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Simulation en temps réel sur PC d'une évaporation avec compression mécanique de vapeur

Mots clefs: évaporation, cristallisation, simple, double, effet, compression, compresseur, vapeur, concentration, solubilité, fractionnée, bilan, énergie, économie, saturation, sursaturation, génie des procédés, génie chimique...

 

Tous les paramètres de l'installation sont modifiables: solution, dimensions caractéristiques des équipements, régulateurs PID, paramètres et options du modèle, etc...Ce simulateur permet de comprendre le fonctionnement d'une évaporation à recompression mécanique de vapeurs, et les économies d'énergie qui en résultent. 

L'installation comprend entre autres les équipements suivants:

- un évaporateur fonctionnant sous vide,

- un compresseur centrifuge à vitesse variable, avec courbes caractéristiques paramétrables, vanne de recirculation et régulation anti-pompage automatique (mode cascade),

- un rebouilleur thermosiphon alimenté par la vapeur comprimée venant de l’évaporateur,

- un ballon de récupération des condensats avec pompe de reprise,

- un échangeur de préchauffage de l’alimentation avec les concentrats,

- des bacs d’alimentation, de concentrats, et condensats non représentés sur le synoptique,

- sécurités : arrêt des pompes concentrat et condensat sur niveau bas

- sécurités compresseur : arrêt sur vibration élevée (en cas de pompage ou de surcharge) et température haute au refoulement.

 

Pour une description complète de ce modèle: Aide Evaporation - compression de vapeur

Exemple d'applications: ce modèle peut-être utilisé pour illustrer cours et travaux pratiques sur l'évaporation, pour s'initier au démarrage d'installations complexe avec présence d'inertes, pour conduire une installation d'évaporation à recompression mécanique de vapeur et réaliser des bilans matières et/ou thermiques, etc...

Différents outils graphiques sont mis à disposition pour analyse et compréhension du procédé:

- visualisation en temps réel du point de fonctionnement du compresseur sur ses courbes caractéristiques taux de compression – débit, avec limites de pompage et de surcharge,

- tableau regroupant toutes les caractéristiques de la compression : exposant, travail, température et rendements réels, polytropiques et isentropiques, pressions, taux de compression et débits massique et volumique.

- affichage courbe de solubilité et sursaturation (s en g/100g de solvant en fonction de la température), avec représentation en temps réel des points correspondant à l’alimentation et à la solution contenue dans l’évaporateur,

- tableau regroupant les principaux paramètres de l’évaporateur (inventaires en inertes, vapeur, eau et sel, pression, température, enthalpies, alimentation et soutirages…)

- tableau donnant l’inventaire et la composition des bacs pour les bilans, affichage du COP (coefficient de performance) de l’installation, instantané et intégré depuis le démarrage,

- profils de température dans les échangeurs,

- historique des variables procédés.

Rappel : COP=(puissance de rebouillage)/(puissance consommée par le compresseur)