Korea Ever-Power · Série YB2 · Guide d'entraînement pour le traitement des eaux usées

Moteur antidéflagrant pour station d'épuration des eaux usées :
Guide d'utilisation des pompes à boues, des digesteurs et des systèmes d'entraînement des zones de gaz

Les stations d'épuration traitent simultanément plusieurs substances dangereuses : les boues d'épuration contenant du sulfure d'hydrogène (H₂S) libéré lors de la digestion, le biogaz (principalement du méthane) produit dans les digesteurs anaérobies et les effluents industriels contenant des solvants organiques volatils. Les exigences en matière de moteurs varient selon les zones de la station : les zones de digestion anaérobie nécessitent des moteurs antidéflagrants pour les zones de méthane, les zones d'extraction de H₂S requièrent la certification Ex d pour les gaz sulfurés et les zones de pompage des boues extérieures nécessitent un indice de protection IP55 avec revêtements anticorrosion. Ce guide présente les spécifications complètes des moteurs pour les entraînements de stations d'épuration utilisant la série Korea Ever-Power YB2.

Ex d IIB T4 Biogaz
Zone 1 Zone de digestion
IP55 Extérieur
Revêtement résistant au H₂S
0,55–200 kW

IIB
Groupe Méthane et Biogaz
T4
Limite de surface de 135 °C
Zone 1
intérieur du bâtiment du digesteur
IP55
Zone de boues extérieure
H₂S
revêtement résistant aux sulfures

Station d'épuration des eaux usées à moteur antidéflagrant YB2, digesteur de biogaz Zone 1 ATEX Ex d IIB T4, pompe à boues Korea Ever-Power

Moteur antidéflagrant Korea Ever-Power série YB2 Ex d IIB T4 — la spécification de moteur certifiée pour tous les emplacements de zone 1 et de zone 2 dans les bâtiments de digesteurs anaérobies, les zones de manutention du biogaz et les installations de déshydratation des boues dans les stations d'épuration des eaux usées où des mélanges de gaz de méthane et de sulfure d'hydrogène peuvent être présents.

1. Zones de gaz dangereux des stations d'épuration

Une station d'épuration moderne comprend plusieurs zones distinctes présentant différents risques liés aux gaz dangereux. Toutes les zones de la station ne nécessitent pas de moteurs antidéflagrants — les bassins d'aération, les clarificateurs et les zones de dosage chimique d'une station d'épuration municipale standard fonctionnent dans des conditions non classées — mais les zones traitant le biogaz, les boues et les effluents industriels requièrent une classification rigoureuse des zones dangereuses.

Zone 1 — Intérieur du digesteur et zones adjacentes

Intérieurs des bâtiments de digestion anaérobie, intérieurs des ballons de stockage de biogaz, galeries de canalisations de biogaz et zones situées à moins d'un mètre des groupes de vannes et raccords de biogaz. Le biogaz est principalement composé de méthane (60 à 70 l/min) avec du CO₂ et des traces de H₂S. Le méthane est classé IIA (auto-inflammation à 537 °C). Le mélange de biogaz est classé IIB en raison de sa teneur en H₂S. Tous les moteurs situés dans la zone 1 (zone de digestion) doivent être de type YB2 Ex d IIB T4. Cela inclut les entraînements des moteurs des compresseurs de biogaz, les moteurs des pompes de mélange du digesteur et tout équipement électrique installé dans le bâtiment de digestion.

Zone 2 — Périmètre du bâtiment du digesteur

La zone située à l'extérieur du bâtiment du digesteur, à moins de 3 m de toute sortie de ventilation, trappe d'accès ou entrée de tuyauterie, est généralement considérée comme la zone 2. Du biogaz peut être présent dans cette zone périphérique lors d'opérations de maintenance, d'anomalies du système de ventilation ou de fuites mineures de gaz au niveau des joints à brides. Les moteurs extérieurs situés dans les zones périphériques de la zone 2 doivent être des moteurs certifiés YB2 Ex d IIB T4 ou équivalents ; les moteurs Y2 standard ne sont pas acceptables, même dans les zones extérieures de la zone 2.

Exposition au H₂S — Non classifié mais corrosif

Le sulfure d'hydrogène est libéré par les boues à des concentrations généralement inférieures à la limite d'explosivité (LIE 4% dans l'air), mais supérieures au seuil d'odeur toxique et au niveau qui attaque fortement les revêtements à base de cuivre, d'argent et de fer. Les zones d'épaississement des boues, les bâtiments de déshydratation et les lits de séchage des boues peuvent ne pas être classés comme zones dangereuses en raison du risque d'explosion (si les concentrations de H₂S restent inférieures à la LIE 25%), mais tous les moteurs de ces zones doivent être équipés de revêtements résistants au H₂S et de boîtes à bornes étanches afin de prévenir la corrosion rapide des composants électriques.

2. Classification des groupes de gaz biogaz et H₂S

Résumé des risques liés aux gaz des eaux usées
Méthane (CH₄)
Groupe gaz : IIA
LIE : 5% v/v dans l'air
UEL : 15% v/v
Auto-inflammation : 537 °C
Classe T requise : T1
YB2 IIB T4 : couvre IIA
Sulfure d'hydrogène (H₂S)
Groupe gaz : IIB
LIE : 4% v/v dans l'air
UEL : 46% v/v
Auto-inflammation : 260 °C
Classe T requise : T3
YB2 IIB T4 : couvre IIB T3
Mélange de biogaz
60–70% CH₄, 30–40% CO₂, 0,5–2% H₂S
La teneur en H₂S pousse le groupe à l'IIB
Classe T : T3 pour la présence de H₂S
YB2 IIB T4 couvre tous les biogaz
Certifié ATEX + IECEx
Couverture YB2 IIB T4
Le groupe IIB couvre le méthane (IIA) et le H₂S (IIB). La température T4, à une température maximale de 135 °C en surface, offre une marge suffisante au-dessus du point d'auto-inflammation du H₂S (260 °C). La spécification unique YB2 IIB T4 couvre toutes les exigences des zones de biogaz issues du traitement des eaux usées.

3. Classification pratique des zones de digestion anaérobie

Bâtiment du digesteur — Zone 1 Tout au long

Un bâtiment abritant un digesteur couvert (courant dans les régions froides où le digesteur doit être protégé du gel) est classé en zone 1 à l'intérieur, car le biogaz peut s'y accumuler à des concentrations explosives en cas de défaillance de la ventilation ou lors d'interventions de maintenance. Tous les moteurs situés à l'intérieur du bâtiment (pompes de recirculation des boues, entraînements des pompes de mélange, des compresseurs de gaz et des pompes d'échangeur de chaleur) doivent être de type YB2 Ex d IIB T4. Cette classification électrique s'applique également aux moteurs situés dans les couloirs et les locaux techniques à l'intérieur du bâtiment.

Digesteur à ciel ouvert — Zone 1 au-dessus du couvercle

Les digesteurs ovoïdes ou cylindriques à couvercle flottant pour gaz comportent une zone 1 située au-dessus du couvercle et à moins d'1 m de la soupape de décharge de gaz, du raccord de sortie de gaz et des raccords de mesure de niveau. La zone 2 s'étend de 1 à 3 m au-delà des limites de la zone 1. Tout moteur de mélangeur externe monté sur la paroi ou le toit du digesteur à l'intérieur de la zone 1 doit être de type YB2 Ex d IIB T4. Les entraînements d'agitateurs externes fixés sur la paroi du digesteur peuvent être situés en zone 2 si leur position de montage est à plus d'1 m de toute sortie de gaz ; veuillez vous référer au schéma de classification des zones dangereuses pour le modèle de digesteur concerné.

4. Zone de la pompe à boues : protection IP55 et protection anticorrosion

Les zones de traitement des boues situées en dehors des zones classées de biogaz présentent un environnement moteur difficile : installation extérieure exposée à la pluie et au nettoyage au jet d’eau ; atmosphère de H₂S à des concentrations inférieures à la LIE mais fortement corrosives (1 à 50 ppm de H₂S) ; et arrosage régulier des surfaces en béton avec de l’eau contenant des boues et des produits chimiques de traitement. L’indice de protection IP55 est le minimum requis et un revêtement anticorrosion est indispensable pour les moteurs dans ces zones, même lorsqu’aucune certification de protection contre les explosions n’est exigée.

IP55 pour les zones de boues extérieures

Les stations de pompage des boues, les entraînements des épaississeurs, des presses de déshydratation et des centrifugeuses situés dans les zones de traitement des boues extérieures requièrent un indice de protection IP55 minimum. Le nettoyage régulier au jet d'eau des surfaces et équipements en béton projette des jets d'eau vers les carters des moteurs. La protection IP55 contre les jets d'eau empêche les infiltrations d'eau susceptibles de détériorer l'isolation en présence de sulfure d'hydrogène (H₂S).

Cadre en fonte ou en aluminium dans H₂S

Les bâtis en fonte (de série sur les moteurs YB2 Ex d conformes à la norme IEC 112 et supérieure) offrent une meilleure résistance à la corrosion par le sulfure d'hydrogène (H₂S) que les bâtis en aluminium peint utilisés sur les moteurs Y2 standard jusqu'à la norme IEC 100. Lorsque la peinture est endommagée (par un choc mécanique ou par dégradation due aux UV), l'aluminium exposé s'oxyde et le H₂S accélère la corrosion. Le bâti en fonte du moteur YB2, avec son primaire époxy de qualité marine et sa couche de finition en polyuréthane, garantit une longévité supérieure en milieu sulfureux.

Boîte de bornes étanche pour H₂S

Le sulfure d'hydrogène (H₂S) attaque rapidement les terminaisons de câbles en cuivre et les corps de presse-étoupes en laiton. Des dépôts de sulfure de cuivre se forment sur les surfaces des bornes, augmentant la résistance de contact et pouvant entraîner une surchauffe des connexions. Le boîtier de bornes étanche IP55 YB2 empêche le H₂S de pénétrer et d'attaquer les bornes. Il est recommandé d'utiliser des inserts de bornes en cuivre étamé ou en acier inoxydable lorsque la concentration de H₂S est supérieure à 10 ppm.

5. Attaque du H₂S sur les revêtements de moteurs standard

Moteur standard vs YB2 dans un environnement H₂S pour eaux usées
Moteur standard en aluminium Y2 en zone de boues H₂S :
Année 1 : Cloquage de la peinture aux rayures et aux bords des trous de boulons dû à l'attaque acide H₂S sous le film de peinture → Année 2 : Piqûres d'aluminium exposées, dépôts d'oxyde blanc sur la surface du cadre → Année 3 : Corrosion par piqûres sévère à travers la paroi du cadre dans certaines zones, la résistance de l'isolation commence à diminuer à cause du H₂S et de l'infiltration d'humidité → Année 4-5 : Remplacement du moteur nécessaire.
Fonte YB2 avec revêtement époxy marin :
Année 1 à 5 : Le revêtement conserve son intégrité ; le H₂S n’atteint pas le substrat en fonte → Année 5 : Un revêtement de retouche est appliqué à l’intervalle de maintenance pour tout dommage mineur dû à un impact → Année 10 et plus : Le moteur continue de fonctionner avec une inspection et une retouche annuelles ; le boîtier de bornes étanche IP55 empêche l’attaque du H₂S sur les terminaisons de câbles en cuivre pendant toute la durée de vie.

L'intérêt économique du choix du moteur YB2 dans les environnements d'eaux usées contenant du H₂S est indéniable, même lorsqu'aucune protection contre les explosions n'est techniquement requise. La durée de vie deux à trois fois supérieure du moteur en fonte YB2 par rapport à un moteur standard en aluminium Y2 en atmosphère H₂S permet de réaliser des économies substantielles sur les coûts de remplacement et de main-d'œuvre, compensant ainsi le surcoût initial du YB2 dès son premier cycle de remplacement.

6. Traitement des eaux usées avec Ever-Power YB2 (Corée)

Le moteur Korea Ever-Power YB2 Ex d IIB T4 offre une spécification unique garantissant à la fois la protection contre les explosions en zone 1/2 pour les installations de biogaz et la résistance supérieure à la corrosion requise pour la manipulation des boues contenant du sulfure d'hydrogène (H₂S). Son boîtier en fonte IP55 résiste à la corrosion par le H₂S pendant plus de 10 ans en milieu aqueux. La certification Ex d IIB T4 couvre les groupes gazeux méthane (IIA) et sulfure d'hydrogène (IIB) avec un seul type de moteur, simplifiant ainsi la spécification du moteur et la gestion des pièces de rechange pour l'ensemble de la station d'épuration. La gamme complète YB2 est disponible en ligne. section moteur antidéflagrantePour les spécifications des moteurs de pompes et de souffleurs de grandes stations d'épuration supérieures à 75 kW, veuillez contacter La Corée toujours puissante.

YB2 — Données de la station d'épuration
Certification ATEX + IECEx Ex d IIB T4
Couverture gazière Méthane IIA + H₂S IIB
adéquation de la zone Zone 1 et Zone 2
Cadre Fonte (résistante au H₂S)
Indice de protection IP IP55
Revêtement Époxy marin + polyuréthane
Gamme de puissance 0,55–200 kW
Température de surface T4 = 135 °C maximum

7. Applications des stations d'épuration des eaux usées

Moteur antidéflagrant pour le traitement des eaux usées, digesteur de biogaz, pompe à boues Zone 1 YB2 ATEX Corée Ever-Power

Mélange et traitement des gaz dans un digesteur anaérobie

Les entraînements des pompes de recirculation des boues de digesteur (5,5 à 22 kW, Zone 1), les moteurs des compresseurs de recirculation du biogaz (7,5 à 30 kW, Zone 1), les entraînements des pompes de mélange de gaz (3,0 à 11 kW, Zone 1) et les entraînements des pompes d'échangeur de chaleur de digesteur (1,5 à 7,5 kW, Zone 1 ou 2) doivent tous être conformes à la norme YB2 Ex d IIB T4. Dans les bâtiments de digesteurs équipés d'une ventilation mécanique, les moteurs des ventilateurs d'aération sont également classés en Zone 1 s'ils sont installés à l'intérieur du bâtiment et doivent être certifiés YB2.

Pompe à boues antidéflagrante pour l'assèchement des eaux usées extérieures H2S YB2 IP55 Corée Ever-Power

Traitement et déshydratation des boues

Les moteurs des pompes à boues brutes (3,0 à 22 kW), des râteaux d'épaississeur (0,75 à 5,5 kW), des presses à bande et des pompes d'alimentation des centrifugeuses (2,2 à 15 kW), ainsi que des convoyeurs à gâteaux de boues (0,55 à 3,0 kW) sont conçus pour des zones non classées explosibles, mais qui nécessitent un revêtement résistant au H₂S et un indice de protection IP55. Le moteur YB2 assure à la fois la protection contre les explosions et la résistance à la corrosion pour l'ensemble de l'installation.

Accessoires pour moteurs de cogénération au biogaz

Les pompes de refroidissement et les ventilateurs de la salle des machines du moteur de cogénération au biogaz sont alimentés par des variateurs de vitesse. La salle des machines est définie comme la zone 1 à l'intérieur du compartiment moteur et la zone 2 dans la zone de la salle des machines elle-même. La puissance des variateurs YB2 varie de 1,5 à 11 kW pour les pompes de refroidissement et les ventilateurs situés dans la salle des machines.

Usine de valorisation du biogaz

Les unités de valorisation du biométhane (absorption modulée en pression ou séparation membranaire) compriment le biogaz pour obtenir un gaz injectable dans le réseau. Les entraînements des moteurs de compresseurs et de toutes les pompes et ventilateurs auxiliaires du bâtiment de traitement du gaz sont de type Zone 1. Puissance des entraînements auxiliaires des compresseurs : YB2 de 5,5 à 55 kW.

Traitement des effluents industriels

Station de traitement des eaux usées industrielles traitant les effluents contaminés par des COV provenant d'usines chimiques, agroalimentaires ou pharmaceutiques. Lorsque l'effluent contient des COV inflammables à une concentration supérieure à 251 Tpp³ LIE dans l'espace de tête de la cuve de traitement, la classification Zone 1 ou Zone 2 s'applique. Moteurs YB2 IIB T4 pour tous les moteurs situés dans les zones classées.

tamisage et manutention des graviers

Entraînements des convoyeurs à crible, moteurs des classificateurs de sable et entraînements des compacteurs de criblage à l'entrée de la station d'épuration. Exposés au H₂S provenant des eaux usées entrantes ; environnement non classé pour les risques d'explosion, mais corrosif. Moteurs YB2 de 0,55 à 3,0 kW pour les entraînements à l'entrée, en remplacement des moteurs Y2 standard, pour une durée de vie prolongée.

Usinage de précision de la fonte Ever-Power YB2 de Corée

Usinage de la fonte

Eaux usées de test Korea Ever-Power YB2 Ex d

Essai d'explosion

Moteur à eaux usées Korea Ever-Power ATEX IECEx

ATEX et IECEx

Exportation mondiale de moteurs de traitement des eaux usées Korea Ever-Power

Exportation mondiale

8. Foire aux questions

Le moteur du bassin d'aération d'une station d'épuration municipale a-t-il besoin d'une certification antidéflagrante ?

Non. Le bassin d'aération d'une station d'épuration municipale à boues activées n'est pas classé zone dangereuse car les eaux usées aérées sont aérobies : il n'y a pas de production significative de gaz inflammables aux concentrations requises pour une classification en atmosphère explosive. Les moteurs des aérateurs de surface ou des surpresseurs d'aération immergés des bassins d'aération sont généralement des moteurs standard Y2 ou YS avec un indice de protection IP55 pour une utilisation en extérieur. Des moteurs antidéflagrants sont requis uniquement dans les zones anaérobies de la station, principalement le bâtiment du digesteur, le stockage du gaz et toutes les zones fermées de manipulation des boues où une accumulation de biogaz est possible. Il est impératif de toujours se référer au document de classification des zones dangereuses du site, qui doit être établi par une personne compétente pour chaque station d'épuration, avant de spécifier les types de moteurs pour une zone quelconque de la station.

Quel entretien est requis pour les moteurs YB2 dans les environnements d'eaux usées H₂S ?

Outre l'inspection électrique standard (état des roulements, mesure de la résistance d'isolement, inspection du bornier), les moteurs YB2 utilisés dans les environnements d'eaux usées contenant du H₂S nécessitent une inspection visuelle annuelle de l'état du revêtement externe. Toute zone où la peinture a été endommagée par un impact, l'abrasion ou la dégradation par les UV doit être retouchée avec un primaire époxy marin et une couche de finition polyuréthane avant que la corrosion n'atteigne la surface en fonte. Pour les moteurs des zones 1 et 2, les exigences d'inspection périodique de la norme IEC 60079-17 s'appliquent également : il convient de vérifier la présence de toutes les fixations, la bonne étanchéité du couvercle du bornier, le serrage des presse-étoupes Ex d et l'absence de corrosion structurelle sur le bâti du moteur. Conservez des enregistrements photographiques de chaque inspection afin de documenter l'évolution de l'état du revêtement au cours de la durée de vie du moteur. Dans les zones à forte concentration de H₂S (supérieure à 50 ppm), réduisez l'intervalle d'inspection à tous les 6 mois pendant les 3 premières années de service afin d'établir le taux de corrosion réel à cet endroit.

Puis-je utiliser un variateur de fréquence pour contrôler la vitesse d'une pompe à boues dans la zone du digesteur d'une station d'épuration ?

Oui, la régulation de vitesse par variateur de fréquence (VFD) des pompes de recirculation des boues de digesteur permet de réaliser d'importantes économies d'énergie et d'améliorer le contrôle du processus de digestion. Le variateur de fréquence doit être installé hors de la zone 1, dans un local technique MCC séparé ou une enceinte pressurisée Ex p. Le moteur reliant le variateur de fréquence à la pompe doit être un YB2 Ex d IIB T4, quel que soit l'emplacement du variateur. Côté moteur, privilégiez le YB2 équipé d'un ventilateur de refroidissement forcé IC416 plutôt que le ventilateur standard IC411 monté sur l'arbre. Ainsi, le moteur peut fournir son couple maximal à vitesse réduite sans la perte de refroidissement liée au fonctionnement à basse vitesse. Ceci est particulièrement important pour les pompes de recirculation des boues fonctionnant entre 30 et 700 tr/min de leur vitesse nominale pendant la majeure partie du cycle de digestion, pour lesquelles le refroidissement par IC411 serait insuffisant. Contactez Korea Ever-Power pour connaître la disponibilité et les spécifications de l'option YB2 IC416 pour votre gamme de puissance de pompe.

 

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Groupe électrogène Korea Ever-Power YB2 : ATEX + IECEx Ex d IIB T4, IP55, fonte, revêtement époxy marin, 0,55–200 kW. Convient aux zones de biogaz 1/2 et aux zones de boues H₂S avec une seule spécification de moteur.

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Édité par Cxm