Ventilateurs et soufflantes de procédé utilisés dans les usines pétrochimiques

Le transport des gaz de procédé dans les usines pétrochimiques n’est pas une question qui peut être résolue simplement par le choix d’un ventilateur fournissant le débit et la pression requis. Température, composition chimique, pression, teneur en particules et conditions de zone dangereuse du gaz ; Elle détermine directement l’ensemble de la conception mécanique, du rotor du ventilateur au système d’étanchéité.

En particulier dans les raffineries et les unités pétrochimiques, les ventilateurs fonctionnent souvent sous des températures élevées, des gaz corrosifs ou inflammables et des conditions de fonctionnement continues. Par conséquent, la sélection des ventilateurs et des soufflantes de processus est une étude d’ingénierie spéciale dans laquelle les données de processus et la conception mécanique sont prises en compte ensemble.

API 673 : une référence importante dans les ventilateurs de procédés pétrochimiques

Pour les ventilateurs de processus centrifuges à usage spécial dans les industries pétrolière, chimique et gazière API 673, il s’agit d’  une référence importante en matière de conception et d’approvisionnement. Le ventilateur ne répond pas seulement aux valeurs de performance ; la dynamique du rotor, l’intégrité mécanique, les vibrations, le roulement, l’arbre, le corps et les systèmes auxiliaires doivent également être correctement évalués.

Les exigences de l’API 673 garantissent que la conception est gérée au-delà de la capacité du catalogue dans les ventilateurs de processus critiques. Les normes de projet pertinentes et les exigences de spécification doivent également être évaluées en fonction du champ d’application.

Principaux ventilateurs et soufflantes de processus utilisés dans les usines pétrochimiques

• Souffleur de gaz CCR — Pour assurer la circulation du gaz de procédé dans des conditions de température et de pression élevées dans les unités de reformage catalytique continu (CCR).
• Ventilateur / souffleur de gaz de procédé — Transport de gaz de procédé dans certaines conditions de débit et de pression.
• Chauffage à combustion FD Fan — Fournit de l’air de combustion aux brûleurs du four.
• Ventilateur d’identification du réchauffeur allumé — Création de la traction nécessaire dans le four et le système de cheminée.
• Ventilateur de gaz de combustion — Transport de gaz de combustion à haute température dans les systèmes de traitement et d’émission.
• Ventilateur / souffleur d’incinérateur — Assurer le flux d’air ou de gaz nécessaire dans les systèmes de combustion des gaz résiduaires.
• Ventilateur d’épurateur — Transport des gaz corrosifs traversant les systèmes de lavage.
• Ventilateur centrifuge haute pression — Fournit une augmentation de pression dans les processus avec une résistance élevée du système.

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Conception de ventilateur et de soufflante de gaz de procédé

Le débit à lui seul ne constitue pas une donnée suffisante lors du choix d’un ventilateur ou d’un souffleur de gaz de procédé. Le poids moléculaire, la pression d’aspiration et de compression, les températures minimales-normales-maximales et la composition chimique du gaz doivent être évalués ensemble.

À mesure que la température et la pression changent, la densité du gaz change ; en conséquence, le point de fonctionnement réel et les besoins en énergie du ventilateur peuvent également changer. La présence d’hydrocarbures, d’hydrogène, de H₂S ou d’autres composants corrosifs affecte directement la conception des matériaux, de l’étanchéité et des zones dangereuses.

Chauffage à feu FD et ventilateurs ID

Les fonctions des ventilateurs FD et ID sont différentes dans les systèmes Fired Heater. Alors que le ventilateur FD alimente le four en air de combustion, le ventilateur ID contribue au retrait contrôlé des gaz de traitement.

Lors de la sélection de ces ventilateurs, l’équilibre de pression du four, les besoins du brûleur, les pertes de cheminée et de conduit ainsi que la température de fonctionnement doivent être évalués ensemble. Dilatation thermique côté haute température ; Elle doit être prise en compte conjointement avec le rotor, l’arbre, le roulement et le système d’étanchéité.

Ventilateurs de processus à haute température

Dans les ventilateurs à haute température, la conception ne concerne pas uniquement la résistance à la température du matériau. Expansion du rotor, de l’arbre et du corps à des vitesses différentes en fonction de la température ; Cela peut affecter les ouvertures, l’alignement et les charges portantes pendant le fonctionnement.

Par conséquent, le placement des roulements, le refroidissement de l’arbre, le disque de refroidissement, les barrières thermiques et l’expansion du corps sont évalués en fonction de l’application. L’objectif est de maintenir les jeux mécaniques nécessaires entre le rotor et les pièces fixes lorsque le ventilateur atteint sa température de fonctionnement.

Matériaux et gestion de la condensation dans les gaz corrosifs

Dans les procédés pétrochimiques, la sélection des matériaux doit être basée sur la composition chimique du gaz et les conditions de fonctionnement réelles. La formation de condensation, en particulier dans les gaz contenant des composants humides et acides, peut accélérer le mécanisme de corrosion.

Il ne suffit donc pas de choisir uniquement l’acier inoxydable. Le matériau approprié, la protection de la surface et, si nécessaire, le modèle de drainage doivent être déterminés en évaluant l’analyse des gaz, la température, la teneur en eau et le point de rosée.

Érosion et usure du rotor dans les gaz particulaires

Dans les gaz de procédé porteurs de particules solides, les pales du rotor et les surfaces intérieures des escargots peuvent être sujettes à l’érosion. Taille des particules, concentration et vitesse du gaz ; ce sont les paramètres de base qui déterminent dans quelles régions l’usure sera concentrée.

Dans les zones où l’usure est intense, une sélection appropriée des matériaux, des plaques d’usure remplaçables ou des revêtements adaptés à l’application peuvent être envisagés. Un accès facile au contrôle et au remplacement des pièces d’usure pendant la maintenance doit également faire partie de la conception.

Étanchéité et gaz dangereux

Dans les gaz de procédé inflammables ou toxiques, il est essentiel de contrôler les fuites au niveau des passages de puits. Système d’étanchéité ; Il doit être déterminé en fonction de la composition, de la température, de la pression et du niveau de fuite admissible du gaz.

Le joint, le type de labyrinthe ou différentes dispositions de joint peuvent être évalués en fonction des exigences de l’application. La conception de l’étanchéité n’est pas une question distincte de la conception mécanique du ventilateur, mais fait partie de la sécurité du processus.

Exigences ATEX et zones dangereuses

La classification des zones où le ventilateur est situé dans les usines pétrochimiques et l’adéquation du ventilateur, du moteur et des équipements auxiliaires doivent être évaluées ensemble. Le risque d’étincelles mécaniques côté ventilateur, les paires de matériaux, la mise à la terre et le concept de protection associé doivent également être pris en compte en fonction des exigences du projet.

Les exigences ATEX ne doivent pas être évaluées uniquement sur la base de la certification du moteur ; la compatibilité du ventilateur avec les conditions du processus et du terrain en tant qu’équipement complet doit être vérifiée.

Facilité de séparation du boîtier et de maintenance

La conception d’escargot en deux parties (boîtier fendu) dans les grands ventilateurs de traitement est une solution importante qui peut réduire le temps de maintenance. Accès plus rapide aux surfaces internes du rotor et du corps ; Il facilite le nettoyage, le contrôle de l’équilibre, le contrôle de l’usure et le remplacement des pièces.

Dans les raffineries et les unités pétrochimiques en fonctionnement continu, la détermination du concept de maintenance dès la première étape de la conception permet de réaliser les arrêts planifiés de manière plus contrôlée.

Données de processus requises pour la sélection des ventilateurs pétrochimiques

• Composition chimique et poids moléculaire du gaz
• Débit minimum, normal et maximum
• Pressions d’aspiration et de compression
• Pression du système
• Température minimale, normale et maximale
• Informations sur l’humidité, la condensation et le point de rosée
• Teneur en particules et corrosivité
• Classification des zones dangereuses (Zone)
• Exigence d’étanchéité
• Exigences en matière de matériaux et de corrosion
• API 673 et exigences de spécification du projet

Questions fréquemment posées (FAQ)

Pourquoi l’API 673 est-elle importante dans les usines pétrochimiques ?
L’API 673 est une référence importante pour répondre systématiquement aux exigences mécaniques et opérationnelles des ventilateurs de processus centrifuges à usage spécial.

Quelle est la différence entre un ventilateur à gaz de procédé et un ventilateur industriel standard ?
Ventilateur de gaz de procédé ; Il est conçu en tenant compte de la composition du gaz, de la température, de la pression, de l’étanchéité et des conditions de terrain. Par conséquent, il peut y avoir des exigences mécaniques et matérielles différentes de celles du ventilateur d’air frais standard.

Pourquoi la dilatation thermique est-elle importante dans les ventilateurs à haute température ?
Le mouvement du rotor, de l’arbre et du corps avec la température peut affecter les ouvertures de fonctionnement et les conditions de roulement. Le comportement thermique est donc l’un des éléments fondamentaux de la conception.

Quel système d’étanchéité faut-il utiliser dans les ventilateurs pétrochimiques ?
Une solution unique ne convient pas à toutes les applications. Type de joint ; Il doit être sélectionné en fonction de la composition, de la température, de la pression et du niveau de fuite admissible du gaz.

Pourquoi le boîtier fendu est-il préféré ?
Il offre un accès rapide à l’intérieur du rotor et du ventilateur, contribuant ainsi à effectuer des opérations de nettoyage, de contrôle et de maintenance en moins de temps.

Conclusion

Le choix des ventilateurs et soufflantes de procédé dans les usines pétrochimiques ne consiste pas seulement à respecter les valeurs de débit et de pression. Les conditions réelles de fonctionnement du gaz, la température, la corrosion, la charge particulaire, l’étanchéité, la classification des zones dangereuses et la conception mécanique doivent être évaluées ensemble.

Compte tenu de l’API 673 et des normes de projet associées ainsi que des exigences de processus, en particulier dans les applications critiques, il s’agit d’une approche de conception de base en termes de fonctionnement fiable, contrôlé et à long terme du ventilateur.

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