Au debut du developpement des chaudieres, le traitement de l’eau n’etait pas vraiment un probleme, car les temperatures et les pressions etaient si faibles que tartre et rouille ne se formaient pas en grande quantite, surtout si la chaudiere etait nettoyee et / ou renversee ( blown down )”. Il etait cependant d'usage d'installer des plaques de zinc et / ou des produits chimiques alcalins pour reduire la corrosion dans la chaudiere. De nombreux tests ont ete effectues pour tenter de determiner la cause et la protection possible contre la corrosion dans les chaudieres utilisant de l’ eau distillee , divers produits chimiques et des metaux sacrificiels. Le nitrate d'argent peut etre ajoute aux echantillons d'eau d'alimentation afin de detecter la contamination par l' eau de mer . L'utilisation de chaux pour le controle de l' alcalinite est mentionnee des 1900 et est utilisee par les marines francaise et britannique jusqu'en 1935 environ ^{[ 1 ]} . Cependant, dans les chaudieres modernes, le traitement de l'eau d'alimentation de la chaudiere est extremement critique, car de nombreux problemes peuvent resulter de l'utilisation d'eau non traitee dans des environnements de pression et de temperature extremes; Cela comprend une efficacite moindre en termes de transfert de chaleur , de surchauffe, de dommages et de couts eleves de nettoyage.

L'eau a une capacite calorifique superieure a celle de la plupart des autres substances. Cette qualite en fait une matiere premiere ideale pour le fonctionnement des chaudieres. Les chaudieres font partie d’un systeme ferme par rapport aux systemes ouverts dans une turbine a gaz . Le systeme ferme utilise est le cycle de Rankine . Cela signifie que l'eau est recirculee dans tout le systeme et n'est jamais en contact avec l'atmosphere. L'eau est reutilisee et doit etre traitee pour poursuivre des operations efficaces. L' eau de la chaudiere doit etre traitee pour etre capable de produire de la vapeur. L'eau de la chaudiere est traitee pour empecher l' entartrage , la corrosion , la formation de mousse et le primage ( priming ). Les produits chimiques sont places dans l'eau de chaudiere a travers le reservoir d'alimentation chimique pour maintenir l'eau dans la gamme chimique. Ces produits chimiques sont principalement des pieges a oxygene et des phosphates . L'eau de la chaudiere a egalement des purges frequentes afin de maintenir la teneur en chlorure. Les operations de la chaudiere comprennent egalement les purges de fond ( bottom blows ) pour se debarrasser des solides. L'echelle (?) est precipitee des impuretes hors de l'eau et se forme ensuite sur les surfaces de transfert de chaleur. Ceci est un probleme car le tartre ne transfere pas tres bien la chaleur et provoque une defaillance des tubes en devenant trop chaud. La corrosion est provoquee par l'oxygene dans l'eau. L'oxygene provoque l'oxydation du metal, ce qui reduit le point de fusion du metal. Le moussage et l'amorcage sont causes lorsque l'eau de la chaudiere ne contient pas la quantite appropriee de produits chimiques et que des solides en suspension dans l'eau sont transportes dans le tuyau sec. Le tuyau sec est l'endroit ou le melange de vapeur et d'eau est separe..

Le traitement de l'eau de la chaudiere est utilise pour controler l'alcalinite, empecher la formation de tartre, corriger le pH et controler la conductivite. L'eau de la chaudiere doit etre alcaline et non acide, de sorte qu'elle ne gache pas les tubes. Il peut y avoir trop de conductivite dans l’eau d’alimentation quand il y a trop de solides dissous. Ces traitements de correction peuvent etre controles par un operateur efficace et l'utilisation de produits chimiques de traitement. Les principaux objectifs qui amenent a traiter et conditionner l'eau de la chaudiere consistent a echanger de la chaleur sans entartrage, a proteger contre la formation de calcaire et a produire de la vapeur de haute qualite. Le traitement de l'eau de la chaudiere peut etre divise en deux parties. Ce sont un traitement interne et un traitement externe ^{[ 2 ]} . Le traitement interne concerne l'eau d'alimentation de la chaudiere et le traitement externe concerne l'eau d'alimentation et le condensat du systeme. Le traitement interne protege contre la durete de l'eau d'alimentation en empechant la precipitation de la calamine sur les tubes de la chaudiere. Ce traitement protege egalement contre les concentrations de solides dissous et en suspension dans l'eau d'alimentation sans amorcage ni moussage. Ces produits chimiques de traitement contribuent egalement a l’alcalinite de l’eau d’alimentation, ce qui en fait une base qui aide a proteger contre la corrosion de la chaudiere. L'alcalinite correcte est preservee en ajoutant des phosphates. Ces phosphates precipitent les solides au fond du tambour de la chaudiere. Au fond du tambour de la chaudiere, il y a un coup bas pour enlever ces solides. Ces produits chimiques comprennent egalement des agents antitartre, des piegeurs d’oxygene et des agents antimoussants. Les boues peuvent egalement etre traitees par deux approches. Ce sont par coagulation et dispersion. Lorsqu'il y a une grande quantite de boues, il est preferable de coaguler les boues pour former de grosses particules afin de les extraire de l'eau d'alimentation. Lorsque la quantite de boues est faible, il est preferable d'utiliser des dispersants, car ils dispersent les boues dans l'eau d'alimentation, de sorte que les boues ne se forment pas..

L' oxygene et le dioxyde de carbone sont elimines de l'eau d'alimentation par degazage. La desaeration peut etre realisee en utilisant des rechauffeurs a desaeration ( deaerators heaters ), des desaerateur? a vide ( vacuum deaerators ), des pompes mecaniques et des ejecteurs a jet de vapeur ( steam-jet ejectors ). Dans les appareils de desaeration , la vapeur pulverise l’eau d’arrivee et evacue les gaz dissous. Les desaerateurs stockent egalement de l'eau d'alimentation prete a etre utilisee dans la chaudiere. Ce moyen de desaeration mecanique est egalement utilise avec des agents chimiques de desoxygenation pour en augmenter l'efficacite ^{[ 3 ]} . Les rechauffeurs a desaeration peuvent etre classes en deux groupes. Les rechauffeurs a desaeration? sont des types a pulverisation ( spray type ) et de types plaques ( tray type ). Avec les appareils de desaeration de type plaque, l'eau entrante est pulverisee dans l'atmosphere de vapeur afin d'atteindre la temperature de saturation. Lorsque la temperature de saturation est atteinte, la plus grande part de l'oxygene et des gaz non condensables est liberee. Il y a des joints qui empechent la re-contamination de l'eau dans la section de pulverisation. L'eau tombe ensuite dans le reservoir de stockage en dessous. Les non condensables et l'oxygene sont ensuite ventiles dans l'atmosphere. Les composants du rechauffeur de degazage a plaque ( tray ) sont constitues d'une coque, de buses de pulverisation, d'un condenseur a event a contact direct, de piles de plaques ( tray stacks ) et de parois interchameres de protection. Le desaerateur de type spray est tres similaire au desaerateur de type plateau. L'eau est pulverisee dans une atmosphere de vapeur et la majeure partie de l'oxygene et des matieres non condensables sont liberees dans la vapeur. L'eau tombe ensuite sur l'epurateur de vapeur ou la legere perte de pression fait clignoter ( flash ) un peu l'eau, ce qui aide egalement a eliminer l'oxygene et les condensables. L'eau deborde ensuite dans le reservoir de stockage. Les gaz sont ensuite evacues dans l'atmosphere. Avec la desaeration sous vide ( vacuum deaeration ), un vide est applique au systeme et l'eau est ensuite amenee a sa temperature de saturation. L'eau est pulverisee dans le reservoir, tout comme les desaerateurs a plaque et a pulverisation. L'oxygene et les non condensables sont evacues dans l'atmosphere ^{[ 4 ]} .

L'eau d'alimentation doit etre specialement traitee pour eviter les problemes dans la chaudiere et dans les systemes en aval. L'eau d'alimentation de la chaudiere non traitee peut causer la corrosion et l'encrassement.

Les composes corrosifs, en particulier O ₂ et CO ₂ doivent etre enleves, generalement en utilisant un desaerateur . Les quantites residuelles peuvent etre eliminees par voie chimique en utilisant des absorbeurs d'oxygene . De plus, l'eau d'alimentation est generalement alcalinisee a un pH de 9,0 ou plus, pour reduire l'oxydation et favoriser la formation d'une couche stable de magnetite sur la surface de la chaudiere, protegeant ainsi le materiau contre la corrosion. Cela se fait generalement en dosant des agents alcalins dans l'eau d'alimentation, tels que l' hydroxyde de sodium ( soude caustique ) ou l' ammoniac . La corrosion dans les chaudieres est due a la presence d'oxygene dissous, de dioxyde de carbone dissous ou de sels dissous.

Les depots reduisent le transfert de chaleur dans la chaudiere, reduisent le debit et bloquent eventuellement les tubes de la chaudiere. Tous les sels et mineraux non volatiles qui resteront lors de l'evaporation de l'eau d'alimentation doivent etre elimines, car ils se concentreront dans la phase liquide et necessiteront un ≪degonflage≫ ( blowdown, drainage  (en) ) excessif pour empecher la formation de precipites solides. Pire encore, les mineraux forment des ecailles. Par consequent, l'eau d'appoint ajoutee pour remplacer toute perte d'eau d'alimentation doit etre de l'eau demineralisee / deionisee, a moins qu'une vanne de purge ne soit utilisee pour eliminer les mineraux dissous.

Les locomotives a vapeur n'ont generalement pas de condenseur, de sorte que l'eau d'alimentation n'est pas recyclee et que la consommation d'eau est elevee. L'utilisation d'eau demineralisee serait excessivement couteuse, de sorte que d'autres types de traitement de l'eau sont utilises. Les produits chimiques utilises comprennent generalement le carbonate de sodium , le bisulfite de sodium , le tanin , le phosphate et un agent anti-mousse ^{[ 6 ]} .

Les systemes de traitement ont notamment ete?:

• Alfloc, developpe par British Railways and Imperial Chemical Industries ^{[ 7 ]}
• Traitement integral Armand (TIA), developpe par Louis Armand
• Traitement Porta, developpe par Livio Dante Porta ^{[ 8 ]}

• (en) C. Shun'an , Z. Qing et Z. Zhixin , ≪? A study of the influence of chloride ion concentration on the corrosion behavior of carbon steel in phosphate high-temperature boiler water chemistries ?≫, Anti-Corrosion Methods and Materials , vol. ?55, n ^o ?1,? 2008 , p. ?15-19 .
• (en) M. Sendelbach , ≪? Boiler-water treatment: Why, what and how ?≫, Chemical Engineering , vol. ?95, n ^o ?11,? 1988 , p. ?127 sq. .

• Boiler feedwater pump
• Evaporator
• Helamin
• Eau industrielle

• ≪? Characteristics of boiler feed water ?≫, sur Lenntech (consulte le 12 juillet 2023 )
• (en) ≪? Feedwater heating systems: System Configuration ?≫ (version du 29 janvier 2022 sur Internet Archive )

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