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Auteur(s)
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Yves LORANCHET : Officier Mécanicien de 1re classe de la Marine Marchande - Directeur de la Société Tuma Systems
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Lire l’articleINTRODUCTION
Produire soi‐même, partiellement ou en totalité, l’énergie électrique est une question fréquemment abordée par les industriels pour répondre à des objectifs divers souvent complémentaires :
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se soustraire aux coupures du réseau national ;
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réduire le coût de l’énergie consommée ;
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réaliser des économies d’énergie.
Parmi les moteurs thermiques capables d’entraîner un alternateur, la turbine à gaz présente des avantages remarquables :
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simplicité d’installation ;
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génération simultanée d’électricité et de chaleur utilisable soit directement, soit indirectement dans les procédés industriels ;
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possibilité de fonctionner avec différents combustibles ;
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grande sécurité du fonctionnement ;
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entretien facile.
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1. Différents types de turbines
1.1 Définitions
Qu’est-ce qu’une turbine à gaz ? ce n’est pas une invention moderne puisque la première idée date de Léonard de Vinci ; le premier brevet d’invention fut déposé en 1791 et la première turbine à gaz capable de produire de l’énergie mécanique fut réalisée en 1903.
La turbine à gaz est un moteur constitué de trois éléments principaux (figures 1 a et b ) :
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un compresseur d’air CR ;
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une chambre de combustion CC dans laquelle est introduit un combustible liquide ou gazeux qui, en brûlant, consomme partiellement l’air amené par le compresseur et élève la température de ce mélange air‐gaz de combustion, ce qui augmente en même temps son volume ;
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une turbine TU, de même principe qu’une turbine à vapeur, dans laquelle le mélange air‐gaz sortant de la chambre de combustion à la pression obtenue après compression se détend dans plusieurs étages pour produire de l’énergie mécanique Ch. Cette énergie sert à entraîner le compresseur d’air et à fournir à l’arbre une puissance utilisable, recueillie par exemple par un alternateur.
Du fait de cette double fonction, les étages destinés à l’entraînement du compresseur peuvent être séparés des étages produisant la puissance récupérable sur l’arbre ; on a alors une turbine à deux arbres (figure 1 b ). On verra au paragraphe 3.2, les avantages et inconvénients de la turbine à un arbre et de celle à deux arbres.
Le mélange air-gaz de combustion, appelé gaz d’échappement, sort de la turbine à des températures relativement élevées (450 à 550 oC) et peut donc...
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1 Principaux constructeurs de turbines à gaz
Ce tableau est limité aux turbines de puissance inférieure ou égale à 30 MW, et ne comprend pas les turbines à récupérateurs et à injection de vapeur. Les performances sont indicatives et données pour les conditions ISO (pression atmosphérique de 760 mmHg, température ambiante de 15 oC et humidité relative de l’air de 60 %), la puissance étant celle délivrée aux bornes de l’alternateur. Nous indiquons les constructeurs, à notre connaissance, présents sur le marché Ouest européen. Notre responsabilité ne peut être engagée en cas d’erreurs ou d’omissions.
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