Condensation de la vapeur. Pompes à eau, à air, éjecteurs

Condensation de la vapeur
88. GENERALITES. – Le condenseur est
un espace fermé en communication avec
l’échappement des machines et turbines à vapeur
et où la vapeur, sous l’influence du refroidissement,
se condense et produit un vide. La
vapeur ainsi récupérée en eau peut à nouveau
être utilisée pour l’alimentation.
Mais la grande utilité du condenseur ne vient
pas de la récupération en eau de la vapeur,
mais du vide qu’il produit, augmentant le rendement
de la machine, qui, à puissance égale,
consomme moins de vapeur qu’une machine
sans condensation. En effet, si le condenseur
abaisse la pression jusqu’à 0,1 atmosphère, la
chute de pression est augmentée de 0,9 atmosphère.
La machine fonctionne donc, et sans
consommation supplémentaire de vapeur,
comme si le timbre de la machine était augmenté
de 0,9 atmosphère. Cette augmentation
de la chute de pression est plus appréciable
dans les machines à basse pression, car, en proportion,
l’augmentation est alors plus grande
que dans les machines à haute pression.
Une partie de la puissance récupérée par le
condenseur est absorbée par le fonctionnement
des pompes d’extraction d’air et d’eau qui en
sont le complément nécessaire, mais malgré
cela, le condensateur réalise une grande économie,
à condition toutefois qu’on se procure
à bon compte l’eau nécessaire à la condensation.
L’avantage de la condensation est surtout
sensible pour les turbines à vapeur; aussi les
condenseurs ont-ils subi de remarquables transformations
au fur et à mesure que l’emploi des
turbines s’est généralisé. Avec les turbines, il
est normal de réaliser aujourd’hui des vides de
95%, tandis qu’avec les machines à piston on
pouvait se contenter d’un vide de 86%; en effet,
avec ces dernières, même à triple expansion,
la pression à la sortie du dernier cylindre ne
tombait jamais au niveau de celle du condenseur.
L’expérience a montré que quelques
centimètres de gain sur le vide ne donnait
qu’un maigre bénéfice de 4 à 5% pour la puis-
. sance de la machine à piston. On a même pu
se demander si, dans certains cas, il n’était pas
préférable de marcher sans condenseur, en ré- .
chauffant l’eau d’alimentation au moyen de la
vapeur d’échappement.
Avec les turbines à vapeur, le point de vue
est tout différent: on a prouvé que pour une
diminution de la pression au condenseur d’un
centième d’atmosphère, la consommation de
vapeur diminuait de près de 3% et même de
5% dans le cas d’installations à basse pression.
Ici, toute amélioration du vide se traduit par
une augmentation de puissance, puisque la détente
de la vapeur est poussée jusqu’à la pression
du condenseur. La pression absolue dans
le condenseur a pour limite la tension de la vapeur
d’eau correspondant à la température de
l’eau extraite du condenseur; un vide de 95%
correspond à une pression de 37 mm de mercure
et à une température de 33 °.
Dans une installation avec condensation, on
doit prévoir l’arrêt possible du fonctionnement
du condenseur, aussi place-t-on (fig. 324) une
vanne d’arrêt V sur la conduite d’échappement
C au condenseur et une soupape automa-
Pompes à eau; à air; éjecteurs – 175
tique S sur la conduite d’échappement C’ à
l’air libre. ,
Suivant le mode de refroidissement, les condenseurs
se divisent en condenseurs par mélange,
condenseurs par surface et éjecta-condenseurs.
Avant d’étudier ces différents appareils,
donnons quelques détails sur les pompes
d’extraction d’eau condensée et sur les pompes
à air.
s
c
fig. 324
89. POMPES A EAU; A AIR; EJECTEURS.
– En plus de la vapeur d’eau condensée, il
faut extraire du condenseur l’air qui y est
introduit soit avec la vapeur, soit par les fuites,
soit par l’eau .d’injection, si le condenseur est
à mélange et dont la tension s’ajoute à celle de
la vapeur; Je maintien du vide exige donc l’emploi
d’une pompe à air dont le but est d’évacuer
au dehors du condenseur le mélange
gazeux d’air et de vapeur qui se trouve à sa
partie supérieure; de son côté, la pompe d’extraction
d’eau a pour seul objet d’évacuer l’eau
tombant .à la partie inférieure.
Autrefois, on demandait à la pompe à air
à piston adjointe au condenseur d’extraire à
la fois l’eau et les gaz, mais on avait dû rapidement
préconiser l’emploi de deux pompes séparées,
afin· d’améliorer la condensation (Dispositif
de Wmss établi en 1887).
Fig. 325
La pompe d’extraction d’eau peut être alternative,
telle que celle représentée figure 325 qui
se compose de deux pompes à simple effet accouplées
en série. Lorsque le piston se soulève,
les clapets 1 se soulèvent et l’eau remplit le