Pompage du condensat depuis des récepteurs à atmosphère ouverte

Une introduction de base à la terminologie de pompage, incluant la pression de vapeur et la charge statique. Inclut une description du fonctionnement, de l’application et des avantages comparatifs des pompes centrifuges électriques et des pompes mécaniques à condensat, avec des exemples de dimensionnement pour les pompes et les conduites de décharge des pompes.

Terminologie de pompage

Pression de vapeur - Ce terme est utilisé pour définir la pression correspondant à la température à laquelle un liquide se transforme en vapeur. En d’autres termes, c’est la pression à laquelle un liquide bout.

• At 100°C, water will boil at atmospheric pressure.
• At 170°C, water will boil at a pressure of 7 bar g.
• At 90°C, water will boil at a pressure of 0.7 bar a. La pression de vapeur est une considération très importante lors du pompage du condensat. Le condensat est généralement formé à une température proche de son point d’ébullition, ce qui peut causer des difficultés en ce qui concerne les pompes centrifuges. C’est parce que les pompes centrifuges ont une zone de pression plus basse au centre, ou œil, de la roue. Cela produit l’effet d’aspiration, qui attire le liquide dans la pompe. Bien que la chute de pression soit faible, si le condensat est déjà très proche de sa pression de vapeur, une partie du liquide se détendra en vapeur sous forme de petites bulles. Ces bulles de vapeur occupent un volume significativement plus grand que la masse équivalente d’eau, et ont un rapport surface/masse élevé. À mesure que les bulles traversent les canaux de la roue vers son bord extérieur, elles subissent une pression croissante. À un moment donné de ce trajet, la pression de vapeur est dépassée, et les bulles de vapeur implosent avec une force considérable. C’est ce qu’on appelle la « cavitation » et les implosions sont à la fois bruyantes et destructrices. Le bruit est similaire à du gravier qui est pelleté et les implosions endommageront, avec le temps, les éléments internes de la pompe. Pour cette raison, il est recommandé que le condensat soit pompé par des pompes électriques spécifiquement conçues pour la tâche, et que les températures du condensat dans les systèmes à atmosphère ouverte ne dépassent pas 98°C. Certaines pompes auront des limites aussi basses que 94°C ou 96°C, selon la conception de la pompe, la vitesse de rotation et la hauteur du récepteur au-dessus de la pompe. Charge (h) - La charge est un terme utilisé pour décrire l’énergie potentielle d’un fluide à un point donné. Il existe plusieurs façons de mesurer la charge : charge de pression, charge statique et charge de frottement. La charge de pression et la charge statique sont essentiellement la même chose, mais ont tendance à être mesurées dans des unités différentes. La charge de pression est mesurée en unités de pression telles que le pascal ou le bar g ; tandis que la charge statique est exprimée en termes de hauteur, habituellement en mètres (ou mètres de charge). Pour l’eau, une charge statique de 10 mètres est approximativement équivalente à une charge de pression de 1 bar g (voir Figure 14.4.1). Charge de pression (hp) - La charge de pression est la pression du fluide au point considéré. Par exemple : Une pompe doit décharger de l’eau contre une charge statique de 30 mètres, ce qui équivaut approximativement à une charge de pression de 3 bar g. La pompe se remplit à partir d’une charge statique de 1 mètre, ce qui équivaut à une charge de pression de 0,1 bar g. (Voir Figure 14.4.2). Charge statique (hs) - La charge statique est la hauteur verticale équivalente du fluide au-dessus d’un point de référence. L’exemple suivant explique la mesure de la charge statique. Exemple : l’entrée de la pompe dans la Figure 14.4.2 est soumise à une charge statique (connue sous le nom de charge d’aspiration ou de remplissage) de 1 m, et décharge contre une charge statique (connue sous le nom de charge statique de refoulement) de 30 m. Notez que dans ce cas, l’eau pompée est au-dessus de l’entrée de la pompe (cette situation est appelée aspiration noyée).

Charge statique nette - Cela dépend de savoir si la pompe est de type centrifuge ou de type volumétrique, mécanique. Avec une pompe centrifuge électrique (Figure 14.4.3), la pression exercée par la charge d’aspiration est toujours présente dans la pompe. La charge statique nette, contre laquelle la pompe doit travailler, est la différence entre la charge d’aspiration et la charge de refoulement.

Avec une pompe volumétrique mécanique (Figure 14.4.4), la charge d’aspiration ne fournit que l’énergie pour remplir la pompe pendant le cycle de remplissage. Elle n’est pas présente dans le corps de la pompe pendant le pompage et n’a aucun effet sur la charge de refoulement contre laquelle la pompe doit fonctionner. La charge statique nette est simplement la charge de refoulement.

Charge de frottement (hf) - La charge de frottement (ou perte de charge par frottement) est plus précisément définie comme l’énergie nécessaire pour déplacer le fluide à travers la conduite. Ceci est discuté plus en détail dans le Module 10.2, « Tuyaux et dimensionnement des tuyaux ». La perte de charge peut être calculée en utilisant les procédures montrées dans le Bloc 4, « Débitmétrie » et le Bloc 10, « Distribution de vapeur », mais est plus couramment trouvée à partir de tableaux qui corrèlent le débit liquide, le diamètre de la conduite et la vitesse. Pour être précis, la résistance à l’écoulement rencontrée par les différents raccords de tuyauterie doit également être prise en compte. Des tableaux sont disponibles pour calculer la longueur équivalente de conduite droite exercée par différents raccords de tuyauterie. Cette « longueur équivalente » supplémentaire pour les raccords est ensuite ajoutée à la longueur réelle de la conduite pour donner une « longueur équivalente totale ». Cependant, en pratique, si la conduite est correctement dimensionnée, il est inhabituel que les raccords représentent plus de 10% supplémentaires de la longueur réelle de la conduite. Une règle générale, qui peut être appliquée, est : Longueur équivalente totale (le ) = Longueur réelle + 10% Dans la plupart des cas, l’ingénieur de l’installation de vapeur concevra un système avec un arrangement de pompe fabriqué propriétaire, qui a des facteurs appropriés intégrés. En gardant cela à l’esprit, le chiffre de 10% sera utilisé dans ce bloc comme longueur équivalente pour calculer la perte de charge due au frottement. Cette perte de charge due au frottement dépend grandement de la vitesse de l’eau dans la conduite. En termes simples, la perte de charge due au frottement augmente d’un facteur proportionnel au carré de la vitesse. Des tableaux sont disponibles qui donnent la perte de charge par mètre de conduite pour différents débits et diamètres de conduite.

Tableau 14.4.1 Écoulement de l’eau dans des conduites en acier noir (kg/h)

Exemple 14.4.1 La conduite de décharge de 50 mm sur une conduite de condensat pompé s’élève verticalement sur 29 mètres vers un réservoir à atmosphère ouverte. La conduite est longue de 150 m et le taux de pompage est de 5000 kg/h d’eau. Quel est : (A) la perte de charge due au frottement (la charge de frottement), et (B) la charge de refoulement totale ? A - Calculer la perte de charge due au frottement (la charge de frottement) Longueur équivalente totale (le) = 150 + 10% = 165 mètres D’après le Tableau 14.4.1, on peut voir qu’une conduite de 50 mm transportant 5004 kg/h d’eau subira une perte de charge de 1,0 mbar/m. Le débit dans cet exemple est légèrement inférieur, et, bien qu’une estimation plus précise pourrait être obtenue par interpolation, prendre la perte de charge comme 1 mbar/m. La perte de charge due au frottement est donc : 165 mètres x 1 mbar/m = 165 mbar (0,165 bar) En prenant 1 bar comme équivalent à 10 mètres de charge d’eau, la perte de charge par frottement équivalente en termes de mètres est : 0,165 bar x 10 m/bar = 1,65 mètres. B - La charge de refoulement totale Charge de refoulement totale (hd) - La charge de refoulement totale hd contre laquelle la pompe doit fonctionner est la somme de trois composantes comme on peut le voir dans l’Équation 14.4.1 :

Pompes centrifuges électriques à condensat

Fonctionnement de la pompe Le liquide entrant dans la pompe est dirigé vers le centre, ou œil, des aubes de la roue rotative. Le liquide gagnera ensuite en vitesse lorsqu’il se déplacera vers l’extérieur de la roue. Application de la pompe La pompe électrique est bien adaptée aux applications où de grands volumes de liquide doivent être transportés. Les pompes électriques sont généralement intégrées dans une unité, souvent appelée unité de récupération du condensat (CRU). Une CRU inclut généralement : Un récepteur. Un système de commande actionné par des sondes ou des flotteurs. Une ou deux pompes. Lors du calcul de la perte par frottement dans la conduite de décharge pour une CRU, c’est le taux de pompage qui doit être considéré par opposition au taux de condensat retourné au récepteur. Sur les unités à double pompe, un système de commande en cascade peut également être employé qui permet de sélectionner l’une ou l’autre pompe comme pompe principale et l’autre comme pompe de secours pour fournir une sauvegarde si le condensat retourné à l’unité est supérieur à ce qu’une seule pompe peut gérer. Cette disposition de commande fournit également une sauvegarde en cas de défaillance d’une pompe ; le niveau de condensat dans le réservoir augmentera et mettra la pompe de secours en fonctionnement. Pour les unités de type cascade, la perte par frottement dans la conduite de décharge est calculée sur le taux de pompage maximal des deux pompes de la CRU. Il est très important de suivre la documentation du fabricant concernant le taux de pompage de décharge. Ne pas le faire pourrait entraîner un sous-dimensionnement de la conduite de décharge de la pompe.

Dimensionnement d’une unité de récupération du condensat électrique Pour dimensionner une unité de récupération du condensat électrique, il est nécessaire de connaître :

• La quantité de condensat atteignant le récepteur en charge de fonctionnement.
• La température du condensat. Celle-ci ne doit pas dépasser les valeurs nominales spécifiées par le fabricant pour éviter la cavitation. Cependant, les fabricants ont généralement des roues différentes pour différentes plages de température, par exemple, 90°C, 94°C et 98°C.
• La charge de refoulement totale contre laquelle la pompe doit pomper - À déterminer à partir des conditions du site.
• Le taux de décharge de la pompe pour dimensionner la conduite de retour - Il est nécessaire de lire correctement les données du fabricant pour déterminer cela. Exemple 14.4.2 Dimensionnement de la conduite de décharge pour une unité de récupération du condensat électrique Où : Température du condensat = 94°C Condensat à traiter = 1 000 kg/h Élévation statique (hs) = 30 m Longueur de la tuyauterie = 150 m Contre-pression du condensat = pertes par frottement uniquement (hf) Une sélection initiale d’une unité de récupération du condensat peut être faite en utilisant le tableau de dimensionnement du fabricant (un exemple est montré dans la Figure 14.4.7). D’après le graphique, CRU1 devrait être le choix initial sous réserve des pertes par frottement dans la conduite de refoulement.

D’après le graphique de la Figure 14.4.7, on peut voir que CRU1 est en réalité conçu pour traiter 3 000 kg/h de condensat contre une charge de refoulement maximale de 35 m.

La conduite de retour du condensat est dimensionnée sur le taux de pompage maximal à la charge de refoulement requise, ce qui est démontré dans l’exemple ci-dessous : Taux de pompage maximal = 3 000 kg/h C’est ce chiffre, 3 000 kg/h, qui doit être utilisé pour dimensionner la conduite de décharge. Il est maintenant possible de calculer la taille optimale pour la conduite de retour. Longueur réelle de la tuyauterie = 150 m Longueur équivalente de la tuyauterie = 150 m + 10% = 165 m Estimation de la perte par frottement dans la conduite (hf) Pour dimensionner une conduite de décharge pompée, il est généralement bon de commencer le calcul de la perte par frottement avec une perte de charge arbitraire comprise entre 100 et 200 Pa/m D’après le tableau de perte de charge 14.4.2 (extrait montré ci-dessous), on peut voir que, pour un débit de 3000 kg/h, et pour une perte de charge comprise entre 100 et 200 Pa/m, une conduite de décharge de 40 mm sera suffisante.

Extrait du Tableau 14.4.2

On peut interpoler du Tableau 14.4.2 qu’un débit de 3 000 kg/h correspondra à une perte de charge de 128 Pa/m, pour une tuyauterie de 40 mm,

La perte de charge par frottement peut maintenant être calculée pour une tuyauterie de 40 mm. Perte de charge par frottement (hf) = 128 Pa/m x 165 m hf= 21000 Pa hf= Approximativement 2,1 mètres Détermination de la charge de refoulement totale La charge de refoulement totale contre laquelle la pompe doit décharger est donc hs + hf = hd, où : hs= élévation statique de 30 m (donnée) hf = 2,1 mètres hd= 30 m + 2,1 m = 32,1 mètres La charge de refoulement de 32,1 mètres doit être vérifiée par rapport au tableau de dimensionnement du fabricant de la CRU pour confirmer que l’unité peut pomper contre cette quantité de charge. On peut voir dans la Figure 14.4.7 que cette CRU peut en réalité pomper contre une charge de 35 mètres. Si la charge de conception de 35 mètres avait été dépassée, alors les options sont de recalculer en utilisant une conduite plus grande, ou de sélectionner une CRU avec une capacité de relevage plus importante. Une méthode alternative pour dimensionner la conduite de refoulement Avec une charge statique réelle (hs) de 30 m, et une charge de conception de la CRU de 35 m, une charge de 5 m est disponible pour les pertes par frottement de la conduite (hf). Il pourrait être possible d’installer une conduite de diamètre plus petit et d’avoir une perte par frottement plus importante. Cependant, le concepteur doit peser cette économie initiale contre la puissance de fonctionnement supplémentaire (et donc le coût) nécessaire pour pomper contre une charge plus importante. La vitesse doit également être vérifiée par rapport à un maximum typique d’environ 3 m/s autorisé pour l’eau pompée à des températures inférieures à 100°C. Le Tableau 14.4.2 montrera que, si la conduite de taille inférieure suivante (32 mm) était choisie, la perte par frottement unitaire (hf) pour passer 3000 kg/h est interpolée à 286 Pa/m, et la vitesse est d’environ 1 m/s, ce qui est inférieur à 3 m/s et donc adapté à l’application. hfest de 286 Pa/m x 165 m = 47 190 Pa (ou 4,72 m) Par conséquent, charge de refoulement totale (hd) = hs + hf hd= 30 + 4,72 m hd= 34,72 m La conclusion est qu’une conduite de 32 mm pourrait être utilisée, car la pompe CRU1 peut supporter jusqu’à 35 m de charge de refoulement totale. Cependant, d’un point de vue pratique, il pourrait ne pas être raisonnable de concevoir un système pour fonctionner si proche de ses limites, et que, dans ce cas, une conduite de 40 mm serait probablement la meilleure solution.

Table 14.4.2 A section of a typical friction loss table for fully flooded pipelines (flowrates in kg/h)

Pompes mécaniques (volumétriques) à condensat

Fonctionnement de la pompe Une pompe mécanique se compose d’un corps dans lequel le condensat s’écoule par gravité. Le corps contient un mécanisme à flotteur, qui actionne un jeu de vannes de commutation. Le condensat est autorisé à s’écouler dans le corps, ce qui soulève le flotteur. Lorsque le flotteur atteint un certain niveau, il déclenche la fermeture d’une vanne de ventilation, et l’ouverture d’une vanne d’entrée, pour permettre à la vapeur d’entrer et de pressuriser le corps pour pousser le condensat. Le niveau de condensat et le flotteur tombent tous deux à un point préréglé, auquel la vanne d’entrée de vapeur se ferme et la vanne de ventilation se ré-ouvre, permettant au corps de la pompe de se remplir à nouveau de condensat. Des clapets anti-retour sont installés sur les orifices d’entrée et de décharge de la pompe pour assurer un écoulement directionnel correct à travers la pompe. L’action cyclique de la pompe signifie qu’un récepteur est nécessaire pour stocker le condensat pendant que la pompe décharge (voir Figure 14.4.8).

Application de la pompe Généralement, les pompes mécaniques traitent de plus petites quantités de condensat que les pompes électriques. Elles sont cependant particulièrement précieuses dans les situations où :

• Des températures élevées du condensat provoqueront la cavitation dans les pompes électriques.
• Le condensat est sous vide.
• L’espace de la salle des machines est limité.
• Un faible niveau d’entretien est une préoccupation.
• L’environnement est dangereux, humide ou mouillé.
• Les alimentations électriques ne sont pas à portée.
• Le condensat doit être éliminé d’éléments individuels d’équipement à régulation de température, qui peuvent être sujets à des conditions de stall (voir Bloc 13 « Élimination du condensat », pour plus de détails). Comme pour les pompes entraînées électriquement, les pompes mécaniques volumétriques sont parfois, mais pas toujours, spécifiées comme unités de récupération du condensat en package. Une unité de récupération du condensat mécanique comprendra un récepteur de condensat et l’unité de pompe. Aucun système de contrôle supplémentaire n’est requis car la pompe est entièrement automatique et ne fonctionne que lorsqu’elle est nécessaire. Cela signifie que la pompe est auto-régulante. Avec les pompes mécaniques, la pompe cyclique à mesure que le récepteur se remplit et se vide. Le débit instantané pendant que la pompe décharge peut souvent atteindre jusqu’à six fois le taux de remplissage et c’est ce débit instantané de décharge, qui doit être utilisé pour calculer la taille de la conduite de décharge. Toujours se référer au fabricant de la pompe pour les données sur le dimensionnement de la pompe et de la conduite de décharge. Un tableau typique de dimensionnement de pompe mécanique est montré dans la Figure 14.4.10. Dimensionnement d’une pompe mécanique à condensat Pour dimensionner une pompe mécanique à condensat, les informations suivantes sont requises : Le débit maximal de condensat atteignant le récepteur. La pression motrice de vapeur ou d’air disponible pour entraîner la pompe. Le choix de la vapeur ou de l’air dépendra de l’application et des circonstances du site. La charge de remplissage disponible entre le récepteur et la pompe. La charge de refoulement totale du système de condensat. La méthode de dimensionnement des pompes mécaniques varie d’un fabricant à l’autre, et est généralement basée sur des données empiriques, qui sont traduites en facteurs et nomogrammes. L’exemple suivant donne une méthode typique pour dimensionner une pompe mécanique. (La longueur de conduite est inférieure à 100 m par conséquent la perte par frottement est négligée) : Exemple 14.4.3 Comment dimensionner une pompe mécanique à condensat

Dimensionnement de la tuyauterie de refoulement pour une pompe mécanique à condensat La conduite de refoulement d’une pompe mécanique peut généralement être de la même taille que la sortie de la pompe lorsque sa longueur est inférieure à 100 m. La résistance par frottement de la conduite est relativement faible par rapport à la contre-pression causée par l’élévation et la pression de retour du condensat, et peut généralement être négligée. Pour des conduites de refoulement supérieures à 100 m, la règle générale serait de sélectionner une taille de conduite supérieure à celle du clapet anti-retour de sortie de pompe, mais pour de telles lignes plus longues, la taille devrait être vérifiée comme montré dans l’Exemple 14.4.4. Conduites de livraison supérieures à 100 mètres Sur les conduites de livraison de plus de 100 m, et/ou lorsque le débit de condensat est proche de la capacité de la pompe, il est conseillé de vérifier la taille de la conduite pour s’assurer que la perte par frottement totale (y compris la perte par inertie) ne dépasse pas la capacité de la pompe. La perte par inertie est expliquée dans l’Exemple 14.4.4. Considérons la même exigence de pompage de condensat que dans l’Exemple 14.4.3 mais avec une conduite de livraison de 250 mètres de long. Exemple 14.4.4 Dimensionnement d’une conduite de livraison de 250 m de long (se référer à la Figure 14.4.10) :

L’effet de la perte par inertie sur les conduites de livraison de pompe supérieures à 100 mètres. Sur les lignes de plus de 100 m, un volume considérable de liquide sera retenu dans la conduite de refoulement de la pompe. L’accélération soudaine de cette masse de liquide au début du refoulement de la pompe peut absorber une partie de l’énergie de la pompe et entraîner une grande quantité de coups de bélier et de bruit. Cela doit être pris en compte dans le calcul en réduisant la perte par frottement admissible de 60 000 Pa dans l’Exemple 14.4.4 de 50%, ainsi :

(Ceci est basé sur le temps moyen pour que la pompe refoule étant d’environ 25% du temps total du cycle de remplissage et de refoulement.)

Par conséquent, le débit instantané de livraison de condensat de la pompe = 10 400 kg/h Perte par frottement totale admissible Avec une résistance par frottement de 109 Pa/m, le Tableau 14.4.2 révèle qu’une conduite de 65 mm (minimum) est requise pour donner un débit acceptable de 10 400 kg/h. En fait, le Tableau 14.4.2 indique qu’une conduite de 65 mm laissera passer 10 620 kg/h avec une résistance par frottement de 109 Pa/m. En remontant dans la « colonne 65 mm » du tableau, on peut voir que, par interpolation, le débit de 10 400 kg/h induit en réalité une perte par frottement de 105 Pa/m dans une conduite de 65 mm. Pompes pleinement chargées et lignes plus longues Dans l’Exemple 14.4.4, la Figure 14.4.10 montre que le débit maximal de remplissage de la pompe avec une pression motrice de 5,2 bar g et une hauteur de refoulement de 26 mètres est de 2 600 kg/h. Si le débit de remplissage avait été proche de ce maximum (peut-être 2 500 kg/h), alors moins de hauteur de refoulement aurait été disponible pour la perte par frottement. Pour la même taille de pompe DN50, cela signifierait une conduite de livraison plus grande comme montré dans l’Exemple 14.4.5. Exemple 14.4.5 Considérons la même pompe DN50 que décrite dans l’Exemple 14.4.4, mais ayant un débit de remplissage de condensat de 2 500 kg/h. Déterminons maintenant la taille de la conduite de livraison.

Dimensionnement sur un débit de remplissage de 2 500 kg/h, et une pression de vapeur de 5,2 bar, en se référant à la Figure 14.4.11, pour la pompe DN50, on peut voir qu’un débit de remplissage de condensat de 2 500 kg/h équivaut à une contre-pression maximale d’environ 27 m, donc dans ce cas :

La tuyauterie de refoulement doit être dimensionnée sur le débit instantané de la sortie de la pompe, qui est pris comme 4 x le débit maximal de pompage. Comme précédemment, la conduite aurait été dimensionnée sur 4 x 2 600 kg/h = 10 400 kg/h avec une perte par frottement de 18 Pa/m.

Le Tableau 14.4.2 montre que cela nécessiterait un diamètre de conduite de 100 mm pour permettre à la pompe de fonctionner dans les limites de sa capacité. Bien que le système fonctionnerait certainement avec cette disposition, il est probablement plus économique d’envisager une pompe plus grande en combinaison avec une conduite plus petite. Considérations pour une pompe plus grande et une conduite plus petite Considérons les mêmes conditions de pompage que l’Exemple 14.4.4, mais avec une pompe DN80 plus grande. Comme une unité plus grande peut pomper contre une hauteur de refoulement plus élevée, une conduite de livraison plus petite peut être utilisée.

La Figure 14.4.12 montre qu’une pompe DN80 sous les mêmes conditions de vapeur motrice de 5,2 bar g et de débit de 2 500 kg/h permettrait une hauteur de refoulement maximale de 35 m.

Par interpolation, le Tableau 14.4.2 montre qu’une conduite de 80 mm acceptera 20 160 kg/h avec une perte par frottement de 160 Pa/m, s’écoulant à environ 1 m/s.

Dans ce cas, la pompe DN80 plus grande permettra confortablement une conduite deux tailles plus petite que celle pour la pompe plus petite, et avec une vitesse d’environ 0,5 m/s, ce qui est dans les recommandations. La conduite de 80 mm est donc adaptée à la pompe DN80. En réalité, une conduite de 65 mm serait acceptable, puisque nous avons prévu 50% de perte par inertie, cependant, cela pourrait sembler un peu étrange connecté à une pompe DN80. Remarque : La pompe DN80 coûterait environ 10% de plus que la pompe DN50, mais le coût supplémentaire serait justifié par la différence dans les coûts d’installation sur les longues conduites de livraison ; ce qui dans ce cas signifierait la différence de coût entre une conduite de 80 mm et de 125 mm ; installation, raccordements et isolation. Vitesses du condensat L’Équation 14.4.2 peut être utilisée pour vérifier la vitesse du condensat.

Dans l’Équation 14.4.2, le volume spécifique de l’eau est pris comme 0,001 m3/kg. Cette valeur varie légèrement avec la température mais pas assez pour faire une différence significative sur les conduites de condensat.

La vitesse du condensat peut être vérifiée pour la tuyauterie de 80 mm dans l’Exemple 14.4.4. 14.4.4.Exemple 14.4.4.

D’après le Tableau 14.4.3 la vitesse maximale pour une conduite de 80 mm de diamètre intérieur est de 1,84 m/s. Tableau 14.4.3 Vitesses maximales recommandées pour les diamètres intérieurs de conduites (basées sur une perte par frottement maximale de 450 Pa/m)

Bonnes pratiques pour les longues conduites de livraison

L’élan du contenu en mouvement d’une longue conduite de livraison peut maintenir l’eau en mouvement pendant un certain temps après qu’une pompe mécanique a terminé sa course de refoulement. Lorsque l’eau dans la conduite de refoulement s’arrête, la contre-pression dans la conduite tentera d’inverser le flux initial d’eau, vers le clapet anti-retour de sortie. Le résultat est du bruit et des mouvements de conduite dus aux coups de bélier, ce qui peut être à la fois alarmant et grave. L’installation d’un autre clapet anti-retour dans la conduite de refoulement à une longueur de conduite de la pompe atténuera généralement le problème.

S’il y a un choix, il est toujours préférable d’élever immédiatement après la pompe vers une hauteur permettant une descente par gravité jusqu’à l’extrémité de la conduite (Figure 14.4.14). Si la descente est suffisante pour surmonter la résistance par frottement de la conduite (Tableau 14.4.4), alors la seule contre-pression sur la pompe est celle formée par l’élévation initiale. Un brise-vide peut être installé au sommet de l’élévation non seulement pour aider l’écoulement le long de la conduite descendante mais aussi pour empêcher toute tendance de reflux à la fin de la course.

Si la conduite descendante doit descendre à un endroit quelconque le long de sa longueur pour surmonter un obstacle, alors un purgeur d’air automatique placé au point le plus réduira les poches d’air et aidera l’écoulement autour de l’obstacle, voir Figure 14.4.14.

Tableau 14.4.4 Pente de conduite pour surmonter les pertes par frottement

*Une pente de 25 mm en 1,75 m est équivalente à une pente de 1:70.

Alternativement, toute question de contre-pression causée par la section horizontale peut être entièrement éliminée par une disposition comme dans la Figure 14.4.15 dans laquelle la pompe élève simplement vers un réservoir de rupture ventilé. La conduite depuis le réservoir doit descendre conformément au Tableau 14.4.4.

Pompes ventilées, pièges-pompes et installations piège-pompe

Les conduites de refoulement des pompes ventilées à l’atmosphère sont dimensionnées sur le débit de refoulement de la pompe. Le condensat passant par les pièges-pompes et les combinaisons piège-pompe dans les applications en circuit fermé sera souvent à des pressions et températures plus élevées et du flash steam se formera dans la conduite de refoulement. En raison de cela, les conduites de refoulement des pièges-pompes et des combinaisons piège-pompe sont dimensionnées sur la condition de purge en pleine charge et non sur la condition de pompage, car la conduite doit être dimensionnée pour gérer le flash steam. Le dimensionnement sur le flash steam garantira que la conduite est également capable de gérer la condition de pompage.