Certaines pompes du type « volumétrique » ont pour application essentielle le dosage, et portent à ce titre le nom de « pompes doseuses ». Ces pompes délivrent un débit précis, à plus ou moins 1 %, en générant une cylindrée réglable.
Pendant de nombreuses années l’essentiel de la demande concernait la fourniture de pompes doseuses seules. Le débit, la pression, la cadence, la cylindrée représentaient l’ensemble des caractéristiques requises, dont le fabricant devait garantir la teneur. Or, une pompe doseuse n’induit pas le « bon dosage » du fait de son seul fonctionnement : il est nécessaire de prendre en compte les modalités d’aspiration ou de charge ainsi que les conditions de refoulement (soit l’environnement amont et aval) si l’on veut prétendre « garantir » la fonction de dosage. C’est pourquoi il est impératif de différencier les besoins selon les résultats à obtenir et d’adapter la solution en fonction des considérations suivantes :
- • une pompe employée seule donne un débit théorique ; si elle est installée dans de bonnes conditions, ce débit théorique sera respecté, mais il peut se produire, par suite d’un défaut d’installation, des phénomènes du type siphonnage, sur-débit, désamorçage… ;
- • une pompe avec accessoires n’en garantit pas plus ;
- • un groupe de dosage (une pompe montée sur bac) garantit le « bon » dosage, soit un débit précis du produit considéré, à la précision de la pompe près ;
- • un « skid » (figure 1), soit une unité de dosage complète comprenant la pompe et ses accessoires, assure la fonction « dosage » par la prise en compte globale des paramètres nécessaires au fonctionnement du procédé, au point considéré.
[Photo : Unité de dosage (skid A). Centrale Jorf Lasfar (doc. PCM Pompes).]
Ces exigences sont relativement classiques, notamment pour répondre aux besoins de l’activité « ingénierie ». Il semble que la tendance actuelle corresponde à une plus grande généralisation de ce type de demande dans les domaines du traitement d’eau, de l’alimentaire, de la chimie…
L’exemple suivant illustre les contraintes auxquelles nous avons dû faire face pour mettre en place à Jorf Lasfar (Maroc) six unités de dosage qui devraient fonctionner sans problèmes jusqu’en 2018.
La centrale thermique de Jorf Lasfar
Le groupe GEC Alsthom, connu comme l’un des plus grands spécialistes de l’ingénierie intégrée des centrales thermiques, a fourni à la centrale thermique de Jorf Lasfar l’ingénierie du procédé et sa réalisation. C’est dans ces conditions qu’il a assuré pour le compte de l’Office National de l’Électricité du Royaume du Maroc la fourniture des deux premières tranches de 330 MW.
Le site, situé sur l’océan Atlantique à 2 km du port, se trouve à environ 120 km au sud de Casablanca.
L’application, les contraintes
Une grande part des procédés impose, en amont et en aval, une injection de réactifs servant à la stabilisation, à la correction du pH ou encore à la neutralisation de l’eau.
Cette centrale en cycle combiné nécessite, pour la stabilisation de l’eau du circuit « eau-vapeur », la préparation et l’injection d’hydrazine, d’ammoniaque et de phosphate :
. l’ammoniaque pour relever le pH,
. l’hydrazine pour dissoudre l’oxygène,
. le phosphate pour neutraliser le calcaire.
Le fonctionnement de cette partie du procédé entraîne pourtant des contraintes qui nécessitent la fabrication d’unités de dosage « clés en main » d’une fiabilité parfaite. En effet, une défaillance de ces dosages bloquerait le fonctionnement de la centrale, entraînant un coût élevé de remise en route. En outre, un mauvais dosage provoquerait l’usure prématurée de certaines parties de la centrale et un coût de maintenance élevé. Ces interventions sont d’un coût important, ce qui entraîne des pénalités souvent très élevées à l’encontre du maître d’œuvre, la société GEC Alsthom, qui assure la responsabilité de son procédé et se porte responsable de la totalité de sa prestation. De son côté, elle se prémunit contre toute défaillance en demandant à ses sous-traitants de garantir le résultat de la fonction dans laquelle vient s’insérer la pompe.
[Photo : Pompe PP 31N à piston. Doseur Inox 316 L sur skid A.]
Les unités de dosage
C’est dans ces conditions que nous avons mis en place sur cette centrale six unités de dosage, composées de trois sortes de skids :
A : 2 unités de dilution, préparation, injection d’ammoniaque et d’hydrazine (figure 1) ;
B : 2 unités de dilution de phosphate ;
C : 2 unités d’injection d’ammoniaque et d’hydrazine pour chaudière auxiliaire.
Nous détaillerons ci-après la composition du skid A, qui comporte les éléments utilisés pour composer les skids B et C.
Le skid A
Produits à diluer : ammoniaque en solution à 25 % de NH₃, hydrazine en solution à 24 % de N₂H₄ (dilution à l’eau déminéralisée).
Capacité utile des bacs : 1 200 l.
Capacité utile des pots doseurs : 50 l.
Accessoires hydrauliques : agitateur à arbre lent, ballons antipulsatoires et soupapes de sécurité (figure 2).
Type de pompe : PP 31N à piston plongeur / inox 316 L (figure 2).
Type de réglage du débit :
– sur ammoniaque : réglage manuel et automatique par servomoteur pneumatique ;
– sur hydrazine : réglage manuel par vis micrométrique.
Débit : 0 à 66 l/h.
Pression de service : 30 bars.
Température ambiante : 30 à 40 °C.
Durée de vie requise des équipements : 25 ans.
Conclusion
Dans le cas de la centrale de Jorf Lasfar (connue d’ailleurs dans d’autres cas analogues), le cabinet d’ingénierie avait établi des spécifications précises concernant les fournitures, les règles de l’art à appliquer dans l’assemblage de celles-ci et la prestation documentaire.
Le choix du fournisseur jouant le rôle de chef de file dans la réalisation d’un tel ensemble a été motivé par trois critères principaux : la garantie de qualité de sa propre fourniture, le respect des procédures d’ingénierie et des spécifications correspondantes, l’existence d’une structure de gestion du projet.
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