Solutions énergie intelligente pour les systèmes de vapeur
4 juillet 2017
Pourquoi la vapeur ?
La vapeur est un fluide caloporteur très répandu dans l’industrie parce qu’elle présente de
grands avantages :
○ Excellent fluide caloporteur :
• chaque kg de vapeur peut transporter une grande quantité de chaleur ;
• comparée à l’eau chaude, l’eau surchauffée et l’huile thermique, la vapeur est le
fluide qui présente le coefficient de transfert thermique en paroi le plus élevé;
○ Permet des diamètres de tuyauteries assez faibles :
• plus la pression augmente, plus le volume massique de la vapeur diminue,
• le retour du fluide s’effectue sous forme liquide (condensats) ;
○ Pas de pompes de circulation : les pompes installées sur le retour de condensats sont
de préférence actionnées mécaniquement et il n’y a donc de consommation électrique
que pour l’alimentation en eau de la chaudière;
○ Possibilité de créer le vide :
○ Faire tourner une turbine : par sa détente dans une turbine, la vapeur peut produire de
l’énergie électrique ou mécanique ;
○ Régulation facile (vannes 2 voies).
Bien sûr, la vapeur présente aussi quelques désavantages, en particulier :
○ C’est un fluide cher : en intègre celui du
combustible utilisé dans la chaudière, mais aussi le prix de l’eau et le coût de son traitement.
D’où l’importance de maximiser le retour de condensats !
○ Utiliser de la vapeur n’est pas sans risques : la présence de mélanges biphasiques
vapeur/eau dans le circuit peut engendrer localement des « claquements » ou « coups
de bélier », qui peuvent endommager les installations, en allant de la fuite à la rupture
totale; ce qui peut même devenir dangereux pour le personnel ! D’où l’importance d’une
bonne conception des installations et d’une maintenance régulière pour éviter la formation
de ces mélanges biphasiques !
Energie transportée par la vapeur :
C’est par le changement de phase (liquide vapeur) en chaudière, que la
vapeur est capable d’emmagasiner une grande quantité d’énergie, essentiellement
sous forme de chaleur latente. La boucle vapeur :
La boucle vapeur peut être représentée comme ci-dessous : Evaluer l’état du réseau vapeur et condensats
Certaines constatations indiquent que des problèmes sont présents dans le réseau
vapeur/condensats et que des améliorations peuvent être envisagées :
Fuite de vapeur sur le toit ?
Des Fuites de vapeur sont souvent visibles au niveau des évacuations en toiture
des bâches à condensats. Il s’agit de vapeur de revaporisation (ou flash) : Lorsque les
condensats « traversent » un purgeur, ils passent d’une pression élevée (pression du
réseau vapeur) à une pression basse (pression du retour condensats) ce qui entraîne la
revaporisation d’une certaine quantité de condensats. Lorsque tous ces retours arrivent
dans une bâche à condensats atmosphérique (ce qui est souvent le cas), la vapeur de
revaporisation se retrouve à l’atmosphère et est donc perdue !
Problèmes d’érosion de tuyauterie et de robinetterie (rouille, fuites
récurrentes, mauvaise qualité des condensats…) ?
Des problèmes d’érosion sont dus à la présence d’eau ou d’incondensables dans la
vapeur. Les causes peuvent être multiples : problème de primage au niveau de la chaudière,
mauvais fonctionnement du dégazeur, pas de purgeur au bon endroit ou purgeur
bloqué…
Coups de bélier dans votre installation vapeur/condensats?
Comme expliqué ci-dessus, les coups de bélier sont provoqués par la présence de mélange
biphasique. Ces coups de bélier peuvent se produire dans les tuyauteries du réseau,
mais aussi dans les installations de process. Ils révèlent un problème dans l’installation
et, étant donné la dangerosité des fuites vapeur, il est recommandé d’éliminer rapidement
la cause de leur présence.
