EP0142437B1 - Procédé et dispositif de réinjection de particules envolées dans une chaudière à combustible solide - Google Patents

Procédé et dispositif de réinjection de particules envolées dans une chaudière à combustible solide Download PDF

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EP0142437B1
EP0142437B1 EP84402258A EP84402258A EP0142437B1 EP 0142437 B1 EP0142437 B1 EP 0142437B1 EP 84402258 A EP84402258 A EP 84402258A EP 84402258 A EP84402258 A EP 84402258A EP 0142437 B1 EP0142437 B1 EP 0142437B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
boiler
buffer storage
separation
flow
Prior art date
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Expired
Application number
EP84402258A
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German (de)
English (en)
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EP0142437A2 (fr
EP0142437A3 (en
Inventor
Michel Couarc'h
Roger Bessouat
Marc Lafaye
Robert Bernet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stein Industrie SA
Manutair Moller SA
Original Assignee
Stein Industrie SA
Manutair Moller SA
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Publication date
Priority claimed from FR8317811A external-priority patent/FR2554552B1/fr
Priority claimed from FR8401774A external-priority patent/FR2559239B2/fr
Application filed by Stein Industrie SA, Manutair Moller SA filed Critical Stein Industrie SA
Priority to AT84402258T priority Critical patent/ATE45025T1/de
Publication of EP0142437A2 publication Critical patent/EP0142437A2/fr
Publication of EP0142437A3 publication Critical patent/EP0142437A3/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0142437B1 publication Critical patent/EP0142437B1/fr
Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F23J3/06—Systems for accumulating residues from different parts of furnace plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B5/00—Combustion apparatus with arrangements for burning uncombusted material from primary combustion
    • F23B5/02—Combustion apparatus with arrangements for burning uncombusted material from primary combustion in main combustion chamber

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for re-injecting flown particles into a solid fuel boiler of the so-called “jet engine with retro grid” type.
  • Such a boiler is characterized by the fact that it is supplied with fuel, for example coal with a particle size of up to several tens of millimeters, or else wood, bark, bagasse, that is to say sugar cane, or other comparable solid fuels, by means arranged in a first zone of the boiler and which continuously project a determined charge of the fuel along a trajectory bringing the latter into a second zone of the boiler, on a grid animated by a return movement from this second zone to the first; combustion begins during said trajectory and continues not only during the end thereof but also on the grate, where this combustion ends so that the grate brings only clinkers into the first zone, where these bottom ash are evacuated.
  • fuel for example coal with a particle size of up to several tens of millimeters, or else wood, bark, bagasse, that is to say sugar cane, or other comparable solid fuels
  • boilers of this type When compared with boilers of other known types, boilers of this type have a number of interesting advantages.
  • boilers of this type provide the advantage of using coals of varied particle size, and in particular coals of much larger particle size, which eliminates grinding means, costly in investment, in maintenance and energy consumption, inextricably linked to pulverized coal boilers.
  • the object of the present invention is to eliminate such a risk, to allow a total reinjection of the solid particles sampled by the various successive dust collectors or separators, including the finest particles separated immediately before rejection of the fumes into the atmosphere.
  • the flow rate, in fine particles, of the corresponding separation means can possibly be very irregular, for example during an accidental or voluntary unclogging of the latter, or by repercussion, after a certain time, of a significant variation in the load of the boiler, and that, however, the transformation of this irregular flow into a continuous flow, at least approximately proportional to the load of the boiler, makes it possible not to disturb the combustion in this boiler by reinjection, it is that is to say to reinject to all the load values without heating irregularity, whatever the disturbances which may affect the instantaneous flow rate of the means for separating fine particles.
  • the flow of transport air must be such that this air does not disturb the combustion inside the boiler either, and in particular that it does not disturb the combustion of the reinjected particles thus transported; taking into account the high carbon content of these particles and their almost zero volatile matter content, the concentration of fine particles reinjected relative to the air which transports them should be sufficiently high, and we have obtained good results with a ratio of the mass flow rate of fine particles to the mass flow rate of transport air of the latter of between 1 and 10 approximately, these figures being given by way of nonlimiting example.
  • volume flow rate of the transport air is advantageously substantially constant, although adjustable, only the flow rate of fine particles in this air varies, in order to ensure a regular injection speed.
  • the method according to the invention makes it possible to reinject all of the solid particles taken from the fumes before evacuation of the latter to the atmosphere, and to burn the com part. bustible with these particles in the best conditions, which makes it possible to achieve significant savings in fuel without, moreover, resulting in a complication of the installations; this results in an optimal use of the fuel, in every respect comparable to that obtained by a pulverized coal boiler, without the need to provide a grinder, a particularly significant drawback of such boilers.
  • the total reinjection makes it possible to extract waste, in practice clinkers, only in a single zone and in a space-saving form which is easy to reprocess.
  • the connection is made by pneumatic transport, on the one hand, the means for discharging particles from the second separation means into the buffer capacity and, on the other hand, the latter, which makes it possible to dissociate it from these dumping means and in particular to juxtapose them, that is to say not to place it immediately below;
  • the device comprises a second source of pressurized air, a second pneumatic transport line connecting this second source to the buffer capacity, the means for discharging particles from the second separation means in the buffer capacity opening into this second conduct by prohibiting direct communication between the latter and the second separation means.
  • the source of pressurized air mentioned first intended to supply the pneumatic conveying line leading to means for continuous sampling of particles in the buffer capacity by means of injection into the boiler, is constituted by an upper part of the buffer capacity; in other words, the same transport air is then used to successively route the particles from the discharge means to the buffer capacity, then to the particles from the buffer capacity to the boiler.
  • the second separation means comprise a plurality of separators connected in series and / or in parallel, between the first separation means and the smoke evacuation means, by the smoke transport means, it is then possible to provide for a discharge of all of these separators in a single buffer capacity without being obliged to communicate to the latter dimensions in plan corresponding to those of all of the second separation means thus formed;
  • the device according to the present invention is then characterized in that means are provided for discharging particles from each of the separators into the single buffer capacity, these means for discharging clogging in said second pipe, which is common, by prohibiting direct communication between this pipe and the separators.
  • This solution is advantageous not only in terms of space, but also in terms of simplification of the means used for regulating the operation, simply because of the uniqueness of the buffer capacity.
  • the means for controlling the flow rate of the means for continuously sampling particles in the or each buffer capacity to be charged to the boiler include means for controlling this flow rate to maintain an average level of particles in this buffer capacity, which makes it possible to gradually absorb, without disturbing the reinjection and combustion of the particles in the boiler, any sudden variations in the charge of particles received by the buffer capacity due to the repercussion, with delay, of an abrupt variation in the charge of the boiler, or also of unclogging the second separation means and more precisely, when the latter comprise several dust collectors, of unclogging one of these dust collectors or more of them.
  • FIG. 1 where we have designated by 1 a coal boiler, internally having a hearth 2 delimited downwards by an approximately horizontal grid 3 constituted by an endless conveyor 4 passing right through share the boiler 1, approximately horizontally, and respectively bypassing on either side thereof deflection means 5, 6 which define in particular in the conveyor 4 an upper strand 7, approximately horizontal, including an intermediate zone between the means bypass 5 and 6 constitutes grid 3; motor means, not shown, animate the conveyor 4 with a movement such that its upper strand 7, that is to say the grid 3, performs an approximately horizontal translational movement 8.
  • a combustion of the coal thus introduced into the hearth 2 begins during the crossing of the path 20 and continues on the grid 3, facilitated by an injection of primary air into the hearth 2 via a sheath 22 opening inside thereof under the upper strand 7 of the conveyor 4, that is to say under the grid 3, and by an injection of secondary air by nozzles such as 23 , 24 opening into the hearth 2, in the faces 108, 109 of the boiler corresponding respectively to the upstream 21 and downstream 9 zones of the grid 3, at an intermediate level between that of the grid 3 and that of the spraying device 17 as well as, preferably, at a level higher than that of the projection device 17, and close to this level.
  • the speed of movement of the grid 3 in the direction 8 is established so that the coal deposited on this grid in the upstream zone 21 thereof is reduced to clinker state upon its arrival in the downstream zone 9, this bottom ash being evacuated by gravity bypassing, by the conveyor 4, the deflecting means 6 placed downstream if one refers to the direction 8, as has been shown diagrammatically at 25.
  • the combustion of the coal during the crossing of the path 20 and on the grid 3 causes a release 26 of smoke that from the walls 27 of the boiler, delimiting the hearth 2 laterally and upwards, completely guide towards a duct 28 approximately horizontal, by making them pass through an evaporator 29 comprising a network of vertical tubes connecting a lower balloon 30 to an upper balloon 31 to vaporize a liquid completely filling the lower balloon 30 and the network of tubes, and partially the upper balloon 31; the latter is connected above the level of the liquid to a manifold 32 for steam outlet from the boiler, by means of a superheater 34 placed on the forced passage of the fumes, and below the level of the liquid to a manifold 33 of water entering the boiler, via an economizer exchanger 35 also placed on the forced passage of fumes.
  • the output speed of the motor 16 is controlled by the flow of steam to be produced to meet the needs of the user, or load of the boiler.
  • the conduit 28 successively routes the fumes taken from the boiler 1 to first separation means 36 intended to separate the larger particles therefrom, then to second separation means 43 intended to separate the finer particles before routing the fumes thus dedusted towards means of evacuation to the atmosphere, shown schematically in 44.
  • the first separation means 36 can be constituted by any known device, capable of producing coarse dusting; they can be constituted for example by a mechanical dust collector, for example centrifugal, or by the first field of an electrostatic separator.
  • these withdrawal and reinjection means comprise a vertical pipe 38, provided with two juxtaposed valves 39 , 40 and in which the hopper 37 opens downwards, this pipe 38 opening itself downwards in an intermediate zone of a horizontal pipe 84 for pneumatic transport joining a source of pressurized air 42 to the hearth 2 of the boiler 1, into which this pipe 84 opens approximately horizontally, as indicated at 41, above the upstream zone 21 of the grid 3, at a level corresponding approximately to that of the designer 17 or at a lower level, such so that the particles thus reinjected at 41 inside the boiler 1 are taken up by the coal projected along the path 20 by the sprayer 17, and then follow this path with the e coal thus projected.
  • the parameters of this reinjection of the largest particles separated from the fumes in the means 36 can be easily determined by a person skilled in the art; one could also choose other modes, already known, of reintroducing such particles into the hearth, such as for example a reintroduction by the sprayer 17, taking into account the particle size of the particles thus reinjected at 41, the combustion of these particles without re-flight, together with the coal introduced along the path 20 by the sprayer 17, does not pose the particular problems indicated above, linked to the re-injection of particles of finer particle size, which are resolved in accordance with the present invention.
  • the second separation means 43 consist of three separators 45, 46, 47, that the smoke travels successively in this order, in series, losing particles of increasingly fine collected in a respective lower hopper 48, 49, 50 of these separators 45, 46, 47; these separators can be either fields of the same electrostatic dust collector, or dust collectors of a different type.
  • Each of these hoppers 48, 49, 50 opens downwards onto a respective valve 51, 52, 53 capable of closing it in a gas-tight manner or to open it to allow the descent, by gravity, of the solid particles collected.
  • each of the valves 51, 52, 53 is disposed a respective intermediate hopper 54, 55, 56, sealed, having an interior volume such that each opening of the associated valve 51, 52, 53, it can receive all of the load of solid particles from the lower hopper 48, 49, 50 of the associated separator 45, 46, 47.
  • each valve 51, 52, 53, normally closed, to empty the lower hopper 48, 49, 50 of the corresponding separator is carried out either when the latter contains a predetermined volume of particles, in function of which is chosen the volume of the associated intermediate hopper 54, 55, 56, either cyclically with a chosen periodicity so that the volume of particles in this lower separator hopper never exceeds this predetermined volume.
  • Each of the intermediate hoppers 54, 55, 56 opens downwards onto a valve 57, 58, 59 at any point similar to the valves 51, 52, 53.
  • each of the intermediate hoppers 54, 55, 56 at the bottom of the lower part thereof opens a respective pipe 100, 101, 102 connected in branch to a pipe 97 which will be described later, and which conveys pressurized air supplied by a volumetric booster 98; each of these pipes 100, 101, 102 makes it possible to inject into the associated intermediate hopper 54, 55, 56, an air for fluidizing the particles therein, the flow rate of this air being able to be adjusted individually by an appropriate valve 103 of line 100, 104 of line 101, 105 of line 102.
  • each of the intermediate hoppers 54, 55, 56 in a state of fluidity such that they can easily flow down out of it when the valve 57, 58, 59 is open.
  • each valve 57, 58, 59 opens onto a respective vertical gravity discharge pipe 94.
  • 95, 96 and the various pipes 94, 95, 96 themselves open down into the pipe 97 mentioned above. , approximately horizontal, in locations distributed along it downstream of the zone from which the fluidization air lines 100, 101, 102 are derived, if one refers to a direction 99 of circulation of the air in this pipe 97, imposed by the volumetric booster 98; a diphragm 106 is interposed in the pipe 97 between the outlet of the various pipes 94, 95, 96 and the mouth of the pipes 100, 101, 102 to cause an air passage in the latter.
  • the air conveyed by the pipe 97 at a flow rate adjusted by adjusting the volumetric booster 98 can successively take charge of the particles taken from the intermediate hopper 56 when the valve 59 is open, and which fall via the pipe 96, the particles taken from the intermediate hopper 55 when the valve 58 is open, and which fall via the line 95, and the particles taken from the intermediate hopper 54 when the valve 57 is open, and which fall via the line 94; it will be noted that this order, chosen by way of example, is not characteristic of the invention and is therefore not limiting of the latter.
  • the air circulating in the pipe 97 conveys in this direction 99 all the particles thus received up to the part upper 107 with a single buffer capacity 60, waterproof, delimiting an internal volume greater than the sum of the respective volumes of the intermediate hoppers 54, 55, 56 so that it can permanently contain a volume of particles much greater than the volume which can reach the intermediate hoppers 54, 55, 56 when the valves 51, 52, 53 connecting them with the respective associated separators 45, 46, 47 are open; in addition, the volume and the shape of the buffer capacity 60 are such that, when the latter receives, via the pneumatic conveying line 97, intermediate hoppers 54, 55, 56 a load of solid particles by opening the valves 57, 58, 59, there follows in the buffer capacity a small variation in the level of the charge of solid particles therein.
  • the buffer capacity 60 has a hopper-shaped lower part, tapering gradually downwards, and an upper part 107 of constant cross section in a horizontal plane, the lower part being intended to be permanently filled with particles over the whole of its height, as well as the upper part 107 over part of its height.
  • Buffer capacity 60 is thus associated with an upper average level 63 of its particle charge; a level sensor 91, associated with the buffer capacity 60, makes it possible to detect and either quantify or compare to a predetermined threshold or to several predetermined thresholds, the possible differences between the actual level of particles in the buffer capacity and the level predetermined means 63, corresponding to this buffer capacity; such sensors are known to those skilled in the art.
  • Each intermediate hopper 54, 55, 56 constitutes an airlock allowing the passage of particles from the lower hopper 48, 49, 50 of the respective associated separator 45, 46, 47 to the buffer capacity 60, via line 97, while preventing communication direct, with the possibility of gas passage, between the interior volume of this buffer capacity and the separators 45, 46, 47; for this purpose, in service, each of the valves 51, 52, 53 is only open on condition that the valve 57, 58, 59 associated with the same intermediate hopper 54, 55, 56 is closed, and each of these valves 57, 58, 59 is only open on condition that the valve 51, 52, 53 associated with the same intermediate hopper 54, 55, 56 is closed; in practice, an opening then closing of each valve 57, 58, 59, normally closed, to empty the associated intermediate hopper 54, 55, 56 occurs after each opening ture-closing of the corresponding valve 51, 52, 53.
  • a pipe 85 which makes it possible to inject into the buffer capacity 60 a fluidizing air of the particles therein, the flow rate of this air can be regulated by a suitable valve 88 of the pipe 85; this air comes for example from the source 42, the pipe 85 then being connected in bypass on the pipe 84, between this source 42 and the outlet of the pipe 38, in a manner not shown but similar to what has been described with reference to lines 100, 101, 102 and 97.
  • the particles are thus maintained, in the buffer capacity 60, in a state of fluidity such that they can be easily sampled by means of sampling at a continuous, adjustable flow rate, onto which this buffer capacity 60 opens down;
  • these removal means are advantageously designated by 69 constituted by a rotary airlock or alveolar distributor, comprising, as is known, a plurality of pallets driven to rotation about an axis, by a motor 72, inside a envelope with which these pallets delimit cells which the rotation of the pallets puts in communication alternately with the buffer capacity 60, upwards, and, downwards, with a vertical evacuation pipe by gravity 75;
  • the flow rate of such a honeycomb distributor in terms of volume flow rate or mass flow rate, is controlled by the speed of rotation of the pallets, that is to say by their driving speed by the associated motor 72.
  • the pipe 75 opens into an approximately horizontal section of a pipe 66 which takes up the air under pressure, supplied by the volumetric booster 98 via the pipe 97, in the upper part 107 of the buffer capacity 60 and conveys this air in a direction of flow 78; a throttle 68 is interposed in the pipe 66, between its mouth in the upper part 107 of the buffer capacity 60 and the outlet of the pipe 75 in this pipe 66, to establish at the outlet of the pipe 75 a pressure lower than that which prevails in the upper part 107 of the buffer capacity 60.
  • the air conveyed through line 66 at a flow rate adjusted by adjusting the volumetric booster 98, takes care of the particles taken from the buffer capacity 60 at a flow rate determined by the alveolar distributor 69, and which fall via the driving 75.
  • the air circulating in the pipe 66 conveys in this direction 78 the particles thus received up to injection means 79 of any type known in itself, used for injecting pulverulent materials into boilers, which injection means 79 open into the hearth 2 approximately horizontally, above the upstream zone 21 of the grid 3, at a level which is intermediate between the levels nozzles 23, 24 for injecting secondary air and corresponding at least approximately to the level of injection 41 of the larger particles separated by the first separation means 36; the injection means 79 are oriented towards the path 20, and more precisely towards a part thereof close to the grid in the upstream region 21 thereof, to favor the handling of the fine particles thus injected at 79 by the coal projected by the spraying device 17 along the path 20, and the monitoring of this path to the grid 3 by these fine particles.
  • injection means 79 of any type known in itself, used for injecting pulverulent materials into boilers, which injection means 79 open into the hearth 2 approximately horizontally, above the upstream zone 21 of the grid 3, at a level which is intermediate between the levels nozzles
  • the flow of air for transporting the particles in the pipe 66 and the flow of particles in this air, via the withdrawal means in the buffer capacity 60, here constituted by the alveolar distributor 69, are continuous, and the flow of particles downstream of the outlet of the pipe 75 in the pipe 66, expressed in terms of mass flow or volume flow, is at least approximately proportional to the load of the boiler, for example to the flow of the supply means 10 expressed in the same units, which is representative of this charge.
  • the flow rate of the withdrawal means in the buffer capacity 60 is controlled by the load of the boiler so as to be at least approximately proportional to it.
  • the flow of solid particles received in the dust collectors 45, 46, 47 then conveyed to the buffer capacity 60 is substantially proportional to the feed rate of the coal boiler 14 from the hopper 11, itself representative of the load of the boiler, there is provided for this purpose, in the illustrated embodiment, a servo motor 72 to the information supplied by the level sensor 91, so as to limit the variations in the level of particles in the buffer capacity 60 in comparison with the predetermined average level 63; it will be noted that in this way it is also ensured that the sampling means 69 receive particles, in the buffer capacity 60, an approximately constant force allowing them to work under conditions themselves approximately constant, independently of the respective emptying intermediate hoppers 54, 55, 56.
  • the means making it possible to control the speed of rotation of the motor 72 to the information supplied by the level sensor 91 have been shown diagrammatically by a link in dashed lines 81; they can be chosen by a person skilled in the art in a wide range of possibilities without departing from the scope of the present invention, depending in particular on the type of level sensor 91 used, depending on the case, a possibility of step-by-step correction or a possibility of continuous correction.
  • the means used for this purpose which can be chosen by a person skilled in the art from a wide range of possibilities and have therefore only been shown diagrammatically by a dashed line 80, tend, for example, to link in a predetermined proportionality relationship , as a function of the quantities of solid particles expected in the dust collectors 45, 46, 47 for determined loads of the
  • the mode of control of the flow rate of the withdrawal means in the buffer capacity 60 charged to the boiler in the direction of at least approximate proportionality, which has just been described, giving priority to the detection of the level of particles in buffer capacity 60 and involving only in terms of trend the load of the boiler at the instant considered, could be replaced by a control mode in the direction of such proportionality which will be described more far with reference to FIGS. 2 to 4, involving primarily the charge of the boiler and by way of correction of level detection in the buffer tank or in each buffer tank; conversely, the mode which has just been described may be adopted for all or for each of the buffer capacities which will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
  • the flow of transport air in this line is adjusted by action on the volumetric booster 98 so that the mass flow of the particles introduced into line 66 either in a ratio to the mass flow of air in this line, of between 1 and 10 approximately; these figures, given by way of nonlimiting example, correspond to a high concentration of the particle-air suspension injected at 79 into the boiler, such a high concentration being favorable to the combustion of the particles upon their arrival in the boiler and to their sintering in the form of bottom ash once they have burned and they are on the grid 3.
  • each valve 57, 58, 59 opens downwards onto a respective buffer capacity 360, 361, 362 sealed, delimiting an interior volume greater than that of the intermediate hopper 54, 55, 56 associated so that it can permanently contain a volume of particles much greater than the volume which can reach the associated intermediate hopper 54, 55, 56 when the valve 51, 52, 53 connecting it ci with the associated separator 45, 46, 47 is open; in addition, the volume and the shape of each buffer capacity 360, 361, 362 are such that, when the latter receives from the associated intermediate hopper 54, 55, 56 a load of solid particles by opening the valve connecting them 57, 58, 59 it follows in the buffer capacity a small variation in the level of the charge of solid particles therein.
  • Each of the buffer capacities 360, 361, 362 has a hopper-shaped lower part, progressively narrowing downwards, and an upper part of constant section in a horizontal plane, the lower part being intended to be permanently filled with particles on its entire height, as well as the upper part of part of its height.
  • Each buffer capacity 360, 361, 362 is thus associated with an upper average level 363, 364, 365 of its charge in particles; a level sensor 391, 392, 393 respectively associated with each buffer capacity 360, 361, 362 makes it possible to detect and either quantify or compare to a predetermined threshold or to several predetermined thresholds, the possible differences between the actual level of particles in the buffer capacity considered and the predetermined average level 363, 364, 365 corresponding to this buffer capacity; such sensors are known to those skilled in the art.
  • Each intermediate hopper 54, 55, 56 constitutes an airlock allowing the passage of the particles of the lower hopper 48. 49. 50 of the separator respectively associated 45, 46, 47 with the corresponding buffer capacity 360, 361, 362 without at any time , the internal volume of the latter is put in direct communication, with the possibility of gas passage, with the separator 45, 46, 47; for this purpose, in service, each of the valves 51, 52, 53 is only open on condition that the valve 57, 58, 59 associated with the same intermediate hopper 54, 55, 56 is closed, and each of these valves 57, 58, 59 is only open on condition that the valve 51, 52, 53 associated with the same intermediate hopper 54, 55, 56 is closed; in practice, an opening and then closing of each valve 57, 58, 59, normally closed, to empty the associated intermediate hopper 54, 55, 56 occurs after each opening-closing of the corresponding valve 51, 52, 53.
  • each of the buffer capacities 360, 361, 362 there opens a respective pipe 385, 386, 387 connected in branch to a pipe 366 which will be described later, and which conveys pressurized air supplied by a fan 367; each of these lines 385, 386, 387 makes it possible to inject into the associated buffer capacity 360, 361, 362, an air for fluidizing the particles therein, the flow rate of this air being able to be adjusted individually by an appropriate valve 388 of line 385, 389 of line 386, 390 of line 387.
  • each of the removal means 369, 370, 371 is advantageously constituted by a rotary airlock or alveolar distributor, comprising, as is known, a plurality of pallets driven in rotation about an axis, by a respective motor 372, 373, 374 , inside an envelope with which these pallets delimit cells which the rotation of the pallets puts in communication alternately with the associated buffer capacity 360, 361, 362, upwards, and, downwards, with a vertical pipe gravity discharge 375, 376, 377; the flow rate of such an alveolar distributor, in terms of volume flow rate or mass flow rate, is controlled by the speed of rotation of the pallets, that is to say by their driving speed by the associated motor 37
  • each of the pipes 375, 376, 377 opens into the pipe 366 mentioned above, approximately horizontal, in locations distributed along it downstream of the area from which the pipes 385, 386 are derived, 387 of fluidizing air if one refers to a direction 378 of air circulation in this pipe 366, imposed by the fan 367; a diaphragm 368 is interposed in the pipe 366 between the outlet of the various pipes 375, 376, 377 and the mouth of the pipes 385, 386, 387 to cause an air passage in the latter.
  • the air conveyed through line 366 at a flow rate adjusted by adjusting the fan 367, successively takes care of the particles taken from the buffer capacity 362 at a flow rate determined by the alveolar distributor 371. and which fall via the line 377, the particles taken from the buffer capacity 361. at a rate determined by the honeycomb distributor 370, and which fall via line 376, and the particles taken from the buffer capacity 360 at a rate determined by the honeycomb distributor 369, and falling through line 375; it will be noted that this order, chosen by way of example, is not characteristic of the invention and is therefore not limiting of the latter; other connection methods will also be described later, with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the air circulating in the pipe 366 conveys in this direction 378 all the particles thus received up to means injection 379 at all points similar to the injection means 79 described with reference to FIG.
  • the injection means 379 are oriented towards the path 20, and more precisely towards a part thereof close to the grid in the upstream zone 21 thereof, to favor the handling of fine particles as well injected in 379 by the coal projected by the spraying device 17 along the path 20, and the monitoring of this path to the grid 3 by these fine particles.
  • both the air flow in line 366 considered as a transport air flow taking into account the negligible nature of the part of this flow used for fluidization in the buffer capacities 360, 361, 362, and the flow of particles in this air, via the sampling means in the buffer capacities 360, 361, 362 here constituted by the alveolar distributors 369, 370, 371, are continuous, and the flow of particles downstream of the set of lines 375, 376, 377, expressed in terms of mass flow or volume flow, is at least approximately proportional to the load of the boiler, for example to the flow of the supply means 10 expressed in the same units.
  • the means making it possible to correct, step by step or continuously, depending on the type of level sensor 391, 392, 393 used, the speed of rotation of each of the motors 372, 373, 374 in a slave manner to the measurement of the sensor level 391, 392, 393 associated with the same buffer capacity 360, 361, 362 have been simply shown diagrammatically by dashed lines 381, 382, 383; like the means 380, they can be chosen by a person skilled in the art from a wide range of possibilities.
  • the air flow in this pipe is adjusted by action on the fan 367 so that the mass flow of the particles introduced into line 366 is in relation to the mass flow of air in this line , between 1 and 10 approximately;
  • these figures given by way of nonlimiting example, correspond to a high concentration of the particle-air suspension injected at 379 into the boiler, such a high concentration being favorable to the combustion of the particles upon their arrival in the boiler and to their frittate in the form of bottom ash once they have burned and are on the rack 3.
  • FIGS. 3 and 4 illustrate precisely two modifications, in this sense, of the device illustrated in FIG. figure 2.
  • a conduit 128 for conveying the fumes branches out into two parallel branches 128a and 128b each of which connects in series two separators, respectively 145a, 146a as regards line 128a, and 145b and 146b as regards line 128b.
  • Each of these separators 145a, 146a. 145b. 146b has a respective lower hopper 148a, 149a, 148b, 149b opening downwards. via a respective valve 151a, 152a, 151b, 152b, in a respective intermediate hopper 154a, 155a.
  • a single pneumatic conveying line 166 in every point comparable to the line 366 described above and supplied as it with pressurized air by a fan 167 at any point comparable to the fan 367, receives in a distributed manner the lower ends of the various pipes 176b, 176a, 175a, 175b, in this order, to convey the particles which it receives from these pipes, suspended in the 'air, up to single injection means 179, at any point comparable to the means 379 described above, in the focus of the boiler (not shown).
  • the number of separators traversed in series by the fumes, and the nature of these separators can vary to a large extent depending on requirements. estimated by the skilled person; in the case of the embodiments illustrated in FIGS. 3 and 4 in addition, the number of branches derived from the smoke delivery duct 128 or 228 could be greater than two, the ducts then corresponding to the ducts 175a, 176a, 175b, 176b or 275a, 276a, 275b, 276b which can open into a single pneumatic transport line of the type illustrated in 166 in FIG. 3, or into parallel pneumatic transport lines of the type illustrated in 266a and 266b in FIG. 4, or else in series in pneumatic conveying lines connected in parallel.

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Description

  • La présente invention concerne un procédé et un dispositif de réinjection de particules envolées dans une chaudière à combustible solide du type dit «à projeteur avec grille rétro».
  • Une telle chaudière se caractérise par le fait qu'on l'alimente en combustible, par exemple du charbon d'une granulométrie pouvant atteindre plusieurs dizaines de millimétres, ou encore du bois, des écorces, des bagasses, c'est-à-dire de la canne à sucre, ou d'autres combustibles solides comparables, par de moyens disposés dans une première zone de la chaudière et qui projettent en continu une charge déterminée du combustible selon une trajectoire amenant ce dernier dans une deuxième zone de la chaudière, sur une grille animée d'un mouvement de retour de cette deuxième zone vers la première; une combustion s'amorce au cours de ladite trajectoire et se poursuit non seulement pendant la fin de celle-ci mais également sur la grille, où cette combustion se termine de telle sorte que la grille ne ramène que des mâchefers dans la première zone, où ces mâchefers sont évacués.
  • Si on les compare avec des chaudières d'autres types connus, les chaudières de ce type présentent un certain nombre d'avantages intéressants.
  • Par rapport aux chaudières à grille mécanique, dans lesquelles la combustion s'effectue exclusivement sur la grille, elles apportent des avantages liés au fait qu'une partie de la combustion s'effectue pendant la trajectoire de projection du combustible, à savoir d'une part une augmentation du taux de combustion avec pour conséquence la possibilité de réduire la surface de la grille, et d'autre part une souplesse de fonctionnement accrue, permettant d'admettre dans de meilleures conditions des variations de charge rapides.
  • Par rapport aux chaudières à charbon pulvérisé, les chaudières de ce type apportent l'avantage d'utiliser des charbons de granulométrie variée, et en particulier des charbons d'une granulométrie bien supérieure, ce qui dispense des moyens de broyage, coûteux en investissement, en maintenance et en consommation d'énergie, indisociablement liés aux chaudières à charbon pulvérisé.
  • Cependant, le développement des chaudières à projecteur et grilles rétro a été jusqu'à présent limité. en raison d'un rendement inférieur à celui des chaudières d'autres types, et plus précisément en raison d'un taux de particules combustibles imbrùlées trop important.
  • En effet, l'alimentation en combustible par projection de celui-ci autorise l'envol, avec les fumées dégagées par la combustion, de particules de combustible suffisamment légères pour être ainsi entraînées mais néanmoins trop grosses pour brûler complètement au cours de la trajectoire de projection; cet inconvénient est sensible vis-à-vis des chaudières à grille fixe, où il n'y a pas projection, et vis-à-vis des chaudières à charbon pulvérisé, qui mettent en oeuvre un charbon de granulométrie suffisamment fine pour que le taux d'imbrûlés soit minime; en comparaison avec ces autres types de chaudières, on constate lors de l'utilisation des chaudières à projeteur et grille rétro une augmentation de la proportion de particules solides extraites des fumées, avant évacuation à l'atmosphère, par des dépoussiéreurs appropriés, avec une teneur de ces particules en carbone plus importante; en d'autres termes, on constate une augmentation des pertes par imbrù- lés solides; en outre, l'évacuation des particules solides extraites des fumées par les dépoussiéreurs peut présenter des difficultés en raison de leur abondance.
  • Pour remédier à ces inconvénients des chaudières à projeteur et grille rétro, on a proposé de réinjecter dans la chaudière une partie des particules solides envolées avec les fumées, après les avoir captées en sortie de chaudière au moyen des dépoussiéreurs ou séparateurs utilisés pour épurer ces fumées avant leur rejet à l'atmosphère.
  • En pratique, de tels dépoussiéreurs ou séparateurs étant habituellement prévus en série, pour extraire des fumées d'abord les particules les plus grosses puis des particules de plus en plus fines, on a jusqu'à présent réinjecté ainsi les particules les plus grossières séparées en premier, mais on n'est jusqu'à présent pas parvenu à réinjecter également les particules les plus fines, particulièrement difficiles à faire brûler avant qu'elles ne s'envolent à nouveau, emportées par les fumées, et à empêcher de s'envoler lorsqu'elles ont éventuellement brûlé; en d'autres termes, on s'est jusqu'à présent limité à une réinjection des particules les plus grosses dans la mesure où il existait un risque important que la réinjection des particules plus fines se traduise par un nouvel envol immédiat, avec ou sans combustion, conjointement avec les plus fines des particules de la charge introduite par le projecteur, avec pour résultat un bourrage rapide de l'installation.
  • On a cependant proposé, dans US-A-2 686 499, de réinjecter dans la chaudière l'ensemble des particules séparées des fumées après que celles-ci soient sorties de la chaudière, et plus précisément du faisceau-chaudière, à savoir les particules les plus grosses se séparant dans un passage suivant immédiatement le faisceau-chaudière et les particules plus fines séparées dans un séparateur tel qu'un multi-cyclone suivant immédiatement le passage précité, avant l'évacuation des fumées à l'atmosphère; à cet effet, sous le passage précité et sous le séparateur sont prévues des trémies qui recueillent respectivement les particules les plus grosses et les particules plus fines, qui sont ensuite acheminées pneumatiquement vers une trémie commune disposée sous le faisceau-chaudière pour recueillir également les particules séparées des fumées à ce niveau; on réalise ainsi un mélange, sans distinction de granulométrie, de l'ensemble des particules séparées des fumées aussi bien dans le faisceau-chaudière qu'en dehors de la chaudière, avant l'évacuation des fumées à l'atmosphère, et c'est le mélange ainsi réalisé qui est ensuite acheminé et réinjecté pneumatiquement dans une zone de la chaudière correspondant à l'amont de la grille, si l'on se réfère au sens de déplacement de celle-ci; aucune autre précision n'est donnée quant aux modalités pratiques de réinjection, mais il apparaît clairement que ces conditions résultent nécessairement d'un compromis dans lequel le souci de l'acheminement des particules les plus grosses jusqu'à la chaudière conduit à des choix forcément incompatibles avec l'élimination du risque d'un nouvel envol, avec ou sans combustion, des particules les plus fines ainsi réinjectées; ce risque serait encore accru si l'on adjoignait ou substituait au séparateur mécanique tel qu'un multi-cyclone décrit dans US-A-2 686 499 un séparateur permettant de séparer des fumées, avant leur évacuation à l'atmosphère, des particules encore plus fines avant de réinjecter ces dernières dans la chaudière en mélange avec l'ensemble des particules séparées des fumées comme l'enseigne US-A-2 686 499.
  • Le but de la présente invention est d'éliminer un tel risque, pour permettre une réinjection totale des particules solides prélevées par les différents dépoussiéreurs ou séparateurs successifs, y compris les particules les plus fines séparées immédiatement avant rejet des fumés à l'atmosphère.
  • A cet effet, le procédé selon l'invention, pour la réinjection de particules envolées dans une chaudière à combustible solide, alimentée en combustible par des moyens disposés dans une première zone de la chaudière et qui projettent en continu une charge déterminée de combustible selon une trajectoire amenant ce dernier dans une deuxième zone de la chaudière, sur une grille animée d'un mouvement de retour de la deuxième zone vers la première, une combustion s'effectuant sur ladite trajectoire et sur la grille moyennant un dégagement de fumées entraînant des particules solides, ce procédé consistant à prélever les fumées dans la chaudière, à les acheminer ensuite successivement dans des moyens de séparation des particules les plus grosses et dans des moyens de séparation des particules plus fines, et à évacuer les fumées après cette séparation tandis que l'on réinjecte dans la chaudière la totalité des particules séparées, se caractérise en ce que l'on réinjecte séparément dans la chaudière les particules séparées les plus grosses et les particules séparées plus fines:
    • - de façon éventuellement connue en ce qui concerne les particules les plus grosses et,
    • - en ce qui concerne les particules les plus fines, fournies par les moyens de séparation correspondants selon un débit irrégulier, au moyen des opérations consistant à:
      • a) transformer ce débit irrégulier en débit continu de particules, au moins approximativement proportionnel à la charge de la chaudière,
      • b) introduire en continu ce débit continu de particules dans un débit continu d'air de transport propre à ces particules les plus fines,
      • c) au moyen de ce débit d'air, acheminer ces particules en continu jusqu'à proximité de la deuxième zone de la chaudière et les injecter dans cette zone, dans une partie de ladite trajectoire proche de la grille, indépendamment des particules les plus grosses.
  • En réinjectant ainsi les particules fines dans la trajectoire de projection du combustible, c'est-à-dire précisément là où les particules les plus fines de celui-ci brûlent, on facilite l'inflammation des particules ainsi réinjectées et, en choisissant comme partie de la trajectoire dans laquelle on pratique cette réinjection la partie de cette trajectoire la plus proche de la grille, on facilite un entraînement des particules réinjectées vers cette dernière, sur laquelle ces dernières se déposant par conséquent après combustion; ce dépôt a lieu dans la zone d'intersection de la grille avec la trajectoire de projection du combustible; or, cette zone constitue précisément la zone la plus chaude de la grille, ce qui favorise un frittage des particules réinjectées ayant ainsi brûlé, c'est-à-dire la formation de mâchefers dont on ne doit plus crain- dre l'envol, et que l'on évacue avec les autres mâchefers lorsqu'ils parviennent dans la première zone de la chaudière, sous l'effet du mouvement de la grille.
  • On remarquera que le débit, en particules fines, des moyens de séparation correspondants peut éventuellement être très irrégulier, par exemple lors d'un décolmatage accidentel ou volontaire de ces derniers, ou par répercussion, après un certain temps, d'une variation importante dans la charge de la chaudière, et que, cependant, la transformation de ce débit irrégulier en un débit continu, au moins approximativement proportionnel à la charge de la chaudière, permet de ne pas perturber par la réinjection la combustion dans cette chaudière, c'est-à-dire de réinjecter à toutes les valeurs de charge sans irrégularité de chauffe, quelles que soient les perturbations qui peuvent affecter le débit instantané des moyens de séparation des particules fines.
  • Naturellement, le débit d'air de transport doit être tel que cet air ne perturbe pas non plus la combustion à l'intérieur de la chaudière, et notamment qu'il ne perturbe pas la combustion des particules réinjectées ainsi transportées; compte tenu de la teneur élevée de ces particules en carbone et de leur teneur à peu près nulle en matière volatile, il convient que la concentration des particules fines réinjectées par rapport à l'air qui les transporte soit suffisamment élevée, et l'on a obtenu de bons résultats avec un rapport du débit massique de particules fines au débit massique d'air de transport de ces dernières compris entre 1 et 10 environ, ces chiffres étant donnés à titre d'exemple non limitatif.
  • En outre, le débit volumique de l'air de transport est avantageusement sensiblement constant, bien que réglable, seul le débit des particules fines dans cet air variant, afin d'assurer une vitesse d'injection régulière.
  • Ainsi, le procédé selon l'invention permet de réinjecter la totalité des particules solides prélevées des fumées avant évacuation de ces dernières à l'atmosphère, et de brûler la part combustible de ces particules dans les meilleures conditions, ce qui permet de réaliser des économies sensibles de combustible sans d'ailleurs qu'il en résulte une complication des installations; il en résulte une utilisation optimale du combustible, en tout point comparable à celle que procure une chaudière à charbon pulvérisé, sans qu'il soit nécessaire de prévoir de broyeur, inconvénient particulièrement sensible de telles chaudières.
  • On remarque en outre que la réinjection totale permet de n'extraire de déchets, en pratique les mâchefers, que dans une zone unique et sous une forme peu encombrante et facile à retraiter.
  • Pour la mise en œuvre de ce procédé, la présente invention propose par ailleurs un dispositif de réinjection de particules envolées dans une chaudière à combustible solide, alimentée en combustible par des moyens disposés dans une première zone de la chaudière et qui projettent en continu une charge déterminée de combustible selon une trajectoire amenant ce dernier dans une deuxième zone de la chaudière, sur une grille animée d'un mouvement de retour de la deuxième zone vers la première, une combustion s'effectuant sur ladite trajectoire et sur la grille moyennant un dégagement de fumées entraînant des particules solides, ce dispositif comportant:
    • - des moyens de prélèvement des fumées dans la chaudière,
    • - des moyens d'évacuation de fumées,
    • - des premiers moyens de séparation, pour la séparation de particules relativement grosses.
    • - des seconds moyens de séparation, pour la séparation de particules relativement fines,
    • - des moyens d'acheminement de fumées des moyens de prélèvement aux premiers moyens de séparation, des premiers moyens de séparation aux seconds moyens de séparation, des seconds moyens de séparation aux moyens d'évacuation de fumées,
    • - des moyens de prélèvement de particules dans les premiers moyens de séparation et de réinjection de telles particules dans la chaudière,
    • - des moyens de prélèvement de particules dans les seconds moyens de séparation et de réinjection de tells particules dans la chaudière,
      ce dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de prélèvement de particules dans les seconds moyens de séparation et de réinjection de telles particules dans la chaudière sont distincts des moyens de prélèvement de particules dans les premiers moyens de séparation et de réinjection de telles particules dans la chaudière, en ce que les moyens de prélèvement de particules dans les seconds moyens de séparation comportent:
      • a) une capacité tampon,
      • b) des moyens de déversement de particules provenant exclusivement des seconds moyens de séparation dans la capacité tampon, interdisant une communication directe entre ces derniers,
      • c) des moyens de prélèvement continu de particules à la partie inférieure de la capacité tampon, selon un débit réglable,
      • d) des moyens pour asservir à la charge de la .chaudière le débit des moyens de prélèvement continu de particules dans la capacité tampon,
      • et en ce qu'il est prévu:
    • - une source d'air sous pression,
    • - des moyens d'injection de particules provenant exclusivement des seconds moyens de séparation, ces moyens d'injection étant disposés à proximité de la deuxième zone de la chaudière et débouchant vers une partie de ladite trajectoire proche de la grille dans cette deuxième zone,
    • - une conduite de transport pneumatique de particules provenant exclusivement des seconds moyens de séparation, cette conduite reliant la source d'air sous pression aux moyens d'injection, les moyens de prélèvement continu de particules dans la capacité tampon débouchant dans ladite conduite.
  • Dans un mode de réalisation avantageux du dispositif, on réalise par transport pneumatique la liaison entre, d'une part, les moyens de déversement de particules des seconds moyens de séparation dans la capacité tampon et, d'autre part, cette dernière, ce qui permet de la dissocier de ces moyens de déversement et en particulier de la juxtaposer à ces derniers, c'est-à-dire de ne pas la placer immédiatement en dessous; à cet effet, le dispositif comporte une deuxième source d'air sous pression, une deuxième conduite de transport pneumatique reliant cette deuxième source à la capacité tampon, les moyens de déversement de particules des seconds moyens de séparation dans la capacité tampon débouchant dans cette deuxième conduite en interdisant une communication directe entre cette dernière et les seconds moyens de séparation.
  • Avantageusement, il peut alors être prévu que la source d'air sous pression citée en premier, destinée à alimenter la conduite de transport pneumatique conduisant des moyens de prélèvement continu de particules dans la capacité tampon au moyen d'injection dans la chaudière, soit constituée par une partie supérieure de la capacité tampon; en d'autres termes, on utilise alors un même air de transport pour acheminer successivement vers la capacité tampon les particules issues des moyens de déversement, puis vers la chaudière des particules issues de la capacité tampon.
  • En outre, lorsque les seconds moyens de séparation comportent une pluralité de séparateurs raccordés en série et/ou en parallèle, entre les premiers moyens de séparation et les moyens d'évacuation de fumées, par les moyens d'acheminement de fumées, il est alors possible de prévoir un déversement de l'ensemble de ces séparateurs dans une capacité tampon unique sans pour autant être obligé de communiquer à cette dernière des dimensions en plan correspondant à celles de l'ensemble des seconds moyens de séparation ainsi constitués; le dispositif selon la présente invention se caractérise alors en ce qu'il est prévu des moyens de déversement de particules de chacun des séparateurs dans la capacité tampon unique, ces moyens de déversement débouchant dans ladite deuxième conduite, qui est commune, en interdisant une communication directe entre cette conduite et les séparateurs.
  • Cette solution est avantageuse non seulement en termes d'encombrement, mais également en termes de simplification des moyens utilisés pour la régulation du fonctionnement, du simple fait du caractère unique de la capacité tampon.
  • Cependant, lorsque les seconds moyens de séparation comportent une pluralité de séparateurs raccordés en série et/ou en parallèle, entre les premiers moyens de séparation et les moyens d'évacuation de fu`mée, par les moyens d'acheminement de fumée, on peut également prévoir que les moyens de prélèvement de particules dans les seconds moyens de séparation comportent:
    • a) une pluralité de capacités tampons dont chacune est associée à au moins un séparateur,
    • b) des moyens de déversement de particules de ce séparateur dans la capacité tampon associée, interdisant une communication directe entre ces derniers,
    • c) des moyens de prélèvement continu de particules dans chaque capacité tampon, selon un débit réglable.
    • d) des moyens pour asservir à la charge de la chaudière le débit de chacun des moyens de prélèvement continu de particules dans une capacité tampon,
  • et que les moyens de prélèvement continu de particules dans différentes capacités tampons débouchent dans la conduite de transport pneumatique précitée, qui est commune.
  • On est ainsi assuré d'effectuer dans chaque capacité tampon des prélèvements à la fois réguliers et adaptés à la production moyenne du dépoussiéreur associé en particules.
  • Avantageusement, les moyens pour asservir le débit des moyens de prélèvement continu de particules dans la ou chaque capacité tampon à la charge de la chaudière comportent des moyens pour asservir ce débit au maintien d'un niveau moyen de particules dans cette capacité tampon, ce qui permet d'absorber progressivement, sans perturber la réinjection et la combustion des particules dans la chaudière, d'éventuelles variations brusques de la charge de particules reçue par la capacité tampon du fait de la répercussion, avec retard, d'une variation brusque de la charge de la chaudière, ou encore d'un décolmatage des seconds moyens de séparation et plus précisément, lorsque ces derniers comportent plusieurs dépoussiéreurs, d'un décolmatage de l'un de ces dépoussiéreurs ou de plusieurs d'entre eux.
  • D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention et du dispositif proposé pour cette mise en oeuvre ressortiront de la description ci-dessous relative à des exemples non limitatifs, ainsi que des dessins annexés qui font partie intégrante de cette description.
    • - La figure 1 montre le schéma d'une chaudière à projeteur et grille rétro, équipée d'un dispositif de réinjection mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.
    • - La figure 2 montre le schéma d'une chaudière à projeteur et grille rétro, équipée d'une variante du dispositif de réinjection selon l'invention.
    • - Les figures 3 et 4 illustrent deux variantes de branchement des seconds moyens de séparation, dans le cadre de cette variante du dispositif.
  • On se référera en premier lieu à la figure 1, où l'on a désigné par 1 une chaudière à charbon, présentant intérieurement un foyer 2 délimité vers le bas par une grille approximativement horizontale 3 constituée par un transporteur sans fin 4 traversant de part en part la chaudière 1, approximativement horizontalement, et contournant respectivement de part et d'autre de celle-ci des moyens de déviation 5, 6 qui définissent notamment dans le transporteur 4 un brin supérieur 7, approximativement horizontal, dont une zone intermédiaire entre les moyens de contournement 5 et 6 constitue la grille 3; des moyens moteurs, non représentés, animent le transporteur 4 d'un mouvement tel que son brin supérieur 7, c'est-à-dire la grille 3, accomplisse un mouvement de translation approximativement horizontal 8.
  • Au-dessus d'une zone aval 9 de la grille 3, en référence au sens 8, débouchent dans le foyer 2 des moyens 10 d'alimentation en charbon, comportant une trémie de stockage 11 extérieure à la chaudière 1 et débouchant vers le bas au-dessus d'un transporteur sans fin 12 également extérieur à la chaudière 1, lequel présente un brin supérieur 13 approximativement horizontal recevant le charbon 14 de la trémie de stockage 11, et des moyens moteurs 16 animant le transporteur sans fin 12 d'un mouvement tel que son brin supérieur 13 se déplace dans le sens 15 d'un rapprochement vis-à-vis de la chaudière 1, pour véhiculer le charbon 14 jusqu'au-dessus d'un dispositif projeteur 17 disposé au-dessus de la zone aval 9 de la grille 3 et comportant des palettes 18 qu'un moteur non représenté anime d'un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal et un guide périphérique 19 fixe; ainsi le charbon amené par le brin supérieur 13 du transporteur 12 jusqu'à proximité de la chaudière 1 tombe sur le dispositif 17 et celui-ci projette ce charbon à l'intérieur du foyer 2, selon une trajectoire 20 coupant la grille 3 dans une zone 21 qui constitue sa zone amont en référence au sens 8; en d'autres termes, le charbon introduit par le dispositif projeteur 17 traverse le foyer 2 de part en part, pour se déposer sur la grille 3 dans la zone du foyer opposée à la zone de son introduction dans ce dernier; le débit volumique d'alimentation en charbon 14 issu de la trémie 11 est réglé par réglage de la vitesse de déplacement du brin supérieur 13 du transporteur 12 dans le sens 15, c'est-à-dire par réglage de la vitesse de sortie du moteur 16, les palettes 18 étant entraînées à la rotation autour de leur axe horizontal à une vitesse choisie quant à elle en fonction de la trajectoire 20 à accomplir, telle qu'elle a été définie ci-dessus.
  • Une combustion du charbon ainsi introduit dans le foyer 2 commence pendant le franchissement de la trajectoire 20 et se poursuit sur la grille 3, facilitée par une injection d'air primaire dans le foyer 2 via une gaine 22 débouchant à l'intérieur de celui-ci sous le brin supérieur 7 du transporteur 4, c'est-à-dire sous la grille 3, et par une injection d'air secondaire par des buses telles que 23, 24 débouchant dans le foyer 2, dans les faces 108, 109 de la chaudière correspondant respectivement aux zones amont 21 et aval 9 de la grille 3, à un niveau intermédiaire entre celui de la grille 3 et celui du dispositif projeteur 17 ainsi que, de préférence, à un niveau supérieur à celui du dispositif projeteur 17, et voisin de ce niveau.
  • La vitesse de déplacement de la grille 3 dans le sens 8 est établie de telle sorte que le charbon déposé sur cette grille dans la zone amont 21 de celle-ci soit réduit à l'état de mâchefer à son arrivée dans la zone aval 9, ce mâchefer étant évacué par gravité au contournement, par le transporteur 4, des moyens déviateurs 6 placés en aval si l'on se réfère au sens 8, comme on l'a schématisé en 25.
  • La combustion du charbon lors du franchissement de la trajectoire 20 et sur la grille 3 provoque un dégagement 26 de fumées que des parois 27 de la chaudière, délimitant le foyer 2 latéralement et vers le haut, guident en totalité vers un conduit 28 approximativement horizontal, en leur faisant traverser un évaporateur 29 comprenant un réseau de tubes verticaux reliant un ballon inférieur 30 à un ballon supérieur 31 pour vaporiser un liquide emplissant totalement le ballon inférieur 30 et le réseau de tubes, et partiellement le ballon supérieur 31; ce dernier est relié au-dessus du niveau du liquide à un collecteur 32 de sortie de vapeur de la chaudière, par l'intermédiaire d'un surchauffeur 34 placé sur le passage obligé des fumées, et en dessous du niveau du liquide à un collecteur 33 d'entre d'eau dans la chaudière, par l'intermédiaire d'un échangeur économiseur 35 également placé sur le passage obligé des fumées.
  • La vitesse de sortie du moteur 16 est asservie au débit de vapeur à produire pour satisfaire aux besoins de l'utilisateur, ou charge de la chaudière.
  • Les chaudières de ce type sont bien connues de l'homme du métier, qui connaît le mode de réalisation pratique des différents éléments qui viennent d'être décrits.
  • Le conduit 28 achemine successivement les fumées prélevées dans la chaudière 1 à des premiers moyens de séparation 36 destinés à en séparer les particules les plus grosses, puis à des seconds moyens de séparation 43 destinés à séparer les particules plus fines avant acheminement des fumées ainsi dépoussiérées vers des moyens d'évacuation à l'atmosphère, schématisés en 44.
  • Les premiers moyens de séparation 36 peuvent être constitués par tout dispositif connu, apte à réaliser un dépoussiérage grossier; ils peuvent être constitués par exemple par un dépoussiéreur mécanique, par exemple centrifuge, ou par le premier champ d'un séparateur électrostatique.
  • Comme il est déjà connu en soi, des moyens sont prévus pour prélever dans ces premiers moyens de séparation 36 les particules séparées par ces derniers et les réinjecter dans la chaudière 1; dans l'exemple de mise en oeuvre préféré illustré, où l'on a indiqué comme seul détail des premiers moyens de séparation 36 une trémie inférieure 37, ces moyens de prélèvement et de réinjection comportent une conduite verticale 38, munie de deux vannes juxtaposées 39, 40 et dans laquelle la trémie 37 débouche vers le bas, cette conduite 38 débouchant elle-même vers le bas dans une zone intermédiaire d'une conduite horizontale 84 de transport pneumatique joignant une source d'air sous pression 42 au foyer 2 de la chaudière 1, dans laquelle cette conduite 84 débouche approximativement horizontalement, comme il est indiqué en 41, au-dessus de la zone amont 21 de la grille 3, à un niveau correspondant approximativement à celui du projeteur 17 ou à un niveau inférieur, de telle sorte que les particules ainsi réinjectées en 41 à l'intérieur de la chaudière 1 soient prises en charge par le charbon projeté selon la trajectoire 20 par le projeteur 17, et suivent ensuite cette trajectoire avec le charbon ainsi projeté.
  • Les paramètres de cette réinjection des particules les plus grosses séparées des fumées dans les moyens 36 peuvent être aisément déterminés par l'homme du métier; on pourrait d'ailleurs choisir d'autres modes, déjà connus, de réintroduction de telles particules dans le foyer, comme par exemple une réintroduction par le projeteur 17, compte tenu de la granulométrie des particules ainsi réinjectées en 41, la combustion de ces particules sans réenvol, conjointement avec le charbon introduit selon la trajectoire 20 par le projeteur 17, ne pose pas les problèmes particuliers signalés plus haut, liés à la réinjection de particules de granulométrie plus fine, et que l'on résout conformément à la présente invention.
  • On remarquera que la totalité des particules les plus grosses séparées des fumées par les premiers moyens de séparation 36 est ainsi réinjec- tée en 41 dans le foyer 2; les moyens permettant de réinjecter également la totalité des particules plus fines séparées ensuite, dans les seconds moyens de séparation 43 auxquels le conduit 28 achemine les fumées après qu'elles se soient débarrassées des particules les plus grosses dans les premiers moyens de séparation 36 et avant d'être évacuées à l'atmosphère par les moyens 44, vont à présent ère décrits.
  • A titre d'exemple non limitatif, on a illustré le cas où les seconds moyens de séparation 43 sont constitués par trois séparateurs 45, 46, 47, que la fumée parcourt successivement dans cet ordre, en série, en y perdant des particules respectivement de plus en plus fines recueillies dans une trémie inférieure respective 48, 49, 50 de ces séparateurs 45, 46, 47; ces séparateurs peuvent être soit des champs d'un même dépoussiéreur électrostatique, soit des dépoussiéreurs d'un type différent.
  • Chacune de ces trémies 48, 49, 50 débouche vers le bas sur une vanne respective 51, 52, 53 susceptible de la fermer de façon étanche au gaz ou de l'ouvrir pour permettre la descente, par gravité, des particules solides recueillies.
  • Sous chacune des vannes 51, 52, 53 est disposée une trémie intermédiaire respective 54, 55, 56, étanche, présentant un volume intérieur tel qu'à chaque ouverture de la vanne associée 51, 52, 53, elle puisse recevoir la totalité de la charge de particules solides de la trémie inférieure 48, 49, 50 du séparateur associé 45, 46, 47.
  • A cet effet, en service, une ouverture puis fermeture de chaque vanne 51, 52, 53, normalement fermée, pour vider la trémie inférieure 48, 49, 50 du séparateur correspondant est effectuée soit lorsque cette dernière contient un volume prédéterminé de particules, en fonction duquel est choisi le volume de la trémie intermédiaire associée 54, 55, 56, soit cycliquement avec une périodicité choisie de telle sorte que le volume de particules dans cette trémie inférieure de séparateur ne dépasse jamais ce volume prédéterminé.
  • Chacune des trémies intermédiaires 54, 55, 56 débouche vers le bas sur une vanne 57, 58, 59 en tout point semblable aux vannes 51, 52, 53.
  • A l'intérieur de chacune des trémies intermédiaires 54, 55, 56, en bas de la partie inférieure de celle-ci débouche une conduite respective 100, 101, 102 branchée en dérivation sur une conduite 97 qui sera décrite plus loin, et qui véhicule un air sous pression fourni par un surpresseur volumétrique 98; chacune de ces conduites 100, 101, 102 permet d'injecter dans la trémie intermédiaire associée 54, 55, 56, un air de fluidisation des particules dans celle-ci, le débit de cet air pouvant être réglé individuellement par une vanne appropriée 103 de la conduite 100, 104 de la conduite 101, 105 de la conduite 102.
  • Les particules sont ainsi maintenues, dans chacune des trémies intermédiaires 54, 55, 56 dans un état de fluidité tel qu'elles puissent aisément s'écouler vers le bas hors de celle-ci lorsque la vanne 57, 58, 59 est ouverte.
  • Vers le bas, chaque vanne 57, 58, 59 débouche sur une conduite verticale respective d'évacuation par gravité 94. 95, 96 et les différentes conduites 94, 95, 96 débouchent elles-mêmes vers le bas dans la conduite 97 évoquée plus haut, approximativement horizontale, dans des emplacements répartis le long de celle-ci en aval de la zone d'où en dérivent les conduites 100, 101, 102 d'air de fluidisation si l'on se réfère à un sens 99 de circulation de l'air dans cette conduite 97, imposé par le surpresseur volumétrique 98; un diphragme 106 est interposé dans la conduite 97 entre le débouché des différentes conduites 94, 95, 96 et l'embouchure des conduites 100, 101, 102 pour provoquer un passage d'air dans ces dernières.
  • De ce fait, l'air véhiculé par la conduite 97 selon un débit réglé par réglage du surpresseur volumétrique 98 peut prendre en charge successivement les particules prélevées dans la trémie intermédiaire 56 lorsque la vanne 59 est ouverte, et qui tombent via la conduite 96, les particules prélevées dans la trémie intermédiaire 55 lorsque la vanne 58 est ouverte, et qui tombent via la conduite 95, et les particules prélevées dans la trémie intermédiaire 54 lorsque la vanne 57 est ouverte, et qui tombent via la conduite 94; on remarquera que cet ordre, choisi à titre d'exemple, n'est pas caractéristique de l'invention et n'est de ce fait pas limitatif de celle-ci.
  • En aval du raccordement de l'ensemble des conduites 94, 95, 96 si l'on se réfère au sens 99, l'air circulant dans la conduite 97 véhicule dans ce sens 99 l'ensemble des particules ainsi reçues jusqu'à la partie supérieure 107 d'une capacité tampon unique 60, étanche, délimitant un volume intérieur supérieur à la somme des volumes respectifs des trémies intermédiaires 54, 55, 56 de telle sorte qu'elle puisse contenir en permanence un volume de particules largement supérieur au volume qui peut parvenir aux trémies intermédiaires 54, 55, 56 lorsque les vannes 51, 52, 53 de liaison de celles-ci avec les séparateurs respectivement associés 45, 46, 47 sont ouvertes; en outre, le volume et la forme de la capacité tampon 60 sont tels que, lorsque celle-ci reçoit, via la conduite de transport pneumatique 97, des trémies intermédiaires 54, 55, 56 une charge de particules solides par ouverture des vannes 57, 58, 59, il s'ensuive dans la capacité tampon une faible variation du niveau de la charge de particules solides dans celle-ci.
  • La capacité tampon 60 présente une partie inférieure en forme de trémie, se rétrécissant pro- gressivementvers le bas, et une partie supérieure 107 de section constante dans un plan horizontal, la partie inférieure étant destinée à être remplie en permanence de particules sur la totalité de sa hauteur, ainsi que la partie supérieure 107 sur une part de sa hauteur.
  • A la capacité tampon 60, est ainsi associé un niveau supérieur moyen 63 de sa charge en particules; un capteur de niveau 91, associé à la capacité tampon 60, permet de détecter et soit de quantifier, soit de comparer à un seuil prédéterminé ou à plusieurs seuils prédéterminés, les différences éventuelles entre le niveau réel de particules dans la capacité tampon et le niveau moyen prédéterminé 63, correspondant à cette capacité tampon; de tels capteurs sont connus de l'homme du métier.
  • Chaque trémie intermédaire 54, 55, 56 constitue un sas permettant le passage des particules de la trémie inférieure 48, 49, 50 du séparateur respectivement associé 45, 46, 47 à la capacité tampon 60, via la conduite 97, tout en interdisant une communication directe, avec possibilité de passage de gaz, entre le volume intérieur de cette capacité tampon et les séparateurs 45, 46, 47; à cet effet, en service, chacune des vannes 51, 52, 53 n'est ouverte qu'à la condition que la vanne 57, 58, 59 associée à la même trémie intermédiaire 54, 55, 56 soit fermée, et chacune de ces vannes 57, 58, 59 n'est ouverte qu'à la condition que la vanne 51, 52, 53 associée à la même trémie intermédiaire 54, 55, 56 soit fermée; en pratique, une ouverture puis fermeture de chaque vanne 57, 58, 59, normalement fermée, pour vider la trémie intermédiaire associée 54, 55, 56 intervient après chaque ouverture-fermeture de la vanne 51, 52, 53 correspondante.
  • D'autres moyens pourraient naturellement être choisis pour autoriser le passage des particules solides recueillies par l'un des séparateurs 45, 46, 47 à la capacité tampon 60, mais le choix de tels sas a permis d'obtenir toute satisfaction dans les conditions de fonctionnement du dispositif, c'est-à-dire compte tenu de ce que les particules solides considérées se présentent à l'état pulvérulent.
  • A l'intérieur de la capacité tampon 60, en bas de la partie inférieure de celle-ci, débouche une conduite 85 qui permet d'injecter dans la capacité tampon 60 un air de fluidisation des particules dans celle-ci, le débit de cet air pouvant être réglé par une vanne appropriée 88 de la conduite 85; cet air provient par exemple de la source 42, la conduite 85 étant alors branchée en dérivation sur la conduite 84, entre cette source 42 et le débouché de la conduite 38, de façon non représentée mais analogue à ce qui a été décrit en référence aux conduites 100, 101, 102 et 97.
  • Les particules sont ainsi maintenues, dans la capacité tampon 60, dans un état de fluidité tel qu'elles puissent être aisément prélevées par des moyens de prélèvement à débit continu, réglable, sur lesquels cette capacité tampon 60 débouche vers le bas; on a désigné par 69 ces moyens de prélèvement avantageusement constitués par un sas rotatif ou distributeur alvéolaire, comportant comme il est connu une pluralité de palettes entraînées à la rotation autour d'un axe, par un moteur 72, à l'intérieur d'une enveloppe avec laquelle ces palettes délimitent des alvéoles que la rotation des palettes met en communication alternativement avec la capacité tampon 60, vers le haut, et, vers le bas, avec une conduite verticale d'évacuation par gravité 75; le débit d'un tel distributeur alvéolaire, en termes de débit volumique ou de débit massique, est commandé par la vitesse de rotation des palettes, c'est-à-dire par leur vitesse d'entraînement par le moteur associé 72.
  • Vers le bas, la conduite 75 débouche dans un tronçon approximativement horizontal d'une conduite 66 qui reprend l'air sous pression, fourni par le surpresseur volumétrique 98 via la conduite 97, dans la partie supérieure 107 de la capacité tampon 60 et véhicule cet air dans un sens de circulation 78; un étranglement 68 est interposé dans la conduite 66, entre son embouchure dans la partie supérieure 107 de la capacité tampon 60 et le débouché de la conduite 75 dans cette conduite 66, pour établir au débouché de la conduite 75 une pression inférieure à celle qui règne dans la partie supérieure 107 de la capacité tampon 60.
  • De ce fait, l'air véhiculé par la conduite 66, selon un débit réglé par réglage du surpresseur volumétrique 98, prend en charge les particules prélevées dans la capacité tampon 60 selon un débit déterminé par le distributeur alvéolaire 69, et qui tombent via la conduite 75.
  • En aval du raccordement de la conduite 75, si l'on se réfère au sens 78, l'air circulant dans la conduite 66 véhicule dans ce sens 78 les particules ainsi reçues jusqu'à des moyens d'injection 79 de tout type connu en soi, utilisé pour l'injection de matières pulvérulentes dans des chaudières, lesquels moyens d'injection 79 débouchent dans le foyer 2 approximativement horizontalement, au-dessus de la zone amont 21 de la grille 3, à un niveau qui est intermédiaire entre les niveaux de buses 23, 24 d'injection d'air secondaire et correspond au moins approximativement au niveau de l'injection 41 des particules les plus grosses séparées par les premiers moyens de séparation 36; les moyens d'injection 79 sont orientés vers la trajectoire 20, et plus précisément vers une partie de celle-ci proche de la grille dans la zone amont 21 de celle-ci, pour favoriser la prise en charge des particules fines ainsi injectées en 79 par le charbon projeté par le dispositif projeteur 17 selon la trajectoire 20, et le suivi de cette trajectoire jusqu'à la grille 3 par ces particules fines.
  • Conformément à la présente invention, le débit d'air de transport des particules dans la conduite 66 et le débit de particules dans cet air, via les moyens de prélèvement dans la capacité tampon 60, ici constitués par le distributeur alvéolaire 69, sont continus, et le débit de particules en aval du débouché de la conduite 75 dans la conduite 66, exprimé en termes de débit massique ou de débit volumique, est au moins approximativement proportionnel à la charge de la chaudière, par exemple au débit des moyens d'alimentation 10 exprimé dans les mêmes unités, lequel est représentatif de cette charge.
  • A cet effet, le débit des moyens de prélèvement dans la capacité tampon 60, c'est-à-dire du distributeur alvéolaire 69, est asservi à la charge de la chaudière de façon à lui être au moins approximativement proportionnel.
  • Compte tenu de ce que, en régime permanent, à charge sensiblement constante de la chaudière et pour un charbon de caractéristiques déterminées, le débit de particules solides reçues dans les dépoussiéreurs 45, 46, 47 puis acheminées à la capacité tampon 60 est sensiblement proportionnel au débit d'alimentation de la chaudière en charbon 14 issu de la trémie 11, lui-même représentatif de la charge de la chaudière, on a prévu à cet effet, dans le mode de mise en oeuvre illustré, un asservissement du moteur 72 aux informations fournies par le capteur de niveau 91, de façon à limiter les variations du niveau de particules dans la capacité tampon 60 en comparaison avec le niveau moyen prédéterminé 63; on remarquera qu'ainsi, on est en outre assuré de ce que les moyens de prélèvement 69 reçoivent des particules, dans la capacité tampon 60, un effort approximativement constant leur permettant de travailler dans des conditions elles-mêmes approximativement constantes, indépendamment des vidanges respectives des trémies intermédiaires 54, 55, 56.
  • Les moyens permettant d'asservir ainsi la vitesse de rotation du moteur 72 aux informations fournies par le capteur de niveau 91 ont été schématisés par une liaison en traits mixtes 81; ils peuvent être choisis par l'homme du métier dans une large gamme de possibilités sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention, en fonction notamment du type de capteur de niveau 91 utilisé offrant suivant les cas une possibilité de correction pas à pas ou une possibilité de correction en continu.
  • Par exemple, selon un mode de mise en oeuvre actuellement préféré, le capteur de niveau 91 permet de détecter le passage du niveau réel de particules dans la capacité 60 à deux niveaux différents, à raison d'un niveau bas 63B et d'un niveau haut 63H dont la moyenne définit le niveau moyen 63, et émet selon une période réglable des impulsions représentatives de celui de ces deux niveaux qui est éventuellement atteint par les particules; l'asservissement du débit du distributeur alvéolaire 69, c'est-à-dire de la vitesse du moteur 72 de celui-ci, aux informations ainsi fournies par le capteur 91 peut s'effectuer de la façon suivante dans ce cas:
    • - à la mise en service de l'installation, la capacité tampon 60 étant supposée initialement vide, et jusqu'à ce que le niveau haut 63H soit atteint du fait des déversements successifs des trémies intermédiaires 54, 55, 56 dans la capacité tampon 60, on impose au moteur 72 une vitesse de rotation minimale prédéterminée, ce qui correspond à une réinjection de particules en 79 selon un débit minimal;
    • - lorsque le niveau 63H vient d'être atteint, ce que confirme l'émission, par le capteur 91, d'un nombre prédéterminé d'impulsions correspondantes, les moyens d'asservissement 81 provoquent une augmentation de valeur prédéterminée de la vitesse de rotation du moteur 72; si, ensuite, un même nombre prédéterminé d'impulsions émises par le capteur 91 témoigne de ce que le niveau 63H est toujours atteint ou dépassé, les moyens d'asservissement 81 provoquent une nouvelle augmentation de la vitesse du moteur 72, de la même valeur prédéterminée, et ce processus d'augmentation de vitesse du moteur 72 se poursuit jusqu'à ce que le niveau réel de particules dans la capacité tampon 60 redescende en dessous du niveau haut 63H, ce dont témoignent les impulsions fournies par le capteur 91;
    • - lorsque le niveau haut 63H est ainsi dégagé, le niveau réel de particules restant néanmoins au-dessus du niveau bas 63B, les moyens d'asservissement 81 maintiennent constante la vitesse de rotation du moteur 72;
    • -si le niveau réel des particules dans la capacité tampon 60 remonte jusqu'à atteindre à nouveau le niveau 63H, le processus précité recommence;
    • -.si le niveau dans la capacité tampon 60 redescend en dessous du niveau bas 63B, l'émission par le capteur 91 dudit nombre prédéterminé d'impulsions correspondantes provoque, par les moyens d'asservissement 81, une réduction de la vitesse de rotation du moteur 72, selon la valeur prédéterminée précitée; ce processus peut se répéter soit jusqu'à ce que le niveau bas 63B soit à nouveau atteint, et s'interrompre alors, soit jusqu'à ce que la vitesse minimale précitée soit atteinte, si le niveau réel des particules dans la capacité tampon 60 n'atteint pas à nouveau le niveau bas 63B;
    • -notamment, à l'arrêt de l'installation, le dégagement du niveau bas 63B ramène la vitesse de rotation du moteur 72 à la vitesse minimale précitée, ce qui ramène l'installation dans l'état initial.
  • En outre, on peut avantageusement prévoir une détection du passage éventuel du niveau de particules, dans la capacité tampon 60, au-dessus d'un niveau dit de sécurité 63S supérieur au niveau 63H, au moyen du capteur 91 ou d'un autre capteur de niveau, avec un asservissement tel que le dépassement de ce niveau 63S arrête l'extraction des particules dans les trémies intermédiaires 54, 55, 56 et leur transport pneumatique, via la conduite 97, jusqu'à la capacité tampon 60, cette extraction et ce transport reprenant automatiquement lorsque le niveau de sécurité 63S est à nouveau dégagé.
  • Avantageusement, pour permettre une absorption des variations dans la quantité de particules reçues par les dépoussiéreurs 45, 46, 47 consécutivement à la répercussion, avec retard, d'une variation importante dans la charge de la chaudière ou encore à un décolmatage de ces dépoussiéreurs, sans perturbation du transport par la conduite 66 et sans que la réinjection dans le foyer en 79 provoque des variations excessives de l'allure de chauffe, on peut prévoir un aménagement de la régulation de la vitesse de sortie du moteur 72 en fonction des informations fournies par le capteur de niveau 91, au moyen d'un signal de tendance représentatif à chaque instant de la charge de la chaudière et que l'on exploite dans le sens d'une proportionnalité du débit des moyens de prélèvement dans la capacité tampon 60, c'est-à-dire du distributeur alvéolaire 69, à cette charge; les moyens utilisés à cet effet, qui peuvent être choisis par l'homme du métier parmi une large gamme de possibilités et n'ont de ce fait été que schématisés par un trait mixte 80, tendent par exemple à lier dans un rapport de proportionnalité prédéterminé, en fonction des quantités de particules solides attendues dans les dépoussiéreurs 45, 46, 47 pour des charges déterminées de la chaudière compte tenu notamment des caractéristiques du charbon utilisé, la vitesse de rotation du moteur 72 à celle du moteur 16, laquelle est représentative de la charge de la chaudière.
  • On est ainsi assuré d'une réinjection régulière des particules.
  • On remarquera que le mode d'asservissement du débit des moyens de prélèvement dans la capacité tampon 60 à la charge de la chaudière, dans le sens de la proportionnalité au moins approximative, qui vient d'être décrit, donnant la priorité à la détection du niveau de particules dans la capacité tampon 60 et ne faisant intervenir qu'en termes de tendance la charge de la chaudière à l'instant considéré, pourrait être remplacé par un mode d'asservissement dans le sens d'une telle proportionnalité qui sera décrit plus loin en référence aux figures 2 à 4, faisant intervenir à titre premier la charge de la chaudière et à titre de correction la détection de niveau dans la capacité tampon ou dans chaque capacité tampon; inversement, le mode qui vient d'être décrit pourra être adopté pour l'ensemble ou pour chacune des capacités tampon qui seront décrites en référence aux figures 2 à 4.
  • Le débit de particules dans la conduite 66 étant ainsi déterminé, le débit d'air de transport dans cette conduite, de préférence constant en termes de débit volumique, est réglé par action sur le surpresseur volumétrique 98 de telle sorte que le débit massique des particules introduites dans la conduite 66 soitdans un rapport au débit massique de l'air dans cette conduite, compris entre 1 et 10 environ; ces chiffres, donnés à titre d'exemple non limitatif, correspondent à une concentration élevée de la suspension particules-air injectée en 79 dans la chaudière, une telle concentration élevée étant favorable à la combustion des particules à leur arrivée dans la chaudière et à leur frittage sous forme de mâchefers une fois qu'elles ont brûlé et qu'elles se trouvent sur la grille 3.
  • On a illustré en traits mixtes sur la figure 1, deux variantes du dispositif qui vient d'être décrit.
  • Ces deux variantes ont pour caractéristique commune qu'au lieu d'être alimentée en air sous pression par le surpresseur volumétrique 98, via la conduite 97 et la partie supérieure 107 de la capacité tampon 60, la conduite 66 assurant le transport pneumatique, vers les moyens d'injection 79, des particules prélevées dans cette dernière par les moyens 69 est alimentée par un ventilateur propre (variante non illustrée) ou par le même ventilateur 42 que la conduite 84 comme on l'a illustré en 66a; alors, l'air introduit dans la partie supérieure 107 de la capacité tampon 60 par le surpresseur volumétique 98 peut être soit évacué à l'air libre, comme il est schématisé en 66b, après filtrage par des moyens appropriés, soit plus avantageusement être réinjecté dans les seconds moyens de séparation 43, comme il est schématisé en 66c.
  • On se référera à présent à la figure 2, où l'on retrouve sous les mêmes références, à l'identique et dans une coopération identique, les éléments 1 à 59 et 84 de la figure 1, éventuellement représentés de façon plus schématique.
  • Cette variante de réalisation du dispositif diffère de celle de la figure 1 en ce que chaque vanne 57, 58, 59 débouche vers le bas sur une capacité tampon respective 360, 361, 362 étanche, délimitant un volume intérieur supérieur à celui de la trémie intermédiaire 54, 55, 56 associée de telle sorte qu'elle puisse contenir en permanence un volume de particules largement supérieur au volume qui peut parvenir à la trémie intermédiaire associée 54, 55, 56 lorsque la vanne 51, 52, 53 de liaison de celle-ci avec le séparateur associé 45, 46, 47 est ouverte; en outre, le volume et la forme de chaque capacité tampon 360, 361, 362 sont tels que, lorsque celle-ci reçoit de la trémie intermédiaire associée 54, 55, 56 une charge de particules solides par ouverture de la vanne les reliant 57, 58, 59 il s'ensuive dans la capacité tampon une faible variation du niveau de la charge de particules solides dans celle-ci.
  • Chacune des capacités tampons 360, 361, 362 présente une partie inférieure en forme de trémie, se rétrécissant progressivement vers le bas, et une partie supérieure de section constante dans un plan horizontal, la partie inférieure étant destinée à être remplie en permanence de particules sur la totalité de sa hauteur, ainsi que la partie supérieure sur une part de sa hauteur.
  • A chaque capacité tampon 360, 361, 362 est ainsi associé un niveau supérieur moyen 363, 364, 365 de sa charge en particules; un capteur de niveau 391, 392, 393 respectivement associé à chaque capacité tampon 360, 361, 362 permet de détecter et soit de quantifier, soit de comparer à un seuil prédéterminé ou à plusieurs seuils prédéterminés, les différences éventuelles entre le niveau réel de particules dans la capacité tampon considérée et le niveau moyen prédéterminé 363, 364, 365 correspondant à cette capacité tampon; de tels capteurs sont connus de l'homme du métier.
  • Chaque trémie intermédiaire 54, 55, 56 constitue un sas permettant le passage des particules de la trémie inférieure 48. 49. 50 du séparateur respectivement associé 45, 46, 47 à la capacité tampon correspondante 360, 361, 362 sans qu'à aucun instant, le volume intérieur de cette dernière soit mis en communication directe, avec possibilité de passage de gaz, avec le séparateur 45, 46, 47; à cet effet, en service, chacune des vannes 51, 52, 53 n'est ouverte qu'à la condition que la vanne 57, 58, 59 associée à la même trémie intermédiaire 54, 55, 56 soit fermée, et chacune de ces vannes 57, 58, 59 n'est ouverte qu'à la condition que la vanne 51, 52, 53 associée à la même trémie intermédiaire 54, 55, 56 soit fermée; on pratique, une ouverture puis fermeture de chaque vanne 57, 58, 59, normalement fermée, pour vider la trémie intermédiaire associée 54, 55, 56 intervient après chaque ouverture-fermeture de la vanne 51, 52, 53 correspondante.
  • D'autres moyens pourraient naturellement être choisis pour autoriser le passage des particules solides recueillis par l'un des séparateurs 45, 46, 47 à la capacité tampon respectivement associée 360, 361, 362, mais le choix de tels sas a permis d'obtenir toute satisfaction dans les conditions de fonctionnement du dispositif, c'est-à-dire compte tenu de ce que les particules solides considérées se présentent à l'état pulvérulent.
  • A l'intérieur de chacune des capacités tampons 360, 361, 362, en bas de la partie inférieure de celle-ci, débouche une conduite respective 385, 386, 387 branchée en dérivation sur une conduite 366 qui sera décrite plus loin, et qui véhicule un air sous pression fourni par un ventilateur 367; chacune de ces conduites 385, 386, 387 permet d'injecter dans la capacité tampon associée 360, 361, 362, un air de fluidisation des particules dans celle-ci, le débit de cet air pouvant être réglé individuellement par une vanne appropriée 388 de la conduite 385, 389 de la conduite 386, 390 de la conduite 387.
  • Les particules sont ainsi maintenues, dans chacune des capacités tampons 360, 361, 362 dans un état de fluidité tel qu'elles puissent être aisément prélevées par des moyens de prélèvement à débit continu, réglable, sur lesquels cette capacité tampon 360, 361, 362 débouche vers le bas: on a désigné par 369, 370, 371 ces moyens de prélèvement associés respectivement à la capacité tampon 360, 361, 362; chacun de ces moyens de prélèvement 369, 370, 371 est avantageusement constitué par un sas rotatif ou distributeur alvéolaire, comportant comme il est connu une pluralité de palettes entraînées à la rotation autour d'un axe, par un moteur respectif 372, 373, 374, à l'intérieur d'une enveloppe avec laquelle ces palettes délimitent des alvéoles que la rotation des palettes met en communication alternativement avec la capacité tampon associée 360, 361, 362, vers le haut, et, vers le bas, avec une conduite verticale d'évacuation par gravité 375, 376, 377; le débit d'un tel distributeur alvéolaire, en termes de débit volumique ou de débit massique, est commandé par la vitesse de rotation des palettes, c'est-à-dire par leur vitesse d'entraînement par le motéur associé 372, 373, 374.
  • Vers le bas, chacune des conduites 375, 376, 377 débouche dans la conduite 366 évoquée plus haut, approximativement horizontale, dans des emplacements répartis le long de celle-ci en aval de la zone d'où en dérivent les conduites 385, 386, 387 d'air de fluidisation si l'on se réfère à un sens 378 de circulation de l'air dans cette conduite 366, imposé par le ventilateur 367; un diaphragme 368 est interposé dans la conduite 366 entre le débouché des différentes conduites 375, 376, 377 et l'embouchure des conduites 385, 386, 387 pour provoquer un passage d'air dans ces dernières.
  • De ce fait, l'air véhiculé par la conduite 366, selon un débit réglé par réglage du ventilateur 367, prend en charge successivement les particules prélevées dans la capacité tampon 362 selon un débit déterminé par le distributeur alvéolaire 371. et qui tombent via la conduite 377, les particules prélevées dans la capacité tampon 361. selon un débit déterminé par le distributeur alvéolaire 370, et qui tombent via la conduite 376, et les particules prélevées dans la capacité tampon 360 selon un débit déterminé par le distributeur alvéolaire 369, et qui tombent via la conduite 375; on remarquera que cet ordre, choisi à titre d'exemple, n'est pas caractéristique de l'invention et n'est de ce fait pas limitatif de celle-ci; d'autres modes de raccordement seront d'ailleurs décrits plus loin, en référence aux figures 3 et 4.
  • En aval du raccordement de l'ensemble des conduites 375, 376, 377 si l'on se réfère au sens 378, l'air circulant dans la conduite 366 véhicule dans ce sens 378 l'ensemble des particules ainsi reçues jusqu'à des moyens d'injection 379 en tout point semblables aux moyens d'injection 79 décrits en référence à la figure 1, et disposés de la même façon que ces derniers par rapport à la grille 3, aux buses 23 et 24, et au niveau de l'injection 41 des particules les plus grosses séparées par les premiers moyens de séparation 36; en particulier, les moyens d'injection 379 sont orientés vers la trajectoire 20, et plus précisément vers une partie de celle-ci proche de la grille dans la zone amont 21 de celle-ci, pour favoriser la prise en charge des particules fines ainsi injectées en 379 par le charbon projeté par le dispositif projeteur 17 selon la trajectoire 20, et le suivi de cette trajectoire jusqu'à la grille 3 par ces particules fines.
  • Conformément à la présente invention, aussi bien le débit d'air dans la conduite 366, considéré comme un débit d'air de transport compte tenu du caractère négligeable de la part de ce débit servant à la fluidisation dans les capacités tampons 360, 361, 362, et le débit de particules dans cet air, via les moyens de prélèvement dans les capacités tampons 360, 361, 362 ici constitués par les distributeurs alvéolaires 369, 370, 371, sont continus, et le débit de particules en aval de l'ensemble des conduites 375, 376, 377, exprimé en termes de débit massique ou de débit volumique, est au moins approximativement proportionnel à la charge de la chaudière, par exemple au débit des moyens d'alimentation 10 exprimé dans les mêmes unités.
  • A cet effet, conformément à l'exemple de mise en ceuvre illustré à la figure 2, c'est le débit de chacun des moyens de prélèvement dans les capacités tampons 360, 361, 362, c'est-à-dire de chacun des distributeurs alvéolaires 369, 370, 371, qui est ainsi asservi à la charge de la chaudière de façon à lui être au moins approximativement proportionnel et, dans ce but, on a prévu un asservissement de chacun des moteurs 372, 373, 374 au moteur 16, de façon à lier dans un rapport de proportionnalité prédéterminé les vitesses de sortie respectives de ces moteurs; ces moyens d'asservissement, schématisés par une liaison en traits mixtes 380, peuvent être choisis par l'homme du métier parmi une large gamme de possibilités et ne seront de ce fait pas décrits.
  • Par un réglage approprié du rapport de proportionnalité, en fonction de quantités de particules solides attendues dans chacun des dépoussiéreurs 45, 46, 47 pour des charges déterminées de la chaudière compte tenu notamment des caractéristiques du charbon utilisé, on peut ainsi assurer une réinjection régulière de ces particules; on remarquera que le rapport peut être différent pour les différents moteurs 373, 373, 374.
  • Pour permettre une absorption des variations dans la quantité de particules reçue par les dépoussiéreurs 45, 46, 47 consécutivement à la répercussion, avec retard, d'une variation dans la charge de la chaudière ou encore à un décolmatage de ces dépoussiéreurs, sans perturbation du transport par la conduite 366 et sans que la réinjection dans le foyer en 379 provoque des variations excessives de l'allure de chauffe, on prévoit en outre un asservissement de la vitesse de sortie de chacun des moteurs 372, 373, 374, c'est-à-dire du débit des moyens de prélèvement 369, 370, 371, aux variations du niveau dans la capacité tampon respectivement associée 360, 361, 362, en comparaison avec le niveau moyen prédéterminé 363, 364, 365; à cet effet, il est prévu des moyens de correction de l'asservissement de la vitesse de sortie de chacun de ces moteurs, telle qu'elle est définie par les moyens 380, en fonction des informations fournies par le capteur de niveau 391, 392, 393 de telle sorte qu'un passage du niveau réel de particules dans l'une des capacités tampons au-dessus du niveau moyen prédéterminé provoque un débit des moyens de prélèvement correspondant 369, 370, 371 supérieur au débit calculé par proportionnalité avec la charge de la chaudière, et qu'au contraire une réduction du niveau en dessoûs du niveau prédéterminé provoque une réduction du débit par rapport au débit calculé par proportionnalité avec la charge de la chaudière; on remarquera qu'ainsi, on est en outre assuré de ce que les moyens de prélèvement 369, 370, 371 reçoivent des particules, dans la capacité tampon correspondante 360, 361, 362, un effort approximativement constant leur permettant de travailler dans les conditions approximativement constantes, indépendamment des vidanges successives des trémies intermédiaires associées.
  • Les moyens permettant de corriger ainsi, pas-à- pas ou en continu selon le type de capteur de niveau 391, 392, 393 utilisé, la vitesse de rotation de chacun des moteurs 372, 373, 374 de façon asservie à la mesure du capteur de niveau 391, 392, 393 associé à la même capacité tampon 360, 361, 362 ont été simplement schématisés par des liaisons en traits mixtes 381, 382, 383; comme les moyens 380, ils peuvent être choisis par l'homme du métier dans une large gamme de possibilités.
  • Le débit de particules dans la conduite 366 étant ainsi déterminé, le débit d'air dans cette conduite, considéré comme un débit d'air de transport compte tenu de la faible part de ce débit qui est prélevée pour la fluidisation dans les capacités tampons 360, 361, 362 et de préférence constant en termes de débit volumique, est réglé par action sur le ventilateur 367 de telle sorte que le débit massique des particules introduites dans la conduite 366 soit dans un rapport au débit massique de l'air dans cette conduite, compris entre 1 et 10 environ; ces chiffres, donnés à titre d'exemple non limitatif, correspondent à une concentration élevée de la suspension particules-air injectée en 379 dans la chaudière, une telle concentration élevée étant favorable à la combustion des particules à leur arrivée dans la chaudière et à leur frittate sous forme de mâchefers une fois qu'elles ont brûlé et qu'elles se trouvent sur la grille 3.
  • Naturellement, outre les dispositions caractéristiques de l'invention qui viennent d'être décrites, l'homme du métier prévoira toutes les sécurités et dispositions accessoires habituelles; parmi ces dispositions accessoires, on trouvera notamment des moyens (non présentés) de vidange de l'ensemble de l'installation vers des moyens de stockage des particules solides appropriés, et en particulier des moyens de vidange des séparateurs 45, 46, 47 mais on remarquera qu'au lieu d'être utilisés en régime permanent comme c'est le cas traditionnellement, ces moyens seront utilisés exclusivement lors des opérations de maintenance de l'installation, le régime permanent correspondant à une réinjection au foyer 2 de la totalité des particules extraites des fumées avant leur évacuation à l'atmosphère par les moyens 44.
  • En outre, l'homme du métier pourra prévoir de nombreuses variantes du dispositif qui vient d'être décrit, sans sortir pour autant du cadre de la présente invention; ces variantes pourront notamment porter sur la constitution pratique des seconds moyens de séparation 43, constitués dans l'exemple illustré par trois champs d'un dépoussiéreur électrostatique reliés en série par le conduit 28 d'acheminement des fumées; quelle que soit leur nature, on pourrait prévoir un nombre différent de ces séparateurs constituant les seconds moyens de séparation, et un mode de raccordement mutuel différent, et les figures 3 et 4 illustrent précisément deux modifications, dans ce sens, du dispositif illustré à la figure 2.
  • Dans le cas de la variante illustrée à la figure 3, un conduit 128 d'acheminement des fumées, correspondant aux conduits 28 et relié comme celui-ci à une chaudière non représentée, se ramifie en deux branches parallèles 128a et 128b dont chacune relie en série deux séparateurs, respectivement 145a, 146a en ce qui concerne la conduite 128a, et 145b et 146b en ce qui concerne la conduite 128b.
  • Chacun de ces séparateurs 145a, 146a. 145b. 146b présente une trémie inférieure respective 148a, 149a, 148b, 149b débouchant vers le bas. via une vanne respective 151a, 152a, 151b, 152b, dans une trémie intermédiaire respective 154a, 155a. 154b, 155b débouchant elle-même vers le bas, via une vanne respective 157a, 158a, 157b, 158b, dans une capacité tampon respective 160a, 161a, 160b, 161 b; cette capacité tampon débouche elle-méme vers le bas des moyens de prélèvement continu, selon un débit réglable, tels qu'un distributeur alvéolaire respectivement 169a, 170a, 169b, 170b, sur une extrémité, supérieure, d'une conduite verticale, respectivement 175a, 176a, 175b, 176b: ces éléments portent des références numériques résultant d'une décrémentation de 200 par rapport aux références numériques affectées à des éléments déjà décrits en référence à la figure 2, auxquels ces éléments de la figure 3 sont similaires dans leur structure, leur inter-relation et leur fonctionnement.
  • Dans cette variante, en dépit d'un branchement des séparateurs 145a, 146a, 145b, 146b en série- parallèle, une conduite de transport pneumatique unique 166, en tout point comparable à la conduite 366 décrite précédemment et alimentée comme elle en air sous pression par un ventilateur 167 en tout point comparable au ventilateur 367, reçoit de façon répartie les extrémités inférieures des différentes conduites 176b, 176a, 175a, 175b, dans cet ordre, pour véhiculer les particules qu'elle reçoit de ces conduites, en suspension dans l'air, jusqu'à des moyens d'injection uniques 179, en tout point comparable aux moyens 379 décrits précédemment, au foyer de la chaudière (non représentée).
  • Dans le cas de la variante illustrée à la figure 4, on retrouve l'ensemble des éléments illustrés à la figure 3, affectés de référence incrémentées de 100 par rapport aux références que ces éléments portent à la figure 3, si ce n'est que la conduite unique 166 et le ventilateur unique 167 sont dédoublés; plus précisément, les conduites 275a et 276a, correspondent respectivement aux conduites 175a et 176a, débouchent dans une première conduite d'air de transport 266a et les conduites 275b et 276b correspondant respectivement aux conduites 175b et 176b débouchent dans une deuxième conduite de transport pneumatique 266b, chacune des conduites 266a et 266b présentant une première extrémité raccordée à un ventilateur respectif 267a, 267b y injectant un air de transport selon un débit réglable et de préférence constant, et une deuxième extrémité à laquelle les deux conduites de transport 266a et 266b se raccordent en une conduite de transport pneumatique unique 266 aboutissant au foyer de la chaudière (non représentée) par des moyens d'injection 279 en tout point comparables aux moyens 179, 79 ou 379, tels qu'une buse d'injection.
  • Dans le cas de cette variante, on peut cependant également prévoir d'alimenter les deux conduites 266a et 266b en air de transport en parallèle, au moyen d'un ventilateur unique commun 267 au lieu de prévoir un ventilateur propre à chacune d'entre elles et/ou prévoir des trajets distincts de ces deux conduites jusqu'à la chaudière, au foyer de laquelle elles débouchent alors par des moyens d'injection propres 279a et 279b, en tout point comparables aux moyens 179, 79 ou 379, au lieu d'y déboucher par des moyens d'injection communs 279; ces deux possibilités ont été schématisées en trait mixte à la figure 4.
  • Naturellement, dans le cas de ces deux variantes comme dans le cas du mode de réalisation illustré à la figure 2, le nombre de séparateurs parcourus en série par les fumées, et la nature de ces séparateurs peuvent varier dans une large mesure en fonction des besoins estimés par l'homme du métier; dans le cas des modes de réalisation illustrés aux figures 3 et 4 en outre, le nombre de branches dérivées du conduit d'acheminement de fumée 128 ou 228 pourrait être supérieur à deux, les conduits correspondant alors aux conduits 175a, 176a, 175b, 176b ou 275a, 276a, 275b, 276b pouvant déboucher dans une conduite de transport pneumatique unique du type illustré en 166 à la figure 3, ou dans des conduites de transport pneumatique en parallèle du type illustré en 266a et 266b à la figure 4, ou encore en série dans des conduites de transport pneumatique branchées en parallèle.
  • Naturellement, bien que la description qui précède fasse référence à une chaudière à charbon, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en appliquant cette dernière à des chaudières brûlant d'autres combustibles solides, comme par exemple le bois, les écorces, les bagasses.

Claims (28)

1. Procédé de réinjection de particules envolées dans une chaudière à combustible solide, alimentée en combustible par des moyens (10) disposés dans une première zone (9) de la chaudière et qui projettent en continu une charge déterminée de combustible selon une trajectoire (20) amenant ce dernier dans une deuxième zone (21) de la chaudière, sur une grille (3) animée d'un mouvement (8) de retour de la deuxième zone (21) vers la première (9), une combustion s'effectuant sur ladite trajectoire (20) et sur la grille (3) moyennant un dégagement (26) de fumées entraînant des particules solides, ce procédé consistant à prélever les fumées dans la chaudière, à les acheminer ensuite successivement dans des moyens (36) de séparation des particules les plus grosses et dans des moyens (43) de séparation des particules plus fines, et à évacuer (44) les fumées après cette séparation tandis que l'on réinjecte dans la chaudière la totalité des particules séparées, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on réinjecte séparément dans la chaudière les particules séparées les plus grosses et les particules séparées plus fines:
- de façon éventuellement connue en ce qui concerne les particules les plus grosses, et,
- en ce qui concerne les particules les plus fines, fournies par les moyens de séparation correspondants (43) selon un débit irrégulier, au moyen des opérations consistant à:
a) transformer ce débit irrégulier en un débit continu de particules, au moins approximativement proportionnel à la charge de la chaudière,
b) introduire en continu ce débit continu de particules dans un débit continu d'air de transport propre à ces particules les plus fines,
c) au moyen de ce débit d'air, acheminer ces particules en continu jusqu'à proximité de la deuxième zone (21) de la chaudière et les injecter dans cette zone, dans une partie de ladite trajectoire (20) proche de la grille (3), indépendamment des particules les plus grosses.
2. Procédé selon la revendication 1, les moyens (43) de séparation des particules plus fines comportant une pluralité de séparateurs (45, 46. 47) dont chacun fournit des particules selon un débit propre irrégulier, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre les opérations a) et b) précitées en transformant chacun de ces débits propres irréguliers en un débit propre continu de particules, au moins approximativement proportionnel à la charge de la chaudière, et en introduisant successivement, en continu, ces débits propres continus de particules dans ledit débit continu d'air de transport.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on asservit ledit débit continu de particules au débit des moyens (43) de séparation des particules plus fines.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on asservit chaque débit propre continu de particules au débit propre du séparateur (45, 46, 47) correspondant.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'on asservit ledit débit continu de particules au débit des moyens (10) d'alimentation de la chaudière en combustible.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que l'on asservit chaque débit propre continu de particules au débit des moyens (10) d'alimentation de la chaudière en combustible.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le débit d'air de transport est sensiblement constant, en termes de débit volumique.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, lors de l'opération b), on introduit le débit continu de particules dans le débit continu d'air de transport dans un rapport du débit massique de particules au débit massique d'air de transport compris entre 1 et 10 environ.
9. Dispositif de réinjection de particules envolées dans une chaudière à combustible solide, alimentée en combustible par des moyens (10) disposés dans une première zone (9) de la chaudière et qui projettent en continu une charge déterminée de combustibles selon une trajectoire (20) amenant ce dernier dans une deuxième zone (21) de la chaudière, sur une grille (3) animée d'un mouvement (8) de retour de la deuxième zone (21) vers la première (9), une combustion s'effectuant sur ladite trajectoire (20) et sur la grille (3) moyennant un dégagement (26) de fumées entraînant les particules solides, ce dispositif comportant:
- des moyens (27) de prélèvement des fumées dans la chaudière,
- des moyens (44) d'évacuation de fumées,
-des premiers moyens de séparation (36), pour la séparation de particules relativement grosses,
- des seconds moyens de séparation (43), pour la séparation de particules relativement fines,
- des moyens (28) d'acheminement de fumées des moyens de prélèvement (27) aux premiers moyens de séparation (36), des premiers moyens de séparation (36) aux seconds moyens de séparation (43), des seconds moyens de. séparation (43) au moyens (44) d'évacuation de fumées,
- des moyens (37, 38, 39, 40, 41, 42, 84) de prélèvement de particules dans les premiers moyens de séparation (36) et de réinjection de telles particules dans la chaudière,
- des moyens de prélèvement de particules dans les seconds moyens de séparation (43) et de réinjection de telles particules dans la chaudière,
ce dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de prélèvement de particules dans les seconds moyens de séparation (43) et de réinjection de telles particules dans la chaudière sont distincts des moyens (37, 38, 39, 40, 41, 42, 84) de prélèvement de particules dans les premiers moyens de séparation (36) et de réinjection de telles particules dans la chaudière, en ce que les moyens de prélèvement de particules dans les seconds moyens de séparation (43) comportent:
a) une capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260, 261, 262, 360, 361, 362),
b) des moyens (51 à 59) de déversement de particules provenant exclusivement des seconds moyens de séparation (43) dans la capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260, 261, 262, 360, 361, 362), interdisant une communication directe entre ces derniers,
c) des moyens (69, 169, 170, 269, 270, 369, 370, 371) de prélèvement continu de particules à la partie inférieure de la capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260, 261, 262, 360, 361, 362), selon un débit réglable,
d) des moyens (80, 81, 380, 381, 382, 383, 391, 392, 393) pour asservir à la charge de la chaudière de débit des moyens (69, 169, 170, 269, 270, 369, 370, 371) de prélèvement continu de particules dans la capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260, 261, 262, 360, 361, 362), et en ce qu'il est prévu:
- une source (98, 107, 42, 167, 267, 367) d'air sous pression,
- des moyens (79, 179, 279, 379) d'injection de particules provenant exclusivement des seconds moyens de séparation (43), ces moyens d'injection (79, 179, 279, 379) étant disposés à proximité de la deuxième zone (21) de la chaudière et débouchant vers une partie de ladite trajectoire (20) proche de la grille (3) dans cette deuxième zone (21),
- une conduite (66, 166, 266, 366) de transport pneumatique de particules provenant exclusivement des seconds moyens de séparation (43), cette conduite (66, 166, 266, 366) reliant la source d'air sous pression (98, 107, 42, 167, 267, 367) aux moyens d'injection (79, 179, 279, 379), les moyens (69, 169, 170, 269, 270, 369, 370, 371) de prélèvement continu de particules dans la capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260, 261, 262, 360, 361, 362) débouchant dans ladite conduite (66, 166, 266, 366).
10. Dispositif selon la revendication 9, les seconds moyens de séparation (43) comportant une pluralité de séparateurs (45, 46, 47, 145a, 146a, 145b, 146b, 245a, 246a, 245b, 246b), raccordés en série et/ou en parallèle, entre les premiers moyens de séparation (36) et les moyens (44) d'évacuation de fumée, par les moyens (28, 128, 228) d'acheminement de fumées, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement de particules dans les seconds moyens de séparation (43) comportant:
a) une pluralité de capacités tampons (160a, 161a, 160b, 161b, 260a, 261a, 260b, 261b, 360, 361, 362), dont chacune est associée à au moins l'un desdits séparateurs et placée sous celui-ci,
b) des moyens (51 à 59), 151a, 152a, 151b, 152b, 154a, 155a, 154b, 155b, 157a, 158a, 157b, 158b, 251a, 252a, 251b, 252b, 254a, 255a, 254b, 255b, 257a, 258a, 257b, 258b) de déversement de particules de ce séparateur dans la capacité tampon associée, interdisant une communication directe entre ces derniers,
c) des moyens (169a, 170a, 169b, 170b, 269a, 270a, 269b, 270b, 369, 370, 371) de prélèvement continu de particules à la partie inférieure de chaque capacité tampon, selon un débit réglable,
d) des moyens (380, 381, 382, 383, 391, 392, 393) pour asservir à la charge de la chaudière le débit de chacun des moyens de prélèvement continu de particules à la partie inférieure d'une capacité tampon, et en ce que les moyens de prélèvement continu de particules à la partie inférieure des différentes capacités tampons débouchent dans ladite conduite (66, 166, 266, 366), qui est commune.
11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de déversement de particules des seconds moyens de séparation (43) dans la capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260, 261, 262, 360, 361, 362) comportent un sas (54, 55, 56, 154, 155, 156, 254, 255, 256) de volume utile petit devant celui de cette capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260. 261, 262, 360, 361, 362).
12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de déversement de particules d'un séparateur (45, 46, 47) dans la capacité tampon associée (60, 160, 161, 162, 260, 261, 262, 360, 361, 362) comportent un sas (54, 55, 56, 154, 155, 156, 254, 255, 256) de volume utile petit devant celui de cette capacité tampon.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que les moyens (380, 381, 382, 383, 391, 392, 393) pour asservir à la charge de la chaudière le débit des moyens (69, 169, 170, 269, 270, 369, 370, 371) de prélèvement continu de particules dans la ou chaque capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260, 261, 262, 360, 361. 362) comportent des moyens (381, 382. 383, 391. 392, 393) pour asservir ce débit au maintien d'un niveau moyen (363, 364, 365) de particules dans cette dernière.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que les moyens (380,381,382,383,391,392,393) pour asservir à la charge de la chaudière le débit des moyens (69, 169, 170, 269, 270, 369, 370, 371) de prélèvement continu de particules dans la ou chaque capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260, 261, 360, 361, 362) comportent des moyens (380) pour asservir ce débit au débit des moyens (10) d'alimentation de la chaudière en combustible.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (385 à 390) de fluidisation des particules dans la ou chaque capacité tampon (360, 361, 362).
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que les moyens (69, 169, 170, 269, 270, 369, 370, 371) de prélèvement de particules dans la ou chaque capacité tampon (60, 160, 161, 162, 260, 261, 262, 360, 361, 362) comportent un distributeur alvéolaire.
17. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte:
- une deuxième source (98) d'air sous pression,
- une deuxième conduite (97) de transport pneumatique reliant cette deuxième source (98) à la capacité tampon (60), lesdits moyens (51 à 59) de déversement de particules des seconds moyens de séparation (43) dans la capacité tampon (60) débouchant dans cette deuxième conduite (97) en interdisant une communication directe entre cette dernière et les seconds moyens de séparation (43).
18. Dispositif selon la revendication 17, les seconds moyens de séparation (43) comportant une pluralité de séparateurs (45, 46, 47), raccordés en série et/ou en parallèle, entre les premiers moyens de séparation (36) et les moyens (44) d'évacuation de fumée, par les moyens (28) d'acheminement de fumées, caractérisé en ce que la capacité tampon (60) est unique, en ce qu'il est prévu des moyens (51 à 59) de déversement de particules de chacun des séparateurs (45 à 47) dans la capacité tampon unique (60), ces moyens de déversement débouchant dans ladite deuxième conduite (97), qui est commune, en interdisant une communication directe entre cette dernière et les séparateurs.
19. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens de déversement de particules des seconds moyens de séparation (43) dans la capacité tampon (60) comportent un sas (54, 55, 56) de volume utile petit devant celui de cette capacité tampon (60).
20. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que les moyens de déversement de particules d'un séparateur (45, 46, 47) dans la capacité tampon unique (60) comportent un sas respectif (54, 55, 56), le volume utile cumulé des sas étant inférieur à celui de cette capacité tampon.
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 et20, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (100 à 105) de fluidisation des particules dans le ou chaque sas (54, 55, 56).
22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 21, caractérisé en ce que les moyens (80, 81, 91) pour asservir à la charge de la chaudière le débit moyen des moyens (69) de prélèvement continu de particules dans la capacité tampon (60) comportent des moyens (81, 91) pour asservir ce débit au maintien d'un niveau moyen (63) de particules dans cette dernière.
23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 22, caractérisé en ce que les moyens (80. 81, 91) pour asservir à la charge de la chaudière le débit moyen des moyens (69) de prélèvement continu de particules dans la capacité tampon (60) comportent des moyens (80) pour asservir ce débit au débit des moyens (10) d'alimentation de la chaudière en combustible.
24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 23, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (85, 88) de fluidisation des particules dans la capacité tampon (60).
25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 34, caractérisé en ce que les moyens (69) de prélèvement de particules dans la capacité tampon (60) comportent un distributeur alvéolaire.
26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 25, caractérisé en ce que la première source (98, 107) est constituée par une partie supérieure (107) de la capacité tampon (60) et par la deuxième source (98).
27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 25, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de retour (66b) des gaz de la capacité tampon (60) vers les seconds moyens de séparation (43), et en ce que les deux sources (98; 42) sont dissociées.
28. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 17 à 25, caractérisé en ce que la capacité tampon est ouverte à l'air libre via un filtre (66b), et en ce que les deux sources (98, 42) sont dissociées. ,
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