La centrale Ferrybridge adopte le FTIR pour tests rapides et précis d'humidité des lubrifiants

Dans les centrales à haute valeur, l'intégrité des huiles lubrifiantes est primordiale pour une opération efficace et rentable. L'excès d'eau dans l'huile peut éliminer les antioxydants essentiels, accélérer l'oxydation et dégrader la performance. Historiquement, les titrages Karl Fischer (KF) ont été la référence pour mesurer le contenu en eau, pourtant cette méthode est chronophage, gourmande en réactifs, et peut être moins fiable sous certaines conditions. Il y a trois ans, Ferrybridge a remplacé KF par la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), atteignant des évaluations d'humidité plus rapides, plus propres et tout aussi précises.

Surveillance de la lubrification à Ferrybridge

La centrale Ferrybridge C est une centrale charbon et biomasse co-firing de 2 000 MW dans le Yorkshire de l'Ouest, Angleterre. Ses quatre turbines à vapeur massives et pompes d'alimentation primaires génèrent de l'énergie pour 2 millions de foyers — environ 4 % de l'approvisionnement électrique quotidien du Royaume-Uni. Chaque arbre de turbine, s'étendant sur plus de 52 m et pesant des milliers de tonnes, est supporté par 12 paliers qui dépendent de l'huile minérale. Cette huile agit aussi comme fluide de contrôle pour les régulateurs de turbine et vannes d'admission de vapeur, rendant son état critique. Comme les niveaux d'humidité fluctuent avec l'environnement et la charge, les opérateurs ont besoin de données immédiates et fiables.

Mesure de l'eau dans les fluides lubrifiants via analyse FTIR

À Ferrybridge, nous utilisons l'analyseur FTIR iPAL d'A2 Technologies couplé à une cellule de transmission TumblIR (Figure 1). Un opérateur dépose une seule goutte d'huile usagée pure sur la fenêtre inférieure TumblIR ; une fenêtre montée sur cardan crée alors un gap précis de 100 µm pour l'analyse. La méthode pré-calibrée collecte, traite et rapporte les données automatiquement. Le système iPAL peut détecter l'eau jusqu'à 200 ppm sans préparation d'échantillon, et le protocole surfactant d'A2 étend cela à 65 ppm.

 

 

Figure 1. Analyseur FTIR iPAL d'A2 Technologies en opération à Ferrybridge.

Les tests comparatifs entre iPAL et KF ont confirmé une forte corrélation, avec le FTIR délivrant des mesures répétées plus rapides — critiques pour le suivi de tendance. Parce que les résultats KF peuvent être biaisés par le volume d'échantillon et l'immiscibilité huile-eau, les deux méthodes sont répétées, mais la rapidité du FTIR rend l'échantillonnage de routine pratique. Avec le temps, nous avons largement abandonné KF en faveur du FTIR.

Quand l'humidité dépasse les spécifications, des mesures correctives sont prises : (1) ajuster la pression de vapeur de garniture de turbine pendant les charges plus basses, et (2) déployer des séparateurs mécaniques pour retirer l'eau du réservoir d'huile principal. Le système iPAL suit aussi l'efficacité de ces interventions.

Les avantages du FTIR pour la surveillance de lubrification

• Vitesse
  • Temps de mesure : 3–5 minutes de l'échantillon au résultat.
  • Le niveau d'humidité n'affecte pas le temps d'analyse — contrairement à KF, où les échantillons à haute humidité peuvent prendre 5–30 minutes.
• Pas de réactifs
  • Seule une goutte d'huile est requise.
  • Élimine les réactifs coûteux, toxiques (iode, dioxyde de soufre, méthanol, pyridine ou imidazole) utilisés en KF.
• Facilité d'utilisation
  • Protocole entièrement automatisé permet au personnel moins qualifié d'obtenir des résultats précis.
  • KF demande des techniciens qualifiés et une maintenance extensive.
• Formation rapide
  • La méthode standard iPAL forme les techniciens en minutes.
  • KF requiert une demi-journée de formation pour la manipulation sûre des réactifs et l'entretien d'équipement.
• Précision analytique
  • FTIR match ou surpasse KF, surtout aux niveaux d'humidité élevés.
  • Détection jusqu'à 200 ppm (ou 65 ppm avec surfactant). Pas de pré-traitement nécessaire.
• Capacité multi-analyte
  • En plus de l'eau, iPAL évalue la déplétion d'additifs, l'état d'oxydation, et l'huile-dans-l'eau pour rejet.
• Résultats sur site en temps réel
  • Données immédiates permettent action corrective instantanée, contournant les délais des laboratoires externes.
• Validation des résultats de laboratoire
  • Les données FTIR sur site corroborent, ou contestent, les résultats de laboratoires externes, assurant la confiance dans la surveillance.

Conclusion

Le programme proactif de lubrification sur site de Ferrybridge repose maintenant sur l'analyseur FTIR iPAL. Sa mesure d'eau rapide, sans réactif et hautement précise — couplée aux capacités multi-analytes — permet aux opérateurs de maintenir la qualité d'huile en temps réel, améliorant la fiabilité et prolongeant la vie de l'équipement. Le succès à Ferrybridge entraîne une adoption plus large du FTIR à travers notre portefeuille.

Figure 2. Centrale Ferrybridge C