Description

Une intervention d'amélioration nécessite des travaux électriques, cette intervention doit se réaliser sans impacter la production vapeur.
On doit préparer les taches et estimer les temps d'interruption sur le poste condensats, objet des travaux.

Le process est une boucle d'eau alimentaire avec un débit , Q utilisation , contractuel de 36 m3/h sur un réseau vapeur avec une réserve en bâche alimentaire de 30 m3.

Pour compenser les pertes, le client dispose d'un poste d'osmose inverse produisant l eau d'appoint.
En lisant la documentation du poste d'osmose on releve qu'il peut fournir Q Appoint max 15 000l/h soit 15 m3/h

Les condensats issus de la production sont retraités et renvoyés dans la bache de retour condesats avec 2 pompes
P308A le debit de Q P308A atteint 10 m3/h
P308B dont le débit Q P308B maxi est 18 m3/h

Méthode

Pour intervenir sereinement il faudra remplir la bâche alimentaire au maximum soit 36 m3 avant chaque coupure
On détermine la phase des travaux qui implique une coupure et on détermine le temps critique

Dans notre cas on doit:

• couper l'alimentation, cabler une alimentation temporaire
• tester et valider le nouveau coffret
• fixer l'armoire validée en lieu et place de l'ancienne
• mettre en service le nouveau coffret validé

La derniere phase, la mise en service fut considéré comme la plus critique

• couper l'alimentation
• décabler le cable dans l'anncienne armoire
• reprendre les connexions au besoins
• raccorder les cables dans la nouvelle
• réaliser les mesures et essais
• mettre sous tension
• continuer les mesures et essais
• mettre en service
• valider le fonctionnement

Hypothèses

On introduite les notations : - V0 le volume initiale à t = 0
- dQ différence des débits de remplissage et de vidange.
- V1 volume restant au temps t1
En temps normal les débits sont équilibrés, on compte les adductions comme comme positives et négatif le débit à l'utilisation :

Q pompes + Q Appoint - Q utilisation = dQ = 0

Le volume V1 stockée évolue ,selon le temps temps t, .
La relation pour retrouver le volume :

V1 = V0 + dQ x t1

Temps critique

On estime les temps critique qui correspond au temps de vidange de la bâche alimentaire sans appoint et sans retour condensat, on considère la possibilité d'une défaillance de l'appoint

Temps de vidange sans appoint

On veut connaitre le temps t1 de vidange pour lequel le volume stockée V1 est nul (V1 = 0)
Les pompes sont coupees, on a plus d'appoint dQ se simplifie et devient

dQ = - Q utilisation = -36 m3/h

On connait
V0 volume de la bache alimentaire, remplie à 30 m3 avant chaque coupure
dQ différence des débits entrant et sortants de la bache, on vidange sans appoint dQ = - 36 m3/h
V1 volume final = 0 , la cuve est vide

On arrange la relation pour retrouver t1, on doit gérer les signes

t1 = V0 / -dQ

Pour une vidange sans appoint, pompe condensats a l'arrêt : t1 = 0,83 h soit 50 mn

Temps de vidange avec appoint

Les pompes sont coupees, mais on conserve l'appoint. dQ devient

dQ = Q Appoint - Q utilisation = -21 m3/h

On reprend la relation précédente pour retrouver t1
Pour une vidange avec appoint, pompe condensats a l'arrêt : t1 = 1,43 h soit 86 mn

Défaillance des pompes

On profite de ces travaux pour déterminer les temps maximaux pour intervenir en cas de défaillances d'une des pompes

Les debit sont de 10 m3/h pour P308A et 18 m3/h pour P308B. Pour chaque défaut on détermine dQ, puis le temps de vidange t1

Défaillance d'une pompe : P308A

dQ = Q pompes + Q Appoint + Q utilisation = 18 + 15 - 36 = -3 m3/h

On détermine t1 pour une vidange avec appoint, pompe condensats P308A à l'arrêt et P308B en service : t1 = 10 h soit 600 mn

Défaillance d'une pompe : P308B

dQ = Q pompes + Q Appoint + Q utilisation = 10 + 15 - 36 = -11 m3/h

On détermine t1 pour une vidange avec appoint, pompe condensats P308A en service et P308B à l'arrêt : t1 = 2,72 h soit 164 mn

Taux de retour condensat

Le circuit vapeur est un cicruit fermé, avec des pertes. certains process dit à vapeur perdue implique des pertes qui sont compensés par appoint.
La vapeur condensée devient des condensats, cette eau dispose d'une chaleur sensible non néglieable.

Les condensats sont exempts de calclaire et de carbonates. On contrôle cependnant la qualité des retours condensats par conductimétrie pour éviter de polluer la bache alimentaire

Pour assurer le fonctionnement du reseau celui ci doit fournir un minimum de retour condensats que nous allons estimer simplement
Les deux pompes P308A et P308B peuvent délivrer un débit de 33m3/h, cepednant ce débit dépend des retours condensats.
Avec le débit d'apppoint et le débit d'utilisation contractuel on détermine le débit minimum des retours condensats pour maintenir le niveau de la bache alimentaire.

Q pompes = dQ - Q Appoint - Q utilisation

Le débit minimum des retours condensats est de 21 m3/h
On détermine le taux de retour condensats

rc = Q pompes / - Q utilisation

Le taux de retour condensats minimal est de 58,33%, en deça les appoints ne compensent plus les pertes du réseau