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"Procédé de réglage pour turbines à vapeur multicylindriques actionnant des compresseurs centrifuges également à plusieurs cylindres"
Dans les compresseurs centrifuges à haute pression, il est connu de répartir la compression sur deux ou plusieurs cylindres. Lorsque ces compresseurs sont actionnés au moyen de turbines à vapeur, la solution de choix consiste à subdi- viser également la turbine en deux ou plusieurs cylindres et à monter en série les étages de la turbine ainsi rendus dis- tincts.
En dehors d'autres avantages, cette disposition of- fre encore la possibilité de choisir, tant pour le compresseur que pour la turbine la vitesse la plus favorable pour les dif-
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férents étages, de telle manière que, par exemple, le compres- seur basse pression actionné par la turbine basse pression tour- ne à la vitesse la plus réduite, tandis que le compresseur haute pression, commandé par la turbine haute pression, marche à la vitesse la plus élevée.
Gamme on le sait, une variation de charge, résultant d'un changement du volume du fluide à comprimer, provoque un décala- ge du rapport des charges respectives des différentes turbines, en ce sens que., lorsque la charge diminue et que le réglage ne porte que sur la vapeur à haute pression la turbine haute pres- sion fournit par rapport à la puissance totale, un pourcentage de puissance plus grand que les turbines basse pression.
En supposant par exemple que l'on travaille à pression finale constante au compresseur et à vitesse constante, les divers éléments du compresseur ont tendance à conserver, malgré la variation de charge, le rapport primitif des puissances qu'ils absorbent respectivement, lquilibre de l'énergie entre la tur- bine et le compresseur est détruit mais se compensa par un changement correspondant de la vitesse, le groupe haute pres- sion accélérant sa marche dans une mesure correspondant à l'aug- mentation du pourcentage de sa puissance.
Le tableau ci-après montre les valeurs approximatives des décalages de puissance et de vitesse pour diverses charges :
EMI2.1
<tb> Charge <SEP> : <SEP> 1/1 <SEP> : <SEP> 3/4 <SEP> : <SEP> 1/2 <SEP> : <SEP> 1/4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Décalage <SEP> de <SEP> puissance <SEP> 0 <SEP> ¯ <SEP> 10 <SEP> ¯ <SEP> 30 <SEP> : <SEP> 50%
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<tb> Décalage <SEP> de <SEP> vitesse <SEP> : <SEP> 0 <SEP> :¯ <SEP> 5 <SEP> ¯ <SEP> 14 <SEP> :
<SEP> 22,5%
<tb>
Pour de faibles variations de la charge, le décalage de la vitesse est donc relativement faible, puisque dans les com- presseurs centrifuges, à débit-volume égal, la puissance absor- bée varie suivant le carré de la vitesse, de telle sorte que, pour de telles installations, il n'est possible de faire porter le réglage que sur la vapeur vive de la turbine haute pression seule. lais lorsqu'il y a à prévoir des débits très variables
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et, par suite, d'assez fortes variations de charge, les varia- tions de vitesse deviennent tellement considérables que, en comparaison du régime normal, les rapports de compression dans les différents cylindres du compresseur subissent des écarts par trop défavorables.
Par suite de l'augmentation du pourcerr tage que représente, par rapport à la puissance totale, celle qui est développée par la turbine haute pression, à 1/4 de charge par exemple, le groupe haute pression tournerait à une vitesse d'environ 22,5% plus grande, tandis que le groupe basse pression tournerait à une vitesse réduite en conséquence.
Ce décalage de la vitesse et le décalage correspondant des rapports de compression, provoquent d'une part pour le re- froidissement, surtout dans le cas de l'emploi de réfrigérants intermédiaires, un décalage de l'effet de réfrigération et, d'autre part, un décalage défavorable de la charge volumétrique spécifique des rotors, c'est à dire que par suite du décalage des vitesses la gradation des roues établie pour le régime nor- mal cesse d'être correcte pour la marche à charges-partielle.
Mais les grands décalages de la vitesse sont également fâcheux pour les turbines, car la turbine à haute pression, qui comme telle tourne déjà à une vitesse élevée, subit ainsi une augmen- tation incompatible avec la résistance du rotor, tandis que la turbine basse pression subit,du fait de la forte diminution de sa vitesse, une perte de rendement considérable.
La présente invention fournit, pour de tels compresseurs à plusieurs cylindres, un procédé de réglage qui a pour but de supprimer les inconvénients cités plus haut. Ce procédé con- siste à faire agir le réglage sur l'admission de vapeur non seulement dans la turbine haute pression, mais aussi dans les étapes intermédiaires.
Si l'on se contentait de régler seule- ment la vapeur à haute pression, les variations de la, charge s'accompagneraient du décalage de puissance qui vient d'être décrit; mais si l'on augmente par exemple la pression à l'en- trée des turbines à moyenne pression et à haute pression en @
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fermant des tuyères convenables, les chutes de pression des différentes turbines seront réparties de telle façon que la répartition initiale des puissances sera, soit maintenue, soit modifiée suivant des lois déterminées et d'une manière confor- me à l'application que l'on a vue.
Cette solution est représentée schématiquement à la fig.l du dessin annexé. Ici le compresseur aussi bien que la turbine sont subdivisés, chacun comportant trois cylindres de manière à former les trois groupes
EMI4.1
ylII yIIII Bzz
Le fluide à comprimer pénètre en 1 dans le compresseur basse pression VI et sort en 2 du compresseur haute pression V111,tandis que la vapeur entre dans la turbine haute pres- sion T1 en 3 pour s'échapper de la turbine passe pression T111 en 4. On voit par le dessin qu'à chaque groupe est affecté un appareil régulateur, A, B , C. A inf luence le groupe haute pression, B le groupe moyenne pression et C le groupe basse pression.
Le groupe haute pression peut par exemple, être chargé du réglage usuel à pression finale constante à la sortie de l'ensemble, tandis que les autres groupes sont réglés à pression intermédiaire constante ou approximativement constan- te, du fluide à comprimer. Ce dispositif empêche par conséquent. le changement des vitesses et le décalage des pression de se produire ou ne les laisse se produire que dans une mesure at- ténuée.
Au cas où la pression finale du compresseur devrait être modifiée à la main, par exemple, un réglage tendant à mainte- nir constantes les pressions intermédiaires provoquerait natu- rellement aussi un décalage indésirable de l'échelle des pres- sions puisque la totalité de la variation de pression incom- berait au groupe haute pression. Pour éviter cet inconvénient, les groupes basse pression, au lieu d'être réglés à pression intermédiaire constante, peuvent se régler à rapport constant entre la pression finale et la pression intermédiaire. Alors
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que l'appareil régulateur A du groupe haute pression est un régulateur de pression ordinaire avec piston hydraulique 5 et relais à huile 6, les autres appareils B et C sont consti- tués par des pistons différentiels 9 et 10.
Entre les deux pistons vient agir la pression finale du compresseur, tandis que sur la face externe @ du grand piston agit la pres- sion intermédiaire, c'est à dire la pression finale du groupe à régler. Ce dispositif règle dès lors de manière à maintenir un rapport constant entre la pression finale et la pression intermédiaire. Par conséquent, si la pression finale mainte- nue constante par A, est modifiées par exemple au moyen du dispositif de réglage à main 17, les appareils régulateurs B et C vont à leur tour modifier aussi la pression intermédiaire dans un rapport déterminé, de telle sorte que la variation de pression sera répartie plus ou moins sur tous les cylindres.
Au lieu des pistons différentiels on peut également employer des diaphragmes élastiques, des flotteurs etc.. Les appareils régulateurs des groupes basse pression influencent,par l'in- termédiaire d'un relais 11 ou d'une manière connue analogue, la distribution 13 des groupes basse pression; 12 désigne la pompe à huile pour le système de réglage, 14 est la tuyaute- rie d'amenée du fluide raccordée au tuyau de refoulement 2 du compresseur, 15 la tuyauterie d'amenée du fluide pour le raccordement du groupe moyenne pression, et 16 celle pour le raccordement du groupe basse pression.
EMI5.1
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