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RÉSUMÉ
Cet article est consacré à la production d’électricité par des turbines couramment appelées « turbines à gaz », car alimentées par des gaz issus d’une combustion. Sont abordés tout à tour le cycle thermodynamique de ces turbines, le rendement de leurs composants et leurs évolutions technologiques. L’étude de leur impact environnemental n’est pas oubliée, ainsi que leur sûreté de fonctionnement et l’endommagement de leurs pièces.
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Jacques MAUNAND : Expert Turbine à Gaz chez EDF R&D
INTRODUCTION
D’un point de vue terminologique, la dénomination officielle des turbines à gaz est en français « turbines à combustion » dont l’abréviation est TAC. La dénomination scientifiquement exacte est « turbine à gaz de combustion » puisque ce sont les gaz issus d’une combustion qui fournissent l’énergie à la turbine. Il est donc compréhensible qu’une turbine à gaz puisse être alimentée avec des combustibles liquides. Dans cet article sont employées la dénomination d’usage courant « turbine à gaz » et l’abréviation « TAC » pour désigner cette technologie.
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4. Autour de la turbine à gaz
La turbine à gaz est livrée avec tous les systèmes qui contribuent à son bon fonctionnement :
-
entrée d’air filtrée avec différentes options de filtration 2.1 ;
-
conduite d’arrivée d’air incluant les dispositifs d’insonorisation ;
-
système de refroidissement de l’air qui est soit en option, soit installé indépendamment, comme les « chiller », « evaporative cooler » et « fogger » 1. Les limitations de ces trois systèmes sont leur capacité de refroidissement d’une part et la possibilité de formation de givre à l’entrée de compresseur si la température de l’air descend au-dessous de 5 oC. Autant les deux premiers systèmes présentent des risques faibles et maîtrisés, mais une perte de charge permanente, autant le « fogger » est en cours de développement surtout dans sa version en brumisation sursaturée en eau (overfogging ) avec trois risques principaux :
-
érosion des aubes si la taille des gouttelettes dépasse 20 µm,
-
pompage compresseur si la répartition de l’eau est trop hétérogène,
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modification du refroidissement des aubes des étages intermédiaires de la turbine par une faible diminution de la pression des prélèvements au milieu du compresseur (modification de la charge par étage de compression...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GIRAUD (M.), SILET (J.) - Turbines à gaz aéronautiques et terrestres. - B 4 410 Machines hydrauliques et thermiques, nov. 1992.
-
(2) - LORANCHET (Y.) - Mise en œuvre des turbines à gaz dans l’industrie. - B 4 425 Machines hydrauliques et thermiques, nov. 1992.
-
(3) - GE Gas turbine Design Philosophy. - GER 3434 D. http://www.gepower.com
-
(4) - GE Gas Turbine performance Characteristics. - GER 3567 H. http://www.gepower.com
-
(5) - Heavy Duty gas Turbine Operating and maintenance Considerations. - GER 3620 J. http://www.gepower.com
-
(6) - * - http://www.sudoc.abes.fr
-
...
NORMES
-
Turbine à gaz – Essais de réception - ISO 2314 - 1989
-
- ISO 2314 - 1989/Cor 1 : 1997
-
pour des installations de puissance à cycle combiné - ISO 2314 - 1989/Amd 1 : 1997
-
Turbines à gaz – Spécifications pour l’acquisition – Partie 1 : Introductions générales et définitions - ISO 3977-1 - 1997
-
Turbines à gaz – Spécifications pour l’acquisition – Partie 2 : Conditions normales de référence et caractéristiques - ISO 3977-2 - 1997
-
Turbines à gaz – Spécifications pour l’acquisition – Partie 3 : Exigences de conception - ISO 3977-3 - 2004
-
Turbines à gaz – Spécifications pour l’acquisition – Partie 4 : Carburants et environnement - ISO 3977-4 - 2002
-
...
ANNEXES
ORAP basée créée par l’EPRI (Electric Power Research Institute http://www.epri.com gérée par SPS (Strategic Power System. Inc) http://www.spsinc.com
NERC North American Electric Rehability Concil http://www.nerc.com
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