Les  purgeurs (steam trap) et l’évacuation des condensats

1. L’évacuation des condensats :

L’utilisation de la vapeur d’eau (steam) est très répandue dans plusieurs domaines de l’industrie. Certains même affirment que c’est le sel de l’industrie chimique et l’élément indispensable pour tout process industriel. La vapeur d’eau est généralement utilisée comme un fluide de chauffage qui donne lieu après son utilisation au condensat.

Ce condensat est de l’eau propre distillée qui peut subir un traitement chimique avant d’être réintroduit dans la chaudière pour reproduire encore de la vapeur. L’évacuation des condensats après la condensation de la vapeur se fait par les purgeurs. Mais ça ce n’est pas le seul rôle d’un purgeur, il assure aussi :

• Le dégagement de l’air lors du démarrage (air venting) : lors de démarrage le purgeur doit être capable de dégager l’air sinon la présence de l’air qui est incondensable aura des mauvaises répercussions sur le rendement de l’opération de transfert thermique. Parfois pour les grands équipements, il faut prévoir des évents spécialement pour dégager l’air, mais de toute façon le dégagement par les purgeurs reste le plus utilisé. Dans ce cas les purgeurs thermostatiques (thermostatic traps) ont plus d’avantages sur les autres types de purgeurs vu qu’ils restent complètement ouverts lors du démarrage.
• L’amélioration de l’efficacité d’échange thermique : il faut s’assurer de récupérer au maximum la quantité de chaleur contenue dans la vapeur. Même ici les purgeurs thermostatiques sont le bon choix.
• La fiabilité : c'est-à-dire réaliser sa fonction de purger les condensats  sans troubles et sans à-coups. Les problèmes qui puissent influencer sur le fonctionnement des purgeurs sont la corrosion, les coups de béliers et la présence de crasse ou de saleté dans le condensat.

2. 2. Les purgeurs :

Un purgeur est une sorte de vanne automatique qui permet d’empêcher la vapeur de sortir  tant que son énergie thermique est encore récupérable et permet au condensat et air d’être déchargés.

Les purgeurs sont classés sous trois catégories :

·         Purgeurs mécaniques basés sur la différence de densité

·         Purgeurs thermostatiques basés sur la différence de température

·         Purgeurs thermodynamiques basés sur la vitesse

2.1.               Purgeur mécanique :

Pour ce type, il y en a deux modèles : « à flotteur fermé et évent thermostatique» et « à flotteur inversé ouvert».

Le purgeur à flotteur fermé et évent thermostatique est un purgeur mécanique dont le principe repose à la fois sur la température et la densité. Le clapet à flotteur est actionné par la densité. Le flotteur sphérique est fixé à un levier qui le relie au clapet et à son siège. Lorsque le condensat atteint un certain niveau, le flotteur remonte et ouvre le clapet, ce qui permet d'évacuer le condensat.

Le purgeur à flotteur inversé ouvert est basé sur le principe d’Archimède. Un seau inversé est suspendu au clapet qui ouvre le purgeur en présence de condensat et le ferme en présence de vapeur. Puisque il est ouvert par le bas, il résiste aux coups de bélier. Il est reconnu comme étant le plus fiable du marché surtout lorsqu’on veut une évacuation rapide des condensats.

2.2.               Purgeur thermostatique

Il y en a deux types :

Le purgeur à pression équilibrée ou à capsule: est un purgeur sans entretien, de construction soudée. Il est conçu pour éliminer les condensats des installations vapeur propre et vapeur pure avec un minimum de retenue de condensat.

Le purgeur bimétallique : Très robustes, il réduit les problèmes engendrés par la re-évaporisation mais il est moins sensible aux variations de pression et de température.

2.3.               Purgeur thermodynamique

Le fonctionnement des purgeurs thermodynamiques est basé sur le fait que des condensats chauds se révaporisent lors d'une réduction de pression. Ces purgeurs se ferment lorsque les condensats atteignent la température de la vapeur saturée et s'ouvrent lorsque la vapeur contenue dans la chambre de contrôle se condense. Ils sont simples et robustes et permettent une évacuation des condensats par cycle régulier. Les purgeurs thermodynamiques résistent à la surchauffe, au gel, aux vibrations et sont extrêmement résistants à la corrosion.

Le purgeur thermodynamique est, sans aucun doute, le purgeur le plus simple et le plus robuste car il ne possède qu'une seule partie mobile : un disque, contenu dans une chambre de contrôle. Lorsque le condensat chaud pénètre dans la chambre de contrôle il se revaporise et la pression ainsi crée plaque le disque sur son siège : le purgeur se ferme.

Lorsque, par déperdition calorifique, cette revaporisation se condense, la pression dans la chambre chute, entraînant ainsi l'ouverture du disque. Et le cycle recommence.