Brevet FR2463174A1 — publié le 19810220

Procédé d'exploitation d'une batterie de fours de cokéfaction. L'invention est relative à un procédé d'exploitation d'une batterie de fours de cokéfaction avec échange de cha- leur de régénération des fluides gazeux brûlés, dans lequel est effectuée de façon continue la mesure des caractéristi- ques du gaz utilisé pour le chauffage, tel que pouvoir calo- rifique, densité, degré d'humidité, température, caractéris- tiques qui influencent la quantité de chaleur dégagée au cours de la combustion du gaz et dans lequel procédé l'in- fluence des fluctuations de ces caractéristiques sur l'exploi- tation des fours est éliminée par une installation de régu- lation. Un procédé de cette nature est connu (GlUckauf 1965, pages 1292 à 1297). Il est conçu de telle manière que dans le cas o se produit une variation d'une caractéristique du gaz entrainant une réduction de la chaleur dégagée par la combustion, la pression de fonctionnement s'accroit et qu'en cas d'une variation agissant en sens inverse la pres- sion de fonctionnement s'abaisse. Dans les batteries de fours de cokéfaction sont alors montées dans les dérivations des conduites de gaz, menant - aux différents emplacements de combustion, des résistances de valeur différente qui ont pour rôle de réaliser une ré- partition du gaz de chauffage à l'intérieur de chacune des parois chauffantes fractionnées en carneaux, donc suivant la direction longitudinale d'une chambre, qui provoque un échauffement uniforme du contenu de la chambre. Il est éga- lement prévu de telles résistances dans les dérivations des conduites d'amenée de gaz alimentant en gaz les différentes parois chauffantes à partir de la canalisation de réparti- tion courant tout le long de la batterie, grâce à quoi doit être obtenue une alimentation uniforme de toutes les parois chauffantes. La façon dont on peut obtenir la graduation souhaitée de la répartition du gaz à l'aide de telles résistances n'est cependant valable que pour une certaine pression glo- bale d'exploitation du gaz de chauffage. Si la pression d'exploitation s'accroit ou diminue, on obtient avec une même valeur des résistances une répartition différente des gaz de chauffage qui ne correspond plus à un apport uniforme de la chaleur fournie par les emplacements de combustion, les parois chauffantes et les carneaux aux diverses parties de l'intérieur des chambres de four. Pour obtenir, en cas de modification de la pression d'exploitation, une fourni- ture uniforme de chaleur aux diverses parties de l'intérieur des chambres de four, il faudrait donc pouvoir modifier les valeurs des résistances montées dans les dérivations. Le but de la présente invention est de permettre de maintenir à une valeur constante, malgré les fluctuations que subis- sent les caractéristiques du gaz de chauffage amené, la quantité de chaleur fournie à la batterie de fours, ceci grâ- ce à une installation fonctionnant automatiquement, et sans qu'il y ait lieu de modifier la répartition du gaz entre les divers emplacements de combustion, répartition qui est fixée par la façon dont sont réglées les résistances. Ce problème est résolu selon l'invention par le fait que le dispositif servant à inverser la batterie, pour per- mettre la régénération, est agencé de telle sorte que chaque demi-période de régénération peut être divisée en un inter- valle de temps pendant lequel les emplacements de combustion sont alimentés en gaz et en un autre intervalle de temps pendant lequel n'a lieu aucun apport de gaz, qui constitue donc une pause, et par le fait qu'il est prévu un appareil de commande agissant sur ledit dispositif d'inversion et au moyen duquel est-effectuée la division de la demipériode de régénération en ces deux intervalles de temps. L'installation de régulation influencée par les fluctuations des caracté- ristiques du gaz agit sur l'appareil de commande dans un sens tel que, en cas de modifications des caractéristiques du gaz, l'appareil de commande agisse sur le dispositif d'inversion de telle manière que, à l'intérieur de chaque demi-période de régénération, la répartition entre l'inter- valle de temps pendant lequel il y a inflammation et la pause soit fixée en vue d'obtenir une valeur constante de la quantité de chaleur fournie à la batterie dans chaque demi- période. Pour obtenir la pause, le dispositif provoquant l'in- version de régénération de la batterie peut tout d'abord 3 2463174 fermer les vannes d'admission du gaz puis, peu de temps après, amener le tirage de la cheminée à une valeur très faible tandis qu'un dispositif d'étranglement des gaz de combustion se trouvant dans la canalisation reliant le canal collecteur de gaz de combustion et la cheminée est amené dans une position dans laquelle il ne se produit plus qu'une faible aspiration dans ledit canal collecteur. Pour ce qui concerne la commande de l'installation de régulation, il suffit de ne prendre en considération que celles des caractéristiques (pouvoir calorifique, densité, degré d'humidité, température) du gaz servant au chauffage qui subissent des fluctuations importantes. L'apparition de telles fluctuations dépend des con- ditions d'exploitation de la cokerie, en particulier de la nature du gaz amené. S'il s'agit d'un gaz riche, par exemple un mélange de gaz de diverses provenances, tels que gaz de cokerie, méthane naturel et gaz résiduels de synthèse et si le rapport dans lequel est fait le mélange se modifie sou- vent, au moins le pouvoir calorifique subit des fluctuations importantes. Même le gaz propre d'une cokerie voit ses carac- téristiques modifiées lorsque le dégagement gazeux provient d'autres catégories de houilles cokéfiables dont la teneur en eau et les valeurs caractéristiques sont différentes- Pour obtenir une valeur constante de la chaleur fournie à la batterie dans chaque demi-période de régénéra- tion, il faut donc mesurer l'influence qu'exercent sur la quantité de chaleur fournie les écarts présentés par les caractéristiques du gaz de chauffage. La différence fondamentale par rapport au procédé connu mentionné cidessus tient à ce que pendant chaque demi-période de régénération l'exploitation est conduite à pression constante. Cette pression constante est fixée de telle sorte que, pour un fonctionnement de l'installation d'inversion de régénération dans lequel l'intervalle de temps désigné par "pause" a une valeur nulle, on dispose de la puissance calorifique nécessaire pour la durée de cuis- son la plus brève, et ceci en tenant compte des caractéris- tiques (pouvoir calorifique, densité, etc.) du gaz à faire brûler les plus défavorables qui sont à prendre en considé- ration dans la pratique. On est assuré de cette manière qu'à l'intérieur d'une demi-période de régénération on apporte toujours la quantité de chaleur nécessaire. Un comparateur agit sur l'appareil de commande qui exerce son action sur le dispositif d'inversion et déclenche le début de la pause. Ce comparateur effectue la comparaison entre une valeur de consigne préalablement réglée et la va- leur effective obtenue par intégration d'une série de mesures de la quantité de chaleur. Lorsque la valeur effective atteint la valeur de consigne, l'appareil de commande, à l'intérieur de chaque demi-période de régénération, amène le dispositif sur la position pause. A la fin de chaque demi-période de régénération, le calorimètre et le dispositif de mesure du temps sont ramenés à zéro et le dispositif d'inversion est ramené sur la position o il y a inflammation des emplace- ments de combustion. Sur l'appareillage donnant la valeur effective agit, par l'intermédiaire d'un compteur, un générateur d'impulsions qui est commandé par un calculateur analogique sur lequel, par l'intermédiaire d'un appareillage de calcul, agissent les différents convertisseurs de mesure qui, compte tenu des diverses caractéristiques du gaz de chauffage, détermi- nent les écarts que présente par rapport à la valeur moyenne prévue la quantité de chaleur fournie. On règle la valeur de consigne de la quantité de chaleur en fonction des besoins. La quantité de chaleur qui est nécessaire à la batterie peut naturellement en cours d'exploitation subir des fluctuations. La quantité de cha- leur se modifie lorsqu'on alimente la batterie en houille ayant des caractéristiques différentes, en particulier une teneur en eau différente. Il faut dans ce cas régler la va- leur de consigne sur une autre valeur qui correspond à la quantité de chaleur nécessaire. Suivant une autre caractéris- tique de la présente invention, cette modification de la va- leur de consigne s'effectue automatiquement du fait qu'en cas de modification des conditions d'exploitation de la bat- terie des appareillages de calcul appropriés agissent, en se basant sur des mesures de la température, sur le dispositif de réglage de la valeur de consigne. REVENDICATIONS 1. Procédé d'exploitation d'une batterie de fours de cokéfaction avec échange de chaleur de régénération des fluides gazeux brûlés, dans lequel est effectuée de façon continue la mesure des caractéristiques du gaz utilisé pour le chauffage, tel que pouvoir calorifique, densité, degré d'humidité, température, caractéristiques qui influencent la quantité de chaleur dégagée au cours de la combustion du gaz et dans lequel procédé l'influence des fluctuations de ces caractéristiques sur l'exploitation des fours est élimi- née par une installation de régulation, lequel procédé est caractérisé en ce que, dans le cas o le dispositif d'inver- sion de régénération de la batterie est agencé de telle sor- te que chaque demi-période de régénération peut être divisée en un intervalle de temps pendant lequel a lieu une inflam- mation des emplacements de combustion et en un autre inter- valle de temps pendant lequel n'a lieu aucune alimentation en gaz (pause) et o on utilise un appareil de commande qui commande le dispositif d'inversion en vue d'obtenir une divi- sion déterminée, l'installation de régulation agit sur ledit appareil de commande de telle sorte que l'intervalle de temps pendant lequel a lieu l'inflammation a une durée qui, compte tenu des fluctuations des caractéristiques du gaz de chauf- fage, correspond à une valeur constante de la quantité de chaleur apportée à la batterie dans chaque demi-période de régénération. 2. Procédé d'exploitation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareillage qui commande le passage de l'inflammation à la pause est actionné par un appareil de commande qui est soumis à l'influence de la valeur de consi- gne et d'une valeur effective de la quantité de chaleur, cette valeur effective étant fournie, par l'intermédiaire d'un générateur d'impulsions et d'un compteur, par un calcu- lateur analogique par intégration des valeurs des différen- tes puissances calorifiques fournies par des mesures. 3. Procédé d'exploitation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pression d'exploitation du gaz alimentant la batterie est maintenue constante. 6 2463174 4. Procédé d'exploitation selon la revendication 2, caractérisé par une commande automatique de l'appareillage grâce à quoi la valeur de consigne de la quantité de chaleur est réglée en utilisant comme grandeur de référence des me- sures de température effectuées sur la batterie.