Dans le précédent article Conseils pour économiser l'énergie des chaudières nous avons passé en revue les moyens d'économiser l'énergie en améliorant l'efficacité des chaudières. Cette fois-ci, nous nous intéresserons aux conduites de vapeur.

Lorsqu'on cherche à faire des économies d'énergie, on néglige trop souvent les conduites de vapeur. Et pourtant, comme ces lignes sont généralement très longues, les pertes par rayonnement et les éventuelles fuites peuvent s’accumuler.

Les circuits de vapeur perdent de la chaleur principalement de deux manières :

• par rayonnement thermique des tuyaux et des vannes
• par des fuites des vannes, des tuyaux et des purgeurs

Le présent article explique comment limiter ces deux types de pertes de chaleur.

Cela s’articule en deux étapes :

1.  Renforcer l'isolation des conduites de vapeur, des vannes et des raccords

Il est important d'isoler correctement tous les éléments des circuits vapeur : les tuyaux, les brides et autres raccords, ainsi que les vannes de régulation, les détenteurs, etc. Concernant les purgeurs de condensât, il faut prendre soin d’identifier leur technologie. Les purgeurs de type thermodynamique et thermostatique risquent de rester fermé et d’accumuler du condensât s’ils sont calorifugés.

Le matériau et l'épaisseur de l'isolant doivent être conformes aux normes en vigueur. Il est important de déterminer le matériau et l'épaisseur optimaux pour une taille de tuyau donnée.

2.  Réduire la surface totale de la tuyauterie

Comme la quantité de chaleur rayonnée est proportionnelle à la surface, un tuyau surdimensionné augmentera les pertes de chaleur rayonnée. Cependant, un tuyau trop petit réduira le débit de vapeur à une vitesse donnée.

Une ligne de distribution doit être dimensionnée pour répondre à un pic de demande de vapeur en gardant une vitesse acceptable. Cela permettra de s'assurer que le tuyau n'est ni trop grand (gaspillage de chaleur), ni trop petit (vitesse excessive). La perte de pression doit également être prise en compte pour déterminer la taille correcte des tuyaux.

La surface étant proportionnelle à la longueur, il est impératif d'optimiser le tracé des conduits de l’usine.

Pour réduire la quantité de vapeur perdue dans le circuit vapeur, 2 points sont à mettre en œuvre.

1.  Réparer les fuites des vannes et des raccords

Les fuites en continu des raccords et des tiges de soupape modernes sont moins courante auparavant. Cependant, même des fuites minimes peuvent à la longue devenir très lourde financièrement

Il est donc recommandé de réparer toutes fuites le plus rapidement possible.

Le coût des fuites de vapeur peut être calculé à l'aide de la formule présentée dans l’article suivant :

• Coût des pertes de vapeur

2.  Prévenir les fuites de vapeur

Les purgeurs peuvent également être à l’origine de fuites de vapeur. Voici les deux principales causes rencontrées :

• Fuite due à une panne
• Fuite inhérente à la technologie du purgeur (perte de vapeur fonctionnelle)

La quantité de vapeur perdue d’un purgeur défectueux varie selon le type et la pression. Cependant voici une estimation moyenne :

• Légère fuite intermittente = environ 4 kg/h
• Fuite continue = 15 kg/h

Si l’usine fonctionne 8 000 heures par an et que le coût de la vapeur est de 30 EUR par tonne, un purgeur avec une légère fuite intermittente coûtera environ 960 EUR par an. Un seul purgeur avec une fuite continue coûtera à l'usine 3600 EUR par an.

La quantité de vapeur perdue par les purgeurs en fonctionnement normal varie beaucoup selon la technologie employée. Les purgeurs à disque et à flotteur inversé perdent 10 fois plus de vapeur en fonctionnement normal que les purgeurs à flotteur fermé libre.

Comme les types de purgeurs conventionnels laissent échapper de grands volumes de vapeur pendant leur cycle de vie, il est financièrement intéressant de remplacer ces purgeurs par des modèles TLV à flotteur libre avant même que les purgeurs conventionnels ne tombent en panne.

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