TRAITEMENT D'EAU


Notre société accorde une grande importance au traitement d'eau. L'espérance de vie de votre chaudière est en effet étroitement liée à qualité de l'eau utilisée. Sur la base d'analyses, les CHAUDIERES BARATA vous aident à établir votre diagnostic eau et adapter le matériel, le traitement et les contrôles en conséquences.

ADOUCISSEUR D'EAU (à la base de résine échangeuse d'ions, agrée alimentaire, à haut pouvoir d'échange)

- SEMI-AUTOMATIQUES MONOBLOC,

- CHRONOMETRIQUES MONOBLOC ou BI-BLOC,

- VOLUMETRIQUES MONOBLOC ou BI-BLOC,

- DUPLEX (système alterné),

- INDUSTRIELS (sur demande, grandes capacités - chronométriques, volumétriques ou duplex)

GROUPES DE CONDITIONNEMENT (pompes doseuses)

PRODUITS DE CONDITIONNEMENT (consommables)

- INCOR 1 X - pour le traitement des chaudières,

- INCOR 2 X - pour le traitement des circuits,

- INCOR 5 X - pour eau en contact avec les produits alimentaires,

PRODUITS DE CONTRÔLE

- nécessaire et liqueur hydrotimétrique,

- nécessaire TAC et liqueur alcalimétrique,

- bandelettes sulfites,

- conductivimètre,

- etc...

ADOUCISSEUR INDUSTRIEL ACIER GALVANISE

CAPACITE 1500 LITRES DE RESINE

PANOPLIE AVEC VANNES A COMMANDE PNEUMATIQUE


QUALITÉ MINIMALE REQUISE POUR EAU

La qualité de l'eau d'alimentation et de l'eau en chaudière est un élément primordial pour le bon fonctionnement des chaudières.

Il est important de rappeler que l'appareil reçoit de l'eau d'alimentation qui est constituée par une proportion variable d'eau condensée récupérée, dite "eau de retour" et d'eau neuve, plus ou moins épurée, dite "eau d'appoint".

Cette eau se transforme en vapeur, qui s'échappe de la zone de vaporisation vers l'extérieur. On pourrait penser que cette vapeur est constituée par des molécules d'eau pure. En réalité, elle contient très fréquemment des vésicules liquides (primage), des gaz (en particulier le gaz carbonique dû à la décomposition des bicarbonates et aux pressions élevées, elle véhicule des sels volatilisés par un véritable "entraînement à la vapeur", tels que des sulfates, des chlorures et de la silice.

L'eau restée sous forme liquide à la partie inférieure de la chaudière se charge de toutes les substances étrangères que contenait l'eau qui a été vaporisée (à l'exception de celles qui ont été entraînées dans la vapeur).

Les principaux inconvénients provoqués par les impuretés de l'eau sont :

- LES INCRUSTATIONS dues au dépôts sur les parois de la chaudière de précipités cristallins, qui, gênant la transmission de la chaleur, provoquent des surchauffes locales et sont à l'origine des "coup de feu".

- LE PRIMAGE, entraînement plus ou moins important de vésicules liquides dans la vapeur, qui provoque à la fois une baisse de rendement énergétique de la vapeur et le dépôt de cristaux salins en aval.

- L'ENTRAÎNEMENT DANS LA VAPEUR de corps minéraux volatils à la température d'ébullition, dont le plus nocif est la silice.

- LES CORROSIONS d'origine et de nature très variées dues, soit à l'action de l'oxygène dissous, soit à des courants de corrosions provenant d'hétérogénéités dans les surfaces métalliques, soit encore à l'attaque directe du fer par l'eau.

De telles difficultés peuvent être évitées par un traitement convenable de l'eau et une surveillance régulière de sa qualité.

Norme NF E 32-120 (Janvier 1981)


CARACTERISTIQUES DE L'EAU

La qualité de l'eau d'alimentation et de l'eau en chaudière est élément primordial pour le bon fonctionnement des générateurs de vapeur

CARACTERISTIQUES

PHYSICO-CHIMIQUES

UNITES EAU ALIMENTATION EAU CHAUDIERE
Dureté TH °F 0 0
PH  (à 25 °C)     8,5 - 9,5 10,5 - 12,0
Huiles graisses   mg/l 0 0
Silice SiO2 mg/l plus faible possible < 100
Oxygène dissous O2 mg/l < 0,1 0
Titre alcalimétrique TA     50 - 80
Titre alcalimétrique complet TAC     70 - 140
Chlorures Cl mg/l   100 maxi
Phosphates P2O5 mg/l   15 - 30
Sulfites SO3 mg/l   40 - 50
Hydrazine N2O4 mg/l ne pas utiliser en conditionnement d'air
Salinité totale   mg/l   < 3500

ENTRATRAGE

La cause principale de l’entartrage est la rupture de l’équilibre carbonique de l’eau, notamment pour les sels de calcium et de magnésium.

Ca(HCO3)2 ® CaCO3 + CO2­ + H2O     et     Mg(HCO3)2 ® MgCO3 + CO2­ + H2O

La présence du CO2 permet la formation des ions (-HCO3) et par suite, le maintien des sels carbonatés en solution. Tout phénomène physique ou chimique qui entraîne le dégagement du CO2 favorise donc l’entartrage par précipitations du carbonate de calcium (CaCO3) et du carbonate de magnésium (MgCO3).

Le dépôt se produit au niveau des parties les plus chaudes (sur les plaques tubulaires, les foyers, les faisceaux tubulaires ou les thermoplongeurs). Le tartre constitue un isolant thermique qui provoque une augmentation de la température (surchauffe). Il favorise d’autre part des corrosions localisées.

 

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TRAITER L'EAU AVANT UTILISATION : L'ADOUCISSEUR

L'eau naturelle n'est jamais pure. Elle ne peut jamais être utilisée sans traitement avant l'entrée en machine. Chargée d'éléments solides qui peuvent provoquer des phénomènes de corrosion et d'entartrage, il est nécessaire d'en connaître la composition pour la traiter efficacement et éviter des désagrément au stade de la finition (repassage).

Paramètres à surveiller :

Le pH ou potentiel d'hydrogène mesure l'alcalinité ou acidité de l'eau. Il varie de 0 à 14 lorsque l'eau est à 20 °C. Au dessous du pH 7 l'eau est acide, à 7 elle est neutre, au dessus de 7 elle est alcaline ou basique.

Le pH de l'eau diminue lorsque sa température augmente, il faut donc mesurer le pH à 20 °C pour avoir une mesure fiable.

Le TH ou titre hydrotimétrique mesure la dureté de l'eau c'est à dire la quantité de calcium et de magnésium qu'elle contient. Son unité est le degré français noté °f.

Le TAC ou titre alcalimétrique complet mesure les bicarbonates de l'eau.

Le tartre présent dans l'eau est, en fait, le calcaire du sol qui a été dissous par l'eau de pluie avant d'arriver à l'utilisateur. L'entartrage s'explique par l'équation suivante :

TH + TAC donne tartre + CO2 soit 1°fTH + 1°FTAC = 10 mg de tartre par litre (soit 10g / m3).

Pour le process de lavage, les blanchisseries utilisent une eau dont le TH est de 5 à 7°f, mais en entrée de chaudière l'eau doit impérativement être adoucie à 0°f. En effet un générateur de vapeur de 2 t/h fonctionnant 10 heures par jour pendant 250 jours par an avec une introduction d'eau de ville de 50 % (pour un TH = 35 °f) produit 875 kg de tartre par an !

L'adoucisseur

La plupart des blanchisseries disposent d'un ou de plusieurs adoucisseurs : en général un adoucisseur pour l'eau utilisée dans le process de lavage et un autre pour l'eau de chaudière.

Les adoucisseurs utilisés en blanchisserie fonctionnent avec une résine échangeuse d'ions. Le calcium et le magnésium contenus dans l'eau sont "échangés" contre des sels de sodium. Ce qui veut dire que la charge minérale de l'eau reste la même (l'eau adoucie mais non déminéralisée).

L'adoucisseur est constitué d'une bouteille contenant la résine échangeuse d'ions, d'une vanne de régénération automatique et d'un bac à sel. La résine a une certaine capacité de fixation du calcium. Lorsque cette capacité est dépassée, le calcium n'est plus fixé et l'eau de sortie est aussi dure qu'en entrée. Pour éviter cela il faut régénérer la résine ainsi saturée à l'aide de la saumure préparée dans le bac à sel. Le sodium de la saumure (300 g/l) prend la place du calcium qui est ainsi éliminé et envoyé vers l'égout.

Pour choisir et dimensionner un adoucisseur, il faut :

(extraits de l'article paru dans le mensuel d'information professionnelle "BLANCHISSERIE / LOCATION / TEXTILES PROFESSIONNELS" N° 35 Février 1997)

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ADOUCISSEURS D'EAU SEMI-AUTOMATIQUES

Les adoucisseurs d'eau semi-automatiques type Monobloc avec bouteille en fibre de verre immergée dans le bac à saumure. Leur fonctionnement est automatique. Le déclenchement de la régénération en fin du cycle se fait manuellement à l'aide d'une minuterie. La vanne ne nécessite aucun raccordement électrique.

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ADOUCISSEURS D'EAU CHRONOMETRIQUES

L'adoucisseur d'eau chronométrique est programmé pour régénérer après un temps prédéterminé. Il est équipé d'une vanne réf. 5600 à huit cycles entièrement automatique. Pour programmer la tête de commande de la vanne, il suffit de régler l'horloge.

Deux modèles disponibles : MONOBLOC avec la bouteille en fibre de verre immergée dans le bac à saumure et BI-BLOC avec la bouteille et le bac séparés.

SCHEMA DE PRINCIPE

ADOUCISSEUR BI-BLOC

chronométrique ou volumétrique

 

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ADOUCISSEURS D'EAU VOLUMETRIQUES

L'adoucisseur d'eau volumétrique est programmé pour régénérer après un volume d'eau prédéterminé. Il est équipé d'une vanne réf. 5600 à huit cycles entièrement automatique avec un compteur d'eau mécanique incorporé. Le compteur d'eau monté dans le circuit de sortie mesure le débit d'eau traitée, enregistrant ainsi la quantité d'eau adoucie réellement traitée. Pour programmer la tête de commande de la vanne, il suffit d'afficher l'heure du jour et le volume d'eau à adoucir.

Deux modèles disponibles : MONOBLOC avec la bouteille en fibre de verre immergée dans le bac à saumure et BI-BLOC avec la bouteille et le bac séparés.

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ADOUCISSEURS D'EAU DUPLEX (système TWIN alterné)

L'adoucisseur d'eau DUPLEX type DX avec turbine incorporé est programmé pour régénérer après un volume d'eau prédéterminé. Commande entièrement automatique avec réglage de tous les cycles de régénération, renvoi d'eau dans le bac à sel par régulation de débit et de temps. Aucune interruption d'eau traitée grâce au système TWIN. Après réglage du cycle de l'appareil (capacité), le quota atteint, l'appareil n° 1 bascule automatiquement sur le n° 2 jusqu'à épuisement; après la régénération le n° 1 reste en attente de la saturation du n° 2, etc...

TYPE LITRES DE RESINE / CORPS CYCLE EAU pour TH = 25 °F en m3
DX 125 12 2,8
DX 165 16 3,8
DX 225 22 5,2
DX 305 30 7,2
DX 450 45 10,6
DX 750 75 18
DX 1000 100 24
DX 1500 150 36

SCHEMA DE PRINCIPE

ADOUCISSEUR DUPLEX TYPE DX

Système TWIN alterné

 

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CORROSIONS

La corrosion est phénomène chimique qui porte atteinte à un objet solide et provoque une altération de la matière. La corrosion peut entraîner la perforation, la fissuration, et la rupture des équipements.

On rencontre la corrosion :

Les facteurs qui la favorisent sont l’oxygène (O2), le dioxyde de carbone (CO2), les sels dissous, la soude caustique et, d’une façon générale, un pH de l’eau trop bas ou trop élevé.

Corrosion par l’oxygène

Les eaux traitées, ou les retours de condensats mis en contact avec l’air fixent de l’oxygène. Quand on chauffe un eau qui contient de l’oxygène , l’élévation de température libère cet oxygène qui risque de provoquer des corrosions.

Lorsque la teneur en oxygène dissous diffère d’un point à un autre du liquide, un courant électrique s’établit entre la région la plus aérée (cathode) et la région du métal la moins aérée (anode). Le fer qui se trouve dans la zone anodique est attaqué et passe en solution. Cette sorte de corrosion s’établit sous les dépôts (tartre, oxydation directe). Une pustule s’est forme à l’endroit où la corrosion a commencé (mélange du tartre, de la boue et de déchets). La pustule n’arrête pas le processus, cette corrosion se traduit par des piqûres plus ou moins importantes.

Corrosion par le dioxyde de carbone (CO2)

La corrosion par le dioxyde de carbone a pour origine la dissociation, sous l’action de la température, des bicarbonates et des carbonates présents dans l’eau d’alimentation. Elle est plus accentuée dans l’eau bicarbonatée sodique car la dissociation s’y prolonge.

Le dioxyde de carbone dissous, dans les condensats, forme avec l’eau de l’acide carbonique, qui diminue le pH et augmente donc le risque de corrosion.

Sels dissous

Les sels dissous corrosifs les plus répandues sont les chlorures suivants : chlorure de magnésium MgCl2, chlorure ferreux FeCl2 ou ferrique FeCl3, chlorure de sodium NaCl, chlorure de calcium CaCl2. En général, les eaux de dureté moyenne (10 à 25°f), dont la concentration en chlorures reste inférieure à 100 mg/L peuvent être tolérées. Pour des teneurs en chlorures voisines de 1 g/L, la corrosion des métaux est importante. Elle s’est traduit dans le cas du fer et de l’acier ordinaire par une attaque inter granulaire

Les adoucisseurs d'eau ont parfaitement résolu le problème d'entartrage. Par contre les corrosions sont devenues fréquentes, plus rapides et plus graves pour les raisons suivantes :

Il nous a semblé devoir attirer votre attention sur cet important problème tout en vous conseillant les mesures préventives indispensables.

  1. Surveiller parfaitement le rinçage des adoucisseurs, de manière à ne pas envoyer d'eau salée dans la bâche,
  2. Chauffer l'eau à la bâche pour éliminer l'oxygène,
  3. A chaque arrêt prolongé, vidanger, ouvrir, tous les tampons, et nettoyer,
  4. Relever à 8,5 le PH des eaux agressives par adjonction de phosphate trisodique,
  5. Ouvrir la chaudière, bien nettoyer et surveiller plusieurs fois par an,
  6. Conditionner l'eau d'alimentation.

SCHEMA DE PRINCIPE

GROUPE DE CONDITIONNEMENT

Pompe doseuse à débit variable montée

sur bac à réactif 110 litres

 

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PURGE CONTINUE

L'eau contient généralement des sels minéraux et en particulier du calcaire (carbonate de calcium). Lors de la vaporisation les sels minéraux se déposent dans la chaudière. La chaleur les fait durcir (la chaudière en souffre).

Les quantités de sels minéraux :

L'eau de l'Odet à Quimper contient environ 20 g / m3 d'eau,

L'eau de Paris contient environ 250 g / m3 d'eau,

Le sous sol de Paris - il y a de l'eau qui contient plus de 1700 g / m3 d'eau, etc ...

Conclusions :

  1. Avant de traiter l'eau il faut avoir son analyse et en particulier connaître sa dureté (titre hydrotimétrique TH),

  2. Si l'eau est dure, il est indispensable d'éliminer les sels minéraux pour éviter que leur concentration s'élève indéfiniment en chaudière.

L'adoucissement généralement utilisé n'enlève pas le carbonate de calcium. L'adoucisseur transforme les sels alcalino-teneux (calcium et magnésium) en sels de sodium totalement solubles. Cette considération s'applique à la fraction bicarbonatée de la dureté de l'eau brute (TAC) qui est la plus entartrante.

Solutions pour déconcentrer :

  1.  Extractions de fond (toujours utiles),

  2. Purge continue (en dessous le plan d'eau),

Purge continue :

C'est la meilleure solution. Elle doit toujours être refroidie sinon son réglage est difficile (récupérer les calories).

  1.  Purge continue manuelle  -  avec un robinet à pointeau diam. 8/13 écoulement visible,

  2. Purge continue automatique  -  avec une sonde qui mesure en permanence la conductivité, et qui commande un automate qui ouvre à son tour le robinet. Excellente solution mais chère pour les chaudière de faibles puissances.

 Calcul des purges :

                                      TACeau brute  ×  VA

             PURGES  =  ---------------------------------    [ en  m3 / heure ]

                                                100

             ou :  VA  =  quantité de l'eau d'appoint en m3

             exemple :         TACeau brute  =  33   et   TACchaudière  =  100

                                    L'eau d'appoint  =   2 m3 / heure

                                                        33

            donc :               Purges  =  -----------  ×  2  =  0,66  m3 / heure

                                                      100         

 

Ce qui précède est un aspect très important du traitement d'eau, mais il est loin d'être complet. En particulier il n'évoque pas les problèmes de corrosions qui sont extrêmement graves. Les chaudières actuelles sont conçues pour fonctionner en eau traitée (adoucie et conditionnée) L'absence de traitement conduit à la destruction de la chaudière très rapidement.

Formation de mousse

La mousse se forme dans le cas de concentration excessive de solides en suspension, de matières organiques, d’hydrocarbures, de sels dissous ou en cas d’alcalinité trop forte. Les mousses faussent la détection du niveau d’eau et contaminent la vapeur.

Primage

Le « primage » est l’entraînement de gouttelettes d’eau par la vapeur produite dans les conditions normales de fonctionnement., c’est-à-dire en dehors des cas d’appel brutal de vapeur., de variation brusque du régime évaporatoire, ou de niveau trop haut.

Les principes causes du primage sont :

Ce phénomène n’est pas dangereux en faible quantité pour les circuits de vapeur, mais il peut entraîner une altération de la pureté et de la quantité de la vapeur qui est parfois gênante. Dans tous les cas, le primage conduit à une diminution du rendement du générateur.

 

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