WO2000062935A1 - 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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WO2000062935A1
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WO
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drum
weight
mill
coal
ground
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PCT/FR2000/000880
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Inventor
Daniel Fontanille
Jacques Barbot
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Alstom
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    • 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 controlling the filling level of a ball mill supplied with grinding coal in which the mill comprises a drum mounted to rotate on two distant bearings.
  • a crusher with a cylindrical, biconical or other casing drum, is more particularly used for supplying pulverized coal to burners of a pulverized coal boiler, for example.
  • a first known method is based on the measurement of the variation of the power absorbed by the electric motor driving in rotation the drum of the crusher.
  • a second known method is based on the measurement of the noise emitted by the mill 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 placed inside the mill drum to detect the high level and the low level of the coal layer 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 particle size and its degree of humidity. They are also dependent on the wear of the balls. It happens that they are not always reliable.
  • the subject of the invention is therefore a method for controlling the filling level of a ball mill supplied with material to be ground, for example coal, in which the mill comprises a drum mounted to rotate on two remote bearings, characterized in that it consists in measuring the weight of the drum using strain gauge weighing sensors placed under the bearings supporting the drum and in comparing the measured weight with a pre-established reference value in order to regulate the supply of material to be ground to the mill.
  • the weighing is a direct physical measurement of the level of filling in coal of the mill which is not influenced by the humidity and the granulometry of the grinding mass constituted by the mixture of coal and balls.
  • the control method according to the invention is very reliable.
  • the weight thus measured can easily be corrected by a computer program to take into account the vertical component of the rotational drive torque of the drum, the wear of the balls over time as well as the renewal of the balls in the grinder.
  • the method according to the invention makes it possible to very precisely control the level of filling with coal of a ball mill.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the method according to the invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the processing steps of a computer program implementing the method according to the invention.
  • Figure 3 is a diagram showing the evolution over time of certain physical parameters related to the operation of the ball mill.
  • Figure 4 is a very schematic front view of a ball mill equipped with weighing sensors for the implementation of the method according to the invention.
  • FIG. 5 very schematically illustrates a weighing sensor used for the implementation of the method according to the invention.
  • FIG. 6 very schematically shows the arrangement of the weighing sensors between two support flanges.
  • FIG. 7 very schematically shows 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 to control the level of carbon filling of a ball mill comprises a set of load cells 11 to 16 with strain gauge. These sensors are arranged under the two bearings carrying the mill drum, which is rotatably mounted around a generally horizontal axis, to provide continuous electrical signals representative of a measurement of the weight of the drum with its load. Each load cell is compensated to measure only the vertical component of the pressure it experiences.
  • Each set of load cells 11 to 13 and 14 to 16 are used.
  • Each set of load cells is arranged under one of the two bearings on which the ends rest.
  • 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, with the industrial standard 4-20 mA for example, representative only of the weight of the load (coal and balls) in the drum. It will be understood that the signal P results from a sum of the different signals supplied by the sensors 11 to 16.
  • the signal P at the output of the electronics 19 is digitized to be compared with a basic setpoint 20 preset in a comparator 21 whose output is applied to a conventional regulator 22 for controlling the feeder 23 of raw coal 24 of the mill.
  • the output of the comparator 21 serves to regulate the operating speed of the feeder and therefore the feed rate of the crusher in raw coal.
  • the basic setpoint 20 corresponding to a certain level of filling with coal from the mill to obtain optimum grinding of the coal as a function of a certain mass of balls loaded into the mill.
  • the mill drum is rotated by a gear system including a ring gear surrounding the drum casing coaxially with the axis of rotation of the mill drum and a drive pinion coupled to this ring, the vertical component of the torque d
  • the drum drive acts on the weight measured by the weighing sensors 11 to 16.
  • the measured weight P does not exactly represent the load in the mill drum.
  • the measured weight P supplied by the calculation electronics 19 is corrected, before its comparison in the comparator 21, by a weight value corresponding to the vertical component of the rotation drive torque of the drum of the grinder rather than correcting the setpoint 20.
  • the setpoint 20 is kept constant to simplify the monitoring of the grinding process by the operator.
  • the weight loss of the load in the mill drum due to the wear of the balls must also be taken into account to precisely control the level of carbon filling in the mill because the density of coal is very low compared to that of cannonballs.
  • the rate of wear of the balls ⁇ can be evaluated by experimentation and serve as a basis for correcting the measured weight P before its comparison with the reference value 20 in the comparator 21.
  • FIG. 1 A weight loss of the load in the mill drum due to the wear of the balls must also be taken into account to precisely control the level of carbon filling in the mill because the density of coal is very low compared to that of cannonballs.
  • the rate of wear of the balls ⁇ can be evaluated by experimentation and serve as a basis for correcting the measured weight P before its comparison with the reference value 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 mill (expressed in hours) delivered by an integrator 50 to 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 regulation loop, the weight loss of the balls by a supply of carbon.
  • the integrator 50 functions as a clock controlled by switching the grinder on and off.
  • FIG. 1 there is illustrated by 51, a computer program which groups together the functionalities of module 30, module 31, comparator 21, regulator 22 and integrator 50. It also reacts in response to a manual control 52 making it possible to force the program to pass into a particular operating mode.
  • the program 51 also controls the putting into operation or the extinction of a signaling indicator 53 which is linked to the particular operating mode of the program.
  • FIG. 2 illustrates the operation of the computer program 51.
  • the program begins by initializing the values 20, 33, 34 and the integrator 50.
  • the particular operating mode of the program corresponds to a data calibration phase linked to taking into account the renewal of the balls.
  • this calibration phase is triggered periodically, for example every 100 or 200 hours.
  • the automatic triggering of this calibration phase is monitored by means of a specific counter called hereinafter the calibration counter.
  • the program acquires an instantaneous value of the measured weight P supplied at the output of the electronics 19. As indicated above, this value corresponds to a sample of the continuous signal at standard 4-20mA 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 torque.
  • the corrected measured weight is processed by a regulation algorithm, of the proportional integral and derivative type (PID) and the regulation value is used in step 107 to control the feeder so as to regulate the coal flow at the inlet of the mill.
  • PID proportional integral and derivative type
  • a test 102 is provided to detect the actuation of the manual control 52 by the operator. If the actuation of this command is detected, the program goes to the next step 108. If not, it goes to the next step 103.
  • step 108 the program controls the actuation of the signaling lamp 53.
  • the signaling lamp can for example be an indicator lamp which serves to warn the operator that a calibration phase is being executed.
  • 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 engine is recorded for the purpose of determining an amplitude peak.
  • the curve P represents the time evolution of the amplitude, the power absorbed by the motor during the normal operation of the feeder and therefore of the crusher, then during the deceleration of the feeder and after resumption of normal operation of the feeder and therefore of the grinder.
  • Curve A shows the variations in the speed of the feeder and curve O shows how the noise emitted by the crusher changes during these different feeder operating phases. It can be seen in FIG.
  • step 113 the program determines the value Ppic 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 on the basis of the difference between the Ppic value obtained in step 113 and a Ppic value determined and recorded during the calibration phase previous.
  • step 115 the program calibrates the wear rate as a function of the weight loss of the ball determined in step 14.
  • step 116 it stores in a register the Ppic value determined in step 113 for comparison with a new Ppic value determined in a next step 113.
  • step 117 the program accelerates the feeder so that it resumes normal operation and then in step 118, the program controls the extinction of the signaling 53.
  • step 118 the program controls the extinction of the signaling 53.
  • curve A of FIG. 3 we see how the speed of the feeder varies as a function of 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.
  • step 103 in which the program systematically tests the calibration counter to automatically start a calibration phase. If the calibration phase is detected, the program continues processing in step 108 as already described above. Consequently, the calibration phases are linked automatically even if the operator does not request them via manual control. These calibration phases triggered automatically will therefore take into account the normal wear and tear of the balls in the grinder to optimize the correction of weight loss of balls by normal wear.
  • FIG. 4 very schematically shows a coal mill having here a cylindrical casing drum 200 rotatable around a horizontal axis A and which is terminated at its two ends by conical portions 201 and 202 bearing respectively on two bearings 203 and 204 spaced from one another along the axis A.
  • This mill is used to prepare pulverulent coal ensuring the supply of the burners of a boiler.
  • the feed element for ground coal is not shown in FIG. 4. It should be understood that the ground coal and a drying gas are introduced respectively by the annular part or pin 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 by crushing or crushing the coal to be ground.
  • the method according to the invention applies to a crusher having a drum with an envelope other than cylindrical, for example biconical, frustoconical, etc.
  • the weighing sensors 11 to 13 and 14 to 16 are arranged under the bearings 203, 204 to undergo the entire weight of the drum of the crusher. More particularly in FIG. 6, the three sensors 11 to 13 are arranged between two parallel flanges 210, 211 which are themselves placed horizontally between the bearing 203 and a base 205 resting on the ground.
  • the assembly is identical as regards the sensors 14 to 16 arranged between the bearing 202 and the 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 slashed to create a beam working in shear under the effect of the pressure exerted on the Support bracket 301.
  • the sensors used are of the compensated type to take into account that the vertical component of the pressure undergone by the bracket 301.
  • FIG. 7 it can be seen that the sensors 11 to 13 are arranged in a plane on the sole 211 in a triangle configuration.
  • the sensors 14 to 16 are arranged analogously in a triangle.
  • the triangular arrangement of the three weighing sensors makes it possible to have a configuration symmetrical with respect 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 for example be sensors sold by the company "Nobel Electronik".

Abstract

Le 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, consiste à mesurer le poids du tambour à l'aide de capteurs de pesée à jauges de contrainte (11-16) 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. Il prévoit en outre que l'on corrige, avant l'étape de comparaison, le poids mesuré par une première valeur pondérale (Fv) représentative de la composante verticale de l'effort créé par le couple d'entraînement en rotation du tambour.

Description

PROCEDE POUR CONTROLER LE NIVEAU DE REMPLISSAGE EN CHARBON D'UN BROYEUR A BOULET.
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 entraînant 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 œuvre dans ces méthodes connues sont dépendantes de la qualité du charbon à broyer et en particulier de sa granulometrie 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 granulometrie. 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.
L'invention a donc pour objet un procédé pour contrôler le niveau de remplissage d'un broyeur à boulets alimenté en matériau à broyer, par exemple du charbon, dans lequel le broyeur comprend un tambour monté rotatif sur deux paliers distants, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer le poids du tambour à l'aide de capteurs de pesée à jauges de contrainte disposés sous les paliers supportant le tambour 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 pesée est une mesure physique directe du niveau de remplissage en charbon du broyeur qui n'est pas influencée par l'humidité et la granulometrie 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'entraînement 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 œuvre du procédé 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 œuvre 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 œuvre du procédé selon l'invention. La figure 5 illustre très schématiquement un capteur de pesée utilisé pour la mise en œuvre 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 apparaît 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 signai 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 entraîné 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'entraînement 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'entraînement 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'entraînement en rotation du tambour du broyeur est relativement complexe à réaliser. Toutefois, la mesure de la puissance absorbée par le moteur d'entraînement en rotation du tambour du broyeur est directement liée à la valeur du couple d'entraînement 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'entraînement (Newtons)
- a est la longueur du bras de levier du couple d'entraînement (mètres)
- w est la vitesse de rotation du tambour (radians / seconde)
Comme l'angle α entre l'axe d'application du couple d'entraînement 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'entraînement 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'entraînement. 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 apparaîtra 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'entraînement.
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'étapel 14.
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'enchaînement 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 enchaînées 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 œuvre du procédé peuvent par exemple être des capteurs vendus par la société « Nobel Electronik ».

Claims

REVENDICATIONS
1/ Un procédé pour contrôler le niveau de remplissage d'un broyeur à boulets alimenté en matériau à broyer et doté d'un tambour (200) monté rotatif sur deux paliers distants (201 , 202), ledit procédé consistant à mesurer le poids du tambour à l'aide de capteurs de pesée à jauges d contrainte (11-16) 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, caractérisé en ce qu'il prévoit que l'on corrige, avant l'étape de comparaison, le poids mesuré par une première valeur pondérale (Fv) représentative de la composante verticale de l'effort créé par le couple d'entraînement en rotation du tambour.
2/ Le procédé selon la revendication 1 , dans lequel la première valeur pondérale est obtenue à partir d'une mesure de la puissance (Pabs) du moteur d'entraînement en rotation du tambour.
3/ Le procédé selon l'une des revendications 1 , 2, dans lequel on corrige, avant l'étape de comparaison, le poids mesuré par une seconde valeur pondéral (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.
4/ Un dispositif pour la mise en œuvre d'un procédé pour contrôler le niveau de remplissage d'un broyeur à boulets alimenté en matériau à broyer selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant, sous chaque palier (203, 204) portant le tambour du broyeur; trois capteurs de pesée à jauges de contraintes (11 , 12, 13, 14, 15, 16) disposés dans un plan suivant une configuration en triangle.
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