Brevet FR2511986A1 — publié le 19830304

L'invention concerne un procédé pour le dosage de matières en vrac, transportées pneumatiquement dans une conduite de transport au moyen d'une quantité constante de gaz transporteur par unité de temps, par la mesure de la différence de pression d'une extrémité à l'autre d'une section donnée de la conduite, la comparaison de cette valeur effective avec une valeur de consigne de différence de pression, et la commande, en une boucle d'asservissement fermée, de la quan- tité de matière en vrac délivrée en utilisant le résultat de la comparaison comme grandeur de réglage. Ce procédé, proposé par les auteurs de la présente invention, est basé sur le fait connu qu'avec un débit constant du gaz transporteur et, par suite, une vitesse cons- tante, la perte de pression entre deux points de la conduite de transport, rapportée à une matière en vrac déterminée, ne dépend que du chargement (/u) du courant de gaz transporteur avec la matière en vrac Pour le dosage de la quantité de matière en vrac, c'est-à-dire pour le maintien d'un certain débit prédéterminé de matière en vrac par unité de temps ou, en d'autres termes, pour le maintien d'un chargement (/u) constant, on peut donc utiliser l'écart entre la valeur de consigne de différence de pression et la valeur effective mesurée de différence de pression comme grandeur de réglage pour la commande de l'organe de distribution de la matière en vrac, par exemple pour la vitesse de rotation d'un sas à roue cellulaire, et obtenir de la sorte une boucle d'asservi- ssement fermée qui maintient constant le débit voulu et pré-réglé de la matière en vrac Le maintien d'une quantité constante de gaz transporteur par unité de temps, qui est 11986 l'une des deux conditions préalables nécessaires pour le fonctionnement correct de la boucle d'asservissement fermée, peut être assuré par l'introduction du gaz transporteur dans la conduite de transport, à partir d'un réservoir à air maintenu sous pression constante, au moyen d'une tuyère Laval: en effet, comme on le sait, dans le cas de tuyères Laval, le courant de gaz transporteur-dépend directement de la pression du gaz en amont de la tuyère La seconde condi- tion préalable essentielle pour le fonctionnement correct de la boucle d'asservissement fermée est une contre-pression constante à l'extrémité de la conduite de transport. Cette condition préalable est satisfaite dans la plupart des cas, car la contre-pression est égale à la pression atmosphérique Mais il existe également des circons- tances d'application dans lesquelles cette condition préalable n'est pas satisfaite, par exemple dans le cas du transport pneumatique de charbon pulvérisé dans certains types de fours ou dans des réacteurs pour la liquéfaction et la gazéification du charbon, qui doivent être effectuées avec des contre- pressions, non seulement élevées, mais aussi et surtout variables, la quantité de matière en vrac dosée par unité de temps devant être maintenue à une valeur prescrite prédé- terminée Avec le procédé du genre défini dans le préambule, on n'y parvient toutefois pas, du fait que la contre-pression variable entraîne une variation correspondante de la densité et, par suite, du volume du gaz transporteur Or, lorsque le volume de gaz diminue pour la même section transversale de la conduite, la vitesse du courant de gaz transporteur diminue elle aussi Cela aboutit d'une part à une moindre perte de pression dans des conditions par ailleurs semblables d'une extrémité à l'autre du segment prédéterminé de la conduite, du fait que la différence de pression mesurée est fonction de la vitesse du courant de gaz Mais la diminution de la différence de pression est interprétée par erreur par l'instal- lation comme une diminution du chargement, pour la compensa- tion de laquelle la quantité de matière en vrac est accrue, ce qui fait donc que le maintien recherché à une valeur cons- tante de la quantité de matière en vrac transportée par unité -2511986 de temps n'est justement pas atteint. C'est pourquoi l'invention a pour but de rendre prati- cable le procédé du grenre défini dans le préambule, même dans les circonstances d'application dans lesquelles le trans- port est effectué avec une contre-pression variable. Ce but est atteint par le fait qu'une pression propor- tionnelle à la contre-pression-à l'extrémité de la conduite de transport est mesurée, comparée en tant que valeur effec- tive avec une valeur de consigne de la contre-pression et le résultat de la comparaison est introduit dans la boucle d'asservissement fermée en tant que grandeur de correction. Des modes avantageux de réalisation de ce procédé seront décrits ci-après. Le procédé proposé par l'invention repose-sur le fait constaté que le rapport entre la contre-pression et la dif- férence de pression mesurée d'une extrémité à l'autre d'un segment donné de la conduite peut être représenté sous la forme d'une famille de courbes dont le paramètre est le chargement /u Etant donné que dans le cas normal, un charge- ment tout à fait déterminé est prescrit et doit être maintenu, il est possible de choisir, dans cette famille de courbes, celle qui est valable pour le chargement concerné Par ail- leurs, on connait habituellement la valeur de consigne de la contre-pression avec laquelle le transport doit s'effectuer. A cette contre-pression correspond un point de la courbe choisie Etant donné que les courbes ne présentent qu'une variation relativement faible de pente, la pente de la courbe peut être utilisée, au point déterminé, comme facteur de pro- portionnalité constant pour la détermination de la grandeur de correction à partir de l'écart entre la valeur de consigne de contre-pression et la valeur effective de contre-pression. Le procédé suivant l'invention est ci-après expliqué à l'aide des dessins annexés. La figure 1 est le schéma d'une installation pour l'exécution du procédé proposé. La figure 2 est un diagramme montrant comment la différence de pression Ap varie en fonction de la contre- pression P. D'après la figure 1, un brûleur i est alimenté en charbon pulvérisé à partir d'un réservoir 2 au moyen d'une conduite de transport pneumatique 3 A cet effet, une souf- flante 4 produit, de la manière indiquée avec plus de détails dans le préambule, dans la conduite de transport 3, un courant de gaz transporteur dont la vitesse est constante, au moins au début de la conduite A partir du réservoir 2, le charbon pulvérisé est délivré à la conduite de transport 3 de façon connue en soi, au moyen d'un sas à roue cellulaire 5 qui est commandé par un moteur 6. Pour assurer la constante requise de la quantité de matière en vrac délivrée au-brûleur par unité de temps, il est procédé, au point 3 a de la conduite de transport, à la mesure de la pression Pl et, au point 3 b de la conduite de transport, à la mesure de la pression P 2 * Dans ces conditions, la pression P 2 oscille proportionnellement à la contre- pression P qui règne dans le brûleur 1 à l'extrémité de la conduite de transport La pression P 2 est donc corrigée, dans un circuit électrique 7, sous la forme d'une pression P ' a laquelle a été appliquée, comme facteur de correction, la contre-pression variable P, sinon une variation de chargement qui n'existe pas en réalité serait simulée par la contre- pression. La correction est effectuée suivant la formule P P f U p 2 * f(/u) f(p) à cet effet, le circuit 7 reçoit d'une part la valeur de consigne de la contre-pression P et, d'autre part, le charge- ment /u, à partir d'ajusteurs de valeur de consigne corres- pondants 8 et 9. A partir des pressions Pl et P 2 ', il est formé, dans un circuit de soustraction 10, la différence de pression corrigée Ap' qui est délivrée, en tant que valeur effective, à un comparateur 11 qui reçoit la valeur de consigne Ap d'un ajusteur de valeur de consigne 12 De son côté, l'ajusteur de valeur de consigne 12 reçoit de l'ajusteur de valeur de consigne 9 la valeur de consigne u, du fait que la valeur de consigne de la différence de pression Ap dépend, de la manière représentée sur la figure 2, non seulement de la contre-pression P, mais aussi du chargement /u Le compara- teur 11 délivre à sa sortie la grandeur de réglage N qui modifie la vitesse de rotation du moteur 6 de commande du sas à roue cellulaire 5, dans le sens d'une réduction de l'écart de réglage. Le procédé décrit peut être égalment réalisé sous une forme simplifiée En effet, si la gamme du taux de chargement u, dans les limites de laquelle l'installation doit fonction- ner avec un chargement constant, n'est pas trop grande, on peut se passer de l'ajusteur de valeur de consigne 9 Le taux de chargement est alors préétabli uniquement au moyen de l'ajusteur de valeur de consigne 12 pour la différence de pression Ap Pour la correction de P 2 en P 2 ', le facteur f(/u) dans l'équation donnée ci-dessus est alors considéré comme une constante. Dans le cas le plus simple, en particulier lorsque la contre-pression n'oscille que dans des limites relativement étroites, le facteur f(P) peut être en outre considéré lui aussi comme une constante, ce qui fait que l'équation donnée ci-dessus prend la forme simplifiée. P 2 ' = P 2 K. dans laquelle K est égal à K L(u) K 2 (P), conformément à ce qui vient d'être exposé. En principe, il est également possible de parvenir au même résultat, c'est-à-dire au maintien constant du dosage, indépendamment de variations de la contre-pression P, soit par correction de la différence de pression Pl P 2 = ap, soit par correction directe de la grandeur de réglage N en n', mais le problème ne fait qu'être déplacé dans un domaine o il faut que plus de grandeurs (par exemple P 1) soient prises en considération et, le cas échéant, soient corrigées simul- tanément. Sur la figure 2 est représentée la variation de la différence de pression ap = Pl P 2 en fonction de la valeur absolue de la contrepression P pour différentes valeurs du taux de chargement constant /u On peut voir que, pour des variations non excessives de P autour d'une valeur de consigne prédéterminée et pour des valeurs de /u qui ne s'écartent pas trop les unes des autres, avec lesquelles l'installation doit fonctionner, la simplification indiquée ci-dessus, d'après laquelle Ap = P K, est admissible. REVENDICATIONS - 1 Procédé pour le dosage de matières en vrac, trans- portées pneumatiquement dans une conduite de transport au moyen d'une quantité constante de gaz transporteur par unité de temps, par la mesure de la différence de pression d'une extrémité à l'autre d'un segment donné de la conduite, la comparaison de cette valeur effective avec une valeur de consigne de la différence de pression, et la commande, en une boucle d'asser- vissement fermée, de la quantité de matière en vrac délivrée en utilisant le résultat de la comparaison comme grandeur de réglage, caractérisé en ce qu'une pression (P 2) proportion- nelle à la contre-pression à l'extrémité de la conduite de transport est mesurée, comparée en tant que valeur effective avec une valeur de consigne de la contre-pression (P) et le résultat de la comparaison est introduit dans la boucle d'asservissement fermée en tant que grandeur de correction. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur de correction est utilisée pour la correction de la valeur effective de la différence de pression. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la grandeur de correction est utilisée pour la correction de l'une des deux pressions (P 1, P 2) pour la détermination de la valeur effective de la différence de pression. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications là 3, caractérisé en ce que le taux voulu de chargement de matière en vrac (/u) est appliqué, en tant que seconde grandeur de correction, aussi bien à la valeur de consigne de la dif- férence de pression qu'à la valeur effective de la différence de pression.