Électrovannes pour carburant, mazout, gaz et propane

Électrovannes pour carburant, mazout, gaz et propane

Electrovanne pour les applications carburant, huile, gaz et propane

Figure 1 : Electrovanne pour les applications carburant, huile, gaz et propane

Les électrovannes utilisées dans les applications pétrolières et gazières sont conçues pour contrôler la direction du gaz combustible, du propane liquide et d'autres qualités de fioul utilisés dans les applications de combustion comme les chaudières industrielles, les fours, les incinérateurs et les fours. La vanne peut couper l'alimentation en gaz ou en fioul à distance. Les électrovannes typiques pour le gaz, le carburant, le mazout et le propane sont disponibles en version 2 voies normalement fermées, 2 voies normalement ouvertes, 3 voies normalement fermées, 3 voies normalement ouvertes et 3 voies à fonction universelle avec un fonctionnement à action directe, à pilote assisté ou à pression assistée.

Cet article traite des caractéristiques des électrovannes qui les rendent dignes d'être installées dans des environnements difficiles, de la manière de choisir les matériaux des vannes et d'autres critères de sélection.

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Electrovannes pour carburant, huile, gaz et propane

Une électrovanne est une vanne électromécanique utilisée pour contrôler le débit de liquides ou de gaz. Ces valves ont des temps de réaction très faibles en raison de la présence de circuits de contrôle, et elles sont couramment utilisées dans les injecteurs de carburant. Les systèmes d'autogaz utilisent différentes catégories de vannes, comme les vannes d'arrêt et les vannes de verrouillage du filtre, qui peuvent fonctionner à l'électricité ou sous vide. Les systèmes bicarburants utilisent généralement des vannes d'arrêt.

Avantages des électrovannes d'arrêt

Historiquement, les vannes d'arrêt à commande pneumatique étaient utilisées dans les brûleurs des systèmes de chauffage industriel. Mais ces unités de vannes nécessitent des vannes pilotes pour le contrôle et requièrent un équipement et une tuyauterie supplémentaires, ce qui ajoute à la dépense globale. En outre, les vannes pneumatiques rejettent du méthane dans l'atmosphère pendant leur fonctionnement.

La consommation d'énergie relativement élevée et l'incapacité à faire face à une large gamme de pressions de service rendaient ces vannes inadaptées aux emplacements éloignés des pipelines ou des réservoirs. En outre, la plupart des systèmes installés qui utilisent des technologies de vannes plus anciennes ne sont pas conformes aux réglementations de sécurité actuelles.

Voici les avantages de l'électrovanne pour les applications de carburant dans un système de chauffage industriel :

  • Une durée de vie plus longue et une fiabilité accrue dans les environnements difficiles.
  • Moins d'équipements de soutien et des niveaux de maintenance plus faibles, ce qui entraîne une réduction des coûts du cycle de vie.
  • Réduction de la consommation d'énergie et augmentation du temps de fonctionnement des équipements.
  • Respectueux de l'environnement car il ne dégage pas de gaz dans l'atmosphère.
  • Respect des règles de sécurité en vigueur.
Electrovanne tout-ou-rien pour la régulation du débit de carburant dans une centrale électrique

Figure 2 : Electrovanne tout-ou-rien pour la régulation du débit de carburant dans une centrale électrique

Combustible, huile, gaz et propane

Le combustible est une substance qui est brûlée pour produire de l'énergie thermique. Les combustibles peuvent être classés en types solides, liquides et gazeux. Des exemples typiques de combustibles sont :

  • Solide : charbon, bois
  • Liquide : essence, diesel, kérosène
  • Du gaz : Gaz naturel, hydrogène, biogaz

Le pétrole est un combustible présent à la surface de la terre dont on peut extraire des produits pétroliers comme le diesel, le kérosène (ou la paraffine) et de nombreuses autres substances chimiques. Ces huiles sont utilisées comme combustibles dans les véhicules, les appareils de chauffage et d'autres équipements. Le propane est un sous-produit écologique du traitement du gaz naturel domestique ou du raffinage du pétrole brut. Il est également appelé gaz de pétrole liquéfié (GPL), le gaz étant généralement comprimé et stocké sous forme liquide. Le carburant est donc un vaste groupe qui comprend plusieurs huiles, solides et gaz adaptés à la combustion.

Sélection des matériaux

Il est essentiel de choisir des matériaux adaptés aux supports utilisés dans l'application. Pour plus d'informations, veuillez vous référer au matériau du boîtier de l'électrovanne , au matériau du joint et au tableau de compatibilité chimique générale.

Gaz combustible

Pour une durée de vie et des performances maximales de la vanne, choisissez des matériaux comme le laiton, l'aluminium, l'acier ou la fonte pour le corps et le caoutchouc nitrile pour le joint.

Mazout

Dans un système de mazout, il est nécessaire de tenir compte de la température particulière du fluide car la viscosité change avec la température. Il faut également tenir compte de la pression maximale et minimale de fonctionnement du fluide et de la valeur Kv requise. Une électrovanne avec un corps en laiton et un joint FKM est un choix acceptable pour une efficacité maximale de la vanne. Le FKM offre un équilibre entre la compatibilité des matériaux et une longue durée de vie.

Gaz naturel et propane

Le gaz naturel et le propane sont compatibles avec le laiton, l'aluminium, la fonte ou l'acier pour le corps, et le caoutchouc nitrile pour le matériau d'étanchéité de la vanne. La vanne fonctionne sur une large gamme de pression pour le fluide, de très basse à très haute (généralement 30 psi ou plus). Si l'application est soumise à des températures extrêmes lors du fonctionnement de la vanne, veillez à évaluer la vanne en conséquence. Les températures ambiantes très basses (comme400C) nécessitent des élastomères spécialisés pour une étanchéité sans faille. Les températures ambiantes élevées nécessitent une isolation des bobines de classe H pour un bon fonctionnement.

Critères de sélection

Tenez compte des facteurs suivants pour faire le bon choix technique et commercial :

  1. Sélection des matériaux : Le choix des matériaux pour l'application particulière d'une vanne est le critère de sélection le plus important.
  2. Antidéflagrant : Le combustible utilisé dans l'électrovanne étant hautement inflammable, il faut prendre des précautions suffisantes pour éviter toute étincelle à l'intérieur de la bobine ou du boîtier. La bobine ou l'enceinte de la vanne doit être explicitement spécifiée pour supprimer toute explosion provenant de la vanne. Il existe plusieurs normes permettant de classer les appareils pour un environnement dangereux, comme la NEMA (National Electrical Equipment Manufacturers Association (États-Unis)), l'ATEX (Atmosphères Explosibles (UE) et la CEI Ex (Commission électrotechnique internationale Explosif (mondial). Lors de l'achat d'un robinet destiné à travailler avec des combustibles explosifs, veillez à vérifier les marques de l'une de ces normes sur le robinet.
  3. Le nombre de voies : Une électrovanne est généralement désignée comme une vanne 2/2 ou 3/2. Une vanne désignée par a/b a un nombre "a" d'orifices et un nombre "b" d'états d'orifices. Par exemple, une vanne 2/2 possède deux orifices (orifice d'entrée et orifice de sortie) et deux positions (ouverte et fermée). Une vanne à 3/2 voies a trois orifices et deux positions. Consultez notre article sur les principes de base des électrovannes pour plus d'informations.
  4. Fonction de commutation : En fonction de la fonction de commutation, une électrovanne peut être normalement ouverte (NO) ou normalement fermée (NC). Une électrovanne normalement fermée est fermée lorsqu'elle est hors tension, ne permettant pas au fluide de la traverser. Une électrovanne normalement ouverte est ouverte lorsqu'elle n'est pas alimentée, ce qui permet au fluide de la traverser. Une électrovanne normalement ouverte est idéale pour les applications qui nécessitent que la vanne soit ouverte pendant de longues périodes, car elle est alors plus économe en énergie. Lisez notre article sur les électrovannes normalement ouvertes et normalement fermées pour plus de détails et leur fonctionnement.
  5. Taille de connexion : Les électrovannes sont proposées avec un large éventail de pressions nominales, de débits et de tailles d'orifices. La taille de l'orifice détermine le débit du fluide ; il faut donc choisir la taille en conséquence en vérifiant les spécifications du fabricant de la vanne. La valeur Kv mesure le débit à travers une vanne pour un fluide et une chute de pression donnés. Si les caractéristiques du fluide, la perte de charge et le débit souhaité sont connus, la valeur Kv minimale requise pour la vanne peut être calculée. Des formules différentes s'appliquent aux fluides et aux gaz. Utilisez notre calculateur de Kv pour calculer la valeur Kv du fluide concerné afin de sélectionner une vanne appropriée.
  6. Type de connexion : La vanne peut être connectée aux tuyaux d'entrée et de sortie de plusieurs façons, comme des joints filetés , à bride ou soudés.
    1. Fileté : Ces raccords de tuyauterie sont l'un des plus anciens mécanismes de connexion des systèmes de tuyauterie. Les raccords filetés sont classés en deux catégories : mâle et femelle. Les filetages mâles se trouvent sur la surface extérieure des tuyaux ou des raccords, tandis que les filetages femelles se trouvent à l'intérieur.
    2. A brides : Un raccord à brides est une combinaison de boulons, de joints et de brides de tuyaux, et le lien n'est pas permanent.
    3. Soudé : L'extrémité du tuyau est fusionnée à l'orifice de la valve dans un raccord soudé par application de chaleur.
  7. Pression de travail et temps de réponse : Il faut tenir compte de la pression de service maximale de l'entrée et de la sortie du fluide vers la vanne, et choisir une vanne qui correspond le mieux à cette gamme. Les électrovannes pilotées sont utilisées pour contrôler le débit d'essence et d'autres carburants inflammables dans des zones éloignées pour des raisons de sécurité personnelle. Les électrovannes à commande indirecte nécessitent un différentiel de pression pour fonctionner (environ 0,3 - 3,5 bar). Le temps de réponse d'une électrovanne est défini comme le temps nécessaire à une vanne pour passer d'une position ouverte à une position fermée ou vice versa. Letemps de réponse est crucial pour les électrovannes d'arrêt travaillant avec des carburants et des huiles inflammables. Les électrovannes à commande directe ont un temps de réponse d'environ 30 ms, tandis que le temps de réponse des électrovannes à commande indirecte peut atteindre 1000 ms ou plus. Le temps de réponse de la vanne varie en fonction des fabricants et des types d'opérations. Il est donc essentiel d'estimer cette valeur lors du choix d'une électrovanne pour l'industrie pétrolière et gazière.
  8. Température du fluide et température ambiante : Assurez-vous que les matériaux de la vanne peuvent résister aux exigences de température minimale et maximale de l'application particulière. La plupart des vannes sont conçues pour une température de service minimale de -400°C, ce qui leur permet d'être installées à l'extérieur dans des climats extrêmement froids. La vanne peut être montée dans n'importe quelle position sans que cela n'affecte son fonctionnement. Cependant, il est préférable de monter la vanne verticalement avec la bobine vers le haut. La prise en compte de la température est également essentielle pour déterminer la capacité de la vanne car elle affecte la viscosité et le débit du fluide.
  9. Alimentation du solénoïde : Les électrovannes peuvent fonctionner sur des tensions alternatives ou continues. Pour plus d'informations, lisez notre article sur lechoix d'une bobine CA ou CC pour une électrovanne.
  10. Approbations : Assurez-vous que la vanne est certifiée de manière appropriée en fonction de l'application.
  11. Degré de protection : Veillez à ce que la vanne ait la classification IP appropriée pour la protection contre la poussière, les liquides, l'humidité et le contact. Ceci est particulièrement important lorsque la vanne est installée dans des environnements industriels difficiles pour un fonctionnement à distance.

Applications

  1. Carburant et huile : Une électrovanne de distribution d'essence proportionnelle peut gérer un débit fluctuant d'essence proportionnel au signal d'entrée de commande, fréquemment utilisé pour les applications de mélange. Une vanne de distribution d'essence normalement fermée est utilisée dans les distributeurs de carburant. Ces vannes peuvent également être utilisées pour le contrôle tout ou rien du mazout dans les brûleurs à mazout, les fours et les fours industriels et commerciaux.
  2. Le gaz naturel : Les véhicules fonctionnant au gaz naturel utilisent des électrovannes pour contrôler le flux de gaz dans les cylindres du moteur.
  3. Propane : Les électrovannes sont utilisées dans les chariots élévateurs à fourche fonctionnant au propane.

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