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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, les travaux mécaniques, la production d'électricité et le chauffage industriel sont des applications typiques de la vapeur. La vanne de 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 procédés industriels, la vapeur possède 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 dans les applications de vannes que vous ne devez pas commettre lorsque vous utilisez de la vapeur. Cette liste ne couvre pas toutes les précautions à prendre pour le contrôle des vannes de vapeur. Il décrit les opérations courantes qui entraînent souvent des dommages ou des conditions dangereuses lors de la tentative de régulation de la vapeur.
Tout le monde sait que la vapeur se condense, mais lorsqu’on parle du contrôle des processus des conduites de vapeur, cette caractéristique évidente de la vapeur est souvent oubliée. La plupart des gens pensent que la chaîne de production est toujours à haute température et dans un état gazeux, et la vanne est conçue pour cela.
Cependant, la conduite de vapeur ne fonctionne pas toujours en continu, elle se refroidit donc et se condense. Et la condensation s'accompagne d'une réduction significative de volume. Bien que les purgeurs de vapeur traitent efficacement la vapeur condensée, le fonctionnement des vannes 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 canalisations dans les cas bénins, ou des effets explosifs dans les cas graves, endommageant les canalisations ou les équipements. Lors du fonctionnement avec de la vapeur, la vanne de la canalisation de traitement doit être ouverte ou fermée lentement pour éviter une explosion soudaine du fluide.
Les vannes conçues pour les applications de vapeur doivent fonctionner dans les conditions de conception de pression et de température. La vapeur se dilate rapidement pour 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 de vapeur. La plupart des types de vannes peuvent être utilisés dans les applications vapeur. Cependant, ils offrent des fonctions et des contrôles différents. Les vannes à bille ou les vannes à vanne permettent un contrôle précis du débit, ce qui est plus réalisable que les vannes papillon. En raison du débit important, cette différence est essentielle dans les applications de vapeur. D'autres types de vannes courantes dans les applications de vapeur sont les vannes à vanne 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 suffire dans certaines applications, la plupart des applications de vapeur nécessitent un réglage de l'actionneur pour contrôler avec précision la pression, la température et le volume.
Avant de sélectionner une vanne pour les applications de 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. Ils sont également liés 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 vapeur dispose également d'un dispositif spécial de réduction du bruit.
Une autre erreur dans le dimensionnement des vannes est la réduction de pression en un seul étage. La vitesse élevée de la vapeur à la sortie de la vanne entraîne une usure de la surface dans un processus appelé érosion. Si la pression de la vapeur d'alimentation est supérieure de plusieurs ordres de grandeur aux exigences locales, veuillez envisager de réduire la pression en deux étapes ou plus.
Le dernier point concernant la taille de la vanne est la pression critique. C’est le point où une nouvelle augmentation 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 procédé 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 une modification significative de la fonction de contrôle, notamment en charge partielle.
La conception des vannes de vapeur et leurs processus peuvent être délicats. Les spécifications relatives à la gestion des différences de volume entre l’eau et la vapeur, de la condensation, des coups de bélier et du bruit peuvent prêter à confusion. De nombreuses personnes commettent ces erreurs courantes lors de la conception d’un système à vapeur, surtout du premier coup. Après tout, faire des erreurs fait naturellement partie de l’apprentissage. Connaître pleinement les informations peut vous aider à éviter les erreurs pouvant entraîner une augmentation des coûts et des temps d'arrêt des applications Steam.
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Heure de publication : 08 octobre 2021
