Brevet FR2837263A1 — publié le 20030919

cones dans la direction de la face arriere de la plaque. i Procede de mise en ceuvre d'une chaudiere de recuperation de chaleur La presente invention concerne les proced,es de mise en ceuvre de chaudieres de recuperation de chaleur apses a realiser une combustion d'au moins un combustible avec un flux d'entree constitue d'un flux de gaz chauds etlou d' un flux d 'air, en particulier dans des unites de cogeneration d'electricite et de chaleur, typiquement sous forme de vapeur d'eau. Plus specifiquement, la presente invention a pour objet de proposer un procede perfectionne permettant une souplesse accrue d'utilisation de la chaudiere et d'en augmenter le rendement thermique notamment en cas de decouplage temporaire ou prolonge de la production de chaleur et de la production electrique. Pour ce faire, selon une caracteristique du procede selon ['invention, on recycle dans le flux d'air entre 45 et 80% en volume, avantageusement entre 50% et 65%, typiquement entre 55 et 65% du flux de fumees produites par la chaudiere. Selon ['invention, la recirculation importante des fumees en mode de fonctionnement a a l'air>> permet de firer partie de la chaleur residuelle contenue dans les fumees et de creer un de produits de combustion circulant dans la chaudiere, ce ballast augmentant la vitesse des fumees et ameliorant les coefficients d'echange, rendant ainsi possible le fonctionnement a falble debit d'air avec un rendement thermique tout a fait satisfaisant, superieur a 90% et pouvant depasser 92%. De plus, avec le procede selon ['invention, la chaudiere de recuperation peut etre utilisee en mode > non seulement temporairement, mais en mode permanent avec un rendement optimal, en gardant la possibilite d'adjoindre-par la suite un moteur ou un groupe turbine a gaz d'entranement de generatrice et fournissant les gaz chauds sans necessiter de modifications du groupe de combustion de la chaudiere. D'autres caracteristiques et avantages de ['invention ressortiront de la description suivante d' un mode de real isation, donnee a titre il lustratif mais nullement 'imitatif, faite en relation avec 'e dessin annexe qui represen. e de fa,con schematique une installation de cogeneration pour la mise en osuvre de ['invention. Sur la figure unique, on reconna'^t une chaudiere de recuperation de chaleur 1, comprenant une partie amont incorporant un systeme de combustion 2 (non represente en detail) et une partie aval avec une cheminee 3 pour ['evacuation du flux de fumees 4 produites lors de la mise en cauvre de la chaudiere. La chaudiere comporte avantageusement plusieurs echangeurs, principalement convectifs, faisant partie d'au moins un circuit de fluide caloporteur 5 produisant en sortie au moins un fluide de travail chaud, typiquement de la vapeur d'eau. Le systeme de combustion 2 est alimente par au moins un circuit 6 d'au moins un combustible, typiquement du gaz naturel ou du gaz de synthese, et par un circuit 7 de gaz comburant. En fonctionnement en mode de cogeneration, le flux de gaz comburant adresse a la conduite 7 est constitue par le flux de gaz d'echappement d'un moteur, typiquement un groupe turbine a gaz 8, entranant une generatrice 9 et ayant sa propre alimentation 10 en combustible, typiquement egalement du gaz naturel ou de synthese. Un jeu de vannes ou de registres 11 permet d'isoler le conduit d'entree 7 de la sortie du moteur 8, dont les gaz d'echappement peuvent etre derives vers une cheminee cite de bi-passe 12. Selon un aspect de ['invention, dans la conduite 7, debouchent, en aval du jeu de vannes 11, une conduite 13 d'amenee d'air frais legerement comprime par une soufflante 14 et une conduite 15 de recyclage des fumees 4 s'echappant de la cheminee 3 ou prelevees en amont des economiseurs dans la chaudiere et legerement comprimees par une soufflante 16. La conduite 15 peut eventuellement deboucher dans la conduite 13. De la description qui precede, on comprendra que le fonctionnement de ['installation est le suivant: En mode de cogeneration, la quasi totalite des gaz d'echappement du groupe turbine a gaz 8 est adressee a la chaudiere 1 ou ces gaz d'echappement, contenant encore entre 9 et 16% d'oxygene, vent brules en post-combustion aveo,e combustible 6, les,umees 4 etant'Lota,ement evacuees. Lorsque la fourniture de vapeur dans le circuit 5 est requise, meme si le groupe turbine a gaz 8 n'est pas en fonctionnement ou tourne au ralenti, le systeme de combustion de la chaudiere 1 est alimente en air frais par la conduite 13 et, via la conduite 15, par un flux de fumees plus ou moins important selon la puissance calorique demandee. Comme explicite plus haut, avec le procede selon ['invention, la chaudiere 1 peut fonctionner de fa,con autonome en mode >, avec un bon rendement, pendant une longue periode de temps, sans etre associee au moteur a combustion 8, le flux d'entree etant exclusivement constitue du melange d'air amene par la conduite 13 et du flux de fumees recyclees amene par la conduite 15. En effet, la demanderesse a constate qu'avec un taux de 45% de recirculation des fumees, le rendement de la chaudiere 1 en mode compatibles avec les differents modes d'utilisation. Quoique ['invention ait ete decrite en relation avec des modes de realisation particuliers, elle est susceptible de modifications et de variantes qui appara^'tront a l'homme de metier dans le cadre des revendications ciapres. À 2837263 REVENDICATIONS 1. Procede de mise en cauvre d'une chaudiere de recuperation de chaleur apte a realiser une combustion d'au moins un combustible avec un flux d'entree constitue d'un flux de gaz chauds eVou d'un flux d'air, dans lequel on recycle dans le flux d'air entre 45 et 80% du flux de fumees produites par la chaudiere. 2. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que l'on recycle dans le flux d'air entre 50 et 65% du flux de fumees. 3. Procede selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que l'on comprime le flux de fumees recycle. 4. Procede selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que les gaz chauds comprennent des gaz d'echappement d'un moteur a combustion entranant une generatrice. 5. Procede selon la revendication 4, pour la generation sequencee ou simuitanee d'un fluide chaud de travail et d'electricite.