2.2 REPRESENTATION SUR LE PLAN D'ENSEMBLE
2.2.1 LES SUPPORTS
Ils seront localisés avec renvoi à des plans spécialisés ou à des standards ( Spec N° .. ). Les supports métalliques destinés à subir des contraintes importantes seront soumis à l'approbation des spécialistes en charpente. Les supports métalliques destinés à subir des contraintes normales ou réduites seront étudiés et approuvés par les spécialistes en tuyauterie uniquement. Au sein de certains bureaux d'études, ces deux responsabilités sont assumées par l'ingénieur responsable du bureau de dessin. Tous les supports en béton seront communiqués aux spécialistes en génie-civil, soit dans le but d'être approuvés, soit dans le but d'être intégrés dans la réalisation des planchers en béton.
2.2.2 LES SOUDURES
Elles seront représentées sur les plans d'ensemble. Dans l'étude du tracé des tuyauteries, le nombre de soudures sera réduit au minimum tout en respectant les conditions de service.
2.2.3 LES EQUIPEMENTS
Ils seront dessinés en traits fins et le plus simplement possible. Les endroits de raccordement entre la tuyauterie et les équipements seront clairement cotés ( niveau, coordonnées, ou cotés par rapport à un mur, axe de colonne, etc, .... ). Les brides des appareils seront représentées en simple trait ( FIG 4-25).
- Les filtres: Il y a lieu de prévoir un espace libre suffisant pour permettre le démontage, que ce soit au-dessus ou en dessous des filtres.
2. Les échangeurs Fig 4-27 et 4-28 ): Il faut prévoir un espace suffisant pour permettre le retrait du faisceau tubulaire. L'entre-axe des échangeurs laissera un espace libre idéal de 900 mm. Dans certains cas, il peut être ≥ 600 mm.
L'élévation de l'axe de l'échangeur sera choisi afin de permettre la sortie des tuyauteries intérieures de l'équipement avec une garde au sol de 300 mm( avec un minimum absolu de 150 mm ). Le système de vannage est généralement placé au sol et le long de la calandre de l'échangeur ( Fig 4-26 ).
Remarques : Il arrive souvent que le projeteur ne connaisse pas le diamètre des échangeurs multi-tubulaires, mais généralement les " Spec. " éditées par les ingénieurs process, donnent le nombre de tubes, leur diamètre extérieur ainsi que leur longueur ( surface d'échange ). A partir de ces éléments on peut prédéterminer le diamètre approximatif des calandres, en utilisant la relation suivante :
di ≈ 2,4 . p
di = diamètre intérieure de la calandre ( mm )
p = pas des tubes ( 2 à 2,5 dt ) ( mm )
dt = diamètre extérieure des tubes ( mm )
n = nombre de tubes
θ = 1,155 pour le pas triangulaire et 1 pour le pas carré
N.B : - Le pas triangulaire permet de placer environ 10% de tubes en plus que le pas carré, mais le nettoyage des tubes est plus complexe.
- Pour mémoire, il existe sur le marché de nombreux types d'échangeurs de chaleur, tels que les échangeurs à plaques ( très compacts ), les échangeurs type " Liébig " ( double enveloppe sur une tuyauterie ), les échangeurs à serpentin, etc ..
3. Les pompes et les compresseurs : L'espace libre entre les massifs des pompes sera au minimum de 750 mm. Il en sera de même entre les le massif et une structure adjacente. Dans l'établissement d'un projet, le dessinateur pourra adopter en première approximation 750 mm pour la largeur des massifs et 1500 pour leur longueur. Les pompes doivent être alignées sur leur tubulure de refoulement.
Les lignes d'aspiration aux pompes seront les plus courtes possibles et sans points bas. Ces lignes seront suffisamment flexibles et auront un supportage convenable, pour éviter des efforts trop important sur les brides ( voir notes techniques du fabricant des pompes ). Pour détail des tuyauteries sur les pompes voir § 2.1.13.
4. Les ventilateurs : Aucun élément de tuyauterie ne doit entraver l'aspiration et le refoulement des ventilateurs, d'où l'importance de faire figurer l'emplacement de ces ventilateurs sur les plans d'ensemble des tuyauteries. En batterie, les ventilateurs, tout comme par les pompes, seront alignés sur leur tubulure de refoulement.
5. Les réservoirs : Ils ne sont pas étudiés par le projeteur en tuyauterie et seront donc confiés à des bureaux d'études spécialisés ou parfois à l'ingénieur responsable du bureau d'études. ( petites cellules ). Les plans d'ensemble reprendront néanmoins les dimensions principales, les détails dépendant du procédé et des conditions de fonctionnement ( exemple : disposition des tubulures, cloisons, chicanes, trous d'homme, plateaux, tuyauteries intérieures, plaques et faisceaux tubulaires, etc . ).
Les tubulures ( ou piquages ) seront toujours ramenées dans un plan frontal, à l'exception des trous d'homme ( TH ).
L'orientation des tubulures sera donné par une vue en plan ou une vue de profil Fig 4-29. A l'exception des trous d'homme, les tubulures seront dessinées en unifilaire.
La position des tubulures est souvent déterminée par le procédé, mais leur orientation sera donnée par le projeteur en tuyauterie. Toujours indiquer les lignes de tangence ( LT ou TL en anglais ) et les lignes de soudure. Les tubulures seront clairement définies : repère, diamètre nominal ( dn ), type de bride, face de bride ( RF par exemple ), schédule ou épaisseur des parois, renfort s'il y a lieu, pièce taraudée, ..
La cotation se fera toujours à partir des lignes de tangence, pour les axes de tubulures et à partir des axes principaux pour les faces des brides ou les orientations. Le Nord sera toujours indiqué.
Chaque spécification comprendra les indications nécessaires pour la construction, à savoir :
- Les données de calcul : capacité, fluide, pression, température, traitements thermiques, radio, contraintes, surépaisseur de corrosion, épreuve, poids divers, matériaux utilisés, normes utilisées ( calculs, construction, réception ).
6. Les condenseurs ( Fig 4-30 )
Ce sont des échangeurs refroidis par eau, la chaleur transférée est généralement perdue
7. Les réfrigérants : Fig 4-31
Ce sont également des échangeurs de température. Il existe des réfrigérants à tirage naturel ayant une forme hyperbolique et des réfrigérants à tirage artificiel utilisant des ventilateurs d'extraction, sorte de boîte rectangulaire divisée en cellules comportant à chacune d'elle des cheminées hyperboliques facilitant le tirage. On trouve également des aéroréfrigérants utilisant l'air atmosphérique pour refroidir les fluides du process ( Fig 4-31 ). Ils sont surtout utilisés ou il y a un manque d'eau d'appoint, leurs installations demandent, comme pour les précédents, des emplacements beaucoup plus étendus. Attention à ne jamais installer des réfrigérants à proximité des bouches d'aspiration des compresseurs ( danger d'introduction de gouttelettes d'eau dans les aubes par exemple ), ou encore de filtres vu le danger de gel en hiver ou d'humidité pouvant obturer ces éléments.
8. Les fours et chaudières : Les tuyauteries d'entrée et de sortie des fours auront une disposition symétrique afin de permettre une distribution uniforme du fluide. Du collecteur de distribution vers les brûleurs, il sera prévu un départ avec robinetterie pour chaque brûleur. Cette robinetterie sera placée à hauteur des regards permettant d'observer l'intérieur du four afin de pouvoir régler l'alimentation des brûleurs en inspectant la longueur et la couleur de la flamme. Un collecteur avec distribution de vapeur d'étouffement ou d'azote sera prévu en cas d'incendie dans le four.
La soupape de ce collecteur sera suffisamment éloignée du four, afin de pouvoir l'actionner en toute sécurité.
9. Les turbines : Il y a lieu d'adopter les mêmes dispositions que pour les pompes et les compresseurs, mais il faudra installer un filtre permanent sur l'admission de vapeur ( ce filtre est parfois inclus dans l'équipement de base ). La vanne de réglage sera placée près de l'entrée de la turbine ( attention aux efforts sur la bride de la turbine, se conformer aux indications du constructeur ). Des purgeurs automatiques seront placés sur les tuyauteries d'admission et de refoulement pour éliminer les condensats. Il y a lieu, pour le projeteur, de prévoir un collecteur de mise en chauffe avec cheminée extérieure au bâtiment ( attention au bruit .
10. Les colonnes ( Fig 4-32 ) : Ce sont des capacités cylindriques de hauteur variable ( +/- 30 m en moyenne ) et de diamètre pouvant aller de 1 à 2 m par exemple. Elles sont formées d'une virole et de deux fonds bombés. L'intérieur est divisé en compartiment, par une série de plateaux ou par des lits d'anneaux en céramique ou intalox par exemples.
Ces colonnes sont autosupportées. Elles reposent par l'intermédiaire d'une « jupe » sur leur fondation. Sur cette virole, nous trouvons des trous d'homme, les divers tubulures, les attaches pour échelles, passerelles et supports de tuyauteries, les prises d'instrumentation.
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