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Test sur site des pompes

Une réduction du coût de fonctionnement au strict minimum exige une bonne adéquation des caractéristiques de performance de chaque machine et des exigences de l'installation.

équipement SES KSB

Le fonctionnement de pompes à leur « point de meilleur rendement » ou proche de celui-ci améliore non seulement l'efficacité énergétique globale, mais permet également une grande tranquillité de marche, une réduction des coûts de maintenance et d'immobilisations ainsi qu'une durée de vie plus longue de la pompe (voir figure 1). Toutefois, dans les installations complexes, il peut être très difficile de prédire leurs courbes caractéristiques de réseau sur une plage complète de conditions de fonctionnement. En outre, les modifications au sein de l'usine, les changements apportés au profil d'exploitation, voire la lente accumulation de matières solides et de dépôts dans la tuyauterie peuvent avoir un effet important sur les caractéristiques de l'installation. Dans la pratique, il peut être extrêmement utile d'évaluer les performances des pompes sur le terrain afin de pouvoir prendre des décisions fondées quant au fonctionnement des installations et aux économies d'énergie et de coûts potentielles.

Rapport entre la fiabilité de la pompe et les conditions de service

Figure 1 : rapport entre la fiabilité de la pompe et les conditions de service

Test sur le site

Les outils de test sur site peuvent être fixés directement à un groupe motopompe afin de surveiller la pompe et le moteur pendant leur fonctionnement et d'analyser les caractéristiques telles que la pression, le débit et la température du fluide à plusieurs endroits du réseau de tuyauterie. Le groupe motopompe peut être surveillé pour déterminer les niveaux de vibrations, la puissance absorbée et la vitesse de rotation dans diverses conditions de service. Le regroupement de toutes ces informations permet à un technicien expérimenté d'analyser les performances et de prévenir toute défaillance potentielle.

Certaines pompes, en particulier les plus grandes, sont dotées de capteurs intégrés qui mesurent les vibrations, l'humidité et les températures aux points critiques sur les paliers ou les moteurs. Ils peuvent être très utiles pour prévenir des problèmes qui pourraient endommager la pompe ou le moteur. Cependant, des instruments supplémentaires, y compris des capteurs de pression et de débit, sont généralement nécessaires pour une évaluation complète sur site du groupe motopompe.

Une caractéristique essentielle des techniques modernes de test sur site est la collecte de valeurs de mesure sur une période donnée ce qui s'appelle « data logging ». De nombreux problèmes dans les installations de pompage se produisent en l'absence d'un opérateur, à savoir les défaillances dites « fantômes » qui se produisent tard la nuit. Le « data logging » permet de surveiller plusieurs canaux d'informations sur de longues périodes afin d'enregistrer ces événements au moment où ils se produisent. L'analyse de ces enregistrements, recueillis sur de longues périodes, peut également révéler des tendances qui indiquent une détérioration progressive de l'état de la pompe / du moteur avant qu'il ne devienne critique. Un enregistreur de données permet aussi de mesurer les paramètres de l'installation de pompage sur une plage de conditions de service et d'évaluer le point de fonctionnement et les facteurs d'utilisation exacts de l'installation. En comparant ces informations aux courbes de pompe fournies par le fabricant, un technicien expérimenté peut déterminer avec un degré élevé de précision le point de fonctionnement de la pompe tel que commandé par l'installation. Cette analyse, associée à des inspections sur site, peut aider à déterminer les effets réduisant les performances, comme l'usure de la pompe, les rétrécissements dans les tuyaux et les problèmes d'aspiration.

Service Efficacité Système de KSB
Le SES (Service Efficacité Système) de KSB offre des services spécialisés qui utilisent au mieux les outils de collecte de données capables de surveiller des installations de pompage entières. Pourtant, le défi n'est pas la collecte des données, mais l'interprétation et l'analyse des données. La combinaison de données précises et pertinentes sur les performances de l'installation et les connaissances et l'expérience de KBS permet de diagnostiquer les problèmes et de trouver des solutions en vue d'améliorer l'efficacité, de réduire l'usure et de raccourcir les temps d'arrêt. Les données quantitatives issues des mesurages sur site peuvent également être utilisées pour élaborer une analyse de rentabilisation dans le but d'améliorer l'efficacité opérationnelle.

équipement SES KSB

Figure 2 : équipement SES KSB 

Études de cas

Station de pompage des eaux usées

Station de pompage des eaux usées

Figure 3 : station de pompage des eaux usées 

Les exploitants d'une station de traitement d'eaux usées ont constaté que plusieurs groupes motopompes submersibles dans un réservoir d'alimentation présentaient des vibrations extrêmes et des défaillances prématurées. Une enquête du SES a révélé que les vibrations les plus graves se produisaient lorsque les niveaux d'eau dans le réservoir étaient relativement bas. Dans ces conditions, les pompes aspiraient un mélange d'eau et de gaz. La solution consistait à installer un mur-rideau autour des pompes de sorte que l'eau à proximité des entrées de pompe soit plus calme et contienne moins de gaz entraîné. Les pompes de réserve ont également été adaptées à l'application, ce qui a permis d'améliorer le rendement de la pompe.

Coûts économisés grâce au SES   Pompe 1   Pompe 2
Coûts d'énergie par an
avant l'optimisation
 
17 634 $19 676 $
Coûts d'énergie par an
avec une pompe neuve
 
13 441 $13 565 $
Économies annuelles
 
4 194 $6 110 $
Coût de deux pompes neuves
 
21 120 $
Période d'amortissement
 
2 ans


Cooling water circuit of a chemical plant


Usine chimique

Figure 4 : usine chimique

Dans le présent cas, une enquête du SES a révélé que les pompes montées sur un circuit d'eau de refroidissement dans une grande usine chimique étaient surdimensionnées pour le fonctionnement normal. En cas d'urgence, le circuit de refroidissement fournirait jusqu'à 400 mètres cubes d'eau par heure pour la lutte contre l'incendie. Toutefois, 300 m3/h seraient suffisants pour répondre aux exigences de fonctionnement normal. La solution recommandée consistait à remplacer les pompes existantes et à installer des entraînements à vitesse variable afin que le débit des pompes puisse être adapté pour répondre à toutes les exigences.

Coûts économisés grâce au SES

Coûts d'énergie par an avant
l'optimisation

59 681 $

Coûts d'énergie par an avec
variation de la vitesse de rotation     

44 544 $

Économies annuelles

15 106 $

Coût de deux groupes
motopompes neufs

27 866 $

Période d'amortissement

1,84 an

Économie d'énergie

100 000 kWh

Réduction des émissions de CO2    

62 tonnes