Alternatives Aux Réchauffeurs À Immersion Directe

Bien que les thermoplongeurs constituent, le plus souvent, la meilleure solution possible pour chauffer le contenu d’un réservoir, parfois, ce n’est pas faisable. Voici quelques alternatives.

Les réservoirs de traitement, les réservoirs de stockage et les cuves de rétention avec thermoplongeurs sont régulièrement utilisés dans l’industrie de transformation. Que ceux-ci contiennent de l’eau, de l’huile, des produits chimiques, de l’asphalte ou un autre fluide, il est généralement nécessaire de chauffer le contenu des réservoirs. La chaleur peut être requise pour :

• Éviter la solidification ou la congélation.
• Maintenir la viscosité minimale pour pouvoir pomper le liquide.
• Démarrer un réacteur ou maintenir l’alimentation en produits chimiques à une température efficace pour la réaction.
• Fournir de la chaleur aux fluides dans le système de circulation fermé des transferts de chaleur.

Une méthode typique permettant de chauffer et de maintenir la température d’un réservoir consiste à puiser dans une source d’énergie existante à l’intérieur de l’usine, telle qu’un transfert de chaleur ou une boucle de système à vapeur. Les serpentins pourraient être enroulés autour d’une cuve ou d’un réservoir pour compenser les pertes de chaleur. Ce procédé pourrait également transmettre la chaleur dans une cuve ou un réservoir pour le traitement.
Lorsqu’un transfert de chaleur ou une source de chaleur à vapeur n’est pas facilement disponible ou que l’installation est trop coûteuse, le chauffage électrique peut constituer une option. Le chauffage électrique nécessaire au réchauffement externe des réservoirs est assuré par une source externe, qui est généralement un traçage thermique sous une forme ou une autre.

Le traçage thermique est le plus souvent utilisé pour empêcher le gel des tuyaux ou des conduites, et parfois des réservoirs. En ce qui concerne un grand réservoir, toutefois, l’utilisation du traçage thermique pourrait s’avérer très coûteuse. Puisqu’il s’agit d’une source de chaleur externe, il peut être utilisé de manière plus efficace pour compenser les pertes, au lieu de fournir la chaleur supplémentaire pour augmenter la température du contenu d’un réservoir.

Thermoplongeurs à source directe 

L’installation d’un réchauffeur électrique en tant que réchauffeur à immersion directe pourrait fournir une température continue au réservoir ou procurer des capacités de chauffage du réservoir, si nécessaire. Ce type de réchauffeur pourrait être immergé directement dans un réservoir ou être installé en boucle pour la circulation externe de chaleur.

Un thermoplongeur comporte normalement un élément électrique chauffant tubulaire livré et soudé au raccord fileté NPT ou à la bride ANSI. Ce réchauffeur est ensuite installé dans une buse de taille appariée située près du fond du réservoir. Ces types de réchauffeurs sont essentiellement efficaces à 100%, car la chaleur générée est appliquée directement au fluide. Ces réchauffeurs sont généralement situés à au moins quatre à six pouces du fond du réservoir, ce qui protège le réchauffeur des contaminants et de la boue qui pourraient s’être accumulés dans le ventre du réservoir. Cela permet également de configurer les courants de transmission naturels qui aident au transfert de chaleur. Les éléments du matériau de la gaine du réchauffeur électrique et la densité en watts à la surface ou le flux de puissance sont parfaitement adaptés au liquide, ce qui assure une durée de vie plus longue en empêchant la corrosion de l’élément tubulaire et l’accumulation de contaminants sur la gaine du réchauffeur.

Un possible inconvénient du réchauffeur à immersion directe est la possible corrosion sur la gaine du réchauffeur. Même lorsque tous les efforts ont été entrepris pour tenter de réduire les risques de corrosion, il est parfois déconseillé d’utiliser un appareil de chauffage à immersion directe en raison du risque de corrosion, en fonction du fluide et de la composition de la gaine.

Un autre possible désavantage pourrait être l’accumulation de contaminants sur la gaine de l’élément. Ceci se produit normalement lors d’une accumulation de minéraux provenant de dépôts de carbone lors du chauffage d’eau, d’huiles ou de tout produit chimique organique. Cela peut entraîner un fonctionnement constant des éléments chauffants à une température interne plus élevée, réduisant ainsi leur durée de vie utile.
Un autre inconvénient pourrait être de retirer les thermoplongeurs pour un remplacement ou un entretien. Ce pourrait signifier la nécessité de vidanger le réservoir. Ceci pourrait représenter un coût prohibitif pour de nombreuses applications de réservoir.

Une méthode pour résoudre un problème de drainage d’un réservoir consiste à installer le thermoplongeur en tant que système de distribution de chaleur du réservoir extérieur. Ce système se composerait du réchauffeur à circulation, qui contient un thermoplongeur, un filtre, une pompe, une vanne d’isolement, un capteur de débit positif et tout autre capteur ou instrument nécessaire. Fréquemment, le panneau de commande sera fourni avec son propre cadre de protection pour le contrôle opérationnel. Le liquide du réservoir circule ensuite à travers un réchauffeur jusqu’à ce que le contenu du réservoir atteigne la température souhaitée. Le fluide pourrait circuler en permanence pour maintenir la température du réservoir ou une commande de marche/arrêt pourrait être utilisée pour maintenir les températures dans une fourchette spécifique.

Dans cette configuration, il pourrait être avantageux de ne pas avoir à retirer le réchauffeur pour les travaux d’entretien nécessaires; par conséquent, il n’est pas nécessaire de vider le réservoir. Un inconvénient est engendré par des coûts globaux plus élevés par rapport à un appareil de chauffage à immersion directe ou à une méthode indirecte de chauffage. De plus, le drainage de la cuve de circulation est nécessaire avant le retrait du paquet du réchauffeur électrique. Par conséquent, le stockage et/ou l’élimination du fluide drainé entraîne encore certaines dépenses connexes.  

Chauffage de cuve par immersion indirecte

Les thermoplongeurs indirects, tels que le radiateur électrique à puits perdu, sont conçus pour éliminer la nécessité de vider le réservoir pendant l’entretien. Les réchauffeurs à puits perdu, parfois appelés réchauffeurs de pièces de conduit, sont fabriqués sous différentes formes. Fondamentalement, un réchauffeur électrique est intégré à un puits perdu plutôt que devoir plonger l’élément chauffant directement dans le fluide. Un tuyau avec une extrémité fermée est immergé dans le réservoir de fluide et l’élément chauffant chauffe l’air à l’intérieur du tuyau, créant ce qui équivaut à un four. La chaleur irradie dans le puits perdu, la transférant par convection au fluide situé à l’extérieur du puits perdu, à l’intérieur du réservoir.

L’avantage d’un appareil de chauffage par immersion indirecte à puits perdu est que les fluides n’entrent pas en contact avec les éléments chauffants ; il n’y a donc aucun risque de contamination ou de corrosion. L’inconvénient est le coût supérieur à celui d’un appareil de chauffage à immersion directe.
Il existe deux types prédominants de réchauffeur à puits perdu : fixation directe ou soudure en place. La fixation directe est normalement attachée à la buse du réservoir, tandis que la soudure en place est le plus souvent ajoutée au réservoir lors de modifications ou de fabrications, de sorte que le puits perdu puisse être inséré dans un trou du réservoir et soudé en place, comme son nom l’implique.
Une méthode de fixation directe à la buse du réservoir est préférable pour une application de modernisation. Un raccord fileté ou une bride peuvent être fixés à un puits perdu afin de s’adapter à la buse existante sans modification de la structure du réservoir. Quel que soit le cas que vous préfériez; le puits perdu doit être placé à une distance de quatre à six pouces du fond du réservoir.

Application du réchauffeur à puits perdu 

Avant de choisir un réchauffeur à puits perdu, par rapport à un autre type d’appareil de chauffage, direct ou indirect, évaluez les coûts de défaillance probable. Les dépenses supplémentaires liées au réchauffeur choisi compensent-elles l’inconvénient logistique d’avoir accès (par le biais de la vidange) au chauffage par immersion lorsque le remplacement ou l’entretien est nécessaire ? Certains aspects des ressources à prendre en compte sont les suivants :
ü  La taille du réservoir et le stockage ou le remplacement du liquide
ü  Le coût, la taille physique, la durée de vie et le coût d’installation du réchauffeur
ü  Problèmes de sécurité, tels que la toxicité ou la corrosion lors du drainage ou du remplacement
ü  Temps d’arrêt pendant le traitement et perte ou détérioration du produit
ü  Besoins en équipement et en personnel nécessaires pendant le transfert et le service
En résumé, l’utilisation de thermoplongeurs directs est toujours la méthode préférée à une méthode indirecte, lorsque cela est pratique ou possible. Les coûts et la taille du réchauffeur sont minimisés. De plus, pratiquement toute l’énergie est générée pour chauffer le fluide.
Néanmoins, si un réchauffeur doit rester séparé du fluide en raison d’un contaminant dans la gaine ou de problèmes de corrosion, ou s’il est nécessaire de le réparer ou de le retirer sans vider le réservoir, un réchauffeur à puits perdu pourrait constituer une alternative viable.