Le phénomène de blocage, 1ère partie (causes & problèmes subséquents)

Quelles sont les causes d'un blocage?

Le phénomène de 'blocage' vous est-il familier? Même si vous n'avez pas encore entendu parler de ce terme, nombre d'entre vous ont probablement déjà rencontré les problèmes suivants:

Des réchauffeurs qui se brisent souvent
Un bruit fréquent de coups de bélier à l'intérieur du réchauffeur
Impossibilité d'obtenir un chauffage égal

Si vos installations connaissent ce genre de problèmes, il est fort probable que vous soyez confronté à un blocage. Le phénomène de blocage peut être décrit comme suit:

Un blocage survient lorsque, suite à un manque de pression différentielle de fonctionnement dans le purgeur (différence entre la pression amont et la pression aval), le condensât n'est plus expulsé par le purgeur et s'accumule dans l'échangeur de chaleur.

Les purgeurs eux-mêmes ne sont pas capables d'expulser ou de transporter du condensât. Comment se fait-il alors que le condensât soit évacué d'un purgeur de vapeur? L'expulsion de condensât a lieu suite à une différence de pression entre la pression amont (entrée) et la pression aval (sortie) du purgeur. Afin qu'un purgeur fonctionne correctement, la pression amont doit donc être supérieure à la pression aval du purgeur.

Les systèmes vapeur sont originellement conçus pour fonctionner de cette manière. Toutefois, avec l'utilisation d'appareils comme les vannes de régulation de température, il arrive que la pression différentielle soit inversée en cours de fonctionnement.

Normalement, les échangeurs de chaleur sont conçus pour supporter le débit maximal attendu. La surface de transfert de chaleur d'un échangeur de chaleur est fixe et ne peut être modifiée, mais le débit fluctue en fonction des conditions de fonctionnement. Par exemple, si le flux d'air dans un réchauffeur d'air chaud est réduit, la seule façon de maintenir la température de l'air chaud est de réduire la température (pression) de la vapeur utilisée comme source de chauffage.

Si le degré d'ouverture de la vanne diminue pour se rapprocher d'une fermeture totale, la pression à l'intérieur de l'échangeur de chaleur diminue. Par conséquent, la pression amont baisse et devient inférieure à la pression aval. Le condensât n'est alors plus expulsé du purgeur.

Mécanisme causant le blocage dans les réchauffeurs d'air chaud utilisant la vapeur comme source de chaleur

Des vannes de régulation, capteurs de température et régulateurs sont utilisés pour réguler de la vapeur à 0,3 MPaG afin d'obtenir de l'air chaud à 80°C. Le phénomène de blocage survient souvent dans ce type de situation. Dans cette animation, la régulation et les conditions en cas de blocage peuvent être vérifiées par le biais du pointeau sur le manomètre, de l'affichage indiquant le degré d'ouverture de la vanne, et de la température indiquée.

Problèmes résultant d'un blocage

Le condensât qui ne peut être expulsé par le purgeur s'accumule en amont du purgeur, c'est à dire dans l'échangeur de chaleur. Cette situation est connue sous le terme de 'blocage'. Le phénomène de blocage peut être éliminé en rétablissant la pression à l'entrée du purgeur (pression amont). Toutefois, le condensât demeure à l'intérieur de l'échangeur de chaleur pendant le temps qu'il faut pour rétablir la pression amont. Par conséquent, les problèmes énumérés au début de cet article surviennent.

Coups de bélier

Des coups de bélier peuvent survenir lorsque de la vapeur entre en contact avec le condensât qui s'est accumulé et que la différence de température fait en sorte qu'une partie de la vapeur se condense instantanément. Dans les pièces d'équipement aux conduites étroites, comme l'échangeur thermique à calandre illustré ci-dessous, l'impact d'un coup de bélier sur la conduite peut briser celle-ci.

Température inégale

Un blocage survenant dans un appareil comme une chaudière à double fond peut entraîner des problèmes sérieux, comme une température inégale du produit.

Comme expliqué précédemment, le blocage est la situation qui survient lorsque la pression différentielle nécessaire au fonctionnement du purgeur ne peut être maintenue. Dès lors, le simple remplacement du purgeur ne résout pas la survenance du blocage.

Il existe différentes méthodes pour éviter la survenance d'un blocage.

Réduire la pression à la sortie du purgeur (pression aval).
Installer un PowerTrap.

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