Ce que signifie le blocage
Spirax Sarco définit le blocage (« stall ») comme la réduction ou l'arrêt de l'écoulement des condensats à la sortie d'un échangeur de chaleur. Il se produit lorsque la pression dans l'échangeur est égale ou inférieure à la contre-pression totale imposée au purgeur de vapeur. Le terme désigne le drainage des condensats, et non un moteur à l'arrêt, c'est une condition de pression : l'espace vapeur ne dispose plus d'une pression suffisante pour pousser les condensats à travers le purgeur et les évacuer.
La discussion du fabricant suppose une configuration particulière : de la vapeur saturée, une vanne de régulation de température sur la conduite de vapeur vers l'échangeur, et un dispositif de purge sur la conduite de condensats. La vanne de régulation fait varier le débit de vapeur et, ce faisant, la pression de l'espace vapeur afin de maintenir la température de sortie du fluide chauffé. Ce lien entre l'action de régulation et la pression est à l'origine du problème, car abaisser la pression de vapeur pour l'adapter à une charge plus faible abaisse aussi la pression disponible pour le drainage.
Comparer les pressions concernées
La comparaison comporte deux côtés. D'un côté, la pression dans l'espace vapeur, qui fournit la force évacuant les condensats. De l'autre, la contre-pression qui s'exerce sur le purgeur. Spirax Sarco décrit la décharge comme pouvant être soumise à une élévation et/ou à une pression dans la conduite de condensats, ou comme aboutissant à une extrémité ouverte où seule la pression atmosphérique s'exerce.
Une page connexe de Spirax Sarco sur le relevage des condensats montre comment l'élévation intervient. La contre-pression y est constituée de toute pression déjà présente dans la conduite de condensats, plus la hauteur statique de relevage des condensats dans la tuyauterie ascendante, la page donne une conversion approximative : un mètre de relevage correspond à environ un mètre de charge statique, soit environ 0,1 bar. Une charge de 5 m, par exemple, donne environ 0,5 bar de contre-pression, ce qui réduit la pression différentielle disponible pour pousser les condensats à travers le purgeur. Cette page ajoute que, dans les conditions de fonctionnement, la perte de capacité du purgeur est susceptible d'avoir de l'importance principalement là où les pressions amont sont faibles, et que la pression amont est la plus basse au démarrage. La discussion sur le relevage distingue les conditions de démarrage d'une conduite principale de vapeur des procédés à régulation de température. Ce sont des applications différentes, leurs configurations de drainage ne doivent pas être traitées comme interchangeables.
Spirax Sarco nomme trois circonstances pouvant abaisser la pression de l'espace vapeur dans sa configuration à régulation de température : une température d'entrée secondaire croissante lorsque la charge thermique diminue, un débit secondaire décroissant lorsque la charge thermique diminue, ou une consigne de température de sortie abaissée. Ce sont des relations propres à la configuration décrite, et non des instructions de modifier un réglage d'installation.
La surface d'échange peut changer la donne
Le fabricant souligne que les coefficients de sécurité et les tailles standard laissent souvent à un échangeur de chaleur une surface de chauffe supérieure à celle que la charge exige. Comparé à un échangeur parfaitement dimensionné pour la même charge, l'échangeur surdimensionné fonctionne à une pression de vapeur plus basse, de sorte que moins de pression est disponible pour évacuer les condensats. Comme l'unité surdimensionnée peut encore satisfaire sa charge thermique, l'engorgement par l'eau peut ne pas être remarqué immédiatement.
Le blocage n'affecte pas tous les échangeurs. Spirax Sarco indique que, en règle générale, plus la température secondaire est supérieure à 100 °C et plus la charge est stable, en particulier près de la puissance maximale, moins le blocage est probable, mais chaque application est unique et exige un examen individuel. Il nomme deux manières de déterminer la dynamique : tracer les températures de l'application sur un graphique ou effectuer un calcul. La page note aussi que certains systèmes noient délibérément une partie de l'espace vapeur comme méthode de régulation, ce qui exige des échangeurs de chaleur conçus à cet effet.
Utiliser le principe, pas une solution universelle
Spirax Sarco énumère un certain nombre de symptômes pouvant être observés avec le blocage, notamment un purgeur de vapeur froid ou tiède, une vanne de régulation qui oscille (« hunting ») entre ouverture et fermeture, une température de sortie fluctuante, des coups de bélier, une puissance thermique réduite et des échangeurs de chaleur corrodés, sa formulation est qu'un ou plusieurs d'entre eux peuvent être observés. La page n'explique pas comment distinguer un blocage d'un purgeur défectueux, aucun de ces symptômes n'est donc établi ici comme un diagnostic d'un cas particulier.
Ces pages n'établissent pas la cause d'un problème de chauffage individuel, et elles ne constituent pas une autorisation d'augmenter la pression, de contourner un purgeur ou de modifier la tuyauterie du site. Le purgeur retenu, la pression de l'échangeur et la configuration du retour doivent être évalués ensemble, et toute action corrective relève de la procédure approuvée de l'installation et de la conception de l'équipement.