Qu'est-ce qu'une vanne de purge ? Soupape de purge de chaudière

Qu'est-ce qu'une vanne de purge ?

Soupape de purge est généralement utilisé dans les chaudières pour évacuer les solides dissous de l’eau de chaudière. Ces vannes sont montées sur la vidange de la chaudière. Selon la conception et l'utilisation de la chaudière, une ou plusieurs vannes de purge peuvent être utilisées dans la chaudière.

La purge de la chaudière utilise l'eau intentionnellement gaspillée de la chaudière pour éviter la concentration d'impuretés à mesure que la vapeur continue de s'évaporer. L'eau est forcée d'être expulsée de la chaudière sous une certaine pression de vapeur.

Fonctionnement de la vanne de purge

Normalement, ils sont attachés à l'équipement en cours dont le fluide de travail est de l'eau. Lorsque l'eau contient des impuretés solides et qu'une partie de l'eau s'évapore continuellement avec un mécanisme tel que la vaporisation dans les chaudières ou le tirage dans les tours de refroidissement, cela augmente l'accumulation d'impuretés solides dans l'eau laissée après l'évaporation. Si l'accumulation d'impuretés solides augmente beaucoup, elles commencent à se déposer à la surface de l'équipement et entraînent le blocage du chemin d'écoulement du liquide. Les processus dans lesquels un transfert de chaleur est requis pour le fonctionnement peuvent alors rencontrer des difficultés dans leur fonctionnement.

Dans le cas du fonctionnement de la chaudière, la précipitation des impuretés est la plus élevée à l'endroit où l'eau est transformée en vapeur. Ainsi le tartre formé va agir comme une couche isolante qui dévie le flux de chaleur à travers les équipements. Lorsque l’épaisseur du tartre augmente, la vitesse à laquelle la vapeur est générée diminue car la vitesse à laquelle la chaleur circule diminue. La surface métallique peut également être endommagée en raison de l'augmentation de la température si la surface métallique est due à l'accumulation de chaleur.

Pourquoi utiliser des vannes de purge ?

La chaudière à vapeur évapore l'eau liquide pour former de la vapeur ou de l'eau gazeuse. Et le besoin, selon l'application de la chaudière, demande un supplément fréquent d'eau d'alimentation de la chaudière, afin de produire en continu de la vapeur.

L'eau est un solvant puissant qui dissout de petites quantités de solides dans les tuyaux et les récipients, y compris les chaudières. L'évaporation continue de la vapeur concentre les impuretés dissoutes jusqu'à ce qu'elles atteignent un niveau pouvant endommager la production de vapeur dans la chaudière.

Sans purge, les impuretés atteindront des niveaux de saturation et commenceront à se déposer dans la chaudière. La concentration d'impuretés est la plus élevée près de la surface d'échange thermique où la vapeur est produite. Des précipitations devraient se produire sur ces surfaces d’échange thermique sous forme de dépôts de tartre. Les dépôts formant du tartre isolent la surface d'échange thermique, réduisant initialement le taux de génération de vapeur et pouvant potentiellement amener les métaux de la chaudière à atteindre des températures de défaut.

Une petite quantité d'eau est continuellement évacuée de la chaudière par purge de surface pour éliminer les impuretés dissoutes dans la chaudière. La méthode la plus efficace consiste à éliminer l’eau la plus riche en impuretés, qui se trouvent à l’endroit où la vapeur est séparée du ballon de vapeur situé en haut de la chaudière.

Applications des vannes de purge

Les vannes de purge sont largement utilisées dans :

Navires et équipements pour empêcher leur contribution lors d’incidents explosifs ou d’incendie.
Systèmes de compresseur pour soulager la pression emprisonnée pendant l'arrêt.
Les chaudières industrielles, les échangeurs de chaleur et les tours de refroidissement contrôlent le niveau de matières dissoutes et en suspension dans l'eau.
Dans les canalisations pour éliminer les matières indésirables.

Procédures utilisées dans la vanne de purge

fermez les vannes d'alimentation en vapeur et en eau, puis ouvrez les vannes de vidange.
ouvrez la vanne vapeur supérieure pendant quelques secondes, puis fermez-la pour permettre l'accès au côté vapeur.
ouvrez le robinet d'eau inférieur pendant quelques secondes, puis fermez-le et soufflez depuis le côté de l'eau. Fermez maintenant le robinet de vidange.
ouvrez le robinet d'eau, puis ouvrez le robinet de vapeur.
fermez les vannes d'alimentation en vapeur et en eau, puis ouvrez les vannes de vidange.
ouvrez la vanne vapeur supérieure pendant quelques secondes, puis fermez-la pour permettre l'accès au côté vapeur.
ouvrez le robinet d'eau inférieur pendant quelques secondes, puis fermez-le et soufflez depuis le côté de l'eau. Fermez maintenant le robinet de vidange.
ouvrez le robinet d'eau, puis ouvrez le robinet de vapeur.

Type de vanne de purge

Soupape de purge de surface

La purge de surface est généralement introduite dans des réservoirs de flash et des échangeurs de chaleur pour la récupération de chaleur. La vapeur flash peut être utilisée dans les réchauffeurs d'aliments.

La purge en surface offre d'autres avantages par rapport aux conditions de fonctionnement en régime permanent. Certains traitements de l'eau de chaudière entraînent la précipitation d'impuretés car les particules insolubles devraient se déposer au fond de la chaudière avant d'être piégées dans l'eau circulant à travers la surface d'échange thermique. Ces traitements d'eau impliquent généralement la formation de composés de boues pour piéger ces particules, et la chaudière destinée à ce traitement d'eau comprend une structure appelée seau à boue au fond de la chaudière.

Ils sont utilisés lorsque la précipitation des impuretés solides est relativement plus lente. La conception la plus simple de la vanne de purge de surface consiste à insérer un tuyau près de la surface du niveau d'eau et à permettre à l'eau de s'écouler à travers la vanne. Il permet à l'équipement de fonctionner en continu dans des conditions stables. Lorsqu'ils sont utilisés dans des chaudières, l'eau qui s'écoule est envoyée au réservoir de flash dans lequel ils sont flashés et la vapeur est ensuite chauffée, puis l'eau d'alimentation est chauffée.

Pour une conception plus efficace, un joint pivotant est utilisé, puis des tuyaux de courte longueur sont suspendus au flotteur. À l’aide de ce mécanisme, il peut collecter l’huile qui flotte à la surface de l’eau, car si l’huile n’est pas éliminée, cela entraîne la formation de mousse à l’intérieur de la chaudière. La purge de surface alimente généralement un échangeur de chaleur et un ballon de flash pour la récupération de la chaleur. Ces vannes évacuent continuellement un petit volume d'eau de la chaudière afin d'éliminer les impuretés dissoutes présentes. Ils sont très efficaces pour éliminer l'eau dans laquelle la concentration d'impuretés est plus élevée et l'eau dans laquelle les impuretés sont très élevées se trouvent là où la vapeur s'est séparée dans la chaudière.

Soupape de purge inférieure

Le plus simple est le tuyau qui entre dans le tambour de vapeur à un niveau d'eau normal, tandis que le plus complexe consiste à connecter le joint pivotant au tuyau de manière à ce que la longueur du tuyau suspendu par le flotteur soit plus courte. Les écrémeurs peuvent être plus efficaces pour éliminer la nappe de pétrole, qui autrement provoquerait de la mousse.

La purge par le bas consiste à ouvrir périodiquement une vanne dans le baril à boue pour permettre à la pression de la chaudière d'évacuer les boues accumulées de la chaudière. Un joint de drainage similaire au bas du collecteur du mur d’eau réduit la fréquence des purges. Plusieurs soufflages courts ont éliminé les boues plus efficacement qu'un seul soufflage continu. Des purges plus courtes entraîneront peu de variations dans les niveaux d'eau de la chaudière et seront plus sûres pendant les périodes de forte demande de vapeur. La conduite de purge inférieure draine la partie la plus basse de la chaudière et peut donc être utilisée pour l'entretien de la chaudière de refoulement.

Le diamètre du tuyau d'évacuation de fond doit être suffisamment grand pour minimiser le risque de colmatage par les boues cuites. Les chaudières modernes évacuent la purge inférieure dans le réservoir de purge, qui peut s'éclairer et évacuer la vapeur vers le haut sans transporter d'eau susceptible de provoquer une combustion. Un pipeline situé près du fond du puisard maintient le niveau d'eau en dessous du point d'entrée du puisard et permet à l'eau plus froide restante d'un événement de puisard antérieur d'être évacuée en premier du puisard.

Comment les vannes de purge minimisent-elles la corrosion ?

Deux vannes de vidange de fond sont généralement utilisées en série. Une vanne est utilisée comme vanne d'étanchéité et l'autre comme vanne de purge. La vanne d'étanchéité est généralement ouverte en premier et fermée en dernier. Les deux s'ouvrent complètement rapidement pour minimiser la corrosion sur les surfaces du siège et du disque.
S'il y a une résistance lorsque vous essayez de fermer la vanne, rouvrez-la pour éliminer les particules afin de ne pas coincer des particules de tartre ou de rouille dans la vanne.
Chaque fois que la chaudière est arrêtée pour entretien, le robinet de vidange inférieur est généralement reconstruit ou remplacé.