Brevet FR2499622A1 — publié le 19820813

La présente invention se rapporte à une aciérie utilisant un ou plusieurs- convertisseurs, chaque convertisseur étant associé à une installation permettant de récupérer la chaleur sensible des gaz extraits dudit convertisseur. On connait des installations, telle que par exemple celle décrite dans le brevet français 1.237.731, permettant de récupérer l'énergie contenue dans les gaz provenant d'un convertisseur d'acierie, ladite récupération consistant dans le cas qui nous intéresse à récupérer la chaleur sensible émise par ces gaz. Dans ce type d'installation, cette chaleur sensible est transformée en vapeur en utilisant comme échangeur la conduite d'aspiration des gaz, les parois de ladite conduite étant refroidies par circulation d'eau, et la chaleur sensible des gaz servant alors à fabriquer de la vapeur d'eau que l'on rassemble dans un ballon accumulateur .L'énergie ainsi récupérée sous forme de vapeur, compte tenu du régime de marge intermittent d'un convertisseur, n'est pas à l'heure actuelle récupérée sous une forme optimale et spécialement adaptée aux besoins de l'aciérie. L'installation conforme à l'invention permet de valoriser au mieux cette énergie récupérée sous forme de vapeur. Elle est caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un dispositif de récupération de vapeur associé à au moins une turbine à vapeur accouplée, par l'intermédiaire d'un accouplement débrayable, à une machine électrique réversible, ellemême accouplée au ventilateur d'extraction des gaz issus du convertisseur considéré, et en ce qu'elle est par ailleurs munie de moyens de commande dudit accouplement dRhrayable permettant de débrayer celui-ci en l'absence de pression de vapeur suffisante pour entrainer ladite turbine. De manière avantageuse par ailleurs, on utilise comme accouplement débrayable un coupleur hydraulique, ce qui a l'avantage d'éviter de transmettre à la turbine les vibrations qui pourraient prendre naissar- ce sur le ventilateur en raison du dépôt de poussières sur les pales de celui-ci. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation en référence à la figure unique an nexée qui est une représentation schematique de l'installation correspondante. Sur la-figure, la référence 1 designe la conduite d'aspiration faisant fonction d'échangeur. L'eau chauffee par cet échangeur est mise en circulation par une pompe 2 et la vapeur formée est rassemblée dans un ballon séparateur 3. L'eau consommée dans ce circuit échangeur est composée par de l'eau venant d'une bache alimentaire 4 grâce à une pompe de circulation 5. La vapeur est prélevée par une conduite 17 du ballon séparateur 3 pour être stockée dans un ballon accumulateur 6. Un clapet anti-retour 7 empêche les retours de vapeur du ballon 6 vers le ballon 3. Dans le cas où l'aciérie est équipée de plusieurs convertisseurs, deux par exemple, le ballon 6 reçoit également, par une con-duite 17' figure en pointillés sur le dessin, la vapeur emise à partir de l'échangeur relatif au second convertisseur. Conformément maintenant à l'invention, la vapeur accumulée dans le ballon 6 est envoyee par l'intermédiaire d'une conduite 19 dans une turbine à vapeur 8 dont la vitesse est régulée, de manière bien classique, pour correspondre à la fréquence du réseau électrique. Après passage dans la turbine 8, la vapeur est condensée dans le condenseur 9 et l'eau récupérée est retournée, par la conduite 21, dans la bache alimentaire 4. Sur l'axe 22 de la turbine 8, et par l'intermédiaire d'un accouplement debrayable 10, constitué par un coupleur hydraulique commandé par l'intermédiaire d'une commande à distance 20 reliée à un capteur de pression de vapeur 18 mesurant, par l'intermédiaire d'une sonde 16, la pression de vapeur dans le ballon 6, on trouve successivement une machine électrique réversible 11, tel qu'un alternateur triphasé, et le ventilateur 12 utilisé pour l'extraction des gaz issus du convertisseur as socié à l'échangeur 1. Comme on le voit sur le dessin, l'alternateur il et le ventilAteur 12 sont tous deux montés sur l'axe commun 22 et forment un ensemble tournant accouplé à la turbine 8 par le coupleur hy-draulique 10. Dans le cas où l'installation est équipée d'un second convertisseur, celui-ci est également associé à un dispositif à turbine, accouplement hydraulique, génératrice et ventilateur, par 1' intermédiaire d'éléments symétriques alimentés à partir du ballon 6, par exemple à partir des éléments 19', 16', et 18', figurés en pointillés sur le dessin. En l'absence de pression de vapeur dans le ballon 6 suffisante pour entraîner en rotation la turbine 8, l'accouplement hydraulique 10 est, sous commande du circuit 20, en position "débrayé", de sorte que le ventilateur 12 est entraîné par la machine 11 fonctionnMnt alors en moteur synchrone. lorsque par contre on dispose dans l'accumulateur 6, d'une pression de vapeur suffisante pour faire tourner la turbine 8, l'accouplement 10 est embrayé de sorte que la machine il et le ventilateur 12 sont accouplés à celle-ci', Dans ce cas, et selon la pression de vapeur dans l'accumulateur 6, ou bien la turbine 8 fournit toute l'énergie nécessaire pour entrafner le ventilateur et de plus fait fonctionner la machine électrique li en génératrice fournissant alors de l'énergie au réseau, ou bien la turbine 8 fournit une partie de l'énergie nécessaire pour entraîner le ventilateur 12 et la machine électrique 11, fonctibnnant en moteur synchrone, fournit le complément d'énergie nécessaire. On voit donc que, grdee au dispositif de l'invention la vapeur récupérée est utilisée au mieux puisqu'elle sert à entraîner le ventilateur associé au convertisseur, qui est un gros consommateur d'énergie et qui doit fonctionner en permanence, ainsi qu' fabriquer le cas échéant du courant électrique dont le hesoin est constant sur un site industriel. Il est à noter que l'utilisation d'un accouplement hydraulique pour la réalisation de l'invention est extremement avantageuse et permet d'éviter de transmettre à la turbine à vapeur 8, qui comme on le sait est une machine très sensible aux vibrations, les oscillations qui seraient dues aux poussières se déposant nécessairement, en provenance du convertisseur, sur les pales du ventilateur 12. REYENDICATIONS I. Installation de récupération de la chaleur des gaz issus d'un ou plusieurs convertisseurs d'aciérie, du type comportant un échangeur (1) à circulation d'eau par convertisseur associé à au moins un dispositif (3,6) de recupération de la vapeur issue dudit ou desdits echangeur(s), caracterisee en ce que ledit dispositif de récupération de vapeur (6) est associé à au moins une turbine à vapeur (8) accouplée, par l'intermédiaire d'un accouplement débrayable (lo), a une machine électrique réversible (11) elle-même accouplée au ventilateur (12) d'aspiration des gaz issus du ou desdits convertisseurs, ladite installation étant par ailleurs munie de inoyens (18,19) de commande dudit accouplement débrayable (10) permettant de débrayer celui-ci en l'ab- sence da pression de vapeur dans ledit dispositif de récupération (6) suffisante pour entrainer ladite turbine. 2. Installation de récupération selon la revendication i, caractérisée en ce que ledit accouplement debrayable (10) est un accouplement hydraulique.