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LA MONT KESSEL HERPEN & C* K.G., résidant à BERLIN-SCHMARGENDORF (Allemagne) .
GENERATEUR DE VAPEUR POUR L'UTILISATION DE LA CHALEUR PERDUE DE GAZ
POUSSIEREUX OU AGRESSIFS,
L'invention concerne un générateur de vapeur pour l'utilisa- tion de la chaleur perdue des gaz poussiéreux ou agressifs, particulière- ment en aval de fours métallurgiques ou chimiques.
Jusqu'à présent, l'utilisation de la chaleur perdue des gaz fortement poussiéreux ou agressifs était souvent anti-économique, car des dépôts importants de poussières ou les corrosions dans les tuyaux ne permet- taient que de brèves périodes de marche et que les fréquentes interruptions dans la génération de vapeur entravaient le bon fonctionnement du four.Une utilisation économique de tels gaz d'échappement suppose une longue période de marche, qu'il importe d'atteindre par une réalisation convenable des carneaux du four et des surfaces de chauffe.
L'invention suggère d'occuper plusieurs carneaux verticaux et parallèles par des surfaces de chauffe constituées par des tubes disposés en rangs parallèle et de disposer des organes obturateurs dans les passa- ges entre carneaux successifs, organes permettant de contourner certains carneaux ou de les intercaler dans une mesure plus ou moins grande dans le courant des gaz de fumée.
Une telle construction offre une série d'avantages. En contour- nant un ou plusieurs carneaux, on peut maintenir une température plus éle- vée des gaz d'échappement. Ceci est important dans le cas de gaz sulfureux afin d'éviter que la température ne descende au-dessous du point de rosée.
Celui-ci peut être très élevé lorsque le pourcentage d'anhydride sulfureux est très important, par exemple dans les gaz provenant de fours de grillage de soufre, en particulier lorsque l'humidité de l'air est très élevée. De
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plus, on a constaté que les gaz de fumée entraînent souvent de grosses im- puretés, qui ne se séparent du courant gazeux qu'à la première ou la seconde déviation de celui-ci. Ces grosses impuretés n'adhèrent pas aux surfaces de chauffe, mais frôlent celles-ci, en les débarassant des fines poussières à faible adhérence. Dans ce cas, l'encrassement des surfaces de chauffe n' apparait que dans le troisième ou le quatrième carneau.
En contournant les deux premiers carneaux, on parvient à alimenter les derniers carneaux en gaz contenant des particules de gros calibre, assurant ainsi un décrassage des surfaces de chauffe.
'Au contraire, et lorsque les propriétés des poussières le justi- fient, on peut envisager des cas où les premiers carneaux seront d'abord mis en circuit. Ensuite, et après la mise hors circuit des premiers carneaux, le générateur de vapeur selon l'invention peut encore être maintenu en mar- che pendant une durée prolongée. On peut alors éventuellement entreprendre dans le carneau encrassé des travaux qui en assurent le décrassage.
Il est avantageux que les gaz de chauffage se dirigent d'abord principalement suivant une direction parallèle aux tubes, ce qui réduit au minimum l'usure des tubes par attrition de la part des particules de poussière entraînées. De plus, cette disposition des tubes permet d'adop- ter des vitesses de gaz élevées comparativement à celles praticables pour un courant transversal par exemple, ce qui empêche le dépôt des particules de poussière.
Lorsqu'on désire surchauffer la vapeur ainsi produite, il est avantageux de disposer le surchauffeur dans un seul carneau. Dans ce cas, le carneau contenant le réchauffeur peut aussi être alimenté en fonction de la température de la vapeur surchauffée, en se servant de l'organe ob- turateur susindiqué.
Les tubes formant les surfaces de chauffe sont disposés par rangs parallèles, afin de faciliter un nettoyage mécanique.
Il est avantageux de réaliser les surfaces de chauffe sous la forme d'un tubmur ou plan tubulaire complet, cette construction étant sus- ceptible du moindre encrassement. La distance entre les tubes du plan disposés parallèlement dans le courant des gaz peut être calculée de fa- çon à permettre l'introduction d'appareils de décrassage. Le décrassage des surfaces de chauffe peut s'effectuer depuis la voûte ou par un accès latéral. Cependant, dans chacun des deux cas, le plan tubulaire sera avan- tageusement supporté d'en bas, afin que le décrassage ne soit pas entravé par des dispositifs de suspension supérieurs.
L'invention sera exposée d'une manière plus détaillée, en se référant aux dessins annexés, figures 1 à 3.
La chaudière à chaleur perdue, représentée dans la figure 1, comporte des carneaux verticaux 1,'2,3 et 4. Dans ces carneaux sont dispo- sées les surfaces de chauffe 5, sous la forme de tubes jointifs d'un plan tubulaire. Au-dessus des carneaux sont prévus les clapets 6 et 7, tandis que le clapet 8 est disposé au-dessus de ceux-ci. Lorsqu'on utilise des gaz à température élevée, il est avantageux de constituer les clapets par des tubes refroidis rapprochés à contact intime.Pour éviter des pertes de cha- leur, le réfrigérant peut constituer le fluide moteur de la chaudière, les canalisations d'arrivée et de départ du réfrigérant pouvant être élastiques, spirales par exemple, comme il est connu en soi, ce qui supprime la néces- sité d'une boite de bourrage.
On prévoit un carneau 9 inoccupé en plus des carneaux 1,2,3 et 4. Lorsque les clapets sont fermés, les gaz s'écoulent successivement à travers les différents carneaux. Lorsqu'on ouvre le clapet 8, le carneau 1 est mis dans une grande mesure hors du circuit des gaz.Les carneaux 1 et 2 peuvent être mis hors circuit en ouvrant le clapet 6, et les carneaux 3 et 4, par l'ouverture du clapet 7. Ces possibilités d'arran- gement du circuit permettent d'adapter parfaitement la chaudière aux condi- tions d'exploitation. Un des carneaux peut être établi en vue de la surchauf-
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fe. Dans ce cas, on peut régler aussi la température de la vapeur surchauf- fée moyennant un ajustement approprié des clapets. Les surfaces de chauffe
5, formant plan tubulaire, sont montées sur un système d'appui inférieur 10 en forme de grille.
En outre, les cloisons en maçonnerie entre les dif- férents carneaux peuvent être remplacées par des tubmurs qui, dans ce cas, doivent être particulièrement hermétiques aux gaz.
La figure 2 montre la construction des plans tubulaires. Une nappe tubulaire 11, constituée par plusieurs tubes parallèles, est cour- bées plusieurs fois à la manière d'un serpentin à grille. Les extrémités de la nappe traversent la paroi latérale à travers une fente verticale et aboutissent au collecteur de départ 12 et au collecteur de retour ou de mélange 13. Le fluide moteur traverse les tubes en circulation forcée. Il n'est pas indispensable que le tubmur tout entier soit absolument hermé- tique. Ainsi, il n'y a paq d'inconvénient à ce que les tubes du serpentin à grille intérieur ne soient pas en contact intime, ce qui facilite l'exé- cution Les fentes 14 peuvent servir éventuellement au guidage d'un appa- reil décrasseur, dont les bras s'engagent latéralement entre les parties du plan tubulaire.
Ces dernières sont avantageusement disposées sur un cô- té ; elles peuvent cependant aussi s'étendre vers le haut.
Dans l'exemple d'exécution selon la figure 3, les surfaces de chauffe sont également constituées par des plans tubulaires parallèles ; toutefois, ici, ces plans sont orientés dans le sens longitudinal de la chaudière et s'étendent dans tous les carneaux sous la forme d'une nappe tubulaire 15. Cette construction exige que les organes d'obturation supé- rieurs 6 et 7 soient constitués par des tirois. Ici, le carneau qui était inoccupé dans l'exemple précédent est élargi de façon à former une cham- bre de combustion 16. Celle-ci sert également de collecteur de poussières où se déposent déjà une grande partie des poussières entraînées, lorsque les gaz circulent à une vitesse réduite.
Un brûleur 17 agit comme foyer d'appoint, en particulier lors de la,'mise en route de la chaudière,pour réchauffer le fluide moteur afin d'éviter que la température des gaz ne descende au-dessous du point de rosée, ce qui pourrait être provoqué par des surfaces de chauffe froides. La chambre de combustion peut être refroi- die de toutes parts par des tubes d'eau. Un écran tubulaire 19 peut être tendu devant la sortie des gaz 18 en vue de favoriser le déppussièrage.
REVENDICATIONS
1/ Générateur de vapeur destiné à utiliser la chaleur perdue de gaz poussiéreux ou agressifs, en aval de fours chimiques ou métallur- giques, caractérisé par la prévision de plusieurs carneaux verticaux pa- rallèles, dans lesquels on dispose des surfaces de chauffe constituées par des tubes situés dans un même plan, avec interposition, dans les pas- sages entre carneaux successifs, d'organes obturateurs permettant de con- tourner certains carneaux ou de les intercaler dans une mesure plus ou moins grande dans le courant des gaz de fumée.