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Installation de compresseur centrifuge à commande par une machine à vapeur à condensation.
Il est connu dans les installations de compresseurs cen- trifugès à commande par une machine à vapeur à condensation de monter après le compresseur une turbine à air qui actionne le groupe de pompes de condensation de la machine à vapeur.
Dans ce cas la tubulure d'admission et également la tubulure de sortie de la turbine à air sont raccordées à un étage du compresseur, de sorte qu'une partiede l'air comprimé produit par le compresseur effectue un circuit qui embrasse un étage de compression du compresseur et la turbine à air. Le fana- tionnement du compresseur est donc lié au fonctionnement simul- tané de la turbine à air qui doit alors représenter la machine
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de commande principale du groupe de pompes de condensation.Il est toutefois peu économique d'actionner continuellement le groupe de pompes par la turbine à air présentant un rendement minime surtout que la double transformation d'énergie dans le compresseur et dans la turbine à air est déjà par elle-même sujette à beaucoup de pertes.
Une suppression complète de la commande du groupe de pompes de condensation par une turbine à air serait toutefois également anti-économique. Dans les ins- tallations de compresseurs centrifuges, en effet, le débit du compresseur ne doit pas, en adaptation à la demande réduite d'air comprimé, être abaissé au point qu'on passe en-dessous d'un débit déterminé qui est donné par la limite de pompage.
En-dessous de cette limite il ne faut pas faire travailler le compresseur. En cas de demande d'air comprimé inférieure à la limite de pompage, il faut par conséquent produire une quantité d'air comprimé en excès déterminée, qui par suite de l'absence de demande devrait être évacuée vers l'extérieur si l'on n'a- vait pas de turbine à air à laquelle cet air en excès peut é- tre amené pour produire un tr-avail utile.
Pour disposer d'une part d'une turbine à air en vue de l'utilisation de l'air en accès, mais pour rendre d'autre part la commande du groupe de pompes de condensation plus économique que jusqu'à présent, on a suivant la présente invention établi un dispositif tel que la turbine à air actionne comme machine . auxiliaire de commande le groupe de pompes de condensation dès que le débit du compresseur se trouve en-dessous de la limite de pompage.
Par suite de l'emploi de la turbine à air comme machine de commande auxiliaire pour le groupe de pompes et par suite de la circonstance que la turbine à air n'est prise en fonctionnement essentiellement qu'en-dessous de la limite de pompage du compresseur, c'est à dire relativement rarement, on assure d'une part le caractère économique de la commande des pompes et on obtient d'autre part que le débit en excès, pro-
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duit en considération de fa limite de pompage du compresseur centrifuge, est utilisé économiquement. On peut encore mention- ner qu'une commande double pour un groupe de pompes de conden- sation est connue en elle-même; on a employé habituellement à cet effet un moteur électrique et une turbine à vapeur.
Lorsqu'on emploie également dans l'installation de la pré- sente invention comme machine de commande principale pour le groupe de pompes un moteur électrique, on a d'une manière sim- ple la possibilité d'utiliser davantage économiquement la quan- tité d'air comprimé produite au-delà de la demande., par le compresseur centrifuge, par le fait que suivant une autre posi- tion de la présente invention on établit une disposition telle que la turbine à air actionne, en cas de débit en excès exis- tant éventuellement, le moteur comme génératrice. La puissance mécanique, en excès fournie éventuellement par la turbine à air peut donc être récupérée sous la forme d'énergie électrique.
Une semblable récupération d'énergie d'une machine électrique qui peut fonctionner aussi bien comme génératrice que comme mo- teur est connue en elle-même.
Pour empêcher qu'en vue d'éviter la formation de glace dans la turbine à air on soit obligé de renoncer à la chute totale de pression disponible, on pourrait construire la turbi- ne à air à double enveloppe avec un réchauffeur intermédiaire.
Un autre moyen simple pour élever davantage le caractère éco- ; nomique de l'utilisation de la quantité d'air comprimé produi- te par le compresseur'centrifuge au-delà, de la demande du ré- seau d'air comprimé est obtenu, suivant une proposition de la présente invention, par lestait que la tubulure de sortie d'air de la turbine 'à air est raccordée au compresseur par l'intermé-' diaire d'un appareil d'injection disposé d'une manière connue en elle-même dans la chambre d'aspiration du compresseur.Cette mesure augmente le caractère économique de l'emploi d'une tur- bine à air tellement fortement que même la quantité d'air com- primé produite en excès au-dessus de la limite de pompage est
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employée économiquement
lorsqu'on l'envoie dans une turbine à air pour'la récupération de l'énergie.
Un exemple de réalisation de l'installation de compres- seur centrifuge suivant la présente invention est représenté schématiquement au dessin.
Le compresseur centrifuge I est actionné par une turbine à vapeur 2 à condensation et fournit l'air comprimé produit au réseau 3..A la turbine à vapeur 2 est raccordé un condenseur 4 dont le condensat est envoyé au moyen de la pompe 5, par exemple comme eau d'alimentation, à la chaudière à vapeur non représentée. La pompe à condensat 5 est par exemple établie comme pompe centrifuge dont l'arbre est raccordé par l'intermé- diaire d'accouplements, d'une part à l'arbre d'induit d'une machine électrique 6, d'autre part à l'arbre d'une turbine à air 7. Outre la pompe à condensat 5, il y a encore d'autres pompes pour le fonctionnement de l'installation de condensa- tion, par exemple la pompe à eau froide 8. La turbine à air 7 estreliée par une conduite 9 au réseau d'air comprimé 3 du compresseur.
La machine électrique 6 est établie de.telle façon qu'elle peut fonctionner aussi bien comme moteur que comme génératrice.
En fonctionnement normal de l'installation de compresseur centrifuge, c'est à dire aussi longtemps que le compresseur I fonctionne au-dessus de la limite de pompage, le groupe de pompes de condensation 5,8 est actionné par la machine élec- trique qui marche alors comme moteur. La machine 6 représente donc la machine de commande principale pour le groupe de pom- pes. Dès que le débit du compresseur s'abaisse au point qu'il y a danger de passer en-dessous de la limite de pompage, la turbine à air 7 est prise en fonctionnement au moyen de soupa- pes non représentées, actionnées à la main ou automatiquement.
La turbine à air transforme alors l'énergie produite par le compresseur centrifuge I au-delà de la demande, en vue d'em-
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pécher le pompage, en énergie mécanique qui est employée pour la commande du groupe de pompes 5,8. Si la turbine à air produit alors de son côté une 'énergie en excès, la machine électrique 6, est actionnée par la turbine à air comme génératrice et cède le courant produit au réseau. La turbine à air représente donc une machine à commande auxiliaire pour le groupe de pompes.
Comme on l'a indiqué'au dessin, un'e conduite 10 relie la tubulure de départ d'air de la turbine à air 7 au compresseur I et le point de raccordement se trouve dans la chambre d'aspira- tion du compresseurs Dans cette chambre d'aspiration, on a dis-, posé d'une manière connue en elle-même un appareil d'injection dans lequel la conduite 10 débouche. Cecia le but suivant:
EMI5.1
.. ., M-- - Lorsque la chute de pression disponible a une grandeur telle que son utilisation complète dans la turbine à air 7 provoque- rait le danger de formation de glace dans la turbine, il serait nécessaire de laisser s'échapper à l'air libre l'air sortant de la turbine bien que cet air d'échappement possède encore une chute de pression économiquement utilisable.
Pour pouvoir utili- ser encore cette chute de pression également, l'air sortant de la turbine est envoyé par la conduite 10 dans la chambre d'as- piration du compresseur I par l'intermédiaire de l'appareil d'injection mentionné.
La mise en service indépendamment l'une de l'autre de la turbine à air et de la machine électrique peut se faire à la main ou automatiquement moyennant l'emploi de dispositifs con- nus. Par exemple en cas de .panne du moteur électrique par s'uite de dérangements dans le réseau, la soupape diadmission de la turbine à air peut être ouverte automatiquement de telle façon qu'alors la turbine à air actionne le groupe de pompes comme machine de commande auxiliaire.