Jusqu'en février 2020, un dépôt pétrolier d'un port brésilien utilisait deux pompes centrifuges pour transporter le fioul lourd des réservoirs de stockage vers des camions-citernes ou des navires. Ce procédé nécessitait l'injection de gazole pour réduire la viscosité élevée du fluide, une opération coûteuse. Les propriétaires réalisaient un bénéfice d'au moins 2 000 $ par jour. De plus, les pompes centrifuges tombaient fréquemment en panne à cause de la cavitation. Le propriétaire a donc décidé de remplacer dans un premier temps l'une des deux pompes centrifuges par une pompe multivis NOTOS® de NETZSCH. Grâce à son excellente capacité d'aspiration, la pompe à quatre vis 4NS sélectionnée est également adaptée aux fluides à haute viscosité (jusqu'à 200 000 cSt) et offre des débits allant jusqu'à 3 000 m³/h. Après sa mise en service, il est apparu clairement que la pompe multivis pouvait fonctionner sans cavitation, même à des débits nettement supérieurs à ceux des autres pompes centrifuges. Autre avantage : l'ajout de grandes quantités de gazole n'est plus nécessaire. Fort de cette expérience positive, le client a également décidé, en février 2020, de remplacer sa deuxième pompe centrifuge par une pompe NOTOS®. De plus, il est évident que la consommation d'énergie peut être considérablement réduite.
« Ces pompes servent à transporter le fioul lourd des parcs de stockage vers les camions-citernes ou les navires dans les ports du nord-est du Brésil, principalement en période de sécheresse », explique Vitor Assmann, directeur des ventes chez NETZSCH Brésil. « En effet, la production d'énergie des centrales hydroélectriques du pays diminue durant ces périodes, ce qui accroît la demande en fioul lourd. Jusqu'en février 2020, ce transfert était effectué à l'aide de deux pompes centrifuges, mais ces dernières rencontraient des difficultés en raison de la forte viscosité du fioul. « Les pompes centrifuges classiques ont une faible capacité d'aspiration, ce qui signifie qu'une partie du fioul reste dans le réservoir et ne peut être utilisée », explique Vitor Assmann. « De plus, une technologie inadaptée peut entraîner une cavitation, qui à terme provoque une panne de la pompe. »
Deux pompes centrifuges d'un parc de stockage brésilien souffrent également de cavitation. En raison de la viscosité élevée, la valeur NPSHa du système est faible, surtout la nuit, ce qui oblige à ajouter du gazole coûteux au fioul lourd pour réduire sa viscosité. « Il faut ajouter environ 3 000 litres par jour, ce qui représente un coût d'au moins 2 000 dollars par jour », a précisé Asman. Afin d'améliorer la fiabilité et l'efficacité du processus et de réduire les coûts énergétiques, le propriétaire a décidé de remplacer l'une des deux pompes centrifuges par une pompe multivis NOTOS® de NETZSCH et de comparer les performances des deux unités.
La gamme NOTOS® comprend généralement des pompes multivis à deux (2NS), trois (3NS) ou quatre (4NS) vis, permettant de traiter avec souplesse différentes viscosités et même des débits élevés. Un dépôt pétrolier au Brésil avait besoin d'une pompe capable de pomper jusqu'à 200 m³/h de fioul lourd à une pression de 18 bar, une température de 10 à 50 °C et une viscosité allant jusqu'à 9 000 cSt. Le propriétaire du parc de stockage a opté pour une pompe à double vis 4NS, d'une capacité maximale de 3 000 m³/h et adaptée aux fluides très visqueux jusqu'à 200 000 cSt.
Cette pompe est extrêmement fiable, supporte le fonctionnement à sec et peut être fabriquée à partir de matériaux spécifiquement sélectionnés pour l'application. Les technologies de fabrication modernes permettent des tolérances plus serrées entre les composants dynamiques et statiques, réduisant ainsi le besoin de refusion. Associée à une forme de chambre de pompe optimisée pour le flux, elle garantit un rendement élevé.
Cependant, outre l'efficacité, la flexibilité de la pompe en fonction de la viscosité du fluide pompé est particulièrement importante pour les exploitants de parcs de stockage brésiliens : « Alors que la plage de fonctionnement des pompes centrifuges est étroite et que leur rendement diminue fortement avec l'augmentation de la viscosité, la pompe multivis NOTOS® fonctionne avec une grande efficacité sur toute la plage de viscosité », explique le directeur des ventes. « Ce concept de pompage repose sur l'interaction entre la vis sans fin et le corps de pompe. Il forme une chambre de transport dans laquelle le fluide circule en continu de l'entrée au refoulement sous une pression stable, quelle que soit sa consistance ou sa viscosité. » Le débit est influencé par la vitesse de la pompe, le diamètre et le pas de la vis sans fin. Il est donc directement proportionnel à la vitesse et peut être ajusté avec précision.
Ces pompes peuvent être adaptées à l'application en cours afin d'obtenir des performances optimales. Cela concerne principalement les dimensions de la pompe et leurs tolérances, ainsi que les accessoires. Par exemple, des soupapes de surpression, divers systèmes d'étanchéité et des dispositifs de surveillance des roulements utilisant des capteurs de température et de vibrations peuvent être utilisés. « Pour l'application brésilienne, la viscosité du fluide, combinée à la vitesse de la pompe, a nécessité une double étanchéité avec un système d'étanchéité externe », explique Vitor Assmann. À la demande du client, la conception est conforme aux exigences API.
Grâce à sa capacité à fonctionner dans des environnements à haute viscosité, la pompe 4NS élimine le besoin d'injecter du gazole. Ceci a permis de réduire les coûts de 2 000 $ par jour. De plus, son rendement est supérieur lors du pompage de fluides visqueux, ce qui réduit la consommation d'énergie de plus de 40 %, à 65 kW. Ces économies d'énergie supplémentaires ont été d'autant plus importantes qu'après une phase de test concluante en février 2020, la seconde pompe centrifuge existante a également été remplacée par une 4NS.
Depuis plus de 70 ans, NETZSCH Pumps & Systems fournit le marché mondial avec des pompes monovis NEMO®, des pompes à palettes rotatives TORNADO®, des pompes multivis NOTOS®, des pompes péristaltiques PERIPRO®, des broyeurs, des systèmes de vidange de fûts, des doseurs et des accessoires. Nous proposons des solutions complètes et personnalisées pour des applications dans divers secteurs industriels. Avec plus de 2 300 collaborateurs et un chiffre d'affaires de 352 millions d'euros (exercice 2022), NETZSCH Pumps & Systems est la plus importante division du groupe NETZSCH, aux côtés de NETZSCH Analysis & Testing et NETZSCH Grinding & Dispersion. L'excellence est notre priorité. Nous promettons à nos clients une « Excellence éprouvée » : des produits et des services exceptionnels dans tous les domaines. Depuis 1873, nous avons démontré à maintes reprises notre capacité à tenir cette promesse.
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Date de publication : 31 juillet 2024