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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. Composants potentiels » ;
-
« Centrale à cycle combiné. Fonctionnement, exploitation, exemple » (le présent article).
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Fonctionnement
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1. Performances
1.1 Conditions de réception de l’installation
Ce paragraphe traite le problème de la réception contractuelle des centrales à cycle combiné. Les contrats incluent des garanties qui doivent être vérifiées lors de la mise en service de l’installation. Elles peuvent être de nature très différentes :
-
garantie de performance (puissance, consommation spécifique) ;
-
garantie concernant les rejets atmosphériques (NOx, CO, poussières) ;
-
garantie de bruit par rapport à l’environnement ;
-
débit, température et pression de vapeur produite dans le cas d’installations de cogénération.
L’ensemble de ces paramètres va constituer les valeurs de référence de l’installation auxquelles il sera toujours fait référence pour analyser des dérives de comportement.
L’organisation d’essais repose sur un ensemble de phases préparatoires préalablement réalisées.
Dès la conception de l’installation et la signature des contrats, il faut prévoir l’instrumentation nécessaire à la vérification des paramètres garantis. Les normes d’installation des capteurs doivent être respectées, leur niveau de précision permet de vérifier les garanties avec le minimum d’incertitude.
Cette phase est prolongée par la rédaction des procédures d’essais qui décrivent le mode opératoire à respecter pour vérifier les garanties.
si le fonctionnement de la turbine à combustion a été spécifié pour plusieurs combustibles (gaz naturel, fioul, …) et que chaque cas ait fait l’objet d’une garantie, alors les essais doivent tester chaque configuration d’alimentation.
La procédure spécifie :
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les conditions d’entrée dans un essai (stabilité de fonctionnement de l’installation, valeurs des paramètres comprises dans les plages spécifiées) ;
-
la durée des essais ;
-
la fréquence de scrutation de l’instrumentation ;
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les normes à respecter ;
-
les méthodes de traitement des paramètres pour calculer les données élaborées ;
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les courbes et algorithmes de correction nécessaires pour se ramener dans les conditions inscrites au...
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