Le choix d'un purgeur : l'importance du facteur de sécurité et du cycle de vie

Suite aux deux articles précédents sur le choix d'un purgeur selon l'application et les conditions de fonctionnement, l'article qui suit traitera du facteur de sécurité et des coûts de gestion liés au cycle de vie des purgeurs.

Qu'est-ce que le facteur de sécurité?

Le facteur de sécurité est le coefficient par lequel est multiplié le débit d'évacuation de condensât pour protéger le système au cas où le débit dépasserait la valeur maximale calculée. Après avoir estimé le débit d'évacuation de condensât, le débit devrait donc toujours être multiplié par le facteur de sécurité recommandé avant de faire le choix d'un purgeur.

Voici un tableau qui décrit de façon générale la relation entre le type de purgeur et le facteur de sécurité

Type de purgeur TLV	Facteur de sécurité minimal recommandé
À flotteur fermé	1,5
À flotteur ouvert	2
À disque	2
Thermostatique (élément X)	2
Bimétallique	3 à 5

Le facteur de sécurité se rapporte à au moins deux éléments: le débit d'évacuation de condensât maximal et le mode d'évacuation, qui diffère selon le type de purgeur.

Débit d'évacuation de condensât maximal

Le débit maximal d'évacuation de condensât d'équipement peut dépasser la moyenne estimée pour plusieurs raisons. En effet, beaucoup plus de condensât se forme lors de la mise en marche car l'équipement n'a pas encore atteint la température de fonctionnement normale. De la même manière, pour les process batch (à cycles), le débit de condensât à évacuer est beaucoup plus élevé lorsque le produit est à son plus froid.

De plus, si un purgeur sur une conduite de transport de vapeur devient bloqué, le prochain purgeur devra évacuer la somme des condensats formés dans les deux endroits (condensâte drainage locations, CDL).

La valeur numérique du facteur de sécurité

Les recommandations de facteur de sécurité du fabricant peuvent varier d'un coefficient de 1,5 à 5 ou même plus. La valeur dépendra de certaines caractéristiques telles que la technologie du purgeur, le calcul pour estimer le débit, la tendance à l'usure de l'orifice, l'importance de l'application, etc.

De plus, le débit d'évacuation inscrit sur la fiche technique d'un purgeur suppose une évacuation continue. Certains purgeurs à opération cyclique comme les purgeurs à disque ou à flotteur ouvert inversé demandent donc, en général, un facteur de sécurité plus élevé pour protéger le système contre les problèmes de remontées de condensât entre chacun des cycles.

D'autre part, certains fabricants recommandent l'utilisation d'un coefficient plus élevé pour diminuer les problèmes de blocage d'orifice du purgeur. En revanche, les purgeurs qui évacuent le condensât de manière continue, comme les purgeurs à flotteur fermé, ne demandent en général qu'un facteur de sécurité de 1,5.

Le facteur de sécurité peut aussi servir de protection contre une pression différentielle trop faible, par exemple si la contrepression devient plus forte que prévue, ce qui empêcherait l'évacuation de condensât si un purgeur à débit plus faible avait été choisi.

Lorsque vous choisissez un purgeur, assurez-vous donc de toujours multiplier le débit d'évacuation de condensât par le facteur de sécurité du fabricant.

Coûts de gestion liés au cycle de vie

Les purgeurs de vapeur remplissent un besoin essentiel et sont un élément permanent de tout système vapeur. Ils devraient donc être choisis de manière à ce que leurs coûts de gestions liés au cycle de vie soient les plus faibles possible. Le prix initial du purgeur ne devrait ainsi pas être le seul facteur décisif lié au coût. Les coûts d'entretien, d'installation, de remplacement ainsi que les pertes de vapeur fonctionnelles ou suite à la défaillance d'un purgeur doivent aussi être compris dans le calcul.

Le choix de la période de remplacement d'un purgeur est normalement basée sur les coûts de remplacement ainsi que les pertes liées aux fuites de vapeur et toute autre défaillance potentielle du purgeur. L'une des raisons de ces fuites est l'usure des pièces internes comme le siège de soupape. De plus, certains types de purgeurs perdent plus de vapeur que d'autres même lorsqu'ils sont installés à l'état neuf. Il est recommandé d'éliminer ces purgeurs durant la phase conceptuelle.

Voici un exemple des coûts de gestion liés au cycle de vie de deux types de purgeurs (A et B). Le coût d'achat du modèle A est supérieur à celui du modèle B, mais sa durée de vie est plus longue.

Article	modèle A	modèle B
Coût d'achat	€ 300	€ 100
Coûts de remplacement*	€ 80	€ 80
Pertes de vapeur fonctionnelle initiale	0,05 kg/h	1,0 kg/h
Augmentation annuelle des pertes de vapeur par l'usure	0,06 kg/h (par an)	0,4 kg/h (par an)
Durée de vie estimée	8 années	3 années

* Coûts liés à la main-d'œuvre et au remplacement de pièces comme les joints d'étanchéité, etc.

Calculer la différence de coûts de gestion couvrant une période de neuf ans donne une bonne approximation des économies potentielles liées au choix d'un purgeur. En supposant que les deux purgeurs fonctionnent 24 heures sur 24, 365 jours par année avec un coût de vapeur de €20 par tonne, les coûts de gestion du modèle A s'estiment à €1180 après 9 ans, ce qui inclut les coût de remplacement d'un nouveau purgeur durant la 9ème année. En revanche, les coûts de gestion pour la même durée de temps pour le modèle B montent à €3060, ce qui inclut les coûts de remplacement durant la 4ème et la 7ème année. Ainsi, malgré le prix d'achat inférieur du modèle B, ce dernier coûte 2,4 fois plus que le modèle A lorsque les coûts de gestion sont inclus, démontrant l'importance de calculer les coûts à long-terme avant de choisir un purgeur.

Coûts de gestion liés au cycle de vie : modèle A vs modèle B

En somme, la fiabilité d'un purgeur, sa durée de vie, les coûts d'entretien et les pertes de vapeur fonctionnelles ou par défaillance sont tous d'importants facteurs à prendre en compte lors du choix d'un purgeur.

Le choix d'un purgeur : déterminer les caractéristiques techniques

Purgeurs et orifices - Partie 1