Les systèmes à vapeur utilisent généralement robinets à soupape Pour la régulation de la vapeur, on utilise des vannes à boisseau sphérique ou des vannes à guillotine pour l'isolement marche/arrêt, ainsi que des clapets anti-retour. Pour la régulation automatisée, les installations ajoutent des vannes de régulation de vapeur et, dans des conditions extrêmes, elles spécifient des vannes haute pression adaptées à la classe et à la température requises.
Le service vapeur est impitoyable. Les températures élevées, les variations de pression rapides et la vaporisation instantanée des condensats peuvent user les sièges, les garnitures, les éléments de finition et même les corps de vannes au fil du temps, en particulier dans les systèmes à cycles fréquents.
C’est pourquoi les acheteurs ne choisissent pas une seule « vanne de vapeur ». Ils spécifient plutôt la combinaison appropriée de types de vannes de vapeur sur l’ensemble du circuit de vapeur, depuis la sortie de la chaudière jusqu’aux collecteurs, aux équipements d’utilisation finale et aux conduites de retour des condensats.
Pourquoi les applications vapeur nécessitent des vannes spécialement conçues
La vapeur n'est pas simplement de l'eau chaude. Elle se dilate, s'accélère et peut transporter des gouttelettes qui érodent progressivement les composants internes de la vanne.
Dans les installations réelles, la « ligne de vapeur » comprend également les périodes de démarrage et de préchauffage, le retour des condensats et des équipements tels que les échangeurs de chaleur et les turbines.
Les difficultés typiques comprennent :
- Les températures élevées et les cycles thermiques qui mettent à rude épreuve les carrosseries et les joints du capot
- Érosion due à la vapeur humide/au condensat à grande vitesse
- Risque de fuite dû à l'usure du joint/du siège en cas de cyclisme fréquent
- Le coup de bélier se produit lorsque la condensation n'est pas gérée.
Pour ces raisons, les types de vannes à vapeur sont généralement sélectionnés en fonction de leur fonction (marche/arrêt ou régulation), de leur classe de pression, de leur matériau et de leur garniture, et non pas uniquement en fonction de leur nom.
Types de vannes à vapeur utilisées dans un système de vapeur
Vous trouverez ci-dessous les types de vannes à vapeur les plus courants utilisés dans la distribution de vapeur industrielle, le chauffage de procédés et les applications de production d'énergie.
Vannes à globe pour vapeur (idéales pour le réglage et le contrôle)
Lorsque la tâche consiste à effectuer une régulation précise (pression/température/débit), les vannes à globe pour vapeur sont un choix privilégié car elles sont conçues pour un étranglement stable et un contrôle prévisible.
Si vous recherchez une vanne de base robuste pour la régulation de la vapeur, consultez les options de vannes à globe de GOWIN.
Vannes à guillotine (idéales pour l'isolation avec une faible perte de charge)
Les vannes à guillotine sont généralement utilisées complètement ouvertes ou complètement fermées. Dans les conduites de vapeur, cela en fait d'excellentes vannes d'isolement lors des opérations de maintenance ou des arrêts de production.
Ils ne sont généralement pas recommandés pour la régulation du débit d'air, car une ouverture partielle peut endommager les surfaces d'assise et créer des vibrations. Explorez les configurations typiques dans Gamme de vannes à guillotine GOWIN.
Vannes à bille pour vapeur (idéales pour une étanchéité parfaite, fonctionnement par quart de tour)
Les vannes à boisseau sphérique pour vapeur sont couramment choisies pour leur commande rapide d'ouverture/fermeture et leur installation compacte. En application vapeur, les acheteurs privilégient généralement une conception de siège haute température et un joint d'étanchéité adapté.
Les vannes à bille permettent un débit direct et une étanchéité parfaite, mais elles ne sont pas idéales pour un réglage précis du débit. Voir les options disponibles ci-dessous. Catalogue des vannes à bille GOWIN.
Clapets anti-retour de vapeur (protègent l'équipement contre le reflux)
Les clapets anti-retour à vapeur empêchent le reflux, ce qui est essentiel pour protéger les chaudières, les échangeurs de chaleur et les équipements de retour des condensats.
Le choix dépend souvent de l'orientation, de la pression de fissuration et du type de plaque nécessaire pour votre installation : pivotante, relevable ou à double plaque. Parcourir Clapets anti-retour GOWIN pour les formats industriels courants.
Vannes de régulation de vapeur (régulation automatique pour la stabilité du processus)
Dans les installations qui doivent maintenir la température de sortie ou la pression en aval, les vannes de régulation de vapeur (pneumatiques ou électriques) assurent une régulation modulante.
Le dimensionnement de la vanne de régulation (Cv), la sélection de l'actionneur et le choix de la garniture deviennent les principaux facteurs, notamment en cas de forte réduction de débit ou de charges fluctuantes.
Pour une introduction rapide aux catégories de vannes de régulation, consultez l'article de GOWIN sur types de vannes de régulation courants.
Robinets de radiateur à vapeur (distribution de chauffage basse pression)
Dans les systèmes de chauffage des bâtiments, les vannes de radiateurs à vapeur (et les évents/commandes associés) gèrent l'admission de vapeur dans les radiateurs ou les serpentins.
Ces vannes diffèrent des vannes industrielles destinées à des conditions d'utilisation sévères, mais elles sont importantes si vous travaillez dans le domaine du CVC ou du chauffage urbain.
Vannes à vapeur haute pression (lorsque la pression et la température augmentent)
Pour la production d'énergie et les conditions extrêmes, les vannes à vapeur haute pression nécessitent généralement des classes de pression plus élevées, des matériaux/normes plus stricts et des conceptions de chapeau/joint destinées aux hautes températures et aux cycles.
C’est souvent là que le risque de fuite est coûteux et que les marges de performance comptent le plus.
Une seule face d'étanchéité est conçue sur le corps de la vanne et le disque de la vanne,
Surface d'étanchéité du siège entièrement recouverte de stellite
Bon pour le processus de fabrication et facile à entretenir.
Joint de capot absolument étanche.
Conception de dérivation en option.
Conçu en option avec un cylindre d'amortissement.
Comment choisir la vanne adaptée à votre conduite de vapeur
Pour faciliter le choix des types de vannes à vapeur, utilisez une liste de contrôle basée sur les exigences de service. Commencez par définir la fonction que la vanne doit remplir dans la conduite, puis confirmez votre plage de fonctionnement réelle.
Cette approche vous aide à affiner le choix du style de vanne, des matériaux, des garnitures et des exigences d'actionnement en fonction des performances et des risques, et non pas seulement de ce qui est couramment utilisé.
1) Commencez par la tâche : isolation, limitation de débit ou non-retour
Isolation (arrêt pour maintenance) : portail ou bille.
Régulation/contrôle : vanne à globe ou vanne de régulation dédiée.
Dispositif anti-retour : clapet anti-retour.
2) Vérifier l'état de la vapeur et la plage de fonctionnement
Précisez s'il s'agit de vapeur saturée ou surchauffée, la pression normale/maximale et la température maximale au niveau de la vanne.
Cela conduit :
- Classe de pression (ASME/EN/GB)
- Matériaux de carrosserie/garniture
- Exigences relatives au type d'emballage et aux émissions fugitives
3) Faire correspondre les détails de construction aux réalités du secteur de la vapeur
Recherchez les caractéristiques qui réduisent les fuites et la maintenance dans les applications vapeur :
- Dispositifs d'emballage robustes et scellage de la tige
- Matériaux de siège/garniture adaptés à la température et au cyclisme
- Raccordements adaptés à votre stratégie de tuyauterie et de maintenance
Le guide de GOWIN sur choix des raccords d'extrémité de vanne constitue un point de départ utile pour comparer les extrémités filetées, à brides et soudées.
4) Prendre en compte la contrôlabilité et la réduction de la plage de fonctionnement pour les applications de contrôle
Si la charge de votre procédé varie considérablement, vous aurez peut-être besoin d'une meilleure plage de réduction que celle qu'une seule vanne peut offrir.
C'est là qu'intervient la question de la vanne de vapeur 1/3 2/3. Il s'agit généralement d'un système à plage de fonctionnement divisée utilisant deux vannes de régulation (ou de réduction de pression) parallèles, dimensionnées approximativement à 1/3 et 2/3 du débit nominal, montées en étage pour améliorer la régulation à faible charge et la plage de réduction globale.
Erreurs courantes dans le choix des vannes à vapeur
Utiliser une vanne d'étranglement comme vanne marche/arrêt (ou vice versa).
Sous-estimation des risques liés à la condensation et aux coups de bélier.
Choisir le bon type de vanne, mais la mauvaise garniture/le mauvais joint pour les cycles de température.
Négliger l'accès pour la maintenance (en particulier sur les grandes conduites de vapeur).
Si vous avez besoin d'aide pour comparer les droits de douane, les dimensions, les matériaux et la documentation, consultez le site de GOWIN. Gamme complète de vannes industrielles ou parlez-en à un ingénieur.
Conclusion
Il n'existe pas de vanne universelle. La meilleure solution consiste à utiliser une gamme coordonnée de vannes : vannes à soupape pour la régulation, vannes à guillotine ou à boisseau sphérique pour l'isolement, clapets anti-retour pour la prévention du reflux et vannes de régulation pour une stabilité automatisée.
À partir de là, adaptez la classe de pression, les matériaux et les détails de construction à vos conditions de fonctionnement réelles, notamment la fréquence de cyclage et le risque de condensation.
Vous souhaitez spécifier ou trouver des types de vannes à vapeur pour votre projet ? Contactez GOWIN pour obtenir un devis en fonction de vos exigences en matière de pression, de température, de fluide et de raccordement.
3 points clés à retenir
- Choisissez les vannes en fonction de leur fonction : isoler, réguler ou empêcher le reflux.
- Adapter la pression/température et le cycle aux matériaux, à la finition et au garnissage.
- Pour les charges variables, la régulation par étapes (y compris les configurations 1/3–2/3) peut améliorer la réduction de charge.
FAQ
Q1 : Quel type de vanne est le mieux adapté à la vapeur ?
A1 : Pour une régulation précise, on utilise généralement des vannes à globe ou des vannes de régulation. Pour l’arrêt, on emploie souvent des vannes à boisseau sphérique ou à guillotine, tandis que les clapets anti-retour empêchent le reflux.
Q2 : Les vannes à bille peuvent-elles être utilisées pour la vapeur ?
A2 : Oui, les vannes à bille à vapeur sont souvent utilisées pour les fonctions marche/arrêt dans les conduites de vapeur, mais elles ne sont généralement pas le meilleur choix pour un réglage fin.
Q3 : Pourquoi les vannes à globe sont-elles couramment utilisées dans les conduites de vapeur ?
A3 : Ils assurent une régulation stable et un contrôle prévisible, ce qui permet de gérer plus facilement les variations de pression et de température.
Q4 : Quel est le rôle d'un clapet anti-retour à vapeur ?
A4 : Les clapets anti-retour à vapeur permettent un flux dans une seule direction et aident à empêcher le flux inverse qui peut endommager les chaudières, les échangeurs et les équipements à vapeur.
Q5 : Qu'est-ce qu'une vanne de vapeur 1/3 2/3 ?
A5 : Cela signifie généralement deux vannes de modulation parallèles dimensionnées à environ 1/3 et 2/3 du débit requis et contrôlées par étapes (plage fractionnée) pour améliorer le contrôle à faible charge et la réduction.
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