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"METHODE POUR LA CONDUITE DE GENERATEURS DE VAPEUR A INJECTION @ FRACTIONNEE"
Dans les générateurs de vapeur où la vapeur d'utilisa- tion est produite en partant d'une quantité réduite de vapeur, d'excitation au moyen de multiples surchauffes avec injections d'eau consécutives (générateurs de vapeur dits à injection frac- tionnée) si l'on prend des précautions pour avoir constamment de la vapeur d'excitation en quantité suffisante, et si l'on maintient en circulation une quantité suffisante de vapeur à travers les tubes surchauffeurs, on peut abandonner ces généra- teurs à eux-mêmes,lorsque la demande de vapeur varie,exacte- /
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ment comme cela se pratique avec les chaudières aquatubulaires ordinaires,
et un réglage de la chauffe ne s'impose qu'au cas de variations de charge prolongées ou d'une certaine importance Or, si l'on procède à un réglage de la chauffe, ce réglage peut, par suite de certaines particularités du générateur à injection fractionnée, être étendu, en même temps aussi à la production de vapeur, ce qui se traduit par des avantages im- portants au point de vue de l'exploitation. Il existe en effet dans la chaudière à injection fractionnée certains rapports qui peuvent s'exprimer mathématiquement par la relation sui- vante :
G = a (1+b), où G désigne la quantité de vapeur produite, a la quantité de vapeur d'excitation, b la quantité de vapeur vive (en kg) produite en moyenne par kilogramme de vapeur de chauffe à chaque étage, et n le nombre d'étages.
Il est évident que la quantité de vapeur totale à produire peut se régler en faisant varier la quantité de vapeur d'excitation a, Or, puis" que dans un générateur de vapeur à injection fractionnée, les tubes de chauffe sont uniquement traversés par de la vapeur surchauffée et que pour enlever la chaleur abandonnée par les gaz de combustion aux parois des tubes, celles-ci doivent cons- tannent être baignées par des quantités de vapeur suffisantes, une diminution ou une augmentation de cette quantité de vapeur et, par suite, de la quantité de vapeur d'excitation, ne peut avoir lieu que dans la mesure où la chauffe est poussée ou diminuée.
Des conditions similaires se rencontrent dans les géné- rateurs de vapeur où la vapeur est produite en refoulant au moyen d'une pompe de la vapeur surchauffée à travers une couche d'eau et où la quantité de vapeur à refouler est un multiple @
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de la vapeur utile. Puisque la quantité de vapeur qui peut être produite dépend entre autres de cette quantité refoulée, il a été proposé déjà de coordonner, dans ce cas également, la. conduite de la chauffe et le débit refoulé par la pompe en les rendant l'une et l'autre fonction de la quantité de va- peur consommée à chaque instant.
Ce réglage est toutefois plus simple et plus direct dans les générateurs de vapeur à injec- tion fractionnée dont il s'agit ici, puisque le réglage ne porte alors que sur une très faible quantité de vapeur et qu'un vertu de la loi exprimée par la formule relatée plus haut, et par suite de l'importance extrêmement minime des masses d'eau et de vapeur mises en oeuvre, ce réglage agit immédiatement sur la quantité de vapeur totale.
L'objet de la présente invention est un procédé pour régler la quantité de vapeur d'excitation en fonction de la con- duite des feux. La vapeur d'excitation peut être produite de diverses manières. On peut par exemple, comme l'indique la Fig.
1, prélever la vapeur d'expitation au moyen d'une pompe (pompe thermique) 2 à la chambre de vapeur du collecteur 1 pour la refouler à travers les surchauffeurs,ou bien on peut produire cette vapeur dans un générateur spécial et en amener à chaque instant au générateur de vapeur proprement dit ou au premier surchauffeur la quantité nécessaire, en réglant son admission au moyen d'une vanne.
La Fig. 2 montre schématiquement le générateur de vapeur d'excitation qui entre en ligne de compte à la place de la pompe 2, pour un générateur de vapeur suivant la Fig. 1.
A la Fig. 1 du dessin, 3 désigne le premier surchauffeur dans lequel la vapeur d'excitation est surchauffée, 4 le pre- mier vaporisateur, où cette vapeur surchauffée est dépouillée
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de sa chaleur de surchauffe au moyen d'eau chaude finement pulvérisée qui est injectée en 5, et où cette eau est vapori sée. Les deux masses de vapeur se rendent au surchauffeur 6 et parviennent ensuite au vaporisateur 7 où une nouvelle quantité d'eau est injectée (en 8) et vaporisée, et ainsi de suite, jusqu'à ce que la quantité de vapeur nécessaire est produite. 9 est le surchauffeur final où la totalité de la vapeur est portée à la température de régime. L'eau d'injec- tion est prise au collecteur 1 et portée par la pompe 10 à la pression d'injection. L'eau non vaporisée fait retour au collecteur par le tuyau 11.
Le clapet de retenue 14 permet le retour d'un excédent de vapeur éventuel au collecteur, et, par suite, la circulation nécessaire de la vapeur dans les tubes surchauffeurs lorsque la consommation de vapeur est faible. Inversement, le clapet de retenue 13 permet un afflux de vapeur complémentaire du collecteur 1 lorsque la demande de vapeur dépasse la production. 15 est le réchauffeur d'eau d'alimentation. Pour simplifier le service, le générateur de vapeur d'excitation 16 se construit pour une production de vapeur-constante et légèrement supérieure à la quantité maxi- mum de vapeur d'excitation pouvant être nécessaire. De même, dans ce générateur 16, la pression de la vapeur est toujours maintenue légèrement au-dessus de la pression de vapeur né- cessaire avant'l'entrée du premier surchauffeur 3.
La soupape de réglage 17 permet de régler l'admission de la quantité de vapeur d'excitation nécessaire. Par contre, la vapeur d'exci- tation produite en trop se rend par la soupape de décharge automatique 18 à l'espace d'eau du collecteur 1 où elle est condensée. La soupape de décharge 18 est à ressort ou à contre- poids et ne laisse passer de la vapeur que lorsque la pression
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limite supérieure vient à être dépassée. Vu que pour le géné- rateur de vapeur à injection fractionnée (6-10 étages par exemple) il suffit de quantités de vapeur d'excitation très réduites (environ 3-10% de la vapeur de travail),il ne s'agit, en fait d'excédent de vapeur passant au collecteur, que de quantités tout à fait réduites qui sont facilement absorbées par l'eau contenue au collecteur.
Quelle que soit la manière dont le réglage de la quan- tité de vapeur d'excitation a été réalisé, ce réglage doit se faire en concordance avec la conduite de la chauffe. Pour ac- tionner le régulateur, on peut dès lors utiliser les mêmes orga- nes qui servent au réglage de la chauffe. Dans des générateurs avec grille à chaîne sans fin ou à chargeur mécanique, le dis- positif de réglage de la vitesse des moteurs actionnant la grille ou les pistons chargeurs peut être utilisé par exemple à influencer le moteur de la pompe 2 ou l'ouverture de la sou- pape 18. Pour les foyers à charbon pulvérisé, ces mécanismes de réglage se combinent avec les dispositifs de distribution du charbon pulvérisé. Là où l'amenée du combustible est actionnée à la main, le réglage des quantités de vapeur d'excitation peut également s'effectuer à la main.
Le réglage de la quantité de vapeur d'excitation en fonction de la chauffe permet d'obtenir une température de surchauffe à peu près constante de la vapeur de chauffe et des parois des tubes, car si la quantité de vapeur d'excitation à diminue proportionnellement à la quantité de vapeur G, la va- leur de b, qui est fonction des températures de vapeur, demeure constante.