Amélioration des performances d’une installation de turbine à gaz par refroidissement de l’air d’admission

Abstract

Les turbines à gaz ont connues une grande importance dans le domaine industriel notamment dans celui des hydrocarbures. Une installation de turbine à gaz est conçue pour fonctionner dans des conditions thermodynamiques de température et de pression précisées par les standards ISO. Malheureusement ces conditions ne sont pas toujours obtenues car elles varient d’un jour à un autre, d’une région à une autre (sud, nord), et d’un climat à un autre (climat humide, aride, sec, chaud, etc…). Les performances de l’installation d’une turbine à gaz sont inversement proportionnelles à la température ambiante puisque plus la température ambiante diminue plus la masse d’air admise dans le compresseur augmente ce qui influe directement sur les performances. A cet effet notre travail consiste à étudier l’amélioration des performances d’une installation de turbine à gaz par refroidissement de l’air de l’admission à l’entrée du compresseur. Plusieurs techniques existent pour assurer le refroidissement de l’air à la prise du compresseur mais chaqu’une a ses contraintes d’utilisation. Ainsi, l’exposé aborde l’étude d’un système de refroidissement d’air par évaporation d’eau (refroidisseur par ruissellent d’eau) qui est adaptable avec les zones sec et chaude comme celle du sud d’Algérie (zone saharienne). On a relevé les données réelles d’une turbine à gaz installée à la zone gazière de HassiR’Mel (250 Km au sud d’Alger) grâce à un stage pratique à SONATRACH. Pour la modélisation on à travailler à l’aide d’un logiciel appelé Engeneering equation Solver (EES). Les résultats obtenus montrent que les performances de la turbine à gaz étudiée sont améliorées grâce à l’utilisation d’un refroidisseur où l’augmentation de la puissance nette produite varie entre 1.5 à 5 MW avec augmentation du rendement thermique de l’installation. Un autre facteur qui n’est pas négligeable est le facteur environnemental. Le refroidisseur permet de diminuer les émissions des NOx de 1 jusqu’à 7 % par rapport au cas classique (sans refroidissement)