Élimination des dépôts calcaires dans les tubes du refroidisseur d'un navire de croisière

Le projet et le défi

Un navire de croisière naviguant dans les eaux chaudes des Caraïbes a commencé à constater une détérioration progressive des performances de son système de refroidissement, ce qui constituait un problème majeur pour un navire où le confort des passagers dépend d’un refroidissement fiable et continu.

Les signes étaient indéniables : des pressions de refoulement élevées comprises entre 9,8 et 10 bars, des phénomènes de « surge » au niveau du compresseur indiquant une obstruction importante du condenseur, ainsi qu’un indice de performance (PI) qui était tombé jusqu’à 0,70, bien en dessous des seuils de fonctionnement acceptables. La température d’entrée de l’eau de mer s’élevant déjà vers les 30 °C, il était essentiel de rétablir l’efficacité du condenseur afin de maintenir une capacité effective de rejet de chaleur, de stabiliser le fonctionnement du compresseur et de réduire la consommation électrique.

Ces conditions indiquaient une cause profonde unique : une importante accumulation de tartre minéral à l’intérieur des tubes du condenseur. Les dépôts de tartre agissent comme une barrière isolante, limitant le transfert de chaleur, augmentant les pressions de refoulement et poussant le compresseur vers un phénomène de « surge ». Si rien n’est fait, ce type d’encrassement accélère l’usure mécanique, augmente la consommation d’énergie et entraîne un risque de panne imprévue de l’équipement, conséquence qu’aucun navire ne peut se permettre en mer.

La solution

Une opération de détartrage chimique a été réalisée à l’aide du système de pompage Goodway® GDS-400 (nettoyage en place) et du produit ScaleBreak. Le produit chimique ScaleBreak a été mis en circulation directement dans les tubes du condenseur, ce qui a permis de dissoudre et d’éliminer les dépôts minéraux importants, y compris les débris considérables qui s’étaient détachés, sans démontage mécanique. Ce procédé a permis de rétablir le contact total entre la surface des tubes et le fluide, ainsi que l’efficacité du transfert thermique, tout en réduisant au minimum les temps d’arrêt de l’installation et la main-d’œuvre nécessaire.

À l’issue des travaux, les tubes du condenseur étaient visiblement propres. La température d’entrée de l’eau de mer s’élevant déjà vers les 30 °C, il était essentiel de rétablir l’efficacité du condenseur afin de permettre au système de gérer efficacement la charge thermique, de stabiliser le fonctionnement des compresseurs et de réduire la consommation électrique de l’ensemble de la flotte.

Le résultat

L’impact a été immédiat et mesurable. À l’issue de l’opération de détartrage, l’officier chargé de la ventilation de la flotte a confirmé : « Le nettoyage a permis d’éliminer les à-coups du compresseur, de réduire la pression de refoulement et de rétablir la stabilité du système. »

Les données

• L’indice de performance (PI) est passé de 0,70 à une valeur comprise entre 0,98 et 1,0 — un groupe frigorifique a atteint un PI de 1,0 à 105 % de charge
• La pression de refoulement est passée de 9,8–10 bars à 9,2–9,4 bars
• Le phénomène de « surge » du compresseur a été éliminé
• La consommation électrique a diminué de 15 à 20 ampères par groupe frigorifique à pleine charge
• Les gains de performance se sont maintenus alors même que la température de l’eau de mer est passée de 26 °C à près de 30 °C

Il convient de noter que ces résultats ont été obtenus alors même qu’un des refroidisseurs présentait un léger déficit de charge en fluide frigorigène, ce qui confirme que c’est l’encrassement du condenseur, et non l’état du fluide frigorigène, qui était la principale cause de la perte de performance. Une optimisation supplémentaire de la charge en fluide frigorigène devrait permettre de réaliser des gains supplémentaires.

Dans les environnements où la température de l’eau de mer est élevée, le rendement du condenseur revêt une importance croissante, car le système de réfrigération dispose d’un écart de température plus faible pour évacuer la chaleur. Le détartrage chimique régulier constitue une stratégie d’entretien éprouvée et peu perturbatrice qui permet d’améliorer la fiabilité des refroidisseurs, de réduire la consommation d’énergie et de diminuer les coûts d’exploitation au sein des grandes flottes de navires de croisière.

Le succès de ce projet a conduit à une adoption plus large du programme de détartrage : 15 des navires de croisière de la compagnie ont ainsi mis en œuvre le GDS-400 et la plateforme ScaleBreak® pour le nettoyage des condenseurs et la restauration des performances des refroidisseurs.

(Remarque : ce projet a été réalisé par Goodway® Technologies aux États-Unis. Goodway Benelux, son distributeur européen, présente ce projet sur son site web sous forme d’étude de cas, afin de le partager avec ses clients des secteurs maritime et offshore.)