| Réf : B1250 v1

Centrales de production d’énergie électrique à partir des combustibles fossiles

Auteur(s) : Claude BOLARD, Jean-Pierre METZ

Date de publication : 01 août 1991

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Auteur(s)

  • Claude BOLARD : Ingénieur de l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon - Chef de Département Études GEC ALSTHOM, Division des Centrales Énergétiques

  • Jean-Pierre METZ : lngénieur de l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon - Chef de projet GEC ALSTHOM, Division des Centrales Énergétiques

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INTRODUCTION

1. Choix de base

2. Centrale thermique classique à vapeur

2.1 Description des principaux systèmes

2.1.1 Chaudière

2.1.2 Groupe turboaltenateur de 300 MW

2.1.3 Source froide (condensation, circuit d’eau de circulation)

2.1.4 Poste de réchauffage (réchauffage et dégazage, pompes principales)

2.1.5 Circuits eau/vapeur principaux

2.1.6 Système de contournement de la turbine

2.1.7 Équipements électriques

2.1.8 Contrôle-commande (objectifs, évolution technologique, architecture générale, salle de commande et salle de supervision)

2.2 Installation

2.3 Fonctionnement général

2.3.1 Démarrage de la turbine par le corps MP

2.3.2 Fonctionnement à pression glissante

2.3.3 Îlotage

3. Centrale à cycle combiné

3.1 Cycle combiné

3.2 Principaux systèmes du cycle combiné

3.2.1 Alimentation en combustible

3.2.2 Gaz d’échappement de la turbine

3.2.3 Systèmes de la chaudière

3.2.4 Circuit de vapeur principale et purges

3.2.5 Circuit de condensation et d’eau alimentaire

3.2.6 Circuit de réfrigération

3.2.7 Systèmes auxiliaires

3.2.8 Principaux systèmes électriques. Schéma unifilaire

3.2.9 Contrôle-commande

3.3 Description des composants

3.4 Installation

3.5 Fonctionnement général

3.5.1 Démarrage du cycle combiné

3.5.2 Fonctionnement normal/variation de charge

3.5.3 Fonctionnement sur incident

3.6 Performances

4. Systèmes auxiliaires de la centrale

4.1 Systèmes de préparation et de manutention des combustibles

4.2 Systèmes d’évacuation des suies, cendres et mâchefers

4.3 Systèmes d’eau d’appoint et de conditionnement du cycle

5. Tendances futures

Dans les pays industrialisés, l’énergie électrique distribuée sur l’ensemble du territoire aux consommateurs industriels ou domestiques est produite à partir de trois sources d’énergie primaire :

  • les chutes d’eau hautes ou basses qui produisent de l’électricité à bas prix malgré la lourdeur de l’investissement de départ, car l’énergie primaire elle-même est gratuite ;

  • les centrales brûlant des combustibles fossiles, tels que le fuel lourd, le charbon et le gaz naturel, dont l’importation grève fortement le coût du kilowattheure ;

  • les centrales utilisant l’énergie nucléaire du type, par exemple, réacteur à eau pressurisée et fournissant un kilowattheure à un coût intermédiaire.

  • Dans de nombreux pays du monde disposant dans leur sous-sol de réserves importantes de charbon, de fuel ou de gaz, la production d’électricité reste toujours assurée, en premier lieu, par les centrales hydroélectriques lorsque la houille blanche est présente et, en second lieu, par les centrales brûlant des combustibles fossiles.

    L’objet de cet article est de présenter les principaux aspects techniques de ces dernières en ne considérant que le cas des unités de puissance électrique élevée (supérieure à 100 MW) et assurant une production continue d’énergie dite de base ou de semi-base. Il ne sera donc pas traité ici des centrales équipées de moteurs Diesel ou de turbines à gaz seules qui se caractérisent par des puissances modérées et par leur aptitude à jouer le rôle de centrales de pointe, c’est-à-dire à faire face à des demandes d’énergie de courte durée.

    Étant donné l’ampleur du sujet, l’article est centré sur la puissance de 300 MW qui est la plus fréquemment retenue sur les réseaux électriques mondiaux. Sont présentés les deux types de centrales qui, dans le domaine considéré, sont actuellement construites dans le monde, les centrales à vapeur et les centrales à cycle combiné, en retenant dans le premier cas le cycle à simple resurchauffe, qui est le plus répandu, et en illustrant le second cas par l’association de deux turbines à gaz et d’une turbine à vapeur.

    En ne décrivant, dans les deux cas, qu’une seule centrale prise comme exemple, les auteurs ont eu pour propos de mieux préciser les idées sans rien perdre en généralité, car les solutions techniques présentées s’appliquent à un très large domaine de puissance. Elles sont représentatives de la doctrine que l’ingénierie française s’est forgée après des décennies d’expérience et garantes des qualités que les producteurs d’énergie attendent de leurs centrales.

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    DOI (Digital Object Identifier)

    https://doi.org/10.51257/a-v1-b1250


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