Brevet FR2389090A1 — publié le 19781124

La présente invention concerne un appareil pour le nettoyage des surfaces d'échange des plaques de transmission de chaleur d'- un régénérateur rotatif, comportant une série d'ajutages de projection de fluide de nettoyage dirigés vers'les plaques de transmission de chaleur en mouvement , ces ajutages étant juxtaposés les uns aux autres sur une rangée au moins et étant sensiblement parallèles aux plans des plaques de transmission de chaleur, ainsi que des moyens propres à déplacer radialement lesdits ajutages par rapport aux plans desdites plaques. L'invention vise encore un procédé d'utilisation de cet appareil. Les surfaces d'échange des plaques de transmission de chaleur de régénérateurs rotatifs exigent des nettoyages fréquents pour l'é limination des dépits formés sur ces surfaces et dans les interstices les séparant. On a proposé un grand nombre de procédés pour augmenter l'effet de nettoyage exercé par de la vapeur d'eau ou de l'air comprimé sur les surfaces de plaques de transmission de chaleur. Par exemple, le brevet US 2.766.969 propose un dispositif de nettoyage compre wnt un tube qui présente un grand nombre d'orifices ou d'ajutages, disposé dans un interstice séparant deux couches d'éléments de transmission de chaleur. On connatt aussi des dispositifs de nettoyage pour régénéra- teurs du type comportant des éléments de transmission de chaleur fixes et des conduits d'air et de gaz tournants (modèles d'utilité allemands 1.904.117 et 1.933.202). Ces dispositifs connus comprennent généralement des ajutages mobiles pas à pas sur un trajet circulaire, conjointement avec les moyeux tournants des régénérateurs. En prévoyant un seul ajutage -ou des paires d'ajutages, on peut obtenir des jets de nettoyage très puissants à l'aide de vapeur saturée ou d'air comprimé sous forte pression, ce qui améliore l'effet de nettoyage exercé sur des dépits adhérant aux surfaces des plaques de transmission de chaleur, mais provoque souvent un endommagement important de ces plaques. Un dispositif de nettoyage moins énergique, mais encore très avantageux,comprend une série d'ajutages de projection de liquide de nettoyage (eau) dirigés vers les-plaques de transmission de chaleur, ces ajutages étant juxtaposés les uns aux autres sur une ligne au moins et étant essentiellement parallèles aux plans des plaques de transmission de chaleur et susceptibles d'8tre déplacés par rapport à ces plans, chacun des ajutages ayant les dimensions voulues pour émettre un jet doté d'une grande énergie cinétique et dont la section, circulaire ou oblongue, n 'augmente pas sensiblement de grandeur, au moins normalement aux plans des plaques de transmission de chaleur. Une source de liquide de-nettoyage est accouplée aux ajutages pour les alimenter en liquide de nettoyage sous forte pression. De préférence, une première rangée d'ajutages de nettoyage et, derrière celle-ci, une seconde rangée d'ajutages de lavage sous pression faible sont montées sur un chariot muni de roues guidées par deux rails fixes. Le chariot est mobile radialement le long de ces rails par rapport aux plaques de transmission de chaleur. I1 est très surprenant que les jets sous forte pression n'impriment pas aux plaques des u brations entraînant des dommages. I1 en est ainsi parce que les points d'impacts des jets sur les dé ptts adhérant aux plaques se déplacent lentement sur la surface des plaques. Après avoir plus ou moins détruit l'adhérence des dépOts, on élimine de préférence ceux-ci par lavage à l'aide des jets de lavage à énergie moindre, agissant pendant un temps relativement long. Toutefois, du fait qu'on utilise de l'eau comme fluide de nettoyage, on ne peut utiliser le dispositif de nettoyage quand la chaudière est-en marche. En outre, lors d'un démarrage à froid, de l'eau se condense sur les plaques de transmission de chaleur parce que celles-ci sont à une température inférieure au point de rosée du gaz.Faute de chauffer les plaques au-dessus du point de rosée du gaz, puis de les sécher et/ou les nettoyer assez rapi devent, on voit apparattre rapidement sur les plaques des dépôts qui, en présence d'eau, forment par durcissement une couche aussi dure que du ciment. Des dépôts secondaires se formant sur cette couche primaire, ce qui obture sur une aire de plus en plus grande l'élément de transmission de chialeur, cette obturation provoquant elle-me une perte de charge croissante à la traversée de l'élément. De là résultent les difficultés éprouvées à nettoyer les réchauffeurs d'air quand des dépôts ont commencé à s' accumuler, notamment dans la couche d'extrémité froide.La perte de charge qui subsiste après soufflage de la suie augmente avec le temps et la vitesse de l'agent soufflant diminue jusqu'au point où l'effet de nettoyage devient nul. La présente invention a pour but de proposer un appareil et un procédé de nettoyage perfectionnés grace auxquels les particules ayant tendance à adhérer aux plaques de transmission de chaleur sont éliminées à temps pour éviter la formation des couches de dépits précitées, primaire et secondaire. Un appareil pour le nettoyage des surfaces d'échange des plaques de transmission de chaleur d'un régénérateur rotatif selon l'invention comporte une série d'aJutages à fluide de nettoyage, dirigés vers les plaques de transmission de chaleur en mouvement, juxtaposés les uns aux autres sur une rangée au moins et sensiblement parallèles aux plans des plaques de transmission de chaleur, et des moyens pour déplacer radialement ces ajutages par rapport aux plans desdites plaques. I1 comprend des ajutages du type tuyère d'éJecteur, des moyens pour amener un fluide de nettoyage tel que gaz et/ou vapeur d'eau sous pression faible ou moyenne aux aju targes, et des tubes d'éjecteur situés dans l'axe des jets émanant des ajutages et à travers lesquels, sous l'effet de la succion engendrée par ces jets, l'agent d'échange de chaleur ambiant se déplace pour se mélanger au fluide de nettoyage et passer dans les interstices séparant les plaques de transmission de chaleur sous forme de jets animés de la même vitesse sur toute la section de chaque ajutage d'éjecteur. Avantageusement,les ajutages d'éjecteur sont conçus sous forme de tuyères supersoniques, notamment tuyères de Laval. Avantageusement,il comporte d'autres ajutages pour haute pression, montés conjointement avec les ajutages d'éjecteur de façon à pouvoir se déplacer par rapport aux plaques de transmission de chaleur et ces ajutages pour haute pression sont placés centralement dans les tubes d'éjecteur près des débouchés de ces tubes. Avantageusement encore, lesdits moyens de déplacement comportent un chariot portant lesdits ajutages et lesdits tubes d'éjecteur, ce chariot étant muni de roues lui permettant de se mouvoir dans l'enveloppe du régénérateur sur des rails dirigés radialement. De préférence,pour une pression d'amenée de fluide de nettoyage d'au moins 4 atmosphères, les ajutages d'éjecteur ont un diamètre intérieur de 15 à 20 mm et les tubes d'éjecteur un diamètre d'environ 100 mm,et les ajutages pour haute pression ont, quand le liquide de nettoyage leur arrivant parvient sous une pression de 200 à 400 atmosphères, un diamètre intérieur d'environ 1,5 à 2,2 mm. L'invention fournit également un procédé pour le nettoyage des surfaces d'échange des plaques de transmission de chaleur d'un régénérateur rotatif par projection de jets d'agent de nettoyage sur ces surfaces dans lequel on engendre, à peu pres parallèlement aux plans des plaques de transmission de chaleur, au moins un jet, animé d'une grande vitesse, de fluide de nettoyage formé de vapeur d'eau ou de gaz, présentant une section circulaire ou oblongue dont l'aire n'augmente pas sensiblement perpendiculairement aux plans des plaques de transmission de chaleur, et dans lequel au moins le jet de nettoyage est mélangé, par effet d'éjecteur, avec l'agent d'échange de chaleur et est projeté avec cet agent sur les surfaces à nettoyer. De préférencetl'agent de nettoyage est formé de vapeur d'eau sous une pression d'au moins 4 atmosphères. On va maintenant décrire l'invention en détail en se référant à-une réalisation préférée d'appareil selon l'invention, illustrée par le dessin annexé dont la figure unique est une vue de détail enperpective d'un régénérateur rotatif dont l'enveloppe est supprimée en majeure partie. Avant la mise en marche et la mise à l'arrêt d'une chaudière reliée au régénérateur représenté sur le dessin, on envoie un agent contenant du gaz ou de la vapeur d'eau sous pression faible ou moyenne à des moyens du type éjecteur, à travers un tube télescopique 1 formé de deux tronçons de tube la, lb coulissant l'un dans l'autre avec interposition d'un joint 2 étanche au gaz.Un tube de distribution lc, fixé à l'extrémité libre du tronçon de tube lb, répartit le fluide de soufflage entre des ajutages éjecteur 3a,3b et 3c montés sur le bas de la paroi du tube distributeur lc. Ces ajutages mettent le fluide de soufflage sous forme de jets qui pénètrent dans des tubes d'éjecteur 4a, 4b, 4c situés dans l'axe des jets, de sorte que du gaz ou de l'air d'échange de chaleur ambiant est aspiré dans les tubes. te mélange de fluide de soufflage et de gaz ou d'air aspiré dans les tubes forme des jets qui sont dirigés vers les surfaces des plaques de transmission de chaleur 20 à nettoyer. Les tubes d'éjecteur 4a, 4b, 4e, le tronçon de tube lb et le tube distributeur lc sont fixés, par des organes de support non représentés, à un chariot 10, muni de roues 11 12, 13 et 14 qui lui permettent de se déplacer le long de rails de guidage 15, 16. te chariot est manoeuvré au moyen de deux câbles 30, 31 contournant deux galets de renvoi 32, 33 montés sur des bras en porteà-faux 34, 35. Les cables 30, 31 relient le chariot 10 à un treuil 36 porté par deux montants 37, 38 eux-mêmes portés par une embase 39 à laquelle sont fixés d'autres montants 40, 41 supportant en porte-à-faux un moteur d'entraenement 50.Une commande 60 fixée sur une plaque de montage 61 commande la vitesse du treuil 36 par l'intermédiaire d'un disposikif réglant la vitesse du moteur 50, d'après la vitesse périphérique effective des plaques de transmission de chaleur en cours de nettoyage, de façon que, lorsque cette vitesse périphérique augmente > les jets de fluide de nettoyage agissent plus longtemps. Un tube principal 70 d'amenée d'agent de nettoyage sous forte pression est fixé sur le dessous des tronçons de tube télesco pique la, lb - amenant l'agent de nettoyage sous pression faible; ce tube 70 est relié à des ramifications 71, 72, 73 communiquant avec des ajutages pour haute pression 76, disposés chacuridans l'axe d'un tube d'éjecteur 4a, 4b > 4c et dont un seul est représenté en 76 sur le dessin. A la différence des ajutages d'éjecteur, les ajutages 76 de nettoyage sous forte pression fonctionnent seulement quand c'est nécessaire pour détacher des dép8ts ou des particules à très forte adhérence. Le fluide de nettoyage peut arriver à des ajutages d'eJec- teur 3a, 36, 3c à orifice d'i4iamètre de 15 à 20 mm sous une pression d'au moins 4 atmosphères, et les tubes d'éjecteur 4a, 4b > 4c peuvent avoir un diamètre d'environ 100 mm. Les ajutages pour forte pression 76 peuvent avoir un diamètre d'environ 1,5 à 2,2 mm et recevoir le liquide de nettoyage sous une pression de 200 à 400 atmosphères. Le fluide de nettoyage alimentant les ajutages d'éjecteur 3a, 3b, 3c peut entre du gaz ou de la vapeur d'eau;il est de préférence de la vapeur d'eau surchauffée sous une pression d'au moins 4 atmosphères et à une température d'environ 3000C. Les ajutages pour forte pression 76, ne fonctionnant que lorsque c'est nécessaire, peuvent recevoir de l'eau comme fluide de nettoyage. REVENDICATIONS 1. Appareil pour le nettoyage des surfaces d'échange des plaques de transmission de chaleur d'un régénérateur rotatif, comportant une série d'ajutages à fluide de nettoyage, dirigés vers les plaques de transmission de chaleur en mouvement, juxtaposés les uns aux autres sur une rangée au moins et sensiblement parallèles aux plans des plaques de transmission de chaleur, et des moyens pour déplacer radialement ces ajutages par rapport aux plans desdites plaques, caractérisé en ce qu'il comprend des ajutages (3a, 3b, 3c) du type tuyère d'éjecteur; des moyens pour amener un fluide de nettoyage tel que gaz et/ou vapeur d'eau sous pression faible ou moyenne aux ajutages d'éjecteur (3a > 3b, 3c); et des tubes d'éjecteur (4a, 4b, 4c) situés dans l'axe des jets émanant des ajutages et à travers lesquels, sous l'effet de la succion engendrée par ces jets, l'agent d'échange de chaleur ambiant se déplace pour se mélanger au fluide de nettoyage et passer dans les interstices séparant les plaques de transmission de chaleur (20) sous forme de jets animés de la mEme vitesse sur toute la section de chaque ajutage d'éjecteur. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ajutages d'éjecteur (3a > 3b, 3c) sont conçus sous forme de tuyères supersoniques, notamment tuyères de lavaI. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte d'autres ajutages (76) pour haute pressionJmontés conjointement avec les ajutages d'éjecteur (3a, 3b, 3c) de façon à pouvoir se déplacer par rapport aux plaques de transmission de chaleur (20). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ajutages pour haute pression t763 sont placés centralement dans les tubes d'éjecteur (4a, 4b, 4c), près des débouchés de ces tubes. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement comportent un chariot (10) portant lesdits ajutages (3a, 3b, 3c, 76) et lesdits tubes d'éjecteur (4a, 4b, 4c),ce chariot étant muni de roues (1114) lui permettant de se mouvoir dans l'enveloppe du régénérateur sur des rails (15,16) dirigés radialement. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour une pression d'amenée de fluide de nettoyage d'au moins 4 atmosphères, les ajutages d'éjecteur (3a > 3 3c) ont un diamètre intérieur de 15 à 20 mm et les tubes d'éjecteur (4a, 4b, 4b > 4c) -un diamètre d'environ 100 mm. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les ajutages pour haute pression (76) ont/ quand le liquide de nettoyage leur arrivant parvient sous une pression de 200 à 400 atmosphères, un diamètre intérieur d'environ 1,5 à 2, 2mm. 8. Procédé pour le nettoyage des surfaces d'échange des plaques de transmission de chaleur d'un régénérateur rotatif par projection de jets d'agent de nettoyage sur ces surfaces, caractérisé en ce qu'on engendre à peu près parallèlement aux plans des plaques de transmission de chaleur, au moins un jet, animé d'une grande vitresse, de fluide de nettoyage formé de vapeur d'eau ou de gaz, présentant une section circulaire ou oblongue dont l'aire n' augmen- te pas sensiblement perpendiculairement aux plans des plaques de transmission de chaleur et en ce qu'au moins le jet de nettoyage est mélangé, par effet d'éjecteur, avec l'agent d'échange de chaleur et est projeté avec cet agent sur les surfaces à nettoyer. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'agent de nettoyage est formé de vapeur d'eau sous une pression d'au moins 4 atmosphères.