FR2580191A1 - Procede de sechage sous pression reduite d'une enceinte humide remplie de gaz - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE SECHAGE SOUS PRESSION REDUITE D'UNE ENCEINTE HUMIDE REMPLIE DE GAZ. ON ABAISSE LA PRESSION DANS L'ENCEINTE AU MOYEN D'AU MOINS UN INJECTEUR COMPORTANT UNE CHAMBRE D'ASPIRATION 11 DANS LAQUELLE SE TROUVENT DES TUYERES D'INJECTION 4 OU 4A; LA CHAMBRE D'ASPIRATION EST RELIEE PAR UN COL DE SECTION VARIABLE 13 A UN CONVERGENT 15, LUI-MEME RELIE PAR UN COL DE SECTION VARIABLE 17 A UN DIVERGENT 19. LE FLUIDE MOTEUR EST INJECTE DANS LA CHAMBRE D'ASPIRATION 11 PAR LES TUYERES D'INJECTION 4 OU 4A REGULIEREMENT DISPOSEES AUTOUR DE L'AXE DU CONVERGENT-DIVERGENT 15, 19. CE PROCEDE EST UTILISABLE POUR LE SECHAGE D'UN PIPELINE AVANT MISE EN SERVICE.
Description
PROCEDE DE SECHAGE SOUS PRESSION REDUITE D'UNE ENCEINTE HUMIDE
REMPLIE DE GAZ.
REMPLIE DE GAZ.
La présente invention concerne un procédé permettant d'éliminer la majeure partie de l'eau contenue dans une enceinte humide remplie de gaz. Dans une telle enceinte, l'eau peut se trouver soit à ltétat libre sous forme de vapeur, de liquide ou de glace, soit sous forme de solution aqueuse, soit sous forme de dépôts aqueux, soit encore à l'état adsorbé sur les parois de l'enceinte. Un tel procédé trouve particulièrement son application pour le séchage des canalisations de grande longueur telles que les pipelines destinés au transport de fluides gazeux comme, par exemple, le gaz naturel
On sait que le nettoyage et le séchage des pipelines de transport de gaz sont nécessaires avant la mise en service de ces canalisations.En effet, on a constaté que, Si les canalisations contiennent à la mise en service une certaine quantité d'eau, le passage du gaz transporté dans la canalisation donne naissance à des hydrates de méthane, d'éthane ou de propane, ces hydrates se développant sur des sites de cristallisation et pouvant amener une obstruction totale des canalisations.
On sait que le nettoyage et le séchage des pipelines de transport de gaz sont nécessaires avant la mise en service de ces canalisations.En effet, on a constaté que, Si les canalisations contiennent à la mise en service une certaine quantité d'eau, le passage du gaz transporté dans la canalisation donne naissance à des hydrates de méthane, d'éthane ou de propane, ces hydrates se développant sur des sites de cristallisation et pouvant amener une obstruction totale des canalisations.
Pour éviter ces inconvénients, on a déjà proposé d'effectuer un séchage des canalisations avant leur mise en service par un balayage d'air sec ; selon cette technique, on fait circuler dans la canalisation un certain nombre de racleurs propulsés avec de l'air sec provenant ----------------- de compresseurs d'air équipés d'une batterie de dessication une telle opération est longue et consomme beaucoup d'énergie.
On a également proposé de remplacer l'air sec par un gaz inerte tel que l'azote, mais dans ce cas, il faut réaliser le balayage avec de l'azote très pur, provenant par exemple d'azote liquide, et à la plus faible pression possible ; un tel procédé est coûteux et tout aussi long que le précédent.
On a également proposé de faire circuler dans la canalisation des bouchons de méthanol mis en place entre des racleurs et propulsés le long de la canalisation par un gaz comprimé ; l'eau contenue
dans la canalisation est captée par le méthanol, mais pour obtenir une extraction suffisante de l'eau, il peut être nécessaire d'assurer le passage de plusieurs bouchons de méthanol et cette technique, si elle permet d'atteindre des résultats satisfaisants, présente des inconvénients considérables : en effet, elle requiert la mise en oeuvre de grandes quantités de méthanol, d'où un risque important d'inflammation ou d'explosion compte tenu des phénomènes d'électricité statique ; de plus, le méthanol est un produit polluant qui, après utilisation, doit être re-traité ou brûlé ; en outre, le méthanol est un produit dangereux pour le personnel, et la législation prévoit que la concentration maximale des vapeurs dans ce produit dans l'air ambiant doit être inférieure à 260 mg/m3 ; pour toutes ces raisons, la mise en oeuvre d'un séchage au méthanol est une technique onéreuse et mal carmode,
On a aussi proposé de réaliser le séchage avant mise en service de telles canalisations en établissant dans la canalisation une pression réduite au moyen de plusieurs étages de pompes à palettes entraînées par des moteurs selon cette technique, le pompage permet d'évacuer la majeure partie de l'air contenu dans la conduite et le séchage s'effectue par évaporation de l'eau sous la pression réduite que permet d'atteindre la station de pompage ; néanmoins, cette technique est coûteuse en raison du matériel mis en oeuvre et de ses frais de maintenance, surtout lorsque l'on prend en considération les sites sur lesquels doit être réalisé le séchage.
dans la canalisation est captée par le méthanol, mais pour obtenir une extraction suffisante de l'eau, il peut être nécessaire d'assurer le passage de plusieurs bouchons de méthanol et cette technique, si elle permet d'atteindre des résultats satisfaisants, présente des inconvénients considérables : en effet, elle requiert la mise en oeuvre de grandes quantités de méthanol, d'où un risque important d'inflammation ou d'explosion compte tenu des phénomènes d'électricité statique ; de plus, le méthanol est un produit polluant qui, après utilisation, doit être re-traité ou brûlé ; en outre, le méthanol est un produit dangereux pour le personnel, et la législation prévoit que la concentration maximale des vapeurs dans ce produit dans l'air ambiant doit être inférieure à 260 mg/m3 ; pour toutes ces raisons, la mise en oeuvre d'un séchage au méthanol est une technique onéreuse et mal carmode,
On a aussi proposé de réaliser le séchage avant mise en service de telles canalisations en établissant dans la canalisation une pression réduite au moyen de plusieurs étages de pompes à palettes entraînées par des moteurs selon cette technique, le pompage permet d'évacuer la majeure partie de l'air contenu dans la conduite et le séchage s'effectue par évaporation de l'eau sous la pression réduite que permet d'atteindre la station de pompage ; néanmoins, cette technique est coûteuse en raison du matériel mis en oeuvre et de ses frais de maintenance, surtout lorsque l'on prend en considération les sites sur lesquels doit être réalisé le séchage.
Dans le certificat d'utilité français 78-35499, on a proposé d'améliorer la technique de séchage sous pression réduite par mise en oeuvre d'un appareillage simplifié et d'efficacité accrue pour réaliser le pompage à l'intérieur de la canalisation à sécher. Dans ce certificat d'utilité, le séchage est obtenu au moyen d'au moins un éjecteur comportant, d'une part, une chambre d'aspiration reliée, en amont, à l'enceinte à sécher et, en aval, à un convergent-divergent de sortie débitant vers l'exterieur et, d'autre part, un moyen d'injection de fluide moteur gazeux pressurisé débitant ledit fluide moteur dans ladite chambre d'aspiration, sensiblement selon l'axe du convergent-divergent de sortie.Selon une variante préférée de ce procédé, on utilise plusieurs éjecteurs disposés en série sans condenseur intermédiaire, le fluide moteur gazeux étant de l'air comprimé non séché# injecté dans la chambre d'aspiration par une tuyère d'injection unique. Ce procédé a l'avantage de mettre enoeuvre un matériel dont le prix est relativement faible et dont les frais de maintenance sont extrêmement réduits puisque ce matériel ne comporte aucune pièce en mouvement ; de plus, il n'est pas nécessaire, comme c'était le cas pour les pompes à palettes, d'utiliser de l'eau de refroidissement entre les étages de pompage 3 enfin ce matériel est susceptible de traiter de- grands volumes de gaz avec un appareillage d'encombrement réduit.Ce procédé a permis d'obtenir de bons résultats, mais il présente néanmoins un certain nombre d'inconvénients que l'on peut expliciter en détaillant ci-après le fonctionnement d'un éjecteur.
Lorsque l'on extrait le gaz contenu dans la canalisation à sécher, la pression commence d'abord à chuter rapidement puis, quand on arrive à la valeur qui correspond à la tension de vapeur de l'eau à la température de la canalisation, la pression se stabilise et l'on procède à l'évaporation progressive de l'eau ce palier de pression se trouve à environ 10-20 millibars pour les températures ambiantes usuelles et correspond à la partie la plus longue du procédé de séchage. Quand toute l'eau est passée à l'état vapeur, la pression chute à nouveau assez rapidement
pour atteindre la pression limite que peut donner l'installa
tion, généralement voisine de 2 millibars.Il est donc impor
tant que, pendant le palier de pression, l'installation puisse
fonctionner avec le maximum d'efficacité de façon à réduire au
minimum le temps de séchage et la consommation d'énergie Or, si l'on
utilise une installation comportant deux éjecteurs en série,
l'éjecteur secondaire, de façon classique, fonctionne seul au-dessus d'une pression d'environ 100 millibars, l'éjecteur primaire entrant ensuite à son tour en action ; la pression entre les deux éjecteurs est de l'ordre de grandeur de 100 millibars.Dan-s une installation de ce type, il stavère que l'amorçage de la tuyère, que constitue le convergent-divergent de sortie de l'éjecteur primaire, intervient pour une pression dans la canalisation à sécher légèrement inférieure à 10 millibars, de sorte que le rendement d'aspiration de cette tuyère est mauvais par rapport au rendement théorique pour tout le palier de pression qui correspond à l'évaporation de l'eau. Cette difficulté de l'amorçage du convergent-divergent de sortie de l'éjecteur primaire ne peut guère trouver de solution puisque les éjecteurs décrits dans le certificat d'utilité 78-35499 ne comportent aucun réglage et, qu'en outre, le dimensionnement de l'éjecteur doit permettre d'atteindre une pression limite aussi basse que possible sans désamorçage de éjecteur primaire au moment où la pression dans la canalisation à sécher devient très faible.
pour atteindre la pression limite que peut donner l'installa
tion, généralement voisine de 2 millibars.Il est donc impor
tant que, pendant le palier de pression, l'installation puisse
fonctionner avec le maximum d'efficacité de façon à réduire au
minimum le temps de séchage et la consommation d'énergie Or, si l'on
utilise une installation comportant deux éjecteurs en série,
l'éjecteur secondaire, de façon classique, fonctionne seul au-dessus d'une pression d'environ 100 millibars, l'éjecteur primaire entrant ensuite à son tour en action ; la pression entre les deux éjecteurs est de l'ordre de grandeur de 100 millibars.Dan-s une installation de ce type, il stavère que l'amorçage de la tuyère, que constitue le convergent-divergent de sortie de l'éjecteur primaire, intervient pour une pression dans la canalisation à sécher légèrement inférieure à 10 millibars, de sorte que le rendement d'aspiration de cette tuyère est mauvais par rapport au rendement théorique pour tout le palier de pression qui correspond à l'évaporation de l'eau. Cette difficulté de l'amorçage du convergent-divergent de sortie de l'éjecteur primaire ne peut guère trouver de solution puisque les éjecteurs décrits dans le certificat d'utilité 78-35499 ne comportent aucun réglage et, qu'en outre, le dimensionnement de l'éjecteur doit permettre d'atteindre une pression limite aussi basse que possible sans désamorçage de éjecteur primaire au moment où la pression dans la canalisation à sécher devient très faible.
L'invention a pour but de décrire un procédé de séchage du type ci-dessus défini mettant en oeuvre au moins un éjecteur comportant une pluralité de tuyères d'injection ; on a constaté que le fait de multiplier les tuyères d'injection dans la chambre d'aspiration permet de bénéficier d'une pression d'amorçage plus élevée de la tuyère que constitue le convergent-divergent de sortie et permet donc de réduire considérablement la consommation d'énergie pendant la phase à pression sensiblement stabilisée où se produit l'évaporation de l'eau.
De plus, on a constaté que l'augmentation du nombre des tuyères d'injection permet de réduire la dimension de la zone de l'éjecteur où s'effectue le mélange du fluide moteur et du gaz aspiré dans la canalisation, ce qui réduit considérablement le risque de désamorçage du système aux faibles pressions d'aspiration. La réduction du dimensionnement de la zone de mélange de l'éjecteur est, en outre, un facteur favorable pour l'encombrement global de l'appareillage.
La présente invention a, en conséquence, pour objet, un procédé de séchage sous pression réduite d'une enceinte humide remplie de gaz, notamment d'une canalisation de grande longueur telle qu'un pipeline, dans lequel, pour extraire la vapeur d'eau, on abaisse la pression dans l'enceinte au moyen d'un éjecteur comportant, d'une part, une chambre d'aspiration reliée, en amont, à l'enceinte et, en aval, à un convergent-divergent de sortie débitant vers l'extérieur, et, d'autre part, un moyen d'injection de fluide moteur ------- débitant ledit fluide moteur dans ladite chambre ------- d'aspiration, sensiblement selon l'axe du convergent-divergent de sortie, caractérisé par le fait que l'on injecte le fluide moteur dans la chambre d'aspiration par une pluralité de tuyères d'injection régulièrement disposées autour de l'axe du convergentdivergent de sortie.
Dans un mode préféré de mise en oeuvre, on dispose les tuyères d'injection de façon que les extrémités libres de leurs divergents soient toutes sensiblement dans le même plan P, P étant sensiblement perpendiculaire à l'axe du convergent-divergent de sortie.
Un éjecteur utilisable dans le procédé selon l'invention pourra comprendre, par exemple, trois, quatre sept, dix-neuf ou trente-sept tuyères d'injection et l'on
constate qu'un tel dispositif permet de réduire la longueur de la zone de mélange de l'éjecteur, c'est-à-dire de la zone comprise entre le plan P et le col du convergent-divergent de sortie, par rapport à la longueur de la zone de mélange nécessaire pour un éjecteur analogue à --- tuyère d'injection unique, dans le rapport inverse de la racine carrée du nombre des tuyères d'injection utilisées. On constate également que les pertes énergétiques par rapport au rendement théorique sont réduites d'environ 30% par rapport à celles d'un éjecteur comportant une seule tuyère d'injection, que le bruit, mesuré en décibels, est atténué d' environ 20% et que le rendement de recompression de l'éjecteur est accrue.La présence d'une pluralité de tuyères d'injection permet d'atteindre avec des bons rendements des rapports de compression supérieurs à 10.
constate qu'un tel dispositif permet de réduire la longueur de la zone de mélange de l'éjecteur, c'est-à-dire de la zone comprise entre le plan P et le col du convergent-divergent de sortie, par rapport à la longueur de la zone de mélange nécessaire pour un éjecteur analogue à --- tuyère d'injection unique, dans le rapport inverse de la racine carrée du nombre des tuyères d'injection utilisées. On constate également que les pertes énergétiques par rapport au rendement théorique sont réduites d'environ 30% par rapport à celles d'un éjecteur comportant une seule tuyère d'injection, que le bruit, mesuré en décibels, est atténué d' environ 20% et que le rendement de recompression de l'éjecteur est accrue.La présence d'une pluralité de tuyères d'injection permet d'atteindre avec des bons rendements des rapports de compression supérieurs à 10.
Dans le procédé ci-dessus défini, on peut également appliquer la technique décrite dans le brevet français 2 534 983 qui propose un éjecteur à hautes performances pourvu de deux cols soniques. Selon une caractéristique intéressante du procédé de l'invention, on ménage donc, dans la chambre d'aspiration, au voisinage du plan P, un col séparant une zone convergente et une zone divergente, lesdites zones formant un convergent-divergent d'entrée.
L'une des difficultés essentielles, qui se présentaient dans le procédé de séchage décrit dans le certificat d'utilité 78-35499,provenait du fait que les éjecteurs ne comportaient aucun dispositif de réglage, de sorte qu'il n'était pas possible d'agir sur le fonctionnement au cas où l'amorçage de l'éjecteur primaire se produisait pour une pression d'aspiration trop basse ; de même, il n'était pas possible d'agir sur la géométrie de l'éjecteur pour éviter un désamorçage du convergent-divergent de l'éjecteur primaire pour les très faibles pressions d'aspiration afin de supprimer la circulation de gaz à contre-courant par suite de la remontée de l'onde de choc droite vers l'entrée du mélangeur avec retour du fluide moteur vers l'aspiration.Selon l'invention et en utilisant la technique décrite dans le brevet français 2 534 983, on propose de régler au moins une des sections des cols des convergents-divergents d'entrée et/ou de sortie de l'éjecteur pour adapter le débit d'aspiration à la pression dans l'enceinte à sécher, en vue d'augmenter le rendement du séchage. On constate qu'avec un tel dispositif, le procédé selon l'invention permet un gain d'énergie considérable. par rapport à l'énergie consommée par la mise en oeuvre du procédé décrit dans le certificat d'utilité 78-35499 ; en fait, la consommation d'énergie peut être divisée par un coefficient allant jusqu'à 4 selon les cas.
En outre, le réglage des cols des convergentsdivergents d'entrée et de sortie des éjecteurs mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention permet, pour une pression donnée à l'intérieur de l'enceinte à sécher, de réduire le débit d'aspiration. Cette caractéristique est particulièrement intéressante car la mise en oeuvre du procédé du certificat d'utilité 78-35499 pouvait amener à la formation de glace par abaissement de la température intérieure de la canalisation à sécher. En effet, si la canalisation est thermiquement isolée ou si l'échange thermique avec l'extérieur se fait mal, l'évaporation de l'eau à l'intérieur de la canalisation amène une chute de la température interne et, par conséquent, une diminution de la tension de vapeur de l'eau.Il en résulte que le palier correspondant à l'évaporation de l'eau n'est pas un palier horizontal, mais un palier décroissant. Si la température à l'intérieur de la canalisation atteint 00C et si la pression atteint 6,1 millibars, il y-a formation de glace, l'évaporation de l'eau se poursuivant néanmoins par sublimation de la glace. Cependant, ce phénomène ralentit l'évacuation de l'eau et, c'est la raison pour laquelle dans le certificat d'utilité français 81-18269,on a proposé un procédé permettant d'éviter la formation de glace au cours du séchage.Ce procédé prévoit, avant que l'on arrive à une pression correspondant à la formation de la glace, d'effectuer un balayage de la canalisation avec un gaz inerte ; on peut, par exemple, quand la pression dans la canalisation atteint 10 millibars, effectuer un balayage à l'azote avec une pression de
balayage de 20 millibars et l'on profite du fait que, selon la loi de Stephan, la diffusion de la vapeur d'eau dans le gaz de balayage est améliorée
par l'abaissement de la pression Jlorsque le point de rosée est arrivé à une valeur considérée comme satisfaisante dans le gaz extrait de la canalisation, on arrête le balayage et on peut poursuivre l'abaissement de la pression jusqu'à la valeur limite susceptible d'être atteinte par le dispositif sans avoir les inconvénients qui auraient été consécutifs à la formation de glace.Cependant, une telle méthode nécessite l'utilisation d'un balayage à l'azote. Le procédé selon l'invention permet de réduire le débit d'aspiration si la pression dans la canalisation arrive à être suffisamment basse pour faire craindre une formation de glace. En réduisant le débit d'aspiration, on réduit la vitesse d'évaporation de l'eau et on peut ainsi éviter que la température à l'intérieur de la canalisation descende suffisamment pour entraîner la formation de glace.
balayage de 20 millibars et l'on profite du fait que, selon la loi de Stephan, la diffusion de la vapeur d'eau dans le gaz de balayage est améliorée
par l'abaissement de la pression Jlorsque le point de rosée est arrivé à une valeur considérée comme satisfaisante dans le gaz extrait de la canalisation, on arrête le balayage et on peut poursuivre l'abaissement de la pression jusqu'à la valeur limite susceptible d'être atteinte par le dispositif sans avoir les inconvénients qui auraient été consécutifs à la formation de glace.Cependant, une telle méthode nécessite l'utilisation d'un balayage à l'azote. Le procédé selon l'invention permet de réduire le débit d'aspiration si la pression dans la canalisation arrive à être suffisamment basse pour faire craindre une formation de glace. En réduisant le débit d'aspiration, on réduit la vitesse d'évaporation de l'eau et on peut ainsi éviter que la température à l'intérieur de la canalisation descende suffisamment pour entraîner la formation de glace.
Un autre avantage du procédé selon l'invention provient du fait que l'on peut utiliser ce procédé en combinaison avec le procédé décrit dans le certificat d'utilité français 81-18269, c'est-à-dire en prévoyant un balayage destiné à éviter la formation de glace au moyen d'azote, d'air ou de gaz ; mais, dans ce cas, l'efficacité d'un tel balayage peut être considérablement améliorée car, en raison du réglage possible de la dimension des cols des éjecteurs utilisés, on peut adopter un débit de balayage plus important que dans le cas des procédés de l'état de la technique et la pression de balayage peut être ramenée à des valeurs plus basses (inférieures à 15 millibars) pour améliorer la désorption de l'eau par application de la loi de Stephan.On peut,
par exemple, lorsque la pression dans l'enceinte atteint une valeur comprise entre 7 et 20 mbars, assurer un balayage gazeux à une pression comprise entre 10 et 30 mbars jusqu'à ce que l'on atteigne un point de rosée prédéterminé considéré comme satisfaisant.
par exemple, lorsque la pression dans l'enceinte atteint une valeur comprise entre 7 et 20 mbars, assurer un balayage gazeux à une pression comprise entre 10 et 30 mbars jusqu'à ce que l'on atteigne un point de rosée prédéterminé considéré comme satisfaisant.
Il convient, en outre, de mentionner que le réglage des cols des convergents-divergents d'entrée et de sortie des éjecteurs utilisables dans le procédé selon L'invention contribue aussi à supprimer les défauts d'amorçage de ces éjecteurs.
Ce réglage permet d'amener la pression d'amorçage de l'éjec- teur primaire à une valeur beaucoup plus élevée, d'où il résulte un rendement d'aspiration nettement meilleur pour le procédé selon l'invention que pour les procédés analogues de l'état de la technique.
Selon l'invention, on peut relier l'enceinte à sécher à deux éjecteurs disposés en série, chacun étant susceptible de mettre en oeuvre le procédé de l'invention ; de préférence, on ménage une canalisation de by-pass entre lten- ceinte et l'aspiration de l'éjecteur secondaire ; on peut avantageusement utiliser un éjecteur secondaire, dont le débit de fluide moteur est de 2 à 15 fois plus grand que celui de l'éjecteur primaire. Selon une variante de mise en oeuvre particulièrement intéressante du procédé selon l'invention, on commence le séchage en réduisant la pression dans l'enceinte uniquement avec l'éjecteur secondaire, l'éjecteur primaire n'étant mis en service qu'après que la pression soit descendue au-dessous d'un niveau donné choisi entre 50 et 100 millibars.
Selon une première variante, on utilise comme fluide moteur un gaz comprimé qui peut être de l'air, à une pression fixe, choisie entre 5 et 15 bars absolus par exemple. Selon une autre variante, on utilise comme fluide moteur sur l'éjecteur secondaire, un liquide.
La présente invention a également pour objet une installation destinée à mettre en oeuvre le procédé ci-dessus défini, cette installation comportant au moins un éjecteur, dont la chambre d'aspiration est reliée en amont à une enceinte humide remplie de gaz et, en aval, à un convergent-divergent de sortie débitant vers l'extérieur, le fluide moteur alimentant ledit éjecteur étant envoyé dans la chambre d'aspiration par un moyen d'injection, sensiblement selon l'axe du convergentdivergent de sortie, caractérisée par le fait que le moyen d'injection est constitué par une pluralité de tuyères d'injection régulièrement disposées autour de l'axe du convergentdivergent de sortie.
Dans un mode préféré de réalisation, les tuyères d'injection ont des divergents dont les extrémités libres sont toutes sensiblement dans le même plan P, P étant sensiblement perpendiculaire à l'axe du convergent-divergent de sortie au voisinage du plan P, la chambre d'aspiration comporte un col séparant une zone convergente et une zone divergente, lesdites zones formant un convergent-divergent d'entrée ; l'une au moins des sections de col des convergents-divergents d'entrée et/ou de sortie est réglable ; le réglage de la section du (ou
des) col(s) est assuré par un moyen pneumatique commandé par la
pression gazeuse de l'enceinte ; l'installation comporte
deux éjecteurs disposés en série ; une canalisation de by-pass
est disposée entre l'enceinte et l'aspiration de l'éjecteur
secondaire.
des) col(s) est assuré par un moyen pneumatique commandé par la
pression gazeuse de l'enceinte ; l'installation comporte
deux éjecteurs disposés en série ; une canalisation de by-pass
est disposée entre l'enceinte et l'aspiration de l'éjecteur
secondaire.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention,
on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illus
tratif et non limitatif, un mode de mise en oeuvre représenté
sur le dessin annexé.
on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illus
tratif et non limitatif, un mode de mise en oeuvre représenté
sur le dessin annexé.
Sur ce dessin
- la figure 1 représente, en coupe schématique, un
éjecteur utilisé dans le procédé selon l'invention
- la figure 2 représente le schéma d'une installa
tion destinée à mettre en oeuvre le procédé de l'invention avec
deux éjecteurs du type de celui de la figure 1, montés en série.
- la figure 1 représente, en coupe schématique, un
éjecteur utilisé dans le procédé selon l'invention
- la figure 2 représente le schéma d'une installa
tion destinée à mettre en oeuvre le procédé de l'invention avec
deux éjecteurs du type de celui de la figure 1, montés en série.
En se référant au dessin, on voit que l'on a dési
gné par 1 un pipeline ayant un diamètre de 40 cm et une lon
gueur de ---10 km. Ce pipeline est relié à la chambre d'as
piration d'un éjecteur primaire désigné par 2 dans son ensem
ble au moyen d'une canalisation 3. La chambre d'aspiration
comporte sept tuyères d'injection 4 identiques, dont une est disposée
selon l'axe de l'éjecteur 2, les autres étant régulièrement
réparties autour de cet axe. La sortie de l'éjecteur 2 est
envoyée par une canalisation 5 sur la chambre d'aspiration
d'un éjecteur secondaire 6. Une ligne de by-pass 7 est ménagée
entre le pipeline 1 et la canalisation 5. La structure de
l'éjecteur 6 est strictement identique à celle de l'éjecteur 2;
elle est représentée en détail sur la figure 1 et sera décrite
de façon plus précise ultérieurement.Les tuyères d'injection
4a de l'éjecteur secondaire 6 sont alimentées, comme les
tuyères d'injection 4 de l'éjecteur primaire 2,par une tubulure ~8 qui reçoit de l'air comprimé à 8#arsabsolus et à 120 OC~ La
sortie de l'éjecteur secondaire 6est envoyée par une canalisa
tion 9 dans un silencieux 10, dont la sortie est à l'atmosphère.
gné par 1 un pipeline ayant un diamètre de 40 cm et une lon
gueur de ---10 km. Ce pipeline est relié à la chambre d'as
piration d'un éjecteur primaire désigné par 2 dans son ensem
ble au moyen d'une canalisation 3. La chambre d'aspiration
comporte sept tuyères d'injection 4 identiques, dont une est disposée
selon l'axe de l'éjecteur 2, les autres étant régulièrement
réparties autour de cet axe. La sortie de l'éjecteur 2 est
envoyée par une canalisation 5 sur la chambre d'aspiration
d'un éjecteur secondaire 6. Une ligne de by-pass 7 est ménagée
entre le pipeline 1 et la canalisation 5. La structure de
l'éjecteur 6 est strictement identique à celle de l'éjecteur 2;
elle est représentée en détail sur la figure 1 et sera décrite
de façon plus précise ultérieurement.Les tuyères d'injection
4a de l'éjecteur secondaire 6 sont alimentées, comme les
tuyères d'injection 4 de l'éjecteur primaire 2,par une tubulure ~8 qui reçoit de l'air comprimé à 8#arsabsolus et à 120 OC~ La
sortie de l'éjecteur secondaire 6est envoyée par une canalisa
tion 9 dans un silencieux 10, dont la sortie est à l'atmosphère.
En se référant plus particulièrement à la figure 1, on voit que chacun des deux éjecteurs 2 et 6 est constitué d'une chambre d'aspiration 11, qui est en liaison par la bride 11a avec l'aspiration, c'est-à-dire soit avec le pipeline 1 pour l'éjecteur primaire 2, soit avec la canalisation 5 pour l'éjecteur secondaire 6. La chambre d'aspiration 11 est un volume cylindrique dont le fond porte les sept tuyères d'injection 4 (ou 4a), qui permettent d'introduire dans l'éjecteur le fluide moteur, à savoir l'air comprimé. Chaque tuyère d'injection est constituée d'un tube, dont l'extrémité comporte un convergent-divergent.La face d'entré ----------------------- mité de la chambre d'aspiration 11, qui ne porte pas les tuyères d'injection 4 (4a),se prolonge par un convergent 12 qui est relié par un col à section variable 13 à une partie cylindrique 14 à laquelle se raccorde un convergent 15. Le col à section variable 13 est un dispositif de type classique commandé pneumatiquement : il est en liaison avec une chambre annulaire de pressurisation 16, qui est elle-même reliée à un moyen de commande 20 (ou 20a) piloté par la pression du fluide gazeux qui arrive à la chambre d'aspiration. Pour l'éjecteur primaire 2, le moyen de commande 20 est piloté par le fluide amené dans la canalisation 3 ; pour l'éjecteur secondaire 6, le moyen de commande 20a est piloté par le fluide gazeux amené dans la canalisation 5.
Le convergent 15 forme, avec la partie cylindrique 14, la zone de mélange dans laquelle se mélangent le fluide moteur amené par les tuyères d'injection et le gaz amené dans la chambre d'aspiration ; la longueur de cette zone de mélange est la distance, qui sépare le plan P, dans lequel se trouvent toutes les extrémités des tuyères d'injection 4 (ou 4a),et le col de section variable 17,auquel se raccorde le convergent 15 dans sa zone d'extrémité opposée à la partie cylindrique 14. Le col de section variable 17 est analogue au col de section variable 13 et il est commandé par la pression gazeuse qui règne dans une chambre annulaire de pressurisation 18, qui l'entoure. Le col 17 se prolonge vers l'extrémité de l'éjecteur par un divergent 19.
Dans l'exemple décrit, pour l'éjecteur primaire 2, le débit total en air comprimé des tuyères d'injection 4 est de 370 kg/heure et, pour l'éjecteur secondaire 6, le débit total des tuyères d'injection 4a est de 2217 kg/heure.
Lorsqu'on met en oeuvre le procédé selon l'invention, on commence à pomper dans le pipeline 1 en utilisant uniquement éjecteur secondaire 6, dont la section au col est alors maximale, et en by-passant 11 éjecteur primaire 2 grâce à la ligne de by-pass 7. On constate alors que l'on passe de la pression atmosphérique à une pression de 100 millibars en un temps d'environ 3 heures 45 minutes.
A ce moment, on met en série l'éjecteur primaire 2 et on règle les sections des cols 13 et 17 de façon à avoir le débit d'aspiration optimal compatible avec les dimensions physiques du pipeline. A titre d'exemple, à 15 millibars, ce débit sera d'environ six fois le débit que l'on obtiendrait à partir d'un système de deux éjecteurs mono-tuyère en série et à cols de sections invariables.
La pression descend assez rapidement de 100 millibars jusqu'à environ 15 millibars, puis descend ensuite beaucoup plus lentement, ce qui correspond à l'évaporation de l'eau ; néanmoins, le pipeline 1 étant thermiquement isolé, la température à l'intérieur du pipeline décret en raison de l'évaporation de l'eau et la pression décroît par conséquent légèrement jusqu'à environ 7 millibars.
A ce moment, on modifie les sections des cols 13 et 17 pour maintenir la pression au-dessus de 6,5 millibars, au besoin, en effectuant une légère injection de gaz inerte (air ou azote) sans dépasser toutefois une pression absolue de 10 millibars, ce qui évite toute formation de glace et assure la désorption des dernières molécules d'eau des parois.
Le contrôle du point de rosée sous vide du mélange (air ou azote/vapeur d'eau) à l'aspiration de l'éjecteur primaire 2 permet de déterminer la fin du balayage. Sous une pression d'aspiration constante de 10 millibars, on constate que le point de rosée sera nettement en-dessous du point de saturation en eau de la conduite au bout d'environ quatre heures.
Il est alors possible de stopper l'injection de gaz inerte (air ou azote) et on constate que la pression recommence à chuter très rapidement, ce qui indique que toute l'eau est passée à l'état vapeur à l'intérieur du pipeline. L'aspiration est maintenue pendant une heure et on arrive ainsi à une pression dans le pipeline d'environ 2 millibars. Le point de rosée du gaz résiduel dans le pipeline est alors inférieur à -130C.
Il est bien entendu que le mode de réalisation et le mode de mise en oeuvre ci-dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Claims (17)
1 - Procédé de séchage sous pression réduite d'une enceinte humide remplie de gaz, notamment d'une canalisation de grande longueur telle qu'un pipeline (1), dans lequel, pour extraire la vapeur d'eau, on abaisse la pression dans ltencein- te au moyen d'au moins un éjecteur (2, 6) comportant, d'une part, une chambre d'aspiration (11) reliée, en amont, à l'enceinte (1) et, en aval, à un convergent-divergent < 15,17,19) de sortie débitant vers l'extérieur, et, d'autre part, un moyen dtinjection de fluide moteur débitant -------------- ledit fluide moteur dans ladite chambre d'aspiration (11), sensiblement selon l'axe du convergent-divergent de sortie, caractérisé par le fait que l'on injecte le fluide moteur dans la chambre d'aspiration (11) par une pluralité de tuyères d'injection (4, 4a) régulièrement disposées autour de l'axe du convergent-divergent de sortie (15, 17, 19).
2 - Procédé selon la revendication 1,caractérisé par le fait que l'on dispose les tuyères d'injection (4, 4a) de façon que les extrémitéS libres de leurs divergents soient toutes sensiblement dans le même plan P, P étant sensiblement perpendiculaire à l'axe du convergent-divergent de sortie (15, 17, 19).
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on ménage dans la chambre d'as- piration (11), au voisinage du plan P, un col (13) séparant une zone convergente et une zone divergente, lesdites zones formant un convergent-divergent d'entrée.
4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on règle au moins une des sections des cols (13, 17) des convergents-divergents d'entrée et/ou de sortie pour adapter le débit d'aspiration à la pression dans l'enceinte (1) à sécher en vue d'augmenter le rendement du séchage.
5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que Mon assure le réglage de section du (ou des) col(s) (13, 17) en utilisant un moyen pneumatique (16,18,20,20a) commandé par la pression gazeuse de l'enceinte.
6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l t on utilise comme fluide moteur un gaz comprimé, à une pression fixe choisie entre 5 et 15 ban absolus.
7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on utilise comme fluide moteur sur l'éjecteur secondaire un liquide.
8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que#l'on relie l'enceinte à sécher à deux éjecteurs (2, 6) disposés en série, chacun étant susceptible de mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 6.
9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'on utilise un éjecteur secondaire (6), dont le débit de fluide moteur est 2 à 15 fois plus grand que celui de l'éjecteur primaire (2).
10 - Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que l'on commence le séchage en réduisant la pression dans l'enceinte (1) uniquement avec l'éjecteur secondaire (6), l'éjecteur primaire (2) n'étant mis en service qu'après que la pression soit descendue au-dessous d'un niveau donné choisi entre 50 et 100 mbars.
Il - Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que, lorsque la pression dans ltencein- te (1) atteint une valeur comprise entre 7 et 20 mbars, on assure dans l'enceinte un balayage gazeux à une pression comprise entre 10 et 30 mbars jusqu'à ce que le gaz extrait par l'(ou les) éjecteur(s) ait un point de rosée prédéterminé.
12 - Installation destinée à la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 11, comportant au moins un éjecteur (2, 6), dont la chambre d'aspiration est reliée, en amont, à une enceinte (1) humide remplie de gaz et, en aval, à un convergent-divergent (15, 17, 19) de sortie dé
bitant vers l'extérieur, le fluide moteur alimentant ledit
éjecteur étant envoyé dans la chambre d'aspiration (11) par un moyen d'injection, sensiblement selon l'axe du convergentdivergent de sortie, caractérisée par le fait que le moyen d'injection est constitué par une pluralité de tuyères d'injection (4, 4a) régulièrement disposées autour de l'axe du convergent-divergent de sortie.
13 - Installation selon la revendication 12, caractérisée par le fait que les tuyères d'injection (4, 4a) ont des divergents, dont les extrémités libres sont toutes sensiblement dans le même plan P, P étant sensiblement perpendiculaire à l'axe du convergent-divergent de sortie (15, 17, 19).
14 - Installation selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée par le fait qu'au voisinage du plan P, la chambre d'aspiration (11) comporte un col (13) séparant une zone convergente et une zone divergente, lesdites zones formant un convergent-divergent d'entrée.
15 - Installation selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisée par le fait que l'une au moins des sections de col (13, 17) des convergents-divergents d'entrée et/ou de sortie est réglable.
16 - Installation selon la revendication 15, caractérisée par le fait que le réglage de la section du (ou des) col(s) (13, 17) est assuré par un moyen pneumatique (16, 18, 20, 20a) commandé par la pression gazeuse de l'enceinte 11).
17 - Installation selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux éjecteurs (2, 6) disposés en série.
18 - Installation selon la revendication 17, caractérisée par le fait qu'une canalisation de by-pass (7) est disposée entre l'enceinte (1) et l'aspiration de l'éjecteur secondaire (6).
Priority Applications (1)
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