FR2737717A1 - Procede de recuperation de vapeur emise dans une installation de distribution de liquide - Google Patents
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Abstract
Procédé de récupération de vapeur émise dans une installation de distribution de liquide comprenant: - des moyens (PL ) de distribution de liquide aptes à faire circuler ledit liquide avec un débit-liquide QL , - des moyens (PV ) de récupération de vapeur aptes à faire circuler ladite vapeur avec un débit-vapeur QV le long d'une canalisation (120), ledit débit-vapeur QV étant commandé par une grandeur G, Selon l'invention, le 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 pi caractéristiques des moyens de récupération et de ladite canalisation (120), - déterminer une valeur initiale {pi }o des paramètres pi , - à chaque distribution k de liquide: . mesurer le débit-liquide QLk et déterminer une valeur Gk de la grandeur G par la relation: Gk = F (QLk , {pi }k-1 ) . déterminer une nouvelle valeur {pi }k des paramètres pi à utiliser pour la distribution suivante k + 1 de liquide. Application à la distribution de carburant pour véhicules automobiles.
Description
PROCEDE DE RECUPERATION DE VAPEUR EMISE DANS UNE
INSTALLATION DE DISTRIBUTION DE LIQUIDE
La présente invention concerne un procedé de récupération de vapeur emise dans une installation de distribution de liquide lors de la distribution dudit liquide à l'intérieur d'un réservoir.
INSTALLATION DE DISTRIBUTION DE LIQUIDE
La présente invention concerne un procedé de récupération de vapeur emise 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 vehicules 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 debit-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 prevue pour récuperer les vapeurs d'hydrocarbures émises, ladite installation comprend des moyens de récupération aptes à faire circuler lesdites vapeurs avec un débitvapeur QV le long d'une canalisation, entre le réservoir des véhicules et une cuve de récupération, la cuve de stockage par exemple, le débitvapeur QV étant commandé par une grandeur G caractéristique desdits moyens de récupération de manière à maintenir entre le debit- vapeur QV et le debit-liquide QL une relation de proportionnalité QV = k QL avec k egal à ou voisin de 1.
Le plus souvent, lesdits moyens de récupération sont constitues 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.
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 débitliquide 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.
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 debit-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 debit-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 prolongee d'hydrocarbures. C'est le cas en particulier
de la partie de canalisation situee en amont de la pompe,
généralement constituée par un tube en elastomère entoure de
liquide sous pression, cette partie représentant l'âme d'un flexible
coaxial.
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 prolongee d'hydrocarbures. C'est le cas en particulier
de la partie de canalisation situee en amont de la pompe,
généralement constituée par un tube en elastomère entoure 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.
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.
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.
varier avec les hydrocarbures et la température.
Aussi, le problème technique à resoudre par l'objet de la presente
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
caracteristiques de la circulation de vapeur le long de la canalisation
de récupération, permettrait d'effectuer un reetalonnage différé de la
grandeur caractéristique G en fonction du debit-vapeur QV.
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
caracteristiques de la circulation de vapeur le long de la canalisation
de récupération, permettrait d'effectuer un reetalonnage différé de la
grandeur caractéristique G en fonction du debit-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 (QVS {Pi } )
reliant la grandeur G au débit-vapeur QV et à des paramètres Pi
caractéristiques des moyens de récupération et de ladite
canalisation, - déterminer une valeur initiale {pi}o des paramètres pi, - à chaque distribution k de liquide:
mesurer le debit-liquide QLk et déterminer une valeur Gk de la
grandeur G a imposer aux moyens de récupération par la
relation:
Gk = F (QLk > )k-l 1 )
déterminer une nouvelle valeur {Pi )k des paramètres pi à
utiliser pour la distribution suivante k + 1 de liquide.
présente invention, en ce que ledit procédé comporte les étapes
consistant à: - établir une relation G = F (QVS {Pi } )
reliant la grandeur G au débit-vapeur QV et à des paramètres Pi
caractéristiques des moyens de récupération et de ladite
canalisation, - déterminer une valeur initiale {pi}o des paramètres pi, - à chaque distribution k de liquide:
mesurer le debit-liquide QLk et déterminer une valeur Gk de la
grandeur G a imposer aux moyens de récupération par la
relation:
Gk = F (QLk > )k-l 1 )
déterminer une nouvelle valeur {Pi )k des paramètres 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 calculés 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.
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 proposes.
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 resistance hydraulique impose par ladite électrovanne, la vitesse w de rotation de la pompe etant 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 CL de fuite interne des pompes à palettes lorsque les palettes ne sont pas guidées avec précision. Le procédé de l'invention doit alors être adapte à cette situation particulière.C'est pourquoi, selon l'invention, il est prevu qu'un paramètre p parmi les paramètres Pi variant avec le debit- vapeur QV :
- on établit une table initiale [poj, QVi] (i = 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-l)
une valeur Pjk-1 du paramètre p telle que [Pjk-1, QjV = Lk
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
[Pjk, Qiv] avec Pik = Ak Pio pour tout j.
- on établit une table initiale [poj, QVi] (i = 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-l)
une valeur Pjk-1 du paramètre p telle que [Pjk-1, QjV = Lk
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
[Pjk, Qiv] avec Pik = Ak Pio 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 realisée.
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'a un pistolet 111 de distribution.
Comme cela a dejà 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.
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 debit-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 (QVS {Pi } ) reliant la grandeur G au débit-vapeur QV et à des paramètres Pi caracteristiques 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 debitliquide 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-l )
où {Pi 1k- 1 représente la valeur des paramètres Pi calcule lors de la distribution précédente k- l de liquide.
Gk de la grandeur G à imposer aux moyens de récupération est alors déterminée par la relation
Gk = F (QLk, {Pi }k-l )
où {Pi 1k- 1 représente la valeur des paramètres Pi calcule lors de la distribution précédente k- l de liquide.
Au cours de cette même distribution k de liquide, est déterminée une nouvelle valeur tPi }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 lies 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 a de fuite interne nul, que la récupération de vapeur se fait à la pression atmosphérique A et que la cuve 120 de récupération est également à la pression atmosphérique A (surpression ou pression APo nulle), la relation entre la vitesse w de rotation de la pompe Pv et le débit-vapeur s'écrit:
w = QV/VG (P'/PA) (1) où VG est le volume cyclique géométrique de la pompe et P' la pression à l'entrée de la pompe.
w = QV/VG (P'/PA) (1) 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' Qvn (2) n étant egal à 7/4, mais qui peut aussi être pris égal à 2 pour des raisons de simplification.
PA - P' = R' Qvn (2) n étant egal 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 (l-RQvn/PA) qui représente la fonnule générale G = F (QV, {Pi )), les paramètres pi étant le volume cyclique géométrique VG et la resistance hydraulique amont R'. Le paramètre VG est constant et peut être mesure 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.
w = QV/VG (l-RQvn/PA) qui représente la fonnule générale G = F (QV, {Pi )), les paramètres pi étant le volume cyclique géométrique VG et la resistance hydraulique amont R'. Le paramètre VG est constant et peut être mesure 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 précedemment mesurees et du débit-liquide QL1 reçu du générateur 114 d'impulsions par la relation :
Wl = QL1/VG (1-R'oQnL1/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- Y1)/Qnv1
R' 1 sera utilisée lors de la deuxième distribution, et ainsi de suite.
Wl = QL1/VG (1-R'oQnL1/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- Y1)/Qnv1
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 a de fuite interne non nul.
L'équation générale du circuit de récupération de vapeur s'écrit:
w = QV/VG (P/PA) + α#P (3)
AP étant la difference de pression aux bornes de la pompe Pv.
w = QV/VG (P/PA) + α#P (3)
AP étant la difference de pression aux bornes de la pompe Pv.
AP est relié au débit-vapeur QV par:
AP = (R' + R") Qnv = R QnV
R" étant la résistance hydraulique aval de la canalisation 120 de récupération.
AP = (R' + R") Qnv = R QnV
R" étant la résistance hydraulique aval de la canalisation 120 de récupération.
Compte tenu du fait qu'on a toujours PA - P = R' QnV
l'équation (3) s'écrit alors:
w = QV/VG (1R'Qv/PA) + (aR) Qvn
Les paramètres Pi caracteristiques du circuit de récupération sont donc VG, R' et aR. Comme précédemment, le volume cyclique géométrique VG de la pompe, constant, est mesure en usine. Quant aux paramètres R' et aR, 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 debit-vapeur QV.En réalité, le débit Qîu fourni par le debit-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 Qîu
Dans ces conditions, les valeurs de R' et aR sont reliées à QV et P' par:
R' = (PA- P)/Qnv
(aR) = [w - Qv /VG (1 - R' Qnv/PA)i /Q v
Les valeurs initiales R'o et (aR)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.
l'équation (3) s'écrit alors:
w = QV/VG (1R'Qv/PA) + (aR) Qvn
Les paramètres Pi caracteristiques du circuit de récupération sont donc VG, R' et aR. Comme précédemment, le volume cyclique géométrique VG de la pompe, constant, est mesure en usine. Quant aux paramètres R' et aR, 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 debit-vapeur QV.En réalité, le débit Qîu fourni par le debit-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 Qîu
Dans ces conditions, les valeurs de R' et aR sont reliées à QV et P' par:
R' = (PA- P)/Qnv
(aR) = [w - Qv /VG (1 - R' Qnv/PA)i /Q v
Les valeurs initiales R'o et (aR)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 connaître 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")/Qnv
La variante de réalisation montrée sur le schéma de la figure 4 vise à simplifier les operations 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 regle 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.
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")/Qnv
La variante de réalisation montrée sur le schéma de la figure 4 vise à simplifier les operations 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 regle 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'Qvn
P" - PA > R" Qvn
Tant que ces conditions sont réalisées, l'équation génerale (3) s'écrit:
W = QVPA /VGP' + a (P"-P') ou
W = Qlu /VG + a (P"-P')
Les seuls paramètres pi à prendre en compte sont VG et a, R' et
R" ne participant plus à l'équation du circuit de récupération.VG est déterminé en usine, tandis que a peut être calculé 9 chaque distribution par la relation α = (w - QvPA/VGP')/(P"-P') ou a = (w - Qlu/VG)/(P"-P')
il peut aussi se produire que la pression a l'intérieur de la cuve 100 de récupération ne soit pas égale à la pression atmosphérique A et présente une différence APo de pression, positive ou négative, due par exemple a la présence d'un clapet 130 d'évent montré sur la figure 1.
PA - P' > R'Qvn
P" - PA > R" Qvn
Tant que ces conditions sont réalisées, l'équation génerale (3) s'écrit:
W = QVPA /VGP' + a (P"-P') ou
W = Qlu /VG + a (P"-P')
Les seuls paramètres pi à prendre en compte sont VG et a, R' et
R" ne participant plus à l'équation du circuit de récupération.VG est déterminé en usine, tandis que a peut être calculé 9 chaque distribution par la relation α = (w - QvPA/VGP')/(P"-P') ou a = (w - Qlu/VG)/(P"-P')
il peut aussi se produire que la pression a l'intérieur de la cuve 100 de récupération ne soit pas égale à la pression atmosphérique A et présente une différence APo de pression, positive ou négative, due par exemple a la présence d'un clapet 130 d'évent montré sur la figure 1.
Dans ce cas, la relation générale (3) devient:
W = QVPA/VGP + αRQnv + aAPo
Le dernier terme aAPo 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 å la pompe Pv pour obtenir un débit-vapeur QV non nul.
W = QVPA/VGP + αRQnv + aAPo
Le dernier terme aAPo 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 å la pompe Pv pour obtenir un débit-vapeur QV non nul.
Ensuite, la quantité w-wi est traitee comme précédemment avec APo = 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 + aa dPa avec APa = RaQVna + Rc (QVa + QVG)n
et Ra = R'a+ R"a
en prenant pour n la valeur approchée de 2, on obtient:
Wa = Qlua/VGa + aa (Ra + Rc) QçVa + aaRc (QZrb + 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.
Wa = Qlua/VGa + aa dPa avec APa = RaQVna + Rc (QVa + QVG)n
et Ra = R'a+ R"a
en prenant pour n la valeur approchée de 2, on obtient:
Wa = Qlua/VGa + aa (Ra + Rc) QçVa + aaRc (QZrb + 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 aa (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 d délivrent du liquide simultanément, les mesures de debit-vapeur et de pression sur les voies a et b, associes au terme aa (Ra + Rc) calculé précédemment, permettent de déduire CLa Rc
Le schema de la figure 6 illustre une variante de mise en oeuvre du procedé de récupération de vapeur, objet de l'invention.
Le schema de la figure 6 illustre une variante de mise en oeuvre du procedé 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 impose par un circuit 121 de commande.
Dans cet exemple, la grandeur G caracteristique des moyens de récupération est Rx, relié à la vitesse wo de la pompe Pv et au débitvapeur QV par:
Rx = (Wo-Qv/VG (1 - R'Q"V/PA) - (aR) QnV)/aQ2v
avec R = R' + R"
Les paramètres pi à déterminer sont VG, R', R et a. 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 7' données par les capteurs 122 et 126.On a en effet:
R' = (PA-P)/Qn
R = R' + (P" - PA-RxQ2v)/Qnv
a = (wo - QV/VG(1-R'QZV/PA) /(RQflv +RaQ2Vl
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.
Rx = (Wo-Qv/VG (1 - R'Q"V/PA) - (aR) QnV)/aQ2v
avec R = R' + R"
Les paramètres pi à déterminer sont VG, R', R et a. 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 7' données par les capteurs 122 et 126.On a en effet:
R' = (PA-P)/Qn
R = R' + (P" - PA-RxQ2v)/Qnv
a = (wo - QV/VG(1-R'QZV/PA) /(RQflv +RaQ2Vl
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 precède 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 a de fuite interne dépend dudit débit-vapeur.Dans ce cas, on établit une table initiale obtenue par étalonnage sur site, notée [(aR)9, Qtll du paramètre aR, par exemple, reliant N valeurs (j=1, ...., N) de aR aux N valeurs correspondantes de Qv:
A la première distribution k = 1 de liquide, la connaissance du debit-liquide QL1 permet de déterminer la valeur (aR)1j à utiliser dans la relation générale d'écoulement, à savoir:
[(αR)1j, QVj = QL1]
Au cours de cette méme distribution, on mesure le débit-vapeur QV1 dont on déduit, d'une part à l'aide des relations d'écoulement, une valeur (aR) 1 du paramètre aR, et, d'autre part à l'aide de la table initiale une valeur (αR)oj' : :
[(aR)', Q'= Qvl]
Il peut se produire que les valeurs QL1 et QV1 ne correspondent pas exactement à des valeurs QVj de la table. On procédera alors par interpolation linéaire.
[(αR)1j, QVj = QL1]
Au cours de cette méme distribution, on mesure le débit-vapeur QV1 dont on déduit, d'une part à l'aide des relations d'écoulement, une valeur (aR) 1 du paramètre aR, et, d'autre part à l'aide de la table initiale une valeur (αR)oj' : :
[(aR)', Q'= Qvl]
Il peut se produire que les valeurs QL1 et QV1 ne correspondent pas exactement à des valeurs QVj de la table. On procédera alors par interpolation linéaire.
On en déduit un coefficient A1 = (aR) 1/(aRP'0 permettant d'actualiser l'ensemble de la table qui sera utilisée pour la distribution suivante en multipliant chaque valeur (αR)oj par le coefficient A 1
La nouvelle table s'écrit:
[(αR)lj, Qvj] avec (aR)lj = Al(aR)9 pour tout j.
La nouvelle table s'écrit:
[(αR)lj, Qvj] avec (aR)lj = Al(aR)9 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 (10)
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; R 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
Pi caractéristiques des moyens de récupération et de ladite
canalisation, (120)
- déterminer une valeur initiale {pi}o des paramètres Pi,
- à chaque distribution k de liquide::
mesurer le debit-liquide QLk et déterminer une valeur Gk
de la grandeur G à imposer aux moyens de récupération
par la relation :
Gk = F (QLk, zip(Pi -î)
déterminer une nouvelle valeur {Pi}k des paramètres 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 [poj, QVj] (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 PJk l du paramètre p telle que [pjk-l, QjV = 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 [Pi o,Qi v = QVk]
. on établit une nouvelle table
[Pjk, Qiv] avec Pik = Ak Pio pour tout j.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce
que, les moyens de récupération comprenant une pompe (Pv) >
ladite grandeur G est la vitesse w de rotation de ladite pompe.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la pompe
(Pv) présentant un coefficient a 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 (l-RQvn/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, et A la pression
atmosphérique,
et en ce que 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- Pk)/Qnvk
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la pompe
(Pv) présentant un coefficient a de fuite interne non nul, ladite
relation w = F (QV, {Pi}) est donnée par::
W = Qv/VG (1-R'Qvn/PA) + (aR) Qvn
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, A 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
en ce que lesdits paramètres Pi étant constitués par VG, R' et aR,
le paramètre VG, constant, est déterminé par un étalonnage initial
de la pompe (Pv), les valeurs R'k et (aR)k des paramètres R' et aR a
chaque distribution k étant déterminés a 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 Pk)/Qnvk
(aR)k = [Wk - Qvk /VG (1 - Rk Qnvk/PA)] /Qnvk
6. Procédé selon la revendication 5, 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)/Qnvk
7.Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la pompe
(Pv) presentant un coefficient a 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 + a (P"-P')
VG étant le volume cyclique géométrique de la pompe (Pv)et A la
pression atmosphérique,
et en ce que lesdits paramètres pi étant constitués par les
paramètres VG et a, le paramètre VG, constant est déterminé par
un étalonnage initial de la pompe (Pv) la valeur ork du paramètre
a à chaque distribution k étant déterminée à partir de la mesure
du débit-vapeur QV de la pompe (Pv) par la relation:
ak = (Wk - Qvk PA/VGP,)/(P"-P')
8.Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7,
caractérisé en ce que ladite cuve (100) de récupération présentant
une différence de pression APO 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.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce
que, les moyens de récupération comprenant une pompe (Pv) et
une électrovanne (126), ladite grandeur G est la résistance
hydraulique Rx imposée par ladite électrovanne, la vitesse w de
rotation de la pompe étant constante.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, ladite
électrovanne (126) étant disposée en aval de la pompe (Pv) ladite
pompe présentant un coefficient a de fuite interne non nul, ladite relation Rx = F (QV, (Pi)) est donnée par:
Rx = [wo - QV/VG (1-R'QnV/PA) - (aR) QnV]/aQ2v
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, A 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 en ce que lesdits paramètres Pi
étant constitués par VG, R', R et a, le paramètre VG, constant, est
déterminé par un étalonnage initial de la pompe (Pv), les valeurs
R'k, Rk et ak des paramètres R', R et a 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 - P'k) QnVk
Rk = R'k + (P"k - A αk = [wo - QVk /VG (1R'kQnVk/PA)]/(RkQnVk + RxkQVk)
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| FR9509796A FR2737717B1 (fr) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | Procede de recuperation de vapeur emise dans une installation de distribution de liquide |
| EP96927121A EP0843644B1 (fr) | 1995-08-10 | 1996-07-29 | Procede de recuperation de vapeur emise dans une installation de distribution de liquide |
| ES96927121T ES2153969T3 (es) | 1995-08-10 | 1996-07-29 | Procedimiento de recuperacion del vapor emitido en una instalacion de distribucion de liquido. |
| DE69610985T DE69610985T2 (de) | 1995-08-10 | 1996-07-29 | Verfahren zur rückgewinnung von dämpfen an einer flüssigkeits-zapfstelle |
| US09/000,416 US6047745A (en) | 1995-08-10 | 1996-07-29 | Process for the recovery of steam emitted in a liquid distribution plant |
| PCT/FR1996/001217 WO1997006095A1 (fr) | 1995-08-10 | 1996-07-29 | Procede de recuperation de vapeur emise dans une installation de distribution de liquide |
| CA002227874A CA2227874C (fr) | 1995-08-10 | 1996-07-29 | Procede de recuperation de vapeur emise dans une installation de distribution de liquide |
| AT96927121T ATE197586T1 (de) | 1995-08-10 | 1996-07-29 | Verfahren zur rückgewinnung von dämpfen an einer flüssigkeits-zapfstelle |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR2737717B1 FR2737717B1 (fr) | 1997-09-12 |
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ID=9481912
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| DE (1) | DE69610985T2 (fr) |
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