CALCUL THERMIQUE DE L’INSTALLATION DE LA TURBINE A GAZ SANS AMELIORATION

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Table des matières

Introduction générale
CHAPITRE I : PRESENTATION DU CHAMP DE HASSI R’MEL
Introduction
I.1 HISTORIQUE DU CHAMP DE HASSI R’MEL
I.1.1 Position géographique
I.1.2 Historique du champ
I.1.3 Production du champ
I.2 ACTIVITES DU CHAMP DE HASSI R’MEL
I.2.1 Zones d’activités
I. 2.2 Composition du parc exploitation
I.3 DIRECTION REGIONALE DE HASSI R’MEL
I.3.1 Rôle des directions
I.3.2 Rôle des Divisions
I.4 DESCRIPTION GENERALE DE BOOSTING
I.4.1 Le rôle de station boosting
I.4.2 Les différentes stations Boosting
I.4.3 Description de la station boosting central (SBC)
Conclusion
CHAPITRE II : GENERALITE SUR LES TURBINE A GAZ
Introduction
II .1 Définitions
II .2 Principe de fonctionnement
II .3 Type et applications des turbines à gaz
II .3.1 Turbine à gaz à un seul arbre
II .3.2 Turbine à gaz à deux lignes d’arbre
II .3.3 Turbines avec étage à action et à réaction
II.4 Rendement
II.5 Avantages et inconvénients des turbines à gaz
II.6 Compresseur centrifuge
II.6 .1 Principaux composants du compresseur centrifuge
II.6.2 Principe de fonctionnement du compresseur centrifuge
II.6.3 Pompage
Conclusion
CHAPITRE III : DESCRIPTION DE LA TURBINE A GAZ MS5002C
Introduction
III.1 Généralités
III.2 Principe de fonctionnement de la turbine à gaz MS5002C
III.2.1. Système du lancement de la turbine
III.2.2 Caractéristiques typiques du lancement de la turbine à gaz
III.2.3. Arrêt normal de la turbine à gaz
III.3 Caractéristiques de la turbine MS 5002C
III .3.1 La partie auxiliaire
III.3.1.1 Aspiration
III.3.1.2 Corps d’admission
III.3.1.3 Système de démarrage
III.3.1.4 Système de l’huile de graissage
III.3.1.5 Système d’alimentation par le combustible
III.3.1.6 Système d’air de refroidissement et d’étanchéité
III.3.1.7 Dispositifs anti-pompage
III.3.1.8 Système d’échappement
III.3.1.8.1 Section échappement
III.3.1.8.2 Ensemble cadre d’échappement
III.3.1.8.3 Chambre d’échappement
III.3.1.9 Paliers
III.3.1.10 Réducteur
III.3.1.11 Vireur hydraulique
III.3.1.12 Système de l’embrayage de lancement
III.3.2 Le compresseur axial
III.3.2.1 Généralités
III.3.2.2. Rotor du compresseur
III.2.3 Stator du compresseur
Ill .3.2.3.1 Corps coté aspiration
Ill.3.2.3.2 Corps partie avant du compresseur
Ill.3.2.3.3 Corps partie arrière
Ill.3.2.3.4 Corps du compresseur côté refoulement
Ill.3.2.4 Aubages
Ill.3.3 Section combustion
Ill.3.3.1 Généralités
Ill.3.3.2 Enveloppe de combustion
Ill.3.3.3 Chambre de combustion
Ill.3.3.4 Bougie d’allumage
III.3.3.5 Détecteurs de flamme ultraviolette
III.3.3.6 Injecteurs de combustible
III.3.3. 7 Tubes-foyers
III.3.4 Section turbine
III.3.4.1 Corps de la turbine
III.3.4.2 Directrice du premier étage
III.3.4.3 Directrice du deuxième étage
III.3.4.4 Roues de turbine
III.3.4.5 Ensemble diaphragme
III.3.4.6 Rotor de la turbine
III.4 Influence d’agents externes sur les performances de la turbine
III.4.1 Effet de l’augmentation de la température d’admission du compresseur
III .4.2 Influence de l’altitude sur les performances de la turbine
III.5 Influence des facteurs internes sur les performances de la turbine à gaz
III.5. 1 Chute de pression dans la section d’admission du compresseur
III.5.2 Chutes de pression dans le système d’échappement de la turbine
Ill.5.3 Influence du type de gaz carburant
III.5.4 Extraction d’air du compresseur axial
Conclusion
CHAPITRE IV : CALCUL THERMIQUE DE L’INSTALLATION DE LA TURBINE A GAZ SANS AMELIORATION
Introduction
IV.1 Données du problème
IV. 2 Caractéristique de la turbine MS 5002 C
IV.3 Les paramètres opératoires
IV.4 Débit de combustible consommé par une turbine à gaz
IV.5 Détermination des paramètres nécessaires au calcul du débit combustible
IV.6 Travail et puissance utile absorbés par le compresseur centrifuge pour une turbine
IV.6 Calcul du travail et de la puissance du compresseur axial
IV .6.1 Calcul du travail et de la puissance du compresseur axial au 16ème étage
IV.6.2 Détermination du rendement du compresseur axial Ηca
IV.6.3 Détermination de la température de soutirage de l’air de refroidissement du 10iéme étage du compresseur axial TS
IV.6.4 .1 la puissance totale absorbée par le compresseur axial
IV.6.4 .2 Détermination de l’enthalpie sortie gaz d’échappement
IV.6.4 .3 Détermination de l’enthalpie au point 2
IV .6. 4 .4 Calcul de l’enthalpie du combustible
IV.6.4.5 Recalcule de l’enthalpie H4 en tenant compte du débit de combustible
IV 6.4 .6 Détermination du débit d’air stoechiométrique
IV.6.4.7 Détermination de la masse d’oxygène consommée par 1 kg de combustible
IV.6.4.8 Détermination de la valeur de l’excès d’air
IV.6.4 .9 Calcul de la chaleur spécifique des gaz d’échappement
IV.6.4. 10 L’Enthalpie à la température T4 en tenant compte du débit de combustible H
IV .6.4 .11 Détermination du débit d’air en excès pour 1kg de combustible
IV.6.5 Détermination des quantités massiques des gaz d’échappement
IV.6.5 .1 Détermination de la quantité d’O2 nécessite par 1Kg de combustible
IV.6.5 .2 Détermination de la quantité d’azote émise par 1Kg de combustible
IV.6.5. 3 Détermination des quantités de CO2 et de H2O émises
IV.6.5 .4 Détermination de la concentration des gaz d’échappement
IV.6.5.5 Le poids moléculaire moyen des gaz d’échappement
VI.7 Détermination de la température sortie chambre de combustion T3 r
VI.7. 1 Détermination de l’enthalpie H3
VI.8 Détermination de la température théorique T4 th
VII.8. 1 Calculons δ au point T3
VI.8.2 détermination de CP T3
VI.8.3 détermination de CV T3
VI.9 Détermination du rendement de la détente de la turbine
VI.9.1 Détermination du rendement global de la turbine
VI.9.2 Détermination de la chaleur fournie dans la chambre de combustion
VI.9.3 Détermination de la chaleur perdue à l’échappement
VI.9.4 La chaleur perdue à l’échappement
VI.9.5 Calcul thermodynamique à partir des données réelles
VI .9.5.1 Données de départ
VI.9.5.2 Résultats des calculs
Conclusion
CHAPITRE V : AMELIORATION DU CYCLE DE LA TURBINE A GAZ MS5002C
Introduction
V.1 Procédé de refroidissement d’air à l’entrée du compresseur axial
V.2 Présentation de l’installation de la turbine à gaz avec refroidissement d’air et récupération de chaleur
V.3 Calcul thermique et dimensionnement du refroidisseur
V. 3.1 Bilan thermique
V.3.2 calcul DTLM : différence de température logarithmique moyenne
V.3.3 facteur de correction « F » qui dépond de deux paramètres R, E
V.4 choix de l’appareil
V. 5 calcul surface de l’échangeur
V.6 calcul nombre des tubes par calandre
V.7détermination de coefficient globale sale Ks de l’appareil
V.8 détermination de température calorique (Tc c, Tct)
V.8.1 température calorique coté calandre
V.8.2 température calorique coté tube
V.9 calcul les deux coefficient ( Kc et Fc)
V.10 calcul du coefficient de transfert propre Kp
V.10 .1 coté tube
V.10 .2 coté calandre
V.11 vérification de la résistance d’encrassement
V. 12 Perte de charge
V.13 Procédé de récupération de chaleur
VI – 1 – quantité du combustible gagné par la récupération
V.14 Calcul de la quantité de chaleur récupérée
Conclusion
Conclusion générale

LISTE DES FIGURES

Figure I.1 : Situation géographique du site de HASSI R’MEL
Figure I.2 : La carte géométrique des champs de HASSI R’MEL
Figure I.3 : Section haute pression
Figure I.4 : Section stabilisation
Figure I.5 : Section fractionnement
Figure II.1 : Répartition des réserves de gaz naturel en 2009
Figure II.2 : Production de gaz naturel en millions de tonnes équivalent pétrole sur la période 1970-2009
Figure II.3 : Consommation de gaz naturel en millions de tonnes équivalent pétrole de 1965 à 2009
Figure II.4 : Production du gaz naturel en Algérie
Figure II.5 : La répartition de réserves gazières en Algérie
Figure II.6 : Coupe schématique d’un gisement d’huile et de gaz associé
Figure III.1 : Solubilité de l’eau dans les hydrocarbures liquides
Figure III.2 : Solubilité du méthane dans l’eau (Culberson and McKetta 1951)
Figure III.3 : Solubilité d’hydrocarbures en fraction molaire*10 à 377.59K
Figure III.4 : Effet du sel sur la quantité de gaz dissoute dans l’eau (McKetta et Wehe , 1962)
Figure III.5 : Courbe de rosée eau d’un gaz naturel
Figure III.6 : Structure cristalline de la glace(a) et de la cavité unitaire d’hydrate (b)
Figure III.8 : Structures cristalline d’unité d’hydrate : (a) SI, (b) SII, (c) SH
Figure III.9 : Cavités constituants les structures SI, SII, SH
Figure III.10 : courbe de formation des hydrates
Figure IV.1 : schéma du procédé déshydratation par absorption par lavage avec un liquide hygroscopique

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