LES THERMOPLONGEURS DANS LES RÉSERVOIRS DE STOCKAGE D’HUILE

Le stockage des liquides industriels tels que l’huile lourde, les lubrifiants, l’asphalte et le bitume doit se faire à certaines températures afin que les liquides conservent leur fluidité. À température ambiante, de nombreux fluides se transforment en une matière visqueuse lourde et d’autres en un état solide ou semi-solide. Le maintien d’une viscosité plus faible est donc important pour garantir l’écoulement. 

Dans les parcs de stockage, les dépôts pétroliers, les raffineries de pétrole, ou même sur des sites de puits éloignés, ces liquides sont stockés dans des réservoirs.  Ces derniers doivent non seulement être isolés, mais aussi disposer d’une source de chaleur pour réduire la viscosité. En raison de leur conception efficace et compacte, les thermoplongeurs électriques sont une source de chaleur idéale.

Les thermoplongeurs fournissent la chaleur nécessaire aux réservoirs de stockage. Nous examinerons dans cet article leur application et leurs avantages par rapport aux systèmes contemporains tels que les systèmes de chauffage à base de chaudières à vapeur.

Chauffage des réservoirs de stockage

Le carburant, les produits bruts, les lubrifiants et le pétrole lourd doivent être stockés à des températures permettant un transport aisé. À cette fin, le système de chauffage est installé au terminal portuaire, au parc de stockage ou à la raffinerie. 

Ces systèmes de chauffage sont d’une importance capitale lorsque les réservoirs de stockage sont exposés à des températures inférieures à zéro. Le froid rend obligatoire un système de chauffage par réservoir ainsi que des systèmes de chauffage de secours. On distingue trois principaux moyens de chauffer les réservoirs de stockage d’huile.

  1. Le chauffage à la vapeur
  2. Les systèmes à fluide thermique
  3. Les thermoplongeurs électriques

Les liquides doivent être chauffés à une température légèrement supérieure à celle à laquelle la viscosité est suffisamment faible pour leur permettre de s’écouler. On évite ainsi que les liquides ne se solidifient pendant leur transfert vers le réservoir. 

De plus, lorsqu’on pompe un liquide d’un réservoir vers un autre endroit, il est important d’augmenter la température. Ainsi la pompe de transfert consomme moins d’énergie. Plus le fluide est visqueux, plus le transfert d’énergie de la pompe sera important. 

Les huiles lourdes, le bitume et l’asphalte ont un risque plus élevé de se solidifier pendant le transport. Sans système de chauffage, l’isolation des réservoirs de stockage d’huile ne suffit pas.

Les thermoplongeurs par rapport à d’autres types de chauffage

Les méthodes de chauffage des réservoirs de stockage industriels sont nombreuses. Une méthode courante est le chauffage à la vapeur. Les appareils de chauffage à la vapeur nécessitent une chaudière ainsi que des robinets, des raccords et des canalisations. Une grille ou un serpentin est présent à l’intérieur du réservoir et agit comme un échangeur de chaleur. 

Le chauffage à la vapeur

Dans les systèmes plus complexes, il arrive que le faisceau de serpentins soit entièrement inséré dans le réservoir. La vapeur à basse ou moyenne pression provenant de la chaudière est injectée ou passe à travers le serpentin. Le serpentin transfère la chaleur latente au fluide dans le réservoir de stockage. 

Une autre variante de cette application consiste à injecter la vapeur à l’intérieur de la chemise ou de l’espace entre la paroi intérieure et la paroi extérieure du réservoir de stockage industriel isolé à double paroi. La vapeur transfère sa chaleur latente au fluide de stockage et se transforme en condensat. Le condensat retourne ensuite dans le collecteur de retour de la vapeur. 

Les dépenses d’investissement globales constituent l’un des inconvénients de ces systèmes. Les installations de production de vapeur sont coûteuses, ont des coûts de maintenance élevés et présentent des risques potentiels d’endommagement des produits en cas d’arrêts imprévus. 

Le calcul minutieux des pressions différentielles est important. Si le condensat est acheminé vers le collecteur de retour, la pression au niveau de l’échangeur de chaleur doit être supérieure à celle du réchauffeur de retour. Si la pression au niveau de l’échangeur de chaleur est légèrement supérieure ou égale à la pression du collecteur de retour, le condensat peut refluer. Cela entraîne le décrochage de l’échangeur, ce qui réduit le transfert de chaleur global en raison de la réduction de la surface de transfert de chaleur. La température du fluide de stockage est ainsi réduite, ce qui entraîne des pannes et des entretiens coûteux. 

Thermoplongeurs à bride

L’utilisation des thermoplongeurs électriques est simple par rapport aux systèmes de chauffage à vapeur. Les thermoplongeurs à bride sont installés sur le côté du réservoir et sont facilement remplaçables. Les thermoplongeurs électriques à bride sont idéaux car ils contiennent la pression à l’intérieur du réservoir. Le risque de fuite dans l’atmosphère est donc plus faible. 

Les thermoplongeurs électriques ont une empreinte écologique beaucoup plus faible que les systèmes de chauffage à vapeur. Par ailleurs, ils offrent une grande variété de plages de contrôle de la température et des coûts de cycle de vie plus faibles. 

Réchauffeurs à circulation

Les réchauffeurs à circulation sont les meilleurs pour le chauffage indirect.  Le principal élément à prendre en considération lors du choix d’un thermoplongeur électrique est la puissance disponible et les structures de soutien (transformateur, boîtiers de répartition, câble et disjoncteurs). 

Les applications de chauffage direct, comme les thermoplongeurs électriques, utilisent 3 ou 4 éléments chauffants placés stratégiquement à différents endroits au fond du réservoir. Il convient de veiller tout particulièrement à n’utiliser que des appareils de chauffage classés pour la zone concernée. Vérifiez par exemple s’ils ont besoin de boîtiers antidéflagrants. 

Systèmes à fluide thermique

Une autre méthode couramment utilisée dans le transfert de chaleur indirect consiste à utiliser des fluides thermiques, comme les huiles de chauffage, au lieu de la vapeur. Le système est donc plus efficace que les systèmes à vapeur et nécessite moins d’entretien en raison de l’absence de problèmes liés à la corrosion. 

Conclusion

Les thermoplongeurs électriques démontrent leur flexibilité et leur capacité à transférer plus d’énergie électrique aux produits dans les réservoirs de stockage. C’est une méthode bien établie de chauffage des récipients de stockage. 

Dans les applications de chauffage direct, un faisceau de chauffage par immersion de type à bride est inséré directement dans les parois du réservoir pour chauffer le fluide. D’autres applications nécessitent un chauffage indirect du fluide de la pompe vers un réchauffeur externe avec des thermoplongeurs à circulation à proximité. De là, le fluide peut être soit pompé vers le réservoir de stockage, soit envoyé directement vers le point de dispersion.

Dans certaines applications indirectes, les thermoplongeurs électriques sont intégrés aux parois de la cuve isolée, ce qui élimine la nécessité de vidanger la cuve pour les réparations ou l’entretien. 

Un autre avantage des thermoplongeurs électriques est que le chauffage électrique élimine le besoin de cheminées qui contrôlent les émissions, le besoin de contrôler la qualité de l’air, les permis de chaudière et l’inspection/certification annuelle. Tout ceci réduit le coût du cycle de vie mais aide également les entreprises à atteindre leurs objectifs de durabilité.