EP0843644B1 - Procede de recuperation de vapeur emise dans une installation de distribution de liquide - Google Patents

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EP0843644B1
EP0843644B1 EP96927121A EP96927121A EP0843644B1 EP 0843644 B1 EP0843644 B1 EP 0843644B1 EP 96927121 A EP96927121 A EP 96927121A EP 96927121 A EP96927121 A EP 96927121A EP 0843644 B1 EP0843644 B1 EP 0843644B1
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EP
European Patent Office
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pump
parameters
liquid
value
distribution
Prior art date
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EP96927121A
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EP0843644A1 (fr
Inventor
Jacques Fournier
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Tokheim Services France SAS
Original Assignee
Tokheim Services France SAS
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/04—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring fuels, lubricants or mixed fuels and lubricants
    • B67D7/0476—Vapour recovery systems
    • B67D7/0478—Vapour recovery systems constructional features or components
    • B67D7/048—Vapour flow control means, e.g. valves, pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
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    • B67D7/048—Vapour flow control means, e.g. valves, pumps
    • B67D7/0482—Vapour flow control means, e.g. valves, pumps using pumps driven at different flow rates
    • B67D7/0486—Pumps driven in response to electric signals indicative of pressure, temperature or liquid flow

Definitions

  • the present invention relates to a method for recovering vapor emitted in a liquid distribution installation during the distribution of said liquid inside a tank.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the field of vehicle fuel distribution automobiles for example, in order to recover vapors of oil escaping from the tank of said vehicles as that it fills with liquid fuel.
  • the meters also include a liquid meter connected to a pulse generator allowing a computer to establish the volume and the price of the fuel delivered, which appear in clear on a display with which the meters are equipped.
  • said recovery means are constituted by a pump sucking the vapors from the tank to discharge them in the oil storage tank.
  • the characteristic size G is then the speed w of rotation of said pump, which is controlled by the pulse generator means of distribution.
  • the characteristic quantity G a value determined from parameters calculated during the previous distribution, and, on the other hand, at least one measurement is used to calculate new values for said parameters which will be used for distribution next.
  • the recovery means comprising a pump, said quantity G is the speed w of rotation of said pump.
  • Figure 1 is a general diagram of an installation of liquid distribution using a recovery process steam according to the invention.
  • Figure 2 is a diagram of the vapor recovery circuit of figure 1 in the case where the recovery pump does not have a leak internal.
  • Figure 3 is a diagram of the vapor recovery circuit of figure 1 in case the recovery pump has a leak internal non-zero.
  • Figure 4 is a diagram of the vapor recovery circuit in Figure 1 using two pressure regulators.
  • Figure 5 is a diagram of a vapor recovery circuit with two recovery channels discharging into a pipeline common.
  • Figure 6 is a diagram of the vapor recovery circuit of figure 1 with an adjustment solenoid valve downstream of the pump recovery.
  • the diagram in Figure 1 shows a distribution installation liquid, for example fuel, inside the tank of a vehicle, not shown.
  • This installation comprises fuel distribution means essentially constituted by a pump P L capable of circulating said fuel L with a liquid flow rate Q L between a storage tank 100 and said tank along a pipe 110, up to a dispensing gun 111.
  • a volume counter 112 possibly including the liquid pump P L , comprises a measurer 113 placed on the pipe 110 in series with the pump P L so that a pulse generator 114, coupled to said measurer 113, provides an impulse signal representative of the liquid flow rate Q L which a computer 115 then translates in terms of volume and price to a display 116.
  • the installation of FIG. 1 also includes means for recovering the vapor V emitted during the distribution of the liquid in the tank of the vehicle.
  • said recovery means consist mainly of a pump P V able to circulate said vapor with a vapor flow rate Q V along a pipe 120 between the tank, passing through the gun 111 distribution, and a recovery tank 100 which, in the case of Figure 1, is none other than the liquid fuel storage tank.
  • the recovery method of the invention consists in imposing on a quantity G characteristic of the recovery means, the speed w of rotation of the pump P V in the example of FIG. 1, a value such as the flow -vapor Q V which results therefrom is as close as possible to the liquid flow rate Q L.
  • the liquid flow rate Q Lk is measured at each distribution k of liquid using the information supplied by the pulse generator 114 to the circuit 121 of motor control M V.
  • the recovery process according to the invention is based on the idea of a deferred updating of the parameters governing the circulation of vapor in the recovery pipe 120.
  • the systematic error inherent in the process remains negligible given the very slow drift over time of the parameters p i which are essentially linked to the steam pump. P V and the pressure drops in the pipe 120.
  • the recovery means comprise the steam pump P V whose speed w of rotation constitutes the quantity G for controlling the steam flow rate Q V.
  • the parameter V G is constant and can be measured once and for all at the factory.
  • the initial value R'o of the parameter R ' is determined by means of the relation (2) by imposing any speed w of rotation on the pump P V and by measuring the pressure P' using a sensor 122 of pressure and possibly a flow meter, not shown, which supplies the corresponding vapor flow rate Q V. After this initialization phase, the flow meter is deleted.
  • the values of V G and R'o are stored in a memory of the circuit 121 for controlling the motor M V of the pump P V.
  • R ' 1 will be used during the second distribution, and so on.
  • the diagram in FIG. 3 relates to a steam pump P V having a non-zero coefficient of internal leakage.
  • ⁇ P being the pressure difference across the pump P V.
  • ⁇ P (R '+ R )
  • Q not V RQ not V
  • R being the downstream hydraulic resistance of line 120 of recovery.
  • the parameters p i characteristic of the recovery circuit are therefore V G , R 'and ⁇ R.
  • V G the constant geometric cyclic volume of the pump is measured at the factory.
  • R 'and ⁇ R they can be determined using an upstream pressure sensor 122 P' and a flow meter 123 placed at the inlet of the pump P V which makes it possible to measure the vapor flow rate Q V .
  • the flow rate Q lu supplied by the flow meter 123 must be corrected by the pressure P ':
  • Q V Q read (P '/ P AT )
  • This operation is performed automatically by the engine control circuit 121 M V which, in addition to the liquid flow rate information Q L , also receives P 'and Q read .
  • R ' and ⁇ R are related to Q V and P' by:
  • the variant embodiment shown in the diagram in FIG. 4 aims to simplify the operations for updating the parameters p i .
  • 122 removes the pressure sensor P and optionally one giving the pressure P "and is available at the inlet and outlet of the pump P V of the pressure regulators respectively referenced 124 and 125.
  • the regulator 124 is set to a setpoint corresponding to a pressure P 'such that P A -P' is constant regardless of the vapor flow rate Q V.
  • the regulator 125 imposes a pressure P "such that P" -P A be independent of Q V.
  • the pressure inside the recovery tank 100 is not equal to atmospheric pressure P A and has a pressure difference ⁇ Po, positive or negative, due for example to the presence of a valve 130 vent shown in Figure 1.
  • Figure 5 shows the diagram of an installation where two steam pumps P V a, P V b flow in a common pipe 12 of small diameter.
  • a flexible tube is slid into the suction pipe for the return of the vapors to the recovery tank 100.
  • This tube is generally common to two pumps, and has a common hydraulic resistance R c which can be significant.
  • the first two terms correspond to a simple hydraulic resistance path R a + R c and the third term is a corrective term linked to path b .
  • the circulation of steam in the recovery pipe 120 is ensured by a pump P V at speed w o of fixed rotation, controlled by a motor M V.
  • the vapor flow rate Q V is adjusted by a solenoid valve 126 disposed downstream of the pump P V and having a variable hydraulic resistance Rx, the value of which is imposed by a control circuit 121.
  • the parameters p i to be determined are V G , R ', R and ⁇ . Apart from V G , constant and measured in the factory, the other three parameters can be calculated from the measurements of the flow meter 123, and the pressures P 'and P "given by the sensors 122 and 126.

Description

La présente invention concerne un procédé de récupération de vapeur émise dans une installation de distribution de liquide lors de la distribution dudit liquide à l'intérieur d'un réservoir.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la distribution de carburant pour véhicules automobiles par exemple, afin de récupérer les vapeurs d'hydrocarbures s'échappant du réservoir desdits véhicules à mesure que celui-ci se remplit de carburant liquide.
Une installation de distribution de liquide tel que du carburant pour véhicules automobiles comprend, d'une façon générale, des moyens de distribution dudit liquide essentiellement constitués par des volucompteurs munis de pompes aptes à faire circuler le carburant avec un débit-liquide QL entre une cuve de stockage et le réservoir des véhicules. Les volucompteurs comprennent également un mesureur de liquide relié à un générateur d'impulsions permettant à un calculateur d'établir le volume et le prix du carburant délivré, lesquels apparaissent en clair sur un afficheur dont sont équipés les volucompteurs.
En outre, lorsqu'elle est prévue pour récupérer les vapeurs d'hydrocarbures émises, ladite installation comprend des moyens de récupération aptes à faire circuler lesdites vapeurs avec un débit-vapeur QV le long d'une canalisation, entre le réservoir des véhicules et une cuve de récupération, la cuve de stockage par exemple, le débit-vapeur QV étant commandé par une grandeur G caractéristique desdits moyens de récupération de manière à maintenir entre le débit-vapeur QV et le débit-liquide QL une relation de proportionnalité QV = k QL avec k égal à ou voisin de 1.
Le plus souvent, lesdits moyens de récupération sont constitués par une pompe aspirant les vapeurs du réservoir pour les refouler dans la cuve de stockage d'hydrocarbures. La grandeur caractéristique G est alors la vitesse w de rotation de ladite pompe, laquelle est commandée par le générateur d'impulsions des moyens de distribution.
Toutefois, dans la majorité des cas, il n'est pas possible d'imposer de manière simple une vitesse w de pompe proportionnelle au débit-liquide QL.
En effet, les conditions de fonctionnement peuvent être très différentes d'une installation à une autre par :
  • les pertes de charge sur la canalisation de récupération, en amont et en aval de la pompe,
  • la présence éventuelle de clapets tarés au niveau de la cuve de récupération pouvant engendrer dans celle-ci une pression différente de la pression atmosphérique et correspondant à une résistance hydraulique supplémentaire sur la canalisation de récupération,
  • la fuite interne de la pompe de récupération, dépendant de la différence de pression amont-aval, qui affecte son efficacité.
En résumé, pour obtenir un débit-vapeur QV donné, il faut imposer à la pompe de récupération une vitesse w de rotation qui dépend de l'installation.
De façon à prendre en compte les paramètres mentionnés plus haut, il est courant d'effectuer un étalonnage de l'installation complète lorsqu'elle est implantée sur le site. Lors de cet étalonnage, on fixe une vitesse w de la pompe de récupération et on mesure le débit-vapeur QV correspondant à l'aide d'un débitmètre ou d'un compteur à gaz. On établit ainsi une table (w, QV) reliant la vitesse w et le débit-vapeur QV avec un nombre de points suffisant pour définir la caractéristique de la pompe dans ces conditions de fonctionnement. Cette table est mise en mémoire dans un micro-processeur.
En fonctionnement normal, le débitmètre est retiré et, lors d'une distribution d'hydrocarbures à un débit-liquide QL, le microprocesseur cherche dans la table la vitesse w à imposer à la pompe de récupération pour que QV = QL.
Ce procédé de récupération connu présente cependant les inconvénients suivants :
  • les pertes de charge sur la canalisation de récupération peuvent évoluer au cours du temps du fait :
    • d'une obturation partielle progressive par des poussières,
    • du changement de section des tuyaux en élastomère avec la présence prolongée d'hydrocarbures. C'est le cas en particulier de la partie de canalisation située en amont de la pompe,
    généralement constituée par un tube en élastomère entouré de liquide sous pression, cette partie représentant l'âme d'un flexible coaxial.
  • la fuite interne de la pompe peut évoluer pour cause d'usure, comme dans les pompes à palettes par exemple.
  • la densité des vapeurs est variable avec les hydrocarbures et la température des réservoirs des véhicules, ce qui modifie l'influence des pertes de charge amont et aval.
  • la pression de vapeur dans la cuve de récupération peut aussi varier avec les hydrocarbures et la température.
Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un procédé de récupération de vapeur émise dans une installation de distribution de liquide lors de la distribution dudit liquide à l'intérieur d'un réservoir, ladite installation comprenant :
  • des moyens de distribution de liquide aptes à faire circuler ledit liquide avec un débit-liquide QL entre une cuve et ledit réservoir,
  • des moyens de récupération de vapeur aptes à faire circuler ladite vapeur avec un débit-vapeur QV le long d'une canalisation, entre ledit réservoir et une cuve de récupération, ledit débit-vapeur QV étant commandé par une grandeur G caractéristique desdits moyens de récupération,
procédé qui, compte tenu de la lente évolution des paramètres caractéristiques de la circulation de vapeur le long de la canalisation de récupération, permettrait d'effectuer un réétalonnage différé de la grandeur caractéristique G en fonction du débit-vapeur QV.
La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit procédé comporte les étapes consistant à :
  • établir une relation G = F(QV, (pi)) reliant la grandeur G au débit vapeur QV et à des paramètres hydrauliques internes pi caractéristiques des moyens de récupération ainsi que de ladite canalisation (120) et susceptibles d'évolution par vieillissement ou usure, au moins l'un des paramètres pi pouvant être calculé à partir d'une mesure faite dans lesdits moyens de récupération pendant une distribution de liquide,
  • déterminer une valeur initiale (pi) 0 des paramètres pi, et
  • à chaque distribution de liquide :
  • mesurer le débit-liquide QLk et déterminer une valeur Gk de la grandeur G à imposer aux moyens de récupération par la relation Gk = F(QLk, (pi)k-1)
  • effectuer au moins une mesure permettant de calculer une nouvelle valeur (pi)k d'au moins un des paramètres Pi à utiliser pour la distribution suivante (k+1) de liquide, et
  • déterminer la valeur (pi)k du paramètre pi à utiliser pour la distribution suivante (k+1) de liquide.
Ainsi, lors d'une distribution de liquide, d'une part on utilise pour la grandeur caractéristique G une valeur déterminée à partir de paramètres calculées au cours de la distribution précédente, et, d'autre part, on effectue au moins une mesure permettant de calculer de nouvelles valeurs pour lesdits paramètres qui seront utilisées pour la distribution suivante.
Il est à noter que l'on connaissait déjà par le document DE-42 00 803 A, un procédé de récupération de vapeur dans lequel le débit vapeur est commandé par une grandeur caractéristique des moyens de récupération de ladite vapeur.
De plus, le document antérieur WO/96 06038 A, qui est pertinent seulement vis à vis de la nouveauté selon l'Article 54(3) OEB, divulgue un procédé permettant de maintenir l'égalité entre un débit de liquide distribué et un débit de vapeur récupérée par commande de ce dernier débit en utilisant une fonction de commande établie à partir de sous-fonctions qui dépendent de paramètres hydrauliques indépendants internes à l'installation dont la valeur est mesurée pendant la distribution de liquide en cours et non pendant l'opération de distribution précédente.
Comme on le verra en détail plus loin, deux modes particuliers mais non exclusifs, de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention sont proposés.
Selon un premier mode de mise en oeuvre, les moyens de récupération comprenant une pompe, ladite grandeur G est la vitesse w de rotation de ladite pompe.
Selon un second mode de mise en oeuvre, les moyens de récupération comprenant une pompe et une électrovanne, ladite grandeur G est la résistance hydraulique imposée par ladite électrovanne, la vitesse w de rotation de la pompe étant constante. Dans une première approximation, les différents paramètres pi caractéristiques des moyens de récupération et de la canalisation seront considérés comme indépendants du débit-vapeur QV. Toutefois, il peut se produire que certains de ces paramètres varient avec ledit débit-vapeur. C'est le cas notamment du coefficient α de fuite interne des pompes à palettes lorsque les palettes ne sont pas guidées avec précision. Le procédé de l'invention doit alors être adapté à cette situation particulière. C'est pourquoi, selon l'invention, il est prévu qu'un paramètre p parmi les paramètres pi variant avec le débit-vapeur QV :
  • on établit une table initiale [po j, QV j] (j = 1,..., N) reliant N valeurs du paramètre p à N valeurs de débit-vapeur QV,
  • à chaque distribution k de liquide :
    • on utilise dans la relation Gk = F (QLk, {pi}k-1 ) une valeur pj k-1 du paramètre p telle que [pj k-1, Qj V = QLk]
    • on mesure le débit -vapeur QVk et on détermine une valeur Pk correspondante du paramètre p,
    • on calcule un coefficient Ak tel que Ak = Pk /pj' o avec [pj' o,Qj' V = QVk]
    • on établit une nouvelle table [pj k, Qj V] avec pj k = Ak pj o pour tout j.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
La figure 1 est un schéma général d'une installation de distribution de liquide mettant en oeuvre un procédé de récupération de vapeur conforme à l'invention.
La figure 2 est un schéma du circuit de récupération de vapeur de la figure 1 dans le cas où la pompe de récupération n'a pas de fuite interne.
La figure 3 est un schéma du circuit de récupération de vapeur de la figure 1 dans le cas où la pompe de récupération a une fuite interne non nulle.
La figure 4 est un schéma du circuit de récupération de vapeur de la figure 1 utilisant deux régulateurs de pression.
La figure 5 est un schéma d'un circuit de récupération de vapeur avec deux voies de récupération débitant dans une canalisation commune.
La figure 6 est un schéma du circuit de récupération de vapeur de la figure 1 avec une électrovanne d'ajustement en aval de la pompe de récupération.
Le schéma de la figure 1 montre une installation de distribution de liquide, du carburant par exemple, à l'intérieur du réservoir d'un véhicule, non représenté.
Cette installation comprend des moyens de distribution de carburant essentiellement constitués par une pompe PL apte à faire circuler ledit carburant L avec un débit-liquide QL entre une cuve 100 de stockage et ledit réservoir le long d'une canalisation 110, jusqu'à un pistolet 111 de distribution.
Comme cela a déjà été mentionné plus haut, un volucompteur 112, incluant éventuellement la pompe-liquide PL, comporte un mesureur 113 placé sur la canalisation 110 en série avec la pompe PL de manière qu'un générateur 114 d'impulsions, couplé audit mesureur 113, fournisse un signal impulsionnel représentatif du débit-liquide QL qu'un calculateur 115 traduit ensuite en termes de volume et de prix à destination d'un afficheur 116.
L'installation de la figure 1 comprend également des moyens de récupération de la vapeur V émise lors de la distribution du liquide dans le réservoir du véhicule. Dans l'exemple de la figure 1, lesdits moyens de récupération sont principalement constitués par une pompe PV apte à faire circuler ladite vapeur avec un débit-vapeur QV le long d'une canalisation 120 entre le réservoir, en passant par le pistolet 111 de distribution, et une cuve 100 de récupération qui, dans le cas de la figure 1, n'est autre que la cuve de stockage du carburant liquide.
Dans sa généralité, le procédé de récupération de l'invention consiste à imposer à une grandeur G caractéristique des moyens de récupération, la vitesse w de rotation de la pompe PV dans l'exemple de la figure 1, une valeur telle que le débit-vapeur QV qui en résulte soit aussi voisin que possible du débit-liquide QL.
A cet effet, on établit et on stocke dans la mémoire d'un circuit 121 de commande du moteur MV de la pompe PV une relation G = F(QV,{pi}) reliant la grandeur G au débit-vapeur QV et à des paramètres Pi caractéristiques des moyens de récupération et de la canalisation 120 de récupération, ces paramètres seront explicités dans la suite cas par cas.
Ensuite, après avoir déterminé une valeur initiale {pi}o des paramètres pi, on mesure à chaque distribution k de liquide le débit-liquide QLk à l'aide des informations fournies par le générateur 114 d'impulsions au circuit 121 de commande de moteur MV. La valeur Gk de la grandeur G à imposer aux moyens de récupération est alors déterminée par la relation Gk = F (QLk, {pi}k-1 )    où {pi}k-1 représente la valeur des paramètres pi calculé lors de la distribution précédente k-1 de liquide.
Au cours de cette même distribution k de liquide, est déterminée une nouvelle valeur {pi}k des paramètres pi à utiliser pour la distribution suivante k + 1 de liquide.
On comprendra que le procédé de récupération conforme à l'invention repose sur l'idée d'une actualisation différée des paramètres régissant la circulation de vapeur dans la canalisation 120 de récupération. Or, comme l'actualisation se fait d'une distribution de liquide à la suivante, l'erreur systématique inhérente au procédé reste négligeable compte tenu de la dérive très lente dans le temps des paramètres pi qui sont essentiellement liés à la pompe-vapeur PV et aux pertes de charge dans la canalisation 120.
Un premier exemple d'application du procédé de l'invention est donné sur la figure 2. Dans cet exemple, les moyens de récupération comprennent la pompe-vapeur PV dont la vitesse w de rotation constitue la grandeur G de commande du débit-vapeur QV.
En supposant que la pompe PV a un coefficient α de fuite interne nul, que la récupération de vapeur se fait à la pression atmosphérique PA et que la cuve 120 de récupération est également à la pression atmosphérique PA (surpression ou dépression ΔPo nulle), la relation entre la vitesse w de rotation de la pompe PV et le débit-vapeur s'écrit : w = QV/VG (P'/PA) où VG est le volume cyclique géométrique de la pompe et P' la pression à l'entrée de la pompe.
Si R' est la résistance hydraulique dans la partie amont de la canalisation 120 de récupération, on a : PA - P' = R' QV n n étant égal à 7/4, mais qui peut aussi être pris égal à 2 pour des raisons de simplification.
La relation (1) s'écrit alors : w = QV/VG (1-R'QV n/PA) qui représente la formule générale G = F (QV, {pi}), les paramètres pi étant le volume cyclique géométrique VG et la résistance hydraulique amont R'. Le paramètre VG est constant et peut être mesuré une fois pour toutes en usine. La valeur initiale R'o du paramètre R' est déterminée au moyen de la relation (2) en imposant une vitesse w de rotation quelconque à la pompe PV et en mesurant la pression P' à l'aide d'un capteur 122 de pression et éventuellement d'un débitmètre, non représenté, qui fournit le débit-vapeur QV correspondant. Après cette phase d'initialisation, le débitmètre est supprimé. Les valeurs de VG et R'o sont stockées dans une mémoire du circuit 121 de commande du moteur MV de la pompe PV.
A la première distribution de liquide, ledit circuit de commande calcule la vitesse w1 à imposer à la pompe à partir des valeurs VG, R'o précédemment mesurées et du débit-liquide QL1 reçu du générateur 114 d'impulsions par la relation : w1 = QL1/VG (1-R'oQn L1/PA)
Au cours de cette première distribution, on effectue une mesure P' 1 de la pression P', ce qui permet de calculer la nouvelle valeur R' 1 de R' à l'aide des deux relations : Qv1 = w1 VG P'1/PA R'1 = (PA- P'1)/Qn v1
R'1 sera utilisée lors de la deuxième distribution, et ainsi de suite.
Le schéma de la figure 3 concerne une pompe-vapeur PV présentant une coefficient α de fuite interne non nul.
L'équation générale du circuit de récupération de vapeur s'écrit : w = QV/VG (P'/PA) + αΔP
ΔP étant la différence de pression aux bornes de la pompe PV.
ΔP est relié au débit-vapeur QV par : ΔP = (R' + R") Qn V = R Qn V
R" étant la résistance hydraulique aval de la canalisation 120 de récupération.
Compte tenu du fait qu'on a toujours PA - P' = R' Qn V    l'équation (3) s'écrit alors : w = QV/VG (1-R'QV n/PA) + (αR) QV n
Les paramètres pi caractéristiques du circuit de récupération sont donc VG, R' et αR. Comme précédemment, le volume cyclique géométrique VG de la pompe, constant, est mesuré en usine. Quant aux paramètres R' et αR, ils peuvent être déterminés à l'aide d'un capteur 122 de pression amont P' et un débitmètre 123 placé à l'entrée de la pompe PV qui permet de mesurer le débit-vapeur QV. En réalité, le débit Qlu fourni par le débit-mètre 123 doit être corrigé de la pression P' : QV = Qlu (P'/PA)
Cette opération est effectuée automatiquement par le circuit 121 de commande du moteur MV qui, outre l'information de débit-liquide QL, reçoit également P' et Qlu.
Dans ces conditions, les valeurs de R' et αR sont reliées à QV et P' par : R' = (PA - P')/Qn V (αR) = [w - QV/VG (1 - R' Qn V/PA)]/Qn V
Les valeurs initiales R'o et (αR)o peuvent être déterminées au cours d'une première distribution k= o au cours de laquelle la vitesse w de rotation de la pompe PV est mesurée.
Si l'on veut connaítre la valeur de la résistance hydraulique aval R" pour suivre par exemple l'évolution de l'état de la canalisation 120 en aval de la pompe ou détecter une anomalie, on peut placer en sortie de la pompe PV un capteur de pression P", non représenté. On en déduit R" par : R" = (PA - P")/Qn V
La variante de réalisation montrée sur le schéma de la figure 4 vise à simplifier les opérations d'actualisation des paramètres pi. Pour cela, on supprime le capteur 122 de pression P' et éventuellement celui donnant la pression P", et on dispose à l'entrée et à la sortie de la pompe PV des régulateurs de pression respectivement référencées 124 et 125. Le régulateur 124 est réglé à une valeur de consigne correspondant à une pression P' telle que PA-P' soit constant quel que soit le débit-vapeur QV. De même, le régulateur 125 impose une pression P" telle que P"-PA soit indépendant de QV.
Les conditions de bon fonctionnement de ce système sont : PA - P' > R'Qv n P" - PA > R" Qv n
Tant que ces conditions sont réalisées, l'équation générale (3) s'écrit : W = QvPA /VGP' + α (P"-P') ou w = Qlu/VG + α (P"-P')
Les seuls paramètres pi à prendre en compte sont VG et α, R' et R" ne participant plus à l'équation du circuit de récupération. VG est déterminé en usine, tandis que α peut être calculé à chaque distribution par la relation α = (w - QvPA/VGP')/(P"-P') ou α = (w - Qlu/VG)/(P"-P')
Il peut aussi se produire que la pression à l'intérieur de la cuve 100 de récupération ne soit pas égale à la pression atmosphérique PA et présente une différence ΔPo de pression, positive ou négative, due par exemple à la présence d'un clapet 130 d'évent montré sur la figure 1.
Dans ce cas, la relation générale (3) devient : w = QvPA/VGP' + αRon v + αΔPo
Le dernier terme αΔPo est un terme correctif équivalent à une vitesse initiale wi. Celle-ci peut être déterminée pendant les périodes d'attente entre deux distributions comme la vitesse minimale à appliquer à la pompe PV pour obtenir un débit-vapeur QV non nul. Ensuite, la quantité w-wi est traitée comme précédemment avec ΔPo = 0.
La figure 5 montre le schéma d'une installation où deux pompes-vapeur PVa, PVb débitent dans une canalisation commune 12 de faible diamètre.
C'est le cas en particulier dans les stations de distribution de carburant où, pour limiter les frais liés à l'installation de récupération des vapeurs d'hydrocarbures, un tube flexible est glissé dans la canalisation d'aspiration pour le retour des vapeurs dans la cuve 100 de récupération. Ce tube est généralement commun à deux pompes, et présente une résistance hydraulique Rc commune qui peut être importante.
Les deux voies a et b du circuit de la figure 5 étant symétriques, on ne traitera que la voie a.
La relation générale régissant la circulation de vapeur dans la voie a s'écrit : Wa = Qlua/VGa + αa ΔPa avec ΔPa = RaQV n a + Rc (QVa + QVG)n et Ra = R'a+ R"a    en prenant pour n la valeur approchée de 2, on obtient : Wa = Qlua/VGa + αa (Ra + Rc) Q2 Va + αaRc (Q2 Vb + 2QVa QVG)
Les deux premiers termes correspondent à une voie simple de résistance hydraulique Ra + Rc et le troisième terme est un terme correctif lié à la voie b.
Lorsque seule la voie a délivre du liquide on a alors QVb = O, le troisième terme est nul. Des deux premiers termes on déduit αa (Ra + Rc) toujours par les mesures de débit Qlua (ou QVa) et de la pression P'a à l'aide du débit mètre 123a et du capteur 122a de pression.
Si les deux voies a et b délivrent du liquide simultanément, les mesures de débit-vapeur et de pression sur les voies a et b, associées au terme αa (Ra + Rc) calculé précédemment, permettent de déduire αa Rc.
Le schéma de la figure 6 illustre une variante de mise en oeuvre du procédé de récupération de vapeur, objet de l'invention.
Selon cette variante, la circulation de vapeur dans la canalisation 120 de récupération est assurée par une pompe PV à vitesse wo de rotation fixe, commandée par un moteur MV.
Le débit-vapeur QV est ajusté par une électrovanne 126 disposé en aval de la pompe PV et présentant une résistance hydraulique Rx variable dont la valeur est imposée par un circuit 121 de commande.
Dans cet exemple, la grandeur G caractéristique des moyens de récupération est Rx, relié à la vitesse wo de la pompe PV et au débit-vapeur QV par : Rx = (Wo-QV/VG (1 - R'Qn V/PA) - (αR) Qn V)/αQ2 V avec R = R' + R"
Les paramètres pi à déterminer sont VG, R', R et α. En dehors de VG, constant et mesuré en usine, les trois autres paramètres peuvent être calculés à partir des mesures du débitmètre 123, et des pressions P' et P" données par les capteurs 122 et 126. On a en effet : R' = (PA -P')/Qn R = R' + (P" - PA -RXQ2 v)/Qn V α = (wo - QV/VG(1-R'Q2 v/PA) /(RQn v +RaQ2 V)
Bien entendu, on pourrait tout aussi bien placer l'électrovanne 126 en amont de la pompe vapeur PV, ce qui conduirait à un système de relations différentes mais équivalentes à celles qui viennent d'être établies.
De même, la prise en compte d'une pression de cuve de récupération différente de la pression atmosphérique ainsi que celle d'un tube de retour commun à deux pompes s'appliquent de la même façon au mode de réalisation qui vient d'être décrit mettant en oeuvre une électrovanne.
Dans tout ce qui précède il n'a pas été tenu compte d'une éventuelle variation avec le débit-vapeur QV des paramètres caractéristiques régissant la circulation de vapeur dans la canalisation de récupération. Or, on sait que pour certains types de pompes le coefficient α de fuite interne dépend dudit débit-vapeur. Dans ce cas, on établit une table initiale obtenue par étalonnage sur site, notée [(αR)o j, QV j] du paramètre αR, par exemple, reliant N valeurs (j=1, ...., N) de αR aux N valeurs correspondantes de QV :
Figure 00140001
A la première distribution k = 1 de liquide, la connaissance du débit-liquide QL1 permet de déterminer la valeur (αR)1 j à utiliser dans la relation générale d'écoulement, à savoir : [(αR)1 j, QV j = QL1]
Au cours de cette même distribution, on mesure le débit-vapeur QV1 dont on déduit, d'une part à l'aide des relations d'écoulement, une valeur (αR)1 du paramètre αR, et, d'autre part à l'aide de la table initiale une valeur (αR)o j' : [(αR)o j', QV j' = QV1]
Il peut se produire que les valeurs QL1 et QV1 ne correspondent pas exactement à des valeurs QV j de la table. On procèdera alors par interpolation linéaire.
On en déduit un coefficient A1 = (αR)1/(αR)j' o permettant d'actualiser l'ensemble de la table qui sera utilisée pour la distribution suivante en multipliant chaque valeur (αR)o j par le coefficient A1·
La nouvelle table s'écrit : [(αR)1 j, QV j] avec (αR)1 j = A1(αR)o j pour tout j.
On procède de la même manière à chaque distribution en actualisant la table par rapport à la table initiale qui est conservée en mémoire.

Claims (8)

  1. Procédé de récupération de vapeur émise dans une installation de distribution de liquide lors de la distribution dudit liquide à l'intérieur d'un réservoir, ladite installation comprenant :
    des moyens (PL) de distribution de liquide aptes à faire circuler ledit liquide avec un débit-liquide (QL) entre une cuve (100) et ledit réservoir,
    des moyens (PV), 126) de récupération de vapeur aptes à faire circuler ladite vapeur avec un débit-vapeur (QV) le long d'une canalisation (120), entre ledit réservoir et une cuve (100) de récupération, ledit débit-vapeur (QV) étant commandé par une grandeur G(w, Rx) caractéristique desdits moyens de récupération,
    caractérisé en ce que
    ledit procédé comporte les étapes consistant à :
    établir une relation G = F(QV, (pi)) reliant la grandeur G au débit vapeur QV et à des paramètres hydrauliques internes pi caractéristiques des moyens de récupération ainsi que de ladite canalisation (120) et susceptibles d'évolution par vieillissement ou usure, au moins l'un des paramètres pi pouvant être calculé à partir d'une mesure faite dans lesdits moyens de récupération pendant une distribution de liquide,
    déterminer une valeur initiale (pi)0 des paramètres pi, et
    à chaque distribution de liquide :
    mesurer le débit-liquide QLk et déterminer une valeur Gk de la grandeur G à imposer aux moyens de récupération par la relation Gk = F(QLk, (pi)k-1)
    effectuer au moins une mesure permettant de calculer une nouvelle valeur (pi)k d'au moins un des paramètres Pi à utiliser pour la distribution suivante (k+1) de liquide, et
    déterminer la valeur (pi)k du paramètre pi à utiliser pour la distribution suivante (k+1) de liquide.
  2. Procédé selon la revendication 1,
    caractérisé en ce qu'
    un paramètre p parmi les paramètres pi variant avec le débit-vapeur QV :
    on établit une table initiale [pO j, QV j] (j = 1,...,N) reliant N valeurs du paramètre p à N valeurs de débit-vapeur QV,
    à chaque distribution k de liquide :
    on utilise dans la relation Gk = F(QLk, (pi)k-1 une valeur pj k-1 du paramètre p telle que [pj k-1, Qj V = QLK]
    on mesure le débit-vapeur QVk et on détermine une valeur Pk correspondante du paramètre p,
    on calcule un coefficient Ak tel que Ak = pk/pj' o avec [pj' o,Qj' V = QVk]
    on établit une nouvelle table [pj k, Qj V] avec pj k = Ak pj o
    pour tout j.
  3. Procédé selon l'une des revendication 1 et 2, conformément auquel ladite grandeur G est la vitesse de rotation w d'une pompe à vitesse variable (PV)
    caractérisé en ce que
    la pompe (PV) présentant un coefficient α de fuite interne nul, ladite relation w = F (QV, (pi) pour une cuve (100) de récupération à la pression atmosphérique est donnée par : w = Qv/VG (1-R'Qv n/PA) VG étant le volume cyclique géométrique de la pompe (PV), R' la résistance hydraulique de la canalisation (120) en amont de la pompe, n un coefficient égal à 7/4 ou à 2 et PA la pression atmosphérique, et
    lesdits paramètres pi étant constitués par les paramètres VG et R', le paramètre VG, constant, est déterminé par un étalonnage initial de la pompe (PV), la valeur R'k du paramètre R' à chaque distribution k étant déterminée à partir de la mesure de la pression P' à l'entrée de la pompe (PV) par les relations QVk = Wk VG P'k/PA R'k = (PA - P'k)/Qn Vk.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, conformément auquel ladite grandeur G est la vitesse de rotation w d'une pompe à vitesse variable (PV)
    caractérisé en ce que
    la pompe (PV) présentant un coefficient α de fuite interne non nul, ladite relation w = F (QV, (pj)) est donnée par : w = QV/VG (1-R'QV n/pA) + (αR) QV n VG étant le volume cyclique géométrique de la pompe (PV), R' la résistance hydraulique de la canalisation (120) en amont de la pompe, n un coefficient égal à 7/4 ou à 2 PA la pression atmosphérique et R la résistance hydraulique totale de la canalisation, égale à la somme de la résistance hydraulique R' amont et de la résistance hydraulique R" de la canalisation (120) en aval de la pompe (PV), et
    lesdits paramètres pi étant constitués par VG, R' et αR, le paramètre VG, constant, étant déterminé par un étalonnage initial de la pompe (PV), les valeurs R'k et (αR)k des paramètres R' et αR à chaque distribution k étant déterminés à partir des mesures du débit-vapeur QV et de la pression P' à l'entrée de la pompe (PV) par les relations : R'k = (PA - P'k)/Qn Vk (αR)k = [wk - QVk /VG (1 - R'k Qn Vk/PA)]/Qn Vk.
  5. Procédé selon la revendication 4,
    caractérisé en ce que
    la valeur R"k de la résistance hydraulique R" en aval de la pompe (PV) à chaque distribution k est déterminée par la mesure de la pression P" à la sortie de la pompe par la relation : R"k = (PA - P"k)/Qn Vk.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, conformément auquel ladite grandeur G est la vitesse de rotation w d'une pompe à vitesse variable (PV),
    caractérisé en ce que
    la pompe (PV) présentant un coefficient α de fuite interne non nul et les pressions P' et P" à l'entrée et la sortie de la pompe (PV) étant maintenues constantes à l'aide de régulateurs (124, 125) de pression, ladite relation w = F(QV, (pi)) est donnée par : w = QVPA/VGP' + α(P"-P') VG étant le volume cyclique géométrique de la pompe (PV) et PA la pression atmosphérique, et
    lesdits paramètres pi étant constitués par les paramètres VG et α, le paramètre VG, constant, étant déterminé par un étalonnage initial de la pompe (PV), la valeur αk du paramètre α à chaque distribution k étant déterminée à partir de la mesure du débit-vapeur QV de la pompe (PV) par la relation αk = (wk - QVkPA/VGP')/(P"-P').
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6,
    caractérisé en ce que
    ladite cuve (100) de récupération présentant une différence de pression ΔPo par rapport à la pression atmosphérique, on ajoute aux valeurs calculées de la vitesse w de la pompe (PV) une quantité wi égale à la vitesse minimale à appliquer à la pompe pour obtenir un débit-vapeur QV non nul, ladite quantité wo étant mesurée entre deux distributions de liquide.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, conformément auquel les moyens de récupération comprennent une pompe (PV) et une électrovanne (126) et ladite grandeur G est la résistance hydraulique Rx imposée par ladite électrovanne, la vitesse w de rotation de la pompe étant constante,
    caractérisé en ce que
    ladite électrovanne (126) étant disposée en aval de la pompe (PV), ladite pompe présentant un coefficient α de fuite interne non nul, ladite relation Rx = F(QV, (pi)) est donnée par : Rx = [wo - QV/VG(1-R'Qn V/PA) - (αR)Qn V]/αQ2 V VG étant le volume cyclique géométrique de la pompe (PV), R' la résistance hydraulique de la canalisation (120) en amont de la pompe, n un coefficient égal à 7/4 ou à 2 PA la pression atmosphérique, R la résistance hydraulique de la canalisation, égale à la somme de la résistance hydraulique R' amont et de la résistance hydraulique R" en aval de la pompe (PV), et
    lesdits paramètres pi étant constitués par VG, R', R et α, le paramètre VG, constant, étant déterminé par un étalonnage initial de la pompe. (PV), les valeurs R'k, Rk et αk des paramètres R', R et α à chaque distribution k étant déterminées à partir des mesures du débit-vapeur QV et des pressions P' et P" à l'entrée et à la sortie de la pompe par les relations : R'k = (PA - Pk)Qn Vk Rk = R'k + (Pk - PA - RxkQ2Vk)/Qn Vk αk = [wo - QVk/VG(1-R'kQn Vk/PA)]/(RkQn Vk + RxkQ2 Vk).
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