LU83269A1 - Procedes et dispositifs en vue de controler des temperatures - Google Patents

Description

La présente invention concerne des procédés et des dispositifs de contrôle de températures et, plus particulièrement, des procédés et des dispositifs destinés à contrôler la température du coke à mesure de son éjection d'un four; l'invention a trait au problème général que pose le contrôle de - la température et, partant, du fonctionnement d'un four à coke.

Suivant un aspect de l'invention, on prévoit un dispositif en vue de contrôler la température du coke à mesure de i ·". son éjection d'un four, ce dispositif comprenant un capteur de température monté le long de la sortie d'éjection d'un four à coke et qui est conçu pour émettre des signaux électriques représentant la température détectée du coke lors de son éjection au-delà du capteur, ainsi qu'un circuit conçu pour diviser les signaux électriques émis par le capteur de température en incréments de temps, déterminer le niveau de signal indiquant la température maximum détectée dans chacun de ces incréments de temps, puis émettre un signal de sortie correspondant de manière séquentielle à l'ensemble de ces températures maxima détectées.

Suivant un second aspect de l'invention, on prévoit un procédé en vue de contrôler' la température du coke à mesure de son éjection d'un four, ce procédé comprenant les étapes qui consistent à détecter continuellement la température du coke lors de son éjection d'un four, émettre des signaux électriques continus représentant les températures ainsi détectées, diviser les signaux électriques en incréments de temps, déterminer le . __ niveau de signal indiquant la température maximum détectée dans chacun de ces incréments de temps, puis émettre un signal de sortie correspondant de manière séquentielle à l'ensemble de ces températures maxima détectées.

L'invention est basée sur le principe selon lequel, en fait, une analyse de la température détectable du coke à sa ^ sortie d'un four permet d'obtenir une bonne approximation des h - ' - .........~ · températures régnant en travers des parois de ce four à coke, l’invention fournissant ainsi des données précieuses et hautement souhaitables concernant le fonctionnement du four à coke, ainsi que les zones froides ou les points chauds apparaissant dans ce dernier.

Il faut savoir qu’à sa sortie du four, la surface de la masse de coke est soumise à un refroidissement sous l’action de l’air ambiant et ce, dans une mesure dépendant des conditions ·_ atmosphériques régnant à ce moment; toutefois, à l’intérieur de la-surface du coke, il existe des fissures dans lesquelles la température reste pratiquement indépendante des conditions atmosphériques et dépend uniquement de la température locale de la masse de coke. En conséquence, selon une caractéristique importante de la présente invention, on prévoit un circuit conçu pour i identifier des températures maxima dans des incréments de temps finis et, partant, dans des incréments de distance en travers de la masse de coke lors de son éjection, de façon à émettre des signaux de variation de température lisibles et utilisables en travers de la masse de coke.

Le capteur de température peut avantageusement être constitué d’un pyromètre.

Des capteurs de température peuvent être prévus pour contrôler chaque côté de la masse de coke simultanément. On peut prévoir une rangée verticale de capteurs de température, de façon à obtenir des lectures de température à plusieurs niveaux . . du four à coke.

Lors de son éjection hors du four, la masse de coke passe habituellement par un chariot de guidage avant de tomber dans des wagons à coke en vue de son évacuation, auquel cas le ou les capteurs peut ou peuvent être monté(s) sur le chariot de / guidage ou être associé(s) à ce dernier.

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Afin de permettre une compréhension plus aisée de la présente invention, on en décrira ci-aprës une forme de réalisation à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif suivant l'invention, monté à proximité des ouvertures de sortie d'un four à coke; la figure 2 est un schéma d'une partie du circuit électrique du dispositif de la figure 1; la figure 3 est une représentation des portes de détermination de temps du circuit de la figure 2 en cours de fonctionnement; et la figure 4 est un diagramme illustrant des signaux de sortie spécifiques du dispositif de la figure 1 en cours de fonctionnement.

Comme le montre la figure 1, le coke 1 éjecté d'une sortie 2 d'une batterie de fours à coke 3 passe par un chariot de guidage 4 avant de tomber dans des wagons à coke (non représentés) . Le chariot de guidage 4 est associé à un chariot de commande 5.

Un pyromètre optique à balayage 6 est monté sur le chariot de guidage et est raccordé électriquement à une unité . de traitement de signaux ou à un circuit opérationnel 7 monté dans le chariot de commande 5. Comme le montre le dessin, l'éjection du coke ä travers le chariot de guidage 4 permet, au - . pyromètre 6, d'effectuer un balayage en travers de la longueur de la masse de coke et d'émettre ainsi des signaux électriques qui sont transmis au circuit monté dans le chariot de commande et qui est illustré en figure 2, en association avec des portes opérationnelles de détermination de temps, comme indiqué en figure 3.

L'unité de traitement de signaux reçoit les signaux /émis par le pyromètre 6 (figure 1) au cours de l'éjection du · ί .i'· coke hors du four, et elle les divise en périodes de temps au cours desquelles elle calcule automatiquement la température maximum absolue du coke. Connaissant la vitesse d’expulsion du coke, ces périodes peuvent être réglées de façon à représenter « les zones de chauffe spécifiques de la paroi du four. Le pyromètre est choisi de façon à avoir une surface de cible minimum et un temps de réponse suffisant pour être â même de résoudre les températures régnant dans les fissures.

Le contrôle d'ensemble du circuit de traitement est effectué par un détecteur de coke chaud 8 disposé sur le chariot de guidage 4 le long du pyromètre 6. Ce dispositif est conçu de telle sorte que, au cours de l’éjection, il détecte la présence de coke dans l'assemblage de guidage quelque temps avant qu'il n'atteigne la cible balayée par le pyromètre. Au cours de ce délai, l'unité valide le circuit et branche également un enregistreur à diagramme, lui permettant ainsi d’atteindre la vitesse prévue avant la réception du signal de température. Réciproquement, au terme de l’éjection, le signal du détecteur est lui-même retardé, si bien que la masse de coke peut dégager la cible du pyromètre avant qüe l'enregistreur soit arrêté et que le circuit soit invalidé.

Le schéma de circuit de l'unité est illustré en figure 2. Cette unité est constituée essentiellement de deux sections, à savoir un lecteur de température maximum et la logique i de commande associée dont la fonction est décrite ci-après.

Il est à noter que, dans la description ci-après, l'expression "niveau élevé" désigne un "1" logique (= 12V), tandis que l’expression "niveau faible" désigne un "0" logique (= OV).

Le lecteur de température maximum est constitué de circuits intégrés 9, 10, 11, 12 et 13. Le circuit 9 est'un dis-/ positif d'échantillonnage et de maintien qui, lorsque son entrée /λ I .

I logique 14 est à un niveau élevé, agit à la manière d'un ampli- î ficateur à gain unitaire. Toutefois, lorsque l'entrée 14 passe à un niveau faible, la dernière valeur présente ä cette entrée est maintenue à la broche de sortie 15.

Si les entrées 16 et 17 du circuit 12 sont à un niveau élevé, le signal d'entrée émis par le pyromètre 6,tamponné par le circuit 10,est transmis à la broche d'entrée 18 du circuit 9, une fraction de ce signal (réglée par la résistance variable 19) étant acheminée à la broche d'entrée de non-inversion 20 du circuit 11 (agissant à la manière d'un comparateur). Si la tension d'entrée dépasse la tension existant sur la broche de sortie 15 du circuit 9, la sortie du comparateur 11 passe à un niveau élevé en validant ainsi le circuit 9 via les circuits 12 et 13 qui sont des portes NON-ET triples. La sortie du circuit 9 s'élève à la valeur d'entrée et, en tentant de dépasser la valeur présente sur la broche 20 de l’entrée d'inversion du circuit 11, elle passe à un niveau faible, invalidant ainsi le circuit 9.

En conséquence, une fraction de la tension d'entrée est mémorisée. Si la tension d'entrée descend alors en dessous de la valeur mémorisée, la sortie du comparateur 11 reste à un niveau faible.

Dès lors, le circuit 9 sera validé uniquement si l'entrée dépasse la valeur de courant mémorisée et ce circuit fonctionne, par conséquent, à la manière d'un dispositif détecteur de crête.

En supposant que le circuit a été remis à l'état initial, lorsque le détecteur 8 détecte la présence de coke dans • . le guide, il fait passer la broche d'entrée de commande de relais 21 à un niveau faible. Cette entrée est inversée par un circuit 22 (porte NON-ET) qui, via un circuit intégré 23 (porte NI), met le transistor 24 hors circuit, validant ainsi un oscillateur pilote 25. Simultanément, la sortie du circuit intégré 26 (porte j NI) passe à un niveau élevé, branchant ainsi un transistor 27, I / lequel met l'enregistreur à diagramme 28 en marche via le relais 29 : k\

Le premier flanc positif de l'oscillateur 25 (broche 30) déclenche le circuit intégré monostable 31 dont la sortie (broche 32) passe à un niveau élevé, invalidant ainsi le circuit intégré 9 via les circuits intégrés 12 et 13. Après un court délai, l'autre sortie du circuit 31 (broche 33) déclenche le circuit intégré ” monostable 34 dont la sortie (broche 35) valide un circuit intë- , ’ gré 36 (dispositif d'échantillonnage et de maintien) pendant . 0,5 ms. En conséquence, la dernière valeur mémorisée par le circuit intégré 9 avant l'invalidation de ce dernier est transmise au circuit intégré 36 et, partant, à l'enregistreur à diagramme via la broche de sortie 49. Lorsque le circuit 31 a dépassé le temps qui lui est imparti, sa sortie 32 passe à un niveau élevé. Cette transition positive inversée par le'circuit intégré 37 (porte NON-ET double), est différée et inversée à nouveau par le circuit intégré 38 (porte NON-ET double), puis différentiëe. Cette impulsion positive met le transistor 39 en circuit, ce qui a pour effet de décharger le condensateur de mémorisation du circuit 9 en forçant ainsi la sortie à zéro.

Etant donné que la broche 17 du circuit 12 est à présent à un niveau élevé, le lecteur de température de crête est alors validé et prêt à accepter les signaux émis par le pyromètre 6.

La séquence d'opérations ci-dessus se répète à chaque transition positive de l'oscillateur 25 dont la période est réglée par une résistance variable 40 pour représenter une zone de chauffe complète et la vitesse d'expulsion de coke prédominante.

Le fonctionnement d'ensemble du circuit peut se résumer de la manière suivante : 1. Le lecteur de température de crête accepte les signaux émis par le pyromètre 2. Le lecteur de température de crête est invalidé 3. La dernière valeur est échantillonnée et transmise / à l'enregistreur à diagramme /Λ 4. Le lecteur de tcmpérature de crête est forcé à zéro 5. Le lecteur de température de crête est validé 6. Le lecteur de température de crête accepte les signaux émis par le pyromètre.

Un diagramme de temps logique est illustré en figure 3 Dans cette figure, la ligne 41 représente la sortie de l'oscillateur 25, la ligne 42, la sortie 32 du circuit 31, la ligne 43, la sortie 35 du circuit 34 et la ligne 44, la base du transistor 39. La période indiquée par la ligne 45 représente la période d'horloge réglable.

L'unité continuera à fonctionner jusqu'au terme de l'éjection du coke, moment auquel le détecteur de coke 8 force l'entrée 21 à un niveau élevé lors de la détection de la fin de l'éjection de la masse de coke. Le signal négatif émis par le circuit 22 déclenche le circuit intégré monostable 46 dont la sortie 47 passe à un niveau élevé pendant environ 3 secondes, maintenant ainsi le circuit en fonctionnement jusqu'à ce que le coke ait dégagé le guide.

Comme on peut le constater en figure 4, une comparaison entre les signaux de sortie spécifiques 48 émis par le pyromètre à balayage et les signaux de sortie finals 49 du dispositif après traitement au moyen du circuit de la figure 2, fait ressortir l'importance réelle de cette caractéristique prévue par la présente invention.

Les signaux de sortie du pyromètre engendrent une • - courbe complexe et confuse qui ne peut être employée utilement dans un sens réel.

La sortie de l'instrument qui fournit, dans le diagraii me illustré, un histogramme pour des intervalles discrets et fini en travers de la masse de coke', permet l'identification des températures régnant en travers de la zone de chauffe d'un four à coke, si bien que l'on peut détecter n'importe quel problème ou /λ - 9 - anomalie survenant dans les zones de chauffe afin d'y remédier.

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Claims (7)

1. Dispositif en vue de contrôler la température du coke lors de son éjection d’un four, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur de température monté le long de la sortie d'éjection d’un four à coke et qui est conçu pour émettre des signaux électriques représentant la température détectée du coke lors de son éjection au-delà du capteur, ainsi qu'un circuit conçu pour diviser les signaux électriques émis par le capteur : de température en incréments de temps, déterminer le niveau de signal indiquant la température maximum détectée dans chacun de ces incréments de temps, puis émettre un signal de sortie correspondant de manière séquentielle à l'ensemble de ces températures maxima détectées.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de température est constitué d'un pyromètre.

3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendica- i tions 1 et 2, caractérisé en ce que des capteurs de température sont prévus pour contrôler simultanément chaque côté de la masse de coke.

4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on prévoit une rangée verticale de capteurs de température destinés à fournir des lectures de température à plusieurs niveaux du four à coke.

5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou les capteur(s) de tempê- * • . rature est ou sont monté(s) sur ou associé (s) à un chariot de guidage à travers lequel le coke est transféré du four sur des chariots à coke.

6. Dispositif suivant l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend un détecteur de coke chaud conçu pour détecter l'éjection du coke chaud hors du four et amorcer le fonctionnement du ou des capteurs de tempéra- /1 tnυλ An *Prinr + n rvn A a potto a n orti r\n - 11 -

7. Procédé en vue de contrôler la température du c coke à mesure de son ëjection .hors d'un four, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à détecter continuellement la température du coke lors de son éjection d'un four, émettre des signaux électriques continus représentant les tempê- • i : ratures ainsi détectées, diviser les signaux électriques en in- i créments de temps, déterminer le niveau de signal indiquant la j température maximum détectée dans chacun de ces incréments de j i temps, puis émettre un signal de sortie correspondant de manièrej séquentielle à l'ensemble de ces températures maxima détectées, j ; UAIUUJ i i ! - . ! \