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Perfectionnement au fonctionnement des appareils de production de gaz à l'eau La présente invention constitue un perfectionnement aux installations de production du gaz à l'eau, et, d'une manière plus générale, de toutes installations de gazéification fonctionnant dans les mêmes conditions .
Dans ces exploitations,chaque cycle de fabrication se compose de deux phases, l'une de soufflage d'air assurant,par combustion, le réchauffage du combustible et dégageant des gaz de combustion, l'autre d'injection de vapeur dans la masse en combustion donnant, par décomposition de la vapeur d'eau par le carbone, à la température convenable obtenus durant la phase de soufflage, le gaz à l'eau.
Les gaz decombustion, envoyés dans une chaudière de récupération, assurent la production de tout ou partie de la vapeur consommée dans la phase injection. Le soufflage est assuré par un groupe turboventilateur, généralement alimenté par la chaudière de récupération. Durant la période soufflage, le, vapeur d'échappement n'est pas utilisable, au moins sur l'installation elle-même; en outre, la quantité de vapeur disponible
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à la chaudière de récupération à l'origine de la phase injection est nécessairement réduite de la consommation de la phase soufflage et peut ainsi devenir inférieure aux besoins de le, phase injection. Ses conditions mêmes de fonctionnement introduisent donc, dans l'exploitation d'un tel système, des causes de pertes.
Pour éviter la perte dela vapeur d'échappement de la. turbine durent la périodede soufflage, il a été proposé de la récupérer dans un accumulateur de vapeur, fournissant, durant la phase injection, la vapeur d'injection en parallèle avec la chaudière de récupération.
Néanmoins, la consommation devapeur du groupe turboventila- teur durant la marche sans débit (injection) limite les possibilités de détente de vapeur dans cette phase soufflage, par conséquent, la contr epression maximum pouvant ètre admise à l'échappement de la turbine et de ce fait, la marge de variation de pression à considérer pour la détermination des dimensions de l'accumulateur devapeur, ces dimensions étant d'autant plus importante s que cette marge de pression est plus réduite.
L'invention considère une répartition différente de la quantité totale de vapeur mise en oeuvre dans l'ensemble du cycle et consommée dans la seule phase injection de ce cycle, entre les deux phases soufflage et injection, ramenant à la valeur la plus réduite la quantité de vapeur détendue par le groupe turboventilateur dans la phase injection et permettant ainsi deporter à la valeur la plus élevée la quantité de vapeur détendue dans la phase soufflage.
Une telle répartition, attribuant au groupe turboventilateur, la consommation maximum dans a phase soufflage, soit dans la périodede mise en charge del'accumulateur de vapeur , permettra ainsi une augmentation de la contrepression admissible à l'échappement de la turbine durant cette phase soufflage et, par conséquent, une réduction des dimensions de cet accumulât eux . Dans
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cette période de soufflage correspondant à la mise en charge de l'accumulateur, le groupe et l'accumulateur fonctionneront ainsi à pression variable et croissante, de la pression minimum normale de la phase injection à la pression maximum ainsi permise.
Cette répartition de la consommation totale du cycle pourra être obtenue de la manière la plus simple, par le réglage de vites- se du groupe turboventilateur, ramenant la vitesse de rotation du groupe durant la phase injection à la valeur minimum nécessaire pour assurer la remise en marche rapide lors du commencement de la phase soufflage et les servitudes mécaniques diverses telles que gr aissage des paliers.
Dam les dispositions de l'invention, la régulation de la tur- bine pourra donc être asservie aux dispositifs réglant l'admis- sion de l'air ou l'injection de vapeur au gazogène.
La fig. 1 donne à titre d'exemple le schéma de réalisation d'un dispositif approprié d'après l'invention.
La fig. 2 est une coupe verticale partie lle d'un gazogène avec chemise d'eau.
Dans le schéma (Fig. 1) 1 représente l'obturateur d'admission de vapeur à la turbine, 2 le régulateur' centrifuge normal réglé pour la vitesse de régime du groupe dans la phase soufflage, 3 un relais de pression, 2 et 3 étant réalisés de manière à cons- tituer alternativement point fixe de la régulation de la turbine du seul fait de l'alimentation en fluide moteur de 3 ou de sa mise en décharge.
Dans la forme de réalisation définie par la figure 1, le relais 3 reçoit le fluide moteur à l'origine de la phase injection et se met en décharge à l'origine de la phase soufflage* Le mode d'action du relais de pression pourrait d'ailleurs être inversé sous condition d'adaptation conforme de son alimentation ou de sa mise en décharge suivant la phase du cycle, ce qui ne constituerait qu'une variante au précédent,
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à définir suivant les opportunités de construction.
Chacune des phases du cycle soufflage/injection comportant manoeuvre des vannes d'air ou de vapeur, il suffit de régler l'admission du fluide moteur au relais ou sa mise en décharge, à partir de la manoeuvre même de l'une ou l'autre de ces vannes ou de leur poste central de commande à distance.
Dans le forme d'exécution définie par le fig. l, le passage de la phase soufflage à le phase injection entraînera admission de fluide moteur à 3, soit fermeture de l'obturateur, la course de 3 étant réglée à la valeur convenable pour ramener, par ce régl&ge del'obturateur, le quantité de vapeur admise à la turbine à la valeur nécessaire pour le régime réduit.
Le régulateur oen- trifuge 2 constitue alorspoint fixe du système*
A l'inverse, le passage de la phase injection à la phase souf- flge entraîne mise en décharge du relais de pression, ramené à fond de course, la régulation se trouvant ainsi ramenée sous la seule action du régulateur centrifuge réglé pour la vitesse nor male soufflage et contrôlant la pression del'obturateur, de manière à porter la quantité de vapeur admise à la, turbine à le valeur nécessaire pour ce régime.
Dans la généralité des cas, cette augmentation de la contrepression maximum à l'échappement de la turbine, soit de la variation de pression à l'accumulateur, permettra d'utiliser, comme accumulateur devapeur, le water jacket même du gazogène, dont la capacité normale sera généralement suffisante, en complétant ce water jecket par les dispositifs habituels de répartition de la vapeur dans l'eau, et plus généralement, par les dispositifs habituels d'équipement des accumulateurs de vapeur, entre autres, détendeur de vapeur vive couplé en parallèle, prélevant à la chaudière de récupération l'appoint nécessaire,
lorsque les dispositions de l'invention permettront de ramener la quantité de
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vapeur détendue par le groupe durant un cycle à une valeur in- férieure à la consommation de la phase injection de cecycle.
Cette injection de vapeur dans la masse d'eau, du water racket, 'qui se produira pendant la phase soufflage, pourra, par des dis- positions opportunes, assurer une circulation del'eau le long de la paroi intérieure côté gazogène, en contribuant ainsi, par la création d'une vitesse de circulation de l'eau le long de cette paroi, à l'augmentation des échanges entre foyer du gazogène et masse d'eau.
La fig. 2 définit une telle forme d'aménagement du water jaoket. Dans cette figure, 4 représente le foyer, '5 la chemise d'eau, 6 l'un des éjecteurs d'amenée de la vapeur d'échappement dans la masse d'eau, montée sur un collecteur 7 ; 8 schématise le chioanage de la chambre d'eau, sous forme d'une tôle c oncentri que aux parois,9 la prisede vapeur, phase in je cti on. Par l'ef- fet même del'injection devapeur, ce dispositif, ou toutes dis- positions analogues, orée à l'intérieur de la chemise d'eau, et plus particulièrement le long dela paroi côté foyer, une cir- culation méthodique de l'eau,
Cette circulation aura non seule- ment pour effet de rendre homogène la masse d'eau et de la faire participer dans son ensemble à l'action d'accumulation suivant dispositions normalement recherchées dans l'aménagement des ac- cumulateurs de vapeur, mais elle aura, en outre, pour effet, par la vitesse de circulation créée le long de la paroi foyer/wa- ter jaoket, d'améliorer les coefficients d'échange foyer/masse d'eau , soit la protection des parois du gazogène contre l'échauf' fement excessif au cours de la phase soufflage, objet même de ce water jacket.
Au besoin, ce water jacket pourra être adapté de manière à réaliser la capacité convenable dans une installation à créer, ou complété par un accumulateur séparé , mais de volume réduit, les
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deux cape.cités, water jacket et accumulateur, étant alors cou- plées en parallèle à l'échappement du moteur à vapeur d'entraîne- ment du ventilateur.
Résumé 1 ) Perfectionnement au fonctionnement des appareils de fabrication degaz à l'eau et, d'une manière plus générale, de toutes installations de gazéification fonctionnant dans des con- ditions comparables, se caractérisant par une répartition de la consommation totale de vapeur d'un cycle entre les deux phases soufflage/injection de ce cycle, ramenant à la valeur la plus réduite la quantité de vapeur détendue par le groupe turboventi- lateur durant la phase injection.
2 ) En conséquence de ce réglage, attribution à la phase souf- fle.ge d'une quantité de vapeur à détendre par ce groupe turbo- ventilateur la plus élevée, permettant une augmentation de la con- trepressi on à l'échappement de la turbine, soit de la, variation de pression charge/décharge de l'accumulateur de vapeur à monter à l'échappement de cette turbine, et, par conséquent, une réduc- tion des dimensions de cet accumulateur.
3 ) Réalisation de cette répartition particulière de la con- sommation totale de vapeur du cycle par réglage de la vitesse de rotation du groupe turboventilateur, ramenée, durant la phase injection, à la valeur la plus réduite permise par les différentes sujétions mécaniques telles que graissage et portée à nouveau à la valeur normale dans la phase soufflage de chaque cycle.
4 ) Réalisation automatique de cette adaptation du régime de marche du groupe turboventilateur par réglage de la quantité de à vapeur admise à la turbine/l'une ou l'autre des valeurs néces- saires suivant la phase du cycle, à partir du système même de
EMI6.1
conduite souf flagein je ct ion du gazogène .
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