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RÉSUMÉ
Les performances réelles d'une installation sont mesurées lors de sa réception et cela permet de suivre l'évolution de cette installation dans le temps. Cet article explique comment mesurer les performances et quels sont les facteurs responsables de leur dégradation. Les phases d'exploitation particulières, telles que le démarrage et l'attente à chaud, sont aussi présentées. Et une exemple concret d'installation vient compléter la présentation.
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Jean-Marie MONTEIL : Ingénieur de l’école EDF-GDF - Ingénieur DPE – grade de Mastère - Ingénieur au service études et projets thermiques et nucléaires
INTRODUCTION
La phase de réception d’une installation constitue une étape importante de la vie d’une centrale. Les performances réelles sont mesurées et comparées aux engagements contractuels des constructeurs. Les performances des appareils sont relevées et serviront, durant toute la vie de la centrale, de valeurs repères pour identifier les dérives de fonctionnement liées au vieillissement ou à des réglages inadaptés. La surveillance des performances globales de l’installation s’effectuent également en différentiel avec les valeurs issues de la mise en service industrielle.
Les performances des turbines à combustion se dégradent dans le temps, les moyens pour minimiser ces dégradations existent et sont évoqués dans cet article. Les conditions d’exploitation (démarrages, prises de charges rapides et arrêt d’urgence) contraignent ces turbines au point que les constructeurs calculent les opérations de maintenance selon des algorithmes qui intègrent ces transitoires de fonctionnement.
Des phases d’exploitation (démarrage, attente à chaud) différentes du fonctionnement à régime nominal sont détaillées pour en montrer l’enchaînement. Deux exemples, basés sur des architectures différentes, sont exposés afin de mesurer les répercussions de choix de conception sur l’exploitation de telles centrales.
Enfin, un exemple d’installation est fourni pour illustrer tous ces propos.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
-
Centrale à cycle combiné- Théorie, performances, modularité « Centrale à cycle combiné. Théorie, performances, modularité » ;
-
Centrale à cycle combiné- Composants potentiels « Centrale à cycle combiné. Composants potentiels » ;
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Centrale à cycle combiné- Fonctionnement, exploitation, exemple « Centrale à cycle combiné. Fonctionnement, exploitation, exemple » (le présent article).
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Performances
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5. Exemple d’installation 2-2-1 3P RS multiple shaft
Ce paragraphe présente un exemple de centrale à cycle combiné.
5.1 Description d’une centrale
La centrale représentée sur la figure 9 comporte :
-
deux turbines à combustion d’une puissance électrique unitaire de l’ordre de 177 MW ;
-
deux chaudières verticales à circulation assistée ;
-
une turbine à vapeur d’une puissance électrique de l’ordre de 170 MW ;
-
trois niveaux de pression (pour le cycle eau-vapeur) ;
-
une resurchauffe entre les turbines haute et moyenne pression ;
-
une postcombustion (combustion du gaz dans la chaudière : puissance thermique complémentaire possible, 27 MW).
Le schéma de la figure 9 ne représente pas les systèmes auxiliaires (démarrage, poste de déminéralisation...) de la centrale.
La température des fumées en entrée de la chaudière est de 605 ˚C (sans postcombustion). Ces chaudières sont à tirage naturel du côté des fumées.
La température de sortie des fumées est volontairement limitée à 104 ˚C (en gaz naturel), pour éviter l’apparition d’un point de rosée et par suite la formation d’acide sulfurique avec les SOx contenus dans ces fumées. Pour un fonctionnement au fioul, la limitation en température des fumées est de 138 ˚C. L’économiseur basse pression bénéficie d’un système de protection contre la corrosion identique à celui décrit au paragraphe 2.6.
Les chaudières comprennent trois niveaux de pression (basse pression : 5 bar ; moyenne pression : 30 bar ; haute pression : 130 bar) et trois surchauffes vapeur (basse pression : 295 ˚C ; moyenne pression : 555 ˚C ; haute pression : 565 ˚C) permettant d’accroître la qualité de récupération de chaleur...
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