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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.
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Lire l’articleAuteur(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.
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Cycles combinés gaz - vapeurArticle inclus dans l'offre
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1. Situation actuelle
1.1 Utilisation des combustibles fossiles
Diverses sources primaires d’énergie peuvent contribuer à couvrir nos besoins énergétiques. Le tableau 1 présente la situation actuelle et l’évolution prévisible de la consommation d’énergie au niveau mondial [BE 8 515].
Ainsi, les combustibles fossiles continueront à couvrir la plupart de la demande mondiale d’énergie (90 % en 2020). De plus, même si en valeur absolue, la part des combustibles nucléaires et de l’énergie hydraulique augmentera légèrement, leur contribution restera modeste (environ 7 % en 2020). Enfin, en dépit de l’intérêt manifesté pour les sources renouvelables (énergie éolienne, solaire, etc.), celles-ci ne devraient pas couvrir plus de 3 % de la demande mondiale en énergie en 2020.
Ces constatations restent valables pour la production de l’énergie électrique seule. Le tableau 2 indique la contribution des diverses sources primaires d’énergie à la production d’énergie électrique [D 3 900].
Conclusion
Ainsi, les combustibles fossiles devront continuer à couvrir la plupart des besoins énergétiques mondiaux jusqu’en 2030-2035.
De plus, les centrales thermiques basées sur l’utilisation des combustibles fossiles représentent le principal moyen de produire l’énergie électrique.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - World Energy Outlook 2000 - . International Energy Agency (2000).
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(2) - HARDARSON (P.) - Conventional Renewable Energy Resources for Power Production in Competitive Market Environment. - 18th World Energy Congress, Buenos Aires, Argentine (2001).
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(3) - HAYWOOD (R.W.) - Analysis of Engineering Cycles. - Pergamon Press (1991).
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(4) - HORLOCK (J.H.) - Combined power including combined cycle gas turbine (CCGT) plants. - Pergamon Press (1992).
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(5) - HAUPT (A.) - Repowering Peterhead. - Power Engineering International (mai 1999).
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