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Guide complet des types de réservoirs de stockage et des instruments de mesure

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Capteur de niveau de pression Holykell

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Les réservoirs de stockage sont largement utilisés dans l'industrie des fluides pour stocker les matières premières, les produits finis et les produits intermédiaires. Ils jouent un rôle irremplaçable dans la sécurité de la production, l'économie d'énergie, la réduction des émissions et l'amélioration des niveaux de gestion globaux.

Les réservoirs de stockage industriels sont généralement fabriqués en acier, avec des choix de matériaux tels que l'acier au carbone, l'acier à basse température et l'acier inoxydable, en fonction des propriétés du fluide stocké et des paramètres de stockage tels que la température et la pression. D'autres matériaux comme la fibre de verre et le plastique ne sont pas pris en compte en raison de facteurs tels que la résistance au feu et la tolérance à la pression.

1. Types de réservoirs de stockage

Les réservoirs de stockage peuvent être classés selon leur structure en réservoirs sphériques, réservoirs horizontaux, réservoirs en forme de dôme, réservoirs à toit flottant externe et réservoirs à toit flottant interne.

1.1 Réservoirs sphériques

Les réservoirs sphériques sont des conteneurs de stockage sphériques de grande capacité, résistants à la pression, largement utilisés dans les industries pétrolière, chimique et métallurgique pour stocker du gaz de pétrole liquéfié (GPL), du gaz naturel liquéfié (GNL), de l'oxygène liquide, de l'ammoniac liquide, de l'azote liquide et d'autres fluides, ainsi que des gaz comprimés tels que l'air, l'oxygène, l'azote et le gaz de ville. Ils sont utilisés pour le stockage à des températures normales, basses ou cryogéniques et pour des matériaux dont la pression de vapeur saturée est supérieure à la pression atmosphérique à la température de stockage.

Réservoirs sphériques à température normale : Utilisés pour les gaz de pétrole liquéfiés, l'azote, le gaz de ville, l'oxygène, etc., avec une pression plus élevée en fonction de la pression de vapeur saturée du gaz liquéfié ou de la pression de sortie du compresseur. La température de conception est supérieure à -20°C.

Réservoirs sphériques à basse température : Ces réservoirs ont une température de conception de -20°C ou moins, généralement pas inférieure à -100°C.

Réservoirs sphériques cryogéniques : Ces réservoirs ont une température de conception inférieure à -100°C, et sont souvent stockés en dessous du point de liquéfaction du fluide. Ils sont soumis à une faible pression, parfois atmosphérique, et nécessitent une isolation élevée, souvent au moyen d'une enveloppe sphérique à double couche.

1.2 Réservoirs horizontaux

Les réservoirs horizontaux ont un plus petit volume (généralement moins de 100 m³) et occupent une plus grande surface. Ils sont principalement utilisés pour le stockage de produits chimiques tels que les acides et les bases, ainsi que pour le stockage de petite capacité d'autres produits dans les installations de production. Le corps du réservoir est parallèle au sol et généralement soutenu par des supports en forme de selle. Ce sont des réservoirs sous pression qui peuvent supporter des pressions positives et négatives plus élevées.

1.3 Réservoirs à dôme

Les réservoirs à dôme ont un sommet sphérique et un corps cylindrique. Ils sont simples à fabriquer et rentables, et sont largement utilisés dans diverses industries. Les volumes les plus courants sont compris entre 1 000 et 10 000 m³, le plus grand réservoir à dôme en Chine atteignant 30 000 m³. Les réservoirs à dôme sont généralement des réservoirs de stockage à basse pression ou atmosphériques utilisés pour stocker des liquides de classe IIB et de classe III et, dans certains cas, des liquides de classe IB et de classe IIA répondant à des exigences de stockage spécifiques.

1.4 Réservoirs à toit flottant

Les réservoirs à toit flottant se composent d'un toit flottant qui repose sur la surface du produit stocké et d'une paroi cylindrique verticale. Le toit flottant monte et descend avec le niveau de stockage, réduisant ainsi l'évaporation. Ils sont utilisés pour stocker des liquides de classe IB et IIA dont la pression de vapeur saturée est inférieure à la pression atmosphérique. Il existe deux types de réservoirs à toit flottant : les réservoirs externes et les réservoirs internes.

Réservoirs à toit flottant externes : Ils sont généralement utilisés pour le stockage de produits pétroliers volatils tels que le pétrole brut, l'essence ou le kérosène. Ils réduisent les pertes par évaporation et la pollution de l'environnement, ainsi que le risque de formation de gaz explosifs.

Réservoirs à toit flottant interne : Ils combinent les caractéristiques des réservoirs à dôme et à toit flottant. Ils ont un dôme fixe à l'extérieur et un toit flottant à l'intérieur, ce qui présente des avantages tels que la prévention de la contamination par des éléments extérieurs, la réduction des pertes par évaporation de 85 % à 96 % et la diminution des risques d'incendie et d'explosion. Ils conviennent au stockage d'essence de qualité supérieure, de carburéacteur et de produits pétrochimiques toxiques.

2. Classification des parcs de stockage

Dans l'industrie des fluides, les réservoirs de stockage sont généralement organisés en parcs de stockage en fonction de leur utilisation ou de leur niveau de pression.

Selon le fluide et le niveau de pression : Classification en parcs de stockage atmosphériques, parcs de stockage sphériques, parcs de stockage acides et alcalins, et parcs de stockage cryogéniques.

Par utilisation : Divisés en parcs de stockage de matières premières, parcs de stockage intermédiaires et parcs de stockage de produits finis.

Chaque parc de stockage est subdivisé en différents groupes de réservoirs en fonction des types de réservoirs, des propriétés des fluides, des niveaux de pression et des exigences en matière de sécurité.

3. Instruments de mesure courants dans les parcs de stockage et le stockage

Les réservoirs de stockage sont essentiels dans l'industrie des fluides et nous mesurons généralement leurs paramètres tels que le niveau de liquide, la température, la densité et la pression (pour les réservoirs pressurisés) afin de calculer le volume et la masse de stockage et de contrôler les vannes d'entrée et de sortie ainsi que les débits.

Réservoirs intermédiaires : Ils surveillent le niveau, la température et la pression afin d'éviter les accidents tels que le débordement du réservoir ou la formation d'un vide.

Réservoirs commerciaux : La surveillance et la mesure de haute précision du niveau, de la température, de la densité, du volume et de la masse sont nécessaires pour la précision commerciale.

Comment choisir le bon instrument de mesure ?

Le choix de l'instrument doit être basé sur les conditions environnementales, le type de réservoir, les cycles de maintenance et d'exploitation, et les coûts du cycle de vie afin de garantir des performances optimales et un bon rapport coût-efficacité.

Contactez notre ingénieur commercial pour une sélection adéquate.

3.1. Instruments de mesure du niveau

Une mesure précise du niveau est essentielle pour contrôler et calculer le volume stocké et, si nécessaire, la compensation de la densité pour déterminer la masse stockée.

3.1.1 Transmetteurs de niveau radar

Les transmetteurs de niveau à radar sont des instruments sans contact et sans pièces mobiles, offrant un fonctionnement fiable, particulièrement adapté aux fluides à haute viscosité et très corrosifs. Ils sont idéaux pour les grands réservoirs, les environnements à haute température, à haute viscosité et très corrosifs, car ils offrent une grande précision et des temps de réponse rapides. Lors de l'installation, il faut tenir compte du type de réservoir, des propriétés du fluide (constante diélectrique, volatilité, ébullition, vapeur, poussière, adhérence) et des paramètres de fonctionnement (température, pression, etc.).

3.1.2 Indicateurs de niveau à ultrasons externes

Les détecteurs de niveau à ultrasons externes se composent d'une unité principale, d'une sonde et d'une structure métallique. Ils sont utilisés pour mesurer les niveaux de liquide dans les wagons-citernes, les camions-citernes et divers réservoirs de stockage. Ils mesurent le niveau de liquide en transmettant des ondes ultrasoniques à travers la paroi du réservoir et le liquide, et en recevant des signaux d'écho de la surface du liquide. Ils sont idéaux pour les mesures supplémentaires de niveau haut et bas sans qu'il soit nécessaire de pénétrer dans le réservoir.

3.1.3 Indicateurs de niveau magnétostrictifs

Les détecteurs de niveau magnétostrictifs se caractérisent par une grande précision et sont installés sur le dessus ou le côté du réservoir. Ils mesurent les niveaux de liquide à l'aide d'ondes d'impulsion magnétiques. Le flotteur doté d'un aimant permanent se déplace le long de la tige avec le niveau de liquide, créant un champ magnétique qui interagit avec l'onde d'impulsion pour générer une impulsion de retour, indiquant le changement de niveau. Ce type de capteurs de niveau est facile à installer et nécessite peu d'entretien.

3.1.4 Détecteurs de niveau capacitifs et à admittance RF

Les détecteurs de niveau capacitifs mesurent les niveaux de liquide en fonction des changements de capacité entre les électrodes et la paroi conductrice du réservoir. Ils nécessitent des constantes diélectriques stables dans le milieu mesuré.

En raison de la tendance des électrodes capacitives à accumuler de la matière en cours d'utilisation, ce qui génère une capacité et une résistance supplémentaires affectant directement les performances des détecteurs de niveau capacitifs, les détecteurs de niveau à admittance RF résolvent ce problème en utilisant des technologies de compensation, disponibles sous forme de tige, de câble coaxial, de câble et de câble lourd, avec différents signaux de sortie et tailles de connexion.

3.1.5 Transmetteurs de niveau à pression différentielle

La mesure du niveau de pression différentielle utilise des transmetteurs tels que des transmetteurs de purge, standard, à simple bride, à double bride et à bride d'insertion, en fonction de conditions spécifiques. Différents types conviennent à des applications spécifiques.

4. Instruments de mesure de la pression

La mesure de la pression dans les réservoirs de stockage est simple. Les réservoirs sphériques ou les réservoirs à dôme pressurisé nécessitent des alarmes de pression ou des verrouillages. Les réservoirs à dôme à pression micropositive ou les réservoirs à toit flottant interne nécessitent généralement une mesure de la pression pour l'étanchéité à l'azote. Les transmetteurs de pression industriels sont couramment utilisés.

5. Instruments de mesure du débit

Les instruments de mesure du débit ne sont généralement pas nécessaires dans les parcs de stockage, sauf à des fins de comptage. Les instruments les plus courants sont les débitmètres massiques et les débitmètres volumétriques. Les compteurs de services publics peuvent utiliser des débitmètres à vortex ou des dispositifs de pression différentielle avec compensation de la température et de la pression si nécessaire.

En utilisant les bons instruments et en suivant les meilleures pratiques d'installation et de maintenance, les parcs de stockage peuvent atteindre une automatisation et une efficacité optimales dans les opérations de stockage.

Holykell possède une riche expérience dans le domaine de l'automatisation industrielle. N'hésitez pas à nous contacter pour plus d'informations techniques.