Du retour des condensats à la vapeur surchauffée livrée au GTA. Clique sur un équipement du synoptique pour le détail.
bleu = condensats · cyan = eau alimentaire ·
crème = vapeur saturée · rouge = vapeur surchauffée ·
orange = purges · violet = réactifs.
Sélectionne un équipement
Chaque bloc du synoptique donne son rôle, ses points de conduite et les dérives à surveiller en quart.
Le dégazeur & la bâche alimentaire 2630J010A
La première protection du circuit eau-vapeur : elle est physique, pas chimique.
L'oxygène dissous est l'ennemi n° 1 du poste d'eau. À 1 µg/L près, ce n'est pas une histoire de chimie fine : c'est la
différence entre un économiseur qui tient trente ans et un économiseur percé par piqûres en quelques campagnes.
Le dégazeur exploite une seule loi : la solubilité d'un gaz dans l'eau tend vers zéro quand l'eau approche de sa
température de saturation. On ne « chasse » pas l'oxygène avec un produit, on le fait sortir en portant l'eau à ébullition.
à saturation : pO₂ → 0 ⇒ CO₂ → 0 (loi de Henry : C = k·p)
Comment il s'y prend
Colonne dégazante — l'eau entre par le haut, ruisselle sur des plateaux ou est pulvérisée en fines gouttelettes.
On maximise la surface d'échange entre l'eau et la vapeur qui monte à contre-courant.
Chauffage par contact direct — la vapeur de barbotage (soutirage turbine ou détente du collecteur) condense
dans l'eau et lui cède directement sa chaleur latente. Rendement d'échange 100 % : pas de surface, pas d'encrassement.
Balayage et évent — la vapeur excédentaire entraîne les incondensables (O₂, CO₂, N₂) et les évacue par l'évent.
Un évent fermé, c'est un dégazeur mort : l'eau est chaude, mais les gaz restent au ciel de la bâche et se redissolvent.
Réserve tampon — la bâche stocke plusieurs minutes de débit alimentaire. C'est le volant qui absorbe un à-coup
de consommation et laisse le temps de réagir sur une perte d'appoint.
Points de conduite
Pression
Toujours en légère surpression
La bâche est maintenue vers 0,2 bar rel. (≈ 1,2 bar abs, 105 °C). L'intérêt n'est pas thermique : tant que la bâche est
au-dessus de l'atmosphère, aucune entrée d'air n'est possible. Une bâche qui passe en dépression aspire de l'air par
la moindre garniture — et le taux d'O₂ décolle immédiatement.
Température
Chaque degré compte
À 105 °C l'eau est à saturation : l'O₂ résiduel se compte en µg/L. À 85 °C, on est loin de la saturation et il en reste
des dizaines. Une chute de température bâche = un manque de vapeur de barbotage, à traiter avant de chercher ailleurs.
Niveau
Le compromis
Trop haut : on noie la colonne dégazante et on inonde l'évent. Trop bas : on perd la garde d'aspiration des pompes
alimentaires et le NPSH s'effondre. La régulation module l'appoint déminéralisé, avec alarmes haut/bas et sécurité TB.
Chimie
Le réducteur finit le travail
Le DEHA (ou équivalent non toxique — l'hydrazine est abandonnée car cancérigène) est injecté dans la bâche.
Il ne remplace pas le dégazage : il neutralise le résiduel de quelques µg/L et passive les surfaces. Un réducteur
qui compense un dégazeur défaillant, c'est de la consommation pure et une conduite qui masque un défaut.
Réflexe quart : O₂ en hausse en sortie bâche → dans l'ordre : température de bâche, position de l'évent,
pression de bâche (dépression ?), débit de vapeur de barbotage, et seulement en dernier le dosage de réducteur.
Les pompes alimentaires 2630P110 A/B/C
Pomper de l'eau qui est déjà à sa température d'ébullition : tout le problème est là.
Une pompe alimentaire aspire dans la bâche une eau à saturation. Le moindre abaissement de pression à l'entrée
de la roue la fait bouillir : c'est la cavitation. Les bulles implosent quelques millimètres plus loin, dans la zone
de recompression, et arrachent le métal. Bruit de gravier, vibrations, débit erratique, puis destruction de la roue.
NPSHd = (Pbâche − Psat)/(ρg) + Hgéo − Jaspiration
Comme la bâche est à saturation, le premier terme est nul : il ne reste que la hauteur
géométrique entre le plan d'eau et l'axe de pompe, moins les pertes de charge d'aspiration. D'où la règle de conception :
la bâche alimentaire est toujours perchée en hauteur, et la ligne d'aspiration est courte, large et sans point haut.
Ne jamais brider l'aspiration. Une vanne d'aspiration partiellement fermée ou un filtre colmaté mange
directement le NPSH disponible. On règle un débit au refoulement, jamais à l'aspiration.
Ligne de recirculation mini-débit — en dessous d'un certain débit, l'énergie dissipée dans la pompe échauffe
l'eau au point de la vaporiser dans le corps. La recirculation vers la bâche garantit ce débit minimal. Une vanne
de mini-débit bloquée fermée détruit une pompe en marche à vanne fermée.
Chute de niveau bâche = perte de NPSH progressive. C'est le scénario classique de cavitation en
transitoire, quand l'appoint ne suit pas une montée en charge.
Secours et permutation — deux pompes en service, une en secours à démarrage automatique sur chute de
pression ou de débit. La permutation périodique évite le grippage de la pompe de réserve.
Économiseur, ballon et régulation de niveau
ECO
Économiseur
Dernier échangeur côté fumées, il récupère la chaleur résiduelle pour préchauffer l'eau alimentaire juste sous
la température de saturation du ballon. Chaque degré gagné ici est du combustible non consommé. Attention au point
de rosée acide côté fumées : trop refroidir, c'est corroder.
Ballon
Le séparateur
Le ballon sépare l'eau de la vapeur. Les cyclones et les sécheurs internes empêchent l'entraînement de gouttelettes
salées vers le surchauffeur — le primage. C'est aussi le point où se prend la déconcentration continue et
où s'injecte le phosphate.
Gestra
Déconcentration continue
La vapeur part pure, les sels restent : l'eau du ballon se concentre en permanence. La vanne Gestra prélève
en continu au plan d'eau du ballon — là où la concentration est maximale — de quoi tenir la conductivité sous
consigne. Le débit suit P = V·Ca/(Cb−Ca). La purge de fond, elle, est intermittente et prélève au point
bas pour évacuer les boues phosphatées. Les deux partent au ballon d'éclatement 2660D750.
Circulation
Naturelle
L'eau descend par les tubes de chute non chauffés, se vaporise partiellement dans les écrans et remonte par
différence de masse volumique. Aucune pompe : la circulation s'auto-régule avec la charge. Un tube de chute
partiellement bouché = un écran mal refroidi.
Niveau ballon : gonflement et tassement
Le niveau ballon est la régulation la plus contre-intuitive de l'installation. À une ouverture brutale de la vanne
vapeur, la pression chute, les bulles présentes dans l'eau se dilatent : le niveau monte alors qu'on
consomme davantage. C'est le gonflement (swell). Une régulation naïve fermerait l'alimentation — exactement le
contraire de ce qu'il faut. Au délestage, phénomène inverse : le tassement (shrink), le niveau chute alors
qu'on consomme moins.
1 élément — niveau seul. Suffisant en marche stabilisée à faible charge, inutilisable en transitoire.
3 éléments — niveau + débit vapeur + débit eau alimentaire. Le débit vapeur agit en anticipation
(feedforward) : dès que la consommation monte, l'alimentation suit sans attendre que le niveau bouge. Le débit
d'eau ferme la boucle interne. C'est le mode normal au-dessus de ~30 % de charge.
Sécurités — niveau très bas : arrêt de la chaudière (risque de déshabillage des tubes et de rupture) ;
niveau très haut : risque de primage et de coup d'eau turbine. Voir la matrice de sécurité
IN-W-LIS-U0-8001.
Surchauffe et désurchauffe
Pourquoi on surchauffe, et pourquoi on est obligé de refroidir juste après.
La vapeur qui sort du ballon est saturée : la moindre perte de chaleur la fait condenser. Envoyée telle quelle
dans une turbine, elle se chargerait très vite en gouttelettes et éroderait les aubages des derniers étages.
Les surchauffeurs l'éloignent de la courbe de saturation — vers 400 °C — pour gagner de l'enthalpie utile
et pour garder un titre de vapeur acceptable jusqu'à l'échappement.
Le désurchauffeur
Entre deux étages de surchauffe, on injecte de l'eau alimentaire pulvérisée
(2630P210 A/B/C, vanne de régulation 2630XV512). Deux raisons :
Protéger le métal. Les tubes du surchauffeur final travaillent au plus près de leur limite de fluage.
La température de vapeur est la grandeur qui les protège — elle doit rester dans une bande étroite quelles que
soient les variations de PCI du déchet.
Tenir la garantie contractuelle de température vapeur à la bride de sortie, en marche continue comme
en transitoire de charge.
Le piège : l'eau d'injection doit être de qualité eau alimentaire, et pas seulement propre. Tout ce qui est
injecté ici part directement en turbine sans passer par le ballon — il n'y a plus de séparateur en aval.
Une eau chargée en silice à cet endroit, ce sont des dépôts sur les aubages. Et une vanne de désurchauffe qui
fuit à froid, c'est de l'eau liquide qui arrive au collecteur : choc thermique sur les tubes, puis coup d'eau turbine.
Calculateurs
1 · NPSH disponible à l'aspiration des pompes alimentaires
« Surchauffe / saturation » = écart entre la température réelle de la bâche et sa température
de saturation. Il est nul en marche normale (eau bouillante) ; il devient positif si la bâche est sous-refroidie, ce qui
ajoute du NPSH — c'est ce qui sauve les pompes pendant une montée en pression.
2 · Débit d'eau de désurchauffe
3 · Purge de déconcentration (Gestra)
P = V · Ca / (Cb − Ca). La purge continue évacue en permanence l'excès de sels pour
tenir la conductivité sous la limite et éviter le primage. Elle emporte de l'énergie : c'est elle qu'on récupère
dans le ballon d'éclatement, traité dans l'onglet « Condensation & vide ».
Index KKS — poste d'eau
Repères tels que construits. Les repères non listés ici sont à compléter depuis les P&ID.
Repère
Désignation
Rôle en conduite
2630J010A
Bâche alimentaire / dégazeur
Dégazage thermique, réserve d'eau alimentaire, point d'injection réducteur d'O₂
2630P110 A/B/C
Pompes alimentaires
Alimentation du ballon via l'économiseur — deux en service, une en secours
2630P210 A/B/C
Pompes eau de désurchauffe
Injection au désurchauffeur inter-étages
2630XV512
Vanne de régulation eau de désurchauffe
Tient la température vapeur au collecteur HP
2610P520
Pompe eau déminéralisée
Appoint bâche alimentaire sur régulation de niveau
2660D500
Bâche à condensats
Collecte et renvoi des condensats vers le dégazeur
2660D750
Ballon d'éclatement purges chaudières
Destination des purges continues et de fond
2650D500
Ballon purges turbine
Collecte des purges du corps turbine et des lignes vapeur