Une grille vibrante est un type de grille mobile utilisée dans les systèmes de combustion de combustibles solides, tels que les chaudières à biomasse et les usines de valorisation énergétique des déchets. Son objectif principal est de transporter, d'agiter et de brûler le combustible uniformément sur la grille tout en permettant aux cendres d'être évacuées à la fin.
La grille se compose d’une série de barres de grille superposées disposées dans un plan incliné ou horizontal. L'ensemble de la grille est monté sur des ressorts ou des supports flexibles et relié à un mécanisme de vibration, généralement un moteur excentrique ou un actionneur hydraulique. La vibration crée un mouvement oscillatoire contrôlé.
Lorsque le vibrateur est activé, la surface de la grille se déplace dans une direction et une amplitude spécifiques. La fréquence et la course des vibrations peuvent être ajustées. Généralement, le mouvement comporte une composante agissant vers l’avant et une composante verticale. Pendant la course vers l'avant, la grille accélère vers l'avant, poussant le lit de combustible légèrement en avant. Lors de la course de retour, la grille recule rapidement tandis que le combustible reste en place par inertie. Il en résulte un transport net vers l'avant du lit de combustible.
Le combustible est amené en continu sur l'extrémité avant de la grille. À mesure que la grille vibre, le combustible se déplace lentement de la zone d'alimentation à travers les zones de séchage, de dévolatilisation et de combustion du charbon, pour finalement atteindre l'extrémité d'évacuation des cendres. La vibration fait également culbuter et mélanger la couche de carburant. Cette agitation brise les clinkers, expose les surfaces de combustible frais à l'air et améliore le contact entre le combustible et l'air de combustion fourni par le dessous de la grille.
L'air primaire est introduit par les ouvertures des barreaux de la grille. Les vibrations empêchent le pontage et la canalisation, assurant ainsi une répartition uniforme de l'air sur le lit de combustible. L'action de culbutage aide à brûler le carbone et réduit les matières non brûlées dans les cendres.
Par rapport aux autres grilles mobiles, une grille vibrante ne comporte aucune pièce coulissante ou rotative qui se déplace avec le carburant. Il est mécaniquement simple, nécessite peu d’entretien et gère bien les combustibles dont la teneur en humidité et en cendres varie. Cependant, l’intensité des vibrations doit être soigneusement contrôlée. Trop de vibrations peuvent entraîner un transfert excessif de cendres et une perte de combustible non brûlé ; trop peu peut entraîner une accumulation de lit et une combustion incomplète.
Dans les systèmes modernes, la vibration fonctionne par intermittence. La grille vibre pendant quelques secondes toutes les quelques minutes, permettant au lit de combustible de se stabiliser et de brûler régulièrement entre les cycles de vibration. Ce fonctionnement intermittent réduit encore la consommation d'énergie et l'usure mécanique tout en maintenant un bon transport de carburant et une bonne efficacité de combustion.
