CA1104970A - Installation et procede de regulation du prechauffage de charbon a cokefier - Google Patents
Installation et procede de regulation du prechauffage de charbon a cokefierInfo
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Abstract
DE DIVULGATION Un sécheur broyeur préchauffeur de charbon à cokéfier est alimenté en gaz de séchage, d'entraînement et de fluidisation par les fumées d'une chambre de combustion comportant deux brûleurs, l'un principal, l'autre d'appoint, lequel est régulé des que le brûleur principal est éteint par suite d'arrêt de charbon en amont ou en aval et l'extinction de ce brûleur principal provoque l'introduction de vapeur d'eau dans la chambre de combustion.
Description
`r L'invention concerne une installation et un procédé
pour maintenir en toutes circonstances à des valeurs de tempé
rature désirées une installation de prechauffage de charbon comportant au moins une enceinte de séchage alimentée par un S agent de fluidisation, une cham~re de combustion a brûleur ~ i combustion neutre produisant un gaz neutre chaud servant d'agent d'entraînement, de séchage et de fluidisation, et des moyens de régulation de l'alimentation du brûleur en combustible liquide ou gazeux asservis a des moyens de mesure de la température de l'enceinte.
Dans la ~echnique d'enfournement de fines à cokes par préchauffage des fines, il est connu de préparer une charge de charbon par broyage et séchage dans un réacteur de fluidisation dit broyeur-sécheur, dans lequel tourne un mobile de bro~age et d'o~ le charbon convenablement broyé et chauffé entre 100 et 260C
est entralné dans une trémie d'attente. Dans une telle installa-tion, il peut axriver que l'alimentation en c~arbon du b~oyeur~
-sécheur doive être interrompue, par exemple du fait d'un incident en amont ou en aval de cet appareil. Mais alors, si l'on ne procède pas a l'extinction du brûleur, la température de l'installation risque de s'élever jusqu'à une valeur excessive 9 provoquant une cokéfaction du charbon humide qui stagne dans la partie d'alimentation ce qui risque d'empêcher un red~marrage de l'installation dans des conditions noxmales.
` 25 Pour résoudre ce problème, on a déj~ propos~ par la demande de brevet français 75 25425 (n de publicatlon 2 281 971) de réduire la puissance du brûleur à sa valeur mini~ale et d'injecter, de preférence en amont du broyeur-sécheur, de l'eau - dont la chaleur de vaporisation absorbe la chaleur produite par le br~leur fonctionnant ~ sa puissance minimale, ce gui bloque les xisques de cokefaction.
Mais, une telle solution ne présente pas que des avantage~.
Un inconvenient de la solution precitee est de déte riorer les réfractaires par refroidissement trop brutal par de l'eau dans une des zones les plus chaudes de l'installation.
En outre, cette quantite d'qau doit être relativement importante, car, du fait que les gaz venant de la chambre de co~bustion doivent être neutres, la souplesse de réglage du br~leur est limit~e ~ une fourchette comprise entre sa puissance nomin~le .
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pour maintenir en toutes circonstances à des valeurs de tempé
rature désirées une installation de prechauffage de charbon comportant au moins une enceinte de séchage alimentée par un S agent de fluidisation, une cham~re de combustion a brûleur ~ i combustion neutre produisant un gaz neutre chaud servant d'agent d'entraînement, de séchage et de fluidisation, et des moyens de régulation de l'alimentation du brûleur en combustible liquide ou gazeux asservis a des moyens de mesure de la température de l'enceinte.
Dans la ~echnique d'enfournement de fines à cokes par préchauffage des fines, il est connu de préparer une charge de charbon par broyage et séchage dans un réacteur de fluidisation dit broyeur-sécheur, dans lequel tourne un mobile de bro~age et d'o~ le charbon convenablement broyé et chauffé entre 100 et 260C
est entralné dans une trémie d'attente. Dans une telle installa-tion, il peut axriver que l'alimentation en c~arbon du b~oyeur~
-sécheur doive être interrompue, par exemple du fait d'un incident en amont ou en aval de cet appareil. Mais alors, si l'on ne procède pas a l'extinction du brûleur, la température de l'installation risque de s'élever jusqu'à une valeur excessive 9 provoquant une cokéfaction du charbon humide qui stagne dans la partie d'alimentation ce qui risque d'empêcher un red~marrage de l'installation dans des conditions noxmales.
` 25 Pour résoudre ce problème, on a déj~ propos~ par la demande de brevet français 75 25425 (n de publicatlon 2 281 971) de réduire la puissance du brûleur à sa valeur mini~ale et d'injecter, de preférence en amont du broyeur-sécheur, de l'eau - dont la chaleur de vaporisation absorbe la chaleur produite par le br~leur fonctionnant ~ sa puissance minimale, ce gui bloque les xisques de cokefaction.
Mais, une telle solution ne présente pas que des avantage~.
Un inconvenient de la solution precitee est de déte riorer les réfractaires par refroidissement trop brutal par de l'eau dans une des zones les plus chaudes de l'installation.
En outre, cette quantite d'qau doit être relativement importante, car, du fait que les gaz venant de la chambre de co~bustion doivent être neutres, la souplesse de réglage du br~leur est limit~e ~ une fourchette comprise entre sa puissance nomin~le .
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- 2 - ~ 9~
et environ le tiers de cette puissance. Il y a donc consomma-tion de combustible en pure perte, puisque, pendant l'attente, le tiers de la puissance nominale du brûleur est consacré à
vaporiser de l'eau.
Selon l'invention, on part d'une installation de préchauffage de charbon comportant:
- un secheur-broyeur-prechauffeur comprenant:
- une conduite verticale d'entrainement ascendant du charbon par un agent gazeux d'entrainement, - des moyens d'introduction du charbon dans la conduite ~erticale d'entrainement, - une enceinte de fluidisation a la base de laquelle débouche la conduite verticale d'entrainement ascendant ~ ~
du charbon, dans laquelle l'agent gazeux d'entrainement ::
dans la conduite ascendante sert d'agent de fluidisation, - un broyeur rotatif à percussion logé dans l'enceinte ::-de fluidisation au voisinage de sa partie inférieure, - une conduite d'entra~nement du charbon préchauffé et broyê prenant naissance verticalement au sommet de l'inceinte de fluidisation; :
- une chambre de combustion, pour la production de l'agent :~
gazeux d'entra~nement et de fluidisation, débouchant à la base de la conduite verticale d'entrainement ascendant du charbon, ladite chambre de combustion comportant un brûleur neutre de puissance thermique nominale appropriee et pouvant fonctionner dans une plage de puissances inferieure ~ cette :
puissance nominale; :: :
- des moyens de regulation de l'air de combustion amené au brûleur pour que l'agent gazeux d'entrafnement et de .
fluidisation soit sensiblement neutre;
- des moyens de régulation d~ combustible liquide ou gazeux :
amenê au brûleur asservis ~ des moyens de mesure de tempé-: rature dans l'enceinte de fluidisation;
- et des moyens de recyclage d'une partie de l'agent gazeux d'entrainement et de fluidisation dans la chambre de combustion en quantité régulée de telle sorte que la vitesse du flux gazeux total soit maintenue constante dans la zone de fluidisation, dans laquelle les buts de l'invention sont atteints; par le fait que la chambre de combustion comporte , ,, : .
et environ le tiers de cette puissance. Il y a donc consomma-tion de combustible en pure perte, puisque, pendant l'attente, le tiers de la puissance nominale du brûleur est consacré à
vaporiser de l'eau.
Selon l'invention, on part d'une installation de préchauffage de charbon comportant:
- un secheur-broyeur-prechauffeur comprenant:
- une conduite verticale d'entrainement ascendant du charbon par un agent gazeux d'entrainement, - des moyens d'introduction du charbon dans la conduite ~erticale d'entrainement, - une enceinte de fluidisation a la base de laquelle débouche la conduite verticale d'entrainement ascendant ~ ~
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dans la conduite ascendante sert d'agent de fluidisation, - un broyeur rotatif à percussion logé dans l'enceinte ::-de fluidisation au voisinage de sa partie inférieure, - une conduite d'entra~nement du charbon préchauffé et broyê prenant naissance verticalement au sommet de l'inceinte de fluidisation; :
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fluidisation soit sensiblement neutre;
- des moyens de régulation d~ combustible liquide ou gazeux :
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- et des moyens de recyclage d'une partie de l'agent gazeux d'entrainement et de fluidisation dans la chambre de combustion en quantité régulée de telle sorte que la vitesse du flux gazeux total soit maintenue constante dans la zone de fluidisation, dans laquelle les buts de l'invention sont atteints; par le fait que la chambre de combustion comporte , ,, : .
- 3 -en outre un brûleur neutre d'appoint, de puissance thermique nominale in~erieure a la plus basse puissance de la plage de puissance du ~rûleur principal, comportant des moyens de régu-lation de l'air de combustion pour que les gaz de combustion soient sensiblement neutres et comportant egalement des moyens de regulation du debit du combustible liquide ou gazeux asser~is aux moyens de mesure de temp~rature dans l'enceinte de fluidisation.
Un tel br~leur d'appoint est techniquement different d'un br~leur d'allumage non concu pour recevoir les moyens de regulation permettant d'obtenir des gaz neutres ni des moyens de régulation du debit du combustible liquide ou gazeux qu'on puisse asservir a des moyens de mesure de temperature.
Le brûleur d'appoint peut servir de brûleur d'allu-mage, ce qui e~ite d'avoir a installer trois brûleurs.
Il est con~orme a l'invention que le brûleur d'ap-point comporte, en outre, des moyens de regulation asservis au ~onctionnement du br~leur principal. Dans la pratique, il sera ;~
avantageux de regler le brûleur d'appoint à sa puissance mini-male aussi lon~temps que sert le brûleur principal et de -faire basculer les moyens de regulation thermique du brûleur princi-pal sur le brûleur d'appoint, lo~squ~ la temperature de consigne clans l'enceinte de ~luidisation est aêpassée au point de com-mander, comme il est connu en soi, l'extinction du brûleur principal. De cette ~acon on peut, 5i on le desire, n'avoir qu'un seul dispositif de regulation regulant en service normal le brûleur principal, provoquant l'extinction de ce brûleur en cas de surchau~e, ce qui est le moyen le plus economique, et assurant neanmoins la regulation de temperature en cas d'extinc-tion du ~rûleur principal et même avant son allumage.
3Q Il est pre~ere que la chambre de combustion comporte des mo~ens d'introduction de ballast gazeux chaud, tel que de la ~apeur d~eau. Il s'a~it bien de vapeur d'eau et non d'eau consommatrice de chaleur necessite par sa vaporisation. Cette vapeur d'eau permet de maintenir l'installation en legère sur-pression de securite pour empêcher toute entree d'air.
Il est a~anta~eux que les moyens d'introduction du ballast gazeux chaud soient asservis aux moyens d'introduction du charbon dans la conduite verticale d'entra~nement.
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~ 4 ~ 7~
De cette façon on maintient la mise en pression pratiquement à l'instant même o~ le dispositif de régulation va intervenir pour eteindre le brûleur principal par suite de l'arr8t d'apport en charbon.
Selon un mode de realisation préféré le bruleur principal et le brûleur d'appoint sont réunis concentriquement en un double brûleur.
Les buts de l'invention sont atteints, dans un pro-cêde du type decrit au début, par le fait qu'on étend vers le bas le domaine de réglage de la puissance thermique en prévo-yant dans la chambre de combustion un brûleur d'appoint de puissance thermique inférieure à la puissance la plus basse de la plage de puissance du brûleur principal et qu'on régule le brûleur d'appoint en fonction de la température mesurée dans l'enceinte au moins pendant les périodes d'arrêt du bruleur principal.
De cette façon, au lieu d'avoir une plage étroite de rêgla~e de puissance qu'impose un seul br~leur, on etend consi-dérablement les possibilités de régulation grâce A deux plages de ré~lage.
Pendant les périodes de fonctionnement du brûleur principal, il est avantageux de régler le brûleur d'appoint à
sa puissance minimale, tandis que, pendant ses périodes d'arrêt, il est avantageux d'injecter dans l'installation un ballast gazeux, tel que de la vapeur d'eau, ce ballast gazeux étant ln;ecte de préférence dans la chambre de combustion.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description, qui sera donnée ci-après uniquement A titre d'exemple, d'un mode de réalisation de l'invention.
On se reportera aux dessins annexés, dans lesquels, - la Eig. 1 est un schéma d'un installation conforme a l'in~ention et permettant de mettre en oeuvre le procédé
selon l'invention, les fig. 2 et 3 représentent en vue de ~ace et en coupe axiale le double brûleur utilisé dans l'installation de la fig. 1, - la fig. 4 représente le schéma d'alimentation des fluides aux brûleurs.
.
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~ 5 ~ l~L~9~
En se reportant à la fig. 1, on voit une installation de préchauffage de charbon comportant un sécheur-broyeur pre- : :
chauffeur désigné dans son ensemble par 10. Celui-ci comprend .
une conduite 11 ver-~icale d'entraînement ascendant du charbon par un agent gazeux d'entraînement, un transporteur à vis 12 amenant le charbon d'une trémie 13 à la conduite 11 en un point sltue au-dessus d'un venturi 14 prévu dans la partie inférieure de la conduite.ll. Au-dessus de la conduite:ll est disposee une enceinte de fluidisation 15 dans la partie inférieure de laquelle débouche ladite conduite 11, en dessous d'un broyeur rotatif a percussion 16. Au sommet de l'enceinte 15 prend 'i:
naissance une conduite 17 d'entrainement du charbon préchauffé
et broye dans l'enceinte 15. La conduite 17 permet-d'entraîner ce charbon vers une batterie de cyclones 18 a la pointe desquels :
15 on récupère ce charbon sur un transporteur 19 vers une trémie :. .
de stockage en vue de son enfournement ultérieur dans un four -~
a coke. Au vortex des cyclones 18, on récupare les fumées dans ~
une conduite 21. : .
L'installation comporte encore une chambre de combustion ~ ~.
20 20 débouchant à la base de la conduite ascendante 11 et des : :
. moyens de régulation de l'air amené au brûleur de la chambre de .~ combustion 20 pour que la combustion soit sensiblement neutre.
Elle comporte en outre des moyens de régulation du combustible :.
asservi à des moyens de température dans l'enceinte de fluidi~
sation et un ventilateur 22 de recyclage par des gaines 23 d'une partie de l'agent gazeux préleve en 21 en quantité regulee telle que la vitesse du flux gazeux total soit maintenue cons- .-. .
tante dans l'enceinte de ~luidisation. L'installation comporte encore uni dépoussiéreur 24 sur la conduite 21.
3Q Ce qui a été décrit jusqu'ici en regard de la fig.1 est connu en soi.
Conformément a l.'.invention, la chambre de combustion 20 comporte deux br~leurs. Dans l'installation representee ces deux brûleurs sont montés concentriquement sous la forme d'un double brûleur 30, tel que r.eprésenté aux fig. 2 et 3. Ce double brûleur 30 comporte un brûleur principal périphérique 31, comportant une amenée de gaz 32 a des buses 33 entourées ~
de buses d'air 35 servies par une amenée d'air 34, et un .:. .
' .~, ,'. '~':'.
~3L~
br~leur central 36 d'appoint comportant une amenée de gaz 37 à une buse d'air 38 débouch~nt dans une avant-chambre de com- .
bustion 39. ~e double br~leu~ 3 eomporta le~ acce~soire~ :
usuels, à savoir une ~lectrode d'allumage 40 dans 1'a~.~nt- :
cha~bre de combustion 39~ une cellule de contr81e 41 et un regard 42.
~e br~leur principal a une puls~ance nominale de - 2700 th/h avec une plage de puissances allant de 9 à ~7 th/h~ ~e brûleur d'appoint a une pui~sance nominale de 180 th/h avec une plage de puis~ance~ all~nt de 45 à 180 thJh~
~ e gaz arrivant à l'amenée 32 et l~air arrivant à ¦
l'~menée ~4 du br~leur princip~l 31 sont amenés res~ectivement par de~ conduite~ 52 et 54 comportant entre elles un dispo~iti~
51 de régulat.ion en proportion ~toechiométriaue assurAnt une .
com~u~stion ~ensi~le~.ent neutre~ Un dispositif de r~gulation 5~ du d~bit ('.e ~az~ repr~senté ~ la fig.1 permet d'a~servir le débit de gaz aux indications tr~sni~es par une li~ne 44 d'un couple thermoélectrique 43 dispo~ dans l'enceinte 1~- ~e di~positif de r~gulation 5~ as~ervit l'alimentation du br~leur ?
principal aux indications d'un capteur 27 de fo~ctio~nement de la vi~ d~alimentation 12.
Conform~ment à l'invention, le gaz arrivant a l'~me-, n~e 37 du br~leur d'appoint 35 et l'a.ir arrivant à l'amen~e ~ ~ 3~ de ce br~leur sont amen~s re~pecti.vement par de.~ oonduite~ ~
57 et 58 compor~ant entre elle~ un di~positif 56 de régulatio~
e~ proportio~.L stoechiom~trique a~surant une combusti.on sensi- 3 b~eme~t neutre~ Un di~positif de r~gulatio~ 59 du ~é~it de gaz 9 repr~e~:~té a la fi~o1, permet d'as~ervir le d~?~t de ga~
aux i~dications tr~n~mi~e~ par u~.e ligne 48 d'u~ couple thermo-~lectrique 4'.7 dis~o~ dans l'encei~t~ 15-.. , j .
dispo~;tif 59 de r~gulatio~ du bruleur d'appoi est en outre a~servi au fonctionnement du premier br~leur par ; .l'interm~d1alre d'un circuit logi~u~ 5~ de telle sorte qu¢ 1 di~po~itif 59 n'intarvienne qu'en ca~ d'arr8t du br~leur principal- .
Le~ dispo~itif~ de r~gulatio~ 5~ et 59 peuvent ~'8tr~ .
qu'u~ seul di~positif, auquel cas le ci~cuit lo~ique 5 i~ter .
.
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.. . ... .. . . ..... . . . . . . . . . . . . . . . .. . .
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vient pour orienter vers l'un QU l'autre br~leur les ordres de régulation en fonction des information~ sur la te~p~rature, l~
fonctionnement de la vis d'alimentation et du br~leur principa~ o L'installation comporte encore une can~lisation 25 d'intro~uction de vapeur dan~ la chambre de combustion 20 par l'interm~diaire de l'une de~ geine~ 23~ ~'ou~ertu~e d~ la c~na-lisation 25 est command~e par un dispositif d'asservissement relié par une liaiso~ ~8 à la cqllule de contrôle de flamme du br~leur principal-.: ~0 Dans l'in3tal1ation d~crite 9 le br~leur d'appoint sert é~alement à l'allumage du br~leur principal, il reste en service à puissance minim~le lo~que le br~leur princip~l est en fonctionnement; enfin~ e~t ~ 1'apport calorifique néce~saire pend~nt les marches ~ites n en condition d'attenten- ¦
Dans une telle instaalation, on se propose d'obtenir une temp~rature de 250 à 260C dans l'enceinte a~ec un d~bit . de charbon de 10 t/h~ ~'apport jalorifique aux brGleurs doit ~tre expérimentalement de 1400 th/h et la vite~se à vide de~ !
fumées dans la zone de traitement dls l'enceinte doit ~t~e de 5 mJs n peut ~tre amené à pa~ser aux conditio~s d'att~te pour diverses raison~ imposa~t un ~rrêt de l'alimentatio~ en ., charbon- :
a~ en amont du préchaufflsur: arrets ~ur le ~y~tème d'alimentation en char~on humide~ i b~ e~ aval ~u préchauffe~r : arr~tR ~ur le systèm~ !
de chargement des fours.
Dans ce dernier Ca9, le mod~ op~ratoire ~era la suivant :
- L~s d~bit de ch~rbon humide introduit dans le préchauffeur est d'abord reduit ~u minimum, c'e3t-à-dire au ~oisi~age de la demi-puissance-- AU br~leur principal, le~ d~bits d'air et de gaz ~ont réduits a~tomatiquement à une valeur minimale~ la ~5 .température dan~ la zone d~ traitement ~e maintenant à 250_ 260~C.
- ~orsque la tr~mie d'attente du charbon préchauff~
est pleine, l'~limentation en cha~bon brut e~t arr~tee~
la vitesse à vi~e dans le préchauffeur peut 8~re J
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maintenue à 5 m/s ou réduite à une valeur compatible avec la con-duite de l'installation.
- Le braleur principal est arrête, le brûleur d'appoint reste alors seul en service. Son système de regulation maintient la temperature à 250C - 260C.
- Une injection de vapeur se fait automatiquement dans la chambre de combustion par une arrivee 25 menagee en aval de volets de reglage 28 prevus sur les gaines 23 de fumees recy-clees.
Ces deux dernières operations sont caracteristiques du procede de l'invention.
Dans le cas d'un arrêt sur le systame d'alimentation en charbon humide, le brûleur principal est immediatement arrête, le brûleur d'appoint se maintenant seul en service regule comme dans le cas precedent et l'injection de vapeur se fait egalement comme precedemment.
La Demanderesse a pu realiser les conditions de marche suivantes:
. température dans la zone de traitement: 250-260C.
2Q . débit de charbon: nul apport calorifique au brûleur d'appoint: 60 th/h.
vitesse à vide dans la zone de traitement: 3,5 m/s.
débit de vapeur à 200-210C: 200 kg/h.
- pendand cette marche en conditions d'attente le débit calorifique du brûleur d'appoint est réglé pour maintenir le r~gime de temperature, ce brûleur etant dimensionne en consequence.
- pour revenir aux conditions normales, il suffit:
. de mettre en service régulé le brûleur principal tout en ramenant le br~leur d'appoint à sa puissance minimale.
Les vannes air et gaz du br~leur principal étant prereglees aux valeurs minima definies plus haut.
eventuellement de revenir a la vitesse de 5 m/s.
. ~`de mettre la vis à charbon humide en service au débit minimal . puis d'augmenter le debit de charbon en reglant les températures aux valeurs de consigne en augmentant les débits d'air et de gaz.
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Un tel br~leur d'appoint est techniquement different d'un br~leur d'allumage non concu pour recevoir les moyens de regulation permettant d'obtenir des gaz neutres ni des moyens de régulation du debit du combustible liquide ou gazeux qu'on puisse asservir a des moyens de mesure de temperature.
Le brûleur d'appoint peut servir de brûleur d'allu-mage, ce qui e~ite d'avoir a installer trois brûleurs.
Il est con~orme a l'invention que le brûleur d'ap-point comporte, en outre, des moyens de regulation asservis au ~onctionnement du br~leur principal. Dans la pratique, il sera ;~
avantageux de regler le brûleur d'appoint à sa puissance mini-male aussi lon~temps que sert le brûleur principal et de -faire basculer les moyens de regulation thermique du brûleur princi-pal sur le brûleur d'appoint, lo~squ~ la temperature de consigne clans l'enceinte de ~luidisation est aêpassée au point de com-mander, comme il est connu en soi, l'extinction du brûleur principal. De cette ~acon on peut, 5i on le desire, n'avoir qu'un seul dispositif de regulation regulant en service normal le brûleur principal, provoquant l'extinction de ce brûleur en cas de surchau~e, ce qui est le moyen le plus economique, et assurant neanmoins la regulation de temperature en cas d'extinc-tion du ~rûleur principal et même avant son allumage.
3Q Il est pre~ere que la chambre de combustion comporte des mo~ens d'introduction de ballast gazeux chaud, tel que de la ~apeur d~eau. Il s'a~it bien de vapeur d'eau et non d'eau consommatrice de chaleur necessite par sa vaporisation. Cette vapeur d'eau permet de maintenir l'installation en legère sur-pression de securite pour empêcher toute entree d'air.
Il est a~anta~eux que les moyens d'introduction du ballast gazeux chaud soient asservis aux moyens d'introduction du charbon dans la conduite verticale d'entra~nement.
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De cette façon on maintient la mise en pression pratiquement à l'instant même o~ le dispositif de régulation va intervenir pour eteindre le brûleur principal par suite de l'arr8t d'apport en charbon.
Selon un mode de realisation préféré le bruleur principal et le brûleur d'appoint sont réunis concentriquement en un double brûleur.
Les buts de l'invention sont atteints, dans un pro-cêde du type decrit au début, par le fait qu'on étend vers le bas le domaine de réglage de la puissance thermique en prévo-yant dans la chambre de combustion un brûleur d'appoint de puissance thermique inférieure à la puissance la plus basse de la plage de puissance du brûleur principal et qu'on régule le brûleur d'appoint en fonction de la température mesurée dans l'enceinte au moins pendant les périodes d'arrêt du bruleur principal.
De cette façon, au lieu d'avoir une plage étroite de rêgla~e de puissance qu'impose un seul br~leur, on etend consi-dérablement les possibilités de régulation grâce A deux plages de ré~lage.
Pendant les périodes de fonctionnement du brûleur principal, il est avantageux de régler le brûleur d'appoint à
sa puissance minimale, tandis que, pendant ses périodes d'arrêt, il est avantageux d'injecter dans l'installation un ballast gazeux, tel que de la vapeur d'eau, ce ballast gazeux étant ln;ecte de préférence dans la chambre de combustion.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description, qui sera donnée ci-après uniquement A titre d'exemple, d'un mode de réalisation de l'invention.
On se reportera aux dessins annexés, dans lesquels, - la Eig. 1 est un schéma d'un installation conforme a l'in~ention et permettant de mettre en oeuvre le procédé
selon l'invention, les fig. 2 et 3 représentent en vue de ~ace et en coupe axiale le double brûleur utilisé dans l'installation de la fig. 1, - la fig. 4 représente le schéma d'alimentation des fluides aux brûleurs.
.
; , , :
~ 5 ~ l~L~9~
En se reportant à la fig. 1, on voit une installation de préchauffage de charbon comportant un sécheur-broyeur pre- : :
chauffeur désigné dans son ensemble par 10. Celui-ci comprend .
une conduite 11 ver-~icale d'entraînement ascendant du charbon par un agent gazeux d'entraînement, un transporteur à vis 12 amenant le charbon d'une trémie 13 à la conduite 11 en un point sltue au-dessus d'un venturi 14 prévu dans la partie inférieure de la conduite.ll. Au-dessus de la conduite:ll est disposee une enceinte de fluidisation 15 dans la partie inférieure de laquelle débouche ladite conduite 11, en dessous d'un broyeur rotatif a percussion 16. Au sommet de l'enceinte 15 prend 'i:
naissance une conduite 17 d'entrainement du charbon préchauffé
et broye dans l'enceinte 15. La conduite 17 permet-d'entraîner ce charbon vers une batterie de cyclones 18 a la pointe desquels :
15 on récupère ce charbon sur un transporteur 19 vers une trémie :. .
de stockage en vue de son enfournement ultérieur dans un four -~
a coke. Au vortex des cyclones 18, on récupare les fumées dans ~
une conduite 21. : .
L'installation comporte encore une chambre de combustion ~ ~.
20 20 débouchant à la base de la conduite ascendante 11 et des : :
. moyens de régulation de l'air amené au brûleur de la chambre de .~ combustion 20 pour que la combustion soit sensiblement neutre.
Elle comporte en outre des moyens de régulation du combustible :.
asservi à des moyens de température dans l'enceinte de fluidi~
sation et un ventilateur 22 de recyclage par des gaines 23 d'une partie de l'agent gazeux préleve en 21 en quantité regulee telle que la vitesse du flux gazeux total soit maintenue cons- .-. .
tante dans l'enceinte de ~luidisation. L'installation comporte encore uni dépoussiéreur 24 sur la conduite 21.
3Q Ce qui a été décrit jusqu'ici en regard de la fig.1 est connu en soi.
Conformément a l.'.invention, la chambre de combustion 20 comporte deux br~leurs. Dans l'installation representee ces deux brûleurs sont montés concentriquement sous la forme d'un double brûleur 30, tel que r.eprésenté aux fig. 2 et 3. Ce double brûleur 30 comporte un brûleur principal périphérique 31, comportant une amenée de gaz 32 a des buses 33 entourées ~
de buses d'air 35 servies par une amenée d'air 34, et un .:. .
' .~, ,'. '~':'.
~3L~
br~leur central 36 d'appoint comportant une amenée de gaz 37 à une buse d'air 38 débouch~nt dans une avant-chambre de com- .
bustion 39. ~e double br~leu~ 3 eomporta le~ acce~soire~ :
usuels, à savoir une ~lectrode d'allumage 40 dans 1'a~.~nt- :
cha~bre de combustion 39~ une cellule de contr81e 41 et un regard 42.
~e br~leur principal a une puls~ance nominale de - 2700 th/h avec une plage de puissances allant de 9 à ~7 th/h~ ~e brûleur d'appoint a une pui~sance nominale de 180 th/h avec une plage de puis~ance~ all~nt de 45 à 180 thJh~
~ e gaz arrivant à l'amenée 32 et l~air arrivant à ¦
l'~menée ~4 du br~leur princip~l 31 sont amenés res~ectivement par de~ conduite~ 52 et 54 comportant entre elles un dispo~iti~
51 de régulat.ion en proportion ~toechiométriaue assurAnt une .
com~u~stion ~ensi~le~.ent neutre~ Un dispositif de r~gulation 5~ du d~bit ('.e ~az~ repr~senté ~ la fig.1 permet d'a~servir le débit de gaz aux indications tr~sni~es par une li~ne 44 d'un couple thermoélectrique 43 dispo~ dans l'enceinte 1~- ~e di~positif de r~gulation 5~ as~ervit l'alimentation du br~leur ?
principal aux indications d'un capteur 27 de fo~ctio~nement de la vi~ d~alimentation 12.
Conform~ment à l'invention, le gaz arrivant a l'~me-, n~e 37 du br~leur d'appoint 35 et l'a.ir arrivant à l'amen~e ~ ~ 3~ de ce br~leur sont amen~s re~pecti.vement par de.~ oonduite~ ~
57 et 58 compor~ant entre elle~ un di~positif 56 de régulatio~
e~ proportio~.L stoechiom~trique a~surant une combusti.on sensi- 3 b~eme~t neutre~ Un di~positif de r~gulatio~ 59 du ~é~it de gaz 9 repr~e~:~té a la fi~o1, permet d'as~ervir le d~?~t de ga~
aux i~dications tr~n~mi~e~ par u~.e ligne 48 d'u~ couple thermo-~lectrique 4'.7 dis~o~ dans l'encei~t~ 15-.. , j .
dispo~;tif 59 de r~gulatio~ du bruleur d'appoi est en outre a~servi au fonctionnement du premier br~leur par ; .l'interm~d1alre d'un circuit logi~u~ 5~ de telle sorte qu¢ 1 di~po~itif 59 n'intarvienne qu'en ca~ d'arr8t du br~leur principal- .
Le~ dispo~itif~ de r~gulatio~ 5~ et 59 peuvent ~'8tr~ .
qu'u~ seul di~positif, auquel cas le ci~cuit lo~ique 5 i~ter .
.
- .
.. . ... .. . . ..... . . . . . . . . . . . . . . . .. . .
. _ . ... ...... ~ J
' .. ' ' : , , ,. :
.. .. .. - . ~ , .
vient pour orienter vers l'un QU l'autre br~leur les ordres de régulation en fonction des information~ sur la te~p~rature, l~
fonctionnement de la vis d'alimentation et du br~leur principa~ o L'installation comporte encore une can~lisation 25 d'intro~uction de vapeur dan~ la chambre de combustion 20 par l'interm~diaire de l'une de~ geine~ 23~ ~'ou~ertu~e d~ la c~na-lisation 25 est command~e par un dispositif d'asservissement relié par une liaiso~ ~8 à la cqllule de contrôle de flamme du br~leur principal-.: ~0 Dans l'in3tal1ation d~crite 9 le br~leur d'appoint sert é~alement à l'allumage du br~leur principal, il reste en service à puissance minim~le lo~que le br~leur princip~l est en fonctionnement; enfin~ e~t ~ 1'apport calorifique néce~saire pend~nt les marches ~ites n en condition d'attenten- ¦
Dans une telle instaalation, on se propose d'obtenir une temp~rature de 250 à 260C dans l'enceinte a~ec un d~bit . de charbon de 10 t/h~ ~'apport jalorifique aux brGleurs doit ~tre expérimentalement de 1400 th/h et la vite~se à vide de~ !
fumées dans la zone de traitement dls l'enceinte doit ~t~e de 5 mJs n peut ~tre amené à pa~ser aux conditio~s d'att~te pour diverses raison~ imposa~t un ~rrêt de l'alimentatio~ en ., charbon- :
a~ en amont du préchaufflsur: arrets ~ur le ~y~tème d'alimentation en char~on humide~ i b~ e~ aval ~u préchauffe~r : arr~tR ~ur le systèm~ !
de chargement des fours.
Dans ce dernier Ca9, le mod~ op~ratoire ~era la suivant :
- L~s d~bit de ch~rbon humide introduit dans le préchauffeur est d'abord reduit ~u minimum, c'e3t-à-dire au ~oisi~age de la demi-puissance-- AU br~leur principal, le~ d~bits d'air et de gaz ~ont réduits a~tomatiquement à une valeur minimale~ la ~5 .température dan~ la zone d~ traitement ~e maintenant à 250_ 260~C.
- ~orsque la tr~mie d'attente du charbon préchauff~
est pleine, l'~limentation en cha~bon brut e~t arr~tee~
la vitesse à vi~e dans le préchauffeur peut 8~re J
..... . . ..
~ . , ~
- 8 ~ 7~
maintenue à 5 m/s ou réduite à une valeur compatible avec la con-duite de l'installation.
- Le braleur principal est arrête, le brûleur d'appoint reste alors seul en service. Son système de regulation maintient la temperature à 250C - 260C.
- Une injection de vapeur se fait automatiquement dans la chambre de combustion par une arrivee 25 menagee en aval de volets de reglage 28 prevus sur les gaines 23 de fumees recy-clees.
Ces deux dernières operations sont caracteristiques du procede de l'invention.
Dans le cas d'un arrêt sur le systame d'alimentation en charbon humide, le brûleur principal est immediatement arrête, le brûleur d'appoint se maintenant seul en service regule comme dans le cas precedent et l'injection de vapeur se fait egalement comme precedemment.
La Demanderesse a pu realiser les conditions de marche suivantes:
. température dans la zone de traitement: 250-260C.
2Q . débit de charbon: nul apport calorifique au brûleur d'appoint: 60 th/h.
vitesse à vide dans la zone de traitement: 3,5 m/s.
débit de vapeur à 200-210C: 200 kg/h.
- pendand cette marche en conditions d'attente le débit calorifique du brûleur d'appoint est réglé pour maintenir le r~gime de temperature, ce brûleur etant dimensionne en consequence.
- pour revenir aux conditions normales, il suffit:
. de mettre en service régulé le brûleur principal tout en ramenant le br~leur d'appoint à sa puissance minimale.
Les vannes air et gaz du br~leur principal étant prereglees aux valeurs minima definies plus haut.
eventuellement de revenir a la vitesse de 5 m/s.
. ~`de mettre la vis à charbon humide en service au débit minimal . puis d'augmenter le debit de charbon en reglant les températures aux valeurs de consigne en augmentant les débits d'air et de gaz.
' .
, , . . : , :
,.................. ... : . - . . .
..
Claims (10)
1 - Installation de préchauffage de charbon compor-tant:
(a) un sécheur-broyeur-préchauffeur comprenant:
- une conduite verticale d'entraînement ascendant du charbon par un agent gazeux d'entraînement, - des moyens d'introduction du charbon dans la con-duite verticale d'entraînement, - une enceinte de fluidisation à la base de laquelle débouche la conduite verticale d'entraînement ascendant du charbon, dans laquelle l'agent gazeux d'entraînement dans la conduite ascendante sert d'agent de fluidisation, - un broyeur rotatif à percussion loge dans l'en-ceinte de fluidisation au voisinage de sa partie inférieure, - une conduite d'entraînement du charbon préchauffé
et broyé prenant naissance verticalement au sommet de l'enceinte de fluidisation;
(b) une chambre de combustion, pour la production de l'agent gazeux d'entraînement et de fluidisation, débouchant à la base de la conduite verticale d'entraînement ascendant du charbon, ladite chambre de combustion comportant un brûleur neutre de puissance thermique nominale appropriée et pouvant fonctionner dans une plage de puissances inférieure à cette puissance nomi-nale;
(c) des moyens de régulation de l'air de combustion amené au brûleur pour que l'agent gazeux d'entraînement et de fluidisa-tion soit sensiblement neutre;
(d) des moyens de régulation du combustible liquide ou gazeux amené au brûleur asservis à des moyens de mesure de température dans l'enceinte de fluidisation;
(e) et des moyens de recyclage d'une partie de l'agent gazeux d'entraînement et de fluidisation dans la chambre de combustion en quantité régulée de telle sorte que la vitesse du flux gazeux total soit maintenue constante dans la zone de fluidi-sation, caractérisée en ce que la chambre de combustion comporte en outre un brûleur neutre d'appoint, de puissance thermique nominale inférieure à la plus basse puissance de la plage de puissances du premier, ledit brûleur comportant des moyens de régulation de l'air de combustion pour que les gaz de combustion soient sensiblement neutres et comportant également des moyens de régulation du débit du combustible liquide ou gazeux asservis aux moyens de mesure de température dans l'enceinte de fluidisa-tion.
(a) un sécheur-broyeur-préchauffeur comprenant:
- une conduite verticale d'entraînement ascendant du charbon par un agent gazeux d'entraînement, - des moyens d'introduction du charbon dans la con-duite verticale d'entraînement, - une enceinte de fluidisation à la base de laquelle débouche la conduite verticale d'entraînement ascendant du charbon, dans laquelle l'agent gazeux d'entraînement dans la conduite ascendante sert d'agent de fluidisation, - un broyeur rotatif à percussion loge dans l'en-ceinte de fluidisation au voisinage de sa partie inférieure, - une conduite d'entraînement du charbon préchauffé
et broyé prenant naissance verticalement au sommet de l'enceinte de fluidisation;
(b) une chambre de combustion, pour la production de l'agent gazeux d'entraînement et de fluidisation, débouchant à la base de la conduite verticale d'entraînement ascendant du charbon, ladite chambre de combustion comportant un brûleur neutre de puissance thermique nominale appropriée et pouvant fonctionner dans une plage de puissances inférieure à cette puissance nomi-nale;
(c) des moyens de régulation de l'air de combustion amené au brûleur pour que l'agent gazeux d'entraînement et de fluidisa-tion soit sensiblement neutre;
(d) des moyens de régulation du combustible liquide ou gazeux amené au brûleur asservis à des moyens de mesure de température dans l'enceinte de fluidisation;
(e) et des moyens de recyclage d'une partie de l'agent gazeux d'entraînement et de fluidisation dans la chambre de combustion en quantité régulée de telle sorte que la vitesse du flux gazeux total soit maintenue constante dans la zone de fluidi-sation, caractérisée en ce que la chambre de combustion comporte en outre un brûleur neutre d'appoint, de puissance thermique nominale inférieure à la plus basse puissance de la plage de puissances du premier, ledit brûleur comportant des moyens de régulation de l'air de combustion pour que les gaz de combustion soient sensiblement neutres et comportant également des moyens de régulation du débit du combustible liquide ou gazeux asservis aux moyens de mesure de température dans l'enceinte de fluidisa-tion.
2 - Installation de préchauffage selon la revendica-tion 1, caractérisée en ce que le brûleur d'appoint comporte en outre des moyens de régulation asservis au fonctionnement du brûleur principal.
3 - Installation de préchauffage selon la revendica-tion 1, caractérisée en ce que la chambre de combustion comporte des moyens d'introduction de ballast gazeux chaud, tel que de la vapeur d'eau.
4 - Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens d'introduction du ballast gazeux chaud sont asservis aux moyens d'introduction du charbon dans la conduite verticale d'entraînement.
5 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le brûleur principal et le brûleur d'appoint sont réunis concentriquement en un double brûleur.
6 - Procédé pour maintenir en toutes circonstances à
des valeurs de températures désirées une installation de pre-chauffage de charbon comportant au moins une enceinte de séchage alimentée par un agent de fluidisation, une chambre de combustion à brûleur à combustion neutre produisant un gaz neutre chaud servant d'agent d'entraînement, de séchage et de fluidisation, et des moyens de régulation de l'alimentation du brûleur en com-bustible liquide ou gazeux asservis à des moyens de mesure de la température dans l'enceinte, caractérise en ce qu'on étend vers le bas le domaine de réglage de la puissance thermique dans la chambre de combustion en régulant un brûleur d'appoint de puis-sance thermique inférieure à la puissance la plus basse de la plage de puissance du brûleur principal, ledit brûleur d'appoint étant régulé en fonction de la température mesurée dans l'enceinte au moins pendant les périodes d'arrêt du brûleur principal.
des valeurs de températures désirées une installation de pre-chauffage de charbon comportant au moins une enceinte de séchage alimentée par un agent de fluidisation, une chambre de combustion à brûleur à combustion neutre produisant un gaz neutre chaud servant d'agent d'entraînement, de séchage et de fluidisation, et des moyens de régulation de l'alimentation du brûleur en com-bustible liquide ou gazeux asservis à des moyens de mesure de la température dans l'enceinte, caractérise en ce qu'on étend vers le bas le domaine de réglage de la puissance thermique dans la chambre de combustion en régulant un brûleur d'appoint de puis-sance thermique inférieure à la puissance la plus basse de la plage de puissance du brûleur principal, ledit brûleur d'appoint étant régulé en fonction de la température mesurée dans l'enceinte au moins pendant les périodes d'arrêt du brûleur principal.
7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que pendant les périodes de fonctionnement du brûleur princi-pal, on règle le brûleur d'appoint à sa puissance minimale.
8 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, pendant les périodes d'arrêt du brûleur principal on injecte dans l'installation un ballast gazeux, tel que de la vapeur d'eau.
9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé
en ce que le ballast gazeux est injecté dans la chambre de combustion.
en ce que le ballast gazeux est injecté dans la chambre de combustion.
10 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé
en ce qu'on utilise le brûleur d'appoint comme brûleur d'al-lumage.
en ce qu'on utilise le brûleur d'appoint comme brûleur d'al-lumage.
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| MKEX | Expiry |