EP1173280B1 - Procede pour controler le niveau de remplissage en charbon d'un broyeur a boulet - Google Patents

Procede pour controler le niveau de remplissage en charbon d'un broyeur a boulet Download PDF

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EP1173280B1
EP1173280B1 EP00917148A EP00917148A EP1173280B1 EP 1173280 B1 EP1173280 B1 EP 1173280B1 EP 00917148 A EP00917148 A EP 00917148A EP 00917148 A EP00917148 A EP 00917148A EP 1173280 B1 EP1173280 B1 EP 1173280B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
weight
drum
ball mill
coal
sensors
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00917148A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1173280A1 (fr
Inventor
Daniel Fontanille
Jacques Barbot
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.)
Alstom SA
Original Assignee
Alstom SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Alstom SA filed Critical Alstom SA
Publication of EP1173280A1 publication Critical patent/EP1173280A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1173280B1 publication Critical patent/EP1173280B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/1805—Monitoring devices for tumbling mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating

Definitions

  • the invention relates to a method for checking the filling level.
  • Such a grinder, drum with cylindrical, biconical or other envelope, is more particularly used to supply pulverized coal to burners of a boiler pulverized coal for example.
  • a first known method is based on the measurement of the variation of the power absorbed by the electric motor rotating the mill drum.
  • a second known method is based on the measurement of the noise emitted by the crusher during its operation.
  • a third known method is based on the use of pneumatic probes introduced inside the mill drum.
  • Other known methods are based on the use of gamma ray probes arranged inside the grinder drum to detect the high and low level of the layer of coal in the drum.
  • the measures implemented in these known methods are dependent on the quality of the coal to be ground and in particular on its grain size of its humidity level. They are also dependent on wear cannonballs. It happens that they are not always reliable.
  • Document US-A-3 960 330 describes a process in which it is planned to measure the weight of the grinding system using weighing sensors of the drum and the support bearings of the rotational drive pinion of the drum and compare this weight measured by sensors, to a value of preset instruction to regulate the supply of material to the system grind.
  • the object of the present invention is to improve such a method and it has relates to a method for controlling the filling level of a mill ball fed with material to be ground and fitted with a drum mounted to rotate on two distant bearings, said method consisting in measuring the weight of the drum using weighing sensors arranged under bearings supporting the mill drum and compare the measured weight to a preset value set to regulate the supply of the mill to material to be ground, the vertical component of the force created by the couple being taken into account in rotation of the drum, characterized, in that said weighing sensors are gauge weighing sensors constraints and in that said vertical component is taken into account in the form of a correction of the weight measured by said sensors, made before the comparison step, by means of a first value weight representative of this vertical component and obtained from a measurement of the power of the rotary drive motor of the drum.
  • Weighing is a direct physical measurement of the filling level in coal from the mill which is not influenced by the humidity and the grain size of the grinding mass constituted by the mixture of coal and balls.
  • the result that the control method according to the invention is very reliable.
  • the weight measured can easily be corrected by a computer program to hold account of the vertical component of the rotational driving torque of the drum, the wear of the balls over time as well as the renewal of balls in the grinder. It follows that the method according to the invention allows very precisely control the level of carbon filling in a mill balls.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the method according to the invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the steps of processing a computer program implementing the method according to the invention.
  • Figure 3 is a diagram showing the evolution over time of some physical parameters related to the operation of the ball mill.
  • Figure 4 is a very schematic front view of a ball mill fitted with weighing sensors for implementing the method according to the invention.
  • FIG. 5 very schematically illustrates a weighing sensor used for implementing the method according to the invention.
  • Figure 6 shows very schematically the arrangement of the weighed between two support flanges.
  • Figure 7 shows very schematically the arrangement of the sensors between the two support flanges in a triangle configuration.
  • the measurement system 10 used in the method according to the invention for controlling the level of carbon filling in a mill balls includes a set of weighing sensors 11 to 16 with gauge constraint. These sensors are arranged under the two bearings carrying the drum mill, which is rotatably mounted about a generally horizontal axis, to provide continuous electrical signals representative of a measure of the weight of the drum with its load. Each weigh sensor is compensated to measure only the vertical component of the pressure it experiences.
  • Each set of load cells is arranged under one of the two bearings on which the ends rest (pins) of the mill drum.
  • the signals provided by the sensors 11 to 16 are sent to a calculation electronics 19 suitable for taring and for rendering a continuous electrical signal P, for example industry standard 4-20 mA, representative only of the weight of the charge (coal and balls) in the drum. It will be understood that the signal P results from a sum of the different signals supplied by sensors 11 to 16.
  • the signal P at the output of the electronics 19 is digitized to be compared to a basic setpoint 20 preset in a comparator 21 whose output is applied to a conventional regulator 22 for controlling the feeder 23 in raw coal 24 from the mill.
  • the output of comparator 21 is used to regulate the operating speed of the feeder and therefore the flow feed the crusher with raw coal.
  • the basic setpoint 20 corresponding to a certain level of filling the mill with coal to obtain optimum grinding of the coal based on a certain mass of balls loaded into the grinder. This optimum filling level is known to those skilled in the art.
  • the vertical component of the drive torque in rotation of the drum acts on the weight measured by the weighing sensors 11 to 16.
  • This vertical component can thus be added to the weight of the drum of the grinder or on the contrary come to evade the weight of the grinder drum depending on whether it is pointing down or up. As a result, the weight measured P does not exactly represent the load in the mill drum.
  • the measured weight P is corrected by the calculation electronics 19, before its comparison in the comparator 21, by a weight value corresponding to the vertical component of the couple to rotate the mill drum rather than correct the setpoint 20.
  • the setpoint 20 is kept constant to simplify monitoring of the operator grinding process.
  • a summator 30 is interposed between the output of the calculation electronics 19 and the comparator 21 to correct the measured weight P by a weight value representative of the vertical component Fv of the couple drive.
  • the vertical component Fv is provided by a module 31 which receives as input the preset K1 constant and a power measurement absorbed Pabs by the crusher motor.
  • the weight loss of the load in the mill drum due to wear balls must also be taken into account to control precisely the level of coal filling in the mill because the density of the coal is very weak compared to that of cannonballs.
  • the wear rate of the balls ⁇ can be evaluated by experimentation and serve as a basis for correcting the measured weight P before its comparison with the setpoint 20 in the comparator 21.
  • the wear rate ⁇ expressed for example in kilograms / hour of operation of the mill is a pre-established constant which is multiplied by the overall time of operation of the crusher (expressed in hours) delivered by an integrator 50 for provide a resulting weight value Pb which is subtracted, in the summator 30, at the measured weight P so as not to compensate in the loop regulation, the weight loss of the balls by an intake of coal.
  • the integrator 50 functions as a clock controlled by starting and stopping the grinder.
  • FIG. 1 there is illustrated by 51, a computer program which combines the functionality of module 30, module 31, comparator 21, regulator 22 and integrator 50. It also reacts in response to a manual control 52 used to force the program to pass into a particular operating mode. Program 51 also controls the activation or extinction of a signaling lamp 53 which is linked to the particular operating mode of the program.
  • FIG. 2 illustrates the operation of the computer program 51.
  • step 100 the program begins by initializing the values 20, 33, 34 and the integrator 50.
  • the mode particular operation of the program corresponds to a calibration phase data related to the taking into account of the renewal of the balls.
  • this calibration phase is triggered periodically, by example every 100 or 200 hours.
  • the automatic triggering of this calibration phase is monitored by a specific counter hereinafter called the calibration counter.
  • the program acquires an instantaneous value of the measured weight P supplied at the output of electronics 19. As indicated above, this value corresponds to a sample of the 4-20mA standard continuous signal supplied by the electronics 19.
  • step 104 the program applies to the measured weight P the correction Pb linked to the wear of the balls and in step 105, the correction Fv linked to the effect of the drive couple.
  • step 106 the corrected measured weight is processed by an algorithm proportional and derivative (PID) type and the value of control is used in step 107 to control the feeder so that regulate the flow of carbon entering the mill.
  • PID algorithm proportional and derivative
  • a test 102 is provided to detect actuation of the manual control 52 by the operator. If the actuation of this command is detected, the program proceeds to the next step 108. If not, it proceeds to the next step 103.
  • step 108 the program controls the actuation of the signaling 53.
  • the signaling witness may for example be a witness light which serves to warn the operator that a calibration phase is in progress execution.
  • step 109 in which the calibration counter is initialized.
  • step 111 the program controls the slowing down of the feeder of the crusher to empty the stagnant coal reserve in the drum and in step 112 the time evolution of the amplitude of the power absorbed by the motor is recorded for the purpose of determining a peak amplitude.
  • the curve P represents the time evolution of the amplitude, the power absorbed by the engine during normal operation of the feeder and therefore of the grinder, then during the feeder slowing down and after resuming operation normal of the feeder and therefore of the grinder.
  • Curve A shows the variations of the speed of the feeder and the curve O shows how the noise emitted by the crusher during these different operating phases of the feeder.
  • step 113 the program determines the Ppic value corresponding to an extremum of the power absorbed by the motor during the calibration phase.
  • step 114 the program determines the weight loss of balls from the previous calibration phase based on the difference between the Ppic value obtained in step 113 and a Ppic value determined and recorded during the previous calibration phase.
  • step 115 the program calibrates the wear rate according to the weight loss of fetlock determined in step 114.
  • step 116 it registers in a register the value Ppic determined at step 113 for comparison with a new determined Ppic value in a next step 113.
  • step 117 the program accelerates the feeder so that it resumes a normal operation and then in step 118, the program commands the extinction of the signaling 53.
  • step 118 the program commands the extinction of the signaling 53.
  • curve A of FIG. 3 we see how varies the speed of the feeder according to the sequence of steps 111 and 117 indicated above.
  • the balls are renewed in the grinder without stopping the grinding. For example, they entered the crusher through the feeder.
  • the operator initiates a calibration phase to avoid drifting into account wear of the balls in the correction of the measured weight.
  • step 103 in which the program systematically tests the calibration counter to activate automatically a calibration phase. If the phase of detection is detected calibration, the program continues processing in step 108 as already described upper. Therefore, the calibration phases are chained automatically even if the operator does not request them via the manual command. These calibration phases triggered so automatic will therefore take into account the normal wear of the balls in the grinder to adapt the weight loss correction of balls by normal wear and tear.
  • FIG 4 very schematically shows a coal mill here having a cylindrical casing drum 200 rotatable about an axis horizontal A and which is terminated at its two ends by conical portions 201 and 202 supported respectively on two bearings 203 and 204 spaced one of the other along axis A.
  • This mill is used to prepare pulverulent coal supplying the burners of a boiler.
  • the feeding organ in coal to be ground is not shown in Figure 4.
  • the coal to be ground and a drying gas are introduced respectively by the annular part or trunnion 201 or 202 extending each conical end of the drum and the coal pulverized in the drying gas is evacuated by these journals against the current of raw coal.
  • the drum 200 is loaded with metal balls or with other grinding elements made of hard material which pulverize or crush the charcoal to be ground.
  • the weighing cells 11 to 13 and 14 to 16 are arranged under the bearings 203,204 to undergo the entire weight of the drum of the mill. More particularly in FIG. 6, the three sensors 11 to 13 are arranged between two parallel 210,211 soles which are themselves placed horizontally between the bearing 203 and a base 205 resting on the ground. The mounting is identical with regard to the sensors 14 to 16 arranged between the bearing 202 and base 206.
  • FIG. 5 very schematically shows a weighing sensor such as 11. It is therefore a metal cylinder 300 with a central part which is blasted to create a beam working in shear under the effect of pressure exerted on the support stirrup 301.
  • the sensors used are of the compensated type to take into account that the vertical component of the pressure on the stirrup 301.
  • the sensors 11 to 13 are arranged in a plane on the sole 211 in a triangle configuration.
  • Sensors 14 to 16 are arranged analogously in a triangle.
  • the triangle arrangement of three weighing sensors allows symmetrical configuration with respect to to the axis of rotation A of the drum and a center of gravity combined on this axis.
  • the weighing sensors used for implementing the process can by example being sensors sold by the company "Nobel Electronik".

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Description

L'invention concerne un procédé pour contrôler le niveau de remplissage d'un broyeur à boulets alimenté en charbon à broyer dans lequel le broyeur comprend un tambour monté rotatif sur deux paliers distants. Un tel broyeur, à tambour à enveloppe cylindrique, biconique ou autre, est plus particulièrement utilisé pour alimenter en charbon pulvérisé des brûleurs d'une chaudière à charbon pulvérisé par exemple.
Il est nécessaire de s'assurer en permanence que le niveau de remplissage en charbon du broyeur reste sensiblement constant pour éviter d'une part une usure trop rapide des boulets et d'autre part pour obtenir un transport optimal du charbon pulvérisé vers les brûleurs.
Il existe déjà de nombreuses méthodes pour contrôler le niveau de remplissage d'un broyeur à boulets. Une première méthode connue est basée sur la mesure de la variation de la puissance absorbée par le moteur électrique entraínant en rotation le tambour du broyeur. Une deuxième méthode connue repose sur la mesure du bruit émis par le broyeur lors de son fonctionnement. Une troisième méthode connue repose sur l'utilisation de sondes pneumatiques introduites à l'intérieur du tambour du broyeur. Enfin d'autres méthodes connues reposent sur l'utilisation de sondes à rayon gamma disposées à l'intérieur du tambour du broyeur pour détecter le niveau haut et le niveau bas de la couche de charbon dans le tambour.
En général, les mesures mises en oeuvre dans ces méthodes connues sont dépendantes de la qualité du charbon à broyer et en particulier de sa granulométrie de son degré d'humidité. Elles sont aussi dépendantes de l'usure des boulets. Il vient qu'elles ne sont pas toujours fiables.
Le but de l'invention est de proposer un procédé pour contrôler le niveau de remplissage d'un broyeur à boulets à l'aide d'une mesure physique directe fiable, indépendante de la qualité du charbon à broyer et en particulier de son degré d'humidité et de sa granulométrie. Un autre but de l'invention est de proposer un tel procédé de contrôle qui permet de tenir compte de façon automatique de l'usure des boulets lors du fonctionnement du broyeur et du renouvellement des boulets dans le broyeur.
Le document US-A-3 960 330 décrit un procédé dans lequel on prévoit de mesurer le poids du système de broyage au moyen de capteurs de pesée du tambour et des paliers supports du pignon d'entraínement en rotation du tambour et de comparer ce poids mesuré par des capteurs, à une valeur de consigne préétablie pour réguler l'alimentation du système en matériau à broyer.
La présente invention a pour but de perfectionner un tel procédé et elle a pour objet un procédé pour contrôler le niveau de remplissage d'un broyeur à boulets alimenté en matériau à broyer et doté d'un tambour monté rotatif sur deux paliers distants, ledit procédé consistant à mesurer le poids du tambour à l'aide de capteurs de pesée disposés sous des paliers supportant le tambour du broyeur et à comparer le poids mesuré à une valeur de consigne préétablie en vue de réguler l'alimentation du broyeur en matériau à broyer, la composante verticale de l'effort créé par le couple d'entraínement en rotation du tambour étant prise en compte, caractérisé en ce que lesdits capteurs de pesée sont des capteurs de pesée à jauges de contraintes et en ce que ladite composante verticale est prise en compte sous la forme d'une correction du poids mesuré par lesdits capteurs, faite avant l'étape de comparaison, par le moyen d'une première valeur pondérale représentative de cette composante verticale et obtenue à partir d'une mesure de la puissance du moteur d'entraínement en rotation du tambour.
La pesée est une mesure physique directe du niveau de remplissage en charbon du broyeur qui n'est pas influencée par l'humidité et la granulométrie de la masse broyante constituée par le mélange charbon et boulets. Il en résulte que le procédé de contrôle selon l'invention est très fiable. En plus, le poids ainsi mesuré peut facilement être corrigé par un programme d'ordinateur pour tenir compte de la composante verticale du couple d'entraínement en rotation du tambour, de l'usure des boulets dans le temps ainsi que du renouvellement des boulets dans le broyeur. Il en résulte que le procédé selon l'invention permet de contrôler très précisément le niveau de remplissage en charbon d'un broyeur à boulets.
Un exemple de mise en oeuvre du provédé selon l'invention est décrit ci-après en détails et illustré sur les dessins.
La figure 1 est un schéma illustrant le principe du procédé selon l'invention.
La figure 2 est un organigramme illustrant les étapes de traitement d'un programme d'ordinateur mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.
La figure 3 est un schéma montrant l'évolution dans le temps de certains paramètres physiques liés au fonctionnement du broyeur à boulets.
La figure 4 est une vue de face très schématique d'un broyeur à boulets munis de capteurs de pesée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La figure 5 illustre très schématiquement un capteur de pesée utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La figure 6 montre très schématiquement la disposition des capteurs de pesée entre deux semelles d'appui.
La figure 7 montre très schématiquement la disposition des capteurs entre les deux semelles d'appui selon une configuration en triangle.
Figure 1, le système de mesure 10 utilisé dans le procédé selon l'invention pour contrôler le niveau de remplissage en charbon d'un broyeur à boulets comprend un ensemble de capteurs de pesée 11 à 16 à jauge de contrainte. Ces capteurs sont disposés sous les deux paliers portant le tambour du broyeur, qui est monté rotatif autour d'un axe généralement horizontal, pour fournir des signaux électriques continus représentatifs d'une mesure du poids du tambour avec sa charge. Chaque capteur de pesée est compensé pour mesurer seulement la composante verticale de la pression qu'il subit.
Comme cela apparaít sur la figure 1, on utilise deux ensembles de trois capteurs de pesée 11 à 13 et 14 à 16. Chaque ensemble de capteurs de pesée est disposé sous un des deux paliers sur lesquels s'appuie les extrémités (tourillons) du tambour du broyeur.
Les signaux fournis par les capteurs 11 à 16 sont envoyés à une électronique de calcul 19 adaptée pour effectuer un tarage et pour restituer un signal électrique continu P, au standard industriel 4-20 mA par exemple, représentatif uniquement du poids de la charge (charbon et boulets) dans le tambour. On comprendra que le signal P résulte d'une somme des différents signaux fournis par les capteurs 11 à 16.
Le signal P en sortie de l'électronique 19 est numérisé pour être comparé à une consigne de base 20 préétablie dans un comparateur 21 dont la sortie est appliquée à un régulateur conventionnel 22 de pilotage de l'alimenteur 23 en charbon brut 24 du broyeur. En particulier, la sortie du comparateur 21 sert à réguler la vitesse de fonctionnement de l'alimenteur et donc le débit d'alimentation du broyeur en charbon brut.
La consigne de base 20 correspondant à un certain niveau de remplissage en charbon du broyeur pour obtenir un broyage optimum du charbon en fonction d'une certaine masse de boulets chargée dans le broyeur. Ce niveau de remplissage optimum est connu de l'homme du métier.
Si le tambour du broyeur est entraíné en rotation par un système à engrenages incluant une couronne dentée entourant l'enveloppe du tambour coaxialement à l'axe de rotation du tambour du broyeur et un pignon moteur couplé à cette couronne, la composante verticale du couple d'entraínement en rotation du tambour agit sur le poids mesuré par les capteurs de pesée 11 à 16. Cette composante verticale peut ainsi venir s'ajouter au poids du tambour du broyeur ou au contraire venir se soustraire au poids du tambour du broyeur suivant qu'elle est dirigée vers le bas ou vers le haut. Il en résulte que le poids mesuré P ne représente pas exactement la charge dans le tambour du broyeur.
Dans le procédé suivant l'invention, on corrige le poids mesuré P fournit par l'électronique de calcul 19, avant sa comparaison dans le comparateur 21, par une valeur pondérale correspondant à la composante verticale du couple d'entraínement en rotation du tambour du broyeur plutôt que de corriger la consigne 20. On maintient la consigne 20 constante pour simplifier le suivi du processus de broyage par l'opérateur.
La mesure du couple d'entraínement en rotation du tambour du broyeur est relativement complexe à réaliser. Toutefois, la mesure de la puissance absorbée par le moteur d'entraínement en rotation du tambour du broyeur est directement liée à la valeur du couple d'entraínement par la relation suivante : Pabs = k . F . a . w    où
  • Pabs est la puissance absorbée par le moteur (Watts)
  • k est le coefficient de transmission
  • F est le couple d'entraínement (Newtons)
  • a est la longueur du bras de levier du couple d'entraínement (mètres)
  • w est la vitesse de rotation du tambour (radians / seconde)
Comme l'angle α entre l'axe d'application du couple d'entraínement sur la couronne dentée et la verticale est constant et que les grandeurs k,a,w peuvent également être considérées comme constantes, il vient que la composante verticale Fv du couple d'entraínement varie avec la puissance absorbée par le moteur Pabs suivant une loi linéaire qui s'établit comme suit :
  • Fv = Pabs/K1 où K1 est une constante égale à k.a.w/cos(α )
    • Figure 1, on voit qu'un sommateur 30 est interposé entre la sortie de l'électronique de calcul 19 et le comparateur 21 pour corriger le poids mesuré P par une valeur pondérale représentative de la composante verticale Fv du couple d'entraínement. La composante verticale Fv est fournie par un module 31 qui reçoit en entrée la constante K1 préétablie et une mesure de la puissance absorbée Pabs par le moteur du broyeur.
    La perte de poids de la charge dans le tambour du broyeur due à l'usure des boulets doit également être prise en compte pour contrôler avec précision le niveau de remplissage en charbon du broyeur car la densité du charbon est très faible par rapport à celle des boulets. Le taux d'usure des boulets µ peut être évalué par expérimentation et servir de base pour corriger le poids mesuré P avant sa comparaison à la valeur de consigne 20 dans le comparateur 21. En particulier, figure 1, dans le procédé selon l'invention, le taux d'usure µ exprimé par exemple en kilogrammes/heure de fonctionnement du broyeur est une constante préalablement préétablie qui est multipliée par le temps global de fonctionnement du broyeur (exprimé en heure) délivré par un intégrateur 50 pour fournir une valeur pondérale résultante Pb qui est soustraite, dans le sommateur 30, au poids mesuré P de sorte à ne pas compenser dans la boucle de régulation, la perte de poids des boulets par un apport en charbon. On comprendra que l'intégrateur 50 fonctionne comme une horloge commandée par la mise en marche et l'arrêt du broyeur.
    Sur la figure 1, on a illustré par 51, un programme d'ordinateur qui regroupe les fonctionnalités du module 30, du module 31, du comparateur 21, du régulateur 22 et de l'intégrateur 50. Il réagit en outre en réponse à une commande manuelle 52 permettant de forcer le programme à passer dans un mode de fonctionnement particulier. Le programme 51 commande également la mise en fonctionnement ou l'extinction d'un témoin de signalisation 53 qui est lié au mode de fonctionnement particulier du programme.
    La figure 2 illustre le fonctionnement du programme d'ordinateur 51.
    A l'étape 100, le programme commence par initialiser les valeurs 20, 33, 34 et l'intégrateur 50. Comme cela apparaítra par la suite, le mode fonctionnement particulier du programme correspond à une phase de calibrage des données liées à la prise en compte du renouvellement des boulets. Dans le programme, cette phase de calibrage est déclenchée périodiquement, par exemple toutes les 100 ou 200 heures. Le déclenchement automatique de cette phase de calibrage est surveillé par l'intermédiaire d'un compteur spécifique appelé par la suite compteur de calibrage. Ensuite à l'étape 101, le programme acquière une valeur instantanée du poids mesuré P fournie en sortie de l'électronique 19. Comme indiquée plus haut, cette valeur correspond à un échantillon du signal continu au standard 4-20mA fourni par l'électronique 19.
    Ensuite à l'étape 104, le programme applique sur le poids mesuré P la correction Pb liée à l'usure des boulets et à l'étape 105, la correction Fv liée à l'effet du couple d'entraínement.
    Après à l'étape 106, le poids mesuré corrigé est traité par un algorithme de régulation, du type proportionnel intégral et dérivé (PID) et la valeur de régulation est utilisée à l'étape 107 pour commander l'alimenteur de façon à réguler le débit de charbon en entrée du broyeur.
    Ensuite le programme boucle sur l'étape de traitement 101, cette boucle de traitements permettant de contrôler automatiquement le niveau de remplissage du broyeur en vue de maintenir dans le tambour du broyeur un niveau constant de charbon.
    Maintenant, on va décrire le mode de fonctionnement particulier du programme qui correspond à une phase de calibrage des données liées au renouvellement des boulets du broyeur.
    Entre les étapes 101 et 104, un test 102 est prévu pour détecter l'actionnement de la commande manuelle 52 par l'opérateur. Si l'actionnement de cette commande est détecté, le programme passe à l'étape suivante 108. Dans la négative, il passe à l'étape suivante 103.
    A l'étape 108, le programme commande l'actionnement du témoin de signalisation 53. Le témoin de signalisation peut par exemple être un témoin lumineux qui sert à prévenir l'opérateur qu'une phase de calibrage est en cours d'exécution.
    Le traitement se poursuit ensuite par l'étape 109 dans laquelle le compteur de calibrage est initialisé.
    Ensuite à l'étape 111, le programme commande le ralentissement de l'alimenteur du broyeur pour vider la réserve de charbon stagnante dans le tambour et à l'étape 112 l'évolution temporelle de l'amplitude de la puissance absorbée par le moteur est enregistrée aux fins de déterminer un pic d'amplitude. Plus particulièrement, en se reportant à la figure 3, la courbe P représente l'évolution temporelle de l'amplitude, la puissance absorbée par le moteur pendant la marche normale de l'alimenteur et donc du broyeur, puis pendant le ralentissement de l'alimenteur et après la reprise d'un fonctionnement normal de l'alimenteur et donc du broyeur. La courbe A montre les variations de la vitesse de l'alimenteur et la courbe O montre comment évolue le bruit émis par le broyeur pendant ces différentes phases de fonctionnement de l'alimenteur. On peut constater sur la figure 3 que la puissance absorbée par le moteur suit une courbe en forme de dôme pendant la phase de ralentissement de l'alimenteur indiquée sur la figure 3 par phase de calibrage. Le maximum de la courbe P indiqué par Ppic correspond à l'instant où la réserve de charbon stagnant dans le tambour du broyeur est complètement consommée.
    Ensuite à l'étape 113, le programme détermine la valeur Ppic correspondant à un extremum de la puissance absorbée par le moteur pendant la phase de calibrage.
    A l'étape 114, le programme détermine la perte en poids de boulets depuis la phase de calibrage précédente sur la base de la différence entre la valeur Ppic obtenue à l'étape 113 et une valeur Ppic déterminée et enregistrée lors de la phase de calibrage précédente.
    A l'étape 115, le programme calibre le taux d'usure en fonction de la perte en poids de boulet déterminée à l'étape114.
    A l'étape 116 il enregistre dans un registre la valeur Ppic déterminée à l'étape 113 aux fins de comparaison avec une nouvelle valeur Ppic déterminée lors d'une prochaine étape 113.
    A l'étape 117, le programme accélère l'alimenteur pour qu'il reprenne un fonctionnement normal et ensuite à l'étape 118, le programme commande l'extinction de la signalisation 53. Sur la courbe A de la figure 3, on voit comment varie la vitesse de l'alimenteur en fonction de l'enchaínement des étapes 111 et 117 indiquées ci-dessus.
    Il faut comprendre que dans ce mode de réalisation du procédé selon l'invention, les boulets sont renouvelés dans le broyeur sans arrêter le broyage. Ils sont par exemple entrés dans le broyeur par l'intermédiaire de l'alimenteur. Lors du chargement du broyeur en boulets, il est important que l'opérateur enclenche une phase de calibrage pour éviter une dérive de la prise en compte de l'usure des boulets dans la correction du poids mesuré.
    Entre l'étape 102 et l'étape 104, il est prévu une étape 103 dans laquelle le programme teste systématiquement le compteur de calibrage pour enclencher automatiquement une phase de calibrage. En cas de détection de la phase de calibrage, le programme poursuit le traitement à l'étape 108 comme déjà décrit plus haut. Par conséquent, les phases de calibrage sont enchaínées automatiquement même si l'opérateur ne les sollicite pas par l'intermédiaire de la commande manuelle. Ces phases de calibrage déclenchées de façon automatique prendront donc en compte l'usure normale des boulets dans le broyeur de mnière à aptimiser la correction de perte de poids de boulets par l'usure normale.
    La figure 4 montre de façon très schématique un broyeur à charbon ayant ici un tambour à enveloppe cylindrique 200 rotatif autour d'un axe horizontal A et qui est terminé à ses deux extrémités par des portions coniques 201 et 202 en appui respectivement sur deux paliers 203 et 204 espacés l'un de l'autre suivant l'axe A. Ce broyeur sert à préparer du charbon pulvérulent assurant l'alimentation des brûleurs d'une chaudière. L'organe d'alimentation en charbon à broyer n'est pas représenté sur la figure 4. Il faut comprendre que le charbon à broyer et un gaz de séchage sont introduits respectivement par la partie annulaire ou tourillon 201 ou 202 prolongeant chaque extrémité conique du tambour et le charbon pulvérisé dans le gaz de séchage est évacué par ces tourillons à contre courant du charbon brut. Le tambour 200 est chargé en boulets métalliques ou avec d'autres élément broyants en matériau dur qui pulvérisent par écrasement ou trituration le charbon à broyer.
    Il est entendu que le procédé selon l'invention s'applique à un broyeur ayant un tambour à enveloppe autre que cylindrique, par exemple biconique, tronconique etc...
    Comme visible sur la figure 4, les capteurs de pesée 11 à 13 et 14 à 16 sont disposés sous les paliers 203,204 pour subir tout le poids du tambour du broyeur. Plus particulièrement figure 6, les trois capteurs 11 à 13 sont disposés entre deux semelles 210,211 parallèles qui sont elles mêmes placées horizontalement entre le palier 203 et une embase 205 reposant sur le sol. Le montage est identique en ce qui concerne les capteurs 14 à 16 disposés entre le palier 202 et l'embase 206.
    La figure 5 montre très schématiquement un capteur de pesée tel que 11. Il s'agit donc d'un cylindre métallique 300 avec une partie centrale qui est délardée pour créer une poutre travaillant en cisaillement sous l'effet de la pression exercée sur l'étrier d'appui 301. Comme cela a été précisé ci-dessus, les capteurs utilisés sont du type compensés pour prendre en compte que la composante verticale de la pression subie par l'étrier 301.
    Sur la figure 7, on voit que les capteurs 11 à 13 sont disposés dans un plan sur la semelle 211 suivant une configuration en triangle. Les capteurs 14 à 16 sont disposés de façon analogue en triangle. La disposition en triangle des trois capteurs de pesée permet d'avoir une configuration symétrique par rapport à l'axe de rotation A du tambour et un centre de gravité confondu sur cet axe. Les capteurs de pesée utilisés pour la mise en oeuvre du procédé peuvent par exemple être des capteurs vendus par la société « Nobel Electronik ».

    Claims (2)

    1. Procédé pour contrôler le niveau de remplissage d'un broyeur à boulets alimenté en matériau à broyer et doté d'un tambour (20) monté rotatif sur deux paliers distants (201, 202), ledit procédé consistant à mesurer le poids du tambour à l'aide de capteurs de pesée disposés sous des paliers supportant le tambour du broyeur et à comparer le poids mesuré à une valeur de consigne préétablie en vue de réguler l'alimentation du broyeur en matériau à broyer, la composante verticale de reffort créé par le couple d'entraínement en rotation du tambour étant prise en compte, caractérisé en ce que lesdits capteurs de pesée sont des capteurs de pesée à jauges de contraintes (11 à 16) et en ce que ladite composante verticale est prise en compte sous la forme d'une correction du poids mesuré par lesdits capteurs, faite avant rétape de comparaison, par le moyen d'une première valeur pondérale (Fv) représentative de cette composante verticale et obtenue à partir d'une mesure de la puissance (Pabs) du moteur d'entraínement en rotation du tambour.
    2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on corrige, avant l'étape de comparaison, le poids mesuré par une seconde valeur pondérale (Pb) représentative d'une perte en poids de boulet due à l'usure des boulets dans le temps en tenant compte de phases de renouvellement des boulets dans le broyeur.
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