Compresseurs de vapeur

Quand les purgeurs de vapeur déchargent du condensât à moyenne et à haute pression dans la tuyauterie retour ( qui est à une pression plus faible ), cela provoque la revaporisation d'une partie de celui-ci. Cette vapeur de revaporisation, aussi appelée vapeur "flash", contient une énergie thermique précieuse qui, si elle est bien réutilisée, peut améliorer l'efficacité de l'usine et réduire la consommation énergétique. La vapeur de revaporisation est trop souvent évacuée dans l'atmosphère et cette énergie thermique est alors perdue. Toutefois, il existe deux méthodes pour ne pas la perdre : la récupération par revaporisation et la compression de vapeur.

L'une des méthodes les plus communes pour récupérer cette énergie thermique consiste à installer un vase de revaporisation sous pression. Ce vase récupère le condensât déchargé par les purgeurs et permet à la vapeur de revaporisation d'être dirigée vers une ligne à plus faible pression pour une réutilisation sur un autre process.

Cependant, un système de revaporisation provoque une contre-pression sur les lignes en amont. Il faut donc s'assurer de bien garder un ΔP suffisant entre l'entrée et la sortie des purgeurs de vapeur pour qu'ils puissent continuer à fonctionner correctement. En outre, il faut également qu'il y ait un besoin de vapeur, à basse ou moyenne pression, en aval du vase de revaporisation. Parfois, la pression de la vapeur "flash" récupérée est inférieure à la pression ou à la température minimales requises pour sa réutilisation. Dans de tels cas, un compresseur de vapeur peut fournir une solution plus efficace.

La pression de la vapeur de revaporisation est souvent trop faible pour être réutilisée.

Après avoir considéré, à la fois, les conditions de fonctionnement requises pour le besoin en vapeur primaire et le débit de condensât venant des purgeurs de vapeur, il y a parfois un décalage entre la pression de vapeur de revaporisation maximale atteignable et celle minimale requise pour sa réutilisation. Par exemple, si la pression de la vapeur "flash" ne peut atteindre qu'un maximum de 1 barG et que la pression minimale utilisable est de 2 barG, la vapeur "flash" sera évacuée dans l'atmosphère au lieu d'être réutilisée. Si la pression pouvait être augmentée de 1 à 2 barG, le gaspillage dû à l'évacuation de la vapeur pourrait alors être évité !

Augmentation de la pression de la vapeur

Dans le cas de l'air, une augmentation de pression peut facilement être réalisée en utilisant un compresseur d'air standard. Toutefois, de tels compresseurs pour la vapeur ne sont pas très communs en raison de la présence de condensât. De plus il n'est pas possible d'augmenter la pression vapeur en ajoutant simplement de la chaleur, car cet ajout, sans enceinte pressurisée (telle qu'une chaudière), ne créera que de la vapeur surchauffée sans en accroître la pression. Alors, comment la pression peut-elle être augmentée ?

L'une des réponses consiste à combiner un flux de vapeur à faible pression avec un flux à une pression supérieure. Cependant, faire simplement fusionner deux flux en raccordant les canalisations provoquera automatiquement le refoulement de la vapeur haute pression ( HP ) vers le conduit de basse pression, ce qui pourrait provoquer des problèmes de fonctionenment sur les purgeurs de vapeur installés en amont. Afin d'empêcher ce refoulement, il est nécessaire d'utiliser un éjecteur.

Utiliser un éjecteur de vapeur pour combiner de la vapeur BP etr HP .

Un éjecteur de vapeur peut être utilisé pour aspirer une vapeur BP dans un flux de vapeur HP tout en empêchant le refoulement et les fluctuations de pression en amont. L'éjecteur envoie de la vapeur (motrice) à haute pression au travers d'un passage réduit (buse), en l'accélérant et en convertissant son énergie de pression en vélocité. Cette énergie à haute vélocité crée, à son tour, un effet d'aspiration dans la chambre de mélange qui entraîne la vapeur BP dans le flux moteur. La masse additionnée des flux de vapeur provoque une dimunition de la vitesse et, comme le flux est à nouveau détendu dans la section du diffuseur, l'énergie de la vitesse est reconvertie en énergie de pression.

En d'autres termes, un éjecteur de vapeur utilise la thermocompression pour mélanger deux flux de vapeur à des pressions différentes pour obtenir, en sortie, une vapeur à pression intermédiaire. C'est ce qui rend possible l'augmentation de la pression de la vapeur de revaporisation à des niveaux requis pour être utilisée sur d'autres process..

Efficacité du compresseur de vapeur

Une indication de l'efficacité du compresseur de vapeur est le ratio d'entraînement qui correspond au rapport entre le débit de vapeur motrice nécessaire et le débit de vapeur aspirée dont on veut augmenter la pression. Par exemple, si 4,1 tonnes de vapeur à haute pression sont nécessaires pour faire passer 1 tonne de vapeur de revaporisation à la pression supérieure désirée, le ratio d'entraînement sera de 4,1. Par conséquent, si l'objectif principal est d'augmenter la pression de la vapeur en utilisant la plus petite quantité possible de vapeur HP, plus le ratio est faible, plus l'efficacité sera importante.

Un ratio d'entraînement plus élevé indique que davantage de vapeur HP est nécessaire pour créer un flux combiné à la pression requise et, donc, le volume total de vapeur sortante augmente. Ceci est inévitable si la différence de pression entre les flux à haute et à basse pression sont importants. Mais, parfois, il peut y avoir une demande insuffisante pour des volumes aussi importants de vapeur. Dans de tels cas, un ratio d'entraînement élevé peut potentiellement mener à un processus inefficace avec une surcapacité qui sera perdue.

À ce titre, il est essentiel de prendre en considération la répartition de la vapeur totale produite dans l'usine afin de déterminer le volume nécessaire de vapeur recomprimée. Ceci permettra d'optimiser l'intérêt d'un compresseur vapeur. En définitif, la mise en place efficace d'un compresseur vapeur permet de réduire, de manière significative, les coûts énergétiques et la production vapeur de la chaudière. Les conditions environnementales de l'usine seront améliorées en réduisant la production de CO2 et la vapeur de revaporisation perdue à l'atmosphère.

Purgeurs isolants

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