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RÉSUMÉ
Cet article décrit en détail tous les éléments composant une centrale à cycle combiné, depuis les turbines à combustion jusqu'à la composition de la source froide d’une telle installation. Pour chaque élément, les différentes technologies existantes sont présentées, en mettant en avant les évolutions récentes qui ont permis des augmentations de rendement intéressantes.
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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
Tous les composants qui peuvent être requis pour constituer une centrale à cycle combiné sont décrits dans cet article. La turbine à combustion, elle-même composée de plusieurs matériels, fait l’objet d’une présentation globale et également détaillée en présentant lesdits matériels. La présentation s’étend jusqu’à la composition de la source froide d’une telle installation.
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6. Systèmes à l’aspiration des compresseurs
6.1 Systèmes de filtration
L’air admis en entrée du compresseur doit avoir été préalablement filtré afin d’éviter de dégrader rapidement le compresseur et la turbine à combustion. Des dispositifs de filtration sont installés à l’entrée de la gaine d’aspiration d’air. Leur effet bénéfique sur la longévité de la turbine à combustion est contrebalancé par une diminution des performances (figure 23).
Les procédés de filtration peuvent faire appel à :
-
la filtration conventionnelle constituée :
-
d’éléments à densité croissante et de préfiltres,
-
d’éléments à densité constante,
-
de séparateurs à inertie ;
-
-
la filtration autonettoyante installée généralement en amont d’un dispositif conventionnel.
La filtration autonettoyante fonctionne par injection d’un flux d’air à contre-courant du flux d’air principal. Les systèmes qui peuvent potentiellement équiper les turbines à combustion sont présentés sur la figure 24.
HAUT DE PAGE6.2 Systèmes de refroidissement
Les performances des turbines à combustion sont sensibles aux conditions climatiques (température, pression et humidité de l’air). La figure 25 illustre la sensibilité à la température.
L’explication tient au fait que les turbines à combustion de type heavy-duty fonctionnent soit à vitesse constante, soit à débit volumique d’air constant. Lorsque la température augmente, le débit massique d’air admis au compresseur diminue ainsi que les performances (puissance, rendement) de la machine. Certains pays, soumis à des températures élevées en été, ont toutefois besoin d’énergie pour répondre à la consommation des systèmes de climatisation. Les performances des installations constituent alors un enjeu important. Les constructeurs ont développé des procédés de refroidissement d’air à l’admission des compresseurs, afin de diminuer les effets de l’élévation...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LALLEMAND (A.) - Machines thermiques. - INSA Lyon, Département de génie énergétique, 4e année (1991).
-
(2) - VIVIER (L.) - Turbines à vapeur et à gaz. - Édition Albin Michel.
-
(3) - FAMENT (L.), ABELS (JP.) - Les centrales à cycle combiné gaz-vapeur. - Revue ACEC, no 3-4 (1973).
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(4) - HUBERT (J.), GÉRARD (C.) - Application de la turbine à gaz aux cycles combinés. - Annale des Mines, avr. 1979.
-
(5) - COLISOMO (D.) - Combined cycles which improved efficiency. - Mechanical technology incorporated. Latham New York.
-
(6) - PAREN (J.), PARIETTI (C.) - Centrales à cycles combinés VEGA 109F. 3 pressions resurchauffe. - Revue technique GEC ALSTOM, no 4 (1991).
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