96
RÉI:'UBLIQUE DU SÉNéGAL 1 ECOLE POLYTECHNIQUE DE 1 THIES D1WARTEMBNT DU oaNm &BCTROMSCANIQUB PROJET De JfN. VUII DII L'OBJmn'ION DU FIN D'ETUDES lmIDMII D'lHGBHmlTJt DB CONCBPTlON l:ITl},E AMELIORATION DE LA PRODUCfION DE L'ÉNERGIE BLECTRIQUE A LA CENTRALE THERMIQUE DES DAROU , PAIR; JUillET 190$ AUTEUR DIRECTEUR co- DIRECTEUR: S. J- Ludovic SOSSOU Peul OEMBA Massamba THIOYE

ECOLE 1 POLYTECHNIQUE DE 1 THIES...RÉI:'UBLIQUE DU SÉNéGAL ECOLE1 POLYTECHNIQUE DE 1 THIES D1WARTEMBNT DU oaNm &BCTROMSCANIQUB PROJET De JfN. VUII DII L'OBJmn'ION DU FIN D'ETUDES

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RÉI:'UBLIQUE DU SÉNéGAL

1

ECOLE POLYTECHNIQUE DE 1 THIES

D1WARTEMBNT DU oaNm &BCTROMSCANIQUB

PROJET DeJfN. VUII DII L'OBJmn'ION DU

FIN D'ETUDESlmIDMII D'lHGBHmlTJt DB CONCBPTlON

l:ITl},E AMELIORATION DE LA PRODUCfION DE L'ÉNERGIEBLECTRIQUE A LA CENTRALE THERMIQUE

DES I.C~S DAROU

,PAIR; JUillET 190$

AUTEURDIRECTEURco-DIRECTEUR:

S. J - Ludovic SOSSOUPeul OEMBAMassamba THIOYE

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,ECOLE

RÉPUBLIQUE DU SéNéGAL

POLYTECHNIQUE DE THIES

DE;PARTBMBNT DU aE;NIB E;LECTROMnCANIQUB

PROJET DEBN VU!! DI! L'oB1tlHTloN DU

FIN D'ETUDESDIPLOME D'lNGIlNIIlUR DB CONCEPTION

AMELIORATION DE LA PRODUCfION DE L'ÉNERGIEÉLECTRIQUE A LA CENTRALE THERMIQUE

DES I.C.S DAROU

D A TE; JUILLET 1995

AUTEURDIRECTEURCO- DIRECTEUR:

S. J - Ludovic SOSSOUPaul DEMBAMassamba THIOYE

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,

D E-.D

A t C> 1..1 Et rri - c> .r] t a i.l.né

et L.ér].i _

PRDnrr DII l"lH D'1!TVDIIlI

Page 4: ECOLE 1 POLYTECHNIQUE DE 1 THIES...RÉI:'UBLIQUE DU SÉNéGAL ECOLE1 POLYTECHNIQUE DE 1 THIES D1WARTEMBNT DU oaNm &BCTROMSCANIQUB PROJET De JfN. VUII DII L'OBJmn'ION DU FIN D'ETUDES

Nous voulons témoigner ici t (IUt{'·S IVIS pT Ft \,1 t.ucles et

adresser nos vifs et e I nc è r e e l'Piller" i eme nt.e a t.outes les

personnes gui de près nu de loin. tant (janr: J. E!SPél('l'" qur- dans

le temps. nous ont aidé à la 1''''' a l isatil~ln de cpt.t.e ':'Cude.

Nous tenons à remercier t.out. !='articulièrelnf'nt

__Monsieur Paul DEl'lBA no t.r e d i r-e c t.e ur- de IJl'ojet.

Monsieur Massamba THI (lYE no t.r e d irerteur "':.~ terne gui

nous a suivi et guidé durant tout le p!,r".iet.

Monsieur Siaka Ansou SAI1IO élèvF···jngénieur.

les autres élèves qui nous ont aidé.

ainsi que

Que tous les professeurs qui o n t. con t.r i bué à notre

f o r-meti.on trouvent ici les e xp r-e e s i o n s cir:> uo t.r e gréü.itude.

L'auteur.

IlBCOUI POLYTBCRNIQUB DB THIIllJ PROIIJT D8 PIN D'BTUDflS

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Le contenu de ce rapport relate l'essentiel de notre

projet de fin d'étude dont, le titre est: NfEL..IURA7I.UOH DE." LA

PRD'OUCr.lDII "0 "ElllfJ'W:lE E."LECnR.ltllUE. A l.A Cf. INTrIf.AlIl..E' TrHl:R,'1rIl,fmE.· "E.·:Ôo

1",(;.5 "DNWiIJ ..

L'objectif du projet est bien libell~ h travers le titre.

A l'analyse des paramètres de marche de la centrale thermique,

on a remarqué une perte de performance dans le fonctionnement

du turbo-alternateur principal qui produit l'énergie

électrique. Nous avons d'abord identifié la cause de cette

contre-performance: le vide au C:t'P11HleJIIsF-lIlr. Ensui te, nous avons

modélisé le comportement du vide au condenseur à travers des

variables explicatives. Après avoir connl1 son comportement en

fonction de ces variables explicatives, nous avons déduit les

solutions dont la réalisation aboutirait à l'amélioration de

la production de l'énergie

deu:Jf:.ïlt.e a(#,o,.·t)l/r.:o"llidr.JIIs'e'u,., e'"

électrique: At:::q«llisit'ùm d'ulI1I

principal.

La mise

performances

en place

actuelles

de

des

ces solutions.

installations et

améliorera

permettra

les

de

réaliser guelques économies pour les I.C.S. Sur le plan

national. elles permettront aux I.C.S de fournir assez souvent

de l-énergie â la SENELEC pour l'aider â satisfaire rlavantage

la demande nationale.

IIIBCOLS l'OL\'TBCRNJOUB DB TRIBI PJlO1IIT DI!' PfH D"BTVDIlI 1VILt8T ...

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TITRES

TABLE DES MATIKRES

PAGES

Dédicaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l

Remere iements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Il

Somma ire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " l l l

Liste des figures et tableaux...................... .... IV

Symboles et Unités..................................... V

Chapitre 1

INTRODUCTION 1

2.2 Description

2.2.1 Mesure de

2.2.2 Mesure de

2.2.3 Mesure de

2.2.4 Mesure de

2.3 Description

1.1 Introduction....................................... 1

1.2 Présentation du sujet 2

1.3 Importance du sujet 4

1.4 Présentation des installations 5

Chapitre 2

TRAITEMENT STATISTIQUE DES DONNEES...... ..... .... 9

2.1 Introduction....................................... 9

numérique 10

posi tion , 10

dispersion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10

forme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Il

décision 12

graphique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13

BCOLB l'OL1'1'BCIIJQ'OUS DIJ 1'RDlI

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2.4 Indépendance des variables 17

Chapitre 3

MODELISATION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 19

3.1 Introduction....................................... 18

3.2 Rappels théoriques sur les cycles de puissance 20

3.3 Description du cycle 22

3.4 Expression de la puissance 23

3.5 Effet de la pression et de la t.empé r a t.ure F:llr le

cycle............................................. 25

3.6 Paramètres de modélisation 29

3.7 Techniques de modélisation 30

3.7.1 Modélisation du vide 31

3.7.2 Modélisation de la puissance 41

3.7.3 Exploitat.ion des modèles 46

3.7.3.a_Présentat.ion et principe de fonctionnement. de

1 . aérocondenseur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.7.3.b Et.ude des solut.ions 49

3.7.3.c_Et.udes coûts et. avantages 50

3.7.3.cl_Acquisition de l'aérocondenseur 50

3.7.3.c2_Période de recouvrement. de l"investissement... 51

3.7.3.c3_Lavages et. entret.iens du condenseur 51

3.7.3.c4_Et.ude de la fréquence de lavage .. , 52

Chapitre 4

CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS 58

BCOLB l'OLf'1'BCRNlQUS DB 1'R1IIS PROJBT DB PfH D"B1VDIlI 1t1ILUJT..,

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Annexes

1\1Ine.:-:\"'

Anne xe

1 'I'ab l t'élU des ,ll 1I1Iléef·.

'I'ab le.au x e Lmu l a t.Lorre 1'1":1(11\(.'1:.1011 ,le V:'I,,.:'ur.

Annexe 3

Anneze 4

Bibliogrélphie

BCOLB POLVTBCRNIOUB DB TR1JlS

Courbe Ilg~; = f ( t.PllIpS ) .

PR01ST DB PIN' D'IlTIJI>BI IUlILBT .",

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Exp_l~e8sj1:)nE:

Cadence de marche: tonnage d'A.cide H:'~:;r',.~ l='l'oduit pétr jour dans

l'atelier Sulfurique & Utilités

Vide C"est d u '['AP" Nous

emp l ove r-on s indi fféremment. vide ou r'reSf' i nn ,"\ J pc'happement.

Lorsqu'il prendl'a des v a Le ur e négatives. I\(1U8 ~'éH'lel'uns de vide

relatif c'est à dire le vide mesuré r'éH' l'ftp~~'c)rt Èt

atmosphérique. Unité employée : le bftr

.Ir'l pression

BCOLB POL1'TBCRNJOUIl DB 11IIBII PAOlfrr DB PIN D'lfTUDfJlJ

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Ll.D.te J1eJJ.__flBUI'CIJ. et. t.eb.Ieeux

Fim..œe.s

lli.uné.r..Q Tik-e

1.1 Schéma des installations

2.1 Histogramme du vide

2.2 Histogramme de la puiSSAnce

E.~

7

15

2.3 Histogramme débit admission TAr

3.14 .. 3.17 Courbes du vide - f(Tee)

3.18 .. 3.21 Courbes Coûts = f(fréquence de lavage)

3.22 Courbe Fréq. opt = f(débit condensatl

Abaques de puissance

24

:33

36

55

57

43

21

:21

24

1.6

16

:21

Histogramme dé b i t C'(11111ensA t

Cycle de CARNOT

Cycle de RANKINE

Cycle de HIRN

Cycle réel

Effets de la pression et

de la température SUl' le cycle

3.12 .. 3.13 Courbes du vide = f ( dé b Lt condenf~a t )

2.4

3.1

3.2

3. ~3

3.4

3.5 .. 3.7

1.1

2. 1

3. l

3.2

3.3

3.4

3.5 .. 3.8

Tab~e.aux

Tableau résumé

Tableau résumé description ntuné ri qu e

Tableau simulation production v e.peu r'

Résultats régression vide - f(mo~nd)

Ré au Lt.ate rép;ressjon vide f(Tep)

Expression du vide = f(HgS)

Pertes énergie en fonction de HgS

32

3R

42

53

IVlICOLS l'OLYTBCIINJOUB DB TRDIlI PROJBT DB Pf1f D"IrrUDI!I 1VllLBT''''

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Unités

t/h tonne par heure, unité de débit massique

t/j tonne par jour.

MW Mégawatt, unité de puissance I t1W - 10 6 vlatt.s

Mwh Mégawatt-heure unité d-énergjp

1 Mwh = 3600 MégaJoules = :3600:<10 6 joules

Mj Méga<ioule, unité ct-énergie 1 M,i = lOf3 .i ou.l e e .

Bar Uni té de pression employée 1 bar = 11)5 Pe.ec al

Symboles ou abréviatiQllS

Tee Température de l"eau de refroidissement à l"entrée (oC)

Tes Température de l"eau de refroidissement à la sortie

HgS Coefficient d'échange global (J/oCI

h s enthalpie massique au point i (,I/kg)

Ti. température au point i (OC)

madm : débi t massique de vapeur à l' a drn i RAi on du TAP (t./h 1

mcond : débit massique de condensat.. (t/hl

P : Pression s"exprime en Pascal dans le syst.ème international.

HP Haut.e Pression

BP Basse Pression

TAP Turbo-alternat.eur Principal.

CPA Concentration phosphorique A.

CPB Concentration phosphorique B.

1.C.S Industries Chimiques du SENF,(;AL.

SENELEC : Senegalese Electricity Company.

v

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CIIAP1TRE ,. l

T N ·r R () 0 \ J (~ TTC) l'ii.

1 . 1 INTRODUC,"TION

L-énergie ~st et demeurera encore lon~tempB la rhose la

plus précieuse gui soit. El.le est voire

indispensable au fonet ionnemen t. de t.o u t. ev e t.èrne él ppe lé à

développer quelque fonction et ce. ';luelJe que soit la forme

sous laquelle ce système l"exige, Au t.e n t. "le ventre a f f amé n "a

point d'oreilles", aut.an t. une ma ch l n-- ~l \1 f, si

qu'elle puisse être. ne peut générer 18. fonction prvu r- laquelle

elle est désignée s" i l arriva j t qu' p JI c:» ne d j spose Il!? E:ource

d'énergie, Ceci témoigne de l' jlll1"l~rt8.nc~ <lue l'énergie a dans

la vie de l'homme. D"F\illeurs sur international.

plusieurs c o 110'Jues sont organ i e.és E'U l' le su,:i et et orrt pour

ob,jectif principal la senr:d b 1..1 i sa t i (Ill ,jps l'!"'sr'("'J)sf\.bles il

divers éc he Ions à une gestion plus t'FI \ i.orine J le dps sources

d'énergie disponibles. Cet objectlf s'impose en effet aux pays

e f r i c e j n e et ee.sentiellement. ':PllX 8n '-'.l1d dll :'~nh"1.t'a 'lui.

contrairement aux pays développés. ne ppuvent se lAncer dans

l'exploitation de nouvelles SOlll'cef3 cl 'pner~ie t.e Ll.e e que

l "énergip nueJé<1'ljl'e .... l ro n o il dr'·Cé\\ll. ,l'~'II/J\'llllrl'l' .r, lll,uvf"llpf1

sources. t 1 faut gérer 811 mieux ce I Le e l:j\1Î e x i et.e nt. 11P,j à pl}ur

BCOUI POL't'TBCRNIQUB DIJ rRJBI PR01JJT DI! PIN D'BTUDIlS

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CWO/1RE 1 H1 R0 DUC 1 1 0 W

optimiser leur exploitation. C'est dans C8 cadre que s'inscrit

notre projet de fin d'études lorsque D0115 nous proposons de

travailler sur la centra18 thermique des l .C.S site de DAROU­

KHOUDOSS avec comme dessein "AMEI.IORATJON DE LA PRODUCTION

D'ENERGIE ELECTRIQUE A LA CENTRAloE THERM[QOE mm I.G.g DAROU"

Après l'introduction générale (chapitre 1), nous

présenterons une approche de traitement d~s données de marche,

puis nous déduirons les modèles pour dégager â la fin les

conditions d'amélioration de la production.

1.2 PRESENTATION DU SUJET

Comme nous l'avions annoncé ci-dessus, le titre de notre

sujet est: "MEL10IRAT:IDII lJE.' LA P'1lO00C710H 1J' E.HCRG1'E EL,EC7'R:IQUE

A L,A CEWTRALETNERIUQUE IH:S 1 "C"S DIfROl}". L.A s u.iet. nous Ij été

proposé par notre directeur externe qui, sllite à l'analyse des

paramètres de marche a soupçonné une optimisation incomplète

de la gestion de la production d'énergie à la centrale. Les

calculs que nous avons effectués plus tard ont confirmé cet

état de choses. Nous donnons un résumé au tableau 1.1

Dès lors le sujet s'est imposé et nous a intéressé. Mais

en fait de quoi est-il question â travers ce sujet 7

Il s'agit d'améliorer la gestion de la production

d'énergie. Pour celR il faudra identifier quolles sont les

raisons d'une non-optimisation de la ~e5tion a8tuAlle de la

production d'énergie et les stratégies â mettre en oeuvre pour

2IlaJl.8 POL\'TBCIDfJQVB DI! TRUllI

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nUI1Rf 1 Hr RQDOC T ION

Extraction Débit Puissance Puissance Ecart

(t/h) Admis(t/h) Prad. (MW) Prévu8(HW) (HW)

20 40 J: 6 1;)

19 45 '7 '7.6 0.6

24 50 '7.6 B.2 0.6

. -

19 55 !) . l 8.a 0.7

30 80 9. fI 10 0.5

une production maximale d'énergie. Plusieurs options s'offrent

parmi lesquelles nous avons :

l_Exploiter les équipements dans d8S conditions telles que

leur rendement soit optimal.

2 étudier le cycle th8rmodynamique et proposer des

modifications sur les équipements 011 les procédures afin

d'assurer un rendement global usine optimal.

Le premier point peut être considé r é comme f ai t.

La seconde option peut. const i t.ue r une direction

d'investigations. En effet nous savons que dans un cycle

thermodynamique, pour au~mBnter la chllte enthalpique possible

au niveau de la turbine, on peut augmenter la pression et/ou

la température â l'admission, ou réduire ]a pression et/ou la

3l!I(X)LB POL1t'TBCRNrOUlf DB TflIIllI PROIIIT DB PIN D'IITUDe. 1lJlUBT",.

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CIAPITU 1 ~ 7 q 0 D8 ClIO.,- -1

ces opérations

température à l'échappement. Mais

installations dudit projet, toutes

limites. Celles-ci sont essentiellement

dans le

dues au fait.

cas des

ont de

qu'on ne

peut augmenter ou réduire indéfinimen·t les pressions et

températures respectivement à l'admission ou â l'échappement.

Mais en analysant les paramètres dA marche, nous avons

constaté que pendant que la pression et la température â

l'admission sont cellen recommandées par le constructeur, la

pression à l'échappement ne l'est pas. Il peut être considéré

comme la cause de la réduction de la production d'énergie.

En tenant compte des diverses c ont.r-a inte s , nous

essayerons d'expliquer la production d'énergie â travers des

variables et en déduire les conditions d'optimisation.

1.3 IMPORTANCE DU nOJET

L'importance du sujet a été largement abordée dans

l'introduction par celle de l'énergie que nous y avons

évoquée. Si nous comprenons que l'énergie est d'une importance

majeure pour l'homme, tout processus ou tout projet ayant pour

aboutissement une meilleure gestion de la production d'énergie

D'autres arguments viennent consolider cettel'est de facto.

importance.

Sur le plan national, les I.C.S occupaient la première

place parmi les trois sociétés qui réinjectent par moments de

l'énergie dans le réseau de la 8ENELEC pour aider celle-ci à

4Bl»LB POLTTI!ICRMOUB DI! 11fIBI PROIIlT DB PIN' D"BTUDfllI

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CWUITU 1 N 7 R0 DOC 1 ION

satisfaire la demande des consommateurs. Mais de nos jours la

fourniture des l.C.S a considérablement diminué. D'autre part

en cas d'insuffisance de leur production vis-à-vis de leur

corraomma't Lon , 1 Mwh d'énergie électrique leur cou.t.e environ

28 100 FCFA. Si à terme notre projet leur permet d'augmenter

leur pr-oduct.Lon d'énergie é Lec t.r ique de f) Mwh par jour ceci

réduirai t la consommation achetée et consti t.ue r-ai, tune

économie de 140 500 FCFA par jour. D'autre part, une autre

raison de cette importance est le coUt d'une journée d'arrêt

de l'industrie. Les l.C.S sont une industrie dont l'importance

sur les plans national et international n'est plus â

démontrer. Une journée d'arrêt est l'équivalent d'un manque à

gagner d'environ 63.5 millions CFA. Elles doivent chercher â

produire le maximum possible pour ~3' a s au r-e r' une au.to­

suffisance en matière d'énergie afin d'éviter de subir les

conséquences d'éventuelles coupures du réseau SENELEC.

Pour minimiser les coUts d'exploitation, ils doivent

réduire autant que possible la consommation achetée et lorsque

les conditions le permettent s'assurer l'auto-suffisance.

Cette réduction des coOts passe par une gestion optimale de la

production d'énergie êlectriqu~.

1.4 PRESENTATION DES INSTALLATIONS.

En réalité, notre sujet ne concerne pas une centrale

t;hermique au sens strict. du mot, mais p ln t.ô t. une cen-trale dite

5PROIIJT DB PJN D"B'J"UDflS lUlLUJT ~

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de

ClAP1TRf

cQgénération. En thermodynamique, les

1 N1 RaD UCT1 a _

scientifiques

l'appellent couplage chaleur-foree_ Dans certains pay~

anglophones elle est appelée CHP: " Combi nAd He a t and Power."

Qu'est-ce-que la cogénération 7 La cügénération est la

production simultanée ~'énergie électriquA et d8 chaleur à

partir d'une seule centrale.

L'installation achéma t i.que est. p r é s errt.èo à la figure 1.1.

Elle comprend trois chaudières dont deux dit8S de récupération

et une auxilliaire qui marche au fuel

à produire la vapeur d'eau saturée.

Les 8haudi0res servent

La chaudière auxilliaire

n'est mise en marche que pour servir cl' appo i n t. à la production

de vapeur. Cet appoint est nécessaire lorsque la cadence de

marche s'affaiblit. LeH chaud ières de r é cu pé r a t.Lon produisent

la vapeur avec l'énergie calorifique dégagée par la combustion

du soufre et qu'elles récupèrent à la sortie d8S fours de

combu s t i.on _ Une fraction de la vapeur saturée produite est

dérivée vers la fusion du souf r e après une déb:m1~e à 7 bars et

une désurchauffe. L'autre fraction passe par les surchauffeurs

avant d'être co l l ec t.Lonnëe sur Le b a r ilLe t, HP 40 bi1.rs/425 D c :

c'est de la vapeur su rchauffée. Du 1:1 a ri 1] et 1lJ:'. elle est

envoyée vers les utilisations que sani; le TAP (Turbo­

Alternateur Principal), le TAS (Turbo-Alternateur Secondaire)

et la TB (Turbosoufflante). La Turbo-Pompe Alimentaire (TPA)

est u n« pompe a Li.me n t.e Iro .-:mL,"çlîn.-:'1o pa r n ne t.u r b i n..'. Elle ne

f onet i<:',nII ~,~ qu'en cas d' Lnd lspon i 1>; l i t~.s des motopompes

a Li.merrt.a i.r-e s _ Le TAPtllrbine la vapeur surchauffée ~jllr ses

6 PR01fJT DB PIH JnITUI>eI ron.urr ..

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RESEAU SEMELfC 90 KY

Ç=J'fI

•~~h BARILLET VAPEUR HP 40 bars / 425°C

il' t i : 1 ./ 0 1 Ili 1 l,1 1 i

t+/ ~(' I8i 1 11 1 i.!au!: 1 C . ~

L _ , ! , i ~':1/ : --L.- 1 fiT 1~1:1\~/ 1 (' /! i H : : c-c-

,~ 1 1 \! 1 1 {~;; ~ V w; " ... 1{

l~. i' 1 nil : ( BARILLET VAPEUR BP "\ bars / 145°C "4:j.. 1 . 1 l' 'li \; : ! 1 1 l '1 !

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: '~ ~ C'w - j 1 '. 1 1 1 1 1 • (.;r, Li ~,t ê?j ~l.--J ~ Am t L \ ~I,I 0~p~o'" !;".::J 1~ 1 ...... CPc:. r PA 1 r ', - -::: • _ Aénjco~d.r.5E-UI" ':1 o.J '- '---1 ~I:

:l) T dP.:Vff'Sfo ~ 1 I·-J

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Cond~nsl"'.:r t : r:J,.........l tprincipal ~+N ~~' ! 1. • 1

lnl R.tour v ..rs bSct'.e "! '- ( ~'!'t.oUt" Vf'I"S t.Qc.t.~ !

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~

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C'UI/RE 1 W1 R0 DUC 1 1 a~

deux corps (corps HP, corps BP) pour produire de l'énergie

électrique. C'est lui qui aSSUTe toute la production d'énergie

électrique sedondée rarement en cas d'excès de vapeur

pression nécessaire au processus

soufflante mue par une turbine. Elle produit de l'air sous

le TAS. Le débit massique maximal àsurchauffée - 1 par

l'admission du: TAP est en pratique de 70 t/h. La TS est une~r/.

r.~.,.!;i

d'obtention de l'acide sulfurique. La TV 1219 et la PV 1504

sont deux vannes automatiques prévues pour réguler le débit de

vapeur surchauffée. La TV 1219 contrOle la température de

surchauffe en dérivant au besoin de la vapeur saturée pour

évi ter qu'on descende en deçà de la 1~empérature de consigne.

La PV 1504 régule le débit de vapeur surchauffée lorsque la

pression tend à dépasser la valeur désirée. Après les

utilisations H~ de la vapeur, la vapeur BP est recueillie sur

le barillet BP d'oü elle desservira les besoins en énergie

calorifique des CPA et CPB, l'AP 30% dégazages et divers. La

demande en énergie calorifique la plus importante et la

principale est celle des CPA et CPB concentration

phosphorique A et B- d'oü le nom de centrale de cog~nération.

Cette énergie calorifique sert à la concentration de l'acide

phosphorique. On soutire très souvent de la vapeur BP â 4 bar

au TAP. La vapeur BP en excès est détruite d'abord à

l' aérocondr~nspur pu:i s par le c on den s en r- principRl 13 travers la

PV 1508. Les condensats rêcup~rê5 constituent à quelques

pertes près le fluide moteur pour un nOUV8au cycle.

8PROIHT DB PfH D'Irl11DI!I 1UlU.BT'"

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-r RAI-rKMK~· STATIS-.:J~IQUK J:JKS DONNEES.

2.1 INTRODUCTION

Après la saisie des données des différents paramètres qui

influencent notre processus, nous sommes passés à l"étape de

traitement et d-analyse de celles-ci en vue d'une exploitation

~iudicieuse. Mais auparavant nous nous intéresserons. un temps

peu soit-il. à la collecte des données et â leur description.

Ensuite nous passerons à la synthèse des données en vue d"en

extraire les caractéristiques essentieJ.les et les informations

pertinentes. Cet objectif est nécessaire à la prise d"une

décision basée sur les données. Nous dégagerons surtout les""rr~uio...s

domaines de validité des futures(que nous en déduirons.

Les données proviennent des enregistrements effectués

pour le suivi de la marche de l"atelier. Elles sont collectées

sur des feuilles de marche avec une périodicité

heures.

de deux

Nous les avons saisies avec 1" out il Ln f o r-me.t.Lque par le

biais du logiciel LUTln3. Cf" logiciel présente également

l-avantage d-offrir des fonctions pouvant favoriser le

traitement de ces données. C'est ainsi que nous avons effectué

le traitement des données avec le même logicleJ.

Deux types de description sont très souvent employés:

PROIHT DI! PIN D'ln'UD1lS

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C1 API TRf 1 rwmw

description numérique. descrip~inn graphiqu~ .

2.2 De.acclp,LiwL.numé.r.ique.

Cette description des données s'effectue è travers des

variables mesurant la position. la dispersion et la forme.

2.2.1 Mesures de position.

En mesurant la position. on s"intéresse è la tendance

centrale de l"ensemble des mesures pour dégager une mesure

typique. Il eXiste diverses sortes de mesures de position

parmi lesquelles nous pouvons citer

la moyenne àrithmétique notée X, x - (l/n)~x:1.. le mode. la

médiane.

La moyenne arithmétique est la pluB employée. Ainsi

c"est celle que nous allons adopter pour la mesure de

position. Elle représente le centre des mesures lorsqu"on les

suppose toutes de même poids lin. Parfois les poids affectés

sont différent~ d'une mesure Xi è une autre X~+1. Dans ce cas

la moyenne est appelée moyenne pondérée.

2.2.2 Meaure6-de-dispersioD.

La mesure de position ne fournit pas un résumé assez

complet sur les données. Elle ne donne pas par exemple une

idée de la variabilité des mesures. Pour apprécier cette

variabilité - dispersion des mesures "- on doit effectuer des

mesures de dispersion que sont:

_Etendue: différence entre la plus grande et la plus petite

10BCOLB POLYTBCRNJOllB DIJ 1lIIBlI PRO/fIT DB PIN D'11'1'UD81

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CIAPITRE TRAITWNT STATISTIQUE DES DONNEES

valeur.

_Variance: (sô!): sz= }:(X1 - x)2/(n -- 1) est, la moyenne

des écarts quadratiques (x~ - ~I~. Le diviseur (n - II est

associé au concept de degré de liberté de l"ensemble des

écarts, car depuis la définition rie la moyenne. s"était

établie la relation 2;(x:t - xl = U. (_:e gui implique que

seulement (n - 1) écarts sont linéairement indépendants.

_Ecart-type: s = .fsz c'est la racine carrée de la. variance.

_Coefficient de variation: (C.\1) C.V - (s/x) x 100. C"est

une mesure de dispersion relative et elle est généralement

exprimée en pourcentage.

D"autres mesures de dispersion sont utilisées selon qu'on

vise un but très précis dans la mesure de dispersion. Nous

citerons entre autres l'identit,é ut.ile. l-écart

interquartile, écart-type de la moyenne. Cette derniêre mesure

de la dispersion est associée â la moyenne ~.

Nous adopterons l"écart-type pour caractériser la mesure

de dispersion.

2.2.3 Meaurea de forme.

Comme Leur- nom l' indique, e Iles sont caractér ist,igues des

formes de la distribution de l"ensemble des valeurs. On

distingue

le coefficient d"asymétrie: b1 = (l/n)}:Zi = (l/n)}:(xi.-x)/s

. SI les mesures sont ctist.rihuÉ'ps p.YITlPtriql1~mpnt par

rapport â ~ albrs bl = O. La distribution est dite symétrique .

. Si bl > Cl (respectivement bl < (1) La distribution est

11&COU POL'Y1"BCHJQO(18 DI! 1'Bl81 PROIBT DB PIN D'81"VDBlJ IUll.UJ1''''

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elAPlTRE TRA/mm STATlSTlOUf DfS DO'~ffS

e evmé t.rt que v e r a Le d r o i te (reflPectlvemf?nt. vers 1a ~~nuche'.

_le coefficient d'aplatissement: b2 = (1/n)~Z~4 - 3. C'est

un coefficient qui mesure l"épaisseur des extrémités de la

distribution. On soustrait la valeur ;3 pour fin de '-'omparaison

avec le modèle gaussien (normal).

Pour des données provenant d'une population gaussienne.

le coefficient b2 est nul.

Remarque: La définition de bl et b2 varie quelque peu

selon les auteurs.

2.2.4 Mesuree de décision.

Certaines mesures déduites des données servent de base à

la pr ise de déc is ion. Elles peuvent l~ontrHmer à déc ider si la

moyenne théorique est nulle 0\1 si la distribution théorique de

laquelle proviennent. les données est gause.ienne. Cps mesures

sont nombreuses et varient selon les auteurs. Nous citerons

par exemple la s'tatistique de Student (décision sur la moyenne

de la population), la statistique de 5HAIRII-WILK (pour décider

si la population est gaussienne) et la statistique de

KOLMOGROV (pour décider si la population est gaussienne)

Sans trop nuire à la généralité et pour ne pas perdre

1" essence du eu.i e t à travers des considérations t.r-o p théoriques

les populations dont proviennent

et pas indispensables,

approximation admettre que

nous pouvons dans une bonne

les échantillons sont gaussiennes. Les coefficients de mesures

de forme calculés (voir tableau 2.1) nous permettent de faire

cette approximation :

12Jla)LB JOU'TBCRNIOUB DB TRœlJ PR01fJT DI! PfIf D'BTUJ>BS

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C'APITRf TRAImm STATISTIQYf DfS Da~~Ers

les coefficients d-asymétrie sont tous nuls. Donc les

mesures sont symétriquement distribuées autour de leur

moyenne.

les coefficients d'aplatissement ne sont pas trop

différents de c eux d i une d tat.ri bu tï on nor-mal e .

Le résumé des descriptions numériques que nous avons

exploitées est présenté au tableau 2.1.

2.3 Description sraphique

Comme le nom l"indique, il s'agit ~e la description des

données è travers des graphiques. Les graphiques les plus

utilisés sont les histogrammes. le diagramme schématique, les

effectifs cumulés, efffectifs cumulés sur ~chelle gaussienne.

le diagramme sectorieL .. La liste nr e e t. pae. exhaustive.

Pour nos besoins. nous adopterons l"histogramme pour

visualiser les fréquences d"observation des valeurs. Des

exemples sont donnés. (fig 2.1 à 2.4).

Additif à la description graphique

Dans les représentations graphiques quon obtiendrait des

population

mesures il peut arriver

distributionsplurimodales.

affaire è

représentatlve d"une

que

Une

l'on ait

distribution

hOJnngène.

unimoclale

Lo r aque

des

est

la

distribution est plurimodale. cela veut dire qu"il existe

plusieurs populations homogènes.

13BCOLS IOL1'TBCRNIOUB DB 11III!lI

nes techniques non moins

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Iabeay 2.1 : Résumé de descriptions numériques

Vide (relatif) Tee ('C) Tes (cC) Puissance Oéb.Adm. Déb. Cond. Coef d'écho(MW) (t'h' (tIh) HgS (Mj/"C'

-0.18 40 46 13.2 6El 80 3904.630-0.84 25 30 4.7 27 20 1730.873

1 -0.67291 33.36534 37.32891 10.73305 55.01490 42.04856 2833.0031 0.017011 4.794781 8.077243 2.841338 34.73736 118.02'9 W1863.31 0.130426 2.189698 2.842049 1.685626 5.893840 10.86378 319.1604

1 -0.92855 29.07353 31.75850 7.428228 43.46297 20.75553 2207.448

1

-0.41727 37.65715 42.89933 14.03688 66.56682 63.34159 3458.557

1 -1.8E-16 40E-16 -4.9E-17 -2.2E-16 S.9E-17 -3.1E-'6 4.5E-161

: 2.470164 -0.40899 -0,06837 -0.11274 3.647233 0.978958 0.878621

MaxMinMoyVarianceEcart-type

Umite inf. (95%)Umite sup

Coef d'asymétrie (b1)Coef daplat. (b2)

Remarque Toutes 'es analyses et les expressions qui en découleront serontconsidérées valables dans les limites que nous avons déduites avecle dégré de confiance de 95 % .

la dégré de confiance de 95 % est celui que les auteurs recom­mandent très souvent pour les analyses statistiques. 'd'f,..,

acou ~L rnIC'11'.IQI7Jl _ ,.,., NORT _ Fm 1>"'7~ nrl1.UT 1_

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HIstogramme du Vide (en lelallf)

340 r-------------------------------,3ro

:Dl29:1:<'6J:;IoI/l

Z!O:<LU

IID100

140120100eo6:1.n20

U '----r-.---

Fla " 2, l Hl,lqgcam me du ride,

HIstogramme PuIssance~

'3512'511 "7.5e54

1!D r------------------------140

1:D

120

110

100

00

eo10

00

so40

:J:J

20

10

o'---...,--.---"~...,."-""i""_''i"'_

Fla: 2, & Hl,tqgcam me de la Du/s,ance,

15

I!COLI! POL rTf!CH"(QUI! Dl! nlll!S l'P.OJl!T DI! 1'1" D'l!nJDI!S JUILLl!T Il1f.\

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Histogramme~ Admission (en tftl).4ro..----------------1200

100

50

U l ........-"l!O.......KdHlg....J......._

Fig; 2,3 HI,togcam me du Débit d'admission TAP

Hl!:togllmme Dêbt Condefmal (en I/h)

3<'0

an:2lD

:i!OO

240

Zi!O

200111)

HI)

140

120

100

IIIeo40

:i!O0"----".......

Fig; 2,4 HI,togramme du débit dg condensat

16PRO/1!T' Dl! ,.'" D'I!'nJDl!!§ nm.cer lHJ.

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CWAP/rRf rRA/rrmT STAr/sr/gur UfS UONNffS

fastidieuses permettent de scinder des populations hétérogènes

en populations homogènes.

Une étape aussi important.e dans l·analyse des données est

l-étude d"indépendance des variables. En effet. avant de

s"investir dans un ajustement d"un modèle de régression

multiple, il faut au préalable s"assurer que les variables

entre des

explicatives mises en jeu sont indépendantes.

fait pour plusieurs raisons:

La détermination de oombinaison

Ceoj doit être

variables

variables.les

permettent de déoeler

ent.re

théories mathématiques

de multioolinéaritéoe phénomène

explioatives permet d"en éliminer oertajnes et réduit ainsi

le volume de données à t.r-e lt.e r et l·~-'f'.pi}ce mémoire qu"on

allait employer.

Les prooédures à suivre sont simplifiées et les moyens à

mobiliser sont réduits.

La résolution est relativement plus rapide et on réalise un

gain de temps.

De grandes

Notamment. la pr-o pr-Lé t.é sur les fnnctions densité de

probabilités:

Toutefois on peut partir des oonnaissances physiques, des

lois de la physique, de la chimie et aut.r-e e pour se prononcer

17&COU l'IOLYTBCBNJOUB DB TRDlI PROIBT DI! PJ1I lYBTUDg IUlLLBT 1_

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Twmw STATISTIQUE DES DO~HEES

sur la dépendance ou l"indép~ndanc~ entre deux ou plusieurs

variables. On peut aussi se servir du coefficient de

corrélation -qui donne une idée de la rp]ation Ijn~aire qui

peut exister entre les variables- pour Re prononcer dans une

bonne approximation sur la d~pendance ou l-indépendance entre

les variables.

Nous ne disposons pas suffisamment d"informations sur la

théorie des paramètres pour nous lancer dans de~

c.onsidérations théoriques de dépendance ou cl" indépendance des

variables. Aussi nous nous contenteronr de lois ~Ihysiques et

du coefficient de corrélation pour nous prononcer sur la

question en son temps.

18l'RalST DB l'rN D'BTUDSlJ

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1

M () 0 El. T ~-:; " .,.. r () N

3. 1 INTRODUCTION

[Jans le chapitre précédent nou s e..vons présenté

l "acqu Le I tion des données puis leur t.rai t Pillent stat t et.Lque . Ce

traitement e tat Le tLque de een s si nous

n"exploitons pas à dautres fins utiles et importantes

l"information subséquente. Ce sere.. notre objectif a travers ce

chapitre où nous nous proposons d"extraire des modèles.

[Jane. le chapitre nous a v l o n e rpmat'qu';? que C" est", le vide

du condenseur qui peut être la cause principale de la C'ontre-

performance. toutes les autres ('(Inn i t i"llS é t.an t SF\ t i.efa Ltes.

Nous montrerons comment le vi c1F' peut entrF\iner une baisse de

performance au niveau de 18 prodHr~tion d11 TAP.

A propos de modèles. nous commen~erons par pn ~tablir

pour le v ide au conden seur' en f01l0t ion des pe r emè t.r-e e que sont

le débit de condensat mcond, "la t.empér-e t.ure d'entl'Pp de l"eau

de refroidissement dans le condenseur T.:,o<;. et le C'"efficient

d ' échange global HgS. Ensui te nous cléc1ui l'ons la pl'oduction de

l' admission m~dm et du vide au COI)(:1enSP 1.1r ,

lICOU! POLYTBCRNIQUB DI! TRUllI PROIIIT D8 PIN D13TI!DfII lUlUEr ~

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CIAPITU ~ODftISA7IOM.

n o u e nous

proposons de f st r-e que l que s rappels t.hp(1t'l"P1 P8 81.11' lps '~yc]e8

thermodynamiques de puissance.

3.2 Rappela théor.iID1ea BUI'._~efLCy.c_l.e6_the_r.mo.dYI1am.Lquea de

~iaaance

En général. lee cent.r a Le e thermiques élémentaires à

vapeur fonctionnent suivant un cycle. Un cycle peut être

défini comme une suite d'évolutions au terme desquelles le

fluide moteur se retrouve dans son état initial. Cet état

thermodynamique. est caractérisé par ees variables d'état que

sont la pression P. la température T et le volume V. Les

principaux cycles des machines à vapeur e o n t:

le cycle de CARNOT (fig.3.1)

le cycle de RANKINE (fiS.3.2)

le cycle de HIRN (fig.3.3)

Tous ces cycles sont des cycles idéallx. Ils ne traduisent

pas la réalité des évolutions thermodynamiques à travers les

machines thermiques. D - après tous ces r:yc les. la c ompre aeLon

(transformation 3-4, fig 3.1, fig 3.2 et fig 3.3) et la

détente (transformation 1-2, fig 3.1 et fig 3.2 et fig 3.3)

sont isentropiques. Dans la réalité. des irréversibilités,

frottements - existent et font que les évolutions ne sont plus

isentropiques. Alors on considère un autre cycle qui tiendra

20PROIBT DB PIN D'I!1"UDfJS

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l'

8

Fig" 3 .1 Cycle de CARNOT

T

l'

Fig 3.2 Cycle de RANKINE

Fig-L.'! Gycle de IIIHN

21

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CWUITRf

compte des irréversibilités:

3.3 Description du cycle

~OOftlSATlot

LE CYCLE REEL (fjg.3.4J.

Le fluide moteur considéré est. de lA v"\[.eur .r :eau. Le

point 1 correspond à la sort.ip du condenspur la vapeur

saturée est condensée et est désormais à l'état liquide

bouillant, à la pression Pl. lIsera o omp.r Lmé par la pompe

alimentaire et sa pression sera élevée .i u aqu ' à P2 "In point 2.

En ce point, c"est 1" entrée dans la chaudière. Ile :.:~ à "', .L. le

fluide reçoit de la chaleur jusqu"à ébullition. Entre 2" et

3", c"est la vaporisation où subsiste une émulsion vapeur plus

liquide et le titre en vapeur x. caractéristi~ue de la

proportion en vapeur de l' érnuI sion, passp rie 0 al. Suit. 1 a

surchauffe entre 3' et 3. Toute l "évolntio\1 entre 2 et 3 est à

pression constante - isobare -. L" évo l ut i('\1 l a plus importante

et certainement la plus intéressante est la détente entre 3 et

4. C"est au cours de cette évolution qne le système fournit de

la puissance à l"extérieur. C"est la production de cette

puissance qui est l"objectif poursuivi à travers le cycle. Le

fluide moteur - vapeur surchauffée - entre dans la t.u r b i.ne au

point 3 pour en ressortir au pol nt ,~. Il y A eu chute

errt.heLp i que et accroissement dû aux

irr~ver8ihiltt~s.

1" entrée dans le condenseur ou il y i'\llr'l rrmdensa t i on de la

vapeur saturée. Le ti tre en vapeur x déCl'oi t. al o r e de 1 à Cl au

22SCOU! POLY'J'BCIDflQVB DB 'l''HIB8 PRDlBT DB PJH D'II1'11DB3

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ClAPlTRf won f Ils AT ION.

point. 1. Le fluide moteur r-e t.rouve S(ln ptat. j nitiaJ prêt pour

un nouveau cycle.

3.4 Kxpression de La puissance

Soient P~urb la puissance fournie à la turbine par le

fluide moteur. Soient mqdm le débit massique de vapeur admise,

nturb le rendement mécanique de la turbine et ha. h4 les

enthalpies massiques respectives à l"entrée et à la sortie de

la turbine.

On a: Pturb Dturb X madm x (hs - h4)

Cette énergie communiquée à la turbine sera utilisée pour

entrainer l"alternateur qui produira à la sortie l"énergie

électrique. Si Pelect est la puissance électrique produite et

nalt le rendement de l"alternateur. on peut écrire

Polset - na1t X Pturb na1t X Dturb X IDadm X (ha - h4)

Nous pouvons écrire cette relation sous la forme

Poloet = 0 x IDadm X (ha - h4)

n rendement global installations.

23BCOU! POLl' IBCllMOUII DB 1'RDlI

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T

sFig 3.4 Cycle réel

T

.... . ._0.S

Pig 3.5 Abaissement de'l'elllpérature et de pression

à l'échappement

T

s

Yiq 3.6 ~levation de latempérature de surchauffe

T

s --Yig 3.7 Augmentation de la

pression à l'entrée de lachaudière

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ClAPITRf ~ODfLISATIO"

de la pression et

est illustré dans

3.5 Effet de la pression et de la température sur le

cycle

Etudions d'abord l'effet sur le cycle

de la température à l'échappement. Cet effet

le diagramme T-S de la figure 3.5.

Si nous effectuons un abaissement de pression de P4 à P4"

et une diminution correspondante de la température à laquelle

s'effectue le rejet de vapeur - échappement de la turbine

l'augmentation de travail net qui s' erieu it. correspond à l'aire

hachurée 1'-1-4-4'-1. L'énergie supplémentaire consommée par

augmentation découle aussi de

moyenne à laquelle s'effectue

la pompe aire 1'-2"-2-1-1' étant négligeable. Cette

la baisse de la température

le rejet de vapeur. Elle se

traduit par une diminution de la valeur de h4, donc

augmentation de la différence lhs - h4) et ainsi conduit à une

augmentation de la puissance produite Pelect. Mais la

réduction de la pression d'échappement à la turbine entraîne

une augmentation de la teneur en eau de la vapeur qui en sort.

Il s'agit là d'un facteur très important puisqu'une humidité

au-delà de 15 % dans les étages à basse pression de la turbine

a pour conséquence la diminution du rendement de la turbine et

des risques d'érosion des aubes pouvant déboucher sur de

graves problèm~s techniques.

température de surchauffe de la vapeur.

Examinons maintenant l'effet de l'élevation de la

Il est représenté à la

25Ila)Uf POLY1'IICRNJOIIB DB TR1BI PR01BT DB l'rN D'BTt1DSlJ lVDLB'r lM

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ClAPITRE ~aOf!ISATIO••

figure :::'L 6.

Si nous élevons la t.empé r-e t.ur e de eu r-c h au f f e de T3 à T3",

nous constatons aisément une augmentation du travail net

correspondant à l'aire h achur-é e 3-3"-4'-I}-:1. L"élev:üion de T3

se traduit par une élevation rie la valeur de h8 et. donc de la

différence (h3 h4). Mais J . inconvénient. est que cette

pourrons augmenter

quantité de chaleur fournie au fluide

3-3"-a"-a-3. Vans notre cas, nous ne

la quentI t.é de chaleur fournie car cela

élevation de

augmentation

traduite par

la

de la

l'aire

température de surchauffe exige une

nécessiterait de gros investissements et de profondes

modifications dans les installations. Comme on ne saurait

augmenter cette quantité de chaleur. une élevation de la

température de surchauffe se t.raduira alors par une diminution

du débit de vapeur surchauffée produite. donc diminution de

mqdm. A partir d"une certaine limite l "effet de cette

réduction de ma.dm l' empo r t.e largement sur celui de

l'augmentation de h3 qui résulte de 1<'\ hausse de la

température de surchauffe. Ceci connuit fi une b<'\isse de la

puissance produite. Un tableau des simulat.ions que nous avions

faites sur cette production de vapeur surchauffée est

présenté. (tableau 3.1) à la page suivante. D"autres exemples

sont présentés en annexe (voir annexe 2). Nous présentons ci­

après les résultats sur Jes options:

1) augmenter T3 consiste en une diminutinn de rn~dm et une

augmentation de h3

26BCOUI POL~UB DB 1'RIIllI PROIBT DB PIN D'BTVDBlJ

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Tableau 3.1 simulation Production Vapeur

450------

119.17

38.08

8.46

119.17

38.08

A

B

C

D

=--;---:-;---0=-----,,---,-:------- =- IEMPJ~R~!UI!~5~lAVf.p~UR su~cH~OIF~EE. (T)-=~~Production Productiond'acide(T/J) de Vapeur(T/h) 400 410

------- -- --------

2400

E

A

B

C

130

41.54

9.23

D

E

A

B

C

D

E

A

B

C

D

140.83

45

10

146.25

45

10.38

10

146.25

45

10.38

45

45 45 45 45

11.54 11.54 11.54 11.54

4.38 9.52 14.16 18.37---------~

_._- - - . -- -- _. ---_.-. -----

101.58 96.44 91.8 87.59

11.54

162.5

45

45

10.77

151.67

11.54

162.5

45

157.08

45

11.15

151.67

45

10.77

C

D

E

E

A

B

C

D

E

A

B

C

D

E

A

B

------------- ---- . ----------- - ---

3000f-------+------j-----+-----j----t------+----------1

Température gaz entrée surchauffeurs:600°C

Légende: A = Débit total de vapeur produite par les chaudièresB = Débit de vapeur vers la turbo-soufflanteC = Débit de vapeur pour la fusion du souffreD = Débit de vapeur par by-pass (TV1219)E = Débit de vapeur effectivement surchauffée jusqu'à T (400, 410 ...)

27

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ClU/IU

2) i.nve r-eerne n t.

~ n n r , / S 4 1 / a ~.

est f a ibl e .

Notons aussi que plus lA. t.empé r a t.u r e et la t:-'l''?ssic:"n de

surchauffe sont élevées. plus le tiil'P '''n ""peur fi IF\ sortie

de la turbine t.end vers l, Par ':\illeure. pour des 1'''\lsons de

tenue des matériaux on ne saurait

surchauffe élu-delà d'une certaine limite,

Nous finirons cette étude p3r l'infJ1l':'nce d i une élevation

de p r e e eio n sur le cvc Je (fig. ::\. '1 )

Pour cette analyse. la température maximale de la vapeur

et la pression à 1" échappement sont c on e t.e.nr.e e . La 'luant i té de

chaleur rejetée décroît d"une valeur correspondant à l'aire

b'-4-4"-b-b'. Le travail net a tendance à rester contant, mais

du fait gue la quant i té clp chaleur 1'e,i e t.é e dp'~'roi t, le

rendement s"en trouve amélioré. de sorte qu une augmentation

de pression conduit à une augmentation de la puissance

produite. Par contre le titre en vapeur ~ la sortie de la

turbine diminue lorsque la pression augmente.

En résumé. on peut augmenter 1e rendement, du r:-ycle. donc

de la puissance produite ou bien en réduisant lA. pression à

l'échappement. ou bien en e ugme n t.an t. la pr-e e s i on pendant

l'apport de chaleur ou encore en surchA.llffant la VElpeur. Mais

la prise d'uné décision doit tenir compte ries limites qui

existent à chaque or.ti on et être un c-omr-r-om i s pour (.olles-ci.

288COL8 POLYlBCRMOVI! DI! TR1l!lI PJWIIrr DI! PIN D'I!1Ut>1lS

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CWAPITRf ·Q~ÇllÇ~TlOt

qu~ IR cause deNous avions déjà

performance était le

r-emar-qué

vide du condenseur. Nous

la contre-

venons de

comprendre comment ce vide peut entrainer une baisse de

performance.

Nous basant sur ce qui précède. nous nous sommes proposé

d'établir un modèle de la puissance en fonction du vide et du

débit de vapeur à l admission madm. Les autres facteurs

pouvant pe r met.t.r-e d'augmenter.La PUiSSélllCE' r-r-o du i te tels que

pression de la vapeur eu r-cheu f f é e fi L' 8dnd sp-ion. température

de surchAuffe seront fixées J0urA limites favorables

admissibles. recommandées pAr le constructeur soit P = 40 bar,

T = 420°C. Le vide ne sera pas abaissé 'JJ1 de c à de J.a limite

recommandée par le constructeur (U. l!S bar). Le débit de vapeur

options

tenu des

et aux

le pus grand

la cadence

à l'admission sera

contraintes liées

choi8ie8.

D" aut.r-e PRrt.. le vide 1'111 r'nndpn:="Pl11'. r"nsp q u P l1"e directe

de la qualité d"échange l'intérieur du

condenseur. E'.era considéré comme LnfLueric é par

Tee (Température de l'eau de refroidissement ~

les paramètres

l' entrée). HgS

(Coefficient d'échange global) et mc,c·l')(l ([Jébit de c')ndensat.).

Irone nous é t.a b lirons un mod èl ç. du 'l i ri .. en

paramètres avant d'aboutir à un modi>lo:> de

fonction de madm et du vide.

f o nc-t. i ·,n de ces

1,3 pui.e.ee nc e en

2980DU POLY'I'BCRMOUII DB 1'RllIlI PR01IJT DB l'1N D'ln'UDflS lURU1T 1",

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ClAP/1RE

3.7 Techniques de mQdélisat~Qn

~ 1) Q f ! 1 S A 1 1 a ~.

Dans bien d"applications tant PIl laboratoir~ qu-en

industrie. le contrôle de processsus fRi.t très souv""nt appel à

des notions mathématiques. Les lois phv s Lo o-vc hi.mi que e qui

constituent les bases de toutes les sciences sont ~tablies à

partir de raisonnements mathématiques. Ai n si , disposer d"un

modèle mathémat igue pour exp l i quel' ou rég\\l el' I e c ompor t.erne n t.

d'un processus a toujours été unp chose tt'ès souhaitée. Pour

ce faire. il faut bien comr-r-e ndre e t maîtriser tou~e la

théorie qui sous-tend le prOCPSSllS ':'11 eo n C('lllportement.

Malheureusement bien que ]" ori 18 théorie.

l"établissement d"une relation mathémati'VIE' pxplicative sur le

processus se révèle être une e n t.re p r i f:e b i en rltlrable.

parfois années fastidieuse. de gros

investissements et de grandes en diverses

disciplines. Céci constitue le grand fossé entre la théorie

et la pratique. Dans ces conditions. nous sommes amenés à

conduire notre étude de modélisation Sllr des bases de la

statistique et des not! ons de thermique et. dp t.he r-modvriam i que .

Qu-est-ce que la modé Li e a t.Lo n ? Modélip~r un o ompo r t.ernerrt

d i un processus donné revient Èl expliqll P l ' ')11 prévoir la sortie

ou la réponse du processus à un ensemble de conditions

d'ent.rées dom ié e e . Tr'(->8 souvent. if' lllllljj-,l'" sr ]>l';':--;'-'ntf' SOl1S

forme de relations de la forme: SortiA - f(entrées).

30PIlO1BT l>Il Pf1f D"BTUDBI IVlLLBT ...

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nU/TH

Sous la forme d"une relation explicit.e

F(e~, 5, k~) = 0

e~: entrée i: s: sortie: k~: paramètre.

3.7. 1 M.Qdêli6atiQn~tide

~ 0 Q f Ils .~ rIO N.

Nous nous sommes beaucoup b!'\séE'. SUl' l a e t.e t ist i que . Nous

avons exploité les données saisies pour tracer les courbes

vide = f(mcond) pour T99= constante, HgS = COllstant, que nous

avons présentées dans les pages suivantes. Ensuite par la

technique de régression nous avons dérivé l'expression de la

courbe qui approche le mieux le nuage de points (moond, vide).

Les résultats sont présentés dans le tableau 3.2. Avec ces

résultats nous avons sorti une expression générale du vide.

Ainsi nous avons abouti à la relat.i.un :

Vide = 0.1002 exp (0.0269 x mcond)

où le vide est expr imé en bat'.

mcond : débit massique de condensat exprimé en

tonne/heure.

Nous avons présenté les courbes Vide - f(moond) théorique

et expérimentale aux figures 3.12 et 3.13. La courbe

expérimentale est celle que nous avons déduite des données. La

courbe théorique représente l'expressioJ' du vide précédemment

établie.

lnte.r-p.r_é..:t.atLiQn dea_co.urb...ea

L'une de nos hypothèses de travail est que le vide au

condenseur principal est dépendant du débit de vapeur

31SOOLB POL\'TBCRNJQ(JB DI! TRœI PROIBT DB l'IH D'ET11DBlI lVlLLBT lM

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Vide - f(D~b Cond) Tee - 31

-Uo~ r----------------------------,

îs!!>

~.4

06

«s.t

~B

~'O ?5

FIg: 3.8

.~-'------'-_L___..L. ....L L._...._:...._.----L. ..__ .•,

30 35 40 45 50 55 60 ~~

Débit Condeusat (Till)Courbe VIde = flDélll! Condensat)

Tee, HIS - 00.......

/.i

o••

·0.4

·0 !

i,i,

·01,e•Il:. .. ,

••

••1

_.L. -l__...L----.1-.._--l-.__.. l L •._---'--.__o.I .---'- ,

20 25 30 35 40 45 50 55 60 6~

Débit Condensai (T/H)FIg .. 3.9 Courb, vIde = UQéb/t Condensat}

32lICOU! POL rTf!CH"IQUf! Of! TH,e PRDJl!T Of! ,.,,, o'l!TUoe JUFlll!T "".

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...•D.ôlI

••Î• ·61•1•.. ...••.,

·0.7

·.0

.e.e _...-1__-1_.. _..J.. __----l-_.....L.. __._L.__ ... I_._-L._... _.J .-_._.. L -I

20 25 30 35 40 45 50 55 60 GS ÎODébit Condensat (T/H)

Fig .. 3,10 Courbe Vide = (/Dlblt CoadeasatlTee, HIS - _ait.au

Î1

11

·u r----~-------------------.......____,

....

.. ~

....

...r

... _·~__.L-__I_:__...L-_--L __'- .._1.. ._..J..__.__1 ..._.....l ._..... 1

~'o 25 30 35 4D 45 50 55Débit Condensat (T/H)

60 65

Fig: 3,11 Oourb, Vide = ffDtlblt Condensat)

32bisI!t."OUf POL rrrK:H1IlQUl! Dl! mlg l'ROUIT Dl! l'IN D7!TfJD~ JUILLP:T 19fJ.

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TABLEAU 3,2 Résyltats de regress/on Doyr le modèle Vide = Hm ....)

-- - .. - -

Regression Coef a Coef b Coef R RxR

linéaire -1.078 0,00899 0.908361 0.82512

Exponen. 0.085347 0.Oa8745 0.916787 0.8405

Tee = 30 Puissance 0.004892 1.094414 0.877601 0.770185Loaarlth. -1.95226 0.336827 0.855650 0.732137linéaire

- -_...

-1.09064 0.OQ9815 0.938123 0.880076--

Tee = 31 Exponen. 0.089614 0,Q2919 0.942987 0.889225Puissance 0.003941 1.172449 0.924589 0.854866-- -------------Loaarlth. -2.10218 0.383643 0.895115 0.801232

linéaire -1.04373 0.009235 0.891252 0.794331

Exponen. 0.106097 0.026768 0.903936 0.817102- ---- ----_.---

T.e = 32 Puissance 0.006712 1.049018 0.887733 0.78807Logarlth. -1.97127 0.355 0.860391 0.740274linéaire -1.09983 0.01037 0.875318 0.766183

Tee = 33 Exponen. 0.09876 0.0~7706 0.905075 0.819161Puissance 0.00526 1.107336 0.873570 0.763126Logarlth. -2.15669 0.403549 0.822543 0.676578

linéaire -0.94614 0.005646 0.665148 0.442423

Exponen. 0.13282 0.017962 0.677280 0.458709

Tee = 34 Puissance 0.011578 0.862306 0.753540 0.567823

Logarlth. -1.67907 0.261651 0.714303 0.51023linéaire -1.1204 0.010603 0.877188 0.769459

Tee = 35 Exponen, 0.1 0.0268 0.879105 0.772826

Puissance 0.003636 1.195249 0.866211 0.750322

Loaarlth. -2.37922 0.458684 0.836660 0.7

linéaire -1.27356 0.014016 0.923681 0.853187

Exponen. 0.086610 0.030219 0.926064 0.857596---

Tee = 36 Puissance 0.573343 -0.13332 0.000000 5.2E-17

Loaarlth. -0.49948 -0.02181 0.000000 6.5E-18

linéaire -1.26356 0.14025 0.935784 0.875692

Tee = 37 Exponen. 0.086610 0.027848 0.948791 0.900205

Puissance 0.573343 1.561974 0.947772 0.898273

Logarlth. -0.49948 0.77988 0.932396 0.869364

33

fJCOLB POl. 'fTRCH"'Q'/R DB mlB!J rROIRT DR PI" D'BTt/DM lf/ILLBT If"

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Vide - f(Deb. Cond)CoUlœs théUlitf-M trl ,,~i1I~11lYle

8040 GO

DM1if Cnnr1P.n!Vll It/h)CI Pts e~rImenIDux ~. Courbe théoriaJe

'------'- ---' L- -'- l.__-----l.. .L_

0.1

-0.2

-0.3

i -0.4

e -O.S.!!.

Il -O.S~

-0.7

-o.a

-0.920

Fig; 3, 12 Courbe, théorlgue et eXDérim eatale

Vide = f(Deb. Cond)Cuuœ tJu lIllKltiltlllléUlk:jUIJ

0.1

-0.2

0.3

1 -0.4

î -0.5

~-O.S

s-0.7

-o.e

1 -0.920 40 eo

D~hif CnOOp.n!lAf (f{h)• Courbe théoriQue

80

Fig 3, 13 Courbe théorique

33bisBCOLl! POL rT'l!CH"'QUI! DI! 'l'HIg l'ROJl!T DI! F'" D"I!TUDl!Y JU'Ul!T ll)fl,!,

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C~APITRf ~ 0 Df t 1 S A T 1 0 W.

condensée par l'elul-ci. Et le8 courbes r,j\lp no us: B'JrlllP

déduites des données enregistrées sont venues valider nos

hypothèses. Elles montrent l'évolution "exponentielle" du vide

en fonction du débit de condensat. Cette évolution n'est pas

favorable à une production efficiente d'énergie électrique.

Al' observation de ces c ou r-be e nous pouvons constater que

le vide ne varie pratiguement pas pour des débits de condensat

inférieurs ou égaux 50 t/h et qu - il est e.en s i b Leme n t. à eori

minimum. Mais dès gu' on passe à 6(1 t .rh , iJ y a une grande

dégradation du vide pour les 10 t/h supplémentaires ajoutées.

Cette dégradation e:.'accentue pour des débits de condensat

supérieurs à 60 t/h,

Conséquence.

Des constatations précédemment faites. nous tirons les

conclusions suivantes:

-Il ne faudrait pas essayer d'augmenter la puissance

électrique produite en augmentant le débit de vapeur à

l'admission du TAP au-delà de la limite à laquelle la

production n'est plus efficiente. Pour des débits de condensat

inférieurs ou égaux â 50 t/h. une augmentation de 11) t/h de

débit de vapeur à l'admission TAP est en moyenne l équivalent

d"une production supplémentaire de 2.2 MW mais en passant de

50 t/h à 60 tz'h , la procluct.ion supplémentai re n' est que de 1.6

MW. Il est alors évident qu'on n'a pas intérét à augmpnter le

débit-vapeur admission pour accroitre de (açon efficiente la

34

1

PR01I!T DB FJIf D'BTUDBS

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ClOITRE

product.ion d·énergie.

~ODf[ISArl0N.

-Dès lors qu'on décide d'accroître le rendement de la

production d-énergie il y a lieu de procéder à une analyse

pour savoir conunent atteindre cet obJect.if.

Après avoir établi la relation. vide - f{rncnnd) nous

sommes passés à l-étude de la relat.ion vi.de f{ T~u~) pour

mconc1 = constant, HgS = constant. Comme précédemment nous nous

sommes servi de la statistique pour mettre cette relation sous

forme graphique, présentée ci-après. Nous avons aussi essayé

des techniques de régression et. noue. nous sommes rendu compte

qu-il n-était pas évident d-établir une corrélat.ion

vide - f(T99) étant donné les coefficients de corrélation

obtenus dans les résultats. (voir tableau 3.3 et fig 3.14 à

3.17 )

La dernière relation à étudier dans ce paragraphe est la

relation vide - f(HgS), pour Tee et rncond supposés constants.

Cette fois noUs nous appuyerons d-abord sur des notions de

transfert de chaleur et de chimie pour dériver cette relation.

Nous définissons tout d-abord :

ATML: Différence de température moyenne logarithmique

avec AT1 - Tva - Te~.

BCOLB l'OL1'TBCIINJQUS DB 11I1IlI

35PROIBT D8 l'IH D'B'J'UDBS

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TABLEAU 3,3 Résyltats de regresslon Doyr le madèle Vide = UTeel

Regression Coef a Coef b Coef R RI!

linéaire 0.054604 0.001362 0.240428 0.057806Exponen. -2.77719 0.01397 0.262368 0.068837

meond = 40 Puissance -4.05658 0.498014 0.281168 0.079056_.

Locarith. -0.07086 0.048765 0.258752 0.066953_.._- - ...

linéaire -0.00012 0.031101 0.087103 0.007587Exponen. -3.44252 -0.00548 0.088153 0.007771

meond = 45 Puissance -2.87341 -0.21457 0.103672 0.010748Locar/th. 0.044207 -0.00493 0.103014 0.010612linéaire -0.00325 0.079035 0.206012 0.042441Exponen. -4.23002 -0.00032 0.030919 0.000956

-moond = 50 Puissance -1.70004 0.256794 0.094736 0.008975

Logarith. 0.44023 -0.~6223 0.088481 0.007829linéaire -0.02890 0.Q4625 0.099257 0.009852Exponen. -6.00025 -0.00548 0.031603 0.000998

..

meond = 60 Puissance -0.06997 0.88752 0.054221 0.00294--

Loaarlth. 0.722765 -0.85007 0.110907 0.012300

36

fJCOUJ 1'01. TTBCH"'QUB DB nffB!J PROJRT DfI PI'" "'fln1DM JUfl.l.fJT ,,,J.

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VIde ~ '(Tee)Dl'b11 Condensal - 40 f/?l

-----_._-----------._-_.- ._--------0.&2

-O.~

-0.158

O.es-0.8

1-0.82

-0.&4

..... -0.813

1 -0.88

-0.7 \-0.72\

-0.74 \

-0.78 \(/'-0.78

-0.827 29

Fla 3.14

\\\

31 33

Tempémrure Tee

Courbe Vide = UTee]

37

jilëi~.

,,'

-.0JIlI0 HIs ... c...., ....

Vide = f(Tee)Débit Condensat - 45 t/h

-0.S2 r-------------------------------,-0.64

·0.158

-0.58

-0.8

-0.82

-0.84

-0.88

-0.88

0.7

-0.72

-0.74

-0:71

-0.18-0.8 '

-0.82 '--........_--"_--'_--''--_'--_.L.-_-'-_-'- .l._

26 27 29 31 33 36 37

fla 3.15 ,'Courb, V/d, - flTte!.oo.d, H~S - oo••ta....

37

~..~ 1'0" 'l'TfJCHIf'QUf! DB nUI!!J nrt t.t: 1!r ;

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Vide - I(Tee)Dt!bll COf1dernd - eof/h

-0.&4

~---I-0.66-0.68

\-0.87 \

\-0158 \-O~ /

1-0.6

-0.81-0.82.. -0.83

~ -0.84 ---ÇO

-0.&5 /0.88 /

0.87 /-0.88-0.89

-0.7-0.71

__--.J-___---..l.

29 31 33 38 37

Ternpdmrure Tee

Fla 3.18: Courbe Vide = fCTeel

VIde=f(Tee)CMhi. CorviP.llRn' - 80 .th

-0.3

-0.35

-0.4

J1 0.4S

.!:.

-8 0.5

s-o.se

-o.e

-0.6/529 31 33

Tem~ralU"e Tee

Fla 3. 1l : Courbe Vide = ((Teel.._.c1, ",8 - oo.,t....

38

""'.Ll!T ,m

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C, API 1 R E ~ Q 0 E LIS AlI 0 ~.

TV9 Température de la vapeur â l"entrée du condenseur

Tveo Température de la vapeur fi la sort.ie du condenseur

T~e Température de l"eau de refroidissement â l-entrée

Tee Température de l"eau de refroidissement â la sortie

Soi t Q41vec. la quanti té de chaleur '1ue le condenseur peut

évacuer :

Soit Qcond, la quantité de chaleur transportée par la

vapeur à condenser :

Qcond = mcond x fJY

Lv : chaleur latente de vaporisation

Le c o nde n ae-u r- est après t.o u t. u n PChF\llp,eUr de c'Ilnleur. La

condensation se fait par le t,iais rieR guantités de chaleur

échangées entre la vapeur et l-eau de refroidissement. La

condensation est complète lorsgue 18 quant j t.é de chaleur

évacuée ou qu"il est possible d-évacuer par le condenseur

QAvac est au moins égale â la quantité de chaleur contenue

dans la vapeur à condenser Qcond. Malheure1lsement. <cP n"est

39BC'Ol.B POLVTBCRNlOUB DB 1'ffŒI PROTErr DB l'rH D'llTl1DBI

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e,nITRE ~ U DEL 1 S A T 1 0 W.

pas le cas car très souvent Q6VAC est il11érieure ê Qcond. A

cet effet nous avons défini lA f r-ac ti.on 13 en v e peu r condensée

par:

8= HgS.ATmlfflcond • Lv

La proportion restante (1-J3) de débi t de vapeur non condensée

participe à la cassure du vide. Nous appliquerons la relation

des pressions partielles pour déterminer le vide en fonction

de 0. Nous écrivons à priori la relation sous la forme

Px - (1-(3) x Po + o. Hl

où Po - 1 atm = 1 bar, Px: vide (absolu)

Donc vide - (1-(3) + 0.15. o u encore

• HgS. ATm1V~de'" (1 - ) +0 . 15

fflcond·Lv

La constante 0.15 bar se justifie par l'air résiduel toujours

contenu dans le condenseur. malgré l'existence de batterie

d"éjecteurs pour évacuer les incondensables. C< e et; en fait

cette valeur que le constructeur a prévu pour le vide au

condenseur.

Remarque:

La relation qui donne ]a frflction en vapeur condensée

nous montre que plus HgS est élevé plus 0 est grand (tendant

vers 1) la condensation est bonne et alors le vide est bon.

40PROIET I>B PfH l>'Iln1I>BI

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CIAPlTRE N0 0 f L 1 S AT 1 a ~.

Ceci nous amène ê étudier le cycle de net~oyage du

condensateur étant donné que nous avons eu un rapport d étude

qui rend compte de sa détérioration dans le temps. Nous nous

pencherons sur cet aspect plus tard.

Afin d'obtenir une relation vide - f t HgS) pour pouvoir

apprécier comment est-ce que le c o e f f i c ien t. d' échange global

HgS influence seul le vide, nOl18 avons procédé à des

techniques de régression. Les résultats de cette investigation

sont présentés au tableau 3.4.

La forme de la relation vide = f(HgSI ne contrarie pas les

conclusions que nous avions précédemment tirées. Elle est:

où a= constante dont la valeur dépend de celle du débit

de condensat mcond.

3.7.2 Modélisation ~~uiaaance

Après avoir établi les modèles du vide.

maintenant aborder celui de la puissance

Pelant = f(mAdm. vide).

Nous avions auparavant déduit la relation

Pelect = n x mAdm x (He - He)

nous pouvons

Nous savons que (He - Hsl dépend du vide. Mais l'établissement

de cette relation est, très complexe. C' est pour cela que nous

nous sommes proposé de réa l lser ('e mcdèJ e SClllA forme cl' abaques

que nous avons présentés à 1- annexe :3. Nous donnons ci-après

quelques exemples. Nous avons Joint celui ':jlle le con et.r-uo t.eur-

418ClDtB POL1'1'BCRJ'lIlOUS DB 1'IIJB8

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JABLEAu 3.4 Expressions Vlde- f(JlgS)

Expressjon du vide Incond (t./h) Copf . (1 Co o f , rlE~ Cor.

p= 2.3 25 3.7 0.942 +3 . 7 '10 -3 'HgS

p- 2.3 30 3 0.R92 +3 '10-3'HgS

p= 2.3 35 2.5 O. fLi2+2.5·10-3·HgS

p- 2.3 40 2.3 0.922+2.3·10-3·HgS

p= 2.3 45 /'.02 0.952+2.02·10-3·HgS

p= 2.3 50 l . 7 0.862+1.7 '10-3'HgS

p= 2.3 55 1.5 0.942 +1. 5 '10-3'HgS

p= 2.3 60 1.05 0.892 +1. 05'10-3'HgS

p= 2.3 6 ~) 0.'15 (l.Y72+0.7 '10-3'HgS

42

IJCOI.IJ POl. rnJCHlflQUB DB nua PROJ8T DB FIN D'fJTVDa JUII.I.BT ./lfS.

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1 Abaqu(~ de Inl inn/llice i

...._ ..... --,

KKBns St:Nt:GAL 'l'lJKUJNt: 1'1' 03U1U1<'O'1'2

AGa

10

1 -:=......:-.

',1.....

.,. ::lIil, :>

f:LI;: &0 l.o.

>

, " 1 :-.~:Q

':!j-~ :LI~

~1 --

40

..

40 H AHS/420oc ~;x.'l' 4» AHS-t:CH6700 tr/min

. ;

Puissance Alternateur (KW)

43

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/\bttqUE) do puinnaneo

Echappemfm-t : 0 _:>. bar

4 bar

40 bar,Admission :

Extraction

Il'

lj,111ftl

,~ 1'l1 .li

't . j

II

......

/';

~<::=-.I.';,,*fl'• ir'i"'>";" P/"'~:r:""'Hr:~ Uj ... 1 -., ........-_.~,.,., ..- "'-'.-;--:"",-\~~')fJf'i~;'~"""!" ,., ",r. l '.

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I\hi.• que do pu 1 r:>fiHIICO

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45

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1111,

~H j t

,In,Echappement. . 0 _:15 ha r

11-1 l'

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CJAPITRf

a fourni.

3.7.3 Exploitation des modèlea

" 0 V f LIS .~ T l 0 ~.

L"établissement des modèles préoédents est llD objectif

dans un ensemble d"objectifs qui, lorsqu ils seront at. te ints.

doivent nous permettre à terme d"atteindre notre but qui est

l"amélioration de la gestion de l"énergie. [J"après tout ce qui

a précédé nous savons comment le vide peut-être considéré

comme principale cause de la contre performance du TAP. Nous

avons essayé de le modéliser en fonotion des différents

facteurs qui peuvent 1 "influencer le débit de condensat. le

coefficient d"échange global.

Dans le premier modèle que nous avons rpr\lisé. les

variations du vide étaient expliquées par celles dl1 débit de

condensat aveb la supposition que Hg5 constant. Et nous

avions remarqué que plus le débit de condensat est important.

plus le vide est cassé, c"est â dire moins bon. Donc, il

serai t avantageux de réduire Butant. que possi ble 1 p débit de

vapeur â condenser au niveau du condenseur principal. Nous

tenons â rappeler que toute vapeur turbinée sur le corps BP du

TAP est refoulée directement dans le condenseur principal et

ne peut être dérivée ailleurs. Il y a des situations où de la

VApeur' BP. outre celle refoulée par le TAI'. est envoyée vers

le condenseur principal via la PV lEIUB. Ces si t.ue t.Lon e

prévalent généralement lorsqu"il y a arrêt d"un CP ou

46PRO/fIT DB l'rH D"BTUDBI

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CHAPITRE ~ODfllSATI0W.

réduction dA I a ma rchp dA l' "tp li Pl' r,l1l 18p11or i '=lllP <110rB quP ] a

cadence de marche de l"atelier sulfurique est maintenue

élevée. Elles conduisent inévit.ablement à une saturFltion voire

une surcharge du condenseur principal. La conséquence

essentielle de cette saturation du condenseur est 18 "casse" -

pt'oductionunA mauv ai.aevide doncdudétérioration

d"énergie.

Dans le second modèle nous avons e x p I Lqué le comportement

du vide en fonction du degré d"encrassement l'Pprésent.é par le

coefficient d'échange global pour m.::,c·n cl fixé.

L"encrassement est un phénomène réel. très redouté et encore

obj et de nombreuses recherches. car il r é du i t, assez largement

et rapidement les échanges thermiques entrainant beaucoup de

contre performance. Le condenseur est aVF.\nt tout un échangeur

de chaleur et ainsi il est sujet à l "encrassement. Une étude

de l"évolution du coefficient d"échange global dans le temps

avait été réalisée. Elle est présentée à l annexe 4.

On peut remarquer que le HgS décroît rapidement en fonction du

temps. Une telle décroissance est le signe d"une réduction des

échanges thermiques. Si les échanges thermiques sont réduits

alors. la condensation est ralentie et il y aura Accumulation

de vapeur dans le condenseur d"où une élevation de la pression

à l'échappement du TAP. c (~ problème

d-encrassement il faut procéder à des lavages et entretiens

réguliers du condenseur.

47Jla)LB POL't'TRCRNIQUB DR TROll PROllJT DR PJN D"BTVDBS nm.urr .....

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ClAPITRE

Aprèro; que nous avons déterminé

~ 0 D [ l 1 5 A T ION.

l~F 0ifférents facteurs

qui Jouent en défaveur du vide nous IIl,lUS i-'l'oposons cie t.rouve r-

des solutions pour remédier à la ei t.ue t.ion . At nei PC"U' réduire

le débi t de condensat dans le ('l::lndenf'~ellr 1](ll,IB nou > ~)roposone:

d'analyser la solutinn consistant " 1\ 'acquisilion d'un

deuxième i3érocondenseur. Pour assurer lll1P bonne c on.Ien s e t.Lon -

un bon coe ff ie ient d'échange t.he r-mLqur- 11"1.1S i'\ll(~lJc", proposer

après étude f Lne nc i è r e I.es fré(~l1enceE~ l~)l-,t i m» 1',8 de !"'Jages du

condenseur en fonction des d é b i te de COndpllf'.at. Bien que ces

deux solutions soient des conséquences ri' ptude de c1"'u;,: modèles

différente. d'une même variable. e l l ee ne sexcluent r'éŒ'.• Elles

sont au contraire comp.lémentai l'es cal'.l' une sans 1 a ut.r-e n'a

pas trop d'intérêt comme nous le montrerons plue. tard.

a_Erél2eIlt-a:t..io.ll.-~t__.I:"P.....r.:.....inc..iPe----.-de-_ ..LQnc.t,lo.nncmen.t__de

~-'cond.e.nee.ur

L'aérocondenseur est un condenseur (~Iui empJ 1) ie l'air

comme fluide réfrigérant. SCln pr-Lnc i r-e de fonct.ionnement

diffère cie ce fait un peu du condenseur- ordini3ire. Il est

pourvu de ventilateur qui envoie un flux d'air sur le faisceau

de tubes véhiculant la vapeur. C'est. CP t l u.: d'air 'Wi sert à

la condensation de la vapeur. Il PPllt condenser jusqu'à un

débi t maximal de 45 t/h de vapeur. On fai t q ue ses tubes se

celui-ci

ladéversent dans

at.rno e ohé r- ique ,

l'échappement

les bâches

i. I ne peut. st?

du TAP car

à condensat.

t.r-o uve r

pst

pression

,just.e à

~ une pression

48SCOut POL1'TIlCIIMOUIl DB TR1I!I PROSI!T DB PIH D'BTUDflS IVlLUrT ",.

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ClOITRE ~ ODE Ils AT I aK.

recevoir une partie de vapeur 4 bar du barillet BP. Cette

vapeur 4 bar doit d"abord être détendue â 1 bar après sa

condensation. Cette détente provoque très souvent la

revaporisation des condensBts 4 bar. Pour réduire cette

vaporisation. il y a lieu de Bous-refroidir la vapeur 4 bar

(condensation 4 bar).

b-Ktude des solutiona

L-acquisition d"un deuxième condenseur permettrait de ne

pas saturer le condenseur. Mais ce n'est pas parce que le

condenseur n"est pas saturé par le débit de condensat qu'il va

offrir automatiquement un vide favorable. Il faudrait qu'il

présente un bon coefficient d'échange global HgS favorable aux

échanges thermiques.

Pour exemple, si on se contente d'acquérir un deuxième

condenseur dans les conditions de notre étude, même si le

débit de condensat passe de 70t/h â 40t/h le vide passe de

0.63 bar à 0.3 bar encore loin des 0.15 bar prévus par le

constructeur.

De même. si on procède uniquement au lavage sans penser

au deuxième aérocondenseur. il y aura saturation du condenseur

ce qui gênerait le vide. Et notre investissement n'aura pas

servi à grand chose.

Donc les deux solutions s'appellent mutuellement.

49a::oU POL1'TBCRNIOVl! DB TROlS

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C'APITRE NOD E Ils A T ION.

28H)O X 0.72 - 28232 F CFA

(sans le deuxième aêrocondenseurl

c-E&udea coUta et aYantagee

c.1 AcguiaitioU-de l-aérooondenee~~

* Coût acquisition aérocondenseur: 80 Millions

* Consommation énergie aérocondenseur: JU x 24 - 0.72 Mwh

par semaine

* Coût d"énergie consommée

par semaine

* Avantagé de 1 "acquisition de 1"aérocondens8ur

Pour une configuration typique gui peut être prise pour

la moyenne nous avons:

Admission 70t/h

Exttaction 30t/h

Ancienne situation

vide: 0.63 bar

Puissance produite = 10.2 MW

Nouvelle situation (avec le deuxième aérocondenseurl

vide: 0.3 bar

Puissance produite = 11.4 MW

Gain d·énergie - 1.2 MW / semaine

- 1.2 x 24 x 0.95 = 27.4 Mwh/semaine

Le coefficient 0.95 est employé pour tenir compte du taux

d"utilisation des installations. Celles-ci fonctionnent tout

le temps. Les occasionnels arrêts ne sont pas fréquents. Et

- 27.4 x 28100 - 769.940 F CFA/semaine

guand ils ont lieu. suite â une avarie.

longtemps.

Economie

ils ne durent pas

50BCIDUI POLYTBCiDfIOUB DI! 1'RIBI

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elAPl1RE NOD E( 1 S A1 ION.

c _? Pé~~lode_-de_r.ecQuYrement_de_.l: Lnveut.Laeement.

Soit x l~ variable désignant le nombre de semaines sur

lesquelles s"étendra le recouvrement. On doit avoir :

COll t - 28 232x + !=H) 000 0<)(\

Gain = 769 84CJx

Au terme de la période de recouvrement on a:

28 232x + 90 000 000 = 768 940x

====> X = 121.34 semaines.

Soit un recouvrement au bout de 2 ans 11 semaines.

L'amortissement de l'investissement se ferait en deux ans et

dix sept semaines environ. Les calculs précédents n"ont pris

en compte que le cas où 1 CP est â l-arrêt. le cas le plus

pessimiste. Or il peut y avoir aussi bien d-autres situations

qui conduisent à une saturation du condenseur. Par exemple une

augmentation de la cadence de marche (de 270(l t/j à 2800 t/j)

ou une réduction de la marche du ph,}sphorique. Dans ce cas

économies. Donc

recouvrement

lieu

D"autre

et

période de

face à lapart

1 "aérocondenseur

réalité laen

marcher

réduite.

de faire

plusserait

y a

quelques

il

réaliser

aussi,

demande sans cesse croissante des produits des I.C.S., la

cadence de marche va s"établir dans un proche avenir à

3000 t/j. Alors. l'exploitation d'un deuxième aérocondenseur

se fera plus qu"indispensable pour assurer une bonne

production d'énergie et un bon fonctionnement du condenseur.

c.3 Lavage et entretien d~~QDdene~r

Le lavage permet de nettoyer l"encrassement et confère

51BCOLB POL\'TBCIDIJOtIB DB TII1IllJ PROIBT DB l''IN D"IJTUDBS 1VlUB'r'"

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CIAPITRE NODfLISATIOH.

ainsi un bon coefficient Ceci

améliore les échanges thermiques et permet au condenseur

d"offrir un bon vide. Il s"en suit une amélioration de la

production d·énergie. C"est en ceJR que les

entretiens sont complémentaires à 1 "acquisition d'un

aérocondenseur.

Pour exemple, nous considérons le cas de figure où

l"aérocondenseur est acquis et on n"a pas effectué de lavage

du condenseur. et le débit de condensat est passé rte 7üt/h à

40t/h. Le vide serait amélioré de 0.63 à lI.3 bar et le gain de

puissance est d'environ 1. 2 MW. C'ùJ on effectuait un lavage

dans ces conditions. le vide serait ct"environ O.l~ bar et

alors le gain de puissance serait d"pnviron 2.4 MW soit le

double (dans le premier moisl.

On peut oomprendre alors pourquoi des lava~es et entretiens

réguliers sont nécessaires. Dan e ce gui sui vra nous étudierons

la régularité selon laquelle il faudra prucéder à ces lavages.

* CoUt d"un lavage = 600 000 F CFA

* Pertes de puissance suite à l "encrassement

tableaux (tableau 3.5, 3.6, 3.7. 3.8l

voir

- Pour chaque tableau, nous avons déterminé la fréquence

optimale de lavage du condenseur.

Après cela nous avons tracé les courbes pour déterminer

le coût minimum et la fréquence optimale. Les courbes sont

présentées clans .Les figures ~-j. lU. :':1.1 !"I. :.1. ::1) (' t. ~\. ::~J "

52lICOU POL1'TBCBNJQtIll DB 1'RDlS

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TABLEAU 3.5 Pertes énergie en fonctlon de H~S

Débit Condensat fixé à 30 t/h Fréq. optimale: 4 lavages par an

No mols HgS Pression PuIs. prod. Puis. prév. Perte Puis. Coût Perte(MjrC) (bar) (MW) (MW) (MW) (x1_000 F CFA)

.._-0 5266.8 0.129210 11.2 11.2 0 01 4363.92 0.152401 11.15 11.2 0.05 961.022 4363.92 0.152401 11.15 11.2 0.05 961.023 4032.86 0.163136 11.09 11.2 0.11 2114.244

4 3641.61 0.177952 10.95 11.2 0.25 4805.15 3491.14 0.184392 10.9 11.2 0.3 5766.12

6 3250.37 0.195726 10.8 11.2 0.4 7688.167 3069.8 0.205184 10.75 11.2 0.45 8649.18

8 2859.12 0.217445 10.66 11.2 0.54 10379.016

9 2738.74 0.225132 10.6 11.2 0.6 11532.2410 2618.35 0.233382 10.5 11.2 0.7 13454.28

11 2558.16 0.237738 10.4 11.2 0.8 15376.32

12 2467.87 0.244586 10.25 11.2 0.95 18259.38

TABLEAU 3.6 Pertes énergie en fonction de H~S

Débit Condensat fixé à 35 t/h Fréq. optimale: 8 lavages par an

No mols HgS Pression Puis. prod. Puis. prév. Perte Puis. Coût Perte(Mjre) (bar) (MW) -- _~_~J__. (MW) (x1000 F CFA)

--

0 5266.8 0.162962 11.6 11.6 0 0

1 4363.92 0.191077 11.4 11.6 0.2 3844.08

2 4363.92 0.191077 11.4 11.6 0.2 3844.08

3 4032.86 0.203980 11.35 11.6 0.25 4805.1

4 3641.61 0.221671 11.25 11.6 0.35 6727.14

5 3491.14 0.229320 11.2 11.6 0.4 7688.16

6 3250.37 0.242722 11.15 11.6 0.45 8649.18

7 3069.8 0.253848 11 .1 11.6 0.5 9610.2

8 2859.12 0.268191 11 11.6 0.6 11532.24

9 2738.74 0.277138 10.95 11.6 0.65 12493.26

10 2618.35 0.286704 10.9 11.6 0.7 13454.28

11 2558.16 0.291738 10.85 11.6 0.75 14415.312 2467.87 0.299631 10.75 11.6 0.85 16337.34

53

BCOI.B POI.1'TfJCHlflQUB DB mlB:J PROIBT DB P'if D'BTVDB:J ns11.1.87' Jf19J.

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TABLEAU 3.1 Pertes énergie en fonction de Hr:S

Débit Condensat fixé à 40 tlh Fréq. optimale: 12 lavages par 81

prév. Perte Puis. Coût PerteW) __ ~(MW) ()(1_000 F CFA)

12.2 0.3 5766.12

12.2 0.5 9610.212.2 0.5 9610.2

12.2 0.6 11532.24

12.2 0.71 13646.484

12.2 0.76 14607.504

12.2 0.85 16337.34

12.2 0.95 18259.38

12.2 1 19220.4

12.2 1.07 20565.828

12.2 1.2 23064.48

12.2 1.25 24025.5

12.2 1.4 26908.56________ . '--~ _J

No mols HgS Pression Puis. prad. Puis.(MJre) (bar) (MW) (M

0 5266.8 0.195851 11.9

1 4363.92 0.228327 11.7

2 4363.92 0.228327 11.7

3 4032.86 0.243108 11.6

4 3641.61 0.263248 11.49

5 3491.14 0.236445 11.44

6 3250.37 0.287026 11.35

7 3069.8 0.299513 11.25

8 2859.12 0.315527 11.~

9 2738.74 0.325471 11.13

10 2618.35 0.336063 1111 2558.16 0.341621 10.95

12 2467.87 0.350312 10.8---

TABLEAU 3.8 Pertes énergie en fonction de HIIS

Débit Condensat fixé à 45 t/h

No mols HgS Pression Puis. prad. Puis. prév. Perte Puis. Coût Perte(MJrC) (bar) (MW) (MW) (MW) (x1000 F CFA)

0 5266.8 0.267955 11.9 12.6 0.7 13454.28

1 4363.92 0.308521 11.7 12.6 0.9 17298.36

2 4363.92 0.308521 11.7 12.6 0.9 17298.363 4032.86 0.326654 11.6 12.6 1 19220.4

4 3641.61 0.351037 11.49 12.6 1.11 21334.6445 3491.14 0.361412 11.44 12.6 1.16 22295.6646 3250.37 0.379352 11.35 12.6 1.25 24025.5

7 3069.8 0.394021 11.25 12.6 1.35 25947.54

8 2859.12 0.412637 11.2 12.6 1.4 26908.569 2738.74 0.424086 11.13 12.6 1.47 28253.988

10 2618.35 0.436189 11 12.6 1.6 30752.6411 2558.16 0.442503 10.95 12.6 1.65 31713.6612 2467.87 0.452325 10.8 12.6 1.8 34596.72

54

fJCOLIJ l'OLrTfJCHfflQUB DR THI8S l'ROllfT DR FI'" ".RTlIlJmI IIII/.I.RT Il/l/.'.

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Graphe CoÛt9 :: f(fréquence de lavage).pour Mcond :: ao t/h.

90 ,-------------------------~---------,

Coat min: 4322040 Fréquence: 4 lavages par an

3 5 7 9 11Frêauence Iava.ae condenseur (x foislan\

Fig 3,18. CoÛts pertes = ((fréquence lavage)

Graphe CoOls - I(fréquence de lavage).

pour Mcond ~ 38 tJh.110,---------------------

CoOlmin : 6 n2 040 Fr~ence: 8laYages pm an

100

90

eo

70

108

o L...---'---_----'-_-'-_---'-_---JL...-_'--_-'-----<'--P-_-'-_-'-__-'-_----'-_J

3 5 7 9 11

FréQJencelIMIge condenseur lxloiS/an)

Fja 3,19 CoÛt, perte. = ((fréquence lavage)

55

BCOl.8 POl. rTfJCH"'QU8 D8 "'IffS PR01BT DB PI" D'BTUDffS 11111.1.8T IflfJ.

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Graphe Coûts = f(fréquence de lavage).pour Mcond = 40 Vh.

Fréque!lce : 12 lavages p!ll' anCoOl min : 12 988 810

.J-! 1 __~~_r=~_~__'i!_ ~T'3 /S 7 9 11

Fréquence lavage condel1geur (x lols/an)

200190

-a 180III 170 -e"0 : 180"& 1so

J -8 140IIIc 130

~! ~ 120"c ï~ 110+11

• :::1 5i 100.0 -Il 90iÉ. E 80

1 1 70eo

CIl

!l .s so<:l 0

408 0302010

Fja 3,20 CoÛts pertes = ("régue"ce layaae}

Graphe Coûts =f(fréquence de lavage).pour Mcond - 4&Vh.

. ,

300 ,------------------- ---

280

280

240

220

200

180

180

140

120

100

80

eo402OLl.----..L------L_..L-------l.-~==~~==~~=dII""________J

3 /S 7 9 11

Fréquence lavage condel1geur (x fols/an)

Fla 3,21 CoÛts pertes = (((réquence lavage}

56

BCOLB POLTTfiCff"'QU8 08 Tfflmr PROI8T DB Pl" D'B7110Rlr ll"U.RT '"J.

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Courbe Fréq. opt = f(Déb. Cond.)

8040 60nlthit Conrhm~Rt{An t/h\

L~==~__--l- l-__---L ---l.- L-

-c 50asL-

as 450-f/) 40:2>< 35cCD 30-(1)t» 25as~ 20CD

"'0 15(1)0 10cCD:J 50-

'CDL- au..

20

Fla 3.22 Fréquence opUmale = "débit condensatJ

57

lICOLS POLrnJCH"'QUB DB THIM PROIRT DB FI" D'nTUDIlS IVILLBT , ..,.

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CHIJPITRE ...4

Au terme de cette ""Lude rie r-r-o.i e t.. AVRnt de prèf;enter les

résultats obtenus et.. leurs t.e c h n i '=tues et

financières. nous nous proposons de rRppeler les raisons qui

ont milité en faveur du projet.

Le ti tre du pro~;et: "AMEIJIORATION DE

L-ENERGIE EI..ECTRIQUE A r.A CF.N·I·HAr.Jt~ THI~RM1QUJi;

porte en son sein l·ob,iectif à atteindre.

1.1\ PRODUCTION DE

DRS l.C.S DAROU"

L."idée 8st venue

lorsqu -à partir des paramètre:='~ d P ln rI t' ':. 1iel'e 1e <J1.;f~ • 0 n fi.

remarqué une certaine ba isse de performance au ni v e au dl] TAP.

Sa product.ion maximale observée act.uellement e e t. 1 imi tée

environ à 12.5 MW alors qu - il pouvait produire ~;usCJu"à 13 MW

d'après les e.péc ificatians du coriat.r-uc t.eu r . [le même il produit

moins qu ' il deva i t produire. Iian e ces conti.i t ions la product ion

d"énergie électrique n·est plus efficipnLe. Au début de

l "exploitation des insta !lations. avec' une C'Rclence de :~~5(JO t/j

de H2S04. ils arrivaient à vendre de Pl1erg ie ÈI 1."1 SENELEC.

Mais de noe. ci ours, avec une cadence de ::'111(! t/h de f-bS04 la

vente à la SENELEC R diminué. [I-Aut.re part.. en cas

d"insuffisance de la production. l achat dl Mw)} sur le réseau

SENELEC c o ü t.e ~~8 100 FCFA ho ro prime U:·:p" Un peut :'3upposer

au.i our-d t hu i que les I.e.;:; achètent en mov e nrre fi Hwh f'FII' .jour.

BCOLB POL1'11!JCRNIQVB DB TRII!8 PR01BT DB PrH D'BTVl>BlJ

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CIAPITRE

Un comprend alors que l'on

CONClUSIONS fT RECOWWAHDATIOHS.

vPuille améliorer la

production d'énergie électrique.

Pour atteindre le but du projet, nous avons d-abord,

procéde à un diagnostic du problème" NCl\lS a v o n e c'~Jllië~t.até gue

c -est le vi.de du condenseur qu i est e e er-n t te Ll erne n t. l a cause

de cette contre-performance du TAP. A l'aide des études que

nous avons effectuées, nous avons identi fié Le e tac t.eur-e qui

influencent le vide du condenseur : le débit de condensat, le

coefficient d' échange global. Nous avons alors modélisé le

comportement du vide en fonction de chacun de ces éléments.

L'analyse de ces modèles nous a permis de dégager les

solu t.Lorie pour une production plus efficiente d"énergie

électrique Acquisition d'un deuxième eérocondeneeur , lavage

et entretien du condenseur. No u e aV(lI1S procédé à une

évaluation financière de ces solutions. L'acquisition du

deuxième aérocondenseur sera amortie au bout d'environ 2 ans

17 semaines. Les lavages et entretiens du condenseur auront

lieu avec une fréquence qui dépend de la cadence. Pour chaque

débit de condensat. nous avons déterminé une fréquence

optimale. La mise en place de ces solutions permettra au TAP

de recouvrer ses performances et de réaliser quelques

économies par rapport à la situation actuelle. On pourra

alors. en cas de marche normale - 2700 t/Li de H2SCJ4 - dépasser

régulièrement la consommation des I.C.S.

'LYTBCRNIQUB DB TRIBI

59

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ClAPITRE CONClUSIONS fT RfCONNANPATIONS.

l~:; MW

[Jp !-") lus on va

Cadence de marche :-'.7(J(1 t/,;

Débjt admission 70 t/h

Extraction ;:lU t/h

Production actuelle 10.2 MW

Production si solutions réaliB~eB

======> une amélioration de 1.8 MW

Dans ces conditions nous pouvons dire gue notre objectif

a été atteint car la réalisation de nos solutions pourra

entraîner une économie de 41 Mwh par .i our-. !ln a ainsi. évi té le

coût de l"appoint énergétique à prendre sur le réseau SENELEC

soi t un coût de 512 500 FCFA pRr .iour- d';;'1 i té.

vendre le surplus à la SENELEC.

L"autre aspect de nos résultats est leur impact sur le

plan national. En fournissant de l' énergie à la SEtlELEC. les

I.C.S vont lui permettre de e a t.Le f a i r-e davan t.a ge l a demande

nationale ou de lé\. soulager afin qu'elle réduise sa

consommation du fuel réa liser des é o o nom i F'S.

Au su de tout CP qll i. précède. n0118 r'·('f)mmF\ndons. l a mise

en place de ces solutions pour améliorer la production

d"énergie électrique.

Nous regrettons de n avo i l' pu P'-':=',;',Pl' À. ':ett .. étRpe du

projet pour apprécier la réal isation prrit.j que de nos calculs

e tAn a 1 y s P r cl'''; IfPn t. 'LI ~'" I S é c a l' t. p, e n t. r P 1p ~~, r P :"\1 1 t.A t. s t. h é 0 r j '1u e s

et pratiques.

60BCOLB POLnBCIIMJOUB DB 1'RII!lI PRO/ST DB PrN D'BTUDBI Jl1ULBT IMII

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A

BCOI.B POI.'fTfJCHNIQUB DB THIBS

N N E x E s

PROIBT DB FIN O'BnJOBS JUII.I.BT IHJ

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A N N E x E 1

BCOLB POLTTBCHHIQUB DB THIBS

TABLEAU DES DONNEES

PROIRT VR FlH V'RTl/DRS JUILLBT , ••s

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TABLEAU DES

rvTde----------Tfee .. _--- -----, Tes·------ ... --rpuîs-(Mw) lAdrÙ-fAP- 1Deb-conapigS{MJrC~

1

=_~~0:~811- ~~ 1 -~~C-!l'~_u-~_~~ ... ;~l ~~~~:~~;I0.81 32 331 101 57 ! 21 1 1795,6281

-0:61 29 32 1-g:-3i-_u

--- - -50 j---- 22 i 1755.2581

-0.6 30 31r- !~~ 651 __. 22J 1753.9191, 1 • 1-0.8 31 33 12,4, 60L__ 221 1848,217 1

-0,821 301 32 1 11,~ ~___ 22! 1939,228

-~j: ~~ :~--=i~::I~~=;~t=----1~U~~::~i- 0, 76 L 30 -~f-- .Z~!.+_. ~~j 2_4L 1730,873 j

-0,78 32 ~~------~U 24.L 1972, 2 13 1

-0,6 311 331 11,81 641 251 2100,2471-0,8 34 37_ 9,31 SB l' 25 i 2401.275

. 1-0,6 31 32 121 62 1 25 1 2062,641 ,

------_..~-~----- 1

-0,61 62 351 71 451 26-1- 2306,9991-0,82 32 35

-:+---~

~-----~ 26 i 2529.444 1

-0,6 31 33 12! 63, 26! 2184.257 11

-0,8. 32 35 8,21 451 261

2308,99911

-0.75 .32 351 ___6,~_______~1~__ 261 1936.462 1

-0,77 G4 381 12,5 i 591 261 2255,378 1

-0,8 32 35' --Mt-- 501 261 2308,999,-0.79 32 35 8,2 1 ----~I!L-- 261 2388,019 1-0,62 35 36 61 491 26! 3108.512

11581

1

-0,821 54 36 8.51 28\ 2901,2441-0.77 32 54 10.4 54 ! 26 2183,946

---- 1

-0,8 34 37 9,5 60! 28 2689,4281

-0,61 34 37 ~ 61 1 281 2680,4281

-0,8 33 36 9,91 60i 281 2584,0431-0,8 35 38 1 9,2[ 59i 28 2803.786

:-J:.(Jlr.r nr. ro« O·r:TUI.J~

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-0,83 34 37 8,1 50 28 3143,526-0,6 30 38 9,2 59 28 2551,730-0,8 34 37 8,8 59 28 2689,428

-0.77 33 351 11.9 63 281 2258,951-0,78 32 34 12,2 63 28 2260,282·-0,76 32 35 11,5 58 28 2151,626-0,77 32 34 12 62 28 2183,946

~

-0,77 34 37 12,5 59 28 2382,949-0,8 34 37 8,6 58 28 2689,428-0,8 35 38 8,3 59 28 2803,786-0,8 34 36 9 60 28 2633,932

-0,82 34 36 8 50 28 2901,244-0,8 31 33 5,5 32 30 2520,296

-0,74 32 35 11,5 59 30 2173,266-0,8 31 35 7 43 30 2617,025

-0,76 35 37 12,7 60 30 2509,608-0,76 32 35 11,5 61 30 2305,316-0,8 34 37 8,6 58 30 2881,530

-0,73 33 35 12 601 301 2147,322-0,771 35 39 9 59 30 2702,297-0,79 30 32 12,4 64 30 2344,921-0,79 31 33 11,5 60 30 2425,454-0,82 34 37 8 48 30 3180,869-0,74 32 34 11,2 59 30 2139.345-0,76 32 35 12,3 63 30 2305,316-0,74 33 37 9,2 55 30 1 2280,394-0,78 35 38 12,5 62 30 2754,114-0,74 32 35 12 62 30 2173,266-0,79 31 33 12,6 64 30 2425,454-0,77 35 38 8,9 54 30 2649,198-0,75 34 37 13 60 30 2388.633-0,81 32 36 9.4 60 30 2840,346-0.78 35 39 8 53 30 2811.575-0,81 35 38 8 48 30 3154,152-0.79 30 32 12 60 30 2344,921-0,78 30 33 12,2 64 30 2304,187-0,79 30 33 12,5 62 30 2385.641-0,78 34 37 8 50 30 2650,586-0.76 35 37 8 49 30 2509,608-0,77 32 35 12 631 30 2380,576-0,8 34 37 8,6 58 30 2881,550

-0,72 32 35 12 57 30 2063,009-0,81 32 35 9,5 60 30 2781,800-0,8 35 38 9,2 601 301 3004,056

-0,81 35 38 8 48 30 3154,152

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-0,8 29 32 8,5' 54' onl 2393,533 1VUI

-0,8 33 36 9,3 =Jlt= 30~ 2768,6181-0,8 32 36 6,7 431 301 2717,759

-0,72 33 36 7, 281 301 2125,514-0,79 31 34

-----..----·-··---~--~--12469,08811 58 30

-0,77 31 34 11,8 62,5 30 2302,754-0,8 35 38 9,2 60 30 3004,056

-0,781 29 32 9,3 561 301 2231.297-0,77 35 37 11 54 30i 2598,818-0,81 33 36 ___~_.__.___ 59 l______.~Q _ 2895,784-0,8 33 37 9,7 ~~____~~ 2826, 575 1

-0,78 34 37 8 49 1 30 1 2650.586-0,77 33 36 12,3

..._.-..- ..-;I--~--r

..~_ 61 1 30J 2463,846-0,78 34 36 12,5 _. ____ 60 1. 30! 2600,218-0,75 34 37 12,5 591

~2388,633

1-0,79 30 33 11,8 61 1 30 2385,641-0,73 33 35

~601 30 2147,322

-0,78 1 34 37 7.4 46! 30i 2650,586-0,8 32 35 7,2 461 301 2664,230-0,8 31 33 11,9 61 301 2520,296

-0,77 35 33 5,9 30 30 1 2420,305-0,76 31 34 11,5 61 1 301 2232,205-0,79 30 33 12,51 64\ 301 2385,641-0,78 35 38 9,3 ---541 30 2754,114

.~-_.

-0,8 35 38 9,2 59 30 3004,056-0,76 34 36 12,6 61 30: 2423,238-0,78 34 36 12,7 61 30 2600,218-0,77 35 38 9 S8 301 2649,198-0,72 32 35 11,7 61 30 2003,009-0,8 35 38 8,6 S6 301 3004,056

-0,78 31 34 11 59 301 2382,0051

-0.79 301 32 12 621 321 2501.249-0,8 31 33 10.2 53 32 2688,316

-0,74 35 38 9 54 32 2555,251-0,77 35 39 8,8 55 32 2882,450-0.77 34 37 12,3 58 32 2723,370-0.74 ~5 38 12 56T 32 2555,251-0,77 35 39 9,1 -.~~QL 32 2882,450-0,75 32 35 12 62,~1 321 2385.800-0,79 30 32 11,5 61 Î 321 2501,2491-0,8 33 36 9.5' 60 1 32: 2953, 192 1

-0,8 34 37 10 6n- 32 1 3073,63211

-0.8 34 38 9,3 60 1 32! 3140.790 11 1

-0,8 31 33 12,4 631 32i 2688.316-0,77 35 37 12.8 56' 321 2772,0721

.-'-~-_ ..'-----_______.L

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-0,74 34 37 12,9 60 32 2471,002-0,79 30 32 11,5 60 32 2501,249-0,79 34 37 12,6 601 32 2Q42,517-0,7 31 34 12,2 ----~ 32 2042.431-0,8 31 33 10,2 52 32 2688,316

-0,74 32 35 5,7 31 32 2318,150-0,75 34 37 12,5 58 32 2547,8751-0,76 35 37 12,5 57 321 2676,915-0,78 34 37 13 58 32 2827,292-0,76 32 35 11,7 60t- 32 2459,004-0,781 31 341 11 56\ 321 254.0,805-0,79 31 33 12,2 62 32 2567,151-0,77 34 36 12,6 58 32 2673,478-0,75 34 37 12 57 32 1 2547,675-0,78 35 36 9 551 32 2937,721-0,78 34 37 8 501 32 2627,292-0,77 34 36 12,4 60 32 2673,478-0,74 29 32 9,2 57 32 2121,339-0,78 28 31 10,2 54 32 2307,073-0,78 28 31 11.5 59 32 2307,073-0,77 34 37 13 60 32 2723,370-0,8 28 31 11,5 60 32 2469,476

-0,78 31 33 11,5 60 321 2497,467-0,75 35 37 12.8 60 32 2590,610-0,8 28 31 13 67 33 2546,648

-0,79 31 33 12 62,5 33 2668,000-0,76 34 38 9 55 33 2764,082-0,79 30 32 11 59 33 2579,413

1 -0,8 30 32 11,8 62 33 2676,915-0,75 35 38 13 63 34 2802,310-0.76 34 37 13.1 591 341 2795.851-0,8 28 31 9,2 51 34 2623.819

-0,76 34 37 12,2 60 34 2795,851-0,75 31 34 12,1 62 34 2456,778-0.75 34 37 13 57 34 2707,117-0,76 34 37 13 61 34 2795,851-0,77 34 37 13.1 61 34 2893,580-0.76 34 38 10,2 57 34 2847,842-0.78 35 39 9,5 53 34 3186,452-0.74 35 38 12,4 55 341 2714.954-0,75 35 38 12,5 57 34 2802,310-0,78 31 33 11,2 58 34 2653,558-0,76 34 37 12.1 56 341 2795.851-0,74 34 37 13,1 60 34 2625.439-0,74 35 38 12,1 56 34 2714.954

SlOLII J1DLtiIltJJihJQUIf DI! TIIJIIIlII

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-0,68 32 ~J:: 10,5 J::~ .... n 2515,657~>J >Je ~v

-0,74 35 39 9,1 53 40 3251,742-0,6 36 40 12,8 60 40 2450,007-0,7 34 39 9,5 54 40 2870,128

-0,75 34 37 10,6 45..~

40 3184,844-0,7 34 39 9,6 54 40 2870,128-0,7 31 35 9,7 59 40 2589,581-0,7 33 38 9,1 55 40 2784,437-0,7 34 39 9,1 53 40 2870,128-0,7 33 38 9,8 56 40 2784,437

-0,72 36 40 9,7 56 40 3172,362-0,72 33 38 10 56 40 2926,381-0,68 35 40 9,3 50 40 2823,504-0,7 31 34 • . 12 58 40 2553,039

-0,72 34 38 12,5 52 40 2970,702-0,78 36 40 9,2 52 40 3904,630-0,7 35 39 9,5 52 40 2912,859

-0,78 34 39 9,2 52 40 3679,637-0,68 35 40 9,4 51 40 2823,504-0,7 31 34 8,4 44 40 2553,039

-0,68 35 40 10,3 56 40 2823,504-0,74 29 33 12,2 60 40 2691,025-0,73 32 35 12,1 60 40 2821,056-0,62 36 39 13 62 40 2502,168-0,74 36 40 9,6 53 40 3368,770-0,71 33 38 9,5 55 40 2852,395-0,72 34 37 12,8 58 40 2922,571-0,78 29 32 12,5 63 40 2975,063-0,74 34 39 10,3 59 40 3199,022-0,78 35 39 9,2 52 40 3748,767-0,72 34 38 9,8 56 40 2970,702-0,73 31 34 12,2 61 40 2738,534-0,7 32 35 13 60 40 2624,797

-0,78 36 40 9,2 52 40 3904,630-0,72 34 38 12,6 58 40 2970,702-0.72 35 39 9,7 56 40 3068,218-0,68 30 34 10 58 40 2418,746-0,7 35 36 9 52 40 2779,502-0,7 34 38 12.6 55 40 2824,692

-0.73 51 34 7,5 34 40 2738,534-0,73 30 33 11,5 57 40 2660,705-0,71 32 35 11,5 57 40 2685,159-0,7 35 38 11,9 48 40 2866,521

-0,68 32 36 9,8 56 40 2551,175-0,7 34 39 9,5 53 40 2870,128

-0,72 30 34 12 57 40 2635,694

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A N N E x E

·.~

2

TABLEAUX SIMULATIONS PRODUCTION DE VAPEUR

I/JCOtB POtYTlJCHIfIQUB DB TJflM PROIST DB Frlf D'BTVDM IUlttlJT' J."

Page 82: ECOLE 1 POLYTECHNIQUE DE 1 THIES...RÉI:'UBLIQUE DU SÉNéGAL ECOLE1 POLYTECHNIQUE DE 1 THIES D1WARTEMBNT DU oaNm &BCTROMSCANIQUB PROJET De JfN. VUII DII L'OBJmn'ION DU FIN D'ETUDES

.'.

"

TEMPERATURE DE LA VAPEUR SURCHAUFFEE fT)Production~~~rrjh) 400 410 .____..... 4~0 430 440 450-_._-_.._----- ------- _.,-----_..._--- .. --- .._--_.__._- ..._--

A 119.17 119.17 119.17 119.17 119.17 119.17

B 38.08 38.08 38.08 38.08 38.08 38.08.. --'--f--"

C 8.46 8.46 8.16 8.46 8.46 8.46

D 3.26 6.93 10.42 13.55 16.4 18.96

E 69.6 65.7 62.21 59.08 56.23 53.67

A 130 130 1~0 130 130 130

B 41.54 41.54 41.54 41.54 41.54 41.54

C 9.23 9.23 9.~3 9.23 9.23 9.23

D 3.3 7.56 11.36 11.79 17.88 20.69

E 75.93 71.67 67.87 67.44 61.35 58.54

A 140.83 140.83 140.83 140.83 140.83 140.83,B 45 45 45 45 45 45

C 10 10 10 10 10 10

D 3.58 8.2 13.31 16.02 19.37 22.41

E 82.25 77.63 72.52 69.81 66.46 63.42

A 146.25 146.25 146.25 146.25 146.25 146.25

B 45 45 45 45 45 45

C 10.38 10.38 10.38 10.38 10.38 10.38

D 3.56 8.47 12.86 16.8 20.37 23.61

E 87.31 82.4 78.01 74.07 70.5 67.26

A 151.67 151.67 151.67 151.67 151.67 151.67

B 45 45 45 45 45 45

C 10.77 10.77 10.77 10.77 10.77 10.77

D 3.3 8.5 13.16 17.34 21.13 24.56

E 92.6 87.4 82.74 78.56 74.77 71.34

A 157.08 157.08 157.08 157.08 157.08 157.08

B 45 45 45 45 45 45

C 11.15 11.15 11.15 11.15 11.15 11.15

D 3.03 8.54 13.46 17.88 21.88 25.51

E 97.28 91.77 86.85 82.43 78.43 74.8

A 162.5 162.5 162.5 162.5 162.5 162.5

B 45 45 45 45 45 45

C 11.54 11.54 11.54 11.54 11.54 11.54

D 2.77 8.57 13.76 18.42 22.64 26.46

E 103.19 97.39 92.2 87.54 83.32 79.5

I~.I;J\..E.AU:3 Température gaz entrée _surchauffeurs:!5~Q~C

A =Débit total de vapeur produite par les chaudièresB = Débit de vapeur vers la turbo-soufflanteC = Débit de vapeur pour la fusion du souffreD = Débit de vapeur par by-pass (lV1219)E = Débit de vapeur effectivement surchauffée jusqu'à T (400, 410 ...)

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-------TEMPERATUREDËLA VAPElfFfsURCHAUFFEE mProduction Productiond'acide(T/J) de Vapeur(T/h) 400 410 420 430 440 450

A 119.17 119.17 119.17 119.17 119.17 119.17

B 38.08 38.08 38.08 38.08 38.08 38.08~~------- --------- -------- -------- ---------1-----

2200 C 8.46 8.46 8.46 8.46 8.46 8.46--~~

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B 45 45 45 45 45 45

2700 C 10.38 10.38 10.38 10.38 10.38 10.38

D 0.756 5.09 9.03

E 90.11 85.78 81.84

A 151.67 151.67 151.67 151.67 151.67 151.67

B 45 45 45 45 45 45

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B 45 45 45 45 45 45

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Légende: A = Débit total de vapeur produite par les chaudières.B = Débit de vapeur vers la turbo-soufflanteC = Débit de vapeur pour la fusion du souffreD = Débit de vapeur par by-pass (TV1219)E = Débit de vapeur effectivement surchauffée jusqu'à T (400,410...)

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B 41.54 41.54 41.54 41.54 41.54 41.54

2400 C 9.23 9.23 9.23 9.23 9.23 9.23

D 11.67 15.46 18.85 21.89 24.64 27.14

E 67.56 63.77 60.38 57.34 54.59 52.09

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B 45 45 45 45 45 45

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D 12.64 16.75 20.42 23.72 26.7 29.4

E 73.19 69.08 65.41 62.11 59.13 56.43

A 146.25 146.25 146.25 146.25 146.25 146.25

B 45 45 45 45 45 45

2700 C 10.38 10.38 10.38 10.38 10.38 10.38

D 12.98 17.36 21.28 24.8 27.98 30.87

E 77.89 73.51 69.59 66.07 62.89 60

A 151.67 151.67 151.67 151.67 151.67 151.67

B 45 45 45 45 45 45

2800 C 10.77 10.77 10.77 10.77 10.77 10.77

D 13.06 17.72 21.89 25.63 29.02 32.09

E 82.17 77.51 73.34 69.6 66.21 63.14

A 157.08 157.08 157.08 157.08 157.08 157.08

B 45 45 45 45 45 45

2900 C 11.15 11.15 11.15 11.15 11.15 11.15

D 13.15 18.08 22.5 26.47 30.05 33.31--

E 87.78 82.85 78.43 74.46 70.88 67.62

A 162.5 162.5 162.5 162.5 162.5 162.5

B 45 45 45 45 45 45

3000 C 11.54 11.54 11.54 11.54 11.54 11.54

D 13.23 18.45 23.11 27.3 31.09 34.531--- ---

E 92.73 87.51 82.85 78.66 74.87 71.43

TABLEAU:4 Température gaz entrée surchauffeurs:580°C

Légende: A = Débit total de vapeur produite par les chaudièresB = Débit de vapeur vers la turbo-soufflanteC = Débit de vapeur pour la fusion du souffreD = Débit de vapeur par by-pass (TV1219)E = Débit de vapeur effectivement surchauffée jusqu'à T (400, 410 ...)

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