Préchauffeurs Au Gaz Naturel
Le gaz naturel est une source d’énergie non renouvelable et l’un des combustibles fossiles les plus couramment utilisés. Il est principalement composé de deux éléments, le carbone et l’hydrogène. Le gaz naturel ne peut pas être utilisé comme combustible dans sa forme naturelle. Il a besoin d’être traité et que ses impuretés soient supprimées pour être utilisé dans des applications domestiques et industrielles.
Utilisations du gaz naturel
Étant la troisième plus importante source d’énergie, le gaz naturel est utilisé à des fins diverses. Le fait qu’il s’agisse d’un carburant écologique en fait un choix populaire dans les applications industrielles et domestiques. Voici comment le gaz naturel est utilisé pour une multitude de fins :
- Utilisations industrielles: comme ingrédient de colles, de détergents, d’engrais et de peintures.
- Utilisations résidentielles: pour les cuisinières, cheminées, fours, chauffages domestiques et éclairages extérieurs.
- Utilisations dans la production électrique: pour produire de l’électricité.
- Utilisations commerciales: pour la cuisson et le chauffage.
- Utilisations dans le transport: combustible pour les voitures et autres véhicules
Le transport du gaz naturel par gazoducs
Le transport du gaz naturel n’est pas une tâche facile. Le moyen le plus sûr de le transporter est dans un gazoduc. Avec un réseau efficace de gazoducs, le gaz naturel peut facilement être transporté depuis la région d’origine vers la région qui en a besoin.
Le transport du gaz naturel par gazoduc l’oblige à voyager sous haute pression. Habituellement, des niveaux de pression de 200 à 1500 livres par pouce carré (psi) sont nécessaires pour transporter le gaz naturel. Le gaz naturel doit atteindre ces pressions élevées pour deux raisons :
- Cela permet de réduire le volume jusqu’à 600 fois
- Cela permet au gaz naturel d’être déplacé
Cependant, le gaz naturel ne peut être fourni aux utilisateurs industriels et domestiques via le réseau local d’alimentation en gaz à des pressions si élevées. Les pressions des gaz doivent être ramenées à 3 psi ou 0,25 psi pour permettre une utilisation locale. Les régulateurs au départ des réseaux de distribution contrôlent la pression du gaz et s’assurent que le débit optimal est maintenu pour alimenter les clients et leurs appareils.
Préchauffage au gaz naturel
La réduction de la pression du gaz naturel avant de le distribuer aux consommateurs entraîne également une baisse de température. Par exemple, si la pression du gaz naturel est réduite de 88 %, la température va baisser de près de 65 %. En termes de physique, c’est ce qu’on appelle l’effet Joule Thompson. Cette chute de température peut créer des problèmes de qualité matérielle et opérationnelle dans les réseaux de distribution. Le point de rosée de la vapeur d’eau chute et provoque l’apparition de glace dans les gazoducs et sur leur surface extérieure.
Cela implique de préchauffer le gaz naturel avant la réduction de pression. Le chauffage du gaz avant son transport peut surmonter cet effet Joule Thompson. Le préchauffage du gaz naturel augmente sa température suffisamment de sorte qu’il atteigne sa température optimale après la limitation de la pression et la réduction de la température.
Dispositifs de préchauffage du gaz naturel
Réchauffeurs de processus de type bloc électrique
Les réchauffeurs électriques de processus peuvent être utilisés pour prévenir l’effet Joule Thompson. Ces dispositifs de réchauffage utilisent un chauffage électrique indirect pour élever la température du gaz naturel. Le dispositif de réchauffage est composé d’un boîtier de chauffage en aluminium et d’un serpentin tubulaire. Le gaz s’écoule à travers le serpentin et est chauffé via le transfert thermique par le boîtier en aluminium. Le bloc d’aluminium est protégé par la coque en inox ou en carbone.
Échangeurs de chaleur
Les réchauffeurs de type échangeurs tels que les réchauffeurs à circulation sont une des meilleures façons de chauffer le gaz naturel avant son transport. Ces échangeurs de chaleur utilisent la vapeur ou l’eau chaude comme fluide caloporteur. La conception de l’échangeur thermique est telle que le gaz s’écoule le long d’une plaque tubulaire où il rencontre de l’eau chaude ou de la vapeur à travers un ensemble de membranes pour l’échange de chaleur. Le caloporteur est acheminé depuis le haut de l’échangeur par les tubes au fond où il est évacué via une sortie. La conception est telle que le gaz naturel est exposé au caloporteur pour le maximum de temps possible afin d’optimiser l’échange thermique.
Les types de fluides caloporteurs utilisés dépendent des capacités thermiques requises.
- Convection naturelle de l’eau chaude- pour 45 000 kcal/h (maximum)
- Convection forcée de l’eau chaude- pour 750 000 kcal/h (maximum)
- Vapeur- pour 750 000 kcal/h (maximum). Il convient de veiller à ce que la pression de vapeur ne dépasse pas 2 bars absolus et 120 degrés centigrades.
Des études suggèrent qu’il ne faut que 22 kJ environ pour chauffer un kilogramme de gaz naturel à 16,5 degrés centigrades avant de réduire sa pression afin que la température du gaz chute à seulement 10 degrés centigrades.
Le gaz naturel est un combustible fossile largement utilisé dans des applications domestiques et industrielles. Le moyen le plus sûr de le transporter est dans un gazoduc à des pressions élevées. Avant de parvenir dans les réseaux de distribution locaux, cette pression doit être réduite. Une chute importante de la pression peut conduire à une baisse importante de la température. Cette réduction de la température n’est pas idéale et, par conséquent, le gaz naturel doit être chauffé avant son transport afin que sa température ne chute pas en dessous des niveaux acceptables après la limitation de pression. Les dispositifs de réchauffage de type de bloc électrique et les échangeurs de chaleur sont deux des dispositifs de chauffage couramment utilisés pour le préchauffage du gaz naturel.