L'usine à gaz
Principes
Principe de fonctionnement d'un cycle combiné multi-arbres
Le moteur thermique transforme une partie de l’énergie fournie par le combustible en travail moteur pouvant ensuite être converti en électricité au moyen d'un générateur.
Cette fraction (généralement moins de 50 %), dépend du cycle thermodynamique choisi ainsi que des températures supérieure et inférieure atteintes par le cycle.
Pour des températures données, le cycle de Carnot possède l’efficacité énergétique théorique maximale.
En combinant deux cycles, voire plus, tel que le cycle de Brayton et de Rankine, on peut augmenter l'efficacité énergétique du système. Les plus récentes centrales à cycle combiné au gaz atteignent ainsi des rendements sur PCI (Pouvoir calorifique inférieur) de plus de 60 %, contre 37 % pour les centrales à gaz classiques1. Le gaz et le fioul domestique peuvent être utilisés directement. Il existe également des installations utilisant la gazéification d'autres combustibles comme le charbon : les centrales de type Cycle combiné à gazéification intégrée (CCGI).
Les cycles combinés utilisant le gaz comme source primaire d'énergiemodifi
Une centrale à cycle combiné, généralement appelée CCGT (Combined Cycle Gas Turbine), ou TGV (Turbine Gaz-Vapeur), est une centrale thermique qui associe deux types de turbines : turbine à combustion et turbine à vapeur. Chacune de ces turbines entraîne une génératrice qui produit de l'électricité (configuration "multi-arbres" ou "multi-shaft") ou les deux types de turbines sont couplées à la même génératrice (configuration "single-shaft")
Les CCGT sont conçus pour un fonctionnement en semi-base (entre 2 000 et 6 000 h/an) et constituent un moyen d'ajustement du parc de production, concourant ainsi au bon fonctionnement du réseau électrique.
Dans une centrale à cycle combiné, la turbine à combustion est actionnée par les gaz issus de la combustion à haute température (jusqu'à 1 500 °C) . En sortie les fumées produites par la combustion sont encore suffisamment chaudes (entre 400 °C et 650 °C environ) pour permettre de générer de la vapeur dans une chaudière au moyen d'échangeurs de chaleur. La vapeur ainsi produite entraîne une turbine à vapeur. Il est enfin nécessaire de disposer d'une source froide (eau de rivière - eau de mer - aéroréfrigérant) pour évacuer la chaleur nécessairement produite par le cycle vapeur (second principe de la thermodynamique). Différentes configurations de centrale sont possibles : on peut par exemple soit avoir une turbine à combustion, une turbine à vapeur et un alternateur sur la même ligne d'arbre, soit avoir une turbine à combustion avec son alternateur et une turbine à vapeur avec son alternateur, soit deux turbines à combustion avec chacune son alternateur et une turbine à vapeur avec son alternateur. De façon approximative, la turbine à vapeur a une puissance égale à 50 % de celle de la turbine à combustion à laquelle elle est associée.
source wikipedia
animation
The gas plant
In a combined cycle plant, the combustion turbine is powered by the flue gas from the combustion at high temperatures (up to 1500 ° C). Output the fumes produced by the combustion are still sufficiently warm (between 400 ° C and 650 ° C approximately) to generate steam in a boiler by heat exchangers. The resulting steam drives a turbine steam.
