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La vapeur produite par les chaudières à eau chaude est largement utilisée dans les applications industrielles. Les processus industriels tels que le séchage, le travail mécanique, la production d'énergie et le chauffage industriel sont des applications typiques de la vapeur. La vanne à vapeur est utilisée pour réduire la pression de vapeur d'entrée et pour ajuster et contrôler avec précision la vapeur et la température fournies à ces processus.
Contrairement à la plupart des autres fluides de processus industriels, la vapeur présente des caractéristiques spécifiques, ce qui la rend difficile à contrôler avec des vannes. Ces caractéristiques peuvent être son volume et sa température élevés ainsi que sa capacité de condensation, qui peut rapidement réduire le volume de plus de mille fois. Si vous utilisez la vanne comme outil de contrôle de processus, plusieurs considérations doivent être prises en compte lors de l'utilisation de la vapeur.
Voici les 7 erreurs les plus graves à éviter lors de l'utilisation de vannes à vapeur. Cette liste ne couvre pas toutes les précautions à prendre pour le contrôle des vannes à vapeur. Elle décrit les opérations courantes qui entraînent souvent des dommages ou des conditions dangereuses lors de la régulation de la vapeur.
Tout le monde sait que la vapeur se condense, mais lorsqu'on discute du contrôle des processus des conduites de vapeur, cette caractéristique évidente de la vapeur est souvent oubliée. La plupart des gens pensent que la ligne de production est toujours à haute température et à l'état gazeux, et que la vanne est conçue pour cela.
Cependant, la conduite de vapeur ne fonctionne pas toujours en continu, elle va donc se refroidir et se condenser. Et la condensation s'accompagne d'une réduction significative du volume. Bien que les purgeurs de vapeur traitent efficacement la vapeur condensée, le fonctionnement de la vanne sur la conduite de vapeur doit être conçu pour traiter l'eau liquide, qui est généralement un mélange de liquide et de gaz.
Lorsque la vapeur force l'eau incompressible à accélérer soudainement et est bloquée par des vannes ou des raccords, des coups de bélier se produisent dans les conduites de vapeur. L'eau peut se déplacer à grande vitesse, provoquant du bruit et des mouvements de conduite dans les cas bénins, ou des effets explosifs dans les cas graves, endommageant les conduites ou l'équipement. Lors d'un fonctionnement avec de la vapeur, la vanne de la conduite de traitement doit être ouverte ou fermée lentement pour éviter l'éclatement soudain du fluide.
Les vannes conçues pour les applications à vapeur doivent fonctionner dans les conditions de pression et de température prévues. La vapeur se dilate rapidement jusqu'à atteindre un volume important. Une augmentation de température de 20 K doublera la pression dans la vanne, qui n'est peut-être pas conçue pour de telles pressions. La vanne doit être conçue pour le pire des cas (pression et température maximales) du système.
Une erreur courante dans la spécification et la sélection des vannes est le mauvais type de vanne pour les applications à vapeur. La plupart des types de vannes peuvent être utilisés dans les applications à vapeur. Cependant, ils offrent des fonctions et des commandes différentes. Les vannes à boisseau sphérique ou à guillotine permettent un contrôle précis du débit, ce qui est plus facile à réaliser que les vannes papillon. En raison du débit important, cette différence est essentielle dans les applications à vapeur. Les autres types de vannes courants dans les applications à vapeur sont les vannes à guillotine et les vannes à membrane.
Une erreur similaire dans le choix du type de vanne est le choix du type d'actionneur. L'actionneur est utilisé pour ouvrir et fermer la vanne à distance. Bien qu'un actionneur marche/arrêt puisse être suffisant dans certaines applications, la plupart des applications à vapeur nécessitent un réglage de l'actionneur pour contrôler précisément la pression, la température et le volume.
Avant de sélectionner une vanne pour les applications à vapeur, prenez le temps d'estimer la chute de pression attendue à travers la vanne. La vanne de 1,25 pouce peut réduire la pression en amont de 145 psi à 72,5 psi, tandis que la vanne de 2 pouces sur le même flux de processus réduira la pression en amont de 145 psi à seulement 137,7 psi.
Bien que l'utilisation de vannes plus petites soit rentable et tentante, surtout lorsqu'elles sont suffisantes, elles sont malheureusement sujettes au bruit. Elles sont également liées aux vibrations qui réduisent la durée de vie des vannes et des raccords de tuyauterie. Envisagez une vanne plus grande que nécessaire pour gérer le bruit et les vibrations. La vanne à vapeur est également dotée d'un dispositif spécial de réduction du bruit.
Une autre erreur dans le dimensionnement des vannes est la réduction de pression en une seule étape. Elle provoque l'usure de la surface par la vitesse élevée de la vapeur à la sortie de la vanne, un processus appelé érosion. Si la pression de vapeur d'alimentation est de plusieurs ordres de grandeur supérieure à la pression locale requise, envisagez de réduire la pression en deux étapes ou plus.
Le dernier point de la taille de la vanne est la pression critique. C'est le point où une augmentation supplémentaire de la pression en amont n'augmentera pas le débit de vapeur à travers la vanne. Cela indique que la vanne est trop petite pour l'application de processus requise. Gardez à l'esprit que la taille de la vanne ne doit pas être trop grande pour éviter le « balancement », qui peut se produire lorsqu'un léger changement de position de la vanne entraîne un changement significatif de la fonction de régulation, en particulier sous charge partielle.
La conception des vannes à vapeur et de leurs processus peut être délicate. Les spécifications relatives à la gestion des différences de volume entre l'eau et la vapeur, la condensation, les coups de bélier et le bruit peuvent être déroutantes. De nombreuses personnes commettent ces erreurs courantes lors de la conception d'un système à vapeur, en particulier lors du premier essai. Après tout, faire des erreurs fait naturellement partie de l'apprentissage. Une connaissance complète des informations peut vous aider à éviter les erreurs qui peuvent entraîner une augmentation des coûts et des temps d'arrêt des applications à vapeur.
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Heure de publication : 08-10-2021
