Les pompes Lewa sont équipées de la nouvelle tête de pompe KMC-L constituée d’une seule pièce forgée : cette nouvelle conception permet de tenir à des pressions jusqu’à 1 075 bar. Le manifold d’aspiration fait partie intégrante de la tête ce qui permet de réduire les surfaces d´étanchéité donc le risque de fuite. Exemple concret d’utilisation de ces pompes avec ce cas d’installation chez un client du constructeur.

Dans le cadre de la modernisation d’une de ses raffineries, une importante compagnie pétrolière chinoise vient de passer commande de 5 skids d’injection comportant des pompes à piston toutes conformes à l’API674. Cette commande inclus trois skids de pompes triplex et deux skids de pompes quintuplex, d’une puissance d’entraînement de 260 kW et d’un débit de 25 m3/h. La pression de refoulement souhaitée était respectivement de 160 et 183 bar.

Cette compagnie couvre toute la chaîne de valorisation du pétrole. De l’extraction au transport du brut puis le traitement et le raffinage dont le craquage thermique pour obtenir des matières finales telles que solvants, carburants, matières premières des plastiques…. Ces processus nécessitent des pompes pour injection d’eau à haute pression.

Faible perte de pression d’aspiration donc aucun besoin de pompe booster

« Depuis 2010, LEWA propose des pompes à piston dans sa gamme de produits en complément des pompes à membrane, principalement pour les industries de process et dans l’industrie pétrolière et gazière », explique Claudia Schweitzer, Product Manager chez LEWA. « Les pompes à piston LEWA sont utilisées dans ces industries pour les fluides non critiques et où un débit élevé est requis. » Dans ces applications, elles se distinguent en particulier par leur réducteur à engrenages intégré, qui permet une conception compacte et peu encombrante. Équipé de pignons chevrons, cela supprime les charges axiales sur le vilebrequin et permet une transmission de force uniforme et, par conséquent, une durée de vie plus longue de la pompe ainsi que des émissions sonores réduites.  Le carter du bloc d’entrainement a un plan de joint ce qui facilite l’entretien et le montage. La conception innovante de la tête de pompe offre de nombreux autres avantages : en raison de la faible perte de charge du circuit interne d’aspiration, ces pompes à piston ne requièrent pas l´utilisation d´aucune pompe booster. Un système de recyclage des fuites des garnitures assure un fonctionnement avec le moins de fuites possible. Si le processus l’exige, la pompe peut être équipée d’une double étanchéité à liquide de barrage afin d’éviter toute fuite externe pendant le fonctionnement.

Une conception en une seule pièce forgée

La tête de pompe a fait l’objet d’une toute nouvelle conception dans le cadre d’un projet de standardisation.  Quatre modèles de têtes de pompe ont été remplacés par un seul modèle répondant aux exigences des 4 précédents.

Le nouveau modèle KMC-L, qui est utilisé dans les cinq pompes commandées, est fait d’une seule pièce forgée. Par conséquent, elle est exceptionnellement robuste et ne comporte que peu de surfaces d’étanchéité, ce qui réduit les temps d’entretien et limite les points de fuite potentiels. Grâce à cette conception, des pressions allant jusqu’à 1 075 bar peuvent désormais être facilement atteintes. De plus, cette nouvelle tête de pompe dispose d´un nouveau choix de matériaux qui permet de pomper des fluides à des températures allant jusqu’à 200 °C. La nouvelle conception réduit les volumes morts internes de la pompe, augmentant ainsi son rendement. Afin de réduire encore les temps d’entretien, les clapets ont été disposés verticalement, ce qui facilite l’installation et le démontage et rend inutile le démontage des canalisations raccordées. Même le presse-étoupe ne nécessite aucun entretien. Il n’est pas nécessaire de resserrer et d’ajuster la garniture, car les joints du piston, tout comme les bagues d’étanchéité supplémentaires, sont fixés dans le presse-étoupe.

Les systèmes testés selon l’API 674

Avant la livraison finale, les systèmes ont été testés sur place afin de garantir un fonctionnement optimum. « Les essais de réception sont toujours effectués conformément aux exigences de l’API 674. Ils comprennent un essai de marche mécanique d’une durée d’au moins quatre heures et un essai de performance, au cours duquel diverses vitesses et pressions sont testées », explique Mme Schweitzer.

Une autre partie de la commande comprenait l’étude des pulsations. La modélisation par élément fini (CFD) a été utilisée par LEWA pour simuler les pulsations de pression auxquelles on peut s’attendre dans le réseau de canalisations. Cette simulation a été comparée aux critères de l’API 674. L’objectif est de détecter les états de fonctionnement critiques avant la mise en service et de mettre en œuvre des mesures correctives par exemple la fourniture d’amortisseurs de pulsations.