Vue en Coupe de la Soupape de Sécurité (SRV)

Introduction

Les soupapes de sécurité des chaudières sont cruciales pour prévenir la surpression et constituent le dernier dispositif de protection contre la surpression de la chaudière.

Une chaudière à tubes de fumée peut être équipée d'une ou plusieurs soupapes de sécurité sur le dessus de sa cuvette, chacune étant réglée pour s'ouvrir lorsque la chaudière atteint sa pression de conception. Aucune soupape d'isolement ni restriction ne doit être intégrée entre la ou les soupapes de sécurité et la chaudière. Si les soupapes ne sont pas installées directement sur la cuvette de la chaudière, la tuyauterie reliant les soupapes à la chaudière doit être exempte de blocages et d'eau, ce qui doit être confirmé par des tests périodiques.

Soupapes de Sécurité de Chaudière à Tubes de Fumée

Une fois qu'une soupape de sécurité s'ouvre, la vapeur est évacuée par le tuyau d'échappement. Les tuyaux d'échappement doivent être conçus pour rencontrer le moins de coudes possible, être aussi courts que possible, ne présenter aucune réduction de section (aucune réduction du diamètre interne du tuyau), et doivent mener à un point de décharge sûr (généralement à l'extérieur de la chaufferie).

L'eau doit être évacuée de la soupape de sécurité ou de la tuyauterie d'échappement via un tuyau de vidange. Les tuyaux de vidange peuvent être connectés à des trous percés dans la section la plus basse de la tuyauterie d'échappement, ou directement à des trous de vidange dans le corps de la soupape de sécurité ; ces drains ne doivent pas être confondus avec le boulon de verrouillage de l'anneau de purge, s'il est installé.

Lorsque deux soupapes de sécurité sont installées, il est courant que l'une soit réglée juste en dessous de la pression de conception de la chaudière. Il est essentiel que chaque soupape de sécurité permette le débit complet de vapeur produit lorsque la chaudière fonctionne à pleine capacité, c'est-à-dire lorsque la chaudière produit la quantité maximale de vapeur qu'elle peut produire. Si les soupapes de sécurité sont correctement dimensionnées, une chaudière peut fonctionner à pleine capacité sans que la pression de vapeur ne dépasse les limites de conception (car la ou les soupapes de sécurité soulagent la pression à un rythme plus rapide qu'elle ne s'accumule).

Types de Soupapes de Sécurité

Il existe différents types de soupapes de sécurité, y compris les soupapes à levée haute et à levée haute améliorée, qui utilisent la force de la vapeur s'échappant pour ouvrir un bouchon de soupape ailé afin d'obtenir des débits de vapeur plus élevés. De plus, certaines soupapes intègrent un piston au bas de la chambre à ressort. Le piston a une surface plus grande que le bouchon de soupape, ce qui conduit à l'ouverture de la soupape avec un son distinct de « pop ».

Vue en Coupe de la Soupape de Sécurité de Chaudière (SRV)

Certaines soupapes de sécurité de chaudière incluent un anneau de purge. L'anneau de purge peut soulever ou abaisser l'anneau de siège de soupape et est utilisé pour contrôler la quantité de purge à travers la soupape. Cet anneau est verrouillé par un boulon qui dépasse à travers la soupape et dans les segments de l'anneau de réglage.

Les soupapes de sécurité de chaudière doivent être équipées d'un dispositif de décompression (ressemblant à une poignée), utilisé, si nécessaire, pour libérer rapidement la pression de la chaudière. Les dispositifs de décompression peuvent également être utilisés pour tester une soupape de sécurité, en s'assurant que la tige a une liberté de mouvement et que le mécanisme de fonctionnement de la soupape fonctionne comme prévu. Les tests de dispositif de décompression ne sont souvent pas effectués en raison des difficultés rencontrées par les opérateurs avec le réétanchéité des soupapes, mais cela est généralement le cas uniquement avec les soupapes qui ne sont pas testées suffisamment souvent. Actionner le dispositif de décompression plusieurs fois suffit souvent à déloger les débris de la zone d'étanchéité et à permettre à la soupape de se refermer. Pour une opération sécurisée, la poignée du dispositif de décompression est généralement connectée via des câbles en acier à une zone voisine de la chaudière.

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Maintenance des Soupapes de Sécurité et de Décharge

Comme les manomètres, toutes les soupapes de sécurité doivent être démontées, inspectées et calibrées au moins une fois par an ; la maintenance a généralement lieu lors des inspections réglementaires. La calibration de chaque soupape doit être effectuée par une personne compétente, et tout ajustement de la soupape (y compris l'anneau de purge) doit être approuvé et scellé par l'inspecteur autorisé. Après les tests et la calibration, toutes les soupapes doivent être correctement marquées, des certificats appropriés délivrés, et des dossiers précis maintenus.

Un test d'accumulation peut être effectué pour s'assurer qu'une soupape de sécurité peut soulager la vapeur en surpression lorsque le brûleur de la chaudière fonctionne à pleine capacité. Les tests d'accumulation des soupapes de sécurité doivent être répétés après toute modification apportée à la chaudière, par exemple le remplacement d'une soupape de sécurité, un changement de carburant, ou des modifications du système de contrôle. Si, lors d'un test d'accumulation, la pression de la chaudière augmente de plus de 10 % de sa pression de conception, le test doit être interrompu. Avant que la chaudière ne soit retestée, des modifications doivent être apportées soit à la capacité de décharge de la soupape de sécurité, à la tuyauterie d'échappement de la soupape de sécurité, ou à la capacité de production de vapeur de la chaudière, pour s'assurer que la limite de 10 % n'est jamais dépassée.

Quelle est la différence entre une soupape de décharge et une soupape de sécurité ?

Les soupapes de décharge et de sécurité préviennent les dommages aux équipements en soulageant la surpression des systèmes de fluides. La principale différence entre une soupape de décharge et une soupape de sécurité est l'étendue de l'ouverture à la pression de consigne.

Soupape de Décharge

Une soupape de décharge s'ouvre progressivement à mesure que la pression d'entrée augmente au-dessus du point de consigne. Une soupape de décharge s'ouvre uniquement si nécessaire pour soulager la condition de surpression. Les soupapes de décharge sont généralement utilisées pour les systèmes de liquides.

Soupape de Sécurité

Une soupape de sécurité s'ouvre rapidement et complètement dès que la pression de consigne est atteinte et reste complètement ouverte jusqu'à ce que la pression tombe en dessous de la pression de réinitialisation. La pression de réinitialisation est inférieure à la pression de consigne d'activation. La différence entre la pression de consigne d'activation et la pression à laquelle la soupape de sécurité se réinitialise est appelée purge. Les soupapes de sécurité sont généralement utilisées pour les systèmes de gaz ou de vapeur.

Soupape de Sécurité et de Décharge (SRV)

Une soupape de sécurité et de décharge peut s'ouvrir complètement ou proportionnellement une fois que la pression de consigne est atteinte. Les SRV peuvent être utilisés pour tout système de fluide (gaz, liquide ou vapeur).  

Autres Types de Dispositifs de Décharge

D'autres dispositifs de décharge courants incluent le disque de rupture et la soupape de décharge de température et de pression (appelée TPR ou TPRV) ; consultez notre article sur les chauffe-eau pour en savoir plus sur les soupapes TPR et leur fonctionnement.

Ressources Supplémentaires

https://en.wikipedia.org/wiki/Safety_valve

https://en.wikipedia.org/wiki/Relief_valve

https://www.isibang.ac.in/~library/onlinerz/resources/enghandbook3.pdf