Memoire Online - Optimisation de la maintenance préventive de la pompe centrifuge Sulzer 086

C'est le point de fonctionnement qui fixe le débit, la pression, la puissance, le rendement et le NPSH de la pompe. [15]

On obtient le point de fonctionnement de la pompe par intersection de la courbe caractéristique de l'installation hydraulique avec la courbe des HMT en fonction des débits de la pompe (Figure 1-6). [6]

1.2.2.3.4. Principe de fonctionnement d'une pompe centrifuge On peut décomposer le fonctionnement en trois étapes [1] : ? L'aspiration :

Le liquide est aspiré au centre du rotor par une ouverture appelée distributeur dont le rôle est de conduire le fluide depuis la conduite d'aspiration jusqu'à la section d'entrée du rotor. La pompe étant amorcée, c'est-à-dire pleine de liquide, la vitesse du fluide qui entre dans la roue augmente et par conséquent la pression dans l'ouïe diminue et engendre ainsi une aspiration et maintient l'amorçage.

Le rotor transforme l'énergie mécanique appliquée à l'arbre de la machine en énergie cinétique. A la sortie du rotor, le fluide se trouve projeté dans la volute dont le but est de collecter le fluide et de le ramener dans la section de sortie.

Dans l'élargissement en sortie, qui se comporte comme un divergent, le liquide perd de la vitesse au profit de l'accroissement de pression. L'énergie cinétique est convertie en énergie de pression au niveau de diffuseur.

La cavitation est un terme employé pour décrire le phénomène qui se produit dans une pompe quand le NPSH est insuffisamment disponible (figure 1-7). [2]

En d'autres termes la cavitation est un phénomène d'apparition, dans un liquide, de poches remplies de vapeur et de gaz provoquées par l'abaissement de la pression sans apport de chaleur.

Le seul moyen d'empêcher les effets indésirables de la cavitation c'est de s'assurer que le NPSH disponible dans le système est plus élevé que le NPSH requis par la pompe. [2]

Figure 1-7: Dégâts de cavitation sur les éléments d'une pompe centrifuge. [2]

Voici quelques avantages et inconvénients que l'on peut rencontrer sur une pompe centrifuge regroupés dans le tableau 1-2. [6]

Avantages	Inconvénient
Ce sont des machines de construction simple, sans clapet ou soupape, d'utilisation facile et peu coûteuses.	Impossibilité de pomper des liquides trop visqueux.
Leur débit est régulier et le fonctionnement silencieux. Elles sont adaptées à une très large gamme de liquides	Phénomène de cavitation en cas de fuite d'air dans la conduite d'aspiration
Leur rendement est souvent meilleur que celui des « volumétriques ».	Elles ne sont pas auto-amorçantes.
A caractéristiques égales, elles sont plus compactes que les machines volumétriques.	A l'arrêt, ces pompes ne s'opposent pas à l'écoulement du liquide par gravité (donc, vannes à prévoir...)

Les moteurs asynchrones représentent au moins 80 % des moteurs électriques, ils sont le moteur le plus utilisé dans toutes les applications industrielles ou domestiques, du fait de sa facilité d'installation de son bon rendement et de son excellente fiabilité. [7]

Une machine asynchrone est une machine à courant alternatif dont la vitesse du rotor et la vitesse du champ magnétique tournant ne sont pas égales. Le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique.

La machine asynchrone a pour rôle de transformer l'énergie électrique apportée par le courant alternatif en énergie mécanique de rotation. [7]

La machine asynchrone, souvent appelée moteur à induction comprend (Figure I-8) un stator et un rotor, constitués de tôles d'acier au silicium et comportant des encoches dans lesquelles on place les enroulements. Le stator est fixe ; on y trouve les enroulements reliés à la source. [7]

Le fonctionnement d'une machine asynchrone est basé sur le principe de l'interaction électromagnétique du champ tournant crée par le courant triphasé fourni à l'enroulement statorique par le réseau, et des courants induits dans l'enroulement rotorique lorsque les conducteurs de ce dernier sont coupés par le champ tournant. [7]

Les accouplements sont des dispositifs qui assurent une liaison entre l'arbre moteur et l'arbre d'une machine, ce qui permet de transmettre la puissance du moteur à la machine concernée (Figure 1-9). [1]

- Ils offrent la possibilité de dissocier deux arbres lorsqu'il est nécessaire.

- Ils tolèrent les petits défauts d'alignement dû au déplacement des matériels en service.

Le choix d'un type d'accouplement dépend d'abord des défauts d'alignement pouvant exister entre les deux arbres : désalignements radial, axial, angulaire et écart en torsion (Figure 1-10).

- Accouplement mécanique. - Accouplement à mâchoires. - Accouplement flexacier. - Accouplement à pignon.

1.5. Etude technique de la pompe SULZER 086 1.5.1. Description et rôle des pompes Sulzer

Les pompes Sulzer ont été conçues pour répondre aux exigences les plus strictes en termes de couverture hydraulique et pour l'utilisation de tous types de liquides, ce qui en fait une gamme de produits idéale pour les structures de pompage complexes (Figure 1-11). [8]

Voici quelques caractéristiques et avantages des pompes Sulzer regroupés dans le tableau 1-3. [8]

Caractéristiques	Avantages
1. Trous d'équilibrage brevetés	- Garantissent une circulation efficace des liquides derrière la turbine et dans la chambre étanche - Garantissent une étanchéité d'arbre optimale en réduisant les arrêts inopinés et en limitant les coûts de fonctionnement et d'entretien	2. Joint d'arbre WaterLessTM éprouvé
- Garnitures mécaniques doubles et simples, dynamiques et efficaces, ainsi que par tresses - Installation rapide et simple
7.Arbre résistant	- Réduit la flexion au niveau du presse-étoupe jusqu'à < 0,05 mm / 0,002 po
8.Unité de roulement fiable	- L'unité de roulement fiable, simplifiée et résistance limite les arrêts inopinés et réduit les coûts d'entretien.
9.Vis vérins	- Permettent un démontage simple et limite les coûts d'entretien

Toutes les pompes de gamme Sulzer ont été normalisées, à l'aide de modules et composants communs pour optimiser leur caractère interchangeable et faciliter l'installation et l'entretien. Avec moins de pièces, on peut limitez les coûts de stocks et optimisez la fiabilité des processus. [8]

Les étanchéités spécifiquement adaptées aux divers liquides et applications permettent de réduire les coûts de fonctionnement et de limiter les temps d'arrêt.

Sachant que les étanchéités Sulzer nécessitent peu ou pas d'eau, ils optimisent les réductions des coûts opérationnels et environnementaux. En outre, les conceptions standard, faciles à comprendre réduisent le temps d'installation, les coûts d'entretien et augmentent la fiabilité.

Les trous d'équilibrage brevetés de la turbine, associés aux vannes de décharge, améliorent la circulation des liquides et évitent le colmatage, ce qui crée ainsi des conditions idéales derrière la turbine et optimales dans la chambre d'étanchéité. [8]

Le raffinat ajouté dans broyeur avec le minerai provenant du broyeur à sec, forme une pulpe. L'ajout du raffinat par rapport à l'eau permet d'effectuer les procédures de pré-lixiviation dans le broyeur.

À la sortie du broyeur, la pulpe est collectée dans un réservoir. Deux pompes sont disposées en parallèle dont l'une est la pompe centrifuge 086 pour envoyer la pulpe vers l'hydrocyclone à travers un diamètre d'aspiration de 300 DN et un diamètre de refoulement de 200 DN, la pression d'aspiration est de 5 bars et le refoulement est de 20 bars. Sa vitesse de rotation est de 980 tr/ min et a un débit de 842 m³/h. Et l'hydrocyclone lui permet de réaliser le classement dimensionnel. Cette disposition en parallèle des pompes a pour objectif d'augmenter les débits et d'éviter l'arrêt en cas de défaillance d'une des pompes, si l'une des pompes tombe en panne, l'autre peut continuer à assurer le travail.

Au niveau de l'hydrocyclone, les fractions fines sont envoyées aux cellules de lixiviation, tandis que les fractions grossières sont collectées dans un autre broyeur. (Voir annexe 3)

Son principe de fonctionnement consiste à ce que le moteur électrique d'une puissance de 200 kW est alimentée en tension triphasée de 525 v fait tourner le rotor de la pompe sur lequel est monté un impulseur conçu pour aspirer la pulpe (minerai + raffinat) à travers le canal d'aspiration et le refouler vers l'hydrocyclone.

Dans ce chapitre, nous avons abordé les généralités sur les pompes centrifuges, un composant viral dans de nombreux secteurs industriels. L'intégration des moteurs asynchrones et des accouplements qui forment le groupe motopompe, les accouplements qui sont essentielle pour assurer une transmission efficace et fiable de la puissance. Puis nous avons fini par faire une étude des pompes Sulzer particulièrement celle de la pompe Sulzer 086.

Optimisation de la maintenance préventive de la pompe centrifuge Sulzer 086

C. Point de fonctionnement