Brevet FR2349795A1 — publié le 19771125

L'invention concerne un procédé de régulation de la combustion d'un four qui est alimenté en air par ventilateur et où l'alimentation en combustible est réglée en fonction de la charge. Dans un procédé dézà connu, l;alimentation en air en fonction des charges variables est commandée au moyen de registres réglables. Dans le cas d'un four à mazout, il est, de plus, de pratique normale de souffler de l'air autour de la zone de pulvérisation au moyen d'un ventilateur entraîné par un moteur électrique à nombre de tours constant indépendamment de la charge, c'est-à-dire indépendamment de la quantité de mazout alimentée. Dans de telles circonstances, la quantité d'électricité consommée par le ventilateur est constante et indépendante de la charge. La consommation d'électricité est ainsi relativement importante aux faibles charges et il n'est pas tenu compte des variations du pouvoir calorifique du combustible ou de l'état de l'air. Dans un autre procédé déjà connu, une régulation, par degrés, de la vitesse de rotation du moteur a été réalisée. Avec un tel procédés la variation de charge ne peut etre suivie que par degrés, ce qui ne réalise les conditions de marche optimales qu'aux périodes qui cadrent exactement pour la charge avec les degrés individuels. Enfin, on connaît un troisième procédé d'après le brevet allemand nO 490 291, procédé dans lequel un ventilateur et une pompe à combustible sont réglés pour varier de façon continue pour prendre la meme vitesse croissante ou décroissante en fonction des variations de charge. Ce procédé est meilleur que celui men tionné ci-avant, en ce qui concerne la réalisation d'une bonne efficacité aux diverses périodes, mais néanmoins, l'alimentation en air n'est corrigée, ni selon l'état de l'air, ni selon le pouvoir calorifique du combustible. La variation de ces valeurs peut, jusqu'a' un degré important, rendre les conditions de la période de travail différentes de celles de la période optimale. En outre, en utilisant le procédé, il y a un risque de voir le four être réglé à faux pour toutes les périodes de travail, par exemple, si la pression atmosphérique est basse. L'invention a pour but de créer un procédé et un appareil qui évite les inconvénients relatés ci-dessus. L'invention concerne à cet effet un procédé caractérisé en ce que la commande d'alimentation en air est obtenue uniquement par réglage continu de la vitesse de rotation du ventilateur. En réglant ce ventilateur pour que la combustion la plus efficace soit réalisée à tout instant, des conditions économiques de travail peuvent être obtenues à toutes les périodes. Dans ce cas, il est possible d'économiser des quantités considérables d'énergie électrique en ce qui concerne le ventilateur lorsque le four fonctionne à faible charge Suivant un mode de réalisation de l'invention, on effectue une mesure continue de la teneur en oxygène et en bioxyde de carbone des gaz de carneau, et un réglage du nombre de tours du ventilateur est basé sur le résultat de cette mesure. Ce mode de réalisation convient aux fours qui fonctionnent principalement sous charge constante Si l'état de l'air, incluant pression et température, varie au cours du temps, ou si le pouvoir calorifique du combustible se modifie au cours du temps, une bonne commande peut être réalisée Les valeurs correspondantes ne changent que faiblement dans le temps, et même avec des mesures relativement lentes de la teneur en oxygène et en bioxyde de carbone des gaz de carneau, il est possible d'obtenir un délai de réglage parfaitement acceptable. Un autre mode de réalisation est particulier en ce qu'une mesure continue de la quantité de combustible alimenté y prend place, et qu'un réglage du nombre de tours du ventilateur est basé sur le résultat de cette mesure Mais, ce mode de réalisation est convenable pour les fours qui marchent principalement sous des charges variables, parce que, de cette manière, il est possible d'avoir une indication immédiate de la variation de charge, et ceci peut être utilisé pour commander le ventilateur. Un troisième mode de réalisation est particulier en ce qu'on procédé à une mesure continue de la teneur en oxygène et en bioxyde de carbone des gaz de carneau, on procède à une mesure continue de la quantité de combustible alimenté, et un réglage du nombre de'tours du ventilateur est basé sur les résultats de ces mesures. De ce fait, les deux avantages des deux modes de réalisation mentionnés cirdessus sont réalisés ensemble, et ce mode de réalisation convient aux fours importants qui peuvent supporter les coûts d'appareillage et peuvent ainsi bénéficier d'un dispositif de commande d'une technique plus avancée L'invention s'étend aux appareils qui utilisent le procédé, caractérisés en ce qu'ils possèdent des dispositifs tels que définis ci-dessus. La description ci-après est faite avec référence à la figure ci-annexée qui représente un four sous une forme schématique complète avec cheminée et un dispositif de commande suivant un mode de réalisation selon l'invention Une chaudière 1 est proue pour chauffer de l'eau qui est alimentée par une tuyauterie 2 et évacuée par une tuyauterie 3 La chaudière 1 par un carneau de sortie 4i est connectée à une cheminée 5 De plus un ventilateur 6- entraîné par un moteur 7, envoie de l'air à cette chaudière De plus, du combustible est envoyé à cette chaudière 1 sous forme de mazout par une tuyauterie 8 L'alimentation en combustible est commandée automatiquement, selon des principes déjà connusp au moyen d'un détecteur de température 9, placé dans la tuyauterie de sortie d'eau 3, et établi de façon à commander un moteur 10 qui a son tour est établi pour commander le réglage d'une vanne a' combustible ll installée dans la conduite 8 La partie de la structure décrite jusqu'ici rèprésente une technique déjà connue L'appareil selon l'invention est de plus équipé d'un détecteur 12 pour mesurer la teneur en oxygène des haz de carneau et placé dans la tuyauterie de sortie de carneau 4.Dans un bloc d'analyse 13. une impulsion électrique est produite qui indique la teneur en oxygène des gaz de carneau Cette impulsion est transmise par un fil conducteur 14 à un dispositif de commande à programme 15 En meme temps ce dispositif de commande à programme 15 reçoit par un autre fil conducteur 16, d'un potentiomètre rotatif ou rectiligne 17 un signal indiquant l-a position de la vanne à com- bustible 11 Sur la base des données ainsi reçues, et d'un programme chargé dans le dispositif de commande à programme 15, ce dernier transmet un signal de commande par un fil conducteur 18 à un régulateur de vitesse de révolution 19 qui est établi pour commander la vitesse de rotation du moteur de ventilateur 7 Cette structure peut aussi comprendre un détecteur 20 de bioxyde de carbone qui est, de meme manière, connecté au bloc d'analyse Selon l'invention, l'appareil peut, sous des dimensions appropriées être exécuté pour produire la meilleure combustion possible sous toutes conditions de charge, tant que le programme, dont a été muni le dispositif de commande à programme 15, est adapté partiellement aux caractéristiques du ventilateur et partiellement a la résistance du courant des gaz dans le four, la tuyauterie de sortie et la cheminée Cette combustion optimale sera obtenue en même temps que l'action électrique sur le ventilateur 6 est la moindre possible ou plutot la plus correcte Dans les blocs déjà connus, le ventilateur tourne à un nombre de tours constants sous toutes les charges et, en conséquence. une partie du travail développé par l énergie électrique l'est en pure perte lorsque le four fonctionne à basse charge Le bloc d'analyste 13 pour la mesure de la teneur en oxygène des gaz de carneau peut être par exemple, du type Taylor Servomex, fabriqué par Sybron Corporationp Crowborough. Sussex, Angleterre Le régulateur de vitesse de révolution 19 peut contenir une commande à thyristor, généralement connue ou un convertisseur de fréquence La teneur en oxygène des gaz de carneau peut être déterminée indirectement en mesurant la teneur en bioxyde de carbone. Le four peut etre de tout type de four tel qu'un four à grille mobile ou un four avec atomiseur de poussier de charbon. Bien entenduE l'invention njest pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et vautres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E VE NoIC A TI o N S 1') Procédé de régulation de combustion dans un four auquel de 1-air est envoyé au moyen d'un ventilateur et où l'ali- mentation en combustible est réglée en fonction de la charge, caractérisé en ce que l'alimentation en air est réglée uniquement par un réglage continu de la vitesse de rotation du ventilateur. 20) Procédé selon ia revendication 1- caractérisé en ce que la teneur en oxygène ou en bioxyde de carbone des gaz de carneau est mesurée en continu, et le réglage de la vitesse de rotation du ventilateur est basé sur le résultat de la mesure ainsi faite 3 J Procédé selon I-une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la quantité de combustible alimentée est mesurée en continu. et le réglage de la vitesse de rotation du ventilateur est basée sur les résultats de la mesure ainsi faite. 42, Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3j caractérisé en ce qu'on procéde à une mesure en continu de la teneur en oxygène ou en bioxyde de carbone des gaz de car neau, et le réglage de la vitesse de rotation du ventilateur est basée sur le résultat des mesures ainsi faites 50) Appareil pour l-application du procédé selon la revendication 1 comprenant une chaudière et un ventilateur pour lwalimentation en air, caractérisé en ce qu il est muni de moyens d'exécuter un-réglage continu de la vitesse de rotation du venti laveur. 60) Appareil selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il est muni de moyens pour exécuter une mesure continue de la teneur en oxygène ou en bioxyde de carbone des gaz de carneau et-de moyens pour régler la vitesse de rotation du ventilateur en fonction de cette teneur 70) Appareil selon l'une des revendications 5 et 6 pour l'application du procédé selon la revendication 3g caractérisé en ce qu'il est muni de moyens pour exécuter une mesure continue de la quantité de combustible alimentée et de moyens pour régler la vitesse de rotation du ventilateur en fonction de cette quantité de combustible= 80) Appareil selon l'une quelconque des revendications -5 a 7 pour l'application du procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est muni de moyens pour exécuter une mesure continue de la teneur en oxygène ou en bioxyde de' carbone des gaz de carneau de moyens de mesure en continu de la quantité de combustible alimentée et de moyens de réglage de la vitesse du ventilateur en fonction des valeurs mesurées