Brevet FR2611877A2 — publié le 19880909

FR 2611877 A2 19880909 FR 8702666 A 19870227 Le brevet principal a pour objet un procède de régulation d'une installation de fabrication du ciment en voie sèche comprenant une chambre de précalcination ou' la matière première est au moins partiellement décarbonatée, un four tubulaire rotatif équipé d'un brûleur à son extrémité de sortie du clinker, un échangeur de chaleur olì la matière première est préchauffée au moyen des gaz d'échappement du four rotatif et de la chambre de précalcination et un refroidisseur de clinker, suivant lequel on calcule périodiquement la quantité de chaleur théorique qui doit entre fournie au four en fonction des caractéristiques de la matière première et du combustible, des caractéristiques visées pour le clinker et des paramètres caractérisant la marche de l'installations on calcule une valeur de consigne du débit de combustible fourni au four correspondant a la quantité de chaleur calculée et on modifie progressivement la valeur de consigne actuelle du régulateur de débit de combustible fourni au four pour l'amener a la valeur de consigne calculée. Pour calculer le débit de combustible à fournir au four on a besoin de connaitre le pouvoir calorifique du combustible. Le pouvoir calorifique n'est pas toujors stable et bien connu, en particulier lorsqu'il s'agit de combustibles solides (charbon, lignite, coke de pétrole, etc...), qui sont souvent des mélanges de produits de diverses origines. Le but de la présente invention est d'éliminer cette difficulté et d'améliorer la fiabilité de la régulation. Le perfectionnement objet de l'invention consiste a régler le débit de combustible fourni à la chambre de précalcination pour maintenir le taux de décarbonatation à une valeur imposée, de façon connue en soi, à calculer la quantité de chaleur théorique qui doit entre fournie a la chambre de précalcination en fonction du débit et des caractéristiques de la matière première, du taux de décarbonatation de la matière précalcinée, des caractéristiques visées pour le clinker et des paramètres caractérisant la marche de l'installation, et à calculer le pouvoir calorifique du combustible a partir de la valeur mesurée dudit débit de combustible et de la valeur calculée de ladite quantité de chaleur, le pouvoir calorifique ainsi déterminé étant utilisé pour le calcul de la valeur de consigne du débit de combustible qui doit etre fourni au four. La valeur du pouvoir calorifique est calculée périodiquement, à intervalles de temps rapprochés, et lissée dans le temps pour éliminer les erreurs de mesure et l'influence des perturbations passagères dans la marche de l'installation. Dans le cas où la chambre de précalcination reSoit, en plus d'un combustible solide, un apport d'un combustible liquide ou gazeux dont on connait le pouvoir calorifique avec une précision suffisante, on tiendra compte de la quantité de chaleur fournie par celui-ci pour calculer le pouvoir calorifique du combustible solide. La description qui suit se réfère au dessin oui l'accompagne et dont l'unique figure est le schéma, donné à titre d'exemple, d'une installation de fabrication du clinker de ciment en voie sèche équipée d'un système de régulation permettant la mise en oeuvre de l'invention. Cette installation comprend un échangeur à cyclones 1 à une chambre de précalcination ic > à à laquelle est associé un cyclone 9, un four tubulaire rotatif 12. et un refroidisseur à clinker 14. L'échangeur comprend une première ligne de cyclones 2, 3, 4, 5 qui sont traversés par les gaz d'échappement du four 12 et une seconde ligne de cyclones 1, 6, 7, 8 qui sont traversés par les gaz d'échappement de la chambre 10. La matière première crue, sous forme de farine, est introduite en A et B dans les étages supérieurs des deux lignes de cyclones, chauffée par les gaz d'échappement du four et de la chambre de calcination, puis admise dans cette dernière où elle est partiellement ou presque totalement décarbonatée. La chaleur nécessaire à cette réaction est fournie par la combustion d'un mélange d'un combustible injecté dans la chambre au moyen d'une tuyère (ou ensemble de tuyères) 16 et d'air prélevé sur le refroidisseur 14 et amené à la chambre par un conduit 18. La matière décarbonatée est entrainée hors de la chambre 10 par les gaz d'échappement et transportée dans le cyclone 9 où elle est séparée des gaz pour être introduite dans le four 12 au moyen du tuyau 20. Dans le four, la matière qui se déplace lentement, d'une extrémité à l'autre, en sens inverse des gaz chauds produits par un bruleur 22 est complètement calcinée et clinkérisée. Le clinker produit est refroidi dans le refroidisseur 14 au moyen d'air frais qui est ensuite utilisé au moins partiellement comme air de combustion dans le four et dans la chambre de précalcination. Un régulateur 24 maintient la température des gaz en aval de la chambre de précalcination égale à une valeur de cosigne par action sur le débit de combustible fourni à la chambre Le but de cette régulation est de maintenir à une valeur imposée le taux de décarbonatation de la matière à la sortie de la chambre de précalcination. Le débit du combustible alimentant le bradeur 22 du four est réglé par un régulateur 26 dont la valeur de consigne est donnée par un calculateur 28. Les régulateurs 24 et 26 commandent des appareils de dosage, schématisés par des vannes sur le dessin, qui sont adaptés au type de combustible utilisé. Ils sont associés à des organes 25 et 27, respectivement, donnant au calculateur 28 des informations sur les débits réels de combustible consommés par la chambre de précalcination et par le four.La valeur de consigne du régulateur 26 est calculée périodiquement, à des intervalles de temps très rapprochés par le calculateur 28 selon le procédé du brevet principal. chaque pas de calcul, le calculateur détermine d'abord la quantité de chaleur théorique totale qui doit être fournie à l'installation, par unité de temps, au moyen de la formule: QT = QTO x fl(Wl) x f2(k2) ... x fi (ki) ... x fn(kn) puis la quantité de chaleur qui doit être fournie à la chambre de calcination au moyen de la formule O.P = QP0 x f'1(k1) x f'2(K2) ... x f'i(kei) ...x f'n(Kn) Dans ces formules, Kî, K2, ... Kn, sont des paramètres tels que le débit de matière première ou de clinker, le taux de décarbonatation de la matiere à la sortie de la chambre de précalcination, la teneur visée en chaux libre du clinker, le taux de cendres du combustible, etc. OTu et QP0 sont les quantités de chaleur théoriques correspondant aux valeurs nominales imposées des paramètres 1, 2, ... kn. Elles sont prédéterminées soit à partir d'essais, soit au moyen d'un modèle mathématique et stockées dans un fichier du calculateur. Les relations f1, f2, ... fn, fl, f't, ... f'n, sont préétablies et les valeurs nominales des paramètres Kî, 2, ... Kn sont stockées dans un fichier du calculateur. La quantité de chaleur nécessaire au four, QF, est calculée en faisant la différence de QT et de QP et la valeur obtenue est éventuellement corrigée en fonction de la valeur mesurée d'un paramètre représentatif de la qualité du clinker. A partir de la valeur calculée de QP et de la valeur, donnée par l'organe 25, du débit de combustible effectivement consommé par la chambre de précalcination, le calculateur détermine le pouvoir calorifique du combustible. La valeur ainsi obtenue est ensuite utilisée pour calculer, à partir de QF, la valeur de consigne du régulateur 26. Les changements de valeur de consigne sont effectués progressivement suivant une relation fonction du temps. Lorsque la chambre de précalcination etXou le four sont alimentés à la fois en combustible solide et en combustible gazeux ou liquide, le pouvoir calorifique de ce dernier étant connu avec une précision suffisante, le calculateur tient compte des quantités de chaleur fournies par le combustible liquide ou gazeux pour déterminer, d'une part, le pouvoir calorifique du combustible solide, à partir du ou des débits mesuré(s) de combustible(s) au précalcinateur et des besoins thermiques de celui-ci, d'autre part, le débit de combustible solide au four, à partir du pouvoir calorifique déterminé pour ce combustible, des besoins thermiques du four et, éventuellement du débit de combustible liquide ou gazeux introduit au four. REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication 1 du brevet principal pour la régulation d'une installation de fabrication du ciment en voie sèche avec précalcination consistant à régler le débit de combustible fourni à la chambre de précalcination (10) pour maintenir le taux de décarbonatation de la matière à sa sortie de ladite chambre égale à une valeur imposée, à calculer la quantité de chaleur théorique (QP) qui doit être fournie à la chambre de précalcination en fonction du débit et des caractéristiques de la matière première, du taux de décarbonatation de la matière précalcinée, des caractéristiques visées pour le clinker et des paramètres caractérisant la marche de l'installation, et à calculer le pouvoir calorifique du combustible à partir de la valeur mesurée du débit dudit combustible et de la valeur calculée de ladite quantité de chaleur, le pouvoir calorifique ainsi déterminé étant utilisé pour le calcul de la valeur de consigne du débit de combustible qui doit être fourni au four