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RÉSUMÉ
Il est annoncé que les centrales thermiques à combustibles fossiles couvriront encore en grande partie nos besoins énergétiques mondiaux pour la décennie à venir. Ces centrales sont anciennes, et leur réhabilitation s’impose afin d’améliorer leurs performances, notamment leurs rendements. L’utilisation des turbines à gaz pourrait répondre à cette problématique. Cet article présente les différents couplages possibles entre une turbine à gaz et un cycle de vapeur existant. Ces différents cycles combinés sont détaillés avec principe et aspects techniques.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
George DARIÉ : Docteur spécialisé en centrales thermiques - Maître de conférences à l’Université polytechnique de Bucarest
INTRODUCTION
Les besoins mondiaux en énergie électrique sont actuellement couverts à 65 % par des centrales thermiques à combustibles fossiles [B 1 250]. La plupart de ces centrales sont âgées de plus de 15 ans ; elles fonctionnent avec des rendements bien inférieurs à ceux des unités modernes conçues pour des cycles combinés gaz - vapeur ou des cycles conventionnels de vapeur à paramètres surcritiques. L’amélioration des performances de ces centrales anciennes est obligatoire dans les années à venir.
Dans ce contexte, l’utilisation des turbines à gaz pour la réhabilitation des centrales thermiques représente une des meilleures solutions. Il existe divers moyens pour coupler une turbine à gaz avec un cycle de vapeur existant. L’accent est mis en particulier sur les aspects techniques des cycles combinés qui résultent de la réhabilitation. Chaque solution de réhabilitation est illustrée d’exemples typiques rencontrés dans des applications réelles. Pour avoir la possibilité de comparer entre elles les diverses solutions de réhabilitation, une étude de cas sur une unité à vapeur de 100 MW est réalisée.
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Étude de cas : unité de 100 MW
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5. Cycle combiné gaz - vapeur avec disposition parallèle
5.1 Principe
Le PPCC consiste à utiliser deux sources de puissance thermique indépendantes pour la turbine à vapeur. La source principale est habituellement une chaudière conventionnelle à vapeur et la deuxième, une chaudière de récupération qui utilise les fumées d’échappement d’une turbine à gaz. Une différence par rapport au CCFF est que la chaudière à vapeur existante ne subit aucune modification fondamentale.
La disposition en parallèle avec l’installation originale d’un ou de plusieurs groupes TG+CR peut être réalisée selon deux variantes :
-
l’alimentation en vapeur de la turbine se fait exclusivement par la chaudière à vapeur existante. La chaudière de récupération est utilisée uniquement pour réchauffer une partie de l’eau d’alimentation (figure 8) ;
-
la chaudière de récupération fonctionne en parallèle avec celle existante. La vapeur produite par la CR peut être injectée soit dans l’admission du corps à haute pression (figure 9), soit dans l’admission du corps à moyenne pression (figure 10).
Bien sûr, le montage en parallèle des deux chaudières exige qu’elles produisent la vapeur aux mêmes pression et température.
En conclusion, le système PPCC représente une solution intéressante pour la réhabilitation de certaines centrales existantes et est un sérieux concurrent du CCFF (tableau 12) . Le cycle PPCC offre...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - World Energy Outlook 2000 - . International Energy Agency (2000).
-
(2) - HARDARSON (P.) - Conventional Renewable Energy Resources for Power Production in Competitive Market Environment. - 18th World Energy Congress, Buenos Aires, Argentine (2001).
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(3) - HAYWOOD (R.W.) - Analysis of Engineering Cycles. - Pergamon Press (1991).
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(4) - HORLOCK (J.H.) - Combined power including combined cycle gas turbine (CCGT) plants. - Pergamon Press (1992).
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(5) - HAUPT (A.) - Repowering Peterhead. - Power Engineering International (mai 1999).
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(6) - BRANDAUER (M.), SCHERER (V.), SCHEFFKNECHT (G.), BRAASCH (H.) - GT26 Repowers Rheinhafen. - Modern Power Systems, no 5 (mai 1996).
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