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L'invention est relative à un procédé pour la combustion de combus- tibles solides sur des foyers, en particulier à grille ou à cuve, avec re- cyclage de gaz de fumées froids. Elle a pour ob jet des perfectionnements apportés aux procédés de ce type déjà connus, visantà réaliser une combus- tion dirigée et à obtenir des résidus fluides susceptibles d'être facilement évacués mécaniquement ou automatiquement.
La combustion de tous les combustibles solides donne lieu à des ré- sidus solides dont la granulométrie dépend de la température et du débit du foyer, ou de la charge spécifique de celui-ci. Suivant la valeur du point de fusion des cendres du combustible brûlé, la charge du foyer et la température de l'air de combustion, il se produit des mâchefers de dimen- sions plus ou moins importantes, qui peuvent encrasser le foyer au point de réduire sa puissance et son rendement. L'extraction des grosses galettes de mâchefer représente, en outre, un travail manuel pénible, notamment dans les petits foyers.
Or, c'est précisément pour les petites installations, qu'il s'agis- se de chauffage ou de petits foyers industriels, qu'il importe de rendre la conduite aussi simple que possible, c'est-à-dire de la rendre automatique, en supprimant tout travail manuel, aussi bien pour l'alimentation en combus- tible que pour l'évacuation des résidus de la combustion.
Le fait d'obtenir, dans ce cas, des résidus de combustion glissant facilement présente un gros intérêt, aussi bien en ce qui concerne la sépa- ration des mâchefers du lit de combustion que leur évacuation vers le dispo- sitif destiné à les recevoir.
Le procédé selon l'invention permet de réaliser une combustion diri- gée et d'obtenir un résidu en morceaux réguliers de petites dimensions, et d'une bonne fluidité. Il consiste à recycler une quantité de gaz de fumée froids telle que la teneur en oxygène du mélange constitué par de l'air et les gaz de fumées froids additionnés se monte, au moins approximativement, à 15 ou 17 % en volume.
Afin de maintenir la combustion, dans de telles conditions, c'est-à-dire afin d'éviter le bouchage des passages d'air et de gaz dans le lit de combustible par la cendre fine qui se produit, la par- tie inférieure du lit de combustible ést animée, simultanément, d'un mouve- ment de secouage, par exemple par des moyens pneumatiques ou mécaniques, de manière à assurer non seulement la séparation complète du résidu et du com- bustible encore imbrûlé, mais encore la chute vers le bas, à travers les lu- mières de la grille, du résidu de combustion relativement fin.
Le recyclage des gaz des fumées est connu en soi depuis longtemps.
Les procédés mis en oeuvre jusqu'à présent ne tiennent cependant pas compte du fait que, pour éliminer totalement la formation de mâchefer en gros mor- ceaux et pour obtenir une cendre pulvérulente et fluide, il est indispensa- ble d'agir sur les conditions de température dans le lit de combustible en recyclant au moins 30 à 50 % de gaz de fumées dans le mélange gaz-air; et d'assurer, en même temps, l'évacuation immédiate des résidus produits afin de maintenir la combustion et d'éviter la formation d'imbrûlés.
Le dispositif de secouage, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut être, par exemple, constitué par une grille comportait al- ternativement un barreau fixe et un barreau susceptible d'être soulevé de manière à créer, avec le barreau voisin, un passage plus de deux fois supé- rieur à l'écartement normal des barreaux.
La conduite de la grille s'opère avantageusement en n'envoyant pas d'air à travers la grille portant le lit de combustible, au moins pendant le secouage,et, si possible, en permanence, ceci afin de ne pas gêner la chute libre des résidus à travers la grille.
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Un perfectionnement apporté à l'idée de l'invention consista, dans la zone des allures de pointe du foyer, à injecter une certaine quantité d'eau dans le gaz de fumée recyclé, avant l'entrée de celui-ci dans le ven- tilateur de reprise. Cette injection d'eau peut être commandée par un con- tact à maximum, agissant à une température déterminée des fumées.
L'injection d'eau dans--'les gaz recyclés est connue en soi, mais, dans les procédés utilisés jusqu'à présent, elle sert uniquement à maintenir en permanence une certaine humidité dans les gaz de fumée, et n'est pas ef- fectuée sous la forme d'une injection complémentaire destinée à augmenter, aux allures de pointe, la production du foyer.
Il est avantageux de prévoir des dispositifs assurant la régulation du débit de gaz de fumée recyclés en fonction de la charge de la chaudière ou de l'allure de combustion, de manière que la quantité de gaz recyclée soit plus faible à faible allure et aille en augmentant avec celle-ci,et qu'à l'allure de pointer soit injectée l'eau d'appoint. Cette régulation permet d'une part, suivant les conditions de marche, de maintenir la quantité de gaz recyclée à la valeur voulue, ou, tout au moins, entre les valeurs limi- tes reconnues convenables, et, d'autre part, d'éviter un recyclage irration- nel trop important, tout en assurant, à l'allure de pointe, l'injection ad- ditionnelle d'eau dans le gaz de fumée recyclé, en amont du ventilateur de recyclage.
La commande des dispositifs de régulation du débit de gaz recyclé s'effectue à partir soit du débit de la chaudière (quantité de vapeur et quan- tité d'eau), soit de la production du foyer, qui est donnée par le volume d'air recyclé. Cette commande peut également être effectuée à partir de la température des gaz à la sortie du foyer.
Un autre procédé pour la commande des dispositifs de régulation de la quantité de gaz recyclée consiste à mesurer la teneur en oxygène du mélan- ge fumées-air et à commander le ventilateur de recyclage en fonction de la valeur indiquée, par exemple, par un analyseur d'oxygène.
L'injection additionnelle d'eau dans le gaz de fumée recyclé débute, de préférence, pour une température déterminée des gaz recyclés; en d'autres termes, le dispositif est agencé pour que l'injection d'eau se déclenche pour une température maximum,qui est choisie en fonction des conditions de fonc- tionnement; - Figure 1 représente, à titre d'exemple illustratif seulement, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - Figures 2 à 4 montrent diverses formes de réalisation de grilles à secousses.
A la figure 1, 1 désigne la trémie à combustible et 2 la cuve de combustion, traversée en direction transversale par l'air de combustion 3 représente la grille qui, selon l'invention, est du type à secousses. Les résidus de combustion sont évacués en 4. La chambre de postcombustion des gaz est désignée par .2. et la tubulure d'amenée d'air secondaire par 6. A ce foyer ainsi schématiquement figuré, fait suite la chaudière 7, constituée par un serpentin dans l'exemple représenté. Les gaz de fumées en sortent par le carneau ¯8, sur lequel est branchée une conduite de recyclage de gaz de fumée froide 9, raccordée au ventilateur de reprise 10, qui aspire en mê- me temps de l'air frais.
Dans la conduite .2 et dans la tuyauterie d'air frais sont intercalés des organes régulateurs 11 et 12 servant au réglage du rapport des quantités de gaz et d'air. Ce réglage peut, le cas échéant, être effectué automatiquement en fonction de la production de la chaudière.
Le ventilateur 10 refoule le mélange gaz-air, à travers un dispositif mélan-
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geur par turbulence 13, dans une conduite 14, qui débouche dans le caisson d'air 15 du foyer.
La grille à secousses de la figure 2 est composée alternativement de barreaux fixes 16 et mobiles 17. Dans la forme de réalisation représen- tée, les barreaux de grille mobiles sont articulés à leurs extrémités 18,
19 sur des barres 20, 21, Ces dernières peuvent être déplacées dans lemê- me sens ou en sens opposé l'une de l'autre, suivant les flèches A et B, l'écartement entre les barreaux fixes et les barreaux mobiles étant ainsi sans cesse modifié, jusqu'à une valeur maximum pour laquelle les résidus fins peuvent tomber vers le bas dans le cendrier.
Dans la grille représentée schématiquement à la figure 3, le secoua- ge s'effectue par soulèvement des barreaux 22 autour de la portée 23, à l'ai- de d'un levier 24, oscillant autour d'un axe 25 sous l'action d'une force C et qui soulève et abaisse les barreaux mobiles par l'intermédiaire d'une barre 26. Ce mouvement d'oscillation verticale des barreaux mobiles outre qu'il augmente l'écartement des barreaux de la grille, exerce une certaine pression sur la couche de combustible reposant sur celle-ci, ce qui favori- se l'évacuation des mâchefers granuleux.
Afin d'augmenter de manière particulièrement simple, dans ce mode de réalisation, l'écartement entre les barreaux tout en ne les soulevant que peu, il est avantageux de conférer aux barreaux une forme et une section, telles que représentées figure 4. Les chanfreins 27, ménagés sur les bar- reaux fixes 28 et mobiles 29, donnent une valeur approximativement deux fois plus grande à la lumière 30, lorsque les barreaux 29 sont soulevés.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réali- sations sus-décrites et représentées au dessin qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemples; il peut être apporté de nombreuses modifications notamment à l'agencement de la grille à secousses, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention.