regulation des stations des station de pompage

MAROC FES le 24/08/2010

Salut tout le monde

je suis entrain d'étudier un projet de reconversion d'une station de pompage d'irrigation, prevue initialement pour un projet en aspersion, en mode d'irrigation localisée, la station se compose de 6 groupes identiques de 400 Kw en parallele, je voudrais utiliser des variateurs de frequence pour d'une part économiser de l'energie et d'autres part reguler le fonctionnement de cette station.
je voudrais équiper un seul groupes par un variateur de vitesse, question d'investissement , pour satisfaire les petet demande d'eau, les autres pompes seront à vitesse fixe, les consignes de commande seront assurés par un detecteur de pression sur le collecteur de refoulement;

- Est ce possible de faire fonctionner cette station dans ces conditions?
- Est ce que je dois équiper toutes les groupes pas des V V ?

Je vous prie de m'aider par vos conseils.

Merci

Cordialement

Bonjour Rechchach,



Une puissance aussi élevée demande une gestion spécifique en variation de vitesse pour chaque groupe.

Le réseau de ton usine doit être capable de résister aux courants d'appels et aux risques de chute de tension voir des transitoires ..

Un variateur pour chaque moteur n'est pas un luxe dans ton cas.

Maintenant, il faudrait nous préciser pour quel niveau de tension et quel type de moteur , asynchrone triphasé je présume ?

Diverses commandes existent pour de forte puissance et une étude spécifique doit être menée en ce sens..

Cordialement

Pascal

Mr Pascal

Merci beaucoup d"avoir repondu à ma preoccupation, pour vous repondre à votre question, je vous signale que je projette installer des moteurs asynchrones à cage , 400 Kw, alimentés sous une tension de 660 V, protection IP55, et devront etre concu pour fonctionner à vitesse variable, classe d'isolation F (122°) et echauffement B

je vous signale d'autre part, que l'autre coté qui me derrange, c'est le fonctionnement en paralle des pompe lorsque je combine deux utilisation, une à vitesse variable et l'autre à V fixe, est ce que ma marchera hydrauliquement?

Merci

Salutations
RECHCHACH.M.

Bonjour Rechchach,



En théorie ça devrait fonctionner , maintenant en pratique il faut impérativement dimensionner correctement tous les composants (tuyauteries et formes ainsi que les coups de bélier voir les refoulements associés aux turbulences internes)..

Quels débits sont prévus en sortie et sous quelle pression nominale ?

Imagines pour faire simple que la pression soit largement inférieure d'un coté d'un clapet anti retour (à installer) , ton moteur ne pourra pas démarrer correctement dans ces conditions (couple moteur trop important avec démarrage en charge) ..

Un accumulateur permettrait de limiter ces incidences en régulation la pression..

On retrouve un problème similaire avec deux chaudières qui débitent sur un même circuit de chauffage :

- Vase d'expansion (accumulateur)

- Circulateurs (pompes)

Par contre la sortie reste commune et les débits constants..

Dans ton cas, tu proposes une sortie commune et des débits variables..


Il existe aussi la problématique du réamorçage de la pompe à prévoir dés la conception ainsi que son remplacement aisé.

Il faut vraiment prévoir une étude hudraulique sérieuse et aussi pour la partie contrôle commande.

Tu penses placer quel type de pompe ?

Existera t'il un dénivellé entre l'entrée et la sortie de pompe ?

Cordialement

Pascal

Salut Mr Pascal


En complement d'information, d'aprés mes calculs les groupes auront les caractéristiques suivantes:

Groupes motopompes à vitesse variable:

Pompes:

Les pompes seront du type multicellulaire verticales à ligne d'arbre, identiques, conçues pour fonctionner à vitesse variable, ayant les caractéristiques suivantes:

Débit unitaire : 346 Ils
Hauteur manométrique : 77,17 m
Vitesse variable.

le dispositif qui s'adaptera à notre projet sera les convertisseurs de fréquence avec des groupes motopompes conçu pour un fonctionnent à vitesse variable.

Le réservoir placé en aval de la station de pompage, qui assurait la regulation(detection du plan d'eau au niveau du reservoir) dans la version de l'irrigation aspertive, restera comme cheminée d'équilibre et jouera le rôle d'anti-bélier. C'est l'accumulateur quoi dont.

si on shematise un peu le fonctionnement theorique de la régulation de la station:

Etape 1:

Demande au niveau du reseau:

la pression chute, ordre de demarrage du 1er groupe (satisfaction), debit max, moteur fonctionnant vitesse max(à son niveau max de fréquence).

Etape 2:

Demande supérieur à la production, de nouveau la pression chute,

la 2ième pompe doit declanchée,

Pour que la 2ième pompe démarre, il faut qu'elle s'aligne avec la première pompe(meme pression), c'est à dire en vitesse, dans ces conditions il faut que le fonctionnement du 1er groupe, doit suivre l'evolution decroissante des ordres de fonctionnement (fonctionnement avec variateur de vitesse,(vous me suivez).

A un moment donné les deux pompes se trouvent dans les memes conditions de fonctionnement. permission de demarre du pompe 2

Mais il faut avoir un système d'interdiction de demarre des autres pompes.


C'est compliqué n'est ce pas:

Salut

Cordialement

RECHCHACH

Bonjour Rechchach,


Il faut que tu puisses inverses l'ordre des groupes pour des raisons de maintenance aussi en priorisant un prioritaire et un secours ensuite ..

Si ton système automatique ne fonctionne pas alors ,il te faudra aussi une possibilité de démarrage en manuel sur les consignes de vitesse déterminée au préalable..

La vitesse de consigne peut être réglé depuis un pupitre de commande ou console selon ton installation en actionnnant directement les paramètres du variateur de fréquence.

Le coté automate et sa gestion par les priorités voir aussi les aspects priorité 1 et secours 2 en appui peut s'evnisager avec des solutions électromécaniques simples ou un automate aussi.

Ne pas omettre, un arrêt d'urgence pour couper les moteurs des pompes car la sécurité doit rester prioritaire.

Sur le plan hydraulique , la cheminée maintiendra une certaine pression d'eau par la hauteur et le volume considérés..

Le projet n'est pas le plus complexe à réaliser par contre, il faut que tu rédiges avec précision ton CCTP ou cahier des charges techniques particulier..

Prévois tu pour plus tard , une réversibilté des groupes ou pas ? si c'était le cas, il vaudrait mieux prendre en compte des machines synchrones triphasé.. (injection sur le réseau de courant)..

Je pense que tu es parti sur une solution classique en moteur asynchrone et les pompes sont performantes pour les dépressions ou aspirations (grande hauteur mais débit réduit).

Prévoir aussi des sécurités en cas de fuite du réservoir à alimenter et de surpression afin d'éviter de "clquer" les tuyauteries..

Des vannes s'imposent aussi ainsi que des clapets pour la partie hydraulique , il faut penser aussi aux futurs travaux ( maintenance et consignations)..

Bon courage


Cordialement

Pascal

Merci Mr PASCAL

Pour tous les enseignements et les conseils utiles, la discussion avec vous etait fructueuse, je continuerai à travailler et ameliorer mon projet, n'hesiter pas svp de continuer vous meme à oeuvrer dans ce chemin rentable.

Pour votre information, ce projet et d'autres, s'inscrivent dans le cadre d'incitation et d'encouragement que le Ministère de l’Agriculture du Maroc a entrepris, pour encourager l’utilisation des techniques d’irrigation économes en eau, en reconvertissant les périmetres irrigués en mode d'irrigation localisée ou goutte à goutte.

Merci

Cordialement

RECHCHACH

Bonjour Rechchach,


Si les membres de ce forum peuvent t'aider alors n'hésites pas à nous solliciter..

Bonne continuation et donnes des nouvelles de ton projet..

Cordialement

Pascal

Bonjour

J'ai suivi ce fil d'un oeuil dubitatif ....
deux problèmes se posent :

- le fonctionnement des pompes , dont une à vitesse variable .....
il faut déjà voir si c'est possible , car je n'en suis pas convaincu ,
Là, il faudrait un spécialiste des pompes , et je ,n'en connais pas sur ce forum.

- l'électronique de commande ..... tellement complexe, en particullier pour gérer toutes les transitions, que je ne vois pas trop comment tu peux valider celà ... car les dynamiques vont être complexes avec ta colonne d'eau ...et les capteurs nécessaires nombreux
Et comme tu travailles sur des puissances importantes, l'erreur risque d'être couteuse ...
Il ne faut pas oublier que si tu as1 seul variatrur, il faudra l'affecter de façon "cablée" à 1 pompe définie , toute commutation dynamique étant assez impensable.

Enfin, il faudrait établir le gain financier de cette affaire , et ce à partir du graphe journalier, mensuel, annuel du déabit d'eau à fournir.
Pas sûr que tu aie in fine, une économie ..., car il ne faut pas oublier que :
- tu as 6 pompes donc de 0 à 6
- une pompe ne consomme que ce dont elle a besoin , et donc, je verrais beaucoup plus une régulation de débit ( fonction du besoin ).

PS : ce n'est pas pour rien, que les surpresseurs industriels ont tous autant de variateur que de pompe , et leur logique de commande fait l'objet d'un savoir-faire professionnel, pour tenir compte de la fonction de transfert de la chaîne ( stabilité sur transitoire de besoin ).
As-tu un graphe du besoin en eau, car c'est de là qu'il faut partir pour débuter ton étude.

Cordialement

Bonjour les amis,



En réponse à Dédé, je ne me considère pas comme un spécialiste des pompes par contre les pompes choisies correspondent à ce montage.

Pour assister notre ami, j'ai repris en partie une étude d'un directeur de projet (Docteur ingénieur SUPELEC)..

Maintenant , son projet nécessite des positions d'hydraulicien aussi pour la partie fluide en aval des pompes.


Dans mes exposés, il est clair que chaque moteur disposera d'un variateur de fréquence.

Si notre ami dispsoe d'un budget conséquent, il pourrait envisager un contrôle commande de trés haute qualité.

Maintenant, "les usines à gaz " (ou systèmes complexes) ne répondent pas forcément à tous les besoins et des simplifications peuvent s'imposer aussi.

Notre ami a exposé son besoin en terme de débit aussi avec des éléments précisés.

J'entends bien tes interrogations Dédé mais si tu disposes d'éléments alors n'hésites pas à les exposer (comme tu as déja commencé).

Il est important que notre ami soit aidé avec des avis différents et qu'il prenne la meilleure décision pour son projet .

Des tas de systèmes feraient pâlir de nombreux exploitants incapables souvent de reprendre les manettes en manuel.. En Afrique, c'est chose courante par absence de moyens financiers importants et simplification des installations.

A force de nous protèger en exploitation par des procédures et des sécurités voir des automates, on en oublie souvent les fonctionnalités minimales à garantir dés la conception.

Maintenant pour la partie contrôle commande, il existe plusieurs possibilités techniques plus ou moins onéreuse et complexe.

Cordialement

Pascal

Bonjour Pascal

Petite incompréhension , car ma réponse est entièrement dédiée à la solution qu'il voulait retenie, avec une seule pompe sur variateur, en complément des autres ( de 0 à 5 suivant le cas).

Donc, je ne remets pas du tout en cause tes conseils.


Mais j'ai attiré l'attention aussi, du savoir-faire pour l'étude dynamique de ces variateurs, lors de variations de la consommation , à cause des inerties hydrauliques , des capteurs , et du réservoir tampon. De façon pratique, il y a des risques d'instabilité.
Il y a bien évidemments aussi, les capteurs adéquats, au niveau de chaque pompe pour sa surveillance. Des pompes de 400 KW méritent d'investir dans des sécurités.

En cax de doute, le fabriquant est le meilleur conseil pour valider la partie hydraulique et ses sécurités. ( tout comme en électricité sur un réseau transport )

Cordialement

Bonsoir Dédé,

Je te rejoins totalement pour l'avis du farbicant entre autre et aussi sur les investissements.

Cordialement

Pascal

bonjour,

je ne suis pas "expert" en pompes, mais néanmoins, travaillant dans le traitement des eaux, j'ai peut etre une solution à proposer :

il est possible d'etager la mise en service des pompes, en fonction d'une mesure de pression (comme une station incendie)

une pompe (petit débit) sert a faire l'appoint . si la pression continue de s'ecrouler (pas assez de debit pour compenser), un autmate peut arreter la petite pompe et un démarrer une plus grosse, puis 2, puis 3 ... en fonction des paliers de pression atteints.

les pompes peuvent etre demarrées via un démarreur, pas besoin de variateur de ce fait, elles tournent à leur vitesse nominale

je ne sais pas si je suis tres clair dans mes explications.

le bon dimensionnement de la petite pompe est tres important pour soulager les autres, sans pour autant se fusiller avec des demarrages intempestifs. le dimensionnement du ballon amortisseur est aussi important

pour info : des pompes en paralleles avec des variateurs de vitesses, ca existe, ca fonctionne bien, pour des petits debits (< 50 m3/h), car moins d'inertie dans le reseau

@+

Bonjour

Peut-être n’ais-je pas tout compris au fil des informations que tu distille ( sur l’aspect hydraulique).

- tu parles de reconversion ;, … donc l’installation semble exister (au moins partiellement) ,

- tu parles d’installer des moteurs asynchrones à cage de 400 KW prévus pour la vitesse variable …..( je suppose que les pompes le permettent, surtout s’il y a une capacité e survitesse avec les variateurs

- tu dis que le réservoir placé en aval restera (il assurait la régulation) , et qu’il restera comme cheminée d’équilibre (anti-bélier et accumulateur).

- puis tu parles de dimensionnement du ballon amortisseur ..

Bref, je n’y comprend plus rien …
Les pompes aspirent où , rejettent où , …
Leur Hm ( pompes destinées à une aspersion) est-elle toujours cohérente avec le besoin en irrigation ? As-tu leur documentation technique constructeur ?

Pourrais-tu faire un graphe hydraulique de ton installation,
Avec une coupe altimétrique de tout cela , y compris arrivée d’eau et départ irrigation ….

Sinon personne n’y comprends rien …..
C’est la base de toute étude . : une base claire ….
Mentionner ce qui existe, ce que tu souhaiterais conserver, ….

Citation :

pour info : des pompes en paralleles avec des variateurs de vitesses, ca existe, ca fonctionne bien, pour des petits debits (< 50 m3/h), car moins d'inertie dans le reseau

C'est bien ce que j'avais écrit ..... avec le savoir faire en plus ...

Cordialement

Bonjour

Je réitère le schema de ma station, qui éxiste et qui fonctionne plus au moins bien. elle irrigue un perimetre en aspertion, la staion est composé d'une amenée d'eau sur canal à ciel ouvert, vers une bache d'aspiration, et puis il y a six pompes à axe vertical en parallele, qui refoulent dans un collecteur de refoulement vers un reservoir surélevé qui permet la regulation de la station, le collecteur de refoulement fait le remplissage du reservoir et la distribution vers des bornes d'irriration.

j'ai dit que dans le cadre d'incitation à l'economie d'eau, l'etat prevoit la reconversion de l'aspersion à l'irrigation localisée (distribution à la demande) donc moins de débit et moins de pression c'est evident, donc on devrait remlacer les pompes existantes avec d'autres dont les caractéristiques ont été citées lpus haut, et conviendront au mode d'irrigation projeté, raison de plus, les pompes et leurs annexes sont tres anciennes.

Aussi saison d'économie d'energie et d'autres avantages, on voudrait utiliser des variateurs de vitesse

La question qui se pose:
Etant donné que le resrvoir de regulation ne pourra plus faire son role, il restera comme cheminée d'équilibre, la regulation pourra se faire par un débitmetre ou un capteur de pression,
hydrauliquement, est ce que les pompes à vitesse pourront fonctionner dans ces conditions?
car on sait que pour un fonctionnement en parallele, les pompes devront etre identique (meme point de fonctionnement), chose qui ne pourra peu etre pas se realiser.

est ce que vous connaissez des stations similaires car en irrigation c'est le meme schema calssique qui existe.

Aussi, la regulation a pour role, l'organisation du fonctionnement des pompes selon les besoins en aval, est ce que le schema de n'équipé qu'une seule pompe de varaiteur, qui servira à assurer les petite demande , les autres à équiper par des demarreus prog; pourra fonctionner hydrauliquement et automatiquement(regulation).

Crodialement
RECHCHACH

Bonjour

Comme un schéma vaut toujours mieux qu'un long discour,
fais-nous deux coupes altimétriques de l'existant (avec mention des altitudes et puissance des pompes ),
et de ton projet.
utilises-tu toujours les mêmes tuyauteries de distribution, ou est-ce un nouveau réseau ? Dans ce cas à quelles pressioon (max et min ) le prévoie-tu ?
comment as-tu estimé la puissance de tes nouvelles pompes, puiisque tu as toujours été discret sur le débit d'irrigation et ton réseau distribution .....
car, tel que présenté, ton projet ne mentionne aucun besoin ... c'est par là qu'il faut peut-être commencer ...

Cordialement