Dispositif d'alimentation en air d'un foyer de chaudière fonctionnant normalement au gaz naturel pour marche de secours au mazout

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif d'alimentation des brûleurs d'un foyer de chaudière fonctionnant au gaz naturel avec des ventilateurs d'envoi d'air aux brûleurs pour fonctionnement temporaire avec un combustible de secours constitué par du mazout.

[0002] De tels dispositifs permettent, lors de l'utilisation en combustible de secours, de maintenir en fonctionnement une chaudière pour la production de vapeur, aux prix d'une certaine réduction de la plage de fonctionnement optimal.

[0003] Le document FR-A 1 188 972 décrit une chaudière comportant des brûleurs à gaz principaux, des brûleurs à mazout ou à charbon pulvérisé et des brûleurs à gaz auxiliaires, pour chauffe isolée ou simultanée au mazout ou charbon et/ou au gaz. On y compense l'excès de gaz de combustion lors du chauffage au gaz seul à l'aide d'un échangeur de réchauffage du gaz combustible par de la vapeur surchauffée.

[0004] Le document DE-B 1 230 512 porte sur un brûleur à deux alimentations différentes en gaz ou mazout, à chacune desquelles est associée une alimentation en gaz comburant. Chacune des alimentations peut fonctionner seule.

[0005] Aucun de ces documents ne concerne exactement le problème de la substitution totale dans des brûleurs d'un foyer de chaudière du mazout à du gaz naturel, en cas de panne de l'alimentation en gaz naturel. On a déjà proposé pour un fonctionnement temporaire au mazout d'un foyer de chaudière conçu pour une marche normale au gaz naturel d'utiliser des ventilateurs conçus pour refouler l'air sous une pression plus élevée que celle nécessitée par la marche normale au gaz naturel, et correspondant à la pression requise pour une marche au mazout, et de leur adjoindre des ventilateurs d'appoint et des circuits de recyclage des fumées vers le foyer par ces ventilateurs d'appoint. Ceci nécessite toutefois un surdimensionnement des ventilateurs principaux et l'installation et l'entretien d'au moins des ventilateurs d'appoint et de gaines de recyclage calorifugées, et la puissance consommée en marche de secours par les ventilateurs principaux et les ventilateurs d'appoint est très notablement majorée par rapport à celle consommée en fonctionnement normal. L'installation de tels auxiliaires est donc coûteuse en investissements et en énergie. Par ailleurs, le fonctionnement du foyer est modifié, le mazout procurant une température de flamme plus faible que le gaz naturel, de sorte que la température des gaz de combustion au niveau des surchauffeurs et resurchauffeurs de la chaudière est abaissée et entraîne un rendement d'échange de chaleur moins favorable.

[0006] La présente invention a pour but de procurer un dispositif d'alimentation pour fonctionnement temporaire au mazout qui ne nécessite ni un surdimensionnement des ventilateurs d'air principaux ni l'installation de circuit de recyclage de fumées, et réduise à un minimum l'investissement et la consommation d'énergie supplémentaire correspondant à la possibilité de fonctionnement en marche de secours.

[0007] Ce but est résolu par la revendication 1.

[0008] Il comporte en outre de préférence des brûleurs inclinables. On choisit de préférence des ventilateurs principaux de débit maximal égal à celui nécessaire pour le fonctionnement à charge maximale au gaz naturel, et le débit maximal du ventilateur d'appoint correspond au supplément d'air nécessaire pour le fonctionnement à charge maximale au mazout.

[0009] Le refoulement du ventilateur d'appoint est avantageusement relié à l'un et l'autre de ceux des ventilateurs principaux, de manière à réduire la chute de puissance de chauffe en cas de panne de l'un de ces derniers lors du fonctionnement au gaz naturel.

[0010] Les brûleurs inclinables permettent de déplacer vers le haut les zones de température de flamme par rapport à celles qui s'établiraient normalement en fonctionnement au mazout avec des brûleurs fixes, ce qui permet de régler la température des gaz de combustion au niveau des surchauffeurs et resurchauffeurs de la chaudière.

[0011] Compte tenu du débit supplémentaire d'air nécessaire pour la marche au mazout, il suffit d'un seul ventilateur supplémentaire, au lieu des deux autres ventilateurs qui seraient nécessaires pour le recyclage des fumées. Par ailleurs, les gaines de refoulement de l'air du ventilateur supplémentaire sont des gaines non calorifugées ordinaires, au lieu des gaines calorifugées qui seraient nécessitées par le recyclage des fumées.

[0012] Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence à la figure schématique du dessin annexé, un dispositif d'alimentation en air pour marche de secours au mazout d'un foyer de chaudière à gaz naturel, selon l'invention.

[0013] Le foyer de la chaudière 1 est alimenté dans ses angles en combustible et air comburant par des séries de brûleurs superposés, représentées en flèches 2, 3, 4, 5. L'air comburant est refoulé par les ventilateurs centrifuges 6, 7 vers les échangeurs- récupérateurs 8, 9, où il se réchauffe au contact d'un matériau préalablement réchauffé par les fu-' mées résultant de la combustion dans le foyer. L'air réchauffé se rend alors par les conduits calorifugés 10 et 12 d'une part, 11 et 13 d'autre part, aux séries de brûleurs 2 et 3 d'une part, 4 et 5 d'autre part, où il assure en marche normale la combustion de gaz naturel, arrivant par des conduits non représentés.

[0014] Ces brûleurs sont inclinables, de façon à permettre de compenser par une inclinaison vers le haut une partie de la diminution de la température des gaz de combustion au niveau des surchauffeurs et resurchauffeurs de la chaudière résultant de la substitution du mazout au gaz naturel.

[0015] Les fumées évacuées du foyer et des échangeurs de surchauffe et resurchauffe, sont renvoyées par les conduits 14 et 15 vers les échangeurs-récupérateurs 8 et 9, où elles cèdent une partie de leur chaleur sensible, puis passent par les conduits 16 et 17 à la cheminée 18.

[0016] En marche de secours au mazout, l'on met en fonctionnement le ventilateur centrifuge d'appoint 19. Celui- ci refoule l'air froid supplémentaire nécessaire pour la combustion du mazout, d'une part par le conduit 20 dans le conduit 12, d'autre part par le conduit 21 dans le conduit 13.

[0017] Les ventilateurs principaux 6 et 7 sont dimensionnés pour fournir chacun 50 % du débit correspondant au fonctionnement nominal de la chaudière à pleine puissance.

[0018] Le ventilateur d'appoint est dimensionné pour fournir par exemple environ 20 % du débit correspondant au fonctionnement nominal. En cas de panne de l'un des ventilateurs principaux au cours du fonctionnement normal au gaz naturel, on peut ainsi assurer une marche à 70 % de la puissance maximale. Dans une installation prévue pour assurer la marche de secours par recyclage des fumées, il aurait fallu surdimensionner chacun des ventilateurs principaux, ce qui correspondait à permettre à chacun d'eux d'assurer 60 % environ du débit correspondant au fonctionnement nominal, et la puissance atteinte en cas de panne de l'un d'eux n'aurait donc été que de 60 % de la puissance nominale.

Revendications

1. Dispositif d'alimentation des brûleurs (2, 3, 4, 5) d'un foyer de chaudière (1) fonctionnant au gaz naturel avec des ventilateurs (6, 7) d'envoi d'air aux brûleurs pour fonctionnement temporaire avec un combustible de secours constitué par du mazout, le dispositif comportant des échangeurs-récupérateurs (8, 9) réchauffant l'air refoulé par les ventilateurs (6, 7), pendant que les fumées évacuées du foyer (1) sont renvoyées gardes conduits (14, 15) vers lesdits échangeurs (8, 9) où elles cèdent une partie de leur chaleur sensible, puis passent par des conduits (16, 17) à une cheminée (18), et en outre un ventilateur d'appoint (19) refoulant vers le foyer un supplément d'air pour le fonctionnement au mazout.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les brûleurs sont inclinables.

3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le débit maximal des ventilateurs principaux (6, 7) est égal à celui nécessaire pour le fonctionnement à charge maximale au gaz naturel, et en ce que le débit maximal du ventilateur d'appoint (19) correspond au supplément d'air nécessaire pour le fonctionnement à charge maximale au mazout.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le refoulement du ventilateur d'appoint (19) est relié (20, 21) à l'un et l'autre de ceux des ventilateurs principaux (6, 7) de manière à réduire la chute de puissance en cas de panne de l'un de ces derniers lors du fonctionnement au gaz naturel.

Ansprüche

1. Speisevorrichtung für die Brenner (2, 3, 4, 5) eines mit Erdgas arbeitenden Heizkessels (1), mit Ventilatoren (6, 7) zur Versorgung der Brenner mit Luft während des zeitweiligen Betriebs mit einem Hilfsbrennstoff, der aus Heizöl besteht, wobei die Vorrichtung Wärmetauscher-Rekuperatoren (8, 9) aufweist, welche die von den Ventilatoren (6, 7) geförderte Luft aufwärmen, während gleichzeitig die aus der Brennkammer (1) abgezogenen Rauchgase durch Rohrleitungen (14, 15) zu den Wärmetauschern (8, 9) zurückgeführt werden, wo sie einen Teil ihrer nutzbaren Wärme abgeben und dann durch Rohrleitungen (16, 17) zum Schornstein (18) gelangen, und wobei die Vorrichtung weiter einen Zusatzventilator (19) besitzt, der für den Heizölbetrieb eine Zusatzmenge an Luft zur Brennkammer fördert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner schwenkbar sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Durchsatz der Hauptventilatoren (6, 7) demjenigen für Erdgasbetrieb bei Vollast entspricht, und daß der maximale Durchsatz des Zusatzventilators (19) der für den Heizölbetrieb bei Vollast erforderlichen zusätzlichen Luftmenge entspricht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderaustritt des Zusatzventilators (19) über Leitungen (20, 21) mit beiden Hauptventilatoren (6, 7) verbunden ist, derart, daß der Leistungsabfall bei Ausfall eines der Ventilatoren während des Erdgasbetriebes verringert wird.

Claims

1. A supply device for the burners (2, 3, 4, 5) of a boiler furnace (1) designed for operation with natural gas and using blowers (6, 7) for delivering air to the burners, the burners being conceived to temporarily operate with an emergency fuel consisting of fuel oil, the device including recuperator exchangers (8, 9) adapted to reheat the air delivered by the blowers (6, 7), while at the same time the flue gas evacuated from the furnace (1) is conveyed to said exchangers (8, 9) via ducts (14, 15), where they yield part of their sensible heat, then pass through ducts (16, 17) to a stack (18), and including an auxiliary blower (19) used to deliver a supplemental amount of air required for fuel oil operation.

2. A device according to claim 1, characterized in that the burners are tiltable burners.

3. A device according to claim 1 or 2, characterized in that the maximum throughput of the main blowers (6, 7) is equal to the throughput required for natural-gas operation at maximum load, and in that the maximum throughput of the auxiliary blower (19) corresponds to the amount of supplemental air required for fuel-oil operation of the furnace at maximum load.

4. A device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the discharge outlet of the auxiliary blower (19) is coupled (20, 21) with both discharge outlets of the main blower (6, 7) so as to reduce the power drop in the event of failure of one of said blowers during natural-gas operation.

Dessins