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VASE D'EXPANSION

Habituellement, le vase d'expansion est installé au point le plus haut du système et connecté au côté aspiration de la pompe. Il peut également être raccordé à la partie du circuit primaire du système au point où la pression est la plus basse. Il doit servir de point de décharge principal du système et permettre l'expansion du fluide, qui peut représenter 25-30% du volume total du système. Le volume réel de dilatation du liquide dépend des propriétés physiques du liquide choisi et de la température de fonctionnement de l'installation. Tous les tuyaux de sortie des vases d'expansion doivent être installés sur un trajet tel, de préférence par l'intermédiaire d'un condenseur refroidi vers un emplacement extérieur sûr, que la vapeur de condensation ne puisse pas se retrouver dans l'espace de travail. Le choix de conception normale sera le vase d'expansion avec double raccord qui, habituellement, offre plus de flexibilité qu'un vase d'expansion à un seul raccord avec réservoir de dégazage et réservoir tampon de chaleur. En accordant une attention particulière à la conception, en particulier pour les systèmes de dégazage des liquides non condensables et de l’eau, les deux systèmes peuvent être utilisés (simple ou double) et peuvent fonctionner parfaitement.

Les fractions à bas point d'ébullition et l'humidité doivent être collectées dans un réservoir "cold seal". Ce réservoir doit être régulièrement purgé et son contrôle doit être inclus dans le programme d'entretien habituel de l'installation.

Un moyen efficace de minimiser l'oxydation ou la dégradation du fluide thermique est de remplir l'espace vide avec un gaz inerte tel que l'azote. Dans les petites installations, l'azote peut être remplacé par un réservoir du type "cold seal" ou par une conduite d'expansion remplie de fluide du système et maintenu à basse température.

FILTRES

Avant d’utiliser une nouvelle installation thermique, une crépine doit être installée dans la section pompe. Ces crépines de filtrage grossier pourront être enlevées après avoir enlevé les déchets (particules métalliques, gouttelettes de soudure, écrous, etc.) au démarrage pour éviter d'endommager directement la ou les pompes. Après cette période de démarrage, il est recommandé d'utiliser un filtre fin monté en "by-pass" pour récolter et éliminer les produits de dégradation de l'huile.

Les éléments filtrants sont généralement des cartouches en fibre de verre résistant à 300°C ou des filtres en métal fritté pour des températures plus élevées avec une finesse de 5 à 20 microns. Ces filtres impliquent une chute de pression importante entre l'entrée et la sortie du by-pass.

JOINTS

Les joints de bride recommandés pour les systèmes de transfert thermique à haute température sont de type enroulé en spirale ou graphite répondant aux spécifications API 601 et DIN 4754.

Les matériaux standard pour les joints de bride enroulés en spirale sont l'acier inoxydable de type 304 et le graphite pur. Pour éviter les fuites avec des joints spiralés, il est important d'utiliser des brides bien planées, ce qui permet d'utiliser des boulons en acier et de comprimer correctement le matériau du joint pendant le serrage. Les joints en graphite sont une alternative acceptable pour de nombreuses applications. En général, les joints en film contenant différents liants ne conviennent pas pour le Therminol 66 et certains autres fluides en raison de l'incompatibilité des liants qui sont dissous par le Therminol-66 ainsi que par certains autres fluides.

CHAUDIÈRES

La chaudière peut être électrique, au mazout ou à gaz et est le composant le plus critique dans la conception d'un système de transfert de chaleur pour une utilisation avec les fluides Therminol. Avec un bon équilibre entre la puissance de chauffage, les températures et la vitesse du liquide, la durée de vie du fluide caloporteur est augmentée à un niveau optimal. Un autre facteur important pour la durée de vie utile du liquide est que les systèmes doivent être protégés contre la contamination par des matières étrangères.

Les deux modèles de base de chaudières à utiliser avec les fluides Therminol sont celles à tubes à liquides et celles à tubes chauds. Dans le premier type, l'huile est pompée à travers les tubes tandis que les gaz chauds circulant autours chauffent les tubes, et l'autre est exactement l'inverse, les gaz chauds passent à travers un système de tubes qui baignent dans l'huile dans le but de transférer la chaleur.

Lorsque la température de masse dépasse environ 240 ° C (460 ° F), le premier système doit être utilisé, à moins qu'une conception particulière des tubes de chauffage ne soit conçue pour forcer un écoulement turbulent et constant de liquide sur les surfaces échangeuses des tubes de chauffe.

La plupart des fluides Therminol sont en phase liquide lors du transfert de chaleur. Pour éviter les "points chauds" dans la chaudière, le liquide doit être pompé sur ou à travers les surfaces d'change à une vitesse suffisante pour qu'il n'y ait pas de stagnation de liquide. Comme le chauffage n'est pas parfaitement uniforme dans les systèmes au gaz, les conditions de contrainte thermique maximale devraient être calculées afin de déterminer quelles températures de surface extrêmes seront rencontrées.

Les vitesses du liquide sur les surfaces de transfert de chaleur doivent être relativement élevées afin de développer le bon écoulement turbulent. Ceci permet d'éviter les températures excessives de la surface d'échange qui pourraient être préjudiciables aux surfaces de transfert de chaleur et/ou aux liquides. Le fabricant de la chaudière doit être consulté pour les débits requis.

ISOLATION

Les fluides caloporteurs organiques, comme les liquides Therminol, ont une réaction d'oxydation lente avec l'air en présence de matériaux isolants lorsque la température du fluide est supérieure à 260°C (500°F). L'isolation poreuse, comme le silicate de calcium, offre une plus grande surface de réaction avec une mauvaise dissipation de la chaleur, ce qui, avec la réaction catalytique possible du matériau isolant, peut provoquer une augmentation de la température. Cette augmentation de température peut entraîner une combustion du liquide lorsque l'isolant saturé est exposé à l'air, par exemple pour de la maintenance.

Ce phénomène n'est pas entièrement compris, mais ne semble pas se produire avec la mousse de verre, peut-être à cause de la structure en cellules fermées. Le verre cellulaire devrait être utilisé dans tous les endroits où des fuites sont possibles. Les principales zones de fuite se trouvent généralement à proximité des raccords d'instruments, des joints de vannes, des brides et d'autres surfaces scellées. Par mesure de précaution, éliminez immédiatement toutes causes de fuite. Remplacez les joints qui fuient, les isolants imbibés d'huile et reconditionnez les bourrages de vannes. Couvrez l'isolant là où des fuites peuvent se produire avec des revêtements métalliques. Dans la mesure du possible, installez les robinets avec les axes en position horizontale afin que l'huile qui fuit puisse s'écouler loin de l'isolant.

BRIDES

La disposition de la tuyauterie utilisant les fluides caloporteurs Therminol doit être conçue de manière à atteindre le débit normal requis en maintenant une chute de pression admissible.

Comme le système subira des écarts de température, une flexibilité suffisante pour subir une dilatation et une contraction thermique est essentielle. Des tuyaux en acier au carbone (40) ou équivalent doivent être utilisés dans tout le système. La tendance à fuir par les joints et les raccords est une caractéristique de la plupart des fluides organiques, à moins que ces raccords ne soient parfaitement ajustés.

La meilleure façon de prévenir les fuites dans les tuyaux est de souder, autant que possible, tous les raccords. Lorsque l'accès est nécessaire, il est recommandé d'utiliser des brides non soudées.

Afin d'assurer la bonne mise en place et l'étanchéité des joints spiralés recommandés pour les conduites de fluide Therminol, les consignes suivantes doivent être suivies :

débarrassez les surfaces des brides de la rouille et de la saleté, éliminez les projections de soudure, assurez-vous que les faces des brides n'ont pas de parties saillantes ou de rainures et qu'elles sont correctement alignées, car les joints ne peuvent pas corriger ces problèmes.

Vérifiez que les boulons et les écrous sont propres et exempts de rouille et de débris, et lubrifiez les filets. Le couple de serrage des boulons sont déterminés par le fournisseur du joint. Le couple est également fonction du diamètre et de l'épaisseur du joint.

Le couple de serrage est obtenu en serrant les écrous/boulons opposés par petites étapes successives jusqu'aux valeurs de couple requises. Fixez les écrous/boulons dans l'ordre 9, 3, 6 et 12 heures et répétez l'opération avec les écrous/boulons adjacents.

POMPES

Les pompes doivent avoir une capacité et une avant-pression (pression statique du système) suffisantes pour permettre au fluide de circuler dans le système à la vitesse requise. Les pompes sont généralement des pompes centrifuges, que ce soit des systèmes à bourrages étanches ou des pompes à entraînement magnétique, elles doivent toutes être conformes à la (aux) norme(s) requise(s). Le corps de pompe peut être fait d'acier coulé convenant pour la plupart des systèmes ou peut être fait d'autres matériaux appropriés, conçus pour être utilisés à des températures très basses ou très élevées.

Les fabricants de pompes prescrivent généralement, pour des températures supérieures à 200 °C, des bagues d'étanchéité refroidies à l'eau ou, de préférence, un refroidissement par liquide ou par air avec une garniture d'étanchéité d'arbre et un palier allongés.

Au moins cinq bagues en graphite lamellaire doivent être présentes sur les pompes avec garniture de compression. Le revêtement inerte des joints par procédé à la vapeur ou à l'azote élimine la formation de dépôts de matériaux d'oxydation, ce qui pourrait entraîner une fuite au joint. Un deuxième joint assure une sécurité supplémentaire en cas de problèmes d'étanchéité intempestifs.

Quel que soit le type de pompe choisi, le débit doit être vérifié régulièrement et comparé avec la courbe de performance caractéristique de la pompe fournie à l'origine. Pour éviter les problèmes d'alignement et les fuites, il est important d'éviter un mauvais positionnement de la tuyauterie, ce qui peut provoquer une tension sur les paliers de la pompe. Chaque pompe doit être équipée d'une sonde de température afin de la désactiver en cas de problème. Si des boucles de dilatation sont utilisées dans la tuyauterie de la partie pompe, elles doivent être orientées horizontalement ou verticalement vers le bas. Les boucles ne doivent pas être montées verticalement vers le haut car cela forme un piège qui peut recueillir l'air et les vapeurs qui peuvent sérieusement entraver le rendement de la pompe.

VANNES

Les vannes en acier forgé avec des presse-étoupe profonds sont suffisantes pour les systèmes avec des liquides Therminol. Les vannes à papillon et à boisseau sphérique avec vis extérieure doivent être utilisées dans tout le système de transfert de chaleur. Les vannes à papillon n'assurent pas toujours une étanchéité absolue.

Différents types de bourrages sont utilisés pour étanchéifier les tiges de vanne dans les systèmes à haute température et, en général, cinq bagues sont recommandées sur les tiges de vanne pour assurer une bonne étanchéité. Les tiges à soufflet assurent un fonctionnement pratiquement sans fuite.

Source: Eastman Chemical

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