La vapeur consommée et la vapeur utilisée au point d'application ne sont pas égales. Normalement, la vapeur consommée ou générée dans une chaudière à vapeur est plus importante que ce qui est nécessaire pour l'utilisation au point d'application.
La différence entre la consommation de vapeur et l'utilisation de vapeur est due à :
La condensation de la vapeur lorsqu'elle se déplace vers le point d'utilisation, principalement en raison des surfaces exposées.
Les fuites (si elles existent)
Lorsque la vapeur condense sur la paroi d'un tuyau de vapeur exposé ou non isolé, elle cède son enthalpie d'évaporation.
Une utilisation appropriée de la vapeur permet d'économiser sur les coûts d'entrée d'eau et de charbon. L'économie de chaque kilogramme de vapeur est directement proportionnelle à l'économie d'un certain pourcentage d'eau, de charbon et d'électricité.
Le calcul de la consommation de vapeur dans un tuyau pendant l'opération de démarrage et l'exploitation normale continue est possible et sera discuté en détail ci-dessous.
La consommation de vapeur dans le système de tuyaux doit être surveillée et contrôlée avec soin. Le taux de condensation de la vapeur dans le réseau de tuyauterie de vapeur dépend du type de charge (c'est-à-dire la charge de mise en route ou la charge de fonctionnement).
Le taux de condensation de la vapeur doit être pris en compte pour dimensionner les vannes de purge et également pour finaliser la production de la chaudière.
Lors du démarrage de l'installation après une longue période ou à partir du froid, la vapeur est nécessaire pour chauffer uniformément le système afin de le rapprocher de la température de fonctionnement normale du système.
La 'charge de mise en route' est la charge de vapeur associée à la consommation de vapeur pendant le démarrage de l'installation. Cela peut être soit à partir d'une arrêt totale, soit à partir d'un démarrage après une très longue période.
Le taux de condensation de la vapeur pendant la période de mise en route est maximal. La conception de la vanne de purge doit être basée sur cette charge.
Une bonne pratique consiste à chauffer lentement le système pour des raisons de sécurité, les tuyaux bénéficient ainsi d'une réduction du stress thermique et mécanique. Cela entraîne les avantages suivants :
Élimination des fuites
Coûts de maintenance réduits
Durée de vie plus longue pour les tuyaux
Aucun coup de bélier.
La charge de fonctionnement d'une installation de processus est la charge de vapeur liée à la charge continue normale (pleine charge) de l'installation. Le taux de condensation de la vapeur pendant la charge de fonctionnement pleine charge de l'installation est minimal.
Un chauffage uniforme et lent du système peut être réalisé grâce à une petite vanne de contournement parallèle à la vanne d'isolement de la ligne principale.
Le temps nécessaire pour chauffer le réseau de tuyaux détermine la taille de la vanne de chauffage (de contournement). Cette vanne peut être manuelle ou automatique selon l'utilisateur/client.
Il est toujours préférable de décourager la pratique d'utiliser la vanne principale pour le chauffage au lieu de la vanne de contournement. La vanne principale est beaucoup plus grande (conçue pour une exigence de flux total) et n'est pas appropriée pour un faible flux pendant la période de chauffage.
Comme indiqué dans la figure 1 ci-dessus, avant l'installation de la vanne principale/vanne de contournement, un séparateur est installé pour s'assurer que la vapeur passant par la vanne est sèche afin de protéger la vanne de l'usure.
Si nous fournissons suffisamment de temps pour le chauffage, il est possible d'obtenir les avantages suivants :
Pour minimiser le stress des tuyaux
Pour la sécurité opérationnelle
Réduire les charges de démarrage sur la chaudière
Le débit de vapeur nécessaire pour amener un réseau de tuyaux à la température de fonctionnement est une fonction de :
Masse
Chaleur spécifique du matériau
Augmentation de la température
Enthalpie d'évaporation de la vapeur ou enthalpie de la vapeur saturée
Temps autorisé
Où :
ms: Taux moyen de condensation de la vapeur en kg/h
W: Poids total du tuyau plus brides et accessoires en kg
Ts: Température de la vapeur oC
Tamb: Température ambiante
