Brevet FR2497922A1 — publié le 19820716

Procédé et dispositif économiseur d'énerqie et limiteur de pollution pour chaudières. La présente invention concerne l'économie d'énergie et la limitation de la pollution. Elle vise plus particulièrement un procédé ainsi qu'un dispositif économiseur d'énergie et limiteur de pollution pour chaudières brayant du combustible non corrosif, du type gaz naturel ou gaz de récupération industriel. Dans les chaudières classiques brillant des combustibles plus ou moins corrosifs, notamment du fuel, du combustible, ou des gaz à teneur notable en soufre, il est impératif d'éviter d'abaisser la température des fumées en dessous des points de rosée sulfurique qui se situent aux environs de 1250C. Les combustibles non corrosifs tels que le gaz naturel donnent des produits de combustion dont le point de rosée est beaucoup plus bas, de 52 à 560c environ. Avec ces combustibles non corrosifs, il est donc possible d'augmenter l'échange dans les économiseurs ou autres échangeurs thermiques, en les alimentant avec de l'eau à plus basse température. Ainsi, les fumées sortiront moins chaudes, le rendement sera meilleur et la dépense de combustible sera réduite d'autant. L'invention a pour objet un procédé économiseur d'énergie et limiteur de pollution pour chaudière chauffée avec un combustible non corrosif, du type gaz naturel ou par des gaz de récupération industriels, caractérisé en ce qu'on dégaze l'eau d'alimentation de la chaudière sous la pression réduite de vapeur saturante à environ 70-800C et on la réchauffe avant admission dans la chaudière par échange thermique avec les gaz de combustion sortant de la chaudière réciproquement refroidis jusqu'à environ 50-1200C, avant évacuation dans l'atmosphère. Suivant un mode de réalisation particulièremant avantageux, on réchauffe l'eau d'alimentation dégazée à 750C environ, en refroidissant les gaz de combustion à 1050C environ, le dégazage de l'eau d'alimentation étant effectué sous une pression absolue d'environ 0,3 à 0,4 bar. L'invention a également pour objet un dispositif économiseur d'énergie et limiteur de pollution pour chaudières chauffées avec du combustible non corrosif, ou des gaz de récupération industriels, caractérisé en ce qu'il comprend un désaérateur constitué par une enceinte close alimentée en eau douce à un niveau prédéterminé, et reliée à sa partie supérieure à une source d'aspiration maintenant une dépression prédéterminée au-dessus de ce niveau, avec une évacuation de l'eau désaérée vers l'alimentation en eau de la chaudière à travers un échangeur thermique parcouru à contre courant par les gaz de combustion sortant de la chaudière. Comme source d'aspiration, on utilisera avantageusement une pompe à vide à anneau liquide On obtient des résultats particulièrement intéressants avec un désaérateur renfermant des moyens de réchauffage de l'eau en cours de désaération. Ces moyens de réchauffage peuvent comprendre un injecteur de vapeur débouchant à la base d'un dispositif de ruissellement de l'eau à l'intérieur du désaérateur. Ils peuvent comprendre également un serpentin immergé dans le désaérateur et parcouru par des condensats à désaérer avant leur introduction dans le désaérateur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen du dessin annexé qui représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. La figure unique est un schéma d'une installation de désaération sous vide de l'eau d'alimentation d'une chaudière suivant l'invention. Sur ce dessin, la chaudière 1, produisant de la vapeur sous pression en 2, est alimentée à force en air extérieur par une turbine à gaz 3. Les fumées 4,et autres gaz de combustion émis par la chaudière 1, traversent, avant d'etre rejetées à l'extérieur, un économiseur 5 dont le circuit intérieur 6 est parcouru par l'eau désaérée avant introduction en 7 dans la chaudière. L'eau désaérée entrant dans l'économiseur 5 provient d'un désaérateur 8 constitué par une enceinte close surmontée d'un dôme 9 comportant, à l'intérieur, des chicanes de ruissellement 10 sur lesquelles tombe de l'eau alimentaire, pulvérisée par une rampe 11 au sommet du dôme 9. A la base du dôme 9, débouche une canalisation d'injection de vapeur 12, tandis qu'au sommet du dôme débouche une canalisation 13 d'aspiration reliée à une pompe à vide 14 à anneau liquide , alimentée en eau douce par une canalisation 22 et refoulant dans un séparateur 15 d'où l'air s'échappe en 16, tandis que l'eau séparée retourne en 17 dans un réservoir intermédiaire 18 raccordé à un réservoir général d'eau douce 19 qui alimente, par une canalisation 20, 21, la rampe de pulvérisation 11 du désaérateur. Une autre conduite 23 alimente en eau douce, à partir du réservoir 19, un refroidisseur 24 d'eau de purge ainsi que d'autres appareils, tels que des compresseurs dont les calories sont ainsi récupérées au lieu d'être dissipées dans l'atmosphère. Ainsi, le mélange d'eau et de vapeur provenant des diverses purges est amené par une canalisation 25 dans un séparateur 26, avant de traverser le refroidisseur 24 et de parvenir à l'égoflt 27. L'eau douce ainsi réchauffée à travers le refroidisseur 24 est réintroduite par une canalisation 28 dans le réservoir d'eau douce 19. De l'eau adoucie alimente à niveau constant le réservoir d'eau douce par une canalisation 29. De même, les condensats sont amenés par une canalisation 30 dans un séparateur 31. La vapeur récupérée dans les séparateurs 26, 31, est acheminée par des canalisations 32, 33 vers l'injecteur 12. Les condensats séparés dans le séparateur 31 sont acheminés par une canalisation 34 dans un réservoir de condensats 35 recueillant également les autres condensats de l'usine. Tous ces condensats dont la température est d'environ 900C sont réintroduits par une canalisation 36, 37 dans un serpentin 38 immergé dans le désaérateur et communiquant par une canalisation 39 avec la rampe pulvérisatrice 11. Un tube de dépression 40 débouchant dans le réservoir d'eau 41 à l'air libre permet de contr#ler le vide a l'intérieur du désaérateur 8. L'installation est complétée par l'équipement classique de pompes de circulation, telles que 42, 43, 44, 45, 46, 47, de vannes asservies ou non, et de dispositifs contrôleurs de niveaux dans les divers réservoirs et dans le désaérateur. Dans une réalisation pratique , une chaudière classique à dégazage thermique fonctionnant pour un débit de 18,5 tXh de vapeur, la température d'entrée des fumées sur I 'économi- seur est de 24l0C, et s'abaisse à 120C à la sortie, cependant que la température d'entrée de l'eau est à 1060C, alors quille sort à 1400C de l'économiseur. La puissance récupérée est ainsi de 629 th/h, avec ut tam = 700C, un coefficient d'échange de 43,5 kcaî/m20C pour une surface de 206 m2. Avec la même chaudière équipée avec un dégazage sous vide suivant 1'invention, la température d'entrée des fumées sur l'économiseur est toujours de 2410C, mais elle s'abaisse à 132qu à la sortie. La température de l'eau à l'entrée de l'économiseur est de 759C et s'élève à l16,50C à la sortie. Ainsi, la puissance récupérée est de 367 thAn avec un a tm de 86,390C, toujours pour la même surface de 206 m2, le coefficient d'échange étant de 43,14 kcal/h.m2.0C. Le gain sur l'économiseur apparait donc de 138 thaï., soit, pour un fonctionnement normal de 1.500 heures par an, de 207.000 thermies. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. C'est ainsi que l'invention s'applique également aux chaudières de récupération, c'est-à-dire aux chaudières produisant de la vapeur ou de l'eau chaude par chauffage à l'aide de jets de gaz chauds, notamment ceux provenant de forme de traitement thermique, de verrerie et analogues. REVENDICATIONS 1. Procédé économiseur d'énergie et limiteur de pollution pour chaudière chauffée avec un combustible non corrosif du type gaz naturel ou par des gaz de récupération industriels, caractérisé en ce qu'on dégaze l'eau d'alimentation de ladite chaudière sous la pression réduite de vapeur saturante, à environ 70-80 C, et on la réchauffe avant admission dans ladite chaudière, par échange thermique avec les gaz de combustion sortant de ladite chaudière, réciproquement refroidis jusqu 'à environ'70-l200C avant évacuation dans l'atmosphère. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réchauffe l'eau d'alimentation dégazée à 750C environ, en refroidissant les gaz de combustion à 1050C. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on effectue le dégazage de l'eau d'alimentation sous une pression absolue d'environ 0,3 à 0,4 bar. 4. Dispositif économiseur d'énergie et limiteur de pollution suivant l'une des revendications 1 à 3 pour chaudière chauffée avec du combustible non corrosif, ou des gaz de récupération industriels, caractérisé en ce qu'il comprend un désaérateur 8 constitué par une enceinte close alimentée en eau douce à un niveau prédéterminé, et reliée à sa partie supérieure à une source d'aspiration 14 maintenant une dépression prédéterminée au-dessus dudit niveau, avec une évacuation de l'eau désaérée vers l'alimentation er eau de ladite chaudière 1, à travers un échangeur thermique 5 parcouru à contrecourant par les gaz de combustion 4 sortant de ladite chaudière 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la source d'aspiration est constituée par une pompe à vide à anneau liquide. 6. Dispositif suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le désaérateur renferme des moyens de réchauffage de l'eau en cours de désaération. 7. Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que les moyens de réchauffage comprennent un injecteur de vapeur 12 débouchant à la base d'un dispositif de ruissellement 10 de l'eau à l'intérieur du désaérateur. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de réchauffage comprennent un serpentin 38 immergé dans le désaérateur et parcouru par des condensats à désaérer avant leur introduction dans le désaérateur