Compresseurs rotatifs à palettes (AIR/GAS)

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Principe de fonctionnement

Un rotor cylindrique tourne excentre dans un stator cylindrique d’un diametre superieur: l’espace libre laisse entre le stator et le rotor prend la forme d’une demi-lune. Des fentes sont fraisees dans le rotor et des lamelles en plastique stratifie coulissent librement dans ces fentes. Les lamelles, lors de la rotation du rotor, sont ejectees contre la paroi cylindrique du stator sous l’action de la force centrifuge, formant ainsi des cellules individuelles dont le volume varie, lors de la rotation, d’un maximum a un minimum. L’aspiration s’effectue par des ouvertures dans le stator en zone de volumes croissants; le refoulement s’effectue par des ouvertures dans le stator en zone de volumes decroissants.

Généralités et caractéristiques de construction
en conformité à la Directive 2014/34/UE (ATEX)

Les compresseurs rotatifs a palettes MAPRO® utilises pour la compression des gaz combustibles, tels que le biogaz ou le gaz naturel, ont ete concus pour repondre aux exigences des Equipements du Groupe II telles que definies par la Directive 2014/34/UE, de Categorie 2 a la fois pour les conditions exterieures environnantes et pour les internes des machines.
Leurs principales caracteristiques de fabrication sont les suivantes:

  • etancheite entre le stator, fonds et couvercles par joints plats et/ou par joints toriques;
  • garniture d’etancheite mecanique simple ou double, en fonction de la pression de refoulement; en cas de garnitures mecaniques doubles, l’huile de lubrification du compresseur est utilisee comme fluide de barrage;
  • accouplement flexible sans contact metal sur metal entre les parties entrainee et entrainante en cas de deterioration des doigts d’entrainement; protege accouplement de securite fait en materiau anti-etincelle;
  • moteurs electriques antideflagrants en mode de protection ≪d≫, avec marquage specifique Ex II 2 G, et marquage complementaire Ex-d IIB T3.

Si la zone entourant l’equipement est classee Zone 2, ou, pour le Groupe II, les equipements de Categorie 3 sont acceptes, la machine peut etre entrainee par un moteur en mode de protection ≪n≫ anti-etincelle, avec marquage specifique Ex II 3 G, et marquage complementaire Ex-nA II T3.
Le corps du compresseur en lui-meme peut etre refroidi par air ou par eau. Pour les compresseurs refroidis par air, l’air ambiant est souffle par un ventilateur axial, monte sur l’accouplement elastique entre la machine et le moteur, autour des fonds et du cylindre
entoures d’ailettes du compresseur pour assurer le refroidissement. La circulation de l’air est forcee entre la surface externe du stator a ailettes et un tunnel de protection entourant le compresseur lui-meme. Pour les compresseurs refroidis par eau, une enveloppe de refroidissement integree entoure le stator et les fonds. Le transfert de chaleur entre le metal et l’eau est plus efficace que le transfert entre le metal et l’air. Aussi, les compresseurs refroidis par eau reduisent la temperature interne du gaz comprime plus efficacement que les machines refroidies par air. Ils peuvent donc comprimer le gaz a des pressions plus elevees. En outre, les compresseurs refroidis par eau sont capables de traiter des debits qui couvrent un domaine bien plus important que les compresseurs refroidis par air.

Avantages

Les principaux avantages de l’utilisation des compresseurs rotatifs a palettes MAPRO® pour la compression de biogaz ou de gaz naturel sont:

Rendement élevé et constant
Les compresseurs rotatifs a palettes MAPRO® sont des machines volumetriques. Autrement dit, la compression s’effectue par la reduction progressive, a l’interieur du corps de la machine, lors de la rotation, d’un ≪volume≫ de gaz deplace mecaniquement de l’aspiration au refoulement. L’orifice de refoulement s’ouvre, regulierement, sur la surface cylindrique interne du stator, a une hauteur determinee en fonction de la pression de refoulement prevue, de sorte que seule la puissance necessaire a la ≪compression≫ reelle du gaz est utilisee. Il en resulte un rendement de compression adiabatique toujours eleve et, en general, compris entre 70% et 80% si rapporte au volume engendre du compresseur. Les jeux fonctionnels internes reduits conduisent, egalement, a un rendement volumetrique eleve, pratiquement constant car l’usure des lamelles se compense automatiquement dans le temps. La puissance necessaire a la compression est donc, en general, inferieure a celle exigee par d’autres types de compresseurs, avec pour consequence des couts d’exploitation plus faibles.

Entretien simple et économique
Le faible nombre de pieces en mouvement simplifie le demontage et le remontage du compresseur, rendant ainsi ces operations moins cheres comparees a d’autres types de compresseurs volumetriques. Une jauge d’usure specialement fournie permet une
evaluation rapide, a intervalles reguliers, de l’usure des palettes, sans demontage, meme partiel, du corps de la machine afin d’acceder a la chambre de compression. Il est donc possible de programmer le remplacement des lamelles largement a l’avance, en respectant le planning de travail de l’usine ou la maintenance necessaire a d’autres equipements, afin de simplifier l’exploitation de l’usine et d’ameliorer son efficacite et sa rentabilite.

Flux gazeux sans pulsation
Le flux gazeux est continu (sans pulsation) aussi bien a l’aspiration qu’au refoulement, et il n’est donc pas necessaire d’installer des reservoirs de stockage ou des amortisseurs de gaz. Les compresseurs rotatifs a palettes MAPRO® sont des machines compactes sur lesquelles un leger desequilibre, en raison de la position radiale decalee des lamelles par rapport a l’axe de rotation, durant le fonctionnement, ne provoque pas de vibrations importantes. Par consequent, aucune fondation particuliere n’est requise. Les compresseurs rotatifs a palettes sont, dans le principe, moins bruyants que les autres types de compresseurs. Dans tous les cas, ils peuvent, lorsque cela est requis, etre livres complets avec des capotages d’insonorisation.

Protection interne durant la compression du biogaz
L’huile utilisee a des fins purement mecaniques, c’est a dire pour la lubrification des roulements, lamelles, segments, et garnitures mecaniques, joue egalement deux roles importants dans la compression de biogaz. Le film d’huile de lubrification, constamment renouvele, premierement protege les surfaces internes des compresseurs des attaques des acides contenus dans le biogaz; et tend egalement a integrer les impuretes qui sont dans le biogaz sous forme de particules solides ou liquides, avec un effet de nettoyage interne de la chambre de compression. Par consequent, la lubrification en ≪huile renouvelee≫ rend le compresseur a palettes MAPRO®, bien que fait de materiaux ordinaires comme la fonte et l’acier au carbone, particulierement adapte pour le traitement des gaz potentiellement corrosifs, contenant egalement des impuretes et des vapeurs saturees. Caracteristiques qui sont, en general, propres du biogaz.

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