Brevet FR2542067A1 — publié le 19840907

Procédé de nettoyage des buses d'un lit fluidisé. La présente invention est relative à un pro- cédé de nettoyage des buses et/ou des ouvertures à orifice de chaudières à eau chaude ou de chaudières à vapeur, ayant deux ou plusieurs lits fluidisés, avec au moins deux plaques de fond,qui consiste à envoyer au moins dans le lit se trouvant au-dessus du lit le plus bas (le lit de combustion), de l'air ou du gaz dans l'espace compris entre les plaques de fond. Dans des chaudières à eau chaude ou à vapeur ayant deux ou plusieurs lits fluidisés, les gaz de combustion s'écoulent du lit le plus bas (le lit de combustion) vers le haut, en traversant les lits dis- posés au-dessus de lui Dans le lit se trouvant immé- diatement au-dessus du lit de combustion (le lit de post-combustion), le but est d'obtenir une combustion finale du combustible résiduel imbrûlé qui est évacué du lit de combustion mentionné en premier Ceci a pour but d'obtenir le meilleur rendement de com- bustion possible Pour permettre une combustion fina- le efficace, après le lit de combustion, de l'air (air secondaire) est envoyé immédiatement avant -ou à proximité du lit de post-combustion Le courant gazeux, provenant du lit de combustion, contient des teneurs variables en particules solides, sous la forme -2 de combustible imbrûlé, de cendres, de matière cons- tituant le lit, etc, particules qui (a) doivent être brûlées dans le lit de post-combustion et (b) traverser ce lit et tout lit subséquent, pour être séparées d'une manière normale des gaz de combustion qui s'échappent dans des cyclones et/ou dans des filtres à gaz de combustion subséquents. Le fond du lit de post-combustion et de n'importe quel lit subséquent est formé normalement d'ouvertures à orifice ou d'une s-orte d'agencement à buses, par lesquelles les gaz de combustion passent à une vitesse élevée pour donner la fluidisation né- cessaire au matériau constitutif du lit (du sable, habituellement) Les orifices ou les buses d'un fond de lit sont normalement en plus grand nombre que un et sont répartis d'une manière uniforme sur tout le plan du fond. Quand des gaz de combustion pollués pas- sent dans les ouvertures à orifice ou dans les buses, on court le danger que des particules solides -qui ac- compagnent le gaz qui s'écoule adhèrent aux ouvertu- res ou aux buses et provoquent un engorgement qui arrête le courant gazeux De tels problèmes peuvent, bien entendu, se poser également dans des lits fluidi- sés subséquents. L'invention vise à fournir une solution aux problèmesmentionnésci-dessus et à d'autres problèmes qui y sont associés et est caractérisée en ce que de l'air ou du gaz est mis instantanément sous pression dans l'espace compris entre les plaques de fond, l'air ou le gaz s'écoulant à vitesse élevée, par les orifi- ces dans les ouvertures à orifice ou les ouvertures de buse, o l'air -ou le gaz se détendent et donnent lieu à un choc pression-énergie qui enlève et balaie brusquement les impuretés des ouvertures à orifice ou des ouvertures de buse Cette mise sous pression peut avoir lieu instantanément et périodiquement ou apériodiquement et être commandée manuellement ou automatiquement Le nettoyage est très efficace et simple à effectuer. De préférence, le procédé consiste à alimenter continuellement l'espace en air secondaire pour la post-combustion dans le lit, espa- ce à partir duquel l'air s'écoule par les orifices vers les ouvertures à orifice ou les ouvertures de bu- se, o il est mélangé à des gaz de combustion venant du lit de combustion; alimenter complètement ou partiellement en air ou en gaz pour le choc de pression à partir d'un réservoir, en passant par un agencement extérieur à vanne qui est commandé manuellement ou automatiquement pour la pressurisation et pour un fonctionnement éven- tuellement intermittent; envoyer de l'air à plusieurs buses ou ou- vertures à orifice, réparties sur toute la surface du lit, la quantité envoyée à chaque buse ou à chaque ouverture à orifice étant la même, ou étant commandée pour chaque buse ou pour chaque ouverture à orifice ou groupes de buse ou ouvertures à orifice; envoyer de l'air ou du gaz avec augmenta- tion instantanée de pression à deux ou à plusieurs lits fluidisés disposés consécutivement au-dessus du lit le plus bas - Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 représente une chaudière à deux lits fluidisés; et les figures 2, 3 et 4 représentent divers modes de réalisation d'orifices ou de buses pour le fond d'un lit de post-combustion. La figure 1 représente une chaudière à eau chaude ou une chaudière à vapeur ayant deux lits flui- disés contenus dans une enveloppe 12 La référence 1 désigne le lit de combustion, c'est-à-dire le lit fluidisé le plus bas,qui consiste en sable, ou en un autre matériau semblable pouvant se mettre à l'état fluidisé 13, et dans ce sable s'étendent des tubes de refroidissement 14 pour de l'eau de refroidissement. Au lit le plus bas, c'est-à-dire au lit de combustion 1 contenant ce matériau convenable, est envoyé du combustible par des dispositifs extérieurs mécaniques ou pneumatiques (non représentés) L'air de combustion et de fluidisation nécessaire (l'air primaire) est envoyé au lit par un ventilateur ou compresseur 2 extérieur, en passant par les buses ou les ouvertures à orifice ménagées dans le fond 3 du lit Les gaz de combustion, qui sont engendrés pendant la combustion dans le lit 1, s'écoulent vers le haut, en direction d'un lit de post-combustion 4, après avoir passé dans les buses ou dans les ouvertures à orifice 5 ménagées dans-le fond du lit 4. Les figures 2, 3 et 4 représentent trois mo- des de réalisation utilisés couramment d'orifices et/ ou de buses pour le fond d'un lit de post-combustion 4 Les ouvertures à orifice ou les buses 5 sont fixées à une plaque de fond supérieure 6 et à une pla- que de fond inférieure 7 L'intervalle entre les pla- ques 6 et 7 forme un espace fermé 8 qui peut communi- quer, d'une manière pouvant être interrompue, avec l'air extérieur ou avec un réservoir à gaz 9 (cf. figure 1), sous surpression Du gaz de combustion est envoyé, suivant la flèche 15, et de l'air ou du gaz de nettoyage est envoyé à l'air secondaire suivant les flèches 16 (cf figures 2 à 4) La pression et le vo- lume du réservoir 9 sont tels que, quand la communica- tion est entièrement établie entre le réservoir et l'espace 8, la pression qui règne dans l'espace 8 s'élève instantanément jusqu'à atteindre une sur- pression de 1 à quelques bars, par rapport au côté des gaz de combustion. Les ouvertures à orifice ou les buses 5, 11 sont munis d'un ou de plusieurs petits orifices 10, par lesquels l'espace 8 peut communiquer avec le côté des gaz de combustion Après mise sous pression ins- tantanée de l'air ou du gaz dans l'espace 8, l'air ou le gaz s'écoule,à une vitesse très augmentéekpar les orifices 10 dans l'ouverture à orifice 5 ou dans les ouvertures de buse 11 (cf figures 2 à 4), o il se détend et donne lieu à un choc pression-énergie, qui débarrasse les ouvertures à orifice et les ouver- tures de buse des impuretés. L'air ou le gaz provenant du réservoir 9 peut être fourni par l'intermédiaire d'un agencement exté- rieur à vanne 17,qui peut être commandé manuellement ou automatiquement pour un fonctionnement intermittent. L'augmentation de pression peut avoir lieu périodique- ment ou apériodiquement. Pour la post-combustion du combustible rési- duel dans les gaz de combustion, l'air secondaire né- cessaire peut être fourni par les orifices 10 L'espa- ce fermé 8 est alors sous une certaine surpression par rapport au côté des gaz de combustion (en 15) et est alimenté continuellement en air suivant un dé- bit réglé par un ventilateur ou un compresseur exté- rieur 2 Le ventilateur ou le compresseur 2 peuvent être communs à l'air primaire allant au lit de com- bustion 1 et à l'air secondaire allant au lit de post- combustion 4 Le courant allant aux deux lits est ré- parti par des moyens de commande convenables du cou- rant. L'air secondaire ordinaire arrive ainsi du ventilateur ou compresseur 2 et les chocs de pression peuvent être obtenus depuis le réservoir 9, par l'in- termédiaire de l'agencement à vanne 17 (cf figure 1). En envoyant de l'air secondaire à chaque ouverture à orifice ou à chaque buse 5, 11, l'air est réparti uniformément sur tout le lit et est mé- langé, d'une manière efficace,aux gaz de combustion, ce qui augmente le rendement de combustion dans le lit 4 Ceci peut s'effectuer également dans n'importe quel lit fluidisé subséquent, par exemple dans des lits venant après le lit 4 La référence 18 à la figure 1 désigne des tubes de convection dans lesquels passe de l'eau Le procédé suivant l'invention per- met donc de nettoyer les ouvertures à orifice 5 ou les ouvertures de buse 11. REVENDICATIONS 1 Procédé de nettoyage des ouvertures à orifice et/ou des buses ( 5, 11) de chaudières à eau chaude ou de chaudières à vapeur ( 12) ayant deux ou plusieurs lits fluidisés ( 1, 4) et ayant au moins deux plaques de fond ( 6, 7),dans lequel on envoie au moins dans le lit ( 4) (le lit de post-combustion), au- dessus du lit le plus bas ( 1) (le lit de combustion) de l'air ou du gaz dans l'espace ( 8) compris entre les plaques de fond ( 6, 7), caractérisé en ce qu'il consiste à mettre l'air ou le gaz dans l'espace ( 8) instantanément sous pression, l'air ou le gaz s'écou- lant à vitesse élevée par les orifices ( 10) dans les ouvertures à orifice ( 5) ou dans les ouvertures de buse ( 11), l'air ou le gaz se détendant et donnant lieu à un choc pression-énergie qui enlève les impure- tés des ouvertures à orifice et/ou des ouvertures de buse 2 Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il consiste à alimenter continuelle- ment l'espace ( 8) en air secondaire pour la post-com- bustion dans le lit ( 4), espace à partir duquel l'air s'écoule par les orifices ( 10) vers les ouvertures à orifice ou les ouvertures de buse ( 5, 11),o il est mélangé à des gaz de combustion venant du lit de combustion ( 1). 3 Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il consiste à alimenter complètement ou partiellement en air ou en gaz pour le choc de pression à partir d'un réservoir ( 9), en passant par un agencement extérieur à vanne ( 17),qui est comman- dé manuellement ou automatiquement pour la pressuri- sation et pour un fonctionnement éventuellement inter- mittent. 4 Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à en- -voyer l'air ou le gaz à plusieurs buses ou ouvertures à orifice, réparties sur toute la surface du lit, la quantité envoyée 'à chaque buse ou à chaque ouvertu- re à orifice étant la même, ou étant commandée pour chaque buse ou pour chaque ouverture à orifice ou groupes de buse ou ouvertures à orifice Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à en- voyer de l'air ou du gaz avec augmentation instantanée de pression à deux ou à plusieurs lits fluidisés dis- posés consécutivement au-dessus du lit le plus bas.