Surpresseur gaz en moyenne et haute pression : principe

Les unités de production de gaz de l'industrie chimique, agroalimentaire ou métallurgique livrent souvent leurs produits à une pression inférieure à celle requise par les consommateurs. L'argon doit arriver à 5 ou 8 bar au poste de soudure, l'azote doit être poussé à 20 ou 30 bar pour un remplissage de cylindre, le dioxyde de carbone doit être livré à 50 bar pour les installations de carbonatation. Le surpresseur gaz en moyenne et haute pression comble cet écart, en prenant le gaz à basse pression et en le portant au niveau demandé. Cet article en présente le fonctionnement et les applications.

Architecture et rapport de compression

Un surpresseur de gaz est une machine à pistons, souvent mono ou tricyclindre, à simple ou double effet. L'air comprimé est le fluide moteur dans la version pneumatique, et la machine est entraînée par un moteur électrique dans la version mécanique. Le gaz à comprimer est isolé du circuit moteur par une membrane ou un piston, ce qui garantit qu'aucune trace d'huile ou d'impureté du circuit moteur ne passe dans le gaz traité.

Le nombre d'étages est déterminé par le rapport de compression, c'est-à-dire le quotient de la pression finale par la pression d'aspiration. Un passage de 3 bar à 40 bar représente un rapport de 13, qui suppose trois ou quatre étages. À chaque étage, la température s'élève ; un refroidisseur intermédiaire peut être installé pour limiter l'échauffement et améliorer le rendement. Sur les machines eau, le refroidissement final stabilise la température de sortie.

Choix de la version : huile ou sans huile

Les versions à injection d'huile utilisent un circuit de lubrification qui alimente le gaz enCompression avant le dernier étage. Elles offrent un bon rendement et une longue durée de vie, mais le gaz distributionné contient des traces d'huile, d'où la nécessité d'un séparateur et d'une filtration en aval.

Les versions sans huile utilisent des joints auto-lubrifiants ou une lubrification à distance. Le gaz reste propre, ce qui est requis pour les applications alimentaires, pharmaceutiques et électroniques, et la maintenance se réduit. Le choix se fait donc en fonction de la qualité de gaz exigée par le procédé aval.

Les paramètres à retenir

• Débit en m³/h ou en L/min, mesuré à l'aspiration ou au refoulement selon la convention du constructeur.
• Pression d'aspiration minimale admissible, paramètre critique pour le moteur.
• Pression de refoulement et plage de régulation, avec soupape de sécurité.
• Mode de refroidissement : à air pour le service intermittent, à eau pour le service continu.
• Nature du gaz et compatibilité des joints, indispensable pour l'hydrogène ou le dioxyde de carbone.

Domaines d'application : un surpresseur gaz industriel

• Postes de soudage MIG et MAG alimentés en argon ou mélange argon-CO2.
• Production de gaz d'inertage pour la conservation des aliments et des produits pharmaceutiques.
• Remplissage de cylindres de gaz technique et de gaz de soudage.
• Alimentation de unités de traitement de surfaces et de carbonatation.
• Renfort de pression sur des réseaux de distribution interne à basse pression.

Questions fréquentes : un surpresseur en moyenne et haute pression

Quelle différence entre un surpresseur et un compresseur de gaz ?

Le compresseur de gaz comprime un gaz depuis sa source primaire, par exemple l'air de l atmosphere, tandis que le surpresseur relève la pression d'un gaz déjà comprimé. Sur le plan pratique, le surpresseur consomme beaucoup moins d'énergie puisqu'il ne fait que compenser un rapport de compression limité.

Un surpresseur peut-il être alimenté par un moteur à gaz ?

Oui, et c'est une solution répandue sur les sites de production de gaz, où le moteur à gaz utilise le même flux que celuibeing comprimé. Cela réduit la facture d'énergie et supprime la dépendance au réseau électrique, au prix d'un rendement moteur inférieur à celui d'un moteur diesel.

Comment savoir si la pression d'aspiration est suffisante ?

Le constructeur indique une pression d'aspiration minimale admissible, souvent de l'ordre de 2 à 5 bar selon la configuration. En dessous de ce seuil, la machine ne développe plus son régime. Un pressostat basse pression sur l'aspiration permet d'arrêter le moteur avant que cette condition ne soit atteinte.

Exploitation et maintenance : l'exploitation d'un surpresseur gaz

• Contrôler la pression d'aspiration et la pureté du filtre avant chaque démarrage.
• Surveiller la température de refoulement, indicateur de l'état du circuit de refroidissement.
• Vérifier périodiquement les soupapes de sécurité, les pressostats et le clapet anti-retour.
• Contrôler la lubrification et l'état des segments selon le plan constructeur.
• Analyser la composition du gaz en sortie pour confirmer l'absence d'huile et de condensats.

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