FR2493963A1 - Procede et dispositif pour l'alimentation de plusieurs bruleurs d'une installation de chauffe en combustible granulaire ou pulverulent - Google Patents

Abstract

PROCEDE POUR L'ALIMENTATION DE PLUSIEURS BRULEURS 3 A 8 D'UNE INSTALLATION DE CHAUFFE EN COMBUSTIBLE TRANSPORTE PNEUMATIQUEMENT QUI EST DELIVRE A CHAQUE BRULEUR 31 EN QUANTITE DOSEE INDIVIDUELLEMENT, CE PROCEDE CONSISTANT EN CE QUE LE COMBUSTIBLE EST TOUT D'ABORD OFFERT EN EXCES AUX ORGANES DE DOSAGE ASSOCIES 11 A 16 AUX BRULEURS, EN CE QUE LA CONSOMMATION DE COMBUSTIBLE EST DETERMINEE EN TANT QUE DIFFERENCE ENTRE LE COMBUSTIBLE OFFERT ET LE COMBUSTIBLE NON CONSOMME ET EST COMPAREE AVEC UNE VALEUR DE CONSIGNE DE LA CONSOMMATION 10, ET EN CE QUE LA QUANTITE DE COMBUSTIBLE DELIVREE A CHAQUE BRULEUR EST REGLEE EN FONCTION DU RESULTAT DE CETTE COMPARAISON.

Description

24È99'O3

L'invention concerne un procédé pour l'alimentation de plusieurs brûleurs d'une installation de chauffe en combustible granulaire ou pulvérulent transporté pneumatiquement, le combustible étant délivré à chaque brûleur en quantité dosée individuellement; elle concerne également un dispositif conçu à cet effet, comprenant un réservoir avec un organe de décharge

qui alimente, par une conduite de transport, plusieurs sépara-

teurs dont chacun est raccordé à un brûleur par l'intermédiaire

d'un organe doseur, un régulateur réglant à une valeur de con-

signe le débit de sortie de chaque organe doseur.

Dans certains fours industriels équipés de plusieurs brûleurs, par exemple dans des fours doubles à régénération pour la calcination de la chaux, il est nécessaire, pour des raisons de technique de traitement, de maintenir rigoureusement constants la quantité de combustible brûlée par unité de temps

et, par suite, le bilan thermique du four. Cela n'était possi-

ble jusqu'ici qu'en faisant fonctionner les fours avec des

combustibles gazeux ou liquides. Par contre, en dépit d'avanta-

ges économiques par rapport au gaz de chauffage ou au mazout, l'utilisation de combustibles granulaires ou pulvérulents, et en particulier de poussier de charbon, se heurte au défaut de

précision du dosage, bien qu'il soit connu en principe d'ali-

menter les brûleurs d'une installation de chauffe en combustible granulaire ou pulvérulent. A cet effet, le combustible est prélevé dans un réservoir au moyen d'un organe de déchage et acheminé pneumatiquement, par une conduite de transport, vers un séparateur prévu pour chaque brûleur et à partir duquel il est déchargé au moyen d'un organe doseur dans une conduite

de transport sous pression aboutissant au brûleur concerné.

On peut faire varier la quantité de combustible brûlée en agissant sur le débit de sortie de l'organe doseur, par exemple en modifiant la vitesse de rotation d'un sas à roue cellulaire

ou d'une vis sans fin de dosage. Le signal de commande néces-

saire peut être délivré par une balance différentielle sur laquelle est montéle séparateur et qui détermine la perte de poids de ce dernier par unité de temps et la compare avec une

valeur de consigne.

Mais pour des applications du genre cité en préambule,

une installation construite de cette manière n'est pas utilisa-

ble car, mis à part le fait que la mise en oeuvre d'une bascule différentielle pour chaque séparateur ou chaque brûleur serait trop coûteuse, les erreurs de dosage inévitables des différents organes doseurs s'additionneraient en une erreur globale qui se situerait nettement au-dessus de l'écart encore admissible de la quantité totale de combustible consommée effectivement par unité de temps par rapport à la quantité de combustible prescrite. L'invention a donc pour but de fournir un procédé et un dispositif avec lesquels ils deviennent possible d'alimenter, par voie pneumatique, un four comprenant plusieurs brûleurs ou une installation de chauffe, en combustible qui se présente sous

forme de produit en vrac, dans des quantités dosées avec préci-

sion. Ce but est atteint de la manière indiquée, en ce qui concerne le procédé, par le fait que le combustible est offert en excès aux organes de dosage associés aux brûleurs, en ce que

la consommation de combustible est déterminée en tant que dif-

férence entre le combustible offert et le combustible non consom-

mé et est comparée avec une valeur de consigne de la consommation, et en ce que la quantité dosée délivrée à chaque brûleur est réglée en fonction du résultat de cette comparaison, et en ce qui concerne le dispositif, par le fait que:

a) à la suite du réservoir est intercalée une bascule dif-

férentielle, b) les séparateurs sont situés à la suite les uns des autres le long de la conduite de transport qui retourne, en aval du dernier séparateur, dans le réservoir, c) chaque séparateur ne laisse parvenir le combustible dans la

section aval de la conduite de transport qu'après son rem-

plissage complet, d) une bascule différentielle détermine la perte de poids du combustible dans le réservoir par unité de temps, e) le régulateur reçoit cette perte de poids en tant que valeur effective, détermine l'écart de réglage par comparaison avec une valeur de consigne et modifie le débit de sortie de tous

les organes de dosage dans le sens d'une diminution de l'é-

cart de réglage, et f) le débit de sortie de l'organe de décharge est supérieur à

la somme des débits de sortie des organes de dosage.

La proposition faite selon l'invention offre cet avanta-

ge que l'alimentation en combustible d'un four ou d'une instal-

lation de chauffe peut être maintenue constante et avec une très petite erreur à une valeur de consigne prédéterminée et qu'on peut y parvenir avec une seule bascule différentielle et un

seul régulateur.

Des formes de réalisation et des développements avanta-

geux sont indiqués dans la-description détaillée qui suit.

Un dispositif fonctionnant suivant le procédé de l'in-

vention est représenté schématiquement sur les dessins, sous

forme d'un exemple de réalisation simplifié.

La figure 1 est une vue générale du dispositif.

La figure 2 représente un séparateur utilisé dans le dispositif. La figure 3 illustre un détail d'un développement du

dispositif de la figure 1.

D'après ce qui est représenté sur la figure 1, le dis-

positif comprend un réservoir 1 qui prend appui sur une bascule différentielle 2 et qui est équipé, à sa sortie, d'un organe de décharge sous la forme d'un sas à roue cellulaire 17. Le côté sortie de ce sas à roue cellulaire 17 est en communication avec une conduite de transport 9 qui aboutit à plusieurs séparateurs 3 à 8, disposés successivement sur la conduite de transport,

et qui revient dans le réservoir 1 à partir du dernier sépara-

teur 8. Au-dessous des séparateurs 3 à 8 se trouvent des organes de décharge 11 à 16 qui sont réalisés là aussi sous la forme de sas à roue cellulaire, mais qui pourraient être aussi bien des vis sans fin de dosage par exemple. Les sorties des sas à roue cellulaire 1I à 16 débouchent dans des conduites de transport sous pression 25 à 30, dont chacune se termine au

niveau de l'un des brûleurs 31. Au départ de chacune des con-

duites de transport 25 - 30 sont disposées des soufflantes 40 à , mais les conduites de transport sous pression 25 à 30 pourraient aussi bien se détacher d'une conduite collectrice commune par laquelle l'air comburant serait délivré aux brûleurs

au moyen. d'une seule soufflante et des conduites sous pression.

L'air comprimé nécessaire pour le transport dans la conduite 9 est produit par une soufflante 18 raccordée par une conduite supplémentaire 34 à la conduite de transport 9 qui

débute au-dessous de l'organe de décharge 17. Dans cette con-

duite supplémentaire 34 débouche la sortie d'un réservoir de combustible 23, par l'intermédiaire d'un organe de décharge 24

qui est également réalisé sous forme de sas à roue cellulaire.

Le réservoir de combustible 23 pourrait évidemmient être aussi bien placé en un autre endroit quelconque et raccordé à la conduite de transport 9, par exemple à la section de celle-ci qui est comprise entre l'organe de décharge 17 du réservoir 1

et le premier séparateur 3.

Les mécanismes de commande pour les différents organes de décharge et de dosage, ainsi que pour les soufflantes, sont désignés uniformément par M. Ils sont reliés par des conduites

électriques à une unité 21 de commande du dispositif, à laquel-

le sont en outre raccordés un indicateur de niveau supérieur

de remplissage 19 et un indicateur de niveau inférieur de rem-

plissage 20 prévus dans le réservoir 1.

La bascule différentielle 2 délivre son signal électri-

que de sortie à un régulateur 10 qui, après comparaison avec valeur de consigne, produit un signal de réglage qui parvient

d'une part à une mémoire de signaux de réglage 22 par l'inter-

-\ ébia-ire d'un commutateur 50 et, d'autre part, aux mécanismes de commande des organes de dosage Il à 16, par l'intermédiaire d'un autre commutateur 51, en vue du réglage du débit de sortie se aZ:e organe2 È cGiei 5 comïrautatauDs5G: 51 normalement fermés est déterminée par une unité de commande de mémoire 52

en fonction des signaux qui lui parviennent des deux indica-

teurs de niveau de remplissage 19 et 20.

Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne d'après le procédé suivant. En service normal, c'est-à-dire lorsque le réservoir 1 est rempli de poussier de charbon, l'organe de décharge 17

délivre de façon continue du poussier de charbon dans la con-

duite de transport 9, à partir de laquelle le poussier parvient

par voie pneumatique dans le séparateur 3, puis, lorsque celui-

ci est plein, dans le séparateur 4 et, lorsque ce dernier est

plein, dans le séparateur 5, et ainsi de suite jusqu'au sépa-

rateur 8. A partir des séparateurs 3 à 8, les organes de dosage 11 à 16 envoient en permanence, en fonction du débit de sortie

auquel ils sont réglés, du poussier de charbon dans les condui-

tes de transport sous pression 25 à 30 aboutissant aux brûleurs 31, l'air comburant insufflé dans ces conduites assurant le transport ultérieur. Le débit de sortie de l'organe de décharge 17 est choisi de telle manière qu'il soit toujours supérieur à la somme des débits de sortie des organes de dosage 11 à 16. La conséquence en est que les séparateurs 3 à 8 sont constamment maintenus complètement remplis et qu'il reste, en aval du séparateur 8, un excédent de poussier de charbon qui retourne par la conduite de transport 9 dans le réservoir 1, o il est à nouveau séparé, tandis que l'air transporteur s'échappe à travers un filtre 46. Si donc l'organe de décharge 17 délivre par unité de temps un poids Gl de poussier de charbon, tandis qu'il revient en même temps dans le réservoir 1 un poids G2 de poussier de charbon par unité de temps, le poids de poussier de charbon consommé au total par les brûleurs 31 est Gi - G2

tG. Le signal délivré par la bascule différentielle est pro-

portionnelle à la perte de poids du réservoir 1 par unité de temps et, par suite, proportionnel au poidsAG de poussier de charbon qui est brûlé au total par les brûleurs par unité de temps et qui représente la valeur effective. Le régulateur 10

compare cette valeur effective avec la valeur de consigne pré-

déterminée ou pré-réglée, il détermine l'écart de réglage et il délivre parallèlement aux mécanismes de commande des organes de dosage 11 à 16 un signal de réglage avec un signe qui annule l'écart de réglage. Par ce procédé, on parvient donc à ce que la somme de la consonmmation de combustible de tous les brûleurs 31, c'est-à-dire la consommation effective, soit égale à la

consommation de consigne avec une très petite erreur, corres-

pondant à la précision de la bascule différentielle 2, et que, par suite, le bilan thermique du four reste constant et à la

valeur prédéterminée.

Lorsque le niveau de remplissage du réservoir 1 s'a-

baisse au-dessous de la hauteur fixée au préalable par l'indi-

cateur de niveau inférieur 20, cet indicateur de niveau infé-

rieur 20 délivre le signal "vide", à la fois à l'unité de commande 21 du dispositif qu'à l'unité de commande 52 de la mémoire. A ce moment, l'unité de commande 52 de la mémoire place les commutateurs 50 et 51 dans la position indiquée en tirets. Le signal de réglage enregistré en dernier lieu dans

la mémoire 22 est ainsi conservé et est appliqué sans modifica-

tion aux mécanismes de commande des organes de dosage 1i à 16.

En même temps, l'unité de commande 21 du dispositif arrête l'organe de décharge 17 et fait démarrer l'organe de décharge 24 au-dessous du réservoir de conmbustible 23. Le poussier de

charbon prélevé dans ce réservoir 23 est envoyé par la soufflan-

te 18 le long de la conduite 31 et de la conduite 9, avec maintenant un plus grand débit, à travers les séparateurs 3 à 8, ce qui fait que ces derniers sont toujours maintenus remplis; puis, en aval du dernier séparateur 8, le poussier est ramené dans le réservoir 1, jusqu'à ce que l'indicateur de niveau supérieur 19 délivre le signal "plein'" qui parvient à la fois à l'unité 52 de commande de mémoire et à l'unité 21 de commande du dispositif. A ce moment, l'unité 21 de commande du dispositif arrête l'organe de décharge 24 du réservoir de combustible 23 et fait redémarrer l'organe de décharge 17 du réservoir 1,

tandis que l'unité de commande de mémoire ramène les commuta-

teurs 50, 51 dans la position précédente, ce qui fait que les

conditions normales de service sont rétablies.

La premiere mise en service du dispositif complètement vide ou après interruption de fonctionnement s'effectue de

manière semblable dans le principe, c'est-à-dire que le réser-

voir de combustible 23 remplit tout d'abord les séparateurs 3 à 8, puis le réservoir 1 avec l'excédent qui reste. Dans ce cas toutefois, le débit de sortie des organes de dosage il à 16 est réglé à une valeur fixe prédéterminée, puisqu'aucun signal de

réglage n'est encore disponible.

Mais à la place de ce mode de remplissage du réservoir 1, celui-ci peut être également rempli directement à partir du

réservoir de combustible 23.

La figure 2 représente une forme de réalisation particu-

lièrement appropriée des séparateurs 3 à 8. Il s'agit d'un séparateur à cyclone dans lequel le raccord d'arrivée *9a de la conduite de transport est situé plus bas que le raccord de départ 9b de cette conduite et il est disposé, entre ces deux raccords de la conduite de transport, une cloison radiale 55 percée d'un trou central 56. Dans ce séparateur à cyclone, le courant de produit en vrac ne passe, à partir du raccord d'entrée de la conduite de transport, dans le raccord de sortie de cette conduite que quand l'espace 57 situé au-dessous du raccord d'arrivée 9a de la conduite de transport est rempli pratiquement en totalité de produit en vrac. Mais tout autre séparateur qui présente un comportement analogue est également approprié. De même, il est possible en principe de raccorder les séparateurs 3 à 8, non pas successivement, mais en parallèle à la conduite de transport issue du réservoir 1, pourvu que des

dispositions soient prises, au moyen d'organes d'arrêt ou simi-

laires, pour que tous les séparateurs soient en permanence ali-

mentés suffisamment en produit en vrac ou en poussier de charbon

et que la quantité en excès retourne dans le réservoir.

Normalement, dans le cas de fours du genre mentionné en préambule, il importe certes que la quantité totale du poussier de charbon consommé par les brûleurs par unité de temps reste constante, mais non que chaque brûleur individuel soit alimenté avec la même quantité partielle de poussier de charbon que tous

les autres brûleurs ou, tout au moins, avec une quantité par-

tielle constante. Mais il existe d'autres applications dans

lesquelles cela peut être également souhaitable. Un développe-

ment du dispositif qui-convient à cet effet est illustré en une représentation partielle sur la figure 3. Si l'on veut également maintenir constante la quantité partielle de poussier de charbon fournie à chaque brleur, on peut prévoir aussi une régulation de ces-quantités partielles, en plus de la quantité totale, comme on l'a ici représenté pour le séparateur 3 et les

éléments du dispositif qui lui sont subordonnés. Dans la condui-

te de transport sous pression 25 est interposé un indicateur de pression différentielle 32 qui fournit la valeur effective de la charge de l'air transporteur en poussier de charbon à un régulateur 33 qui la compare à une valeur de consigne pour cette quantité partielle et délivre au mécanisme de commande de l'organe de dosage 11 un signal de réglage qui agit dans le

sens d'une réduction de l'écart de réglage. Le signal de régla-

ge délivré par le régulateur 10 (voir figure 1) n'agit donc plus directement, dans cette forme de réalisation, sur les organes de dosage il à 16, mais sert de grandeur de référence

pour la valeur de consigne du régulateur 33, ainsi que des régu-

lateurs similaires associés aux autres organes de dosage (non représentés) .

Claims (11)

REVENDICATIONS ______________

1. Procédé pour l'alimentation de plusieurs brûleurs d'une installation de chauffe en combustible pulvérulent ou granulaire transporté pneumatiquement, le combustible étant délivré à chaque brûleur en quantité dosée individuellement, caractérisé en ce que le combustible est offert en excès aux

organes de dosage associés aux brûleurs, en ce que la consomma-

tion de combustible est déterminée en tant que différence entre le combustible offert et le combustible non consommé et est comparée avec une valeur de consigne de la consommation, et en ce que la quantité dosée délivrée à chaque brûleur est réglée

en fonction du résultat de cette comparaison.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce

que le combustible non consommé est ramené au point de distri-

bution en ce que la différence entre le combustible offert et

le combustible non consommé est déterminée par pesée.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les organes de dosage de tous les brûleurs sont réglés

en commun et simultanément en fonction du résultat de la compa-

raison.

4. Dispositif pour l'alimentation de plusieurs brûleurs d'une installation de chauffe en combustible pulvérulent ou granulaire transporté pneumatiquement, comprenant un réservoir

(1) avec un organe de décharge (17) qui alimente, par une con-

duite de transport (9), plusieurs séparateurs (3 à 8) dont chacun est raccordé à un brûleur (31) par l'intermédiaire d'un organe de dosage, un régulateur (10) réglant à une valeur de

consigne le débit de sortie de chaque organe de dosage, en par-

ticulier pour l'exécution du procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que:

a) à la suite du réservoir (1) est intercalée une bascule différentielle (2), b) les séparateurs (3 à 8) sont situés à la suite les uns des autres le long de la conduite de transport (9) qui retourne, en aval du dernier séparateur (8), dans le réservoir (1), c) chaque séparateur (3 à 8) ne laisse parvenir le combustible dans la section aval de la conduite de transport qu'après son remplissage complet, d) une bascule différentielle (2) détermine la perte de poids du combustible dans le réservoir (1) par unité de temps, e) le régulateur (10) reçoit cette perte de poids en tant que

valeur effective, détermine l'écart de réglage par comparai-

son avec une valeur de consigne et modifie le débit de sortie de tous les organes de dosage (11 à 16) dans le sens d'une diminution de l'écart de réglage, et

f) le débit de sortie de l'organe de décharge (17) est supé-

rieur à la somme des débits de sortie des organes de dosage

(11 à 16).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les organes de dosage sont des sas à roue cellulaire (11

à 16).

6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caracté-

risé en ce que les séparateurs (3 à 8) sont des séparateurs à cvclonedans lesquels le rapport d'arrivée de la conduite de transport est situé plus bas que le raccord de départ de la conduite de transport et il est disposé, entre les deux raccords de la conduite de transport, une cloison radiale

percée d'un trou central.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

4 à 6, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous forme d'instal-

lation de transport pneumatique et en ce que la soufflante (18), disposée en amont de l'organe de décharge (17) du réservoir (1), maintient audessus de la pression qui règne du côté sortie

des organes de dosage (11 à 16) la pression de l'air transpor-

teur dans la conduite de transport, au moins jusqu'au dernier

séparateur (8) inclusivement.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

4 à 7, caractérisé en ce que le réservoir (1) contient un indi-

il

cateur de niveau supérieur de remplissage (19) et un indica-

teur de niveau inférieur de remplissage (20) dont les signaux

de sortie régissent, par l'intermédiaire d'une unité de comman-

de du dispositif (21), l'approvisionnement du réservoir (1).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

4 à 8, caractérisé en ce qu'il est intercalé, à la suite du régulateur (10), une mémoire de signaux de réglage (22) qui, pendant le rétablissement du plein dans le réservoir, délivre le signal de réglage pour les organes de dosage (11 à 16) de façon correspondante à la dernière situation de réglage avant

le rétablissement du plein dans le réservoir (1).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 4 à 9, caractérisé en ce que pour l'approvisionnement du réservoir (1), un réservoir de combustible (23) auquel est associé un organe de décharge (24) est raccordé à la conduite

de transport (9).

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

4 à 10, caractérisé en ce que les côtés sortie des organes de dosage (11 à 16) sont raccordés aux brûleurs (31) par des conduites de transport sous pression (25 à 30), en ce qu'il est disposé, dans chacune de ces conduites sous pression, un indicateur de pression différentielle (32) dont le signal de sortie, représentant la valeur effective de la consommation de

combustible du brûleur correspondant, est comparé par un régu-

lateur de brûleur (33) avec une valeur de consigne pour laquel-

le le signal délivré par le régulateur (10) sert de grandeur de référence, et en ce que le résultat de la comparaison commande, en tant que signal de réglage, le débit de sortie de l'organe de dosage correspondant (11) dans le sens d'une diminution de

l'écart de réglage.