Chapitre 5 - CPCU · tificat type 2.2 ou 3.1 B suivant NF EN 10204:1991 ou 2.2. ou 3.1. suivant EN 10204 : 2004, une attestation de l’installateur relative à la conformité du

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Edition 2012

RÉALISATION ET CONSTRUCTIONDU POSTE DE LIVRAISON

Chapitre 5

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Le poste de livraison vapeurChapitre 5 Réalisation et construction du poste de livraison

Chapitre 5 :RÉALISATION ET CONSTRUCTION DU POSTE DE LIVRAISON

I. Les conditions maximales

Les caractéristiques mécaniques des matériels mis en œuvre, sur les circuits de va-peur et de condensats, doivent être définies en fonction des critères de pression et de tem-pérature ci-après. Les normes NF EN 1092-1 : 2007 définissent le PN en fonction des pressions et température maximales de service.

- Vapeur saturée ou légèrement surchauffée,- pression maximale de service 20 bar effectifs,- température maximale de service 235 °C,- PN 25.

Selon la réglementation, la vapeur CPCU est dite « vapeur haute pression ».

Peff > 0,5 bar vapeur haute pression (HP)Peff ≤ 0,5 bar et saturée vapeur basse pression (BP)

Condensats en circuit ferméEn amont de la vanne de condensat (incluse)

◆ pression maximale de service 20 bar effectifs, ◆ température maximale de service 120 °C, ◆ PN 25.

En aval de la vanne ◆ pression maximale de service 6 bar effectifs, ◆ température maximale de service 120 °C, ◆ PN 25.

Condensats en circuit ouvertEn amont de la vanne de condensat

◆ pression maximale de service 20 bar effectifs, ◆ température maximale de service 120 °C, ◆ PN 25.

En aval de la vanne ◆ pression maximale de service 6 bar effectifs, ◆ température maximale de service 120 °C, ◆ PN 16.

I. Les conditions maximales

2. Les condensats

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VapeurPour toutes les tuyauteries situées après la bride aval de la vanne de branchement : épreuve à l’eau froide à une pression égale à deux fois la pression maximale de service, soit généralement 40 bars, mesurés avec un manomètre étalonné.

Les soudures qui n’auraient pas été éprouvées hydrauliquement doivent subir un essai non destructif selon le CODETI, avec un coefficient de joint égal à 0,85 :

- soudures bout à bout radiographie à 100 % - piquages ressuage.

Ces épreuves et essais sont réalisés sous le contrôle d’un organisme reconnu ou agrée. Le poinçonnage des soudures par cet organisme n’est pas requis.

Pour les exigences réglementaires (DESP 97/23/CE) d’organisme notifié, voir les re-marques en fin de chapitre.

Les purges ◆ pression maximale de service 20 bar effectifs, ◆ température maximale de service 235 °C, ◆ PN 25.

3. Les épreuves de contrôle

1. Pression d’essai (imposition DESP)La pression d’essai hydrostatique PT doit supérieure ou égale à la plus élevée des valeurs suivantes : PT = maxi ((1,43. PS et 1,25 . PS (fE / ft))

fE : contrainte nominale de calcul à la température de l’essai)ft : contrainte nominale de calcul à la température maximale admissible TS

2.Température d’essai La température d’essai doit être supérieure ou égale à la température minimale admissible TS

3. Matériel d’essai (pompe, robinetterie, flexibles, tuyauteries)Les équipements constituant le matériel d’essai doit pouvoir supporter sans détérioration une pression au moins égale à 1,1 la pression d’essai.Les manomètres sont choisis de telle sorte que la pression d’essai soit comprise entre 1/3 et 2/3 de la valeur maximale mesurable par le manomètre.Le manomètre doit être placé en partie haute de la tuyauterie.Le certificat du manomètre doit indiquer clairement qu’il a été étalonné en conformité avec la classe 0.1 de la norme NF EN 837-1 par un laboratoire certifié COFRAC.

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CondensatsPour les tuyauteries extérieures à la sous-station, jusqu’à la bride amont du robi-net du branchement : épreuve à l’eau froide à une pression de 15 bar.

Il est recommandé d’éprouver les tuyauteries de condensats à l’intérieur de la sous-station :

- condensats en circuit fermé 30 bar

- condensats en circuit ouvert :• entre l’échangeur et le robinet amont de la bâche 30 bar• en aval de la pompe des condensats 15 bar (ou plus, en fonction de la pression maximale de service).

Nota : Si les tuyauteries sont raccordées pendant l’épreuve à des robinets fer-més, un joint plein doit être intercalé entre les brides de la tuyauterie et celles de ces robinets, notamment ceux du branchement CPCU.

Les épreuves et essais réalisés sous le contrôle d’un organisme reconnu ou agréé ne sont pas nécessaires.

4. Réalisation de l’essai Le liquide est l’eau.Le fabricant doit prendre les mesures nécessaires pour que pendant le remplis-sage, il ne puisse se former une poche de gaz.Le fabricant détermine, sous sa responsabilité, la vitesse de montée et de baisse de pression.La pression d’essai PT doit être maintenue pendant une durée maximale de 30 minutes puis réduite de 20% au maximum avant de réaliser l’examen de la tuyauterie, la pression est maintenue, le temps nécessaire à cet examen.Le martelage des soudures n’est pas autorisé.L’examen de la tuyauterie ne doit révéler aucune fuite.Toutefois, une légère fuite, provenant d’un défaut d’étanchéité d’un assemblage provisoire non métallique, peut être accepté sous d’accord entre les parties concernées.Après retour à la pression atmosphérique, la tuyauterie ne doit présentée au-cune déformation permanente.

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Edition 2012

DOSSIER TECHNIQUE DE TUYAUTERIE

Pour les tuyauteries de vapeur et de condensats, un dossier technique est consti-tué, comprenant :

◆ un plan isométrique des tuyauteries,

◆ une nomenclature des matériels (tubes, courbes, réductions, tés, fonds, brides), certificat type 3.1 B suivant NF EN 10204 :1991 ou 3.1. suivant EN 10204 : 2004,

◆ les certificats matière des éléments de tuyauterie et du métal d’apport, cer-tificat type 2.2 ou 3.1 B suivant NF EN 10204:1991 ou 2.2. ou 3.1. suivant EN 10204 : 2004,

◆ une attestation de l’installateur relative à la conformité du matériel utilisé avec les certificats matière présentés,

◆ les qualifications des soudeurs,

◆ une attestation de l’installateur certifiant que les soudures ont bien été réa-lisées par les soudeurs dont les qualifications sont présentées,

◆ la qualification du mode opératoire de l’installateur, le cas échéant,

◆ les procès verbaux des épreuves hydrauliques,

◆ le cas échéant, le rapport des contrôles non destructifs des soudures de raccordement de vapeur non éprouvées hydrauliquement,

◆ le rapport de l’organisme de contrôle reconnu ou agréé,

◆ le dossier CE (voir en fin de chapitre) si la tuyauterie est neuve de DN > 50 (à minima déclaration de conformité du fabricant et notice d’instruction) ou l’attestation suite à intervention non notable pour les tuyauteries de DN ≥ 200 (application du titre IV de l’arrêté ministériel du 15 mars 2000) pour les réparations.

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II. Le mode de fabrication du poste de livraison

III. La tuyauterie

Le poste de livraison peut être préfabriqué en atelier et raccordé sur site ou alors être monté entièrement sur site.

BridesSur la vapeur, les brides sont à collerette à souder. Elles sont à emboîtement simple mâle ou femelle (SEM ou SEF). Sur les condensats, les brides sont à colle-rette ou plates à souder et leurs faces d’appui sont plates, à portée de joint. Vapeur et condensats : Normes NF EN 1092-1 nuance P245GH-PN40

Pour se raccorder sur les robinets du branchement CPCU, il faut utiliser :

◆ sur la vapeur une bride à simple emboîtement mâle PN 25 ◆ sur les condensats une bride plate PN 16

Certains constructeurs proposent une préfabrication en atelier du poste de livraison, en un ou plusieurs modules, à assembler et à raccorder sur site.

Un module est un ensemble d’équipements pré-assemblés, défini pour un transport et une manutention aisés.

Dans la sous-station, les modules sont facilement disposés sur un châssis métallique adapté, puis raccordés entre eux.

Le poste de livraison ainsi constitué est alors raccordé à l’installation.

Ce mode de fabrication autorise une mise en œuvre rapide, dans un faible encom-brement, tout en favorisant la qualité d’exécution.

Ce mode de fabrication implique des délais d’études et de réalisation plus longs que pour un poste préfabriqué mais il permet :

◆ de choisir les équipements de manière spécifique,

◆ une bonne souplesse d’adaptation à l’installation secondaire,

◆ une intégration facile dans la sous-station.

1. Les postes préfabriqués

1. Les assemblages à brides

2. Le montage sur site

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JointsIl est fait usage de joints du type métalloplastique.Avant montage, les joints sont enduits d’une graisse adaptée à la température et préservés de salissures susceptibles de les marquer lors du serrage.

Norme NF EN 1514-4

BoulonsLes boulons sont en acier matricé, avec tête et écrou hexagonaux. L’utilisation de boulons bichromatés est recommandée pour les assemblages en atmosphère souvent humide.Avant montage, les boulons sont enduits d’un produit anti-grippant.

Norme NF EN 1515-1 et NF EN 1515-2

Les assemblages vissésL’usage des assemblages vissés est admis sur :

◆ les condensats, ◆ les purges automatiques et manuelles, uniquement aux raccordements sur

la bâche dans le cas d’un poste avec condensats en circuit ouvert, ◆ les prises de mesure pour les organes de régulation, de contrôle et de comptage.

Norme NF E 29-579Norme NF E 29-572 (si les conditions maximales de service autorisent le PN 16)

Le soudageLes soudures exécutées sur les tuyauteries de vapeur et de condensats doivent être effectuées par des entreprises possédant les certificats adéquats de qualification de mode opératoire de soudage et par des soudeurs qualifiés, selon les normes :NF EN 288-1 à 3 : descriptif et qualification d’un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques ou NF EN 15614-1 : descriptif et qualification d’un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques

NF EN 287-1 : épreuve de qualification des soudeurs pour le soudage par fusion sur l’acier.

Le domaine de validité de ces qualifications doit couvrir tous les types de soudure à réaliser.Qualifications requises pour le mode opératoire de soudage et pour le soudeur, en fonction du diamètre intérieur des tuyauteries de vapeur :

QualificationDiamètre intérieur

≤ 50 mmDiamètre intérieur

≥ 50 mm

Mode opératoire de soudage / NF EN 288-1 à 3

Soudeur NF EN 287-1 NF EN 287-1

Tableau 11 : le soudage

Les DN sont fixés selon la DESP 97/23/CE.

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Les piquages et les tesLes dérivations des tuyauteries peuvent être réalisées soit par piquage, soit en uti-lisant des tés normalisés.

Les assemblages par piquage doivent respecter les conditions de soudage régle-mentaires : l’installateur détermine la nécessité et les dimensions d’une selle de renfort sur le piquage. Toutefois, les piquages soudés sont interdits lorsque le dia-mètre extérieur du tube rapporté est supérieur à 0,6 fois le diamètre du tube sur lequel s’effectue le piquage.

Les piquages d’un DN inférieur à 50 doivent être renforcés par un gousset.

Norme NF A 49-281, nuance AE 250 B ou équivalent (voir tableau qualité des tubes et accessoires).

Les changements de directionPour les petits diamètres, jusqu’au DN 40, les tuyauteries peuvent être cintrées à froid, en respectant les rayons de courbure minima suivants :

DN 15 20 25 32 40

Rayon (mm) 55,5 71 94 150 163

A compter du DN 50, il est fait usage de courbes à souder (modèle 3 D, 45° ou 90°).Norme NF A 49-281, nuance AE 250 B ou équivalent (voir tableau qualité des tubes et accessoires).

Dispositions généralesToute fixation rigide, autre que point fixe, d’une tuyauterie soumise à dilatation est proscrite.

Les tuyauteries aériennes situées dans un plan horizontal reposent par l’inter-médiaire de patins sur des supports rigides ou sont accrochées à des pendards articulés en deux points. La longueur et l’orientation des éléments de tuyauterie doivent tenir compte des déplacements, dus aux dilatations, pour éviter leur soulèvement et une déformation intempestive.

Les tuyauteries soumises aux dilatations de branches non horizontales sont supportées par des dispositifs élastiques généralement articulés.Le mode de fixation sur les parois est choisi en fonction des efforts à transmettre et de la nature du matériau de ces parois.

Les supports des tuyauteries doivent être conçus et disposés de façon à limiter les transmissions sonores et thermiques.

Si l’implantation des supports présente un risque de blessure pour les personnes, ils sont clairement repérés et protégés d’un matériau souple.

Pour le cas particulier de tuyauteries en caniveau, consulter CPCU.

2. Les supports, guidages et points fixes

Tableau 12 : rayons courbure

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Support à patin

Figure 37 : support à patin

Figure 38 : console murale

Pour les tuyauteries de vapeur et de condensats, les patins sont en fer Té à ailes égales.

Le tableau ci-dessous présente les dimensions à respecter :

H

IL

DN 32 40 50 65 80 100 125 150

I ou H (mm) 70 80

L (mm) 100

Tableau 13 : dimensions Tés

patin

fer support

platine spitée

matériau résilient

patin

platine spitée


fer support

90


Pendard

Guidage

Figure 39 : support à patin

Figure 40 : guidage

Les guidages des tuyauteries ne sont pas à considérer comme des supports.

Les pendards sont articulés en deux points pour permettre le déplacement longitudinal de la tuyauterie.

Les intervalles entre supports en fonction du DN des tuyauteries sont les suivants :

DN 32 40 50 65 80 100 125 150

Vapeur (m) 2,0 2,4 2,8 3,3 3,5 4 4,4 4,8

Condensats (m) 2,8 3 3,3 3,6 3,9 4,3 4,6 5,0

Tableau 14: intervalles entre supports


platine spitée

articulations

400DN fourreau

DN tuyauterie

fer de guidagefer


400

300

soudure

fer de guidage

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Edition 2012

* jeu à froid entre fer de guidage et fourreau.

Tableau 15 : jeux

Tableau 16

DNTuyauterie

DNFourreau

JEU *(mm)

50 150 8

65 200 8

80 200 8

100 250 10

125 250 10

150 300 10

DNTuyauterie

FER U FER I

40

70 x 40 x 650

65

80120 x 58 x 5,1

100

125 200 x 90 x 7,5

150 220 x 98 x 8,1

Point fixe

platine spitée


fer I ou U soudure

soudure

soudure

Figure 41 : point fixe

92


Tableau 17

Tableau 18

Intervalles entre guidages et points fixes

DNIntervalles (m)

L1 L2 L3

40 1,00 4,00 15

50 1,00 4,25 18

65 1,00 5,00 22

80 1,20 5,60 25

100 1,50 6,00 30

125 1,87 7,50 30

150 2,25 8,00 36

DNIntervalles (m)

L1 L2 L3

40 1,00 4,00 10

50 1,00 4,25 12

65 1,00 5,00 15

80 1,20 5,60 17

100 1,50 6,00 20

125 1,87 7,50 17

150 2,25 8,00 20

Figure 42 : compensation naturelle

Figure 43 : compensateur axial

point fixe

L3L3 L2 L1 L2L1 L3L3 L3partie active point fixe

point fixe

L3L3 L2 L1 L2L1 L3L3 L3partie active point fixe

Compensation naturelle

Compensation par compensateur axial

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Edition 2012

La traversée des parois

La protection des tuyauteries vapeur

Toute canalisation traversant une paroi doit être insérée dans un fourreau métallique, de dimensions suffisantes pour admettre les déplacements possibles de la tuyauterie.

L’intervalle existant entre la tuyauterie et le fourreau doit être calfeutré à l’aide d’un matériau compatible avec la température de la tuyauterie. Par ailleurs, le degré coupe-feu des parois traversées doit être reconstitué.

En aucun cas, cette traversée ne doit être considérée comme un point fixe, un guidage ou un support.

Les traversées de parois étanches font l’objet de dispositions adaptées.

Dans les immeubles d’habitation, de bureaux ou recevant du public, les tuyauteries de vapeur HP empruntant des locaux extérieurs à la sous-station doivent être installées dans des gaines ou des caniveaux :

◆ suffisamment ventilés pour que, dans l’éventualité d’une fuite sur la tuyauterie, la vapeur puisse s’évacuer par au moins une extrémité (branchement ou sous-station) ou par un exutoire judicieusement placé sur son parcours, sans que la gaine ou le caniveau ne montent en pression,

◆ suffisamment résistants vis à vis des agressions externes qu’ils sont susceptibles de subir.

fourreau métallique

calfeutrement

calorifuge

Figure 44 : traversée de paroi

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Les dispositifs de purge

La peinture

Une bouteille de purge est nécessaire à chaque point bas de l’installation.Elle est équipée d’un purgeur de condensats avec robinet d’isolement, pour la purge automatique, et d’un robinet pour la purge manuelle.

La bouteille de purge du poste de livraison est située en amont de la vanne de détente qui constitue un point haut de l’installation.La reprise de pente est un dispositif installé au point bas d’une canalisation de vapeur et destiné à extraire les condensats puis à les réinjecter dans la tuyauterie de vapeur, au delà d’un point haut lui-même nécessairement situé en aval du point bas en considérant le sens de l’écoulement de la vapeur.

La mise en peinture des tuyauteries et appareils constituant l’installation a pour but d’empêcher la corrosion des surfaces métalliques et d’améliorer l’aspect extérieur de l’installation.

Les tuyauteries ainsi que leurs supports, points fixes et guidages reçoivent l’application de deux couches de peinture antirouille résistant à la température du fluide, sans dégager de vapeurs toxiques ou inflammables.

Toute surface métallique doit faire l’objet d’un brossage soigné avant la mise en peinture.

CPCU préconise fortement la mise en place d’une bouteille de purge dans le but d’augmenter la durée de vie de la tuyauterie en aval. Elle permet de détruire les purges et d’éviter ainsi un écoulement biphasique et turbulent.

Figure 45 : reprise de pente

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Edition 2012

RéglementationLes appareils de robinetterie installés sur les circuits de vapeur et de condensats du poste de livraison sont soumis à la réglementation des équipements sous pres-sion de vapeur : décret du 13 décembre 1999 (d’application obligatoire à partir du 30 mai 2002) ou décret du 2 avril 1926 (applicable jusqu’au 29 mai 2002).

Implantation La robinetterie est implantée en tenant compte de :

◆ la facilité de manœuvre, ◆ l’accessibilité pour l’entretien et le démontage.

Pour cela, il peut être nécessaire de mettre en place des passerelles ou des plate-formes éventuellement rabattables, mais jamais escamotables.Il faut réserver un dégagement suffisant autour des brides, afin de faciliter le mon-tage et le démontage des appareils.

Les robinets sont placés de préférence horizontalement, avec l’axe du volant situé à une hauteur comprise entre 1,70 m et 2 m du plancher. Lorsqu’ils sont montés verticalement, le volant ou la poignée ne doivent pas être situés à plus de 1,70 m de hauteur.

MontageLes robinets de sectionnement sur les tuyauteries de vapeur sont installés hori-zontalement et de préférence en un point haut. Dans le cas exceptionnel d’une installation en point bas, la tuyauterie amont est équipée d’un dispositif de purge automatique et la tuyauterie aval est équipée d’un dispositif de purge manuelle.

Si le parcours de la vapeur est ascendant, les robinets sont suivis d’un dispositif de purge manuelle.

La tige de commande de tout robinet vapeur est de préférence verticale et dirigée vers le haut (à la rigueur inclinée de quelques degrés) mais en aucun cas dirigée vers le bas.

Les filtres sur la vapeur sont montés sur des tuyauteries horizontales et de telle sorte que la poche de rétention soit dans un plan horizontal. Tout autre montage est proscrit.

1. Les dispositions générales

IV. La robinetterie

96


ManutentionIl y a lieu de prendre les précautions nécessaires lors des manutentions, transport, stockage et mise en place de la robinetterie, afin d’éviter toute détérioration des faces de joints, des chanfreins, des volants ou poignées, ….Les protections des orifices de la robinetterie ne sont retirées que lors du montage sur la tuyauterie.

Figure 46 : montage des robinets vapeur

pentepente

point haut

purgeur à grand écart de température

pente

point bas

pentepente

point haut


pente

point bas

pentepente

point haut


pente

point bas

MONTAGE RECOMMANDÉ

MONTAGE EXCEPTIONNEL

MONTAGE PROSCRIT

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Edition 2012

Afin de réduire les pertes de charges singulières sur les tuyauteries principales de vapeur, il est conseillé de choisir des robinets à passage direct.

2. Les robinets d’isolement

Type de robinet

d’isolementUtilisations Caractéristiques Normes

Robinet-vanne

» tuyauteries principales de vapeur

» purges

• corps et chapeau en acier

• sièges parallèles à libre dilatation, opercule et siège en acier inoxydable ou stellités

• tige montante en acier inoxydable

• plateau soudé, de préférence

presse-étoupe à serrage boulonné, tresse graphitée.

NFEN 1984

Robinet à soupape

» vapeur

» condensats

» purge automatique.


• sièges en acier inoxydable ou stellités

• clapet en acier avec portée en acier inoxydable ou stellitée.

NFEN 13709

Robinet à papillon

condensats, si les conditions maximales de service autorisent le PN 16.

• corps en fonte GS avec oreilles taraudées

• papillon en cupro-aluminium

• bague d’étanchéité en EPDM chaleur.

NFEN 593

Robinet à tournant

condensats

manomètres sur vapeur et condensats.

• corps en acier

• tournant en acier inoxydable

• 3 voies pour les manomètres.

NFEN 1983

Robinet à pointeau

condensats. • corps et tige en acier. NFEN 13709

Tableau 19

98


Les filtres

Les purgeurs d’air

Les clapets de non-retour

Les soupapes de sureté

UTILISATIONS

• vapeur

• condensats.

CARACTÉRISTIQUES• corps et chapeau en acier

• type tamis en Y

• tôle perforée d’orifices de 3 mm de diamètre supportant un tissu filtrant de 2/10 mm.

UTILISATIONS

• condensats.

CARACTÉRISTIQUES• corps en acier inoxydable si les conditions maximales de service imposent le PN 25 ou plus

• corps en acier inoxydable ou en laiton si les conditions maximales de service autorisent le PN 16

• mécanisme en acier inoxydable.

UTILISATIONS

• condensats.NF E 14341

(à battant ou double battant)NF E 12334

(à disque avec ressort)

CARACTÉRISTIQUES


• mécanisme en acier inoxydable, à battant, à double battant ou à disque avec ressort.

UTILISATIONS

• vapeur.NF EN ISO 4126

CARACTÉRISTIQUES


• siège et clapet en acier inoxydable

• mécanisme à ressort

• levier de manœuvre.

99

Edition 2012

Sur les canalisations de vapeur, les purgeurs sont installés aux points bas pour extraire et évacuer automatiquement les condensats produits par les déperditions thermiques de la tuyauterie.

Ces condensats sont usuellement appelés « purges ».

Deux types de purgeur peuvent être utilisés :

◆ le purgeur à flotteur fermé à levier, avec capsule thermostatique pour la purge des incondensables.

◆ Le purgeur thermostatique bi-métallique, avec sous-refroidissement des condensats inférieur à 10 °C, non réglable. Ce type de purgeur ne doit pas être employé sur la vapeur basse pression.

Les caractéristiques de construction sont les suivantes :

◆ corps et chapeau en acier, ◆ mécanisme en acier inoxydable, ◆ étanchéité classe IV, ◆ DN usuel et minimum DN 20.

Normes NF EN 26-553, 554, 704 et 948Normes NF EN 27-841 et 842

Les principaux critères de sélection des purgeurs sont les suivants :

◆ aptitude à évacuer le débit maximum de purges susceptibles de se former dans la tuyauterie intéressée, avec la pression différentielle minimale : - poste avec condensats en circuit fermé 1 bar, - poste avec condensats en circuit ouvert 3 bar.

◆ étanchéité à la vapeur en l’absence de condensats,

◆ aptitude à évacuer les condensats dès leur apparition, avec une rétention mini-male,

◆ fonctionnement satisfaisant en cas de variation de la pression différentielle,

◆ évacuation automatique des incondensables (air, …).

1. Le rôle

3. La technologie

4. Les caractéristiques de construction

2. La sélection

V. Les purgeurs de condensats

100


Le purgeur à grand ΔT est installé sur la canalisation de vapeur au point bas après le robinet du branchement CPCU lorsqu’il n’existe pas de besoins thermiques pen-dant la période d’été (pas de production d’eau chaude sanitaire) pour assurer les fonctions suivantes :

◆ évacuer les purges à une température inférieure à 95°C sans nuisances sonores,

◆ maintenir la liaison vapeur en température afin d’éviter les éventuelles corrosions externes lors de l’arrêt de l’installation.

Les condensats sont extraits par le purgeur automatique à une température infé-rieure à 95°C et réinjectés directement sur le retour de condensats.

Le robinet de purge manuelle est normalement fermé. Il est manœuvré lors des ouvertures et fermetures du branchement CPCU.

La mise en place du purgeur à grand écart de température est possible lorsque la quantité de purges du branchement est comprise entre 0 et 50 kg/h. Au-delà, CPCU doit être consulté pour étudier la mise en œuvre du poste de livraison.

Le purgeur à grand ΔT est un purgeur thermostatique bimétallique, avec sous refroidissement des condensats inférieur à 95 °C, non réglable.

Les caractéristiques de construction sont les mêmes que pour le purgeur de condensat.

1. Le rôle

2. La technologie

3. Les caractéristiques de construction

VI. Le purgeur grand écart de température

101

Edition 2012

Le raccordement en partie médiane de l’amenée de vapeur sur la bouteille de purge est le montage conventionnel.

Toutefois, en fonction de la disposition de la bouteille de purge dans la sous-sta-tion, d’autres raccordements sur la bouteille sont possibles :

◆ en partie haute

◆ par le dessus

◆ par le dessous.

Nota : dans tous les cas, la règle de détermination du diamètre nominal de la bou-teille reste la même (voir chapitre 3 : la conception du local sous station).

1. Les différentes possibilités d’arrivée vapeur

VII. La réalisation de la bouteille de purge

Figure 47 : arrivée de vapeur en partie haute Figure 48 : arrivée de vapeur en partie basse

102


Les principes de fixation de la bouteille de purge en fonction de sa disposition dans la sous-station sont les suivants.

2. Les principes de fixation

Figure 49 : fixation au mur

Figure 50 : fixation au sol

103

Edition 2012

Figure 51 : fixation au sol et plafond

Figure 52 : fixation au plafond

104


Caractéristiques de constructionLa construction de l’échangeur du poste de livraison est soumise à la réglementa-tion des récipients sous pression de vapeur : décret du 13 décembre 1999 (d’application obligatoire à partir du 30 mai 2002) ou décret du 2 avril 1926 (applicable jusqu’au 29 mai 2002).

Ses caractéristiques de construction sont :

◆ Pression maximale de service au primaire 20 bar,

◆ plaque d’identification renvoyant aux standards du constructeur et mentionnant la puissance utile (Pu ou puissance nominale, Pn),

◆ le cas échéant, la médaille de timbre, apparente (si construite avant mai 2002).

Les échangeurs de contenance supérieure à 100 litres subissent une épreuve hydraulique avec une surcharge égale à la moitié de la pression maximale de service, soit généralement une pression d’épreuve de 30 bar. Cette épreuve est réalisée sous le contrôle de la DRIRE (Direction Régionale de l’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement) et certifiée par une médaille de timbre apposée sur l’enveloppe.

Eléments de calcul de la surface d’échangeLa surface d’échange de l’échangeur est calculée pour que l’échangeur puisse délivrer sa puissance utile :

◆ Avec une pression effective de vapeur de 4 bar, au maximum,

◆ pour le régime de température (départ/retour) de l’installation secondaire (couramment 80°C/60°C),

◆ avec un pincement maximum de 5 °C pour les échangeurs multitubulaires et 1°C pour les échangeurs à plaques entre le retour de l’installation secondaire et la sortie des condensats,

◆ avec une résistance d’encrassement de 1.10-4 °C.m2/W.

CalorifugeageL’échangeur est calorifugé, de préférence avec finition par jaquette tôle.La plaque d’identification et la médaille de timbre éventuelle doivent rester visibles après calorifugeage.

1. Les dispositions communes

VIII. L’échangeur

105

Edition 2012

Les échangeurs Les échangeurs sont de type multitubulaires.Les caractéristiques de construction sont les suivantes :

◆ type cylindrique, vertical (cas général) ou horizontal,

◆ corps et tubulures en acier,

◆ faisceau tubulaire (de préférence démontable) : - soit en acier inoxydable, - soit en acier étiré sans soudure, - soit en cuivre, - soit en cupro-nickel.

◆ compensation de la dilatation de façon à supprimer les contraintes au niveau de la fixation des tubes sur les plaques tubulaires

◆ chicanes en tôle d’acier d’épaisseur et d’espacement suffisants pour maintenir les tubes et éviter les bruits parasites

◆ tubulures soudées pour les raccordements du primaire et du secondaire : - Longueur 150 mm - Raccordements par brides : • Primaire PN 25 • Secondaire PN 16.

L’arrivée de la vapeur se fait au-dessus du plan d’eau et perpendiculairement à celui-ci.

Les échangeurs sont du type à contre-courant (méthodique), avec condensation de la vapeur à l’intérieur ou à l’extérieur des tubes.

D’autres types d’échangeurs existent mais CPCU recommande fortement les échangeurs multitubulaires.

106


Le débit nominal (Qn) de la pompe est déterminé en fonction de la puissance maximale (Pm) de l’installation, soit :

Circuit ouvertLa hauteur manométrique nominale de la pompe tient compte de :

◆ la pression des condensats au droit du raccordement du branchement sur le réseau CPCU,

◆ la différence d’altitude entre la pompe et le raccordement du branchement sur le réseau CPCU,

◆ la perte de charge de la tuyauterie et des équipements, entre la pompe et le branchement CPCU, au débit nominal,

◆ la pression statique disponible à l’aspiration de la pompe.

La pression sur le réseau CPCU est variable selon la période de l’année et la situation géographique mais, pour le calcul de la hauteur manométrique de la pompe, on admet généralement 5 bar.

La pression statique disponible à l’aspiration de la pompe, prise en compte pour le calcul de la hauteur manométrique, dépend du principe hydraulique des condensats.En circuit ouvert, la pression équivalente la hauteur d’eau dans la bâche, au-dessus de l’aspiration est proche de 0 bar (pression atmosphérique).

Pour une différence d’altitude de 5 m (0,5 bar) et une perte de charge de 1 bar, entre la pompe et le réseau CPCU, la hauteur manométrique nominale de la pompe est voisine de 6,5 bar.

Circuit ferméEn circuit fermé, la pompe de condensat n’est pas strictement requise.Dans le cas où elle serait installée, la hauteur manométrique nominale est de 6,5 bar.

Qn en kg/h (ou en l/h, exprimé en débit volumique)Pm en kW0,697 : équivalence énergétique moyenne conventionnelle de la vapeur, en kWh/kg.

1. Le débit nominal

2. La hauteur manométrique nominale

IX. Les pompes de condensats

Qn =Pm

0,697

107

Edition 2012

Le débit maximal (Qm) de la pompe des condensats est un élément de définition important. Il intervient dans :

◆ la sélection de la pompe,

◆ la régulation du fonctionnement de la pompe,

◆ le calcul du volume actif de la bâche des condensats, dans le cas d’un poste de livraison avec condensats en circuit ouvert.

Le débit maximal (Qm) de la pompe dépend de la caractéristique débit/hauteur manométrique de celle-ci et de la caractéristique débit/pression du circuit sur lequel elle est installée.

La courbe correspond à la caractéristique du circuit au fonctionnement nomi-

nal. La courbe correspond à la plus faible pression possible, soit généralement lorsque les condensats sont disposés vers l’égout.

Quand la pression du circuit est minimale, le débit de la pompe des condensats est maximal.

Le débit maximal (Qm) peut être limité par l’installation d’un organe créant une perte de charge en aval de la pompe, par exemple un déverseur, une vanne de régulation ou un diaphragme.

3. Le débit maximal

Figure 53 : débit nominal et débit maximal

108


La pompe est sélectionnée en fonction des critères suivants :

◆ le point de fonctionnement, débit/pression, nominal,

◆ le nombre de démarrages/arrêts admissible, soit généralement 10 par heure,

◆ le débit maximal (Qm), pour déterminer la puissance du moteur.

Pour un poste avec condensats en circuit ouvert, le NPSH de la pompe doit permettre un fonctionnement normal à une température de 80 °C et au niveau inférieur des condensats dans la bâche.

Caractéristiques

◆ Arbre en acier inoxydable,

◆ garniture mécanique,

◆ indice de protection du moteur IP 55.

MontageLa pompe est montée entre manchons antivibratiles pour limiter la transmission solidienne des bruits.

RedondancePour un poste avec condensats en circuit ouvert, la défaillance de la pompe conduit à la mise à l’égout des condensats par débordement de la bâche. Il est conseillé d’installer une deuxième pompe, en redondance, notamment lorsque la puissance du poste dépasse 400 kW.

4. La sélection

5. L’installation

vers réseauCPCU Condensats

Figure 54 : redondances des pompes

109

Edition 2012

Figure 55 : Régulation de la pompe avec échangeur régulé sur la vapeur

Le principe de régulation du débit de la pompe est, le plus souvent, du type tout ou rien (TOR) : marche/arrêt.Pour limiter le nombre de démarrages, il convient d’optimiser l’ensemble des don-nées suivantes :

◆ La caractéristique débit/pression de la pompe, ◆ la capacité de condensats dans l’échangeur, pour le principe en circuit fermé, ◆ le volume actif de la bâche des condensats, pour le principe en circuit ouvert, ◆ la boucle de régulation.

Si le groupe de relevage comporte deux pompes, un automatisme permet :

◆ En cas de défaut de la pompe en service, le basculement sur l’autre pompe, ◆ une permutation cyclique pour équilibrer les temps de fonctionnement.

Condensats en circuit ferméLa régulation de la pompe se fait par le biais de l’échangeur du poste sur les condensats selon le principe suivant :

Lorsque la vanne de régulation des condensats s’ouvre, la pression de la vapeur dans l’échangeur peut suffire pour évacuer les condensats.

◆ Cette pompe ne peut démarrer que si les conditions suivantes sont réunies :

◆ vanne de régulation des condensats ouverte de plus de 10 % ◆ sécurité de présence des condensats en amont de la pompe, non active

(contrôleur de hauteur d’eau )

◆ température haute des condensats, non active (thermostat de sécurité ).

Un capteur de pression à seuil est installé et relié au régulateur.

Cette même électrovanne doit s’ouvrir en cas d’anomalie de la pompe (ouverture ou défaut électrique du circuit de puissance de la pompe ou des deux pompes).Le bipasse de la pompe, équipé d’un robinet de réglage, permet dans certaines situa-tions un fonctionnement de la pompe avec un débit très faible de condensats afin d’éviter la cavitation.

La perte de charge de la vanne de régulation des condensats est suffisante pour limi-ter le débit maximal (Qm) de la pompe des condensats, sans l’ajout d’un diaphragme.

6. La régulation de fonctionnement

Condensats

Vers réseauCPCU

Purges

R

110


Condensats en circuit ouvertLa commande de la pompe s’effectue par un contrôle de niveau d’eau, haut et bas, dans la bâche :

◆ Soit par un pressostat, monté en partie basse de la bâche, ◆ soit par un contrôleur de hauteur d’eau à flotteur, monté sur la bâche.

Une remontée en crosse est nécessaire pour éviter que la bâche se vide trop rapidement.

Figure 4 : Condensats en circuit ouvert

La mise à l’égout des condensats du poste est canalisée par une tuyauterie en acier.

Elle est raccordée au réseau d’évacuation du bâtiment. La mise à l’égout des condensats par le biais du siphon de sol ou du puisard de la sous-station est obligatoire.

7. La mise à l’égout des condensats

111

Edition 2012

La bâche des condensats est réalisée en tôle d’acier soudée de 3 mm d’épaisseur. Sauf si elle est en acier inoxydable, ses surfaces intérieure et extérieure sont pro-tégées par deux couches de peinture antirouille adaptée à la température.Elle est calorifugée.

Elle repose sur des cales de 30 mm de hauteur minimale pour permettre une cir-culation d’air sous la face inférieure.

Dans le cas où le compteur est installé sur la bâche, il y a lieu de prévoir un sup-port spécifique.

Un tube d’amenée des condensats. Son DN est fonction du calibre du compteur.

Ce tube est coupé en sifflet à son extrémité inférieure pourvue de deux fentes diamétralement opposées.La surface totale des fentes est, au minimum, égale à trois fois la section du tube.

Un piquage d’aspiration de la (ou des) pompe(s) des condensats.Son DN est fonction du débit Qm de la pompe des condensats.

Le tableau ci-dessous est donné à titre indicatif.

1. Enveloppe

2. Equipement

X. La réalisation de la bâche

PUISSANCE UTILE (kW)

200 300 500 800 1200 1800 2500

DN 20 25 32 40

Tableau 20 : puissance utile en fonction du diamètre nominal

Un tube de trop plein. Son DN est égal à celui du tube d’amenée des conden-sats. La partie supérieure du coude comporte un trou d’évent (anti-siphonnage) de 5 mm de diamètre.Les condensats de débordement sont canalisés vers le puisard ou le siphon de sol de la sous-station, par une tuyauterie en acier sur laquelle est interposé un entonnoir.

Un piquage d’évent fileté, sur le dessus de la bâche. Son DN est défini plus loin.

Un piquage d’arrivée de la purge manuelle et un piquage d’arrivée de la purge automatique de la bouteille du poste.Ces piquages sont en DN 25 (minimum) et filetés. Leur débouché dans la bâche est perpendiculaire au plan d’eau.

Un piquage de vidange en DN 50, muni d’un bouchon fileté et situé le plus près possible du fond.

112


Une trappe de visite dont les dimensions sont adaptées à la conduite et à la maintenance.

Tous les piquages ont une longueur de 70 mm.

Condensats Events

Figure 56 : équipement de la bâche de condensats

L’évent de la bâche des condensats est constitué d’une tuyauterie en acier dont le diamètre dépend de la puissance maximale (Pm) du poste de livraison :

◆ Pm ≤ 300 kW DN 50 ◆ Pm > 300 kW DN 65.

Sur la totalité de son parcours, la tuyauterie doit être en pente ascendante vers son débouché, sans aucun point bas ou s’accumuleraient des condensats empêchant l’évacuation des buées.

Son débouché, nécessairement à l’extérieur du bâtiment, ne doit engendrer ni risque ni gêne pour le voisinage.

Dans le cas d’impossibilité d’installer une tuyauterie, celle-ci peut être remplacée par un conduit à condition de respecter les dispositions suivantes :

◆ Déboucher à l’extérieur sans risque ni gêne pour le voisinage, ◆ ne comporter aucun point bas, ◆ résister à la température et à l’humidité, ◆ être étanche à l’eau et à la vapeur.

Si la ventilation haute de la sous-station respecte ces critères, elle peut alors être utilisée comme conduit d’évent. Si elle est équipée d’un ventilateur, celui-ci doit également résister à la température et à l’humidité.

3. L’évent de la bâche des condensats

113

Edition 2012

D’après l’arrêté du 23 Juin 1978, article 25 paragraphe 1, les appareils d’échange et les canalisations de fluide caloporteur doivent être calorifugés (à l’exception des cana-lisations contribuant à chauffer les locaux qu’elles traversent).

Un calorifugeage efficace des tuyauteries et matériels permet :

◆ d‘économiser l’énergie,

◆ de maîtriser la température ambiante dans la sous-station et dans les locaux adjacents et/ou traversés,

◆ de protéger les personnes de brûlures éventuelles.

XI. Le calorifugeage

La qualité de l’isolant utilisé doit répondre aux normes en vigueur et être parfaite-ment adaptée aux conditions de service.

L’isolant et son revêtement ne doivent pas se modifier chimiquement ou physique-ment aux températures de service ou sous l’effet de l’humidité.

(Normes NF B 20-001 et 002, Normes NF B 20-101 et NF EN 1608).

Les caractéristiques de l’isolant sont les suivantes :

Pour la bâche des condensats, les matériaux indiqués ci-dessus peuvent être utilisés mais également d’autres matériaux présentant en plus les avantages suivants :

◆ moindre épaisseur liée à une conductivité thermique plus faible ◆ meilleure résistance aux chocs et à l’écrasement ◆ mise en œuvre mieux adaptée aux surfaces planes.

Dans les zones accessibles au public, le calorifuge doit être en matériau classé M1.Concernant les autres zones, il doit être en matériau classé M3.

Arrêté du 25 Juin 1980, article CH 25 paragraphe 3.

1. Le matériau isolant

Caractéristiques Tuyauteries-Robinetterie-Echangeur

Matériaux Laine minérale de verre ou de roche volcanique

Masse volumique De 60 kg/m3 (verre) à 135 kg/m3 (roche)

Réaction au feu M0 (incombustible)

Conductivité thermique λ ≤ 0,055 W / m.°C à 200°C

Tenue aux agents extérieurs Imputrescible, hydrophobe et diélectrique

Etat de structure Indéformable dans le temps

Tableau 21

114


Tuyauteries et échangeurLes tableaux ci-après précisent l’épaisseur minimale de l’isolant en fonction du DN et indiquent les déperditions thermiques correspondantes par degré d’écart, entre le fluide et l’air ambiant, et par unité de longueur de l’équipement calorifugé.

Selon la RT 2005, les conduits de réseaux de distribution d’eau chaude doivent présenter une isolation de classe 2. Cette classe est déterminée en fonction de la conductivité thermique de l’isolant λ qui doit être d’au moins 0.055 W/m.°C et du diamètre extérieur de tube. L’épaisseur de l’isolant (calorifuge) et le coefficient de perte peuvent être déterminés.

2. Les épaisseurs

DN

TUYAUTERIES VAPEUR

Epaisseur(mm)

Déperditions thermiques (W/m.°C)

avec l = 0,055 W/m.°C

40 50 0,27450 60 0,28165 60 0,31780 60 0,360100 70 0,385125 70 0,443150 70 0,509

DN

TUYAUTERIES CONDENSATS ET PURGES

EPAISSEUR(mm)


avec l = 0,055 W/m.°C

20 30 0,28325 30 0,32532 30 0,37840 40 0,34150 40 0,39565 50 0,38580 50 0,441

DN

TUYAUTERIES CONDENSATS ET PURGES

EPAISSEUR(mm)


avec l = 0,055 W/m.°C

150 50 0,690200 60 0,737250 80 0,698300 100 0,670

Tableau 23

Tableau 24

Tableau 25

115

Edition 2012

Bâche des condensatsL’épaisseur de l’isolant est calculée pour limiter les déperditions thermiques de la bâche 50 W/m2.

TuyauteriesIl est généralement fait usage de coquilles fendues sur une génératrice ou de demi-coquilles.

Les dispositions suivantes sont prises :

◆ Pose jointive, ◆ décalage des joints longitudinaux et transversaux, ◆ maintien des coquilles par des ligatures de fil de fer galvanisé.

La finition du calorifuge est choisie en fonction de l’aspect visuel souhaité :

◆ Soit un plâtre lissé. Dans ce cas, l’isolant est recouvert d’une toile de jute ou de coton, enroulée en spirale, serrée et collée,

◆ soit un jaquettage en tôle inoxydable, ◆ soit un autre matériau adapté aux conditions de service et aux locaux

traversés.

Le matériau employé pour la finition est de catégorie M0 (incombustible).

Si la tuyauterie comporte un appareil à brides (robinet, purgeur, filtre, …), le calorifuge doit être arrêté par la pose d’embouts métalliques à une distance suffisante de la bride pour permettre le dégagement des boulons et d’une clé.

Dans le cas d’utilisation de revêtements tôlés, les embouts doivent être réalisés de telle sorte que l’isolant soit maintenu en place sans contact direct entre le revêtement et la tuyauterie.

Dans le cas d’une canalisation en caniveau ou en gaine, l’isolant est recouvert d’un feutre bitumé, fixé par des feuillards d’aluminium distants de 0,5 m, dont les éléments se superposent de 10 cm aux extrémités.

Robinetterie, vannes de régulation et purgeurs de condensatsLes appareils sont habillés d’un matelas isolant préformé avec une enveloppe en toile de verre, ou d’une tôle bourrée d’ isolant et fixée par des sangles ou scratchs en tissu de verre avec des boucles en acier inoxydable.

Le calorifuge doit être aisément démontable et remontable pour faciliter les inter-ventions sur les appareils.

Il est déconseillé de calorifuger les purgeurs thermostatiques, de manière à favoriser le sous-refroidissement des condensats.

3. La mise en œuvre

116


EchangeurLe calorifuge est identique à celui de la tuyauterie, de préférence avec une finition par jaquette tôle.Le corps, les fonds et les tubulures de raccordement de l’échangeur sont calorifugés. La plaque d’identification et la médaille de timbre éventuelle doivent rester apparentes.

Bâche des condensatsLes faces latérales et le dessus de la bâche sont calorifugés.

Le revêtement extérieur de l’isolant doit présenter une résistance suffisante aux chocs, à l’écrasement et à l’humidité. Il est facilement nettoyable.

MontageLes manomètres sont installés sur un siphon.Si la tuyauterie est horizontale, le raccor-dement se fait :

◆ soit sur la génératrice supérieure, ◆ soit sur la génératrice médiane.

À l’exclusion de la génératrice inférieure.

Les manomètres sont équipés d’un robinet d’isolement trois voies. Une voie, normalement obturée par un bouchon, est destinée à la pose éventuelle d’un manomètre étalonné.

1. Les manomètres

XII. Les appareils de contrôle

Utilisations Caractéristiques

Vapeur

Condensats

Normes NF EN 837-1 à 3

» En acier inoxydable

» cadran de diamètre 100 mm au minimum

» classe 1

» graduation :

- 0 à 25 bar en amont de la vanne de

régulation de la vapeur,

- 0 à 10 bar en aval de la vanne de

régulation de la vapeur.

Tableau 26

Figure 57 : montage manomètres

117

Edition 2012

MontageLes thermomètres sont équipés d’un doigt de gant. Ils sont orientés de façons à être lisibles.Le boîtier et son raccordement sur le doigt de gant sont placés hors du calorifuge.Les thermomètres sont sélectionnés et installés de façon à ce que l’extrémité de la longueur de plonge se situe à la moitié de la veine du fluide (montage identique à celui des sondes de température).

2. Les thermomètres


Condensats

Norme NF E 18-010

» dilatation de liquide

» type droit, équerre ou coudé

» tube gradué à optique grossissante

» protection du réservoir, du tube de translation et du tube gradué par un boîtier et une gaine métalliques

» hauteur du boîtier 200 mm

» graduation 0 à 120 °C.

XIII. Les appareils de régulation

RégulationLa boucle de régulation est l’ensemble des éléments concourant à la régulation d’un équipement ou d’un système de l’installation.

Elle comporte : ◆ un ou plusieurs capteurs, ◆ un régulateur, ◆ un ou plusieurs actionneurs.

On distingue deux types de capteur, d’actionneur et de régulateur en fonction du signal de régulation qu’ils délivrent ou qu’ils reçoivent : - logique signal tout ou rien (TOR) - analogique signal modulant (de 0 à 100 %).

Sécurité Des organes de sécurité complètent la boucle de régulation. Dans ce cas, ils agissent directement sur les actionneurs, en les forçant dans une position de sécurité.

Il est déconseillé d’utiliser un capteur ou un régulateur de la boucle de régulation pour assurer une fonction de sécurité.

1. La boucle de régulation

Tableau 27

118


2. Les capteurs

Sondes de température d’eau

Utilisation ◆ Condensats, ◆ départ de l’installation secondaire.

Normes NF EN 50-014 et 018

MontageLa sonde de température d’eau est montée à l’intérieur d’un doigt de gant pour permettre son démontage sans vidange de la tuyauterie.

Sur la tuyauterie, la sonde est montée (Fig. 31) : ◆ Soit perpendiculairement au sens du fluide. ◆ Soit inclinée à 45° dans le sens opposé à l’écoulement du fluide. ◆ Soit dans un coude, pour les tubes de faibles DN.

L’élément de mesure de la sonde est plongé au centre de la veine du fluide.

Le boîtier de raccordement électrique de la sonde est situé à l’extérieur du calorifuge.

Il y a lieu de prévoir les dégagements suffisants pour pouvoir ôter la sonde du doigt de gant.

Les sondes montées en « applique » sur la tuyauterie sont déconseillées : prise de mesure moins fiable, plus grande inertie, décalage de mesure dans le temps.

Caractéristiques ◆ Gaine de protection en acier inoxydable, ◆ élément de mesure PT 100 ou PT 1000 (2 ou 3 fils), CTN, CTP, ◆ transmetteur incorporé dans la tête de la sonde, le cas échéant, ◆ signal électrique du transmetteur éventuel : 4-20 mA, 0-10 V.

obstacle

T

espace pour dégagement sonde

doigt de gant

45°

calorifuge

T T

90°

Figure 58 : montage des sondes de température

119

Edition 2012

Sondes de température extérieure

La sonde de température extérieure est judicieusement placée : ◆ sur la façade la plus exposée au nord ◆ à l’abri du rayonnement solaire direct.

Elle est définie avec une forte inertie afin d’éviter des variations trop brusques, préjudiciables au fonctionnement, et susceptibles de provoquer des appels de puissance excessifs.

Sondes de pression

MontageSur les tuyauteries de vapeur, la sonde de pression est montée :

◆ Avec un robinet d’isolement en amont et une mise à l’air libre, munie d’un bouchon, pour l’étalonnage,

◆ en aval d’un dispositif (« queue de cochon », …) évitant le contact direct de la vapeur avec l’élément de mesure de la sonde,

◆ en aval d’un pot de condensation, dans le cas ou la pression à mesurer subit des pulsations,

◆ déportée, dans le cas où la tuyauterie subit des vibrations.

Sur les tuyauteries de condensats, la sonde de pression est montée : ◆ Avec un robinet d’isolement en amont et une mise à l’air libre munie d’un bouchon, ◆ avec une restriction ajustable (robinet à pointeau), dans le cas où la pression

à mesurer subit des pulsations.

évent condensats

Ø5

calorifuge

purges automatique et manuelle

50

70

min

i

100 80

80

300

BAS

HAUT

80

VOLUME ACTIFHa

0

pompe des condensats

20

100 30

Figure 59 : montage des sondes de pression sur la vapeur

Figure 60 : montage des sondes de

pression sur les condensats


Vapeur

Condensats

Normes NF X 10-104

• boîtier en acier inoxydable

• cellule de mesure céramique,

piézo-résistive, jauge de contrainte

• signal électrique 4-20 mA (2 fils)

• précision ≤ 1 % de la mesure.

P

Probinet àpointeau

Tableau 27

120


Thermostats

Utilisations ◆ Condensats, ◆ départ de l’installation secondaire.

MontageLes règles de montage des thermostats sur les tuyauteries sont identiques à celles des sondes de température (Figure montage des sondes de température).

Caractéristiques ◆ Plongeur à dilatation de liquide, ◆ contact électrique inverseur, ◆ différentiel réglable.

Pressostats

Utilisations ◆ Vapeur, ◆ condensats.

MontageLes règles de montage des pressostats sur les tuyauteries sont identiques à celles des sondes de pression (Figures montage des sondes de pression sur la vapeur et sur les condensats). Toutefois, l’installation d’un organe d’isolement sur la prise de mesure est déconseillée.

Caractéristiques ◆ Soufflet en acier inoxydable, ◆ contact électrique inverseur, ◆ différentiel réglable.

Utilisations ◆ Boucle de détente et sécurité de la vapeur, ◆ boucle de régulation des condensats.

MontageLe régulateur est installé à l’intérieur d’une armoire électrique ou en façade de celle-ci.

Caractéristiques ◆ Signaux électriques d’entrée et de sortie compatibles respectivement avec

les capteurs et actionneurs, ◆ technologie analogique ou numérique, ◆ indice de protection IP 40 minimum, ◆ température maximum de service 60 °C, ◆ humidité relative maximum de service 100 % HR.

3. Le régulateur

121

Edition 2012

Eléments de définition

Corps de vanne

◆ Les matériaux, choisis en fonction de la pression et de la température maximales de service du fluide.

◆ Le coefficient Kv requis, débit du fluide ramené à l’unité de perte de charge, la vanne étant grande ouverte.

◆ Le diamètre nominal (DN), fonction du coefficient Kvs propre à chaque vanne et donné par le fabricant.

◆ La pression différentielle admissible entre l’entrée et la sortie de la vanne, spécifiée par le fabricant.

◆ Les vitesses d’entrée et de sortie du fluide, à partir du DN retenu.

◆ Les vitesses d’entrée et de sortie du fluide, à partir du DN retenu.

Une mauvaise sélection de la vanne, surdimensionnement ou sous-dimensionne-ment, génère des dysfonctionnements :

◆ Cavitation du fluide, ◆ niveau sonore élevé, ◆ usure prématurée de l’ensemble siège-clapet, ◆ pompage de la boucle de régulation.

Servo-moteur

◆ Couple adapté à la technologie de la vanne et au fluide,

◆ dispositif mécanique de retour à zéro par manque de tension,

◆ indice de protection IP 65,

◆ signal électrique de commande 4-20 mA, 0-10 V, 3 points.

4. Les vannes

122


Vannes de détente sur la vapeur

Caractéristiques hydrauliques ◆ Pression différentielle 20 bar,

◆ étanchéité classe IV,

◆ pression amont de calcul pression minimum de la vapeur CPCU (la pression peut fluctuer selon la situation sur le réseau et la période de l’année) diminuée de la perte de charge dans la tuyauterie de liaison entre le branchement CPCU et la vanne de régulation. La pression usuelle de calcul est de 8 bar. Un secteur du réseau CPCU est alimenté à 5 bar. Pour plus d’information, il est nécessaire de se rapprocher de CPCU,

◆ rangeabilité minimale 50 (rapport entre le débit maximal et le débit minimal réglable par la vanne),

◆ caractéristique de débit généralement à égal pourcentage.

Caractéristiques sonores ◆ Niveau de bruit maximal 85 dB(A), mesuré à 1 m de la vanne.

Pour les vannes situées à proximité de locaux occupés, cette valeur est ramenée à 80 dB(A).

Caractéristiques mécaniques ◆ Corps en acier,

◆ siège et clapet en acier inoxydable ou stellités,

◆ tige en acier inoxydable.

MontageLes vannes de détente sont installées horizontalement et en point haut.

Une longueur droite minimum, dépourvue de robinetterie, est requise de part et d’autre des vannes de régulation afin de stabiliser l’écoulement du fluide.

Pour préserver l’étanchéité des vannes, il est recommandé d’installer un filtre en amont.

Après détente, le diamètre de la tuyauterie doit être dimensionné en fonction de la masse volumique de la vapeur détendue.

DN

4 DN6 DN

pente pente

point haut

Figure 61 : montage des vannesde détente

123

Edition 2012

Vannes de régulation des condensats

Caractéristiques hydrauliques ◆ Étanchéité classe IV,

◆ Pression différentielle fonction des principes hydrauliques du poste de livraison,

◆ Autorité ≥ 0,5,

◆ Caractéristique de débit identique à la caractéristique de débit de la vanne de détente de la vapeur.

Caractéristiques mécaniques ◆ Corps en acier,

◆ siège et clapet en acier inoxydable,

◆ tige en acier inoxydable.

Pour préserver l’étanchéité des vannes, il est recommandé d’installer un filtre en amont.

XIV. L’électricité

La publication UTE C 12-101 regroupe l’ensemble des textes relatifs aux installa-tions électriques et notamment la norme NFC 15-100 : installation électrique à basse tension.

Les matériels installés sont conformes à la directive européenne (CE).

Toute installation électrique est divisée en circuits distincts protégés séparément, pour que la défaillance de l’un des circuits n’affecte pas les autres circuits.

Les protections des circuits électriques sont déterminées en fonction du régime du neutre en amont (TT, TN ou IT). Le schéma ci-après illustre le principe général de la distribution électrique appliqué pour une sous-station.

1. Les dispositions réglementaires et normatives

2. La distribution de basse tension

124


Câbles

La section des câbles est compatible avec les puissances mises en jeu ainsi qu’avec les protections en tête des circuits. Elle est égale ou supérieure à :

◆ 0,9 mm² pour la régulation, les mesures, la téléphonie et la communication,

◆ 1.5 mm² pour la télécommande et la signalisation,

◆ 2,5 mm² pour la puissance et les prises de courant.

Les câbles sont de série industrielle, de type U 1000 RO2V pour les circuits de puissance, de télécommande et de signalisation.

Les câbles sont repérés à chaque extrémité.

Dans les zones soumises à des perturbations électromagnétiques, les câbles de courant faible sont blindés. Le blindage n’est raccordé qu’à une seule extrémité.

Supportage

Les câbles sont installés dans des chemins de câbles supportés par des consoles ou suspentes adaptées.

Les câbles de puissance sont disposés en une seule nappe, avec un espace convenable entre eux pour limiter leur échauffement.

Les câbles de régulation, de mesure, de téléphonie et de communication sont posés dans des chemins de câbles distincts de ceux utilisés pour la puissance, la commande, la signalisation, l’éclairage et les prises de courant.

Le supportage ne doit présenter aucun risque de blessure pour les personnes.

Câbles

Les armoires et coffrets sont de fabrication standard et de dimensions normalisées, de type étanche aux poussières et aux chutes d’eau.

La pénétration des câbles se fait par le bas et par l’intermédiaire d’un presse-étoupe.

Les armoires et coffrets sont réalisés et installés pour que les organes de manœuvre soient situés entre 1 m et 1,80 m du sol.

3. Les canalisations électriques

4. Les armoires et coffrets électriques

125

Edition 2012

Des plaques indicatrices permettent de reconnaître l’affectation de l’appareillage.

Les armoires sont équipées d’un éclairage interne asservi à l’ouverture de la porte.

Si nécessaire, les armoires et coffrets sont ventilés, naturellement ou mécanique-ment. Dans ce cas, les amenées d’air sont pourvues d’un filtre.

Les schémas électriques, à jour, des armoires et coffrets sont disposés à l’intérieur de ceux-ci.

XV. Le repérage

CouleursAprès calorifugeage, les tuyauteries reçoivent un repérage permettant d’identifier la nature et le sens d’écoulement du fluide transporté.

Ce repérage répond à la norme NF X 08-100 et se présente sous la forme :

◆ soit d’anneaux, sur toute la circonférence,

◆ soit d’une bande, sur une partie de la circonférence.

Trois séries de couleur avec des dimensions spécifiques caractérisent le repérage :

◆ couleur de fond famille du fluide

◆ couleur d’identification identification du fluide dans la famille

◆ couleur d’état état du fluide.

1. La tuyauterie

6d

d

2d 2d 2d0.5d

6l

l

2l 2l 2l0.5l

FAMILLE IDENTIFICATION ETAT

ANNEAUX

BANDE

Figure 62 : principe du repérage des vannes

126


Références colorimétriques

Tuyauterie Famille identification Etat

Vapeur Gris clair (alu) -Rouge orange vif

A 801

Condensats et purges

Vert jauneA 466

Rose moyenA 870

Orangé grisA 150

Tableau 28 : références colorimétriques

Tableau 29 : états des fluides

La couleur de fond peut être apposée selon la norme NF X 08-100,4 sur toute la longueur de la tuyauterie ou sur une seule partie.

Le tableau ci-dessous représente les couleurs de l’état du fluide.

Etat du fluideCouleurs d’état

(anneaux ou bandes)

Références colorimétriques

NF X 08-002

Chaud ou surchauffé Orangé gris A 150

Froid ou refroidi Violet moyen A 710

Sous pression Rouge-orangé vif A 801

Sens d’écoulementLe sens d’écoulement du fluide doit figurer sur les tuyauteries de manière à trouver rapidement les vannes d’arrêt en cas d’urgence (norme NF X 08-100,8).

Le sens d’écoulement du fluide est indiqué : ◆ Par une ou plusieurs flèches. ◆ Par une extrémité en forme de flèche dans le cas d’une bande.

Figure 63 : sens d’écoulement du fluide

127

Edition 2012

Les repérages peuvent être apposés au moyen de peinture ou de bandes adhésives.

L’emplacement des repères et leur espacement sont logiquement déterminés pour faciliter la conduite.Ils sont notamment prévus :

◆ en entrée et sortie des locaux traversés, ◆ au droit des dérivations, ◆ à proximité des appareils de robinetterie et des équipements essentiels, par

exemple les vannes de régulation, l’échangeur, les pompes, la bâche.

Figure 64 : repérage de la tuyauterie du poste de livraison

Figure 65 : exemple d’étiquettes

2d 2d 2d

0.5d

d

0.5d3d 3d

Vapeur

Condensats et purges

d

En plus de la tuyauterie, les équipements de l’installation sont également repérés.

Ce repérage s’effectue par une étiquette fixée à l’équipement : ◆ Soit par collage. ◆ Soit à l’aide d’une chaînette métallique. ◆ Soit à l’aide d’un porte-étiquette adapté.

La forme, les dimensions et la couleur des étiquettes sont définies pour que les inscriptions soient aisément lisibles depuis les zones de circulation.

Les étiquettes sont réalisées avec un matériau résistant et facilement nettoyable (par exemple en dilophane) et les inscriptions sont gravées.

Les libellés portés sur les étiquettes sont le plus souvent : ◆ Un numéro, reporté sur le schéma de principe

affiché dans la sous-station, ◆ le nom, pour les équipements essentiels, ◆ la fonction, ◆ une recommandation d’exploitation.

2. Les équipements

ROBINET D'ARRET VAPEUROUVRIR LENTEMENT

POMPE DES CONDENSATSN°1

ECHANGEUR

128


Pour faciliter la compréhension de l’installation, un schéma de principe est affiché, bien en vue, sur l’un des murs de la sous-station.

Il représente au minimum : ◆ La tuyauterie, en trait unifilaire et en couleur, ◆ les équipements et leurs repères, ◆ les appareils de robinetterie, de régulation et de contrôle, accompagnés du

repère figurant sur les étiquettes, ◆ la nomenclature du matériel, ◆ la date d’exécution de l’installation.

Le schéma est fixé sur un support rigide, par exemple en PVC, et plastifié pour être résistant et nettoyable. Des œillets permettent une fixation murale par vis.

A l’issue des travaux d’exécution du poste de livraison, l’installateur constitue le Dossier des Ouvrages Exécutés, ou D.O.E.

Le D.O.E. regroupe la documentation technique qui sera le support indispensable à l’exploitant chargé de la conduite et de la maintenance.

La documentation est conforme à l’exécution. Dans le cartouche de chaque document, l’indication « RECOLEMENT » distingue la version finale de celles, inter-médiaires, ayant servi de base à la réalisation.Les documents sont rédigés en langue française.

Pour les documents élaborés à partir d’outils informatiques, tels que traitement de texte, tableur, D.A.O., les supports informatiques sont joints au dossier.

En tête du dossier figure la liste exhaustive de tous les documents constituant le D.O.E. et les coordonnées de l’installateur.

Un exemplaire du dossier doit rester sur le site, à la disposition permanente de l’exploitant.

3. Le schéma de principe

1. Les dispositions générales

XVI. Le dossier des ouvrages exécutés

129

Edition 2012

Le D.O.E. comporte notamment les documents suivants :

Plans ◆ Les plans généraux de l’installation, ◆ les plans de détail, ◆ les vues en coupe.

Schémas ◆ Le schéma de principe hydraulique sur lequel figurent :

- la nomenclature du matériel, - les différents réseaux et circuits, - le sens d’écoulement des fluides, - les températures nominales, - les caractéristiques nominales des équipements principaux, - le repérage du matériel sur le site (étiquetage).

◆ Le schéma de l’installation électrique.

◆ Les schémas électriques des armoires et coffrets.

◆ Les carnets de câbles électriques.

◆ Les schémas des boucles de régulation des systèmes sur lesquelles figurent : - les capteurs et les actionneurs, - les régulateurs, - les liaisons électriques, - les consignes nominales.

Notes de calculLes principales notes de calcul de l’installation :

◆ Les déperditions thermiques du bâtiment.

◆ La puissance de la préparation d’E.C.S.

◆ Le bilan thermique du poste de livraison faisant apparaître : - les puissances de chacun des systèmes, - les pertes de distribution, - les surpuissances éventuelles.

◆ Les caractéristiques de sélection des matériels (échangeur, pompes, …)

◆ Le bilan des puissances électriques.

2. Le contenu du dossier

130


MatérielsLes fiches techniques de tous les matériels installés, comportant :

◆ La marque et le type.

◆ Les spécifications mécaniques et électriques.

◆ La référence « constructeur » des composants.

◆ Les certificats d’étalonnage des capteurs de régulation.

◆ Les plans de fabrication.

◆ Les conditions d’utilisation.

◆ Les caractéristiques nominales de fonctionnement.

◆ Les opérations particulières de conduite et de maintenance.

◆ Les certificats de garantie éventuels.

Matériaux ◆ Les procès-verbaux des matériaux employés, faisant l’objet d’un classement

de réaction au feu.

Mise en oeuvre ◆ Le « dossier technique de tuyauterie » des soudages du poste de livraison et

de la tuyauterie de liaison avec les robinets du branchement CPCU.

◆ Les autocontrôles éventuels de l’installateur.

Maintenance ◆ Les opérations de maintenance préventive et leur fréquence d’exécution.

◆ Les listes des pièces détachées, dont celles de première urgence.

◆ Les coordonnées des fabricants et fournisseurs (adresse, n° de téléphone, …).

◆ Les opérations de maintenance particulières à l’opération et leur localisation, pour la constitution du Dossier d’Interventions Ultérieures sur les Ouvrages (D.I.U.O.).

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Edition 2012

ConduiteUne notice de conduite est rédigée, comportant les modes opératoires ou consignes :

◆ Mises en service et arrêts saisonniers ou exceptionnels.

◆ Conditions de fonctionnement de la récupération de chaleur sur les condensats.

◆ Fonctionnements particuliers, tels que normal/secours, régimes transi-toires, …

◆ Analyses fonctionnelles des boucles de régulation : logiques de fonctionne-ment, consignes, sécurités, automatismes, …

◆ Relevés de mesures à effectuer régulièrement : températures, pressions, intensités absorbées par les moteurs, …

Mise en serviceLes autocontrôles de mise en service effectués par l’installateur, comprenant :

◆ La comparaison des performances théoriques avec celles constatées sur site après réglages,

◆ la position des organes de réglage (nombre de tours d’ouverture des robinets, …),

◆ le calibrage des boucles de régulation : consignes, bandes proportionnelles, temporisations, …,

◆ le résultat des essais des dispositifs de sécurité.

Figurent également dans ce document :

◆ L‘« avis de mise en service » de CPCU,

◆ les certificats du Consuel (installations électriques),

◆ le rapport final du bureau de contrôle,

◆ les fiches COPREC destinées aux compagnies d’assurances.

132


Le fabricant doit définir la catégorie de risque et appliquer un module • Art. 3.3. : application des règles de l’art, pas de d’exigences particulières • Catégorie I : module A associé Auto certification + contrôle interne

• Catégorie II : - module A1 : Contrôle interne + surveillance de la vérification finale par ON - module D1 : AQ production (Série) - module E1 : AQ produit (Unité)

• Catégorie III : - module B + C1 : Examen de type + Conformité au type - module B1 + F : Examen de la conception + Vérification sur produit - module B + E : Examen de type + AQ produit - module B1 + D : Examen de la conception + AQ production - module H : AQ complète

• Catégorie IV : - module B + F : Examen de type + Vérification sur produit - module G : Vérification à l’unité - module B + D : Examen de type + AQ production - module B1 + D : Examen de la conception + AQ production - module H1 : AQ complète + Contrôle conception

Intervention d’un Organisme Notifié (ON) à partir de la catégorie II

Ce chapitre ne concerne que la classification des équipements sous pression et la documentation à fournir vapeur HP.

1. Description des modules en fonction des catégories de risque

XVII. Directive sur les Equipements Sous Pression (DESP) 97/23/CE

133

Edition 2012

Dans le cas d’une rénovation, les documents à fournir sont définis en fonction du matériel et du DN des tuyauteries ou du volume de l’échangeur.

Tuyauterie et accessoires sous pression vapeur HP

Bouteille de purge vapeur HP

2. Classification des équipements

DN tuyauterie et accessoires

vapeur HP

Catégorie de risque DESP

Document à fournir

40 Art. 3.3. Dossier technique suffisant.

50 Art. 3.3. Dossier technique suffisant.

65 Cat. I » Déclaration de conformité du fabricant, » notice d’instruction, » marquage CE (conformité européenne), » dossier technique.

80 Cat. I

100 Cat. I

150 Cat. I

200 Cat. II » Déclaration de conformité du fabricant, » attestation de l’organisme notifié, » notice d’instruction, » marquage CE avec n° Organisme Notifié, » dossier technique.

250 Cat. II

DN bouteille vapeur HP


Document à fournir

65 Cat. I

» Déclaration de conformité du fabricant, » notice d’instruction, » marquage CE, » dossier technique.

80 Cat. I

100 Cat. I

125 Cat. I

150 Cat. I

250 Cat. II

» Déclaration de conformité du fabricant, » attestation de l’organisme notifié, » notice d’instruction, » marquage CE avec n° ON, » dossier technique.

300 Cat. III » Déclaration de conformité du fabricant, » attestation de l’organisme notifié, » notice d’instruction, » marquage CE avec n° ON, » dossier technique.

400 Cat. III

134


Echangeur vapeur/eau chaude

Volume partie vapeur


Documents à fournir

2.5 < V ≤ 10 Cat. I

» Déclaration de conformité du fabricant, » Notice d’instruction, » Marquage CE, » Dossier technique.

10 < V ≤ 50 Cat. II

» Déclaration de conformité du fabricant, » Attestation de l’organisme notifié, » Notice d’instruction, » Marquage CE avec n° ON, » Dossier technique.

50 < V ≤ 150 Cat. III


V > 150 Cat. IV


Lorsqu’il s’agit d’un poste de livraison neuf, l’ensemble sera classé dans la caté-gorie la plus haute des catégories des équipements le composant hors soupapes qui doivent être classée en catégorie IV.

La documentation technique à fournir est la suivante : ◆ Déclaration de conformité du fabricant de l’ensemble ; ◆ attestation de conformité de l’organisme notifié de l’ensemble ; ◆ notice d’instruction de l’ensemble ; ◆ marquage CE de l’ensemble ; ◆ dossier complet de l’ensemble :

- PID et/ou isométriques, - notes de calcul, - cahier de soudage (le cas échéant), - liste des équipements composant l’ensemble, - dossiers CE des équipements composant l’ensemble (récipients,

tuyauteries, accessoires sous pression (vannes, clapets, filtre en ligne,…), accessoires de sécurité (soupapes, boucles de sécurité, …).

Le dossier CE des équipements comprendra à minima : ◆ Déclaration de conformité du fabricant de l’ensemble, ◆ attestation de conformité de l’organisme notifié de l’ensemble, ◆ notice d’instruction de l’ensemble, ◆ plans.

3. Ensemble DESP (poste de livraison neuf)

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Edition 2012

Ce chapitre concerne les limites de fourniture entre les tuyauteries considérées comme des canalisations de transport et celles assujetties à la DESP.

Est considérée comme canalisation de transport, la canalisation se prolongeant à l’intérieur de l’établissement, jusqu’aux premiers organes d’isolement inclus.

Cette canalisation de transport est assujettie aux prescriptions de l’arrêté ministériel du 6 décembre 1982 (voir schéma ci-dessous).

Ces canalisations de vapeur sont soumises à l’arrêté ministériel du 6 décembre 1982 si le diamètre nominal DN est supérieur ou égal à 80.

Le dossier à fournir pour une canalisation de transport est composé des éléments suivants :

◆ L’état descriptif, ◆ le dossier technique de la canalisation, ◆ le PV d’épreuve DRIEE.

4. Canalisations de transport