Alfa Laval annonce le lancement d’un séparateur d’air grande capacité
La gamme des produits Alfa Laval destinés à l’environnement Marine et Diesel s’et élargie avec « PureVent ». Ce séparateur unique, développé en coopération avec Wärtsilä, permet d’épurer les vapeurs d’huile à la sortie du carter moteur...
Alfa Laval, en tant que leader dans les technologies de la séparation, du transfert de chaleur et de la production d’eau douce, joue un rôle actif dans la sauvegarde de l’environnement. Des produits tels que EcoStream, séparateur centrifuge à grande vitesse pour le traitement des eaux mazouteuses, ont crée de nouveaux standards pour la protection de l’environnement marin.
La dernière innovation d’Alfa Laval est le « PureVent », un séparateur à pile de disques, utilisé dans les applications marine et centrales. Développé en coopération avec Wärtsilä, il permet de réduire considérablement les émissions du moteur en épurant les vapeurs d’huile et en éliminant les particules à la sortie du carter moteur.
Le PureVent est disponible au travers de Wärtsilä en tant que partie intégrante du moteur ou en module pour remise à niveau des moteurs existants.
Qu’est-ce que le gaz du carter moteur ?
Le compartiment du vilebrequin est situé entre les cylindres et le carter à huile. Le gaz collecté à cet endroit est un sous-produit de tous les moteurs à combustion.
Le gaz du compartiment moteur comprend des fuites de gaz d’échappement et de la suie provenant de la chambre à combustion du moteur, qui se mélangent aux vapeurs d’huile de lubrification. Si ce gaz se confinait dans le compartiment du carter moteur, cela créerait une pression importante et occasionnerait des fuites au niveau des joints. Pour cette raison, il doit être correctement évacué du moteur.
Le gaz représente un souci au niveau de l’environnement, et le gaz d’échappement du moteur est clairement la principale source de pollution. Le gaz d’échappement du moteur se disperse avant de se fixer alors que le gaz du carter moteur est beaucoup moins dilué et peut créer localement des zones de forte concentration en huile. Ces vapeurs d’huile peuvent souiller les ponts du navire et les environs, et former une couche collante ou glissante dans les zones proches de la sortie de ventilation.
Peter Carlberg, directeur général d’Alfa Laval Marine et Diesel, déclare : « Le gaz de carter moteur est une préoccupation importante, surtout pour ceux qui travaillent à proximité des moteurs diesel. Nous considérons que le nettoyage de ce gaz est une étape importante dans la réduction des émissions polluantes ».
Un fort intérêt de l’industrie
Le gaz qui se dégage du carter moteur n’est pas une nouveauté. Il attire l’attention depuis plusieurs années. Les efforts mis en œuvre pour réduire les émissions de gaz d’échappement ont été couronnés de succès, ce qui nous amène en toute logique à se concentrer sur les gaz de carter. Lauri Erroll, Directeur Général de Mechanical Propulsion Systems chez Wärtsilä, déclare : « Beaucoup d’efforts ont déjà été faits pour réduire les gaz d’échappement du moteur, il est donc normal que l’on se concentre sur cet autre problème ».
L’attention portée à ce gaz vient en partie des individus, tels que les équipages de navires et les employés des centrales, qui sont en contact permanent avec celui-ci. Mais cette préoccupation grandit également auprès des instances gouvernementales et des grands organismes. Aux Etats-Unis par exemple, la loi est déjà en application en ce qui concerne l’émission de gaz d’échappement des camions et bus, c’est-à-dire de petits moteurs diesel.
Le séparateur d’air Alfa Laval Alfdex, lancé en 2002, a prouvé son efficacité dans le respect des règles de ce type d’application terrestre. Le savoir accumulé durant le développement de l’Alfdex, combiné à la longue expérience d’Alfa Laval dans la marine, débouchent sur la création d’une solution marine basée sur les mêmes principes mais pour les gros moteurs.
Difficile de trouver une solution à grande échelle
En dépit des succès dans le domaine des véhicules terrestres, il n’existe pas encore de bonnes solutions de nettoyage grande capacité pour les gaz d’échappement dans les vastes applications marine et les centrales. Les solutions existantes comprennent des cyclones, trappes à air et filtres, mais celles-ci n’ont pas donné des résultats satisfaisants.
Depuis un certain temps, les constructeurs de moteurs examinent les différentes technologies, mais compte tenu leurs faiblesses en matière d’efficacité et de fiabilité, ainsi que leur coût excessif, ils n’ont pu les mettre en application à grande échelle. Wärtsilä a consacré beaucoup de temps à évaluer plus particulièrement les solutions de filtration.
Les filtres, qui sont la solution la plus communément adoptée aujourd’hui, posent des problèmes pour diverses raisons. Les filtres haute capacité peuvent être aussi encombrants qu’un réfrigérateur et doivent être changés régulièrement. Donc, en plus de leur coût d’achat initial, ils engendrent des coûts de recyclage des filtres papier utilisés et des déchets huileux.
Per Löfholm, Ingénieur chargé du développement des « Plant technologies » and « Power Plant technology » chez Wärtsilä, explique la difficulté de trouver un juste milieu. « En tant que leader en fourniture de moteurs, nous avons envisagé beaucoup d’alternatives mais avons constaté que les solutions existantes ne tiennent pas les promesses faites » dit-il. « La perte de charge et l’encrassage des filtres traditionnels, par exemple, peuvent causer des difficultés en matière de niveau de pression, stabilité et contrôle du compartiment vilebrequin ».
Une technologie de nettoyage optimum
PureVent, développé par Alfa Laval et testé par Wärtsilä, est une approche radicalement nouvelle du gaz compartiment vilebrequin dans les cas de grande capacité. Développé spécifiquement pour les applications marine et les centrales, il utilise la séparation centrifuge pour éliminer les vapeurs d’huile et autres particules.
Comme expliqué par P. Carlberg, la séparation centrifuge offre de gros avantages par rapport aux filtres et autres techniques de nettoyage. « Les filtres sont la solution à laquelle pensent la plupart des gens pour ces applications » dit-il, « mais la séparation centrifuge atteint un niveau de nettoyage que les filtres ne peuvent espérer obtenir. Encore mieux, cette technique évite les déchets huileux associés aux systèmes de filtres ».
Dans la perspective d’un fabricant de moteur, PureVent est également avantageux. La taille de ce séparateur compact est de 30 l pour n’importe quelle taille de moteur, et son poids équivaut plus ou moins à celui de l’alternative filtre.
De plus, PureVent n’a pas d’impact négatif sur les performances du moteur. Utilisé avec des moteurs à gaz, il a même des effets bénéfiques sur celles-ci.
Principe de fonctionnement et options d’installation
PureVent utilise la centrifugation à grande vitesse pour extraire du gaz compartiment vilebrequin l’huile, la suie et le fuel imbrûlé. Le principe est similaire à celui de Alfdex, qui est utilisé avec succès depuis 2002 pour nettoyer les gaz de carter des camions et bus.
Le PureVent compact est composé d’une pile de disques en matériau spécial composite, enveloppée dans un carter en aluminium. Un moteur électrique y est connecté et entraîne la pile de disques.
Le gaz chargé du compartiment vilebrequin entre par la partie inférieure du séparateur et passe ensuite dans la pile de disques. La force centrifuge fait sortir l’huile et la suie des disques, ce qui permet de les récupérer à l’intérieur du carter PureVent. Cela libère un air sans huile qui peut être relâché dans l’atmosphère.
Pour la sauvegarde de l’environnement, l’huile récupérée peut être introduite dans le séparateur et réutilisée pour lubrifier le moteur. En alternative, elle peut être acheminée vers l’incinérateur ou stockée et envoyée en dépôt.
Construction et principe de fonctionnement du PureVent
Dans une installation diesel ou moteur-gaz standard, l’air nettoyé est libéré par le PureVent dans l’atmosphère. Cependant, dans un moteur à gaz, il est également possible d’acheminer le débit du PureVent vers le turbocompresseur du moteur. Un tel système en circuit fermé améliore et garantit les performances du moteur car il élimine les risques d’encrassement du turbocompresseur et l’accumulation d’huile dans le refroidisseur intermédiaire. Encore plus important, un système de ventilation du compartiment en circuit fermé élimine toutes les émissions de gaz.
L’avantage final, selon P. Carlberg, est que le PureVent ne nécessite aucune maintenance ni inspection durant les deux premières années de fonctionnement. « En créant le PureVent » dit P. Carlberg, « nous avons développé une solution simple et efficace, compétitive non seulement dans les résultats, mais aussi dans sa simplicité d’utilisation ».
Lancement en coopération avec Wärtsilä
Le PureVent d’Alfa Laval sera disponible à la vente à travers Wärtsilä, constructeur de moteurs, leader dans les applications marine et les centrales. Wärtsilä a travaillé en partenariat étroit avec Alfa Laval pour le développement du PureVent et son processus de tests.
A l’heure actuelle, Wärtsilä travaille à l’adaptation du PureVent en module avec flexibles, ce qui permettra de l’installer aussi bien sur des moteurs Wärtsilä nouveaux ou déjà existants. Il est prévu d’avoir un module complet disponible début 2006.
Alfa Laval et Wärtsilä sont satisfaits de leur coopération et espèrent être en mesure de lancer le PureVent dans les marchés marine et centrales. « Ensemble nous avons créé un produit compétitif » dit P. Carlberg, « et qui permettra de réduire les émissions de gaz des moteurs ».