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Un **désurchauffeur** est un conduit court, généralement ne dépassant pas 2,4 mètres de long, qui refroidit la vapeur surchauffée à des températures acceptables avant qu'elle n'entre dans la turbine. Il existe plusieurs types de désurchauffeurs.
Désurchauffeur par pulvérisation :
Un désurchauffeur par pulvérisation atomise puis pulvérise de l'eau refroidie dans la conduite de vapeur. Il s'agit du type de désurchauffeur le plus courant. L'eau peut être refroidie à l'aide d'un serpentin ou d'une chemise de refroidissement relié à un circuit d'eau de refroidissement. La quantité de pulvérisation peut être contrôlée par la pression d'atomisation et la pression de l'eau, mais en général, elle est contrôlée par la vanne de régulation du débit d'eau. La vanne de régulation est généralement située en amont du désurchauffeur. Le désurchauffeur par pulvérisation est souvent utilisé dans les centrales électriques industrielles et les centrales électriques d'utilité publique.
Désurchauffeur par pulvérisation d'eau à étranglement :
Un désurchauffeur par pulvérisation peut également être configuré en utilisant une vanne d'étranglement au lieu d'une pompe à eau. Le désurchauffeur par pulvérisation d'eau à étranglement fonctionne de la même manière qu'un désurchauffeur par pulvérisation, mais il peut fournir un meilleur contrôle de la température de la vapeur. Il est généralement utilisé dans les centrales électriques à cycle combiné.
Désurchauffeur Venturi :
Également appelé venturi humide, ce dispositif utilise l'effet Venturi pour mélanger l'eau et la vapeur surchauffée dans un appareil conique afin d'abaisser la température de la vapeur. L'eau est généralement alimentée sous pression par une pompe ou un réservoir sous pression. Le venturi humide est souvent utilisé dans les centrales électriques de récupération de chaleur perdue.
Désurchauffeur avec vanne de régulation de température :
Dans ce type de désurchauffeur, la température de la vapeur est contrôlée par une vanne de régulation d'eau. La vanne de régulation d'eau peut être une vanne de régulation marche/arrêt, une vanne de régulation modulante ou une vanne numérique. Ce type de vanne est parfois utilisé dans les centrales électriques industrielles.
Attempérateur :
L'attempérateur est une conduite d'eau d'alimentation vers une turbine. Il sert à contrôler la température de la vapeur surchauffée lorsqu'elle est acheminée vers une turbine. L'attempérateur est généralement équipé de buses de pulvérisation intégrées à un compresseur d'air d'atomisation. Il peut contrôler la température de la vapeur à l'aide d'un système de contrôle distribué ou d'un régulateur PID. Les attempérateurs sont couramment utilisés dans les centrales électriques industrielles et les centrales électriques d'utilité publique.
Désurchauffeur indirect :
Ce dispositif est également parfois appelé condenseur de désurchauffage. Un désurchauffeur indirect nécessite un échangeur de chaleur intermédiaire. Il sert à chauffer l'eau dans l'échangeur de chaleur en utilisant de la vapeur surchauffée. Les désurchauffeurs indirects sont généralement utilisés dans les systèmes de retour de condensat et de traçage de vapeur.
Les spécifications typiques lors de l'achat de désurchauffeurs comprennent le type, la capacité, le contrôle de la température, le matériau, la source d'énergie, les raccords de tuyauterie, les dispositifs de sécurité et les dimensions.
Le type indique si le dispositif est un désurchauffeur de type pulvérisation ou de type surface. La capacité, généralement mesurée en mégawatts (MW), indique la puissance maximale que le désurchauffeur peut gérer. Les désurchauffeurs de plus grande capacité sont idéaux pour les applications à l'échelle industrielle. Le mécanisme de contrôle de la température déterminera si le désurchauffeur aura une fonction de contrôle automatique ou manuelle. De plus, le matériau peut être en acier inoxydable ou en acier au carbone.
La source d'énergie peut être électrique ou au gaz naturel. Un désurchauffeur électrique sera doté d'une résistance chauffante qui convertit l'énergie électrique en chaleur, tandis qu'un désurchauffeur utilisant du gaz naturel sera doté d'un brûleur à gaz. Les raccords de tuyauterie nécessitent généralement des raccords filetés, à bride et soudés avec des diamètres de tuyauterie spécifiques selon les normes industrielles. Les dispositifs de sécurité comprennent une protection contre la surchauffe et des soupapes de sécurité pour éviter les conditions dangereuses dans le système de vapeur. La soupape de sécurité protège le système en évacuant l'excès de pression si elle dépasse la limite de sécurité, tandis que la protection contre la surchauffe possède un thermostat qui arrête automatiquement le dispositif.
Les exigences d'entretien des désurchauffeurs dépendent du type et de la conception du dispositif, des conditions de fonctionnement et des recommandations du fabricant. Toutefois, certaines pratiques générales permettront un fonctionnement efficace et sûr du dispositif. Une inspection régulière doit être effectuée sur le désurchauffeur pour vérifier les signes de fuites, de corrosion ou de dommages. Cela comprend également la vérification du contrôle de la température et des mécanismes de sécurité pour s'assurer qu'ils fonctionnent correctement. Le nettoyage est également important pour éliminer toute forme de dépôts ou d'impuretés qui pourraient s'être accumulés et affecter l'efficacité du dispositif.
L'étalonnage régulier des commandes est nécessaire pour que le désurchauffeur maintienne une régulation précise de la température et pour s'assurer que les éléments chauffants fonctionnent également correctement.
Un désurchauffeur trouve son utilité dans plusieurs applications industrielles, notamment les industries de l'énergie et de l'électricité, du pétrole et du gaz, de la transformation chimique, de l'alimentation et des boissons, de la pâte à papier, de la métallurgie, de la fabrication, de la production, du textile et de la construction, pour n'en citer que quelques-unes.
Dans l'**industrie de l'énergie et de l'électricité**, un désurchauffeur contrôle principalement la température de la vapeur surchauffée dans les chaudières. La surchauffe augmente l'efficacité des centrales électriques thermiques et minimise l'érosion des aubes de turbine. Les désurchauffeurs peuvent également être trouvés dans les centrales géothermiques pour réguler la qualité de la vapeur afin de garantir une conversion énergétique efficace. Ils sont utilisés dans les systèmes HRSG qui suivent les turbines à gaz dans les centrales électriques à cycle combiné. HRSG signifie générateurs de vapeur à récupération de chaleur. Les désurchauffeurs garantissent une récupération de chaleur et une production de vapeur optimales dans le système. Les turbines à gaz produisent de la vapeur surchauffée et peuvent avoir des désurchauffeurs intégrés ou en aval pour contrôler la température de la vapeur et empêcher la surchauffe. En général, les turbines à gaz utilisent les principes de la thermodynamique. La surchauffe des gaz de combustion améliore l'efficacité de la turbine et prévient les dommages mécaniques.
Dans l'**industrie pétrolière et gazière**, les désurchauffeurs jouent un rôle clé dans les opérations de traitement et de raffinage. Le pétrole brut contient du gaz qui doit d'abord être extrait pour que le processus de raffinage du pétrole soit réussi. Le gaz est surchauffé pour l'extraire, et les désurchauffeurs sont utilisés pour le refroidir avant un traitement ultérieur. Les désurchauffeurs sont utilisés dans les systèmes de climatisation des plateformes pétrolières offshore pour assurer le confort et la sécurité du personnel travaillant dans ces installations.
Dans l'**industrie de la transformation chimique**, les réactions chimiques nécessitent que certains produits chimiques soient à une certaine température. Les désurchauffeurs sont utilisés pour contrôler la température des réactifs afin d'obtenir des vitesses de réaction et des rendements optimaux. En outre, les désurchauffeurs peuvent être trouvés dans les installations pétrochimiques. Ils servent à réguler la température de la vapeur ou d'autres gaz surchauffés utilisés dans les procédés de réaction et de production.
Dans l'**industrie alimentaire et des boissons**, les désurchauffeurs permettent aux industries alimentaires de contrôler la température de la vapeur utilisée dans les procédés de stérilisation, de pasteurisation et de cuisson afin de respecter les normes de sécurité alimentaire et de maintenir la qualité des produits alimentaires. Dans les brasseries, par exemple, ils régulent la température du processus pour garantir la qualité et la constance de la bière. La vapeur est utilisée pour la stérilisation et le nettoyage, et les désurchauffeurs aident à contrôler la température de la vapeur.
Les désurchauffeurs trouvent également une application dans les industries de la pâte à papier. Les désurchauffeurs à vapeur aident à contrôler la température et la pression de la vapeur utilisée dans les procédés de fabrication de la pâte à papier et du papier. Ils garantissent la constance et la qualité du papier produit. De plus, la température de la vapeur utilisée dans l'industrie peut être contrôlée pour éviter la surchauffe et protéger l'équipement.
Les désurchauffeurs peuvent être trouvés dans les systèmes de réfrigération et de climatisation, tels que les refroidisseurs et les condenseurs. En fonctionnement, les fluides frigorigènes sont surchauffés. Les désurchauffeurs refroidissent le fluide frigorigène, ce qui permet d'éviter les dommages au compresseur. Cela améliore également l'efficacité du système.
Un désurchauffeur est un composant vital des installations industrielles qui peut contribuer à réduire le gaspillage d'énergie et à économiser les coûts d'exploitation. Lors du choix d'un désurchauffeur pour une installation industrielle, il faut tenir compte de certains facteurs clés pour s'assurer que le modèle choisi répond aux besoins de son installation.
Méthode de transfert de chaleur
Lors de l'achat d'un désurchauffeur, il est essentiel de savoir quelle méthode de transfert de chaleur on prévoit d'utiliser. Cela est important car différentes méthodes de transfert de chaleur fonctionnent mieux avec certaines industries. Par exemple, la méthode indirecte, qui utilise des échangeurs de chaleur, est populaire dans les configurations de fabrication où l'espace est limité. D'un autre côté, la méthode directe, qui mélange des fluides de refroidissement à la vapeur, est souvent plus performante dans les industries agroalimentaires et chimiques. En outre, le contrôle du débit du fluide de refroidissement est crucial pour contrôler la température de la vapeur. Dans les désurchauffeurs directs, un débit précis du fluide de refroidissement est essentiel pour une gestion efficace de la température de la vapeur.
Matériau et résistance à la corrosion
Le choix des bons matériaux pour les désurchauffeurs est une décision importante. Les matériaux doivent supporter des températures et des pressions élevées sans se décomposer. De plus, les matériaux utilisés doivent être résistants à la corrosion afin de garantir un fonctionnement sans faille sur de longues périodes. Cela permet de réduire les besoins d'entretien et de garantir un fonctionnement continu fiable.
Capacité et dimensionnement
La détermination de la capacité et de la taille d'un désurchauffeur est cruciale. En effet, la sous-estimation peut entraîner un contrôle insuffisant de la température et une surchauffe. Inversement, la surdimensionnement peut entraîner une consommation énergétique excessive. Par conséquent, la mesure précise du débit de vapeur et le calcul de la puissance sont importants pour un fonctionnement industriel optimal.
Système de contrôle
Lors de l'achat d'un désurchauffeur, les acheteurs doivent également tenir compte du type de système de contrôle qui sera utilisé. Il est important de s'assurer que le système de contrôle du désurchauffeur peut communiquer de manière transparente avec les systèmes de contrôle existants de l'usine. De plus, il est important d'évaluer la capacité et les fonctionnalités du système de contrôle pour s'assurer qu'il peut répondre aux exigences opérationnelles spécifiques et aux besoins de contrôle de la température de la vapeur.
Q1 : Quelle est la différence entre un désurchauffeur et un surchauffeur dans une chaudière ?
A1 : L'objectif principal du désurchauffeur est d'abaisser la température de la vapeur surchauffée, tandis que l'objectif principal du surchauffeur est d'augmenter la température de la vapeur saturée afin d'accroître l'efficacité énergétique de la chaudière.
Q2 : La vapeur désurchauffée peut-elle être utilisée dans le processus de production ?
A2 : Oui, de nombreux processus de production peuvent utiliser de la vapeur désurchauffée. En fait, ils pourraient en bénéficier. Parmi ceux-ci, citons les industries du papier et de la pétrochimie, ainsi que les centrales électriques et les installations de transformation alimentaire.
Q3 : Quelles sont les méthodes qui peuvent être utilisées pour désurchauffer la vapeur ?
A3 : Outre les dispositifs de désurchauffeur, la surchauffe peut également être contrôlée à la source en ajoutant du combustible et en traitant l'eau d'alimentation. Dans certains cas, il peut être plus économique de prévenir la surchauffe que de désurchauffer.
Q4 : Quels sont les avantages des désurchauffeurs ?
A4 : Les désurchauffeurs peuvent améliorer l'efficacité énergétique, réduire les coûts, prolonger la durée de vie de l'équipement et améliorer le contrôle des procédés et la capacité de production. Ils peuvent également améliorer la sécurité de l'ensemble du système.
Q5 : Les désurchauffeurs sont-ils utilisés dans toutes les centrales électriques ?
A5 : Toutes les centrales électriques ne sont pas équipées de désurchauffeurs. En fait, seules celles qui doivent utiliser de la vapeur désurchauffée sont tenues d'en avoir un. En général, les centrales électriques qui approvisionnent des clients externes ou les installations industrielles qui utilisent de la vapeur désurchauffée.
