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: " PROCEDE ET DISPOSITIF POUR EXPLOITER
DES INSTALLATIONS DE RECUPERATION DE
CHALEUR PERDUE AUX CONVERTISSEURS".
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L'invention est relative à un procédé et à un dispositif pour exploiter des installations de récupéra- tion de chaleur aux convertisseurs.
Lors de la relevée du convertisseur, c'est-à- dire lors du début du soufflage, les surfaces de chauffe de la cheminée sont exposées, particulièrement dans la moitié inférieure de la cheminée, à une charge thermique de la même manière que dans l'exploitation normale des chau- dières. La flamme contenant du CO en cours de combustion, avec une quantité énorme de poussières, a, par suite de sa grande vitesse et des phénomènes de tourbillonnement dans la flamme et à cause de son grand coefficient d'émis- sion à des températures extrêmement élevées, des coefficients de transmission de chaleur très élevés. On obtiendra donc dans les surfaces de chauffe une quantité de vapeur par m2 ou par m de longueur inconnue jusqu'à présent.
Aussitôt que la période de soufflage est à sa fin, donc dès qu'on abaisse le convertisseur, la production de vapeur retombe directement presque 4 zéro si un chauffage additionnel n'est pas utilisé ou n'est utilisé que dans une mesure limi- tée.
Si on étend maintenant la quantité en circulation, la pression de circulation et les divers ajutages de dis- tribution pour cette charge maximum, on modifie essentiel- lement, après la fin de l'opération de soufflage, c'est- à-dire lors de la réduction presque complète de l'opéra- tion de vaporisation dans la cheminée, la répartition de l'eau sur les divers ensembles individuels de la surface de¯chauffe, en sorte qu'à la reprise de l'opération de
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soufflage, le danger existe que pendant les premiers in- stants, des tronçons isolés des surfaces de chauffe ne reçoivent que trop peu d'eau jusqu'à ce que soit rétablie une répartition normale de la vaporisation.
Cette situation se présentera particulièrement aussi lorsque plusieurs convertisseurs soufflant l'un après l'autre sont mis en coopération ensemble avec un élément de chaudière à contact.
Il se pose Jonc le problème d'absorber un apport de chaleur se présentant localement et dans un court in- tervalle de temps, sans causer des dommages aux chaudières raccordées par ailleurs au circuit thermique, et sans mettre en danger les surfaces de chauffe.
On a proposé suivant l'invention de procéder au refroidissement des surfaces de chauffe exposées au danger, en sorte qu'elles s'adaptent automatiquement à l'apport de chaleur. Une possibilité pour adapter l'absorption de cha- leur consiste, selon l'invention, en ce qu'on alimente les surfaces de chauffe de la cheminée avec une pompe de circulation indépendante. De ce fait, on prévoit une pompe de circulation pour la cheminée du convertisseur et une pompe de circulation pour la partie à contact placée derrière la cheminée. La cheminée du convertisseur peut être aussi subdivisée en une partie fortement sollicitée et en une partie faiblement sollicitée, ces deux parties étant équipées de différentes pompes de circulation. Avec ce montage, on arrive à adapter à l'apport de chaleur les débits traversant les surfaces de chauffe fortement solli- citées.
En outre, la quantité d'eau de circulation traver- sant les diverses parties de chaudière peut rester à peu près égale indépendamment de la charge calorifique relati- ve à ces parties en sorte que la présence de la quantité d'eau de circulation nécessaire est assurée dans chaque partie de la chaudière lors d'un brusque changement des
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charges calorifiques.
On verra une autre possibilité dans le fait qu'on intercaile dans le circuit une pompe élévatrice de pression pour chaque cheminée, derrière une pompe de circulation commune à l'ensemble entier de la chaudière. Lors de la relevée du convertisseur, cette pompe prélève de la pompe commune de circulation préalablement enclenchée, la quan- tité d'eau nécessaire et la porte à:. une haute pression pour équilibrer ainsi la perte de pression dans les ajuta- ges et dans les tuyaux de vaporisation subséquents. Cette pompe élévatrice de pression peut être pendant les arrêts de soufflage, soit déclenchée, soit étranglée s'il s'agit d'une pompe avec commande à vapeur.
Dans le cas où plusieurs convertisseurs soufflant l'un après l'autre avec des che- minées séparées sont sur une chaudière à contact commune, le circuit de circulation de cette pompe peut être choisi en sorte que la pompe est branchée sur la cheminée chargée thermiquement. Par l'invention, il est possible d'amener chaque fois, aux éléments de surfaces de chauffe des che- minées des convertisseurs, la quantité d'eau qui corres- pond à la quantité de chaleur, introduite et de maintenir essentiellement constante la charge des tuyaux du vapori- seur.
L'effet des mesures exposées ci-dessus peut être soutenu en ce qu'on augmente la quantité de chaleur cédée . par les parois fortement sollicitées des tuyaux ou chambres carrées. A cette fin, les parois fortement sollicitées des tuyaux ou chambres carrées sont rendues rugueuses sur leur face intérieure où sont prévues avec des nervures intérieu- res. Les deux mesures servent à un passage plus rapide de la chaleur des surfaces fortement sollicitées à l'agent re- froidissant.
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Une autre possibilité pour renforcer l'action re- froidissante consiste dans le -refroidissement de l'eau de circulation pour la partie fortement sollicitée de la che- minée, par de l'eau d'alimentation ou par de l'eau froide allant au dégazeur. A cette fin, on intercale des le cir- cuit de l'agent refroidissant des échangeurs de chaleur qui sont mis en circuit au début de la période de soufflage et qui sont mis hors circuit à la fin de la période de soufflage.
On peut obtenir un effet similaire par le fait qu'on règle le niveau d'eau aussi bien dans le tambour de la chaudière que dans le dégazeur, en sorte qu'à la fin de la période de soufflage, les niveaux d'eau les plus bas sont atteints dans les deux appareils, de façon qu'on puisse alimenter au commencement de la période de soufflage, le ballon et par- ticulièrement le dégazeur. Par l'alimentation, de l'eau froide entre automatiquement dans les tuyaux de r efroidis- sement de la cheminée du convertisseur.
On propose encore de régler la quantité d'eau derefroidissement de façon que la température de l'eau en cours de vaporisation ne dépasse pas une certaine valeur lors de l'introduction dans les tuyaux fortement sollicités du générateur de vapeur. Cela peut se faire en prévoyant une conduite de dérivation vers l'échangeur de chaleur pour l'eau d'alimentation et que l'on proportionne le débit à travers cette tuyauterie à l'absorption de chaleur.
Dans ce réglage il est nécessaire que les capa- cités du ballon et du réservoir d'eau d'alimentation derriè- re le dégazeur soient un peu plus grandes que la capacité normale.
Aux figures, on représente deux possibilités de branchement pour la conduite de l'eau et de la vapeur.
On y désigne par 1 la cheminée du convertisseur, par 2 un carneau dirigé vers le bas et placé à côté de la
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cheminée du convertisseur.
Ils sont reliés l'un à l'autre par un carneau transversal 3. La cheminée du convertisseur est revêtue, dans sa partie inférieure la plus sollicitée, de tuyaux ( de vaporiseur7et, dans sa partie supérieure moins sollici- tée, de tuyaux .- de vaporiseur 12 . 4 est un ballon à vapeur pour séparer la vapeur de l'eau. Les gaz des convertisseurs arrivent dans la cheminée par l'ouverture d'entrée 13, s'écoulent à travers le carneau transversal 3 et finalement à travers le carneau 2 dirigé vers le bas après quoi ils sont-aspirés latéralement et partent vers la cheminée de dispersion dans l'atmosphère. Dans le car- neau dirigé vers le bas, sont logés un préchauffeur 21 d'eau d'alimentation ainsi que deux prévaporiseurs 22 et 23.
Après son écoulement dans le préchauffeur d'eau d'alimenta- tion 21, l'eau d'alimentation arrive par une conduite 25 dans le ballon 4. Du ballon 4, on aspire l'eau du circuit par une autre conduite 16 dans le circuit de laquelle est placée une pompe 6 et on refoule cette eau dans le pré- vaporiseur 22. Du prévaporiseur 22, cette eau arrive au prévaporiseur 26 par une conduite 28 et ensuite par le dessus de la conduite 8 dans les tuyaux de vaporiseurs 12 d'où elle ' retourne au ballon 4 par la conduite 18. Mais il est aussi possible d'alimenter directement par le pompe
6 la surface de chauffe 12 et éventuellement la surface de chauffe 23. On a étudié- les surfaces de chauffe directe- ment alimentées par la pompe 6 d'après les connaissances acquises que le dimensionnement des surfaces de chauffe
La Mont.
Une autre conduite 17 aboutit en passant par la pompe 7 à la surface de chauffe 11 fortement sollicitée.
Ces surfaces de chauffe sont reliées également au ballon par une conduite de retour 27. Dans ce montage, il existe ainsi deux circuits séparés l'un de l'autre qui partent du
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ballon et reviennent à ce ballon en traversant différentes surfaces de chauffe.
On indique à la figure 1 une autre possibilité de circuit. On ,.l'obtient quand on utilise la conduite 19 avec la pompe 9 au lieu de la conduite 17 avec la pompe 7.
Dans ce cas, la pompe 6 doit être étudiée pour qu'elle puisse assurer la circulation de toute l'eau du circuit. A la sortie de cette pompe, une partie de l'eau du circuit est prélevée de la conduite 16 à l'aide de la conduite 19 et . est portée à la plus haute pression par la pompe 9. Dans les deux cas, la partie fortement sillicitée des surfaces de chauffe 11 peut ..être ainsi alimentée avec de l'eau sous une autre pression, d'où résulte une grande vitesse de l'eau à l'intérieur des surfaces de chauffe et ainsi une plus forte action refroidissante à cet endroit.
Le montage suivant la figure 2 se différencie de celui de la figure 1 surtout en ce qu'ici un dégazeur 14 est inséré dans le circuit d'amenée d'eau d'alimenta- tion et en ceque deux échangeurs de chaleur 5/15 sont insérés dans le circuit de recirculation 17. L'eau de recirculation aspirée par la pompe 7 est ainsi refroidie par l'échangeur de chaleur 15 et finalement une fois en- core par l'échangeur de chaleur 5, jusqu'à ce qu'elle arri- ve dans les surfaces de chauffe 11 par la deuxième partie de la conduite 17.
L'eau froide est aspirée par la conduite 29, entre alors dans l'échangeur de chaleur 5 où elle est rechauffée par refroidissement à contre-courant de l'eau de circulation et arrive par la conduite 30 dans le dégazeur 14. Elle est extraite de ce dernier par une pompe 10 et est amenée sous pression par la conduite 2. aux deuxième échsageur de chaleur 15 où elle retire de nouveau de la chaleur à l'eau de circulation et où elle-même est ainsi réchauffée. Elle arrive, à cet état, par la conduite 28, dans le préchauffeur d'eau d'alimentation 21.
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De là, elle s'écoule en retour dans le ballon 4 par la con- duite 25.
Dans cette installation, on possède les éléments pour fixer un degré de refroidissement de retour de l'eau de circulation suivant les besoins et pour régler également sa vitesse de passage à travers les surfaces de chauffe 11 en sorte que l'enlèvement de chaleur à l'intérieur de ces surfaces de chauffe peut être rendu indépendant de l'enlè- vement de chaleur par les surfaces de chauffe 12 placées dans la partie supérieure de la cheminée du convertisseur.
REVENDICATIONS. l.- Procédé pour exploiter des installations de ré- cupération de chaleur perdue au convertisseur, caractérisé en ce que'on adapte automatiquement à l'apport de chaleur, le refroidissement des surfaces de chauffe les plus solli- citées.