Transmetteur de pression de vapeur

Réponse rapide

Un transmetteur de pression de vapeur doit avant tout être protégé de la chaleur du procédé. Cette protection est assurée par un radiateur haute température (jusqu'à 350 °C) pour un montage direct, ou par un joint à membrane avec capillaire pour un montage à distance de la conduite chaude.

En présence de vapeur saturée ou surchauffée, il est impératif d'installer une boucle de condensation (raccord en U ou siphon) entre la prise de vapeur et le transmetteur, même avec un radiateur haute température. La boucle se remplit de condensat et empêche la vapeur vive d'entrer en contact direct avec le capteur.

Les plages de pression de vapeur courantes s'étendent de 0 à 1,6 MPa sur les boucles de chauffage basse pression jusqu'à 0 à 4,0 MPa, voire plus, sur les collecteurs de chaudière. Les options de sortie sont 4-20 mA, HART ou RTU Modbus RS485 .

Pourquoi la vapeur nécessite un traitement spécial

Une norme capteur transmetteur de pression Les capteurs piézorésistifs ou capacitifs ont une limite supérieure de température bien inférieure à celle de la vapeur vive, qui est d'environ 80 °C. La vapeur saturée à 1,0 MPa (pression relative) atteint déjà environ 184 °C, et la vapeur surchauffée dans un collecteur de chaudière peut dépasser 300 °C. Si la membrane du capteur est placée directement dans ce flux sans protection, elle dérive, puis tombe en panne, souvent en quelques semaines plutôt qu'en quelques années. La solution consiste à éloigner la vapeur chaude de la puce du capteur de pression tout en assurant une transmission précise de la pression. Trois méthodes éprouvées permettent d'y parvenir, selon votre installation.

Méthode 1 : Boucle de condensats avec transmetteur de pression standard ou haute température

Sur les collecteurs de vapeur, la solution la plus courante consiste à installer une boucle de condensation, également appelée siphon, entre la prise de vapeur et le transmetteur. La vapeur entrant dans la boucle se refroidit et se condense ; le condensat recueilli sert de tampon thermique, permettant ainsi au transmetteur de mesurer la pression à travers une colonne d'eau plutôt qu'à travers la vapeur vive.

Avec une boucle de condensats correctement remplie, un transmetteur standard supporte généralement la vapeur saturée jusqu'à une pression modérée sans modification. Pour des températures de process plus élevées, ou par sécurité contre le dessèchement de la boucle, il est possible d'ajouter un radiateur haute température en option, ce qui étend la plage de fonctionnement du capteur de pression de vapeur jusqu'à 350 °C au niveau du raccordement process.

Important : le circuit de condensats doit être rempli avant la mise en service. Un circuit vide lors du premier démarrage expose immédiatement le capteur à la température maximale de la vapeur, ce qui annule l’intérêt de son installation.

Méthode 2 : Boucle de condensat enroulée pour transmetteur de pression de vapeur à haute température

Une simple boucle en U fonctionne bien avec de la vapeur moyennement saturée, mais sur des conduites plus chaudes ou à pression plus élevée, un seul coude ne permet pas toujours à la vapeur d'avoir une surface de contact suffisante pour se condenser complètement avant d'atteindre le capteur. Une boucle de condensation enroulée, réalisée en enroulant plusieurs spires de tube au lieu d'un seul coude en U, résout ce problème. La longueur et la surface supplémentaires du tube permettent un refroidissement et une condensation plus complets de la vapeur, de sorte que le transmetteur mesure une colonne d'eau stable, même sur les collecteurs de chaudière chauds.

Ce serpentin est généralement fabriqué sur site ou commandé comme accessoire préformé dans le même matériau que la tuyauterie de process, le plus souvent en acier inoxydable 316 pour les chaudières. Il se place entre la vanne d'arrêt et le transmetteur, à l'emplacement d'un serpentin droit, et est souvent associé à l'option de radiateur haute température pour une marge de sécurité accrue sur les conduites fonctionnant à plus de 250 °C.

Quand utiliser un serpentin plutôt qu'un simple câble en U : collecteurs surchauffés haute pression, emplacements avec un espace vertical limité où une seule boucle ne peut pas former un coude en U suffisamment profond, ou sites avec des antécédents de boucles à sec entre les arrêts.

Méthode 3 : Joint à membrane avec capillaire pour points de mesure de pression de vapeur éloignés ou soumis à des conditions de service élevées

Sur les collecteurs de chaudières à haute pression, ou lorsque le point de prélèvement est difficile d'accès pour la maintenance, un joint à membrane à bride relié au transmetteur par un tube capillaire est plus adapté. La membrane du joint est en contact direct avec le fluide de process, un fluide de remplissage transmet la pression via le capillaire, et le transmetteur est monté à distance de la conduite chaude, généralement dans un endroit où la température ambiante est acceptable et plus facile d'accès.

Cette configuration coûte plus cher qu'une installation en boucle de condensats, elle est donc généralement réservée à la vapeur surchauffée à haute pression, aux endroits soumis à de fortes vibrations ou à un accès difficile, ou lorsque le transmetteur doit être placé à hauteur des yeux d'un technicien plutôt que sur le collecteur lui-même.

Choix de la plage de pression pour un transmetteur de pression de vapeur

Les plages de pression de la vapeur varient considérablement selon l'application. Le tableau ci-dessous indique les plages typiques rencontrées sur les réseaux de vapeur courants. Il est impératif de dimensionner le transmetteur de pression de vapeur de sorte que la pression de service normale se situe au milieu de la plage, et non en haut, afin de garantir la précision à long terme et de prévoir une marge pour les pics de pression.

Signal de sortie et intégration du transmetteur de pression de vapeur

Un transmetteur de pression de vapeur supporte généralement Sortie analogique 4-20 mA Les interfaces HART et RS485 Modbus RTU sont prises en charge (le Modbus TCP/IP n'est pas compatible avec la plupart des transmetteurs de pression industriels). Pour les calculs de rendement des chaudières combinant la pression et un débitmètre de vapeur, un bus Modbus RTU partagé entre le transmetteur de pression, le capteur de température et le débitmètre simplifie le câblage vers le système de contrôle.

Sélection du matériau en contact avec le fluide et du diaphragme du transmetteur de pression de vapeur

La vapeur saturée ou surchauffée propre n'est pas corrosive ; un diaphragme d'isolation standard en acier inoxydable 316L convient donc à la plupart des applications de vapeur sous pression sans nécessiter de matériau spécifique. L'utilisation d'Hastelloy, de tantale ou de titane est recommandée uniquement lorsque la conduite de vapeur transporte des résidus issus d'un procédé agressif, et non pour la vapeur ordinaire de chaudière ou de service.

Notes d'installation du transmetteur de pression de vapeur

• Installez la boucle de condensats sous le robinet de process de manière à ce qu'elle se remplisse et reste pleine, et non sur une pente qui provoque l'écoulement du liquide.
• Installez le transmetteur de pression de vapeur avec le raccord de process orienté vers le bas si possible, afin que le condensat s'écoule vers le process plutôt que de s'accumuler contre le capteur.
• Installer une vanne d'arrêt pour l'isolation pendant la maintenance et une vanne de purge pour une dépressurisation en toute sécurité avant le démontage.
• Isolez la boucle et le boîtier dans les climats froids pour éviter le gel, qui peut fissurer la boucle ou endommager le capteur.
• Sur les versions à joint distant, les conduites capillaires doivent être courtes et bien supportées. Les conduites longues ralentissent le temps de réponse et introduisent une légère erreur lors de variations extrêmes de la température ambiante.

Un motif courant dans les chaufferies des usines

Nous constatons fréquemment que des transmetteurs de pression de vapeur et des débitmètres à vortex sont demandés simultanément. Les deux transmettent leurs données via le réseau Modbus RTU RS485, permettant ainsi à l'installation de calculer le débit massique et de suivre le rendement de la chaudière sans calculateur de débit supplémentaire. L'installation du transmetteur de pression avec une boucle de condensation et, sur les collecteurs d'eau chaude, un radiateur haute température, s'est avérée fiable sur les chantiers de chaufferies que nous accompagnons. Il s'agit d'une configuration courante et non d'un cas particulier. Veuillez nous communiquer vos valeurs de pression, de température et l'emplacement de vos prises de pression afin que nous puissions vous proposer la configuration la plus adaptée à votre site.

Foire aux questions

Transmetteurs de pression de vapeur Silver Instruments

Silver Automation Instruments fabrique un transmetteur de pression compatible avec la vapeur sous la marque Série SH316 Ce système comprend la boucle de condensation, le radiateur haute température et le joint d'étanchéité à membrane avec montage déporté capillaire décrit précédemment. Les spécifications complètes, les options de raccordement au process et le formulaire de demande de renseignements en ligne sont disponibles sur silverinstruments.com.

Articles connexes

Demandez un devis pour un transmetteur de pression de vapeur auprès de silverinstruments.com

Pour obtenir le modèle adéquat et un devis officiel, veuillez nous envoyer :

• Type de vapeur : saturée ou surchauffée, avec pression de service normale et maximale
• Température du procédé au point de prise
• Plage de mesure et type de pression préférés (relative ou absolue)
• Taille et norme du raccordement (NPT, BSP ou bride)
• Signal de sortie : 4-20 mA, HART ou RS485 Modbus RTU
• Montage direct avec boucle de condensation, ou joint à membrane avec montage déporté par capillaire

Envoyez ces informations par courriel à ventes@silverinstruments.com Nous pourrons alors confirmer la configuration correcte et vous envoyer un devis formel.