CALCULS DE L'ENCRASSEMENT ou de L'ENTARTRAGE

DES ECHANGEURS DE CHALEUR PAR l'EAU

par Jacques Detrigne

L'encrassement et l'entartrage sont des notions différentes. En effet, l'encrassement est le salissement des surfaces par des matières insolubles alors que l'entartrage est le dépôt sur les surfaces métalliques de sels alcalino-terreux c'est à dire de calcium ou de magnésium.

L'on comprend pourquoi un encrassement puisse être partiellement ou totalement un entartrage. Toutefois, l'on ne se débarrasse pas de ces deux inconvénients par les mêmes méthodes.

 

Schéma d'un circuit à eau recirculée

 

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Pourquoi et comment apprécier l'encrassement ?

  • But: Prévoir, sans ouvrir un échangeur, la date à laquelle il sera nécessaire de le nettoyer, donc de l'arrêter.
  • Avantages La méthode permet la programmation d'arrêts partiels des unités donc, une optimisation des rendements ainsi qu'une bonne gestion de la production.
  • Principe: Faire le relevé des valeurs permettant la mesure des paramètres de calcul du coefficient global d'échange de l'appareil ( Hg en Kcal/h.m2.°C).

    • Exemples d'échangeurs "sale" et "propre"

     

     

     

     

    Rappel technique

    Le degré d'encrassement des échangeurs de chaleur s'apprécie par la mesure du coefficient global de transfert de chaleur.
    L'évolution de ce paramètre dans le temps est une réplique fidèle de l'évolution de l'état physique des surfaces d'échange, tant du côté eau que du côté fluide refroidi. Ceci permet donc de pouvoir imputer un salissement, non pas seulement au circuit d'eau, mais également au circuit "process", ce qui n'est toujours pris en compte par les exploitants, surtout lorsqu'il faut faire vite lors d'un arrêt et qu'il n'est pas toujours facile de visiter les deux "faces" des surfaces d'échange.

    Nous rappelons la formule qui permet le calcul du coefficient d'échange:

    Soit:

    T1 : Température entrée procédé
    T2 : Température sortie procédé
    T3 : Température entrée eau
    T4 : Température sortie eau
    D1 : Débit fluide procédé
    D2 : Débit eau
    S : Surface d'échange
    C1 : Enthalpie liquide procédé

    La température moyenne logarithmique de température a pour valeur:

    Le coefficient d'échange Hg a pour valeur:

    Courbes de variations de Hg

    En principe, les courbes de variations concernant les échangeurs ont l'allure ci-après. Plus T1 et T2 sont éloignés de 0, meilleure est la performance de l'échangeur , car meilleure est sa résistance à l'encrassement.

    Il est évident que la mesure des paramètres est primordiale dans la conformité de la courbe avec l'encrassement réel des surfaces d'échange.

      Après un examen de la courbe de variation du coefficient de transfert, et la décision d'arréter un échangeur pour faire son nettoyage, il est essentiel d'établir une relation d'état réel des surfaces à courbe découlant de la mesure des paramètres, afin d'appliquer un coefficient de correction d'appréciation qui peut éventuellement être le déplacement Hg2, établi empiriquement comme point d'alerte pour l'arrêt de l'échangeur concerné.

    Si l'état interne de l'échangeur ne correspond pas à ce que l'on attendait lors de la lecture de la courbe, il faut penser à recalibrer tous les capteurs qui ont un rôle de détermination directe du coefficient global d'échange.

    Hg1 = valeur de référence de l'échangeur propre
    Hg2 = Arrêt pour nettoyage
    zone C accélération de l'encrassement
    zone D encrassement
    T1 = point temps permettant l'appréciation de la date d'arrêt
    Hgt = valeur de référence de degré d'encrassement

     

    Procédure & résultats

    Les mesures sont faites régulièrement et à partir de la zone C, une courbe de tendance, dont le type correspond à un modèle mathématique défini, est tracée et permet de déterminer le point D ( T2, Hg2 ) avec une précision qui est fonction de la qualité des mesures des différents paramètres.

    Remarques
    Le schéma ci-dessous est l'exemple de 2 courbes différentes A et B: La courbe A montre l'encrassement normal d'un échangeur et la courbe B indique, par absence d'un palier central sur la courbe un encrassement continu ce qui, en première hypothèse, semblerait indiquer que l'échangeur n'a pas subi un nettoyage suffisant avant sa remise en service.

    Voir également schéma évolutif des encrassements des échangeurs de chaleur.

     
    Encrassement rapide
    Ce qui est souhaitable...

    Consultez également évolution graphique de l'encrassement

     

    Voir également:

    Mesure de la corrosion
    Encrassement des échangeurs alimentés en eau de mer
    Circuits à eau recirculée

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