Présentation

Article

1 - SITUATION ACTUELLE

2 - CYCLES COMBINÉS GAZ - VAPEUR

3 - CYCLE COMBINÉ SANS POSTCOMBUSTION

4 - CYCLE COMBINÉ GAZ - VAPEUR À POSTCOMBUSTION TOTALE

5 - CYCLE COMBINÉ GAZ - VAPEUR AVEC DISPOSITION PARALLÈLE

6 - ÉTUDE DE CAS : UNITÉ DE 100 MW

Article de référence | Réf : BM4189 v1

Cycles combinés gaz - vapeur
Réhabilitation des centrales thermiques

Auteur(s) : George DARIÉ

Date de publication : 10 avr. 2005

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

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.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(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.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm4189


Cet article fait partie de l’offre

Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques

(172 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

2. Cycles combinés gaz - vapeur

2.1  Considérations thermodynamiques

L’utilisation de la turbine à gaz pour la réhabilitation de CCV se limite au développement de certains cycles combinés gaz - vapeur.

La figure 1 présente les intervalles de température entre lesquels a lieu l’extraction du travail pour l’installation d’une turbine à vapeur (TV), d’une turbine à gaz (TG) et d’un cycle combiné gaz - vapeur (CCGV). Dans le cas du cycle de la vapeur, l’extraction du travail a lieu dans le domaine des températures relativement basses. Bien que, à la source chaude du cycle thermique, la température obtenue suite à la combustion du combustible puisse atteindre 1 800 à 2 000 oC, la température de la vapeur ne dépasse usuellement pas 540 à 570 oC. En revanche, la température inférieure du cycle est très proche de celle du milieu ambiant.

Dans le cas du cycle du gaz, l’extraction du travail peut même commencer à la température de combustion du mélange combustible. En revanche, l’évacuation de la chaleur à la source froide se fait à une température bien supérieure à la température ambiante menant à de considérables pertes d’énergie.

Conclusion

La turbine à gaz travaille dans le domaine des hautes températures.

Le cycle de la vapeur travaille dans le domaine des températures moyennes et basses.

La température à laquelle cesse l’extraction du travail dans la turbine à gaz est proche de celle à laquelle la turbine à vapeur commence à travailler.

Il paraît intéressant de réaliser une cascade thermodynamique à deux étages, comprenant un cycle de gaz suivi d’un cycle de vapeur.

HAUT DE PAGE

2.2 Développement

Bien que ses performances soient connues depuis la moitié du XXe siècle, ce n’est qu’après les années 1990 que le cycle combiné gaz - vapeur s’est réellement imposé comme une variante attractive pour la production de l’énergie électrique et thermique. Avant cette période, l’essor de l’énergétique nucléaire, considérée comme une source...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques

(172 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Cycles combinés gaz - vapeur
Sommaire
Sommaire

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).

  • (3) - HAYWOOD (R.W.) -   Analysis of Engineering Cycles.  -  Pergamon Press (1991).

  • (4) - HORLOCK (J.H.) -   Combined power including combined cycle gas turbine (CCGT) plants.  -  Pergamon Press (1992).

  • (5) - HAUPT (A.) -   Repowering Peterhead.  -  Power Engineering International (mai 1999).

  • (6) - BRANDAUER (M.), SCHERER (V.), SCHEFFKNECHT (G.), BRAASCH (H.) -   GT26 Repowers Rheinhafen.  -  Modern Power Systems, no 5 (mai 1996).

  • ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques

(172 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS