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L'invention concerne un procédé pour le réglage d'une installation de foyer, alimentée par au moins deux sortes de combustibles différents et com- portant plusieurs points de combustion, dont chacun est doté d'un brûleur pour chacune des sortes de combustibles, la puissance totale demandée à l'installa- tion étant obtenue soit avec une sorte de combustible seule, soit avec au moins deux sortes de combustibles.
En outre, l'invention concerne une installation de foyer, pour la mise en oeuvre du procédé, comportant plusieurs points de combustion dont chacun est doté, lorsqu'on brûle plus d'une sorte de combustible, d'un nombre de brû- leurs différents, correspondant à ces sortes de combustibles.
Dans le cadre de la présente invention, on comprend, par sortes de combustibles différents, les combustibles présentant de telles différences dans leur constitution chimique ou physique qu'un brûleur spécial, le cas échéant aussi une installation spéciale d'amenée du combustible, est nécessaire, pour brûler chacune des sortes de combustibles.
Dans le sens de cette définition, on considère dans les combustibles gazeux, liquides ou solides comme étant dans chaque cas une sorte de combustible.
Cependant, un gaz ayant un pouvoir calorifique relativement élevé, par exemple du gaz méthane, appartient à une autre sorte de combustible qu'un gaz ayant un pouvoir calorifique relativement faible, par exemple du gaz de haut-fourneau.
Il en est de même en ce qui concerne les combustibles solides, par exemple du poussier d'anthracite et du poussier de lignite, alors que, d'autre part, les huiles brutes et les fractions de la distillation du goudron, apparentées aux huiles brutes, sonià considérer comme étant une même sorte de combustible, pour autant qu'elles brûlent avec un volume d'air approximativement le même, en déga- geant une quantité de chaleur approximativement la même.
Les installations de foyers qui sont destinées, par suite d'une li- vraison variable de différentes sortes de combustibles, à fournir la puissance nécessaire soit avec une seule sorte de combustible, soit simultanément avec plusieurs sortes de combustibles, sont de façon générale construites de telle manière que chacun de leurs points de combustion comporte un brûleur pour chacu- ne des sortes de combustibles à brûler.
Un procédé de travail connu consistait à mettre toujours en service simultanément, en fonctionnement mixte, tous les brûleurs avec différentes sortes de combustibles et d'amener les quantités vou- lues de chaque sorte de combustible collectivement aux brûleurs par l'intermédiai- re d'une conduite de répartition commune à chaque sorte de combustible Or, si par exemple 80 parties de la sorte de combustible A et 20 parties de la sorte de combustible B parvenaient à la combustion, ce rapport de mélange de 80 à 20 était réglé jusqu'ici de telle manière qu'on faisait marcher tous les brûleurs de la quote-part de combustible A à 80 % de leur puissance maximum et tous les brûleurs de la quote-part de combustible B à 20 % de leur puissance maximum.
Il résultait ainsi, dans les brûleurs de la sorte de combustible B du fait du fonctionnement à puissance fortement réduite, des difficultés par exemple en ce qui concerne une combustion complète ou la précision de réglage nécessaire. Ces difficultés sont encore accrues lorsqu'on maintient par exemple le rapport de mé- lange supposé, mais qu'au lieu de faire marcher l'installation à la puissance nominale, on la fait fonctionner transitoirement par exemple à 50 % de celle-ci Dans le cas, en effet, le débit individuel de chaque brûleur alimenté par la sorte de combustible B se trouverait étranglé à 10 % seulement de sa puissance nominale. En plus, des difficultés déjà mentionnées, cela occasionnerait en ou- tre des instabilités dans l'approvisionnement en combustible des brûleurs mon- tés en parallèle.
En effet, si ces brûleurs présentent entre eux des coefficients de résistance ne différenciant que très peu de l'un à l'autre, la plus grande partie du volume de combustible parviendrait dans ce cas aux brûleurs dont le coefficient de résistance est le plus faible, d'où il résulterait une variation de' débit inadmissible des divers brûleurs entre eux et, par conséquent, un chauf- fage irrégulier des parois de la chambre de combustion.
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Pour rémédier à ces inconvénients, il est proposé, selon l'invention, de ne mettre en service dans chaque cas, à chaque point de combustion, qu'une partie des brûleurs d'une sorte de combustible, lesquels sont calculés de telle manière et alimentés en combustible et en air comburant dans une mesure telle que leur puissance calorifique , multipliée par le nombre de points de combustion, fournit la puissance totale demandée à l'installation, et de régler le nombre des brûleurs mis en service pour chaque sorte de combustible en raison de la quantité de la dite sorte de combustible devant être utilisée, ainsi que de régler en outre la puissance totale de l'installation par une modification proportion- nelle commune de la puissance calorifique de tous les brûleurs se trouvant en service.
On réalise une simplification du procédé si l'on applique le moyen consistant à ne mettre en service, à chaque point de combustion, chaque fois, que le brûleur d'une sorte de combustible.
De façon avantageuse, on raccordera tous les brûleurs pour la même sorte de combustible à un système d'arrivée commun de cette sorte de combustible, auquel cas on pourra appliquer le moyen consistant à régler l'arrivée du combus- tible au dit système de telle manière que la puissance calorifique individuelle d'un brûleur se trouvant en service soit proportionnelle à la puissance totale demandée à l'installation , indépendamment du nombre de brûleurs mis en service au total dans chaque cas pour chaque sorte de combustible.
Cela peut être obtenu par exemple en réglant l'arrivée du combusti- ble au système d'amenée mentionné en raison d'une grandeur caractéristique dé- terminant la puissance calorifique individuelle d'un brûleur.
Cette grandeur caractéristique est par exemple la consommation d' un brûleur ou, en cas de fonctionnement avec une sorte de combustible liquide ou gazeuse, la chute de pression entre un point en amont de la tuyère du brûleur et de la chambre de combustion. On peut par exemple régler de telle manière 1' arrivée de combustible vers un brûleur suivant la différence des pressions, mesu- rées en un point en amont du brûleur et dans la chambre de combustion, que la différence de pression se trouve réglée de fagon variable selon la puissance totale demandée à l'installation, mais qu'elle soit maintenue constante indépen- damment du nombre de brûleurs mis en service au total dans chaque cas pour chaque sorte de combustible lorsque la puissance totale fournie par l'installation res- te constante.
De même, on peut régler l'arrivée de combustible à un brûleur suivant la consommation individuelle du brûleur de telle manière que cette consommation soit chaque fois proportionnelle à la puissance totale demandée à l'installation mais que, indépendamment du nombre de brûleurs mis en service au total dans cha- que cas pour chaque sorte de combustible, elle somainteune constante lorsque la puissance totale fournie par l'installation est constante.
Enfin, dans une installation où certains brûleurs sont munis de con- duites de retour pour le combustible, aboutissant dans un système de conduite de retour commun à tous les brûleurs de la même sorte de combustible, on peut régler la puissance calorifique individuelle d'un brûleur suivant les pressions régnant dans le système d'arrivée et dans le système de conduite de retour de telle manière que les pressions soient réglées de façon variable selon la puis- sance totale demandée à l'installation, mais que, indépendamment du nombre de brûleurs mis en service au total dans chaque cas pour chaque sorte de combusti- ble, elles soient maintenues constantes lorsque la puissance totale fournie par 1'installation reste constante.
Une installation de foyer, pour la mise en oeuvre,du procédé selon l'invention, est caractérisée par le fait que lorsqu'on utilise des sortes de combustibles qui nécessitent, pour produire une chaleur de combustion approxima- tivement égale, une quantité d'air comburant approximativement égale, un brûleur
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pour une sorte de combustible et au moins un autre brûleur du même point de combustion pour une autre sorte de combustible possèdent une unique arrivée d'air commune.
On obtient une installation de foyer particulièrement rationnelle et facile à surveiller, lorsque les différents brûleurs d'un point de combustion sont calculés de telle manière par rapport à leur arrivée d'air carburant commune que, quand la puissance totale de l'installation reste constante, un brûleur pour une sorte de combustible produit chaque fois en service la même puissance calo- rifique qu'un brûleur servant à une autre sorte de combustible.
Enfin, dans une installation de foyer qui possède un même nombre de brûleurs séparés pour une sorte de combustible, correspondant au nombre de tous les'points de combustion, et raccordés à un système d'arrivée de combustible com- mun, et un dispositif d'amenée du combustible pour le dit système, comportant un dispositif de réglage ,qui est muni d'un dispositif de mesure pour mesurer une grandeur caractéristique déterminant la puissance calorifique d'un brûleur indi- viduel on peut faire en sorte que le dispositif de réglage règle la puissance .calorifique de chaque brûleur du système d'arrivée appartenant à une sorte de combustible et se trouvant en service indépendamment du nombre de brûleurs en service au total dans chaque cas pour la sorte de combustible respective,
pro- portionnellement à la charge totale demandée à l'installation, et que les dis- positifs de réglage se trouvant simultanément en service pour le chauffage de l'installation avec plusieurs combustibles soient accordés de telle manière entre eux qu'ils règlent la puissance calorifique individuelle des brûleurs de différen- tes sortes de combustibles à la même valeur et la maintiennent constante, lorsque la puissance totale fournie par l'installation reste constante.
Du fait que, selon l'invention, le nombre des brûleurs mis en servi- ce pour chaque sorte de combustible représente la mesure des quantités des diffé- rents combustibles dont on dispose, on'ne peut donc former que des rapports à nombres entiers entre les quantités partielles. C'est ainsi, par exemple,qu'on pourrait brûler, dans une installation de foyer se composant de 16 brûleurs pour chaque sorte de combustible, tout au plus quinze parties du combustible A et une partie du combustible B ( ou encore 14 : 2 13 s 3, 12 : 4 etc..).
Au cas où cette répartition ne suffirait pas dans des cas particuliers, on pour- rait adapter encore aux besoins de façon plus étroite, les proportions des quan- tités de combustibles fournies aux brûleurs en divisant les points de combus- tion de l'installation au moins en deux groupes, en ayant soin de calculer les grandeurs des brûleurs et des arrivées d'air comburant des points de combustion de chaque groupe de telle manière qu'un point de combustion d'un des groupes possède chaque fois, lorsque la puissance totale fournie par l'installation res- te constante, une puissance calorifique plus élevée qu'un point de combustion de l'autre groupe.
On peut ainsi brûler, dans l'installation de foyer précitée, compor- tant 16 points de combustion, par exemple 0,5 partie de la sorte de combustible B et 15,5 parties de la sorte de combustible A, etc.
On décrira ci-après plus en détail l'invention, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels s
Figure 1 représente le schéma de montage d'une installation de foyer pour deux sortes de combustibles.
Figure 2 montre une disposition des soupapes du schéma de montage de la figure 1.
Figure 3 montre une disposition des soupapes, commandée à distance, du schéma de montage de la figure 4.
Figure 4 représente le schéma de montage d'une installation de foyer comportant des brûleurs à retour.
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L'installation de foyer, représentée sur la figure 1, fonctionne avec deux sortes de combustibles, dont l'une est une huile et l'autre un gaz natu- rel, par exemple du gaz méthane. Dans une chambre de combustion 1 sont disposés neuf points de combustion 2 identiques, dont chacun comporte un brûleur à gaz 3 et un brûleur à huile 4. Chaque point de combustion 2 possède en outre une arrivée d'air 5 commune à chaque brûleur à gaz 3 et à chaque brûleur à huile 4.
Les brûleurs à huile 4 des neuf points de combustion 2 sont raccordés à un sys- tème d'arrivée de combustible commun, qui se compose de neuf vannes d'arrêt 6, trois conduites d'huiles 7, la conduite collectrice 8, la pompe de refoulement 9, le réservoir 10, le dispositif 11 de réglage de la pression et le dispositif 12 de mesure des débits, comportant le diaphragme de mesure 13.
Les brûleurs 3 à gaz méthane de tous les points de combustion 2 sont également raccordés à un système commun d'arrivée de combustible, qui se compose de neuf vannes d'arrêt 14, trois conduites de gaz 15, la conduite collectrice 16,le.compresseur à gaz 17 et un dispositif de réglage de la pression, comportant le:dispositif de réglage 37, la vanne d'étranglement 18, l'instrument 19 de mesure de la différence de pression et les deux points 20 et 20' de mesure de la pression.
De la même manière, l'arrivée d'air pour tous les points de combus- tion 2 est raccordée à un système d'arrivée d'air commun, qui se compose de neuf vannes d'arrêt 21, trois conduites d'air 22, la conduite collectrice 23, le com- presseur 24 et en outre un dispositif de réglage de la pression, comprenant un étranglement 25 monté sur le compresseur 24 du c8té aspiration et pouvant être réglé par le moteur de réglage 26 à la suite d'une impulsion de réglage du dispo- sitif de réglage 27, ce dernier comportant les points 28 et 28' de mesure de la pression.
Dans le cas présent, la chambre de combustion de l'installation de foyer peut faire partie d'un générateur de vapeur non représenté, comportant le surchauffeur 29 et la conduite 30 de vapeur vive à laquelle est raccordée la turbine 31. Cette turbine 31 est réglée pour une charge déterminée, suivant les besoins du moment, à l'aide d'un dispositif quelconque 32 de réglage de la charge.
Dans le fonctionnement de l'installation de foyer représentée, par exemple, sur la figure 1, selon le procédé de l'invention, on règle les puissances de chaque brûleur 3 ou 4 proportionnellement à la puissance totale de l'installa- tion et on leur donne un certain rapport vis-à-vis de l'état de charge de la turbine 31. Une grandeur caractéristique quelconque, par exemple le débit de vapeur vive mesuré au point 33, peut servir comme mesure pout cet état de charge.
La valeur de cette mesure parvient sous forme d'impulsion modulée de valeur no- minale,par l'intermédiaire de l'appareil 34 de réglage de la valeur nominale, aux différents dispositifs de réglage 11, 37, 27. L'appareil 34 de réglage de la valeur nominale se trouve, à cet effet, en liaison opératoire, par l'intermé- diaire de la ligne 35 de commande de la valeur nominale, avec le dispositif 11 de réglage de la pression pour l'arrivée d'huile aux brûleurs à huile 4.
Ce dis- positif 11 de réglage de la pression compare l'impulsion de réglage de la valeur nominale pour le réglage individuel de puissance de chaque brûleur à huile 4 à la valeur effective d'une grandeur caractéristique de puissance, mesurée au point 13, par exemple à la consommation du brûleur à huile 4', et donne, sur la base de cette comparaison,une impulsion de réglage à l'organe d'étranglement 36. Ce dernier est actionné de telle manière, à la suite de l'impulsion de régla- ge, que la valeur effective se trouve amenée en concordance avec la valeur nomina- le. Dans le système d'arrivée du gaz méthane, par exemple, le dispositif 37 de réglage de la pression fonctionne de la même manière.
Ceclui-ci est en liaison opératoire avec l'appareil 34 de réglage de la valeur nominale, par l'intermédiai- re de la ligne 38 de commande de la valeur nominale, et compare la valeur nominale de la pression dans la conduite de gaz méthane, laquelle dépend dans chaque cas de la charge, à une valeur effective qui est déterminée par l'appareil 19 de mesu- re de la différence de pression à l'aide de la différence entre la pression exis- tant au point 20 dans la chambre de combustion et celle existant dans la conduite de gaz 15, mesurée au point 20', et transmise par la tige de mesure 39 au disposi-
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tif 37 de réglage de la pression. Sur la base d'une comparaison entre la valeur nominale'et la valeur effective, le dispositif de réglage 37 modifie la position de l'organe d'étranglement 17 jusqu'à ce que les valeurs concordent.
Le réglage de la pression d'air a.lieu de la même manière, le dispo- sitif de réglage 27 se trouvant en liaison opératoire avec l'appareil 34 de ré- glage de la valeur nominale, par l'intermédiaire de la ligne 40 de commande de la valeur nominale. Le dispositif de réglage 27 reçoit de même une valeur de dif- férence de pression par les deux points de mesure 28 et 28' qu'il compare comme valeur effective avec la valeur , nominale demandée dans chaque cas conformément à l'impulsion de réglage de la valeur nominale résultant de la ligne de commande 40.
Compte tenu de ces deux valeurs, le moteur de réglage 26 est amené à procé- der à une correction correspondante de l'étranglement 25, de sorte que la valeur nominale de pression, demandée dans chaque cas en fonction de la charge, concorde avec la valeur effective mesurée dans la conduite d'air de combustion.
Les trois vannes 6, 14, 21 pour l'huile, le méthane et l'air de chaque point de combustion sont conjuguées avec l'organe de manoeuvre 42, par une tige de commande 41, en un groupe de commande, et reliées de telle manière entre elles que, comme on peut le voir en détail sur la figure 2, à la position "A" le passa- ge entre la conduite d'huile 7 et le brûleur à huile 4 est fermé, tandis que les passages entre la conduite d'air 22 et l'arrivée d'air 5 et entre la conduite 15 à gaz méthane et le brûleur 3 à gaz méthane sont ouverts. De façon inverse, à la position "B", le passage entre la conduite 15 à gaz méthane et le brûleur 3 à gaz méthane est fermé et les passages entre la conduite d'air 22 et le brûleur à hui- le 4 sont ouverts.
Il existe utilement encore une position "C" à laquelle, pour pouvoir, par exemple, procéder à des travaux de réparations ou aux remplacements de 'brûleurs en un point de combustion 2, toutes les vannes 6, 14 et 21 sont fer- , mées simultanément. Les organes de manoeuvre 42 des tiges de commande 41, repré- sentés sur la figure 1, ne sont pas montés ,ce qui ne ressort pas du schéma de montage simplifié dans la chambre de combustion 1, mais en même temps que les van- nes 6, 14 et 21 à l'extérieur de la chambre de combustion 1 en des points facile- ment accessibles.
Les organes de commande 42 peuvent aussi bien être des manivel- les 42' pour une commande à la main, qui des éléments de commande 42" d'un dis- positif de télécommande mécanique, électrique ou hydraulique, lesquels éléments permettent de procéder à la commutation d'un point de combustion, pour passer de l'huile au méthane ou du méthane à l'huile, depuis un point éloigné de la chambre de combustion l,par exemple depuis un poste central de commande 48 (voir figure 3).
La figure 4 représente un schéma de montage de l'installation de foyer suivant l'invention, qui se distingue de l'installation suivant la figure 1 par le fait que les brûleurs à huile 4" sont construits sous forme de brûleurs à retour. Chaque brûleur 4" est raccordé au moyen d'une vanne 6 à la conduite 7 d'arrivée d'huile.En outre, le dit brûleur 4" est doté d'un retour 43 comportant la soupape 6'. Ces retours 43 des brûleurs 4" débouchent dans le système de con- duite de retour commun, se composant des conduites de retour 44 et de la conduite collectrice de retour 45 qui conduit vers la soupape d'étranglement 36'du dispo- sitif 11' de réglage de la pression.
Ce dispositif11' de réglage de la pression est en liaison fonction- nelle avec 1'appareil 34 de commande de la pression nominale par l'intermédiaire de la ligne de commande 35' et règle la pression de retour de l'huile en liaison avec le point 46 de mesure de la pression, tandis que la pression de refoulement de la pompe de refoulement est maintenue constante à une valeur dépendant de l'é- tat de charge de la turbine,à l'aide de la soupape d'étranglement 36 et du dispo- sitif 11 de réglage dela-,pression,qui reçoit la valeur nominale au moyen de la ligne de commande 35 également de l'appareil 34 de commande de la valeur nominale, et la valeur effective de la pression du point 47 de mesure de la pression.
Le procédé de réglage selon l'invention et l'installation de foyer, pour la mise en oeuvre de ce procédé, ne sont pas limités au fonctionnement décrit et représenté à titre d'exemple sur les dessins, lequel ne comporte que deux sor- tés de combustibles. On peut, au contraire, brûler avec le même'procédé et une
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installation construite en conséquence, plus de deux sortes de combustibles diffé- rents. Dans ce cas, chaque point de combustion comporte un nombre de brûleurs sépa- rés correspondant au nombre des sortes de combustibles entrant en ligne de comp- te, et l'installation possède alors plus de deux dispositifs d'amenée, etc.
Un point de combustion peut aussi être agencé de telle manière que, par exemple, lorsqu'on travaille avec plus de deux sortes de combustibles, deux brûleurs ayànt deux sortes de combustibles différents sont maintenus simultanément en service, tandis qu'un ou deux brûleurs du même point de combustion pour d'autres sortes de combustibles sont arrêtés.
Lorsque la quantité d'air nécessaire à deux sortes de combustibles, pour un même pouvoir calorifique, varie beaucoup de l'un à l'autre, un point de combustion à plusieurs brûleurs peut comporter aussi plusieurs buses d'air. Celles- ci, peuvent.le cas échéant, être raccordées au même système d'amenée d'air combu- rant et comporter des organes d'arrêt, grâce auxquels il est possible d'interrom- pre l'arrivée d'air comburant aux brûleurs se trouvant arrêtés.
Une telle mesure n'est pas nécessaire dans l'exemple suivant la figu- re 1, car le gaz méthane dégage, avec 11,2 m3 d'air dans les conditions normales 8770 CAL. et l'huile, pour la même quantité d'air, 8815 CAL. Pour une concordan- ce si grande, une arrivée d'air commune suffit pour les brûleurs des deux sortes de combustibles.