50 L A H O U I L L E B L A N C H E
HOUILLE NOIRE
L'Utilisation rationnelle de la Vapeur d'Echappement
P a r E m i l e H u e , Ingénieur-Conseil (SUITE ET FIN)
Valve Triple Franco Tosi
L a v a l v e triple F r a n c o Tosi, consiste e n u n corps u n i q u e , sur lequel sont réunies : la v a l v e d e sécurité, la valve d'admission d e v a p e u r vive et u n clapet. L e m o u v e m e n t d e s d e u x premières valves est o b t e n u a u m o y e n d'un s e r v o - m o t e u r à v a p e u r .
L a construction est telle q u e l'on évite l'ouverture d e la v a l v e d e sécurité a v a n t la fermeture c o m p l è t e d e la valve d'ad- mission d e v a p e u r supplémentaire.
se fait a u m o y e n d'une vis qui b a n d e plus o u m o i n s ce ressort.
U n m a n o m è t r e , m o n t é sur l'appareil, indique, d'autre part, la valeur d e la pression r é g n a n t d a n s la conduite.
L e s d e u x pistons a y a n t u n m ô m e diamètre, la pression d e la v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t n'a a u c u n e influence sur leur position qui n e d é p e n d q u e des ressorts, o u plus e x a c t e m e n t , n e d é p e n d q u e d u ressort le plus fort qui est réglable.
L e piston supérieur, e n m o n t a n t , d é c o u v r e u n e ouverture é c h a p p a n t à l'air libre.
D a n s ces conditions, si la pression d e la v a p e u r d'échappe- m e n t reste constante, le double-piston restera e n équilibre ; m a i s , si cette pression vient à a u g m e n t e r , le ressort antagoniste v a fléchir, et le double-piston m o n t e r a , le d é g a g e m e n t d e l'ou- verture d'évacuation q u i e n résulte p e r m e t t r a le d é g a g e m e n t à l'extérieur d e la v a p e u r e n excès.
Vapeur d échappement
Fig. 4.
Purge et Manomètre
Régulateur de pression système E c k a r d t .
Fig. 3. — Valve triple type « Tosi ».
1. Valve de retenue et de fermeture ; 2. Valve auxiliaire ; 3. Valve de sécurité ; 5. Vapeur vive ; 6. Echappement à l'atmosphère ; 7. Arrivée de vapeur d'échappe- ment ; S. Vers les appareils de chauffage.
L e réglage est tel q u e la variation m a x i m u m d e la pression d e la v a p e u r a u chauffage, d u m o m e n t o ù la valve d'admission d e v a p e u r d'appoint est c o m p l è t e m e n t ouverte jusqu'au m o m e n t o ù l'ouverture d e la valve d e sécurité sera c o m p l è t e , cette varia- tion n e sera p a s , n o r m a l e m e n t , supérieure à 3 0 0 g r a m m e s , environ.
Régulateur de pression Eckardt
C e t appareil c o m p o r t e u n piston d o u b l e , disposé clans u n lo- g e m e n t perpendiculaire à la conduite d e v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t .
S o u s la face inférieure d u piston inférieur, agit u n ressort faible q u i n'a d'autre b u t q u e maintenir e n suspension, le piston double. U n d e u x i è m e ressort, plus fort, agit sur la face supérieure d u piston supérieur. L e réglage d e la pression d ' é c h a p p e m e n t
Si, a u contraire, la pression d e la v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t baisse, le ressort antagoniste p o u s s e vers le b a s le double-piston et c'est alors, q u e l'admission d e v a p e u r vive p e u t être effectuée.
L e dispositif d'admission d e v a p e u r vive c o m p o r t e u n clapet équilibré m a n œ u v r é a u m o y e n d'un levier, placé d a n s la con- duite d e v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t et c o m m a n d é à s o n autre extré- m i t é , p a r la face inférieure d u piston supérieur d u précédent dispositif. L a descente d u double-piston entraîne le levier qui»
articulé e n u n point intermédiaire, lèvera, p a r s o n autre extré- m i t é , le clapet d'admission d e v a p e u r vive.
Appareils analogues
B a s é s sur u n principe identique, certains régulateurs em- ployés p a r d e s constructeurs d e m a c h i n e s a v a p e u r , possèdent a u x lieu et place des ressorts, u n o u plusieurs contre-poids avec levier. L a position d u contre-poids réglant la pression agissani sur la s o u p a p e .
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1925011
Soupape d'Admission automatique E . H u e
Cette s o u p a p e , utilisable d a n s d'autres cas et, e n particulier' d a n s les installations c o m p r e n a n t des a c c u m u l a t e u r s thermiques, est constituée essentiellement p a r u n clapet équilibré, solidaire d'un piston d o n t les m o u v e m e n t s sont assujettis à l'action d'un levier à contre-poids et à l'action d e la v a p e u r , d a n s la conduite, a u m o y e n d'un t u b e d'équilibre.
T o u t e variation d e la pression d e v a p e u r agit i m m é d i a t e m e n t sur l'appareil, d o n c sur la v a l v e d'admission.
Cet appareil très sensible p e u t encore servir, avec u n e légère modification, d e d é t e n d e u r précis.
L a « s o u p a p e d e d é c h a r g e » d e la v a p e u r e n excès, e n cas d'élévation d e pression, est solidaire d e la s o u p a p e d'admission a u t o m a t i q u e , o u p e u t encore être placée e n u n point quelconque»
elle est a n a l o g u e à la précédente. D e s d a s h p o t s sont prévus, q u a n d c'est nécessaire, afin d'amortir les oscillations qui, par- fois, se p e u v e n t produire.
Installations avec prises de Vapeur intermédiaire
L e s installations a v e c prise d e v a p e u r intermédiaire c o m p r e n - nent, soit d e s m a c h i n e s à v a p e u r c o m p o u n d d o u b l e o u triple expansion, et les turbines à prise d e v a p e u r intermédiaire et condensation et les turbines à contre pression, prise d e v a p e u r intermédiaire.
N o u s a v o n s décrit, plus h a u t , l'installation d e d e u x m a c h i n e s jumelées m a r c h a n t , l'une à condensation, l'autre à contre-pres- sion, j'ajouterais s e u l e m e n t q u e la m a c h i n e à contre-pression est e l l e - m ê m e m u n i e d'un régulateur paresseux qui a p o u r b u t u n i q u e d ' e m p ê c h e r l'emballement d u g r o u p e .
Fig. 5. — Régulateur de pression s y s t è m e Dujardin et Ci e.
L e régulateur d e pression, d a n s u n e m a c h i n e à double-expan- sion (cas particulier d u c o u p l a g e d e d e u x m a c h i n e s , voir fig. 4) se place sur la prise a u receiver.
L e s régulateurs q u e n o u s a v o n s v u s a u précédent chapitre p e u v e n t fort bien servir clans le cas présent. V o y o n s , à titre d'exemple, le dispositif a d o p t é p a r la firme D u j a r d i n et Ci e.
C o m m e le m o n t r e la figure ci-dessus, le régulateur D u j a r d i n et CI e se c o m p o s e d'un cylindre vertical, d a n s lequel se m e u t u n
piston m u n i d'une tige traversant u n presse-êtoupe à laby- rinthe.
L a face inférieure d e ce piston est e n relation a v e c le receiver et la face supérieure a v e c le condenseur.
L e piston est équilibré p a r u n ressort d o n t la tension est ré- glable e n m a r c h e , a u m o y e n d'un volant disposé à la partie supérieure d e l'appareil.
L a tige d u piston attaque u n levier d'équerre articulé q u i c o m m a n d e , p a r u n e biellette (de longueur réglable) et u n levier, l'arbre horizontal q u i porte les galets d e déclic d e s pistons- valves d'admission d u cylindre basse-pression.
L e s m o u v e m e n t s d u piston seront d o n c t r a n s m i s à cet arbre, d o n t les d é p l a c e m e n t s sont régularisés p a r u n frein à huile q u i atténue les petits m o u v e m e n t s d u s , d'une part, a u x fluctua- tions d e pression d a n s le receiver, produites à c h a q u e é c h a p p e - m e n t d u petit cylindre, et, d'autre part, a u x réactions d e s déclics sur les galets d e réglage.
Si la quantité d e v a p e u r prise p o u r les chauffages varie, le régulateur entrera e n fonction p o u r e n v o y e r a u g r a n d cylindre plus o u m o i n s d e v a p e u r , d e m a n i è r e q u e la pression reste cons- tante a u receiver et a u x appareils d e chauffage.
Si, la charge d u m o t e u r restant la m ê m e , la variation se pro- duisait d a n s la c o n s o m m a t i o n d e v a p e u r d e chauffage, le régu- lateur agira c o m m e p r é c é d e m m e n t , sur l'admission a u g r a n d cylindre.
C e s variations d e prise d e v a p e u r , jointes a u x variations d e charge, sont parées d u côté f o n c t i o n n e m e n t d e la m a c h i n e , p a r l'action d u régulateur à force centrifuge qui agit sur l'admis- sion a u petit cylindre, d e façon à c o m p e n s e r à chaque-instant, l'action d u régulateur d e pression d u receiver.
L a pression d e v a p e u r a u receiver se modifie a i s é m e n t p a r la tension d u ressort. U n robinet p e r m e t d e passer d e la m a r c h e à p r é l è v e m e n t à la m a r c h e e n c o m p o u n d .
Turbine à prise de vapeur système B r o w n Bovery (Compagnie Electro-mécanique)
N o u s a v o n s v u la solution d u p r o b l è m e , d a n s le cas d'une turbine à contre-pression, n o u s allons e x a m i n e r les particularités d e la turbine à prise d e v a p e u r intermédiaire.
L e s c h é m a indique q u e la v a p e u r vive est conduite a u x tuyères, p a r la s o u p a p e d e distribution. A p r è s avoir traversé la r o u e à action, la v a p e u r pénètre d a n s la c h a m b r e d e prise d e v a p e u r , d'où est dérivée la quantité nécessaire a u x chauffages. L'excé- d e n t d e v a p e u r sur les chauffages traverse u n e d e u x i è m e sou- p a p e d e prise d e v a p e u r et est a m e n é e a u x étages à basse pres- sion d e la turbine.
P o u r maintenir la constance d e pression d e la v a p e u r d e chauffage, les servo-moteurs sont m i s sous la d é p e n d a n c e d e la pression d'huile, servant a u réglage d e la distribution. Cette huile, refoulée sous pression p a r u n e p o m p e à engrenages, se divise e n d e u x courants qui sont dirigés, l'un vers le régulateur d e vitesse (dont le m a n c h o n règle la pression d'huile e n o b t u r a n t plus o u m o i n s u n e lumière d ' é c h a p p e m e n t ) ; l'autre vers les cylindres des servo-moteurs et l'orifice d ' é c h a p p e m e n t placé e n aval d u dernier.
E n t r e les d e u x servo-moteurs, est intercalé u n obturateur d'huile c o m m a n d é p a r le régulateur d e pression.
L'obturateur d'huile ci-dessus divise le réglage e n d e u x par- ties : 1° celui d e la « h a u t e pression », c o m p r e n a n t le régulateur d e vitesse, u n p r e m i e r s e r v o - m o t e u r (celui d e la s o u p a p e d e dis- tribution et les s o u p a p e s d e tuyères) ;
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LA HOUILLE BLANCHE
2 $ Celui d e la « basse pression « a v e c le régulateur d e presr sian 'd'huile et le s e r v o - m o t c u r d e la s o u p a p e d e réglage de- la prise d e v a p e u r .
P o u r expliquer le fonctionnement» n o u s considérons d'abord q u e la pression de la vapeur de chauffage esl constante.
fie? 6. T u r b i n e à prise d e v a p e u r avec détendeur à HUILE S O U S
pression.
A Soupape de distribution, — B Soupape de réglage de la prise de vapeur. —•
C Soupape de détendeur. — D Servo-moteur du détendeur. — K Clapet de retenue, — F 3a commande. — Q Vannes d'isolement. — H Régulateur de pression. — J Pointeau de réglage. — K Soupape de sûreté. — L Aspiration d'huile. — M Amenée d'huile sous pression de détendeur. —- N Retour d'huile du détendeur. — O Evacuation des fuites d'huile. P Amenée de vapeur au rçj*ulateur de pression. — Q Collecteur des flûtes.
L a position d u régulateur d'huile et le régulateur d e vitesse agissant seul, a u g m e n t e o u d i m i n u e la pression d e l'huile, e n faisant varier l'orifice d ' é c o u l e m e n t correspondant. Cette v a - riation d e pression se transmettra a u dispositif d e réglage « h a u t e
pression » et a u dispositif a basse pression ». P a r suite, u n e variation d e la pression d'huile, p r o v o q u é e p a r le régulateur d e vitesse, sera transmise p o u r actionner la s o u p a p e d e distribu- tion et la s o u p a p e d e prise d e v a p e u r d a n s le m ê m e seps.
Si la charge d e la turbine d e m e u r e constante et q u e , seule, la quantité d e v a p e u r d e chauffage varie, à toute a u g m e n t a t i o n d e pression d e celle-ci, l'obturateur d'huile v a s'ouvrir, ce q u i entraîne une d i m i n u t i o n d e pression d'huile d u côté h a u t e pres- sion et u n e a u g m e n t a t i o n d e pression d'huile d u côté basse pression.
Il e n résulte la f e r m e t u r e d e la s o u p a p e d'admission d e . v a p e u r vive à la turbine et l'ouverture de la s o u p a p e d'admis- sion a u x étages basse pression.
N o u s r e m a r q u o n s , d'ores et déjà, q u e toute variation d e charge d e la turbine est c o m p e n s é e p a r l'action d u régulateur d e vitesse et q u e toute variation d e pression est réglée p a r le régulateur d e pression q u i n'intervient q u e p o u r c o m p e n s e r d e petites variations d e la charge et n e devrait m ê m e p a s inter- venir. Cette façon de procéder a l'avantage d e s u p p r i m e r toute répercussion d'un réglage, sur l'autre o u , d u m o i n s , d e réduire au m i n i m u m cette répercussion.
N o t o n s , e n passant, q u e la sensibilité d u réglage est telle q u e la variation d e vitesse entre la m a r c h e à vide et la m a r c h e à pleine charge est d e 4 % ,
L e s variations d e pression entre les limites e x t r ê m e s , débit m i n i m u m et débit m a x i m u m d e v a p e u r d e chauffage, sont d e 4 0 0 g r a m m e s p a r centimètre carré.
O n p e u t enfin disposer, toujours p o u r fonctionner sous près*- sion d'huile, u n d é t e n d e u r q u i déversera, a u besoin, d e la v a p e u r d é t e n d u e d a n s la conduite d e chauffage. O n m u n i t aussi celle-ci d'une s o u p a p e d e sûreté, p o u r é v a c u e r l'excès d e v a p e u r , e n cas d'élévation exagérée d e la pression a u chauffage.
C o m m e o n a p u le constater, d a n s le cours d e ces notes, l'ac- tion d ' u n régulateur d e vitesse, d a n s c e g e n r e d'installations, n'a d'autre b u t q u e d e fixer la quantité d e v a p e u r nécessaire, afin q u e , le régulateur d e pression agissant d e s o n côté, la s o m m e
Fig- Distribution h huile sous pression d'une turbine à prise d e v a p e u r .
sou&pïW?e£%o&\^p^ S o ^ P e d e TêfrQto^ prise de v o p e , ^ - . I) Piston du servo-moieur de in à huife à e n g r e i a ^ r - " K R^fftoSTdS pmstoS tfh^te d e l a ^ u ™ ™ r ^ W 1' ?e r h uîl e- 1 7
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Douille de relate — H f Régulateur ' de vitesse.»— J P o m p e Ce pression.- N Conduite de p W deU u r - ^ t t t t e ^
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dUSKSïï?d e travail c o r r e s p o n d a n t à la charge d e la turbine, à c h a q u e instant, soit o b t e n u e p a r la v a p e u r m o t r i c e (c'est-à-dire celle qui se d é t e n d jusqu'à la pression d u c o n d e n s e u r ) et la v a p e u r de chauffage ( d é t e n d u e jusqu'à la pression requise a u réseau d e chauffage). Cette pression d e m e u r a n t constante.
Les Machines à vitesse variable pour l'entraînement des Machines à papier
Q u o i q u e ce m o n t a g e t e n d e à disparaître d a n s certaines grandes installations m o d e r n e s , il est des cas o ù il a d o n n é d'excellents résultats.
C e m o n t a g e spécial c o m p o r t e l'accouplement direct d e la m a c h i n e à v a p e u r , a v e c la m a c h i n e à papier, l ' é c h a p p e m e n t se faisant d a n s le séchcrie d e cette dernière.
L a m a c h i n e est m u n i e d'un régulateur d u t y p e centrifuge, mais, tandis q u e d a n s les autres m a c h i n e s , la démultiplication est o b t e n u e p a r u n train d'engrenages coniques (cette d é m u l - tiplication est fonction d e la vitesse d e la m a c h i n e , ces dernières, d a n s le cas q u i n o u s o c c u p e , sont d u t y p e vertical â g r a n d e vitesse, 3 5 0 à 4 5 0 tours/minute), cette démultiplication est o b t e n u e d a n s l'installation e n question, p a r u n réducteur à friction constitué p a r u n disque calé sur l'arbre d e la m a c h i n e , entraînant u n galet à a x e vertical, d o n t la position, p a r rapport à T a x e d e l'arbre d e la m a c h i n e , p e u t être c h a n g é a u m o y e n d'une vis sans fin, irréversible et m a n œ u v r a b l e p a r volant p e n d a n t la m a r c h e .
Plus le galet sera près d e l'axe d e rotation, plus g r a n d e doit être la vitesse d e rotation d e la m a c h i n e , p o u r m a i n t e n i r a u x boules d u régulateur la m ê m e vitesse angulaire»
Il est à r e m a r q u e r q u e ce dispositif, e n u s a g e c o u r a n t d a n s les machines-outils, n'avait p a s été appliqué a u x m a c h i n e s à v a p e u r et, d a n s ce dernier cas, il a d o n n é d'excellents résultats.
N o n s e u l e m e n t , il est d e réalisation simple, m a i s il p e r m e t , à Tinverse des dispositifs d e réglage p a r cônes inverses, d e régler la vitesse d e la m a c h i n e d a n s d e s limites très étendues, sans a u c u n aléa, ni risque d e variation b r u s q u e d e vitesse, puis- q u ' a u c u n e courroie n'intervient p o u r assurer la liaison entre les appareils d e démultiplication.
E t , c o m m e rien n e s'oppose à utiliser cette c o m b i n a i s o n avec les différentes applications courantes d e la m a c h i n e à v a p e u r , l'étude d e certains cas particuliers p e u t trouver, d a n s ce sens, u n e solution digne d'intérêt.
Aéro-Condenseurs et Aéro-Condensêurs mixtes
L e s cartonnerics et les fabriques d e papier c o u c h é qui utilisent l'air c h a u d p o u r le service d e leurs séchoirs, sècheries, font, le plus s o u v e n t , é c h a p p e r leur m a c h i n e à v a p e u r d a n s des aéro- condenseurs constitués p a r d e s p l a q u e s spéciales g r o u p é e s e n batterie, o u bien des t u y a u x à ailettes e n fonte.
L e prix, le poids et l ' e n c o m b r e m e n t , ajoutés a u x i n n o m b r a - bles joints, font d e s aéro-condenseurs usuels, d e s appareils p e u intéressants.
C e p e n d a n t , c o m m e il faut d e l'air c h a u d , ces engins parais- sent indiqués d a n s la plupart des cas, p u i s q u e cet air c h a u d est o b t e n u p a r condensation d e la v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t , d o n c éco- n o m i q u e m e n t .
L e s constructeurs o n t d o n c porté leurs efforts sur la modifi- cation d e ce matériel et o n a a d o p t é u n aéro-condenseur d e v o l u m e réduit, a n a l o g u e a u x radiateurs d'automobile, et cons- titué p a r d e s t u b e s à ailettes e n cuivre brasès sur d e s collec-
teurs réunis e n s e m b l e p a r la s o u d u r e a u t o g è n e . L e coefficient d e transmission étant plus élevé, o n obtient le m a x i m u m d e p o u v o i r émissif sous le plus petit v o l u m e .
L e m o n t a g e est e x t r ê m e m e n t rapide, p u i s q u e o n n'a plus q u e six boulons, a u lieu d e 1 8 0 a u m o i n s p o u r u n autre s y s t è m e , et le prix est, a u m o i n s , le q u a r t d e ce qu'il serait p o u r u n engin d e m ê m e puissance, e n fonte î
L a v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t arrive d a n s ce faisceau et s*y c o n d e n s e e n partie. U n serpentin étanche, placé d a n s u n e caisse d'eau froide, reçoit l'eau c o n d e n s é e d u faisceau tuhulaire, à s o n extrémité est placée u n e p o m p e â air qui parfait la c o n d e n - sation et le vide.
N o r m a l e m e n t , l'appareil est étudié p o u r d o n n e r u n vide très voisin d e celui q u e fournirait u n c o n d e n s e u r ordinaire. Il est susceptible d e d o n n e r u n g r a n d débit d'air, e n élevant la t e m p é - rature d e celui-ci d e 2 0 degrés sur la t e m p é r a t u r e a m b i a n t e p o u r 60 c m . d e vide.
O n p e u t a u g m e n t e r la t e m p é r a t u r e d e l'air, m a i s le vide sera d i m i n u é . C o m m e il y a u n radiateur à air et u n c o n d e n s e u r p a r surface à eau, il est évident q u e le simple réglage d e la quantité d'eau d e ce dernier (débit) c h a n g e la quantité d e v a p e u r c o n d e n s é e d a n s le c o n d e n s e u r p a r surface à e a u , ce qui assure le réglage d e la t e m p é r a t u r e d e l'air.
J e terminerai cette étude p a r quelques considérations sur le choix des m a c h i n e s , soit alternatives, soit turbines.
D a n s les pages qui précèdent, n o u s a v o n s entrevu d e multiples solutions q u i possèdent d e s a v a n t a g e s et d e s inconvénients, suivant l'usage q u e l'on e n pourrait faire, ce sont des solutions particulières à des cas particuliers et toute la difficulté réside d a n s le choix judicieux q u e T o n fera.
C o m m e je le disais plus h a u t , la simplicité d e l'utilisation d e la v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t n'est qu'apparente et n e doit p a s , sous peine d'ennuis, être traitée à la légère. D ' a u t a n t plus qu'il s'agit, e n s o m m e , d e m i e u x utiliser des calories o u d e les gaspil- ler, p a r c o n s é q u e n t , dès q u ' u n e possibilité d e perte s'affirme, o n n e saurait trop pousser u n e é t u d e d e ce genre. L e s spécialistes e u x - m ê m e s , suivent le précepte d e Boiieâu, l'éternel « V i n g t fois, sur le métier, r e m e t t e z votre ouvrage... ajoutez bien sou- v e n t , plus s o u v e n t retranchez... ». Q u e n e devraient faire c e u x qui n é sont p a s spécialistes ! !
Comment choisir le type de machine convenable
L a p r e m i è r e des choses à faire est, é v i d e m m e n t , d e se poser très n e t t e m e n t le p r o b l è m e et d e savoir, p a r u n e é t u d e très sé- rieuse, quelles sont les variations possibles, leur durée, leur a m - plitude et leur fréquence.
Cette situation d e l'installation future, d a n s le t e m p s et d a n s l'espace, d o n n e u n e première ligné d e conduite, sur laquelle sê trouveront, c h e m i n faisant, des bifurcations plus o u m o i n s n o m - breuses, parfois o n n e s'y arrêtera p a s , m a i s souventes fois, elles p e u v e n t être dignes d'intérêt et mériter a m p l e m e n t tout le t e m p s qu'elles a u r o n t p u occuper.
L'industrie d e la papeterie, c o m m e toutes celles qui utilisent la v a p e u r p o u r d e s opérations d e chauffage (fabriques d e conser- v e s alimentaires, blanchisseries m é c a n i q u e s , tanneries, vernis- séries, sucreries, etc.), n e d o n n e p a s la possibilité d e réaliser u n e solution simple.
L a papeterie, particulièrement, utilise u n e certaine quantité d e v a p e u r à des pressions variables, suivant la nature d e s papiers fabriqués, et ces pressions oscilleront entre 4 0 0 g r a m m e s et 2 et 3 k g s ,
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LA HOUILLE BLANCHE
D'autre part, si la m a c h i n e à papier p e u t s o u v e n t être ac- tionnée par 3a récupération d e la détente d e la v a p e u r d e chauf- fage, il n e faut p a s perdre d e v u e q u e toute la force motrice d e rusine n e sera p a s u n i q u e m e n t a u service d e la o u des m a c h i n e s à papier, m a i s q u e les calandres, les piles défileuses et les m e u - letons, les lessiveurs, les p o m p e s , d e m a n d e n t u n e puissance variable a v e c les usines, a v e c les t o n n a g e s d e matière traitée, a v e c les appareils e u x - m ê m e s qui seront d e fabrication diffé- rente.
C e s considérations p e u v e n t d o n c faire écarter d e p r i m e a b o r d les m a c h i n e s t h e r m i q u e s à contre-pression (alternatives o u tur- bines), c e p e n d a n t q u e d a n s le r é g i m e d'hiver, p a r e x e m p l e , p a r suite des chauffages, éliminations d e b u é e s , etc., la totalité d e la v a p e u r , o u presque, serait utilisable.
Il faudrait q u e la totalité d e la v a p e u r a y a n t travaillé, soit utilisée a u chauffage et cette condition est réalisée d a n s les usines précitéesj et si elle n e T a p a s été, elle n'en reste p a s m o i n s pos- sible, très certainement.
Il n'est p a s rare d e trouver des usines o ù l'organisation logique d e l'existant serait très favorable, a u point d e v u e financier, parce q u e T o n arriverait i m m a n q u a b l e m e n t à u n e réduction d e la c o n s o m m a t i o n d e c h a r b o n .
Si n o u s a d m e t t o n s q u e tout soit a u point, il restera à déter- m i n e r le t y p e d e m a c h i n e qui sera a d o p t é .
Trois solutions s'offrent :
1° L a m a c h i n e à v a p e u r m o n o c y i i n d r i q u a o u C 3 t i i p 3 u n l
t y p e horizontal, vitesse lente d e 7 0 à 1 8 0 t/m. ;
2 ° L a m a c h i n e à v a p e u r m o n o c y l i n d r i q u e o u c o m p o u n d , t y p e vertical, g r a n d e vitesse d e 3 5 0 à 4 5 0 t/m. ;
3° L a turbine à v a p e u r a v e c ses différents t y p e s .
S e d e m a n d e r quelle est la meilleure m a c h i n e est. a v a n t tout u n e question délicate.
O n n e p e u t p a s dire q u e telle m a c h i n e est supérieure à u n e autre, e n tant q u e m a c h i n e , car les constructeurs se sont ingé- niés à doter leurs engins d e t o u s les p e r f e c t i o n n e m e n t s dési- rables.
R e c h e r c h e r le t y p e le plus é c o n o m i q u e , est encore chose déli- cate, car il -s'agit d e savoir c o m m e n t o n v e u t c o m p a r e r les dif- férentes m a c h i n e s .
L a surchauffe est d i f f é r e m m e n t supportée p a r les m a c h i n e s à v a p e u r , suivant leur genre d e distribution. O r , la surchauffe est u n é l é m e n t d'économie p o u r la c o n s o m m a t i o n d e la m a c h i n e . U n e m a c h i n e à distribution p a r pistons-valves d u t y p e D u - jardin supportera-la surchauffe à u n e t e m p é r a t u r e d e 2 7 5 jus- qu'à 3 0 0 degrés.
U n e m a c h i n e verticale, d u t y p e Larbodière, a v e c sa distri- bution p a r tiroir cylindrique, n'est n u l l e m e n t g ê n é e p a r la v a p e u r surchauffée à 3 0 0 degrés.
D'autres s y s t è m e s d e distribution n e supporteraient p a s d e h a u t e s t e m p é r a t u r e s d e surchauffe et 2 1 0 - 2 2 0 degrés sont d e s m a x i m a admissibles.
L e s turbines, a u contraire, s ' a c c o m m o d e n t fort bien d e hautes t e m p é r a t u r e s d e surchauffe. Petites et m o y e n n e s puissances a d m e t t e n t 3 5 0 - 3 6 0 degrés ; les stations plus i m p o r t a n t e s attei- g n e n t 4 5 0 degrés.
L a surchauffe d e la v a p e u r présente, n o u s l'avons dit, u n a v a n t a g e incontestable, m a i s il n e faut p a s croire q u e cet a v a n - tage a u g m e n t e indéfiniment. Ainsi, les essais o n t d é m o n t r é q u e l'économie était d e 1 % p a r 6 degrés d e surchauffe, depuis la t e m p é r a t u r e d e saturation jusqu'à 2 5 0 degrés. L ' é c o n o m i e d e 1 % n'est o b t e n u e , entre 2 5 0 et 3 2 0 degrés, q u e p a r 6,5 o u 7 degrés.
P r a t i q u e m e n t , la t e m p é r a t u r e d e surchauffe, d a n s les turbines est limitée p a r la résistance des enveloppes, q u a n d celles-ci sont
e n fonte et la limite est alors d e 3 2 0 degrés environ. P a r contre, a v e c des e n v e l o p p e s e n acier, o n p e u t aller plus a v a n t . L a m é t a l - lurgie p a r l'élaboration d e n o u v e a u x aciers p e r m e t t r a u n essor toujours s o u t e n u vers les h a u t e s surchauffes. C h a c u n sait fqu'à l'heure actuelle la t e n d a n c e générale est d'envisager d e s t i m b r e s d e chaudières élevés, p u i s q u e , ainsi q u e je le disais p a r ailleurs, o n e n est à 8 4 k g s et q u ' u n générateur est e n construction p o u r u n e pression d e 1 0 0 k g s p a r c m .
C e q u e n o u s v e n o n s d e dire n e sera à envisager q u e d a n s le cas d'un g r o u p e à condensation, p o u r u n e t u r b i n e surtout, car la v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t d e la turbine est encore surchauffée.
N o u s a v o n s v u plus h a u t , q u e l'effet t h e r m i q u e m a x i m u m était o b t e n u a v e c la v a p e u r saturée sèche, d o n c il f a u d r a étudier a u m o y e n des d i a g r a m m e s , quelle sera la t e m p é r a t u r e initiale d e surchauffe à adopter, p o u r q u e la v a p e u r arrive a u x c o r p s d e chauffage, saturée, sèche.
Cette considération conduira, soit à modifier, soit à c o n f i r m e r l'opinion q u e l'on avait p r i m i t i v e m e n t a d o p t é e .
L a m a c h i n e à v a p e u r alternative d o n n e u n e c h u t e d e t e m p é - rature d e surchauffe plus g r a n d e q u e la turbine, c e q u i p e r m e t d'obtenir u n e v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t identique e n t e m p é r a t u r e et titre a v e c u n e m a c h i n e à v a p e u r et a v e c u n e turbine, tandis q u e les t e m p é r a t u r e s d e surchauffe d e la v a p e u r à l'admission seront différentes et plus élevées a v e c la p r e m i è r e q u ' a v e c la s e c o n d e .
Cela élargit l'étude c o n s i d é r a b l e m e n t et entraîne, tout a u m o i n s , u n e é t u d e a v e c calcul, p o u r les variations u n p e u i m p o r - tantes.
U n e question secondaire, qui n'est p a s m o i n s délicate est celle d u graissage, qui est tel d a n s les m a c h i n e s alternatives, q u e la v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t contient d e l'huile, alors q u e la v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t d e la turbine n'en contient p a s .
L e déshuilage d e la v a p e u r est u n e opération q u i d e m a n d e à être .vue e n détail. T o u s les appareils utilisés p o u r déshuiler la v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t , n e sont p a s identiques d e construction et cette construction entraîne nécessairement u n e différence assez m a r q u é e , a u point d e v u e « parte d e c h a r g e » : les u n s agis- sent p a r choc, les autres p a r c h a n g e m e n t d e direction o u lé- c h a g e ; l'effet « déshuilant », si je puis dire, est aussi variable a v e c le t y p e e n v i s a g é .
L'huile arrêtée a u passage doit être é v a c u é e h o r s d e l'appa- reil, d a n s la m a r c h e à contre-pression : u n p u r g e u r b i e n choisi assurera ce service ; d a n s la m a r c h e à vide, si l'évacuation d e l'eau d u c o n d e n s e u r huileuse p e u t g ê n e r ultérieurement, il l a u t recourir à u n e p o m p e spéciale o u , m i e u x , à u n extracteur sous v i d e o u dérivateur.
L'huile, ainsi enlevée d e la v a p e u r , est récupérable p o u r le graissage d e transmissions, p a r e x e m p l e , et cela a u m o y e n d e dispositifs assez simples. O n p e u t récupérer 6 0 à 7 0 % d e l'huile entraînée, et cette récupération d é p e n d , d'une part, xle la nature d e l'huile d e graissage e m p l o y é e d a n s le cylindre d e la m a c h i n e et, d'autre part, d e la m a n i è r e d o n t est disposé le déshuileur.
D a n s u n e question d e chauffage, le déshuilage doit être sé- r i e u s e m e n t envisagé, parce q u e l'huile q u i se d é p o s e s u r les parois des corps d e chauffe nuit à l'échange d e calories, a u tra- vers d e ces parois,
L e choix, turbine o u m a c h i n e , est u n e question d'espèce, et sera d é t e r m i n é p a r l'étude c o m p l è t e des besoins et d e s c o n s o m - m a t i o n s d e v a p e u r .
L a préférence ira, soit à la m a c h i n e verticale, soit à la m a - chine horizontale, suivant la place q u e T o n p o u r r a disposer pour loger la dite m a c h i n e , suivant le m o d e d ' a c c o u p l e m e n t envisagé,
suivant les prix, d e l'engin et des accessoires, y c o m p r i s les ion- dations, etc.
A u point d e v u e m é c a n i q u e , o n n e doit p a s écarter résolument d e l'étude u n e m a c h i n e parce qu'elle sera à g r a n d e vitesse, p a r e x e m p l e .
E n effet, les pistons, leurs tiges, les patins d e glissières et les bielles o n t des vitesses linéaires identiques et m ô m e souvent m o i n d r e s d a n s les m a c h i n e s verticales q u e d a n s les m a c h i n e s horizontales ; q u a n t à la vitesse angulaire, le n o m b r e d e tours de l'arbre, ce n e p e u t être u n inconvénient, p u i s q u e tout est étudié e n c o n s é q u e n c e .
U n m o t e u r à explosion d'automobile, u n e turbine à v a p e u r , ont des vitesses d e rotation d e 1.500, 1.800, 2.000 et 3.000 t urs et les ennuis n'en sont p a s plus g r a n d s p o u r cela.
L a g r a n d e vitesse a des a v a n t a g e s q u ' o n n e saurait m é c o n n a î - tre, puisqu'elle p e r m e t d'avoir des surfaces m o i n d r e s , d o n c des cylindres d e d i m e n s i o n s plus réduites ; d e s u p p r i m e r les enve- loppes d e v a p e u r ; d'alléger les organes e n m o u v e m e n t et d'ob- tenir u n e g r a n d e régularité d e m a r c h e .
L e graissage est chose délicate d a n s u n e m a c h i n e , il p e u t être fort bien c o m p r i s et alors constitue u n a v a n t a g e sérieux.
U n e m a c h i n e m o d e r n e est c o m p a r a b l e a v e c u n e m a c h i n e d e la concurrence a y a n t , elle aussi, bénéficié d e perfectionnements, cette c o m p a r a i s o n est à faire, car, à priori, le t y p e horizontal ne saurait être écarté a u bénéfice d u t y p e vertical o u récipro- q u e m e n t .
U n constructeur fournira toujours u n e m a c h i n e d e sa fabri- cation, m é c a n i q u e m e n t parfaite, m a i s c'est à l'usager à choisir, après étude d u p r o b l è m e c h e z lui, quel sera le t y p e d e m a c h i n e qui permettra la réalisation d e l'installation p r é v u e , cela fait il d e m a n d e r a a u constructeur e x a c t e m e n t l'engin qui lui convient et il s'en trouvera bien.
Jusqu'ici, l'on prétendait q u e la m a c h i n e alternative était supérieure à la turbine, jusqu'à u n e certaine puissance et, q u ' a u - dessus d e cette puissance, la turbine et la m a c h i n e étaient e n balance, jusqu'à u n e nouvelle limite au-dessus d e laquelle le c h a m p était i n c o n t e s t a b l e m e n t p o u r la turbine.
Ces délimitations sont absurdes et préjudiciables a u progrès et à l'économie.
Actuellement, o n fabrique des turbines et des m a c h i n e s de- puis 1/2 cheval, jusqu'à 30.000 c h e v a u x , c'est d o n c qu'elles sont utilisables. Q u e p o u r les hautes puissances, la turbine entraîne la préférence, c'est logique, car le service e n est e x c e s s i v e m e n t simple et l ' e n c o m b r e m e n t réduit.
P o u r d e s puissances m o y e n n e s o u d e s puissances m o i n d r e s encore, la c o n s o m m a t i o n des différents engins n'est q u e relative dans certains cas, p a r e x e m p l e , si la quantité d e v a p e u r d e chauf- fage est supérieure à celle requise p o u r la force motrice, la m a r c h e en contre-pression qui élève les c o n s o m m a t i o n s a u C H / h . p e u t ne pas être prohibitive p o u r u n e turbine contrairement à ce q u e T o n croit parfois. C'est encore u n e question d'étude, d o n c u n cas d'espèce.
Telles sont les possibilités techniques d e cet i m p o r t a n t pro- b l è m e d e l'utilisation rationnelle de la vapeur d'échappement
J e m e suis i m p o s é , d a n s cette étude, la condition d'être i m - partial et d e n e d o n n e r des indications q u e c o m m e des e x e m p l e s possibles q u e l'on doit p o u v o i r envisager, le cas échéant.
O n n e p e u t d o n n e r d é c e m m e n t u n e solution t y p e c o m m e cela aurait p u être fait, il y a quelques a n n é e s o u c o m m e risquerait d e le faire u n technicien qui vivrait sur u n acquit et n o n sur u n f o n d s m o b i l e toujours à l'affût d e s perfectionnements.
Certaines solutions p e u familières, p e u c o m m u n e s , paraissent d o n n e r lieu à des complications préjudiciables, p o u r assurer u n b o n service. C e s craintes seraient vaines, si elles p o u v a i e n t seu- l e m e n t surgir à l'esprit d'un industriel.
L e s p a g e s qui précèdent r e n f e r m e n t u n e véritable t e c h n i q u e d e la question qui serait c o m p l é t é e p a r l'exposé, tout a u long d e la m é t h o d e , ce qui n o u s eût entraîné trop loin.
N é a n m o i n s , des directives o n t été tracées, je m e suis efforcé d e prévenir s o u v e n t des erreurs possibles, car il est b o n d'avoir, à c h a q u e instant, « la crainte salutaire d e se t r o m p e r , et la f e r m e volonté d'en éviter l'occasion ».
L a papeterie est u n e industrie qui s o u m e t le matériel à u n e r u d e é p r e u v e d e 1 4 4 heures p a r s e m a i n e et cela sans arrêt, cette condition q u e doit remplir la m a c h i n e qui est, a u f o n d , l ' â m e d e l'usine, jette d a n s l'esprit d e l'industriel, u n e défiance qui serait funeste, si elle n'était p a s dissipée.
L e n o m b r e relativement réduit des installations utilisant la v a p e u r d ' é c h a p p e m e n t d e s m a c h i n e s motrices tient u n p e u à cette défiance et u n p e u aussi, il faut le dire, à u n e indécision qui trouve sa raison d'être d a n s le matériel existant. E t , je m ' e x p l i q u e .
T o u t e s les usines n e sont p a s d'installation récente, et b e a u c o u p o n t progressé sur u n matériel qui a dû s'adapter à cette évolution et qui date d e loin, quelquefois d e la création d e l'usine.
E n v i s a g e r u n e installation nouvelle entraînerait d e s frais q u e l'industriel voit considérables, et qui, certainement, n ' a p p a - raissent tels q u e parce qu'il est m a l renseigné, m a l d o c u m e n t é .
L e désir d e m i e u x faire est généx^al et l'industriel est assez soucieux d e ses intérêts, —- chose des plus naturelles —-, qu'il suffira d e lui m o n t r e r des m o y e n s efficaces, p o u r l'intéresser d a v a n t a g e a u travail q u e les spécialistes p o u r s u i v e n t p o u r servir s o n industrie et l'Industrie tout entière. Lorsqu'il connaîtra m i e u x les a r m e s d o n t n o u s n o u s servons, d a n s cette lutte é c o n o - m i q u e , il jugera des services qu'elles p e u v e n t lui rendre, et il entrera d a n s l'ère d e s é c o n o m i e s d e c o m b u s t i b l e s d ' u n p a s assuré. L'aide qu'il apportera soutiendra n o s efforts, n o u s inci- tera à pousser plus a v a n t d a n s cette voie d e progrès et, p o u r - suivant notre b o n h o m m e d e c h e m i n , n o u s d o n n e r o n s à notre Industrie nationale, a v e c les m o y e n s d'utiliser c o m p l è t e m e n t * rationnellement, les ressources d e combustibles d e notre sous- sol, la possibilité d e s'affranchir d e toute i m p o r t a t i o n coûteuse et, p a r suite, notre p a y s d e F r a n c e atteindra, a u point d e v u e industriel, u n e situation plus digne d e lui, il atteindra et conser- v e r a s û r e m e n t la place qui lui revient : la première.
