ALIMENTATION DES GÉNÉRATEURS A VAPECR

Dépôts. — Les matières en suspension dans Teau, en s'accumulant dans les générateurs, au fur et à mesure du départ de Teau à Tétat de vapeur, produisent des dépôts plus ou moins volumineux.

On exagère souvent la quantité de ces substances en suspension dans l'eau d'alimentation, quand on constate l'importance des boues au moment de la vidange. Une eau trouble ou louche peut donner incomparablement moins de dépôts qu'une eau parfaitement rlaire, mais qui contient beaucoup de sels en dissolution.

Cependant il y a lieu de tenir compte de ces impuretés disséminées dans l'eau à l'état insoluble. Si on ne rencontre qu'à l'état d'exception des eaux qui, comme celles du fleuve Jaune, roulent 3 kilogrammes de matière en suspension par mètre cube, comme celles du Nil qui en contiennent jusqu'à 1^',600, on n'en constate pas moins des teneurs assez élevées dans les fleuves d'Europe à certains moments.

Ainsi on a constaté :

Dans le Rhin, des teneurs variant de 17 grammes [inars 1832, sécheresse), à 203 grammes {mars 1831 forte crue), par mètre cube ;

Dans la Seine, de 7 grammes à 117 grammes [décembre 1852 à décembre 1833), d'après Poggiale et Bobierre.

Le service hydrométrique des eaux de la Seine a relevé, pour une moyenne de 6 années (1834-33 à 1860-61), 68 jours d'eau trouble, 111 jours d'eau louche et 186 jours d'eau claire.

On peut se rendre compte, d'après cela, des quantités de dépôts dus aux substances en suspension, qui peuvent se trouver dans les chaudières à vapeur.

Souvent, une bonne partie des boues est due à la précipitation rapide des sels de chauxetde magnésie dans le générateur. Ce phénomène est fréquent pour les bicarbonates, dont la décomposition

Comptes rendus de V Académie des Sciences, t. CXI, p. 1622.

est rapide, il est plus rare pour les sulfates qui ont une tendance à cristalliser et à former des croûtes adhérentes.

Les dépôts pulvérulents sont moins dangereux dans les chaudières que les incrustations ; cependant, en s^amassant au coup de feu, ils nuisent à la transmission de la chaleur et peuvent être cause d'accidents graves : brûlures de tôles, fuites, explosions; ils peuvent être entraînés par la vapeur, quand elle se dégage tumultueusement, et rayer les parois des cylindres des machines ou nuire à d'autres emplois industriels de la vapeur.

Un dépôt fort dangereux et qui se forme dans des conditions particulières, est celui que Ton observe dans certaines chaudières alimentées avec des eaux grasses, des eaux de condensation, par exemple. Il se forme une poudre grisâtre, légère qui recouvre d'une couche mince les tôles exposées au feu.

Cette poudre composée notamment de sels de chaux et de magnésie et de matières grasses jouit de la propriété de ne pas se laisser mouiller par Teau.

« Il est très facile, dit M' M. Jourdain », de comprendre l'effet produit par ce défaut de mouillage. L'eau, glissant sur la tôle sans la mouiller, se trouve en grande partie maintenue à l'état sphéroïdal. Dans ces conditions, la tôle peut s'échauffer considérablement sans que la chaleur se transmette sensiblement à l'eau, qui la recouvre sans la toucher. Cet état se maintient jusqu'à ce que la température de la tôle soit suffisante pour brûler le savon calcaire qui l'enduit. A ce moment la tôle, se découvrant brusquement, est mouillée par l'eau, qui produit une petite explosion partielle et un refroidissement des parties métalliques. Il n'en faut point davantage pour détériorer les chaudières. »

Six chaudières, installées en 1864 aux forges Borsig en Silésie, manifestèrent, dès les premiers jours de marche, des fuites aux assemblages de tôles exposées au feu, qui augmentèrent de jour ou jour.

Lorsqu'on arrêta les chaudières, on reconnut « des déchirures multiples sur une étendue de 3 à 27 rivets, des séparations considé-

* Bulletin de V Association des Propnélaires d^ Appareils à vapeur de la Seine.

rables entre les tôles elles rivets, de fort coups de feu, des feuilles Jéjetées en dehors, gercées et déchirées, etc.

€ Trois autres chaudières mises en service pour suppléer aux premières ne donnèrent pas de meilleurs résultats.

« Au bout de quarante-huit heures, on voyait déjà se manifester les conséquences d'un chauffage inégal ou d'un surchauffage des tôles, qui se révélèrent par des fuites et l'échappement de l'eau.

« Leurs actions se manifestèrent encore par ce fait, que le corps cylindrique, reposant en avant sur la plaque du foyer, se soulevait (le 0"*,050, puis retombait. Ce mouvement se faisait d'une manière sensible et se répétait avec une telle rapidité à chaque ouverture du foyer, qu'on pouvait facilement le suivre de l'œil.

c On prit les mesures nécessaires pour éviter la présence des matières grasses dans les eaux d'alimentation, ces phénomènes disparurent. »

Des faits semblables furent signalés en 1866 par MM. Farcot à la Société des Ingénieurs civils, pour un générateur installé à la Société linière de Pont-Rémy.

Depuis, ces accidents furent signalés sur d'autres générateurs et le même remède fit cesser le mal.

Il est à remarquer que rien de semblable ne s'est produit dans nombre d'usines alimentées avec l'eau des condenseurs. Il semblerait que la présence de la magnésie soit nécessaire dans les eaux pour l'obtention de cette poudre grise isolante.

On peut, d'après M. Delaunay, « affirmer que le savon calcaire seul ne peut produire les mêmes phénomènes. M. Hétet, pharmacien en chef de la Marine, a fait au port de Brest des essais relatifs au dégraissage des eaux d'alimentation provenant des condenseurs à surface, en y mélangeant de l'eau de chaux dans une proportion convenable.

c Sur une machine de 450 chevaux nominaux consommant 8 kilogrammes d'huile par heure pour 3 cylindres, M. Hétet a employé une quantité de chaux égale à un dixième du poids d'huile, et à dater du commencement de ce traitement, on retrouva les matières ^'rasses au fond des chaudières, à l'état de savon oléo-calcaire, s JUS forme d'une matière molle et insoluble. Mais ce savon n'était

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pas adhérent aux parois et se laissait parfaitement mouiller par l'eau.

« Cette expérience démontre, d'une manière directe et incontestable, que ce n'est pas le savon oléo-calcaire qui jouit de la propriété d'isoler les tôles de l'eau.

« Une dernière particularité que nous pouvons relever dans les comptes rendus détaillés qui ont été faits des divers cas où se sont produits les phénomènes en question est que les eaux d'alimentation qui y ont donné lieu sont toutes peu incrustantes.

« Il est compréhensible en effet que les matières grasses contenues dans les eaux du condenseur étant toujours en faible quantité, leur action isolante ne puisse se manifester lorsqu'elles sont pour ainsi dire englobées dans une masse de matières calcaires dont la précipitation s'opère d'une manière incessante, en superposant à chaque instant de nouvelles couches de dépôts aux anciennes.

« Les conditions qui semblent présider à la production des phénomènes d'isolement et d'état sphéroïdal dont nous avons décrit les conséquences, sont donc :

« 1° La pureté relative des eaux ;

a 2° La présence de la magnésie dans ces eaux.

a Toutefois remarquons encore que ces conclusions sont seulement probables et ne peuvent être considérées comme scientifiques et démontrées'. »

Écumes. — Les matières pulvérulentes, les matières grasses et les savons calcaires ou magnésiens, forment quelquefois à la surface de l'eau des couches assez épaisses, qui ne sont pas sans danger.

Nous avons constaté ce fait dans une chaudière alimentée, partie par de l'eau épurée à la chaux et partie par l'eau de condensalion de la vapeur d'une machine à échappement libre, cet échappement servant à échauffer l'eau épurée.

La graisse du cylindre, entraînée, faisait retour à la chaudière avec l'eau condensée, et formait, avec la chaux qui avait été ajoutée en excès dans l'appareil, un magma graisseux composé de savon

1 Étude sur les Générateurs à vapeur à haute pression, par M. Louis Delaunav. A. Chuix, éditeur, 1878.

INCOiNVÉMENTS DE L'IMPURETÉ DES EAUX i27

calcaire et d'un excès de graisse, et flottant en partie à la surface de l'eau. Le ciel du foyer intérieur de la chaudière s'étant trouvé à un moment simplement recouvert par cette écume, il se forma une couche isolante, il se produisit une surchauffe et finalement un aplatissement du ciel du foyer.

Ces écumes, recouvrant l'eau, ont encore Finconvénient de provoquer souvent une ébuUition tumultueuse, des soubresauts dans les générateurs et des entraînements d'eau mélangée de ces impuretés.

Incrustations, composition. — Les eaux naturelles donnent toutes à l'ébuUition des dépôts dus au départ de l'acide carbonique et à la concentration du liquide.

H. Sainte-Claire Deville a fait de nombreuses analyses de ces dépôts et y a trouvé les carbonates de chaux et de magnésie, le sulfate de chaux, la silice, l'alumine, l'oxyde de fer, qui existent en solution dans ces eaux.

En poussant l'évaporation jusqu'à sicci té, on obtient des matières solides dont une partie est insoluble et dont l'autre peut se redissoudre dans une petite quantité d'eau froide.

Deville a consigné dans le tableau de la page suivante le résultat d'analyses faites sur des eaux de puits de Besançon.

Dans ce tableau, les cinq premières lignes comprennent les corps qui donnent lieu à des dépôts insolubles et qui ont une sérieuse importance au point de vue de l'incrustation des chaudières.

Ces résultats montrent bien que les sels en dissolution dans Ueau sont loin d'être également dangereux en ce qui concerne les dépôts et les incrustations dans les chaudières.

Le sulfate de potasse, le chlorure de sodium, le chlorure de magnésium, l'azotate de potasse et de soude restent indéfiniment solubles et n'ont d'autre inconvénient que d'élever le point d'ébuUition de l'eau et, pour certains, d'amener une attaque du métal, ainsi que nous le verrons au paragraphe où il est traité des corrosions.

Dans les eaux douces, les dépôts, indépendamment de la silice, de l'oxyde de fer, de l'alumine qui s'y trouvent, en général, en petite

EPURATION DES EAUX

Silice

Oxyde de fer alumine et traces d'acide phosoborique. . .

Carbonate de cnaux

Carbonate de magnésie . . .

Sulfate de cbaux

Sulfate de potasse. . . .

Cblorure de sodium. . .

Chlorure de magnésium.

Azotate de potasse . . .

Azotate de soude. • . .

Total des matières solides.

Dépôt formé par

une ébuUition prolongée