II-3. Fonctionnement de l'unité de
cogénération
L'installation comporte une turbine à combustion
bicombustible, un alternateur délivrant une puissance de l'ordre de 40
MW et une chaudière de récupération de 70T/h.
II-3-1. Le groupe turboalternateur :
Le groupe turboalternateur de l'unité de
cogénération comprend :
· un dispositif de démarrage.
· convertisseur de couple.
· réducteur des auxiliaires.
· des équipements attelés au réducteur
des auxiliaires.
· un compresseur.
· système de combustion.
· une turbine à trois étages.
· Un réducteur.
· Un alternateur.
Le compresseur et la turbine sont reliés par un arbre
unique, supporté par deux paliers lubrifiés sous pression.
L'extrémité de l'arbre d'entrée du rotor est
couplée au réducteur des auxiliaires, équipé de ses
propres arbres destinés à entraîner la pompe à
combustible, la pompe à huile et d'autres dispositifs.
La turbine à gaz est un moteur thermique reliant les
différentes phases de son cycle thermodynamique dans une succession
d'organes traversés par un fluide moteur gazeux en écoulement
continu. Elle est composée de trois éléments essentiels
comme le montre la figure suivante :
Figure 3.5 : Schéma d'une
Turbine à gaz simple
+ Un compresseur axial, compresseur axial a 17
étages, il produit l'air de comburant.
+ Une chambre de combustion, dans laquelle le
gaz oïl (injecté sous pression) est brulé avec l'air
préalablement comprimé (ce dernier en fort excès afin de
limiter la température des gaz brulés en entrée de la
turbine)
+ Une turbine axiale à trois
étages dans laquelle sont détendus les gaz à haute
température sortant de la chambre de combustion.
Principe de fonctionnement (figure 3.5):
Dès que le système de démarrage de la
turbine est activé et que l'embrayage est engagé, l'air ambiant
est aspiré, filtré puis compressé dans les 17
étages du compresseur axial. L'air comprimé en provenance du
compresseur pénètre dans l'espace annulaire à la
périphérie des dix chambres de combustion, d'où il
s'introduit entre les enveloppes intermédiaires et les tubes de
flamme.
Les injecteurs introduisent le combustible dans chacune des dix
chambres de combustion où il
Chambre de combsto
se mélange à l'air. L'allumage s'effectue grace
à deux bougies rétractables (mais une seule est
suffisante
pour effectuer l'opération). Au moment où l'allumage se produit
au niveau d'une
des deux bougies équipant ces chambres, la combustion
se propage dans les autres chambres à
Ecappement
ompresseur Turbine
travers des tubes d'interconnexion qui les relient entre elles
au niveau de la zone de
combustion. A peu près à 50 % de la
vitesse nominale de la turbine, la pression régnant à
ir
l'intérieur des chambres de combustion est suffisante pour
provoquer le retrait des électrodes des bougies afin de le
protéger du rayonnement des flammes.
Les gaz chauds issus des chambres de combustion franchissent
les pièces de transition emboîtées à
l'extrémité arrière de chaque tube de flamme pour
traverser ensuite les trois étages de la turbine où ils se
détendent. Chaque étage se compose d'un ensemble d'aubes fixes
suivies d'une rangée d'aubes mobiles. Dans chaque rangée d'aubes
fixes, l'énergie cinétique du jet de gaz augmente, en même
temps que la pression chute. Dans la rangée
adjacente d'aubes mobiles, une partie de l'énergie
cinétique du jet est convertie en travail utile transmis au rotor de la
turbine sous la forme d'un couple mécanique.
Après leur passage dans les aubes du troisième
étage, les gaz d'échappement traversent le diffuseur, qui
comporte une série de déflecteurs ou aubes de guidage
transformant la direction axiale des gaz en direction radiale et diminuant
ainsi les pertes à l'échappement. Puis les gaz sont
envoyés dans le cadre d'échappement. La rotation
résultante de l'arbre entraîne le rotor de l'alternateur, le
compresseur et certains auxiliaires. (Voir Equipements attelés au
réducteur des auxiliaires).
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