<Desc/Clms Page number 1>
DISPOSITIF POUR LE REGLAGE AUTOMATIQUE -DE LA. QUANTITE DE SUIES REINJECTEES
DANS'LES FOYERS CHAUFFEs -AU CHARBON .PULVERISE.
Dans des installations connues appliquant la réinjection des suies dans les chambres de combustion au charbon pulvérisé, les suies captées sont amenées dans une trémie.tampon, d'où elles peuvent µ?écouler, par une ouver- ture contrôlée par un registre réglable, à la main ou par distributeur à al- véoles, vers un dispositif de réinjection formé généralement d'un venturi raccordé, d'une part, à une source d'air comprimé et, d'autre part, à une busette d'injection pénétrant dans le foyer.
Il a été constaté que pour obtenir de bons résultats, le débit de suies vers 1?injecteur doit être varié d'une façon continue en fonction directe de la charge du foyer de la chaudière ou analogueo L'invention a pour but de réaliser automatiquement un tel réglageo
Pour combattre les difficultés d'écoulement des suies de la tré- mie, on peut appliquer deux méthodeso La première consiste à désaérer les suies après avoir brisé leur chute, en utilisant notamment de larges trémies munies de déflecteurs pour annuler l'énergie dynamique des paquets de suies tombant d'une certaine hauteur.
Les suies ainsi désaérées et calmées se com- portent comme du sableo La deuxième méthode consiste à fluidifier les suies en les aérant par l'injection d'air dans les suies qui coulent âlors réguliè- rement et à grande vitesse. L'invention prévoit des moyens pour réaliser dans ces deux cas le réglage automatique du débit de suies destinées à être réinjectées'o
Deux modes d'exécution d'un régulateur automatique selon la pré- sente invention serànt'décrits ci-après avec référence aux Figso 1 et 2 des dessins schématiques annexés, qui montrent des vues d'élévation en coupe de ces régulateurs.
La fig. 1 concerne une installation pour suies désaérées, calmées, recueillies dans une trémie 1 dont l'extrémité supérieure d'arrivée des suies est pourvue,de déflecteurs tels que 2. L'ouverture de sortie 3 à la base de la trémie est contrôlée par un obturateur 4 qui permet de varier la quan- tité de suies s'écoulant par le conduit 5 vers le col du venturi 6 qui est
<Desc/Clms Page number 2>
raccordé d'une part au conduit 7 d'amenée d'air d'injection et d'autre part à la busette 8.
L'obturateur 4 est porté par un levier 9 articulé en un point fixe 10 et dont les mouvements sont commandés par le régulateur qui est un appareil à soufflet ou à cloche 11 connecté au levier 9. L'enceinte de la cloche reçoit la pression d'utilisation de l'air dans le foyer, étant notam- ment reliée à une canalisation 12 de dérivation de l'air de combustion (air secondaire)., comprenant un orifice de laminage 13. La force antagoniste est fournie par des ressorts 14 agissant sur la cloche 11 et prenant appui sur un boîtier fixe 15.
La pression de l'air secondaire variant comme le carré de la charge de la-chaudière, la levée du régulateur (cloche 11) en fonction de cette charge varierait de la même façon si la force antagoniste était fournie par un seul ressort. La combinaison de plusieurs ressorts intervenant suc- cessivement au cours de la levée permet toutefois de ramener cette loi de variation à sensiblement une droite. La levée du régulateur en fonction de la charge variera donc comme la consommation du charbon, ou mieux la produc- tion des suies. Le régulateur donne à l'obturateur 4 une ouverture qui est donc proportionnelle à la charge. Or, en suies désaérées, calmées, le débit est proportionnel à la section d'ouverture et ne dépend pas de la hauteur des suies dans la trémie 1.
Le débit des suies sera donc aussi réglé propor- tionnellement à la charge.
Ces conclusions sont valables pour autant que la pression régnant dans la cloche 11 soit 100% de la pression de l'air secondaire. S'il n'en est pas ainsi, cette pression sera réduite en fonction des variations du ni- veau des suies dans la trémie. En effet, celle-ci est équipée de détecteurs de niveau comprenant un tube 16 mùni d'un orifice d'étranglement 17 et plon- geant à des hauteurs différentes dans la trémie. Les détecteurs sont raccor- dés à une tuyauterie d'air auxiliaire à pression assez forte 18, dérivée par exemple de la canalisation 7. Le tube 16 débouche, d'autre part, dans un relais à membrane 19 coopérant avec un orifice de sortie 20 raccordé à l'en- ceinte de la cloche 11 par l'intermédiaire d'un orifice d'étranglement 20'.
Lorsqu'un tube 16 se trouve hors des suies, il ,laisse échapper l'air auxiliai- re dans la trémie et la partie comprise entre l'étranglement 17 et son extré- mité libre se met à la dépression de la trémie, attirant la membrane 19 cor- respondante et ouvrant l'orifice 20 coopérant avec celle-ci ,(détecteur supé- rieur de la Fig. 1), ce qui produit une fuite d'air du régulateur, une baisse de la pression sous la cloche 11 et une diminution de la levée de l'obturateur 4. Si, au contraire, le niveau des suies monte et immerge un tube 16, la pression de l'air auxiliaire provoque le refoulement de la membrane pour ob- turer son orifice 20 (détecteur inférieur de la Fig. 1) et augmenter la pres- sion dansla cloche 11 qui montera et augmentera la levée de l'obturateur 4 et le débit de suies.
La variation de la hauteur de suies dans la trémie consti- tue donc un élément de réglage du débit, adaptant celui-ci aux variations de production de suies pour une charge donnée, qui résultent par exemple de la variation de la teneur en cendres du charbon, du rendement de la chaudiè- re, du frittage, etc...
La pratique a montré que pour effectuer la réinjection des suies il convient de maintenir partiellement remplie la trémie collectrice située immédiatement au-dessus du venturi. Les ressorts du régulateur seront avan- tageusement réglés de façon que les suies atteignent environ la mi-hauteur de la trémie pour une valeur moyenne du débit de suies.
Lorsque la charge de la chaudière reste constante, mais que la production de suies varie, le dispositif fonctionne comme suit. La pression d'air secondaire ne varie pas et le débit de suies reste momentanément cons- tant. Si la production de suies augmente, elles font monter leur niveau dans la trémie et en immergeant un ou plusieurs détecteurs supplémentaires, elles provoquent une plus grande ouverture de 1-'obturateur 4 jusqu'à ce que le dé- bit des suies se stabilisera à une nouvelle valeur moyenne. Un réglage en sens opposé se produit si la production de suies diminue. Par ailleurs, l'in-
<Desc/Clms Page number 3>
vention prévoit le réglage de l'air d'injection de façon à maintenir une dé- pression sensiblement constante au venturi 6.
Ce régulateur d'air comprend par exemple une cloche 21 soumise à la dépression du venturi par une tuyau- terie 22 et commandant un volet 23 monté dans le conduit 7. Le volet 23 sera donc ouvert davantage si le débit de suies augmente et fermé davantage si ce débit diminue.
Si la charge de la chaudière augmente, la pression d'air secon- daire augraente, de même que la production de suies. Le débit de suies sera réglé automatiquement pour obtenir une hauteur de suies normale dans la tré- mie et l'air dinjection sera réglé pour maintenir la dépression sensiblement constante au venturi, cette pression pouvant d'ailleurs être modifiée en ajus- tant le régulateur d'air, par exemple au moyen de contre-poids.
Grâce à ce réglage d'air, on maintient toujours des conditions favorables d'injection, notamment pour ce qui concerne la pression dynamique à la sortie des busettes et la vitesse d'injection, cette vitesse étant la plus grande aux forts débits de suies.
La Fig. 2 montre un système régulateur présentant des avantages semblables, qui est également applicable lorsque les suies sont fluidifiées? tel que montré au dessin. A cet effet, la partie inférieure conique de la trémie 24 est munie de caisses de fluidification 25 auxquelles est amené de l'air sous pression, prélevé notamment à la canalisation 7 en amont du ven.,- turi par la tuyauterie 26 dans laquelle est intercalé un orifice calibré 27 assurant la détente de cet air. La paroi 28 de la caisse 25, qui se trouve en contact avec les suies est pourvue de perforations et recouverte d'un tissu serré ou de métal fritté, jouant le rôle de diffuseur et d'écran anti-retour du mélange air-suies, évitant le danger de bouchage du tuyau d'amenée d'air.
Dans la masse de suies se trouve un cône de fluidification 29 alimenté en air sous pression par le tuyau 30, l'intérieur du cône étant relié par le tube 31 à l'atmosphère règnant au-dessus des suies.
Le régulateur automatique du débit des suies est un appareil as- tatique à double effet réglé par contrepoids. Il comprend deux enceintes fixes 32, 33 dont les parois en regard sont flexibles et reliées à un levier 34 articulé au point fixe 35, qui supporte un contrepoids 36 et est relié à l'obturateur 4, que ce contrepoids tend à fermer. Les enceintes 32, 33 pourraient évidemment être formées par des cloches.
L'enceinte inférieure 33 est reliée au col du venturi 6 par le tuyau 37, de sorte que la dépression au col tend à ouvrir l'obturateur, tan- sis que la pression au col tend à le fermer.
L'enceinte supérieure 32 est reliée à la boite de fluidificàtion par le tuyau 38. Lorsque le niveau des suies tombe en-dessous de la surface de fluidification, la résistance au passage de l'air par cette surface est pratiquement nulle, de même que la pression qui s'établit dans la boite.
Au contraire, quand le niveau des suies atteint une certaine hauteur au-des- sus de la surface de fluidification, la résistance au passage de l'air est telle que dans la boîte règne pratiquement la pression totale de l'amont du venturi. Pour les niveaux intermédiaires des suies, la pression dans la boite est fonction directe de la hauteur des suies au-dessus de la surface de flui- dification.
La pression de l'air de réinjection amené par le tuyau 7 est ré- glée, par des moyens appropriés quelconques, simultanément avec la pression de l'air secondaire du foyer, notamment par une commande commune. Connais- sant le débit horaire des suies en fonction de la charge de la chaudière, cette pression de .l'air de réinjection est déterminée de façon que le niveau des suies dans la trémie 24 tendà se stabiliser environ à mi-hauteur de - celle-ci. Si pour une charge constante la production de suies augmente, la pression dans la boite 25 et dans l'enceinte 32 augmente et provoque une plus grande ouverture de '1' obturateur 4 jusqu'à ce que la production et le débit des suies deviennent égaux. Si la production des suies diminue, le phénomè- ne inverse se produit.
Si la dépression au col du venturi augmente ou dimi-
<Desc/Clms Page number 4>
nue, il en résultera une augmentation ou une diminution du-débit de suies, ce qui produit un effet régulateur de la vitesse d'injection.
On a constaté que dans les diverses positions intermédiaires du niveau des suies, la vitesse de réinjection des suies augmente avec la char- ge, donc avec le débit de suies, ce qui est rationnel, cette augmentation relative étant d'autant plus accentuée que le niveau moyen des suies'est plus bas,ladite vitesse tendant en général à se stabiliser lorsqu'on approche du niveau maximum. On a également constaté que la dépression au col du venturi tend à rester constante, pour toutes les charges, lorsque les suies approchent du niveau le plus bas étant touj our sr entendu que la pression dans le tuyau 7 est réglée avec la pression de l'air secondaire, en fonction de la charge.
Dans le cas où l'amenée des suies se fait par-paquets, l'influen- ce sur le réglage restera négligeable du moment que chaque paquet ne produit pas une augmentation sensible du niveau des suies dàns la trémie. Il en est par exemple ainsi si l'on déverse chaque minute dans la trémie une quantité de suies représentant environ un vingtième de la hauteur de la trémie.
Le système selon la¯fig. 2 peut être aisément adapté à l'emploi de suies désaérées, calmées, comme dans le cas de la Fig. 1. Il suffit no- tamment de raccorder l'enceinte 32 à des détecteurs de niveau semblables à ceux utilisés dans le cas de la Fig. 1, de façon à obtenir la pression dans l'enceinte 32 à partir de la pression dans la canalisation 7, par l'inter- médiaire des détecteurs.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux réalisations constructives décrites ci-dessus, auxquelles diverses modifications peuveht être apportées sans se départir de l'esprit de l'invention.