sept catégories : TMCA (Technicien, Agents de maîtrise et Cadre Administratif.) H.M (Haute Maîtrise) : X5 et X6. P.M (Petite Maîtrise) : X1 à X4. Page 12 OE (Ouvriers et Employés) PC (Petite Catégorie) :C2 à C4. GC (Grande Catégorie) : C5 à C7. Reste à noter que chaque passage de grade n’aura lieu que suite à un concours. Tout agent a un matricule qui distingue et montre la catégorie à laquelle il appartient, et il travaille suivant trois horaires : Le premier poste de 05h00 à 13h00. Le deuxième poste de 13h00 à 21h00. Le troisième poste de 21h00 à 05h00. Ceci d’une part, d’autre part les agents de bureau travaillent selon deux horaires le premier dit « sirène » de 8h00 à 12h00 et de 14h00 à 18h00 et le deuxième dit « normal » de 07h00 à 15h00. les missiOns de l’ O.C.P Les missions assignées à l’ O.C.P sont: l’extraction, le traitement, le transport et la vente du phosphate du Maroc. L’extraction : Faire sortir le phosphate des gisements ou se trouve en couches plus ou moins épaisses, à une certaine profondeur du sol. Traitement : Le phosphate extrait n’est pas pur, il faut faire subir un traitement en vue d’améliorer ses qualités et le commercialiser à bon prix. EXP. de traitement : Lavage, Séchage et Calcination. Page 13 Transport : Le phosphate est extrait à KHOURIBGA et YOUSSOUFIA; transporté jusqu’aux ports les plus proches (CASABLANCA, SAFI et EL-JORF-LASFAR) pour l’expédier par bateaux vers différents pays. Vente : Vu la faiblesse des besoins du Maroc en phosphates, une grande partie est exportée vers l’extérieur. Et de fait, la vente du phosphate représente une importante source de revenus pour le Maroc. Branches d’activité du grOupe o.c.p L’O.C.P a une organisation hiérarchique arborescente dont la tête est coiffée par la Direction Générale située à CASABLANCA ; viennent ensuite les directions du groupe. Page 14 Organisation de la direction des exploitations minières Page 15 Présentati on du complexe chimique de Safi Page 16 Cet ensemble chimique qui fait partie du groupe OCP est l’un des plus grandes plates-formes de fabrication d’acide phosphorique dans le monde, il comprend : La division Maroc chimie : Cette usine a démarré le 15 juin 1965. Elle a pour mission la fabrication de l’acide phosphorique et les engrais TSP, ASP et NPK. Page 17 Sa capacité de production annuelle atteinte environ 360.000t/an d’acide phosphorique. MAROC CHIMIE se compose principalement de trois ateliers : Atelier sulfurique. Atelier phosphorique. Atelier d’engrais : une partie de la production est destinée pour le marché local tandis que le reste est destiné à l’exportation. Maroc Chimie La division Maroc Phosphore I : Elle se caractérise par la production d’acide phosphorique et engrais MAP. Sa capacité de production annuelle atteinte environ Page 18 450.000t/an d’acide phosphorique. Cette usine, qui a démarré en 1976 se compose essentiellement de trois ateliers : Atelier fusion et filtration de soufre. Atelier sulfurique. Atelier phosphorique. Atelier MAP : il produit le type d’engrais MAP (Mono Ammonium Phosphate). La production globale de Maroc phosphore I en acide phosphorique et MAP est destinée à l’exportation. Il est à noter que Maroc phosphorique I dispose d’un atelier fusion et filtration de soufre qui transforme le soufre solide importé en soufre liquide filtré. Il assure l’approvisionnement de Maroc Chimie et Maroc Phosphore II en soufre liquide en qualités suffisantes pour la production d’acide sulfurique. Maroc Phosphore I La Division Maroc Phosphore II : Il se caractérise par la production d’acide phosphorique, avec une capacité de production annuelle d’environ 450.000 t/an. Page 19 Cette division a démarré en 1981. Elle se compose : Atelier sulfurique. Atelier phosphorique. Atelier laverie pour le lavage du phosphate brut provenant de BENGUERIR avec l’eau de mer suivi du rinçage à l’eau douce avant transformation. NB : il y a lieu de préciser que chacune des trois usines précités MC, MPI et MPII est dotée d’une centrale thermoélectrique et d’installations annexes de stockage et d’expédition. La division portuaire : C’est une division des infrastructures (port), elle a pour rôle la manutention et stockage des matières premières et produits, tel que le soufre, l’ammoniac et au même temps l’expédition de l’acide phosphorique et les engrais vers l’exportation extérieure. La division maintenance centralisée : Cette division comprend les services suivants : Entité Approvisionnement. Entité Ateliers Centraux. Maintenance Electrique. Entité génie civil. Maintenance Instrumentation. Entité Logistique (garage). Entité suivie externalisation. Description du service de la maintenance Electrique (CIS/LM/E) : Le service électrique joue un rôle important au sein de la division Maintenance centralisée de la plate-forme de Safi. En effet les actions correctives ou préventives assurent la maintenance et la disponibilité Page 20 des équipements électriques. En faisant appel aux technologies avancées. Activités de la maintenance électrique : La maintenance électrique centralisée assure l’amélioration et la disponibilité des équipements de la production Parmi les activités de la maintenance centralisée on a : Gestion des budgets et suivie d’externalisation. GMAO. Maintenance corrective. Maintenance systématique. Bobinage et réparation des machines électriques. Le service maintenance Electrique Centralisée comprend : Entretien électrique Division Maroc Chimie. Entretien électrique Division Maroc phosphore I. Entretien électrique Division Maroc phosphore II. Entretien électrique Division Infrastructure au port de Safi. Page 21 Description de Maroc Chimie Maroc chimie a pour vocation principale la valorisation des phosphates, et la transformation en produits dérivés commercialisables (acide phosphorique base, acide phosphorique clarifié, engrais solides). Son organisation est axée sur trois services importants : I- Le service de production Il englobe actuellement les ateliers suivants 1 Atelier énergie et fluide : Cet atelier est destiné à subvenir aux besoins des autres ateliers en énergies électriques, et thermiques et en autres utilités de production (eau de mer, eau filtrée, eau désiliciage, fuel, air comprimé…etc.). 2 Ateliers phosphorique 1 et 2 : Ces deux ateliers ont des capacités nominales de production respectivement 180TP2O5 /J/ligne et 450 T P2O5 /J 3 Ateliers sulfuriques 2et 3 : Les ateliers sulfuriques 2 et 3 fournissent de la vapeur nécessaire pour la mise en route des ateliers, aussi que de l’acide sulfurique qui intervient dans la chaîne de production de MC, au niveau de l’attaque des phosphates pour la production de l’acide phosphorique et dans les réactions de neutralisation pour la fabrication des engrais azotés. Page 22 4 Atelier engrais : Il est composé de trois lignes appelées communément ligne nord, ligne sud et ligne NPK. La ligne nord est destinée à produire uniquement le TSP (Triple Super Phosphate). La ligne sud est une ligne polyvalente ; car elle peut produire en plus du TSP d’autres produits azotés ASP, NPK,….etc. La ligne NPK sert à produire seulement des produits azotés et particulièrement NPK et ASP. II- Le service de matériel Il est chargé de l’entretien des unités de production et compose des services suivants : 1 Atelier de maintenance mécanique : Cet atelier veille sur la maintenance de tous les équipements mécaniques des différentes installations de production à la division. 2 Service contrôle de matériel : Il a pour rôle le suivi de matériel immobilisant installé aux ateliers de production ou en stock au magasin. 3 Section budget : Il s’occupe de lancement des marchés dans le cadre de la soustraitance et des budgets d’investissement concernant l’acquisition du matériel III- CIS/PC/T : Il s’occupe du bureau d’étude du contrôle des descriptifs techniques avant qu’ils soient lancés au service contrôle. Il s’occupe aussi de la sensibilisation du personnel pour la certification et du suivi des stagiaires à la division Page 23 Organigramme du Pôle Chimie de Safi Page 24 Description du réseau électrique au sein de Maroc Chimie. Page 25 I-PREAMBULE L’industrie chimique, industrie transformatrice, a toujours été utilisatrice d’énergie électrique. A cet effet, le réseau électrique relève d’une importance capitale dans la production. Son indisponibilité figure parmi les risques qui ont des incidents sur la disponibilité et la qualité des produits et même la détérioration du matériel ex : Chaudières des sulfuriques ou de la centrale en cas d’indisponibilité des pompes alimentaires. II Page 26 II. Description technique du réseau de la centrale électrique de MC Dans cette partie, il sera question d’ une part de faire une description générale de tous les équipements de la nouvelle centrale de MC, et par la suite nous allons faire l’analyse fonctionnelle de chaque équipement de cette nouvelle centrale de MC. II.1 Etude panoramique des équipements du réseau électrique de la nouvelle centrale de MC MC s’est équipé d’une nouvelle centrale électrique pour renforcer sa capacité de production électrique vu que l’ancienne, datant des années 1960 ne produisait plus une énergie suffisante pour alimenter tous les ateliers de MC. II.1.1 Description des équipements du réseau électrique de MC Tableau 1: Fiche d’information de la nouvelle centrale électrique de MC Date du lancement du projet de construction Janvier 2010 Date du début de fonctionnement Juillet 2011 Capacité de production 43.802 MVA Maitre d’œuvre LITWIN Maitre d’ouvrage Maroc phosphore SAFI Page 27 La nouvelle centrale est constituée : De deux groupes turboalternateurs à vapeur ; D’un groupe électrogène de secours ; D’un tableau MT général; D’un tableau MT de soutirage pour l’alimentation des pompes ; D’un transformateur abaisseur ONE (HT-MT); De deux transformateurs abaisseurs (MT-BT) ; D’un tableau BT ; De deux transformateurs (BT-BT) ; Deux chargeurs batteries redondant ; Deux ensembles d’alimentation sans interruption avec transformateur de by-pass et inverseur statique redondant ; D’un tableau de distribution 230 V ondulé ; D’un tableau de distribution éclairage et prises de courant normal ; D’un tableau de distribution éclairage et prises de courant remplacement ; II.1.2 Caractéristiques des équipements de la centrale électrique Nous allons donner dans les tableaux qui suivent les caractéristiques de chaque équipement du réseau électrique de MC. Tableau 2: Caractéristiques du groupe turboalternateur (GTA 1) Caractéristiques Grandeurs Marque ELIN EBG (Motoren) Puissance Apparente 20.651 MVA Puissance active maximale 16.52 MW Page 28 Tension fournie 6.3 kV Courant fourni 2000 A Cos ᵠ 0.8 Tableau 3 : Caractéristiques du groupe turboalternateur (GTA 2) Caractéristiques Grandeurs Marque ELIN EBG (Motoren) Puissance Apparente 20.651 MVA Puissance active maximale 16.52 MW Tension fournie 6.3 kV Courant fourni 2000 A Cos ᵠ 0.8 Tableau 4 : Caractéristiques du groupe électrogène de secours (GES) Caractéristiques Grandeurs Puissance Apparente 2.5 MVA Puissance active maximale 2 MW Tension fournie 6.3 kV Courant fourni 600 A Cos ᵠ 0.8 Page 29 Tableau 5: Caractéristiques du transformateur abaisseur (HT- MT) Caractéristiques Grandeurs Puissance Apparente 15 MVA Puissance active 12 MW Tension primaire 60 kV Tension secondaire 6.3 kV Cos ᵠ 0.8 Fréquence 50 Hz Tension de court-circuit 10 % Tableau 6: Caractéristiques du transformateur abaisseur 1 (MT- BT) Caractéristiques Grandeurs Type DDEBA Puissance Apparente 2.5 MVA Groupe de couplage Dyn11 Puissance active 2 MW Liquide de refroidissement Huile minérale Tension primaire 6.3 kV Tension secondaire 400 V Cos ᵠ 0.8 Fréquence 50 Hz Page 30 Tension de court-circuit 6% Somme des pertes 35800 W Température ambiante 50o C maximale Tableau 7: Caractéristiques du transformateur abaisseur 2 (MT- BT) Caractéristiques Grandeurs Type DDEBA Puissance Apparente 2.5 MVA Groupe de couplage Dyn11 Puissance active 2 MW Liquide de refroidissement Huile minérale Tension primaire 6.3 kV Tension secondaire 400 V Cos ᵠ 0.8 Fréquence 50 Hz Tension de court-circuit 6% Somme des pertes 35800 W Température ambiante 50o C maximale Page 31 Tableau 8: Caractéristiques du transformateur 1 « normal » (BT- BT) Caractéristiques Grandeurs Type EUREKA Puissance Apparente 250 kVA Groupe de couplage Dyn11 Puissance active 200 KW Liquide de refroidissement Huile minérale Tension primaire 400 V Tension secondaire 230 V Cos ᵠ 0.8 Fréquence 50 Hz Tension de court-circuit 3.1 % Température 50o C ambiante maximale Tableau 9: Caractéristiques du transformateur 2 « remplacement » (BTBT) Caractéristiques Grandeurs Type EUREKA Puissance Apparente 100 Kva Groupe de couplage Dyn11 Puissance active 80 KW Liquide de refroidissement Huile minérale Tension primaire 400 V Page 32 Tension secondaire 230 V Cos ᵠ 0.8 Fréquence 50 Hz Tension de court-circuit 3.9 % Température 40o C ambiante maximale Tableau 10: Caractéristiques des chargeurs Caractéristiques Grandeurs Type HPT 50 220 NST Tension d’alimentation 380 Vca triphasé Tension d’utilisation nominale 220 Vdc Fréquence 50 Hz Ondulation résiduelle de Inférieure à 3 % RMS tension Calibre nominal 50 A Tableau 11: Caractéristiques des batteries Caractéristiques Grandeurs Type Plomb étanche sans entretien Capacité 65 Ah Tension nominale 216 Vdc Page 33 Tension de floating 245.16 Vdc Tension fin décharge 187 Vdc Débit nominal / Autonomie 10 kW 1h II.4.2 Analyse fonctionnelle de chaque équipement II.4.2.1 Les groupe turboalternateurs La nouvelle centrale de MC dispose de deux groupes turboalternateurs à vapeur qui ont le même principe et produisent la même tension. Chaque groupe dispose d’un générateur synchrone principal qui produit la tension de 6.3 kV, et d’un circuit d’excitation. a) La turbine La vapeur utilisée pour faire tourner la turbine du groupe a deux origines : Soit elle provient d’une chaudière auxiliaire de l’usine qui produit de la vapeur à partir de l’eau de mer qui est d’ abord traitée et par la suite est chauffée à des températures très grandes pour récupérer la vapeur haute pression d’environ 57 bars à 490o C. Soit par l’atelier sulfurique 2 et 3. En effet, dans le processus de production de l’acide sulfurique, le dioxyde de souffre qui est produit sous haute pression et à l’état gazeux a besoin d’être refroidi par la suite. C’est ainsi qu’un dispositif échangeur est prévu pour faire circuler d’un côté le SO2 à l’état gazeux à haute température, et de l’autre l’eau douce qui sera transformée en vapeur Haute pression (57 bars à 490o C). Page 34 Au niveau de la turbine, la vapeur haute pression va exercer une pression mécanique sur la turbine et va l’entrainer en rotation. La turbine est équipée des détendeurs qui vont récupérer la vapeur basse pression à 7 bars pour l’acheminer vers les ateliers CAP et TSK. La turbine est aussi équipée d’un condenseur qui va condenser le reste de vapeur après utilisation dans la turbine en eau douce pour le recyclage. b) Le générateur Le générateur de la centrale produit une tension MT. Il est constitué d’un stator et d’un rotor. C’est une machine à pôles lisses. L’arbre se présente sous forme étoile, Les enroulements du rotor sont conçus de telle sorte qu’un circuit d’aération est intégré permettant ainsi le refroidissement de l’alternateur. La machine est équipée d’une aération des deux côtés avec un circuit de refroidissement fermé. Le refroidissement est mis en marche par des fentes dans le rotor. Des conduites d’air comprimé assurent aussi le refroidissement de toute la pièce active. Page 35 Figure : circuit de refroidissement de l’alternateur c) L’excitation L’excitatrice du groupe est un générateur asynchrone. Ce générateur est alimenté au primaire par une tension continue fournie par un autre générateur synchrone à aimant permanent (PMG). Ce dernier fourni une tension triphasée qui Sera par la suite redressée dans une armoire électrique équipée de deux ponts redresseurs redondants à thyristors. Par la suite, le signal redressé alimente l’excitatrice. La particularité de cette excitatrice est que le circuit d’excitation (inducteur) est situé au primaire, et l’induit composé d’un enroulement triphasé produisant une tension triphasée est situé au rotor. Ce style de conception est très avantageux car il élimine l’utilisation des systèmes ballais-collecteur, ce qui est un avantage pour la maintenance. La tension alternative produite par l’induit de l’excitatrice est par la suite redressée via un Page 36 pond redresseur tournant fixé sur l’arbre de la turbine. Le signal redressé est ensuite injecté au rotor de l’alternateur. L’on note ainsi que l’inducteur du générateur, le pont redresseur et l’induit de l’excitatrice sont sur un bloc tournant fixé sur l’arbre de la turbine. Par ailleurs, les diodes du circuit redresseur sont dimensionnées de manière à résister aux courants et à la tension induite de l’excitation. II.4.2.2 Le groupe électrogène de secours Le groupe électrogène de secours de la nouvelle centrale consomme du gasoil. Il est utilisé en cas d’arrêt turboalternateurs. Il peut être enclenché de fonctionnement des groupes manuellement ou automatiquement. Ses principales fonctions sont : Assurer l’éclairage pour la sécurité du personnel, Assurer l’alimentation des équipements névralgiques nécessaires à la sécurité des turboalternateurs tels que les pompes à huile, Assurer l’alimentation des pompes alimentaires pour secourir les chaudières, permettre l’alimentation des équipements stratégiques pour le redémarrage du complexe. II.4.2.3 Les transformateurs du réseau de MC a) Généralité Un transformateur est un dispositif statique ancien, dont le rôle est de modifier par l’intermédiaire d’un champ magnétique les caractéristiques électriques d’un circuit ou d’un réseau, ceci afin de répondre à des besoins bien Page 37 précis de consommation. On distingue en général deux types de transformateurs : Les transformateurs monophasés : Créé par Lucien GAULARD, Le transformateur monophasé est constitué de deux enroulements indépendants qui enlacent un circuit magnétique commun : Figure : Schéma d’un transformateur monophasé Les transformateurs triphasés Les transformateurs sont utilisés soit pour abaisser la tension électrique primaire, soit pour l’élever. Mais l’on note que la puissance est toujours conservée quel que soit la nature du transformateur. b) Le transformateur abaisseur (HT-MT) Le transformateur abaisseur est couplé sur le réseau MT de la nouvelle centrale. Il est alimenté au primaire par l’ONE en HT. Il est couplé sur les deux Page 38 JDB du réseau MT de MC via deux disjoncteurs (Q05A et Q05B) qui sont enclenchés soit manuellement à l’aide des boutons poussoirs, soit automatiquement via un système de contrôle commande dans la salle de contrôle. c) Les transformateurs abaisseurs (HT- MT) Ces transformateurs prélèvent la tension au niveau des JDB MT 6.3 KV principal via deux disjoncteurs à commande motorisé (Q21B et Q22B) pour la transformée en 400V ceci afin d’alimenter le tableau général basse tension composée de deux JDB. Ce tableau est utilisé pour alimenter les auxiliaires de la centrale à savoir : Les ateliers auxiliaires, Quelques moteurs et pompes de l’usine, Les prises de courants Les transformateurs (BT-BT) Ces transformateurs prélèvent une tension électrique du tableau général basse tension 400 V qu’elles transforment en 230 V ; ceci pour d’alimenter un tableau électrique 230 V. Ce dernier va par la suite être utilisé pour l’éclairage de la NC. II.4.2.4 Les chargeurs batteries redondants Les chargeurs batteries sont utilisés pour stocker l’énergie nécessaire pour alimenter les équipements du réseau fonctionnant en continu tels que les bobines, les relais, etc.… Ils fonctionnent en demi-charge et lorsqu’ un défaut survient sur l’un des deux batteries, l’autre prend le relais automatiquement et fonctionne en plein régime. Page 39 II.4.3 Description du réseau électrique général de la centrale de MC Le réseau électrique de MC est disposé comme le montre la figure suivante : Figure : Schéma du réseau électrique générale de la nouvelle centrale de MC Page 40 Les deux JDB MT couplés par l’intermédiaire de quatre disjoncteurs de couplage deux à deux (Q21A et Q21B ou Q22A et Q22B) sont utilisés pour alimenter : Une boucle MT reliée par deux disjoncteurs (Q08 et Q09) alimentant les ateliers PPI et NPK. Les trois ateliers PPI, TSP et NPK sont quant à eux relier par l’intermédiaire des disjoncteurs de couplage en série. Une boucle MT reliée par deux disjoncteurs (Q10 et Q11) alimentant les ateliers PED et TED. Les deux ateliers sont reliés entre eux par des disjoncteurs de couplage en série. Une boucle MT reliée par deux disjoncteurs (Q12 et Q13) permettant d’alimenter les ateliers PPII et CAPIII. Les deux ateliers sont reliés entre eux par l’intermédiaire des disjoncteurs de couplage en série. Une boucle MT reliée par deux disjoncteurs (Q14 et Q15) permettant d’alimenter les ateliers SEM et PSII. Les trois ateliers SEM, PSII et PSIII sont reliés entre eux par l’intermédiaire des disjoncteurs de couplage. D’une boucle MT reliée par quatre disjoncteurs (Q06A, Q03B, Q22A et Q22B) permettant d’alimenter deux JDB MT pour l’alimentation de 8 pompes d’infiltration MT d’eau de mer : Atelier PPII et secours, centrale et secours, atelier SEM et secours, atelier PSII et secours. Une boucle MT reliée par un disjoncteur Q16 permettant d’alimenter l’atelier NUB. Deux départs via deux disjoncteurs Q21B et Q22B pour alimenter les transformateurs abaisseurs. Page 41 Pour des raisons de travaux encore en cours dans la centrale, l’architecture du réseau électrique ne répond pas encore exactement à la configuration telle que décrite par la figure ci-dessus. En effet, Le réseau ONE est toujours couplé sur l’ancienne centrale, Les ateliers API, PEM, SEM, PPII et NUB sont aussi couplés sur l’ancienne centrale. Des selfs sont utilisés dans chaque atelier existant pour limiter les courants de court-circuit. Le courant de court- circuit est de 25 KA, pour une puissance de court- circuit de 600 MVA. Page 42 Conclusion Durant ce stage que nous avons accompli au sein du Pôle Chimie de Safi, et spécialement dans l'usine Maroc Chimie, nous avons eu à tout instant le plaisir de contempler et d'observer des techniques et des astuces qui nous étaient inconnus auparavant. Ce stage nous a permis d'avoir une idée sur tout ce qui est organisation, et logistique du travail dans une entreprise de renommée internationale. En plus ce stage nous a donné l'opportunité de: observer de près l'environnement du travail des ouvriers. Clarifier plusieurs connaissances théoriques sur les machines électriques, leurs types et leurs domaines de fonctionnement. Comprendre l'organisation des différents procédés de production au Maroc Chimie. Nous nous somme accoutumé avec la vie professionnelle et l'organisation du travail; surtout en trouvant de l'aide, des conseils, et des directives fructueuses auprès de responsables compétents. Page 43
