220214fr a vue d'ensemble de la centrale électrique à turbine à gaz

GT13E2 Vue d'ensemble

Vue d'ensemble de la centrale électrique à turbine à gaz Cours de formation

ALSTOM (Switzerland) Ltd ABCD

GT13E2 Vue d'ensemble de la Vue d'ensemble centrale électrique à turbine à gaz

Power Plant Training Center

CSXA220214frA Page 2

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Ceci est un cours de formation. Il fournit uniquement des informations générales sur le système spécifique. Tous les réglages et valeurs mentionnés / ci-joints sont indiqués à titre informatif uniquement. Les valeurs peuvent être changées pendant la mise en service. Pour obtenir les valeurs réelles, se reporter au manuel d’instructions.




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Table des matières Objectifs du cours ............................................................................................................................... 4 Vue d' ensemble.................................................................................................................................. 5 Groupes de composants principaux des installations à turbine à gaz ..................................................... 6

Groupes de machines principaux (M) ................................................................................................ 6 Réseau & systèmes de distribution (A) ................................................................................................ 6 Alimentation en combustible et équipement d'élimination des résidus (E)............................................. 7 Equipement d’instrumentation et de contrôle (I&C) (C) ....................................................................... 7 Systèmes auxiliaires (S) ..................................................................................................................... 8 Machinerie lourde (X) ....................................................................................................................... 8

Description du fonctionnement............................................................................................................. 8 Turbine à gaz .................................................................................................................................. 9 Alternateur....................................................................................................................................... 9 Excitatrice ...................................................................................................................................... 10 Gaines coaxiales de l'alternateur..................................................................................................... 10 Disjoncteur du groupe.................................................................................................................... 10 Transformateur de puissance .......................................................................................................... 10 Processus de base de la turbine à gaz ............................................................................................. 11

Equipement de contrôle..................................................................................................................... 11 Système de séquencement de la turbine (Egatrol) ................................................................................ 11

Système de sécurité et de commande de la turbine (Egatrol) ............................................................. 12 Régulateur automatique et manuel de tension (Unitrol M et D).......................................................... 12 Equipement de synchronisation (SYNCHROTACT)............................................................................ 12 Equipement de protection de l'alternateur (GSX et REG).................................................................... 12

Arrangement et équipement typique de la centrale électrique à turbine à gaz....................................... 13 Système d'admission d'air ............................................................................................................... 13 Block thermique ............................................................................................................................. 13 Système des vannes anti pompage.................................................................................................. 13 Système d'échappement ................................................................................................................. 13 Cheminée d'échappement .............................................................................................................. 14 Groupe de l'alternateur .................................................................................................................. 14 Transformateur principal ................................................................................................................ 14 Groupe d’ auxiliaires...................................................................................................................... 14 Groupes de gaz et de gasoil ........................................................................................................... 14 Groupe eau NOx........................................................................................................................... 15 Groupe vannes de régulation ......................................................................................................... 15 Groupe d’aéroréfrigérants.............................................................................................................. 15 Modules électriques et de commande.............................................................................................. 15 Local avec grue.............................................................................................................................. 16

Caractéristiques techniques................................................................................................................ 16 Résumé ............................................................................................................................................ 17 Figure 1: Principaux composants d’une installation à turbine à gaz...................................................... 18 Figure 2: Vue d’ensemble simplifiée d’une installation à turbine à gaz,

de ses composants et systèmes principaux............................................................................ 19 Figure 3: Fonctionnement du turboalternateur à gaz ........................................................................... 20 Figure 4: Arrangement standard typique d’une turbine à gaz: arbre simple, installation à l’ intérieur..... 21




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Objectifs du cours

Une fois ce cours terminé, le stagiaire est capable de:

• Nommer les 6 groupes de composants principaux d’une installation à turbine à gaz et décrire leur fonctionnement.

• Tracer un diagramme simple illustrant le fonctionnement d’une installation à turbine à gaz à cycle simple et y noter tous les composants principaux.

• Expliquer le fonctionnement des composants suivants d’une installation à turbine à gaz à cycle simple: • turbine à gaz • alternateur • excitatrice

• Nommer les 5 parties d’une installation à turbine à gaz entretenues par des systèmes de contrôle et de protection automatisés. Expliquer la fonction de tous les systèmes de contrôle et de protection.

• Tracer un diagramme illustrant les groupes principaux de la centrale électrique Alstom GT13E2 sur lequel figurent tous les groupes (les nommer)

• Définir les termes suivants: • puissance électrique brute et consommation spécifique • rendement énergétique brut • fréquence




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Vue d' ensemble

La manière la plus simple, directe et complète de définir une installation à turbine à

gaz est de dire qu’il s’agit en fait d’un convertisseur d’énergie. Cela signifie qu’un type d’énergie à l'entrée est converti en une énergie de sortie utile différente. Dans l’installation à turbine à gaz, l’énergie d’alimentation est un combustible liquide et/ou gazeux et l’énergie de sortie est l’énergie électrique. Ainsi, le rôle de l’installation à turbine à gaz est de fournir de l’énergie électrique à un réseau électrique.

L’énergie électrique fournie an réseau est transformée en deux catégories de base,

à savoir la puissance active et la puissance réactive.

• La puissance active, mesurée généralement en mégawatts (MW) est la puissance électrique fournie nécessaire au niveau du consommateur final pour commander les moteurs électriques et alimenter l’équipement d’éclairage, les réchauffeurs et d’autres types de charges. Il existe une relation directe entre la puissance active fournie et l’entrée du combustible. Cela signifie que, si le niveau du combustible entré est modifié, la puissance active fournie sera modifiée en conséquence.

• La puissance réactive, parfois appelée puissance déwattée, correspond à la puissance électrique fournie nécessaire au niveau du consommateur final pour magnétiser les charges électromagnétiques comme les moteurs CA, les armatures, les redresseurs statiques de puissance, etc. Elle sert également à neutraliser la puissance réactive produite par des consommateurs capacitifs comme l’éclairage fluorescent ou dans le cas de lignes de transport d’électricité longues et de réseaux de câbles d’alimentation dans les villes. L’alimentation contrôlée en puissance réactive du réseau est une condition préalable au maintien de la tension du réseau dans des limites spécifiées, ce qui permet une transmission stable de la puissance active au niveau du réseau.

Le processus de conversion d’énergie doit être efficace, sûr et fiable.

• L’installation a un bon rendement lorsqu’elle produit une quantité d’énergie maximale en consommant pour cela le moins possible d’énergie. Cet objectif est atteint grâce au niveau de construction complexe de l’équipement utilisé dans les installations modernes à turbine à gaz.

• L’installation est considérée comme sûre et fiable lorsqu’elle présente un risque minimal pour l’environnement et la population. Pour cela, on utilise des systèmes d’automatisation complexes qui permettent de contrôler en permanence la conversion d’énergie.




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Groupes de composants principaux des installations à turbine à gaz

Figure 1 L’installation à turbine à gaz complète comprend tous les systèmes, composants et

dispositifs nécessaires pour assurer un fonctionnement sûr et rentable de l’installation. Les composants principaux d’une installation à turbine à gaz sont illustrés sur la figure 1. Ils sont désignés par les lettres A à X sur la base du code de fonction KKS des groupes principaux A à Z. (KKS est une abréviation allemande du système de désignation des centrales électriques. Toutes les centrales électriques ALSTOM utilisent le système d’identification KKS.).

Groupes de machines principaux (M)

Figure 1 Les groupes de machines principaux se chargent de toutes les conversions

énergétiques et constituent le noyau de la centrale électrique. Ils comprennent des groupes d'alternateurs à une ou plusieurs turbine(s) à gaz et, en raison de leur importance, ont donné leur non à la centrale électrique, à savoir installation à turbine à gaz.

Réseau & systèmes de distribution (A)

Figure 1 Le réseau et les systèmes de distribution permettent le raccordement électrique des

groupes de machines principaux au réseau électrique, permettant ainsi le transport d’énergie à l’extérieur de l’installation. Les composants du réseau et des systèmes de distribution comprennent les éléments suivants:

• Equipement de commutation couvrant les plages de 1 kV à 420 kV ou plus.

• Instruments et matériel de mesure

• Répartiteurs

• Panneaux et armoires décentralisés

• Transformateurs de puissance, etc.




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Alimentation en combustible et équipement d'élimination des résidus (E)

Figure 1 L’alimentation en combustible et l’équipement d’élimination des résidus conservent,

traitent, distribuent et fournissent l’énergie d’alimentation du combustible aux groupes de machines principaux. De plus, ils évacuent, traitent et conditionnent les résidus de combustible en vue de leur élimination. Les composants de l’alimentation en combustible liquide et de l’élimination des résidus comprennent les éléments suivants:

• Equipement de dépotage (conduite y compris)

• Parc de stockage

• Système de pompage

• Réseau de tuyauterie de distribution

• Système de chauffage de l’agent

• Système d’élimination des résidus

Figure 1 Les composants de l’alimentation en combustible gazeux et de l’élimination des

résidus comprennent les éléments suivants:

• Equipement de réception (conduite y compris)

• Système de séchage

• Système de chauffage

• Poste principal de réduction de la pression

• Nettoyage mécanique et équipement de purification

• Poste principal d'augmentation de la pression

• Système d’élimination des résidus

Equipement d’instrumentation et de contrôle (I&C) (C)

Figure 1 L’équipement I&C est chargé du fonctionnement, du contrôle et de la supervision

de la totalité de l’installation à turbine à gaz. L’équipement I&C comprend:

• Armoires pour les verrouillages de protection

• Armoires pour la commande du groupe fonctionnel

• Armoires pour le conditionnement de signal binaire

• Armoires pour les systèmes de signalisation

• Armoires pour l’équipement de mesure et d’enregistrement

• Armoires d’instrumentation et de contrôle pour les groupes de machines principaux

• Armoires pour la protection du transformateur et de l'alternateur

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Equipement d’instrumentation et de contrôle (I&C) (C) (suite)

Figure 1 • Surveillance en ligne et ordinateur de diagnostic

• Salles de contrôle principales

• Dispositifs de réglage locaux

• Systèmes d’alarme acoustiques et optiques

• Armoires pour la protection du transformateur et de l'alternateur

Systèmes auxiliaires (S)

Figure 1 Les systèmes auxiliaires (S) supportent la centrale électrique avec des services communs. Les principaux composants des systèmes auxiliaires sont les suivants:

• Equipement de chauffage, d’aération et climatisation (HVAC)

• Alimentation en air comprimé stationnaires

• Systèmes de nettoyage stationnaires

• Systèmes d’alimentation en gaz de soudage stationnaires

• Systèmes de protection anti-feu stationnaires

• Grues, vérins fixes et appareils de convoyage

• Ateliers, entrepôts, équipement de laboratoire et installations pour le personnel à l’intérieur et à l’extérieur de zones contrôlées.

Machinerie lourde (X)

Figure 1 La machinerie lourde supporte l’installation électrique au moyen de services

spécialisés comme l’alimentation en énergie électrique d’urgence. Les principaux composants de la machinerie lourde sont les suivants:

• Ensemble de l'alternateur à moteur diesel de secours

• Ou un ensemble de l'alternateurs à turbine à gaz d’urgence

• Ou un ensemble de l'alternateurs à moteur à gaz d’urgence

Description du fonctionnement

Figure 2 L’alimentation en énergie électrique à partir d’une installation à turbine à gaz

implique l’utilisation d’une turbine à gaz, d’un alternateur, d’une excitatrice, d’une traversée pour l'alternateur, d’un disjoncteur pour l'alternateur et d’un transformateur survolteur du l'alternateur. Le rôle de chacun de ces éléments est décrit brièvement par la suite.




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Turbine à gaz

Figure 2 La turbine à gaz est composée de 3 éléments faisant partie du processus: un

compresseur, une chambre de combustion et la turbine elle-même.

La turbine convertit l’énergie chimique du combustible en énergie mécanique au

niveau de l’accouplement et constitue le premier mécanisme entraînant l'alternateur. La turbine est entraînée par un gaz de combustion chaud comprimé qui fait tourner les ailettes montées sur le rotor. Le gaz de combustion passe par la turbine avant d’être déchargé dans l’atmosphère. On le désigne alors par le terme gaz d’échappement.

Le gaz de combustion entraînant la turbine est fourni par la chambre de

combustion qui est une enceinte fermée et pressurisée dans laquelle de l’air et un combustible gazeux ou liquide sont continuellement brûlés. L’air sous pression nécessaire pour la combustion est fourni par le compresseur, ce dernier étant entraîné par la turbine par l’intermédiaire d’un arbre commun. L’air se trouvant dans le compresseur est pressurisé grâce à l'aubage fixes et rotatif.

Le débit du combustible passant dans la chambre de combustion est contrôlé par le

réglage approprié des vannes de régulation qui peuvent être placées sur n’importe quelle position entre la position entièrement ouverte et entièrement fermée.

Alternateur

Figure 2 L'alternateur est la machine entraînée qui convertit l’énergie mécanique de la

turbine en énergie électrique. Il est constitué d’une partie fixe appelée stator et d’une partie mobile appelée rotor. Ce dernier est couplé au rotor de la turbine directement.

Le rotor est un aimant qui crée un champ magnétique rotatif dans la machine

grâce à l’excitation de l’enroulement de champ, ce dernier étant souvent appelé l’enroulement du rotor pour faciliter la compréhension. Il est nécessaire d’ajuster l’intensité du champ magnétique en fonction de la charge électrique du l'alternateur pour maintenir la synchronisation entre l'alternateur et le réseau et pour que la tension de l'alternateur et la puissance réactive fournie à le réseau soient comprises dans des limites définies. Pour cela, un courant direct (appelé courant d’excitation) doit passer dans l’enroulement de champ du rotor. Le courant d’excitation est à son tour contrôlé par l’équipement de régulation automatique de tension (automatic voltage régulation, AVR) qui commande la tension aux bornes d'alternateur et le fluy de puissance réactive vers le réseau.

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Alternateur (suite)

Le stator contient des enroulements fixes dans lesquels le champ magnétique rotatif

induit une tension alternative.

Excitatrice

Figure 2 L’excitatrice fournit le courant direct (CD) pour l’enroulement du champ

magnétique rotatif de l'alternateur. Deux types d’excitatrice sont utilisés, le type statique et le type sans balais. Leur fonction est la même.

Gaines coaxiales de l'alternateur

Figure 2 Les gaines coaxiales de l'alternateur fournissent la connexion permettant de délivrer

l’énergie électrique de l'alternateur vers l’extérieur. Les gaines coaxiales sont montées sur le boîtier du stator de l'alternateur et elles reçoivent la haute tension délivrée par les enroulements du stator.

Disjoncteur du groupe

Figure 2 Le disjoncteur de l'alternateur représente la connexion électrique entre les traversées

de l'alternateur et le transformateur survolteur.

Transformateur de puissance

Figure 2 Le transformateur de puissance est utilisé pour adapter la tension de sortie de

l'alternateur à la tension du réseau.




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Processus de base de la turbine à gaz

Figure 3 Le processus qui se passe dans le turboalternateur à gaz est représenté par des

symboles dans la partie supérieure de la figure 3. Les différentes étapes du principe de fonctionnement du turboalternateur à gaz sont décrites ci-dessous:

• De l’air est aspiré de l’atmosphère extérieure, pressurisé dans le compresseur et expulsé dans la chambre de combustion.

• Le combustible et l’air sont continuellement brûlés dans la chambre de combustion et du gaz de combustion chaud et sous pression est fourni à la turbine.

• Le gaz de combustion se dilate dans la turbine où il entraîne la ligne d’arbres complète composée du rotor turbine - compresseur et du rotor de l'alternateur. Le gaz est ensuite expulsé dans l'atmosphère.

• L'alternateur fournit de l’énergie électrique en continu.

La partie inférieure de la figure 3 représente un écorché d’un turboalternateur à

gaz fonctionnant comme cela est décrit ci-dessus. La corrélation entre les symboles du processus et le turboalternateur lui-même peut ainsi être facilement constatée.

Equipement de contrôle

Figure 2 En plus de l’équipement de base de la centrale électrique décrit ci-dessus, un

équipement de contrôle et de protection est également nécessaire pour garantir un fonctionnement correct et en toute sécurité de la centrale électrique. L’équipement de contrôle et de protection de base du turboalternateur est brièvement décrit ci-dessous. Les mots figurant entre parenthèses indiquent des marques déposées des produits Alstom

Système de séquencement de la turbine (Egatrol)

Figure 2 Le système d’automatisation superposé est utilisé pour démarrer, charger et stopper

automatiquement l’ensemble de l'alternateur à turbine à gaz et ses dispositifs auxiliaires. Par exemple, dans le mode de démarrage, Egatrol démarre les systèmes d'huile de lubrification de connarde de lubrification, et le circuit d’huile de soulèvement, lance et accélère le turboalternateur à gaz jusqu’à la vitesse synchrone et charge l’unité à la valeur désirée. Lors de ces opérations, les limitations de protection de fonctionnement Alstom sont respectées.




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Système de sécurité et de commande de la turbine (Egatrol)

Figure 2 Le contrôleur électronique de la turbine à gaz Egatrol permet un démarrage, un

chargement et un arrêt contrôlés sur une base locale. Le fonctionnement du système est basé sur le positionnement des vannes de régulation qui contrôlent le débit de combustible dans la chambre de combustion en fonction des besoins de la puissance électrique fournie. Lorsqu’il est activé, le système de sécurité protège le turboalternateur à gaz de tout endommagement en plaçant les vannes d’arrêt principales du combustible en position fermée. Cela stoppe immédiatement l’écoulement de combustible vers la chambre de combustion et interrompt le processus de combustion, arrêtant ainsi le turboalternateur à gaz.

Régulateur automatique et manuel de tension (Unitrol M et D)

Figure 2 Le régulateur automatique de tension maintient la tension de sortie de l'alternateur

sur une valeur constante. Il influence l’excitatrice et donc le flux de courant électrique dans les enroulements du champ magnétique. Son système de secours, le régulateur manuel de courant, joue le même rôle que le régulateur automatique de tension mais il nécessite une intervention manuelle de l’opérateur. Cette action manuelle influence ou ajuste la puissance électrique réactive fournie de l'alternateur, exprimée en voltampères réactifs (VAR).

Equipement de synchronisation (SYNCHROTACT)

Figure 2 Cet équipement automatisé adapte la tension de sortie, la fréquence et la phase de

l'alternateur à celles du réseau. Le disjoncteur de l'alternateur se ferme lorsque la synchronisation a été effectuée. L’équipement de synchronisation interagit généralement avec Egatrol et le régulateur automatique de tension.

Equipement de protection de l'alternateur (GSX et REG)

Figure 2 L’équipement de protection de l'alternateur protège l'alternateur et son équipement

associé des défauts d’origine électrique. Lorsque l’équipement est activé, le disjoncteur de l'alternateur est immédiatement ouvert, les vannes d’arrêt et de régulation principales sont fermées.




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Arrangement et équipement typique de la centrale électrique à turbine à gaz

Figure 4 Le concept modulaire de l’installation à turbine à gaz permet de remplir les

exigences variées des différents clients. Ainsi, une installation à l’extérieur est possible, de même qu’une installation à l’intérieur. Une installation intérieure typique d’une unité est illustrée sur la figure 4 qui montre l’équipement nécessaire pour faire fonctionner une installation à turbine à gaz. Tous les articles illustrés sur la figure sont brièvement décrits ci-dessous.

Système d'admission d'air

Figure 4 Le système d'admission d'air est le composant de départ dans le cycle thermique de

la turbine à gaz. Son rôle est de fournir de l’air pur au compresseur. Il comprend un boîtier, des filtres et un silencieux.

Block thermique

Figure 4 Le est la partie centrale du cycle thermique de la turbine à gaz. Il comprend le

compresseur, la chambre de combustion et la turbine. Il convertit l’énergie chimique du combustible en énergie mécanique pour entraîner l'alternateur.

Système des vannes anti pompage

Figure 4 Le système des vannes anti pompage comprend des vannes anti pompage, des

conduits et des silencieux. Il expulse l’air en excès du compresseur pendant le démarrage et l’arrêt de la turbine à gaz, prévenant ainsi toute condition de fonctionnement dangereuse à l’intérieur du compresseur.

Système d'échappement

Figure 4 Le système d’échappement optimise le flux de gaz d’échappement entre la turbine

et la cheminée d’échappement. Il comprend un tube cylindrique, horizontal isolé et son support.




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Cheminée d'échappement

Figure 4 La cheminée d’échappement est le dernier composant dans le cycle thermique de

la turbine à gaz. Elle comprend un support de base, un tube cylindrique, vertical et isolé ainsi qu’un silencieux. La cheminée guide le gaz d'échappement vers l'atmosphère.

Groupe de l'alternateur

Figure 4 Le groupe alternateur est le composant principal de la partie électrique de

l’installation à turbine à gaz. Ses composants principaux sont l'alternateur et l’excitatrice. Il convertit l’énergie mécanique du groupe thermique en énergie électrique.

Transformateur principal

Figure 4 Le transformateur principal ou de puissance est le composant central du réseau et

des systèmes de distribution. Il adapte la tension de sortie de l'alternateur à la tension du réseau et établit la connexion électrique entre ces deux éléments. Il comprend un boîtier, un noyau électromagnétique, un système de refroidissement et des traversées de connexion.

Groupe d’ auxiliaires

Figure 4 Le groupe auxiliaire est un composant auxiliaire de la turbine à gaz chargé du

stockage d’un fluide unique utilisé comme huile de lubrification, huile de commande, huile de soulèvement et huile de virage. Ses composants principaux sont un réservoir, des pompes, des filtres et de la tuyauterie.

Groupes de gaz et de gasoil

Figure 4 Le groupe de gaz est un composant auxiliaire de la turbine à gaz. Sa fonction est

l’alimentation du groupe de vannes de régulation en gaz. Il comprend la vanne d’arrêt principale et le compteur de gaz.

Le groupe gasoil est un composant auxiliaire de la turbine à gaz. Sa fonction est

l’alimentation du groupe de vannes de régulation en gasoil. Il comprend la vanne d’arrêt principale, la pompe, le filtre et le compteur de gasoil.




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Groupe eau NOx

Figure 4 Le groupe eau NOx est un composant auxiliaire de la turbine à gaz. Il est chargé

d’injecter de l’eau dans la chambre de combustion lorsque le gasoil est brûlé pour réduire l’émission de l’oxyde d’azote polluant (NOx). Il comprend la vanne d’arrêt principale, la pompe d’injection de l’eau et la valve d’écoulement minimal d’eau.

Groupe vannes de régulation

Figure 4 Le groupe de vannes de régulation est un composant auxiliaire comprenant les

différentes vannes de régulation hydrauliques et pneumatiques. Ce groupe est constitué des composants de contrôle des systèmes de combustible, du système des vannes anti pompage du compresseur, du système de combustible d’allumage, du système d’huile motrice, du système de commande des ailettes directeur d’entrée variable (VIGV) et du système d’eau NOx.

Groupe d’aéroréfrigérants

Figure 4 Le groupe d’aéroréfrigérant est un composant auxiliaire contenant les échangeurs

de chaleur ou aéroréfrigérants permettant de refroidir l’eau utilisée pour refroidir l’huile de lubrification pour la turbine à gaz et l'alternateur.

Modules électriques et de commande

Figure 4 Les modules électriques et de commande sont les composants de l’équipement

d’instrumentation et de contrôle et ont la même fonction que la station de contrôle locale de la centrale électrique. Ils contiennent les éléments suivants: Un dispositif de démarrage statique (static starting device, SSD), également appelé convertisseur de fréquence statique (static frequency converter, SFC)

• Des batteries et des chargeurs de batterie

• Un régulateur de tension automatique (AVR)

• Un équipement de synchronisation et de mesure

• Un équipement de protection de l'alternateur

• Une alimentation continue en énergie électrique (uninterruptible power supply, UPS)

• Un tableau de commande auxiliaire

• Un tableau d’éclairage

• Un équipement de traitement du signal analogique et numérique

• Un équipement de contrôle et de protection automatisé Egatrol




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Local avec grue

Le local et la grue sont des composants du système auxiliaire. Le local dans lequel

se trouve le turboalternateur à gaz et qui sépare ce dernier des éléments consiste en une structure de support en acier, un toit, des murs, un sol et des portes. La grue facilite le levage des pièces lourdes du turboalternateur à gaz pendant les travaux de maintenance. Les composants principaux de la grue sont une structure de support en acier, des rails et la grue elle-même.

Arrangement de la centrale électrique

L'arrangement de la centrale électrique est illustrée dans les annexes du cours traitant de la centrale.

Caractéristiques techniques

Les caractéristiques techniques de l’installation à turbine à gaz sont généralement

fournies pour les catégories mentionnées ci-dessous.

La puissance électrique fournie brute est la puissance électrique délivrée par

l'alternateur, mesurée au niveau des traversées de ce dernier. L’unité usuelle de la puissance électrique fournie est le mégawatt (MW).

Le rendement brut est le quotient de la puissance électrique fournie et de la

puissance d’entrée du combustible. Ce rendement est toujours inférieur à 1 et s’exprime en pourcentages (%). Il n’a pas d’unité.

La consonnation spécifique est la valeur inverse du rendement brut. Il

représente la quantité d’énergie calorifique nécessaire pour produire une unité d’énergie électrique. L'unité usuelle est kJ / kWh.

La fréquence est la vitesse de répétition d’un phénomène périodique. Dans une

installation à turbine à gaz, elle s’applique au courant alternatif de l'alternateur. L’unité usuelle de la fréquence est le Hertz (Hz).

Emissions NOx: le processus de combustion d’air et de combustible produit des

substances polluantes, appelées émissions de gaz d’échappement. Parmi ces émissions, l’une des plus dangereuses est l’oxyde d’azote (NOx), quantifié en parties par million (ppm).




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Résumé

Cette section explique le fonctionnement d’une installation à turbine à gaz et décrit

l’équipement nécessaire pour permettre le fonctionnement, le contrôle et la protection des composants utilisés. Elle décrit la disposition d’une turbine à gaz standard typique et définit les catégories dans lesquelles les caractéristiques techniques sont généralement remplies pour une installation à turbine à gaz.

Pour vérifier que les sujets abordés ont été bien compris, reprendre la liste des

objectifs du module point par point (page 4).




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Figure 1: Principaux composants d’une installation à turbine à gaz

X B

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Résean et système de distribution d'électricitéTransmission électrique et alimentationélectrique auxiliaireEquipement d'instrumentation et de contrôle (I&C)Système d'alimentation en combustible etéquipement d’élemination des résidus

MSX

Groupes de machines principauxSystèmes auxiliairesMachinerie lourde ne faisant pas partiedes groupes de machines principaux

Légende :

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Figure 2: Vue d’ensemble simplifiée d’une installation à turbine à gaz, de ses composants et systèmes principaux

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ale

ur)




ABCD

Figure 3: Fonctionnement du turboalternateur à gaz

3 2

1

4

CSXA400475.cdr

Air

Générateur

Combustible(huile/gaz)

Chambrede combustion

Gazd'échappement

Turbine

Turbine

Chambrede combustion

Compresseur

Air

Générateur

Combustible(gazoil)

Gazd'échappement

Compresseur




ABCD

Figure 4: Arrangement standard typique d’une turbine à gaz: arbre simple, installation à l’ intérieur

CS

XA

400477.c

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ABCD

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Science

220214fr a vue d'ensemble de la centrale électrique à turbine à gaz