Pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression
Qu'est-ce qu'une pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression ?
Une pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression est un type de pompe centrifuge utilisée pour transporter l'eau d'alimentation à haute pression du réservoir de dégazage vers la chaudière. Il s'agit d'un composant essentiel des systèmes de chaudières, qui sont utilisés pour produire de la vapeur pour diverses utilisations industrielles et résidentielles. La plupart des pompes d'alimentation en eau de chaudière à haute pression sont des pompes multicellulaires, c'est-à-dire qu'elles utilisent plusieurs roues pour générer la haute pression nécessaire à l'alimentation de la chaudière. En général, les fabricants de pompes à eau d'alimentation de chaudières à haute pression développent des unités avec une conception entre paliers, où des paliers à chaque extrémité soutiennent l'arbre de la pompe. Les roues se trouvent entre les paliers. Les pompes d'alimentation en eau de chaudière à haute pression assurent un service fiable en fournissant une pression élevée à des débits moyens ou faibles sans cavitation. Elles peuvent fonctionner à faible vitesse (environ 1 750 tr/min), ce qui contribue à protéger les composants de la pompe contre l'abrasion et l'usure. La hauteur d'aspiration positive nette requise (NPSHr) de ces pompes peut être aussi faible que 3ft.
Figure : Illustration de la configuration d'une pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression
Composants d'une pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression
Moteur électrique
Dans une pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression, le moteur électrique est relié au corps de la pompe par un accouplement mécanique. Le moteur électrique est la source d'énergie de la pompe.
Corps de pompe
Le corps de pompe, également appelé carter, est le principal composant fixe de la pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression, recouvrant la roue et d'autres pièces internes. Le corps de pompe permet également de convertir l'énergie cinétique du liquide pompé en hauteur de pression et de diriger le flux vers la tubulure de refoulement. Les fabricants de pompes à eau haute pression pour chaudières créent les corps de pompe en fer ou en acier inoxydable duplex.
Arbre
L'arbre est un composant mécanique rotatif situé au centre de la pompe et reposant sur des roulements. Il supporte la roue et relie l'ensemble du rotor au moteur par l'intermédiaire d'un accouplement.
Roues
La roue est constituée d'ailettes incurvées vers l'arrière et repose sur l'arbre de la pompe. Sa fonction principale est de transmettre de l'énergie cinétique au liquide pompé et de le déplacer à travers le corps de la pompe. Une roue peut être fabriquée en fonte, en fonte ductile ou en acier inoxydable. Les fabricants de pompes à eau d'alimentation de chaudières à haute pression assemblent les roues avec un jeu délicat entre les palettes et le corps de la pompe pour éviter le glissement et la recirculation.
Paliers
Les fabricants de pompes à eau haute pression pour chaudières équipent les unités de roulements à billes à contact oblique, lubrifiés à l'huile et conçus pour supporter des poussées axiales dans les deux sens. Les roulements aident à maintenir l'arbre et le rotor en place et à les aligner correctement avec les extrémités fixes sous les charges radiales et axiales.
entrée d'aspiration et sortie de refoulement
Le fluide pompé entre dans la pompe par l'entrée d'aspiration et sort par la sortie de refoulement, qui est reliée aux raccords de refoulement.
Comment fonctionne une pompe haute pression pour l'eau d'alimentation d'une chaudière ?
La pompe haute pression d'alimentation en eau de la chaudière transporte l'eau du réservoir de dégazage ou du condenseur vers la chaudière. Son fonctionnement est basé sur la conversion de l'énergie mécanique en énergie hydraulique en utilisant la force centrifuge d'une roue en rotation. Lorsque la pompe commence à fonctionner, la roue tourne avec le liquide d'amorçage à l'intérieur du corps de pompe, créant un vide au niveau de l'œil de la roue, ce qui permet à l'eau d'alimentation de la chaudière de s'écouler dans le corps de pompe. Dès que le liquide pénètre dans l'œil de la roue, la force centrifuge agissant sur les pales de la roue le déplace radialement vers l'extérieur, en s'éloignant du centre de rotation de la roue, à une vitesse tangentielle élevée. Le flux tourbillonnant à la sortie de la roue pénètre ensuite dans le diffuseur, où la vitesse d'écoulement extrême du fluide décélère en raison de l'expansion progressive du canal d'écoulement. L'énergie cinétique élevée de l'eau d'alimentation de la chaudière se transforme également en une tête de pression élevée. Enfin, l'eau d'alimentation de la chaudière est évacuée de la pompe sous une pression élevée dans la chaudière, et le cycle se poursuit.
Figure : Fonctionnement d'une pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression
Types de pompes haute pression pour l'eau d'alimentation des chaudières
La pompe d'alimentation de chaudière à haute pression est de deux types principaux : verticale et horizontale. La classification est basée sur l'orientation de l'arbre dans la pompe. Les deux pompes se caractérisent par une conception multicellulaire et un corps divisé radialement avec un joint vertical par rapport à l'arbre. Cependant, la pompe haute pression horizontale d'alimentation de chaudière peut générer une pression plus élevée que son homologue verticale.
Pompe verticale à haute pression pour l'eau d'alimentation des chaudières
Une pompe verticale à haute pression pour l'eau d'alimentation des chaudières se compose d'un arbre de pompe orienté verticalement et couplé à un moteur électrique. Cette pompe est fabriquée en acier inoxydable estampé. L'opérateur de la pompe peut facilement modifier la hauteur d'aspiration positive nette (NPSH) de la pompe verticale à haute pression pour l'eau d'alimentation de la chaudière afin de répondre à une large gamme d'applications. Cependant, les pompes verticales d'alimentation en eau de chaudière à haute pression sont difficiles à installer et à entretenir car elles nécessitent une hauteur d'élévation importante. L'arbre en porte-à-faux peut être problématique à une pression d'aspiration élevée, car il devient difficile d'équilibrer la poussée axiale.
Figure : Pompe verticale à haute pression pour l'eau d'alimentation de la chaudière.
Pompe horizontale à haute pression pour l'eau d'alimentation des chaudières
Une pompe à eau d'alimentation de chaudière horizontale à haute pression se caractérise par un arbre de pompe orienté horizontalement, qui peut être couplé à une turbine, à un moteur électrique ou à un moteur. Cette pompe robuste est principalement fabriquée en acier moulé. La pompe est plus facile à installer et à entretenir car l'accouplement à entretoise offre de l'espace pour une opération de maintenance, et les composants internes de la pompe sont facilement accessibles. Cependant, les pompes horizontales à haute pression pour l'eau d'alimentation des chaudières ont un NPSH limité. En raison de leur faible hauteur d'élévation, les pompes centrifuges horizontales conviennent aux applications intérieures où l'espace vertical est limité.
Figure : Pompe horizontale à haute pression pour l'eau d'alimentation de la chaudière.
Applications des pompes à eau d'alimentation de chaudière à haute pression
Les pompes haute pression pour eau d'alimentation de chaudières sont largement utilisées dans les systèmes de chaudières qui produisent de la vapeur pour diverses applications industrielles et de traitement, y compris le chauffage des bâtiments, les processus d'assainissement, la production d'énergie, et bien d'autres encore. Outre les systèmes de chaudières, les pompes à eau d'alimentation de chaudières à haute pression s'appliquent au transfert de liquides dans de nombreux autres systèmes, tels que le lavage, le refroidissement, la climatisation, l'approvisionnement en eau, la lutte contre les incendies, les carburants, les solvants, etc. Les utilisations typiques de ces pompes sont les suivantes.
- Les pompes haute pression d'alimentation des chaudières sont utilisées pour fournir de l'eau fraîche à une chaudière à partir du condenseur. La condensation qui se forme dans les systèmes de chaudière est généralement recyclée et renvoyée dans la chaudière à l'aide de pompes de retour des condensats.
- La pompe haute pression d'alimentation en eau de la chaudière est utilisée pour maintenir la quantité d'eau souhaitée dans la chaudière à vapeur afin d'éviter les pannes.
- Ils sont utilisés pour le pompage haute pression intermittent ou continu d'eau chaude traitée chimiquement.
Avantages de la pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression
- Les pompes à eau d'alimentation de chaudière à haute pression peuvent tolérer des températures et des pressions élevées.
- La conception entre paliers de la pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression permet d'équilibrer la charge sur l'arbre.
- Les coûts de maintenance et d'exploitation sont moindres.
- Ils évitent les chocs thermiques à la chaudière ou au dégazeur en augmentant la température de l'eau d'alimentation.
- Ils permettent de réaliser d'importantes économies d'énergie et d'améliorer l'efficacité opérationnelle, car ils augmentent la température de l'eau d'alimentation de la chaudière.
- La pompe peut être arrêtée si l'alimentation en eau n'est pas nécessaire.
- Ils n'ont pas de pertes de pression.
- Ils fournissent un débit de fluide régulier et continu.
- Le type vertical a un NPSH variable et peut donc répondre à diverses applications.
- Ils sont très fiables.
- Ils sont faciles à installer et à entretenir.
- Ils permettent un fonctionnement sans cavitation.
Inconvénients de la pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression
- Les pompes à haute pression pour l'eau d'alimentation des chaudières ont des coûts d'acquisition et d'installation initiaux élevés.
- La pression de sortie est trop élevée et risque d'endommager l'équipement correspondant. Des soupapes de réduction de la pression doivent être installées dans la canalisation pour éviter tout dommage, ce qui augmente encore le coût de l'équipement nécessaire.
- La pompe à eau d'alimentation de la chaudière à haute pression nécessite un gros moteur pour atteindre la pression de sortie requise. Les gros moteurs électriques consomment plus d'énergie.
Dépannage de la pompe à eau d'alimentation de la chaudière à haute pression
La pompe ne démarre pas
- La tension est irrégulière en raison de la présence de saletés ou de corrosion au niveau du pressostat. Inspecter le pressostat et le nettoyer de tout débris ou pollution.
- Un fusible a sauté ou un disjoncteur s'est déclenché. Inspecter la pompe d'alimentation en eau haute pression de la chaudière pour vérifier si un fusible a sauté et le remplacer si nécessaire.
- Les prises de fusibles sont sales ou corrodées. Inspecter et nettoyer les réceptacles de fusibles si nécessaire.
- L'alimentation électrique du panneau est insuffisante. Assurez-vous que la tension et l'intensité de l'alimentation de la pompe correspondent à celles spécifiées dans le manuel du fabricant de la pompe d'alimentation en eau de la chaudière à haute pression.
La pompe perd son amorçage après le démarrage
- La hauteur d'aspiration est trop élevée. Réduire la hauteur d'aspiration en diminuant l'élévation de la pompe ou en augmentant le niveau d'eau.
- Il y a une quantité excessive d'air dans le liquide. Veillez à en trouver les causes et à les éliminer. Par exemple, de l'air peut pénétrer par les joints d'aspiration.
- Le tuyau d'étanchéité à l'eau est bouché. Nettoyez ou remplacez le tuyau d'étanchéité à l'eau.
La pompe fournit une capacité insuffisante
- Il y a de l'air dans la conduite d'aspiration. S'assurer que la conduite est remplie du liquide pompé. Veillez à ce qu'il n'y ait pas de concentrique pour éviter une aspiration négative.
- La pompe ou le tuyau d'aspiration n'est pas rempli d'eau. Inspecter le clapet de pied pour vérifier qu'il n'y a pas de fuite et y remédier.
- La hauteur de charge totale du système est supérieure à la hauteur de charge nominale de la pompe. Mesurez la hauteur manométrique de la pompe à l'aide d'un manomètre. Reportez-vous au manuel du fabricant de la pompe d'alimentation en eau haute pression de la chaudière pour connaître la hauteur manométrique nominale de la pompe.
- Roue bouchée. Inspecter l'hélice et enlever tout matériau.
- La pompe fonctionne en sens inverse. Vérifier que le sens de rotation du moteur correspond au sens indiqué par les fabricants de la pompe haute pression d'alimentation en eau de la chaudière sur la plaque signalétique. Veillez à inverser les polarités du moteur.
La pompe vibre ou est bruyante
- Présence de corps étrangers dans la roue. Ouvrez et nettoyez la pompe pour éliminer les corps étrangers.
- La pompe à turbine verticale comporte des éléments déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les éléments.
- La fondation de la pompe à eau d'alimentation de la chaudière haute pression n'est pas rigide. Vérifier les vibrations et les creux sur le cadre de base.
- L'ensemble de la pompe est desserré. Serrez les composants de la pompe au couple recommandé par les fabricants de pompes d'alimentation en eau de chaudière à haute pression.
- Les roues sont très usées ou défectueuses. Si nécessaire, inspecter les roues et remplacer toute roue usée par une autre provenant des fabricants de pompes d'eau d'alimentation de chaudière à haute pression.
- L'arbre de la pompe est plié. Démonter et inspecter ou remplacer la pompe.
La pompe surchauffe et se bloque
- La pompe n'est pas amorcée. S'assurer que le corps est rempli et que de l'eau sort du robinet d'air.
- La viscosité du liquide est différente de la conception. Assurez-vous que la pompe s'applique au bon fluide en suivant le manuel du fabricant de la pompe d'alimentation en eau de chaudière à haute pression et la fiche technique du produit.
- Les pièces rotatives frottent sur les pièces fixes. Démonter la pompe et corriger le montage.
- Les roulements de la pompe sont usés. Inspecter et remplacer les paliers si nécessaire.
- La poussée est trop importante en raison d'une défaillance mécanique à l'intérieur de la pompe. Inspecter l'ensemble de la pompe et corriger les défauts éventuels.
Résumé
Une pompe à eau d'alimentation de chaudière à haute pression est une pompe utilisée pour transporter l'eau d'alimentation à haute pression depuis le réservoir de dégazage jusqu'à la chaudière. Il s'agit d'un élément essentiel des systèmes de chaudières. La plupart des pompes d'alimentation en eau de chaudière à haute pression sont des pompes multicellulaires, qui utilisent plusieurs roues pour effectuer le pompage et élever la haute pression nécessaire pour alimenter la chaudière. Les fabricants de pompes à eau d'alimentation de chaudières à haute pression développent ces unités avec une conception à palier intermédiaire pour assurer une charge équilibrée de l'arbre. Les pompes haute pression pour eau d'alimentation de chaudière sont évidentes dans les systèmes de chaudières qui produisent de la vapeur pour diverses applications industrielles et de traitement, y compris le chauffage des bâtiments, les processus d'assainissement, la production d'énergie, et bien d'autres encore. En dehors des systèmes de chaudières, les pompes à eau d'alimentation de chaudières à haute pression servent à transférer des liquides dans de nombreuses autres applications, telles que les systèmes de lavage, de refroidissement, de climatisation, d'approvisionnement en eau, de lutte contre les incendies, etc. Les pompes à eau d'alimentation de chaudière à haute pression peuvent tolérer des températures et des pressions élevées et ont des coûts de maintenance et d'exploitation faibles.