Optimiser les économies d'énergie dans les systèmes de pompage : stratégies d'efficacité éprouvées

Les systèmes de pompage sont largement utilisés dans de nombreux secteurs, de l'industrie minière au pétrole en passant par la fabrication. Ces systèmes représentent près de 20 % de l'énergie consommée par les moteurs électriques dans le monde ! Une légère baisse de leur efficacité peut engendrer des coûts financiers considérables pour l'ensemble de l'installation et réduire la durée de vie des équipements. L'American Society of Mechanical Engineers (ASME) a publié une liste complète de normes permettant d'évaluer l'efficacité des systèmes de pompage.

Maintenance préventive

La plupart des systèmes de pompage nécessitent un contrôle de débit faisant appel à des composants tels que l'étranglement, les lignes de dérivation, les ajustements de vitesse de pompe et les vannes. Une maintenance inadéquate de ces composants peut considérablement dégrader leur efficacité, ainsi que leur durée de vie utile.

Voici comment maintenir votre système en parfait état de fonctionnement :

• Remplacer les roues usées, la lubrification et les joints mécaniques
• Inspecter les roulements et les réparer
• Vérifier l'alignement pompe/moteur
• Éviter les problèmes d'étranglement

Le retour sur investissement de ces opérations de maintenance mineures est généralement atteint en moins d'un an, et permet d'économiser 2 à 7 % de l'électricité consommée par le pompage sur le long terme.

Surveillance et contrôle

En complément de la maintenance, la surveillance doit faire partie intégrante des opérations courantes. Détecter les problèmes à l'avance et analyser leurs tendances sur le long terme permet de prévoir la prochaine panne. Cela autorise des interventions préventives, évitant ainsi les arrêts de production imprévus.

Les systèmes de pompage devraient être intégrés au système SCADA de l'industrie et offrir les fonctionnalités suivantes :

• Surveillance de l'usure
• Analyse vibratoire
• Surveillance de la puissance
• Analyse de la pression et du débit
• Paramètres des systèmes de distribution

De même, le contrôle doit être organisé de manière structurée. Soit un tableau de commande approprié offrant des commandes électriques rationalisées est maintenu, soit une IHM (Interface Homme-Machine) en façade est utilisée pour commander tous les appareillages de commutation via un automate programmable (PLC/PAC).

Choix des pompes adaptées

L'efficacité d'une pompe se dégrade de 10 à 25 % au cours de sa durée de vie. Certains affirment que cette baisse est inévitable avec le temps, mais les experts du secteur soulignent que la dégradation des performances est largement due à un désaccord entre la capacité de la pompe et ses conditions réelles d'exploitation.

De nombreuses pompes sont désormais disponibles avec des capacités spécifiques de pression (hauteur manométrique) et de débit. Choisir la pompe adaptée permet de réduire les coûts d'exploitation et d'accroître l'efficacité sur le long terme.

Le dimensionnement des pompes est un autre point critique. Si une pompe fonctionne en conditions d'étranglement, elle est probablement mal dimensionnée. Il en va de même pour le débit : si celui-ci varie de plus de 30 % par rapport à son point de rendement optimal, il y a un désaccord de capacité. Lorsque les pompes sont surdimensionnées, la vitesse peut être réduite avec un moteur plus lent ou un réducteur, mais cela entraîne des pannes fréquentes nécessitant de la maintenance. Corriger le dimensionnement de la pompe peut réduire la consommation d'électricité de 15 à 25 %, et doit donc être effectué avec le plus grand soin.

En outre, l'utilisation de plusieurs pompes pour des charges variables est recommandée. Bien que cela puisse sembler coûteux en investissement initial, c'est plus rentable et plus économe en énergie.

Variateurs de vitesse ajustables (VSD/ASD)

La consommation d'énergie des pompes est directement liée au cube du débit. Les variateurs de vitesse ajustables (ASD) aident les industries à adapter précisément leurs besoins de charge, ce qui se traduit par une plus grande efficacité. L'installation d'ASD améliore considérablement la productivité et réduit l'usure. Le retour sur investissement est rapide car les coûts de maintenance futurs sont éliminés.

Sauf si les courbes de pompe sont plates, une régulation de 10 % du débit via des ASD génère environ 20 % d'économies par rapport aux pompes à vitesse fixe.

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