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Note De Veille Technologique émise par La Société

Algérienne de Production de l’Electricité

Vol 2018 - N° 04 : Avril 2018

Table des matières

GE lance une nouvelle unité commerciale des services d’énergie ............................................................................................. 3

Impression 3D : des bagues d’étanchéité d’huile pour les turbines à vapeur .............................................................................. 4

Turbines classe-H : une course pour l’efficacité ....................................................................................................................... 5

Entretien des pompes : minimiser les coûts d’exploitation ...................................................................................................... 10

Amélioration de l’efficacité ............................................................................................................................................... 10

Économies..................................................................................................................................................................... 11

Autres possibilités .......................................................................................................................................................... 12

Pourquoi les données sont la clé de la convergence énergétique ............................................................................................ 12

La Turquie se lance dans un avenir nucléaire avec l’aide de la Russie .................................................................................... 13

Installation de l’Éolienne offshore la plus puissante au monde ................................................................................................ 15

Normes internationales : La nouvelle norme ISO 16890 ......................................................................................................... 16

Évaluations des Filtres .................................................................................................................................................... 17

Impact sur les turbines à gaz ........................................................................................................................................... 18

Différents défis ............................................................................................................................................................ 19

Calendrier des événements ................................................................................................................................................. 20

Premier événement de l’industrie électrique en Afrique ...................................................................................................... 20

Sensor+Test ................................................................................................................................................................. 20

GE lance une nouvelle unité commerciale

des services d’énergie

GE a lancé une nouvelle unité commerciale, vise

l’entretien et la mise à niveau (upgrade) des

différents constructeurs de turbines à gaz et leurs

équipements.

L'offre commerciale « Cross-Fleet », se concentre

initialement sur les équipements Siemens et

Mitsubishi, et vise à augmenter les performances et la

fiabilité des turbines à gaz de classe-F, en ajoutant des

technologies GE telles que : des revêtements

thermiques avancés, des alliages exclusifs et un

refroidissement amélioré dans la turbine et les

composants de combustion.

Steve Hartman, Directeur de la Technologie à ‘GE

Power Services’, a noté que l'offre « Cross-Fleet »

comprend du matériel, des commandes et des

plateformes numériques. En termes de matériel, il a

souligné que, le revêtement des fissurations verticales

des barrières thermiques de GE «est plus épais et plus

durable, et nous permet de jouer sur la température de

combustion de la turbine, tout en améliorant les

performances et en réduisant les intervalles

d'interruptions». Il a ajouté que, l'aspect matériel des

upgrades représente «une baisse de la technologie des

nouvelles lignes de produits HA».

Selon GE, l'ajout de ses technologies aux turbines à

gaz des concurrents s'est traduit par une

amélioration des performances de 6%, une

amélioration du taux de combustion de 1,5% et une

augmentation de la disponibilité à une moyenne de

40 000 heures de fonctionnement.

GE a déclaré -aussi- qu’elle est en mesure d'adapter

des contrats de maintenance aux besoins spécifiques

des clients, avec des offres de financement et de

services flexibles, mais aussi un transfert de risque.

GE a annoncé un carnet de commandes de 200

millions de dollars pour « Cross-Fleet » en Amérique

latine, en Europe et en Russie. Cela comprend six (06)

turbines à gaz Mitsubishi 501F et huit (08) turbines

Siemens SGT800. L'entreprise est "à quelques

semaines" d'annoncer les résultats de son premier

projet, qui -selon elle-, est sur le point d'être commandé

au Mexique.

Scott Strazik, Président et Directeur de GE Power

Services, a déclaré que : ‘GE est reconnu comme l'un

des leaders technologiques, et fournisseurs de services

de confiance avec 50 millions d'heures d'expérience en

exploitation de classe-F sur notre propre parc, que nous

appliquons à l’actuel « Cross-Fleet »’. Nous bénéficions

également d’une vaste capacité en matière de turbine à

vapeur, et d'expertise dans les générateurs et les

HRSG, que nous avons acquis en novembre 2015

d'Alstom, dans le secteur de l'énergie. Nous avons

combiné tous ces attributs et élargi nos capacités pour

inclure certaines turbines à gaz à ce « Cross-Fleet ».

Il a ajouté que La nouvelle entreprise consiste à «élargir

la base installée dans laquelle nous insérons notre

technologie. Il ne s'agit pas de réparer les machines

des autres constructeurs -c'est ennuyeux-. Il s'agit de

prendre ces machines et appliquer : nos revêtements,

nos alliages, notre ingénierie sur elles".

Le « Cross-Fleet » ‘’nous permet de faire des choses

avec des machines dont nos clients ont en besoin, et

que nous ne pensons pas nécessairement que nos

concurrents puissent le faire’’.

Martin O'Neill, Directeur Général des solutions de

« Cross-Fleet », a ajouté que ‘’apporter de la vraie

valeur et de la vraie concurrence à la table, c'est l'esprit

de « Cross-Fleet »’’. Il a déclaré que "de nombreux

clients avec un seul fournisseur de maintenance

cherchaient activement la concurrence sur ces

marchés".

4

GE a décidé de se concentrer d'abord sur les machines

501F et SGT-800, parce qu'elles ont une importante

base installée, et ce que GE considère comme un «

écart de valeur », a déclaré O'Neill. ‘’Je ne suis pas sûr

qu'il y ait un gros investissement dans la performance

des machines 501’’, a-t-il dit. Pour ces turbines,

‘’« Cross-Fleet » stimulera une invention dans la lutte

contre les points faibles à long terme’’.

À sa base, « Cross-Fleet » est ‘’un concept générique permettant de prendre une technologie éprouvée et de la mettre à l'échelle de l'équipement des concurrents’’, a-t-il ajouté. ‘’C'est un enjeu de longue durée’’.

Et il a dit que, la concurrence augmentera

inévitablement leur enjeu en réponse, ce qui sera bon

pour le marché.

O'Neill a déclaré qu'il souhaiterait voir l'entreprise

croître à deux fois sa taille actuelle au cours des 12

prochains mois.

Par Tildy Bayar, Editeur.

Impression 3D : des bagues d’étanchéité

d’huile pour les turbines à vapeur

Siemens a fabriqué des pièces de rechange pour une

turbine à vapeur industrielle, à l’aide de la fabrication

additive. La société a utilisé la technologie de pointe

AM pour ouvrir la voie à une plus grande souplesse

dans la fabrication et la maintenance des composants

des turbines à vapeur, et pour établir de nouvelles

références pour les services des centrales électriques

industrielles.

L'an dernier, Siemens a franchi une nouvelle étape en

terminant ses premiers tests à pleine charge pour les

aubes des turbines à gaz entièrement fabriquées à

l'aide de la technologie AM. Aujourd'hui, après des

années de recherche, de développement et de tests

approfondis, la société a étendu son leadership dans

l'utilisation d'AM dans les applications énergétiques en

produisant une pièce de remplacement de turbine à

vapeur avec AM, réduisant ainsi le délai réalisation

de 40%.

Les pièces imprimées en 3D sont deux bagues

d'étanchéité à l'huile utilisées pour la maintenir séparée

de la vapeur à l'intérieur de la turbine en utilisant de l'air

sous pression. Les anneaux sont installés en tant que

pièces de rechange sur la turbine à vapeur SST-300 de

l'usine de JSW Steel Ltd. à Salem, en Inde.

Siemens a conçu, dimensionné et développé les pièces

dans le cadre d'un projet de collaboration entre des

experts de Siemens en Allemagne et en Inde, ainsi

qu'en Suède, où la société exploite un centre

d'expertise de fabrication additive. La fabrication

d’additive a ouvert de nouvelles possibilités pour

apporter des changements ayant un impact

important sur la conception, afin d'adapter davantage

les composants à l'environnement et aux besoins du

client. Siemens a été en mesure d'ajouter des

améliorations fonctionnelles qui n'auraient pas pu être

réalisées en utilisant un processus de fabrication

traditionnel.

Siemens investit dans les AM depuis sa création, et

pilote aujourd'hui l'industrialisation et la

commercialisation de ces procédés. La fabrication

additive est un processus qui construit des pièces

couche par couche à partir de modèles CAO

tranchés pour former des objets solides. Ceci

permet de former des solutions très précises à

partir de matériaux en poudre de haute

performance. Siemens est un pionnier dans le

domaine AM et utilise également la technologie pour le

prototypage rapide, la fabrication et les réparations

avancées.

5

Turbines classe-H : une course pour

l’efficacité

« Vous devez être en avance sur le jeu, sinon vous ne

survivrez pas », explique Karim Amin de Siemens, qui

souligne comment les développements de la

numérisation, du stockage et de la fabrication d’additive

jouent un rôle dans les dernières turbines de la société.

Les nouvelles turbines HL de Siemens sont une

synthèse d'anciennes et de nouvelles technologies,

mais au final, elles constituent un gain d'efficacité qui

équipe les centrales électriques au gaz pour relever le

défi d'équilibrer un secteur énergétique dominé par les

énergies renouvelables.

Les turbines HL représentent une étape de

développement évolutive dérivée de la technologie

SGT-8000H éprouvée de la société. Elles atteignent

une efficacité supérieure à 63% avec un objectif à

moyen terme d'atteindre 65%.

« Power Engineering International » a visité Siemens à

Berlin pour voir les dernières turbines à gaz du géant

allemand.

Karim Amin, directeur des ventes mondiales au sein de

la division gaz et énergie de Siemens, affirme que

l'opération doit être très flexible pour compléter

l'intermittence des énergies renouvelables, avec

une classe HL ayant une accélération de 85 MW par

minute en mode cycle simple.

« Nous avons un processus de service très optimisé et

cela était important dans les critères, et vous verrez que

le service de cette turbine est extrêmement efficace et

rentable. Et il y a des allocations pour les segments de

départ et d'arrêt ».

Les machines HL sont conçues pour répondre aux

exigences des unités de base ainsi que des pics, ce qui

les rend parfaitement adaptés aux systèmes

énergétiques avec une part croissante des énergies

renouvelables fluctuantes. La dénomination «HL-class»

souligne que les turbines sont basés sur la conception

éprouvée de la Classe H et qu'ils sont le transporteur

de technologie d'une efficacité de 63 à 65%.

Pour atteindre les meilleures performances,

Siemens a développé des technologies de

combustion avancées, des revêtements

multicouches innovants et des fonctions de

refroidissement interne très efficaces, ainsi qu'un

cycle eau-vapeur optimisé.

Les ingénieurs ont conçu le ‘frame’ à l'aide de la toute

dernière technologie numérique, par exemple des

composants imprimés en 3D pour tester et valider les

prototypes.

La classe HL se compose de trois types : SGT5-

9000HL, SGT6-9000HL et SGT5-8000HL, fonctionnant

au cycle simple, et refroidi à l'air. La turbine à gaz SGT-

9000HL fournira une capacité de 567 MW pour la

version de 50 Hz et de 388 MW pour la version 60 Hz.

La SGT5-8000HL fournira 481 MW en fonctionnement

simple cycle.

Les turbines sont conçues pour se connecter à la suite

par des produits numériques de Siemens, fonctionnant

sur MindSphere, le système d'exploitation basé sur le

cloud de l'entreprise par l'Internet des Objets (IoT).

"Il est conçu pour approuver la feuille de route de

numérisation que nous adoptons", a déclaré Amin.

"Vous pouvez le connecter via ‘IoT Mindsphere’ et il a

plus de 3000 capteurs. À la fin de la journée, l'impact

est un rendement plus élevé et une grande production

avec un encombrement réduit."

Économie de carburant CAPEX et OPEX

Nous pensons que lorsque vous regardez certains procédés

de gaz dans ce cas, cela peut réduire le coût de l'électricité

d'environ 5% par rapport aux valeurs actuelles, soit environ

15 à 20 millions d'euros par an. Il a un impact visible sur

l'économie de l'EPA pour un actif traditionnel qui va de 15 à

25 ans."

Lorsqu'on lui a demandé si le développement du nouveau

produit pouvait indiquer une certaine confiance dans un

retournement de situation en Allemagne et en Europe en

général, Amin a expliqué que le succès dépendait de

certains critères.

6

"Pendant une longue période en Allemagne et en Europe,

l'énergie au gaz n'était pas expédiée. Maintenant, vous

voyez qu'avec les services auxiliaires, la puissance réactive

et la stabilité du réseau, certaines de ces centrales ont

recommencé à fonctionner, et maintenant tout dépend des

valeurs économiques qui leur sont attachées.’’

«Combien étaient les dépenses d'investissement lors

de leur construction ? À quel point les prix ont-ils

changé et les coûts des services ont-ils été associés à

cela ? Et ainsi de suite. Tout ce qui est plus efficace est

prioritaire, et notre travail en tant qu'organisation de

service est de fournir des paquets de mise à jour de

service qui rendent moins coûteux la réintégration. "

Amin et ses collègues ont passé une année à analyser

les possibilités potentielles pour les offres des turbines

à gaz. Les avancées réalisées dans les technologies

concurrentes, telles que le stockage sur batterie ont-

elles influencé leur approche ?

"Siemens travaille sur le stockage dans un aspect

beaucoup plus large. Le stockage et les énergies

renouvelables vont complètement changer le

paysage une fois qu'il existe une solution de

stockage économique, évolutive et efficace’’.

Siemens accélère son développement technologique et

sa compétitivité en transférant les technologies clés

nouvellement développées à l'ensemble de sa gamme

de turbines à gaz.

Lors du lancement initial de la technologie, Willi

Meixner, chef de la division Power and Gas, a

parfaitement résumé le motif de son développement.

"Poussé par la numérisation, la vitesse du

développement technologique prend rapidement de

l'ampleur dans le domaine de la production

d'énergie", a-t-il déclaré. ‘’Il nous a fallu dix ans, de

2000 à 2010, pour augmenter l'efficacité de nos

centrales à cycle combiné de 58 à 60 pour cent, six

autres années pour atteindre 61,5 pour cent en 2016, et

maintenant nous passons à l'étape suivante à 63% et

plus.’’

‘’Mais nous savons que la rapidité et l'efficacité ne

suffisent pas. La fiabilité et la rentabilité de nos

solutions ainsi que le partenariat, le soutien au

financement et l'assurabilité sont également essentiels

pour nos clients.’’

Dans un avenir proche, tous les clients de Siemens

bénéficieront d'une augmentation de l'efficacité et de la

performance. Cette approche fait partie d'une série

d'activités visant à aider les clients à être compétitifs

dans un marché en pleine évolution. Elle vise à réduire

de manière significative les délais de fabrication et de

construction grâce à la standardisation et à la

modularisation.

Guido Schuld, propriétaire de la famille de produits

(grandes turbines à gaz), a déclaré que la philosophie

de la Classe HL provenait d'une grande variété de

personnes sous le toit de l'entreprise.

"Contrairement à la procédure habituelle chez Siemens,

ce groupe mixte a contribué au développement d'une

nouvelle classe de turbines", a déclaré M. Schuld. « Par

exemple, nous avons examiné de nouvelles façons de

fabrication, mais nous avons également analyser les

technologies qui seront probablement disponibles dans

cinq ou six ans, et nous nous sommes assurés que ces

turbines sont prêtes à intégrer ces nouvelles

technologies de production. Les gens de l'industrie

manufacturière et les collègues de la technologie et de

l'innovation ont joué un rôle clé dans ces évaluations.

"Nous avons considéré la difficulté de ce marché, et

notre département de stratégie a commencé à

examiner comment il pourrait évoluer dans le futur. En

plus de cela, nous avons également examiné de

nouvelles méthodes de fabrication telles que

l'impression numérique, et bien sûr, certains

composants ne sont pas encore prêts.

"Les aubes de la turbine sont toujours fabriquées

de manière conventionnelle. Nous réfléchissons à

ce que la technologie de fabrication pourrait être

disponible dans trois ou quatre ans et que

l'architecture de la turbine de la classe HL permet

l'intégration de ces nouvelles méthodes."

7

Schuld a également fourni un compte rendu détaillé de

ce que compose la HL, et de la façon dont ses

efficacités retrouvées pourraient être avantageuses.

‘’Donc, si ce n'est qu'une évolution, comment atteindre

des niveaux d'efficacité supérieurs à 63% ?’’

La réponse est du côté du compresseur, en particulier

des améliorations du côté de la combustion et de la

section de la turbine elle-même.

Du côté du compresseur, c'est la troisième génération

d'un compresseur dit ‘’de la même famille’’ -la première

génération pour un moteur 5000F était de 60 Hz, puis

développée pour une famille H-Class de 50 à 60 Hz-.

Il utilise la 3D avancée à roues alignées, qui améliore

l'efficacité de l'ensemble du compresseur, et nous

permet (malgré un rapport de compresseur supérieur

de 24: 1 comparé à 20: 1 pour le 8000H) de réduire le

nombre d'étages du compresseur, ce qui signifie moins

de complexité. "

La classe HL comprend 12 étages de compresseurs,

tandis que la classe H comptait 13 étages de

compresseurs. Pour réduire davantage la complexité, la

classe HL possède une aube directrice d'entrée et deux

aubes de guidage variables, par rapport à la série SGT-

8000-H, qui avait une aube directrice d'entrée et trois

aubes de guidage variables. Cela revient à moins de

complexité avec un rendement plus élevé.

Pour atteindre les meilleures performances, les turbines

fonctionnent à des températures de combustion

élevées. À cet effet, les spécialistes de Siemens ont

développé des technologies de combustion avancées,

des revêtements multicouches innovants et des

fonctions de refroidissement interne très efficaces, ainsi

qu'un cycle eau-vapeur optimisé.

Plus de gains sont réalisés dans les parties les plus

chaudes de la turbine et du système de combustion.

Siemens se réfère à l'ACE (Advanced Combustor for

High Efficiency), le concept vise une fois de plus le

développement du système PCS (Platform Combustion

System) de la famille H-Class.

"Concept sage, nous avons un brûleur pilote au milieu

entouré d'un certain nombre de flammes pré-

mélangées", explique Schuld. "Ce que nous avons fait

ici, c'est augmenter le nombre de flammes pré-

mélangées par rapport à la série SGT-8000H."

«Avec la H-Class nous en avions huit et avec le HL

nous avons 25 flammes pré-mélangées nous aidant à

réduire les NOx, car la température finale doit

augmenter si vous voulez améliorer l'efficacité de la

machine en cycle combiné. Cela nous aide aussi avec

la charge partielle.

«Cette turbine peut atteindre une charge partielle de

30%, ce qui, une fois de plus, permet au marché de

bénéficier d'une plus grande part d'énergie

renouvelable.

Il offre non seulement une montée rapide en puissance,

mais aussi une faible capacité de fonctionnement.

"Pour montrer à quel point les concepts sont similaires,

le brûleur d'achèvement d'oxygène HL a déjà été testé il

y a un an dans une machine de la série SGT-8000H,

installé ici dans notre centre d'essais à Berlin. Nous

avons pris le nouveau brûleur et exploité aux conditions

de la série SGT-8000H.

«Nous voyons un nouveau concept avec plus de

brûleurs pré-mélangés, de flammes et de mélange

d'oxygène complet, ainsi qu’une pièce de transition plus

courte afin de réduire le temps de séjour des gaz de

combustion dans la chambre de combustion.

«Avec les aubes de la turbine, c'est un véritable défi

avec les turbines refroidit à l’air et l'amélioration de

8

l'efficacité. Vous devez augmenter la température de

combustion. "

En augmentant la température de combustion, il y a

deux façons de protéger les aubes : l'une est un

refroidissement amélioré et l'autre une protection

améliorée.

«Un refroidissement amélioré dans une certaine

mesure est facile car il suffit d'utiliser plus d'air de

refroidissement», explique Schuld.

"Mais lorsque vous utilisez plus d'air de refroidissement,

le rendement de la machine diminue parce que l'air

n'est pas disponible pour la combustion dans la

production d'électricité.

"Ce que nous avons réalisé, c'est l'importance du

revêtement de la barrière thermique sur l’aube, qui la

rend plus épaisse. Le revêtement de barrière

thermique a un comportement thermique différent

de celui du matériau de base de l’aube proprement

dite. C'est un matériau céramique et au cours des

démarrages et des arrêts, il subit des contraintes

thermiques."

Siemens a proposé une technologie pour augmenter le

revêtement thermique avec ce qu'on appelle la gravure

au laser, ou des coupes minces dans le revêtement de

barrière thermique, et cela aide à réduire les contraintes

exercées sur le revêtement, ce qui évite la spallation -le

plus grand risque de dommages des revêtements-.

Ils ont également trouvé une deuxième cause de

spallation. Du côté du compresseur, lors de la mise en

service de la turbine, il existe des joints graduables ou

métalliques. Lors de la mise en service, il y a un

frottement contrôlé du compresseur et de petites pièces

métalliques qui entrent dans la turbine.

«Même si vous essayez de tout nettoyer, il restera

toujours de la poussière de métal dans la turbine»,

explique Schuld. "La première fois que vous essayez de

démarrer la turbine, la poussière de métal fond et passe

à travers le revêtement de la zone principale et, si vous

avez des dépôts de métal, cela change le

comportement du revêtement thermique et provoque

des spallations.

"Nous avons remarqué cela car vous voyez beaucoup

de spallation pendant les deux premières centaines

d’heures de fonctionnement, et après cela vous ne le

voyez plus.’’

Ce que nous avons proposé est un concept très simple.

« Nous avons une couche sacrificielle sur la couche

principale et qui disparaît juste dans les deux premières

centaines d'heures de fonctionnement. Au-dessous de

cette couche, vous avez le revêtement barrière

approprié et protégé.

"Vous devez également améliorer le refroidissement de

l’aube sans consommer plus d'air. Nous avons acheté

une licence de fabrication auprès d'une société

américaine appelée Microsystems. Cette technologie

nous permet de fabriquer des canaux de

refroidissement très sophistiqués à l'intérieur de l’aube.

Ce n'était pas possible jusqu'à maintenant mais il est

nécessaire de réduire la quantité d'air de

refroidissement."

Cela signifie des changements importants à la série

SGT-8000H, avec une aube à refroidissement interne

nécessaire en raison de la température d'échappement

élevée pour améliorer l'efficacité globale du cycle

combiné.

Avec la classe HL, il existe des températures

d'échappement d'environ 680°C par rapport à la

gamme SGT-8000H de 630-640°C.

"Un changement supplémentaire avec la classe HL est

que le revêtement de barrière thermique est utilisé pour

les sept premières couches d'air, par rapport à la

H8000 où il s'applique uniquement pour les six

premières couches d'air. C'est une aube autoportante

que nous utilisons pour réduire les pertes et améliorer

l'efficacité globale du cycle combiné.

"Cela ne veut pas dire que l'avantage pour les clients

dans les pièces de rechange disponibles, c'est qu'il est

beaucoup plus flexible aux changements du marché.

Cela permettra aux propriétaires des centrales de réagir

9

plus rapidement car nous pouvons utiliser le même

revêtement."

Les tests et la validation sont vitaux pour Siemens dans

le développement de l'offre. Les dirigeants ont souligné

le rôle du centre ‘’Clean Energy’’ de 100 millions

d'euros de l'entreprise dans cette responsabilité.

Le centre se concentre sur la combustion et les essais

de composants, et permet à Siemens de tester les

pièces de combustion dans des conditions de la turbine

réelles.

"L'approche se traduit par une technologie améliorée et

une preuve pour le client dans la durabilité endurée",

selon Schuld. "En outre, pour les compagnies

d'assurance, il offre une plus grande assurabilité -il est

beaucoup plus facile pour le client d'obtenir un

financement et une bancabilité dans ses projets.

"Toutes les aubes peuvent être remplacées même sans

une levée de rotor du moteur pour les turbines. Il existe

également un concept enroulement/roulement pour les

constructeurs de turbines, de telle sorte qu'il n'est pas

nécessaire de soulever le rotor avec les batteries.

"En termes de concept d'amélioration de la

maintenance, la première inspection de chambre de

combustion combinée à une sur-inspection du niveau 1

n'est nécessaire qu'après 33000 heures de

fonctionnement de base - ou entre six et dix ans pour la

première inspection."

Il y a également le changement de régime

opérationnel à prendre en compte. Certaines unités

ont été achetées il y a cinq ans pour un

fonctionnement de base, démarrent maintenant

deux fois par jour, ce qui signifie qu'il faut changer

le processus de démarrage.

"Donc, pour la classe H, il faudrait effectuer l'inspection

de la chambre de combustion après 900 démarrages,

mais cela a été étendu à 1250 démarrages, répondant

vraiment aux exigences des clients en fonction des

changements du marché", a déclaré Schuld.

"Après 66 000 heures d'exploitation de base, nous

procédons à une révision majeure en examinant le

turbocompresseur, la chambre de combustion et le

tubage."

Si vous deviez isoler un motif exceptionnel de la classe

HL, ce serait l'exigence d'adaptabilité au nouvel

environnement dominé par les énergies renouvelables

dans lequel se trouve cette technologie. Schuld dit :

«Nous croyons vraiment avoir une machine qui répond

aux nouvelles exigences du marché, avec plus

d'énergies renouvelables entrant sur le marché.

« Vous avez besoin de turbines avec une montée en

puissance rapide pour pouvoir fonctionner en

combinaison avec la prolifération de la production

d'électricité à partir d'énergies renouvelables. D'autre

part, le rendement élevé permet également aux clients

qui ont encore des centrales en fonctionnement de

base, d'améliorer sensiblement le coût du cycle de vie

par rapport à d'autres machines, le concept de service,

et aussi la numérisation. »

"Je parle de la turbine comme étant à l'épreuve du

future, ce qui signifie qu'elle est conçue pour se

connecter au cloud Siemens de MindSphere et que de

plus en plus les applications deviennent disponibles, ce

qui améliorera la flexibilité opérationnelle des clients."

En ce qui concerne le marché en général, M. Schuld a

déclaré qu'il existe des exigences en matière de

capacité au Royaume-Uni et en Allemagne. Il a reconnu

que le marché de l'UE stagne depuis un certain temps.

Développant sur cela, Amin a pointé un scénario plus

positif en dehors de l'Europe. "Les pays d'Asie et du

Moyen-Orient comme le Pakistan et l'Arabie Saoudite,

l'un des plus grands marchés de turbines à gaz du

monde, vont clairement dans la catégorie H et disent

qu'ils ne font plus de Classe F. Même la Chine dit

10

maintenant qu’elle va opter pour la classe H et au-

dessus.

"Nous voyons 120 ou 130 unités par an et les années à

venir resteront à cette fourchette. La composition de

ces unités est cependant en train de changer, avec

moins dans le milieu de gamme et plus dans les

classes supérieures ou les classes décentralisées.

Quand nous parlons de l'endroit où le HL va s'adapter,

dans l'Europe est une question de capacité alors que

sur d'autres marchés, ce n'est pas la capacité qu'ils

choisissent, c'est la charge de base en raison de

l'efficacité supérieure et de la réduction des dépenses

d'investissement.

‘’Les énergies renouvelables sont là pour rester, et

vont grandir, et notre position est que le gaz est un

bon partenaire pour eux parce qu’il permet des

niveaux élevés d'efficacité, et qu'il est beaucoup

plus rapide à installer du point de vue de l'EPC.

C'est moins cher et plus flexible par rapport à

toutes les autres alternatives.’’

Qu'est-ce qui pousse le rythme du changement à

augmenter ? Parce qu’il a fallu beaucoup de temps pour

arriver à une efficacité de 60%. Sur ce thème, Amin est

sans équivoque.

"D'un point de vue commercial, les clients ne prêtaient

pas trop attention au coût total de possession ou aux

modèles tarifaires. Il y avait beaucoup de discussions

spécifiques sur les prix, et le dollar/kilowatt était le

moteur des décisions dans l'industrie, et leurs dépenses

d'investissement ont joué un rôle majeur.

"Cela change. Ils n'ont pas fait attention à l'efficacité

avant en raison de l'abondance des hydrocarbures et

des gaz. Aussi les outils : nous avons toujours fait des

choses en deux dimensions, et la conception en deux

dimensions. Maintenant, la fabrication additive et la

numérisation aident beaucoup. C'est une course à

l'efficacité - vous devez être en avance sur le jeu, sinon

vous ne survivrez pas. "

Kelvin Ross Rédacteur en chef du magazine PEI.

Entretien des pompes : minimiser les coûts

d’exploitation

Les pompes à grande échelle et haute performance ont traditionnellement été conçues pour répondre aux spécifications d'un fonctionnement particulier, sans avoir besoin de contrôler la vitesse. Mais les

changements dans les conditions d’utilisations après l'installation initiale peuvent entraîner un

fonctionnement loin de son meilleur point optimal, ce qui rend le processus global moins efficace.

En ligne avec tout, de nos voitures jusqu’aux appareils

ménagers, usines, bâtiments et infrastructures,

l'industrie de la production d'électricité est sous

pression pour devenir plus efficace.

À mesure que le nombre de sites de production

d'énergie renouvelable augmente, les sites de

production traditionnels doivent compenser la

disponibilité variable, en plus des fluctuations naturelles

de la demande. Cependant, la conception originale des

centrales de cogénération utilisant des turbines à gaz à

cycle combiné (CCGT) doit fonctionner avec une

puissance de sortie fixe et, à ce titre, l'équipement de

ces centrales a été conçu pour remplir cette tâche.

Les centrales alimentées au gaz sont de plus en

plus souvent obligées de fonctionner hors pointe,

ce qui signifie que la production doit être réduite afin de

répondre à la demande. Dans cette situation, la

quantité fixe de pression de vapeur générée doit être

ventilée entre les vannes du système d'alimentation

haute pression.

La configuration d'un variateur de vitesse pour les

pompes d'eau d'alimentation peut apporter des

améliorations significatives en termes d'efficacité,

ce qui contribuera également à minimiser les coûts

d'exploitation.

Amélioration de l’efficacité

Une centrale de cogénération alimentée au gaz située

dans une raffinerie en Allemagne a utilisé une pompe

d'eau pour l'alimentation de la chaudière qui fournit

1000 m3/h d'eau, avec une hauteur de 1355 mètres.

La pompe était réglée à une vitesse de rotation fixe,

fonctionnant à 2980 tr / min et nécessitait un moteur de

4,1 MW (5500 hp) pour l'alimenter. Depuis l'installation

initiale de cette pompe, le cycle de production a changé

11

de manière significative, et la pompe a dû fonctionner

en charge partielle en raison des variations de la

demande d'énergie.

Afin de respecter le débit variable requis compris entre

500 m3/h et 1000 m3/h, la centrale utilisait une vanne

au refoulement pour réduire le débit. Cela signifiait que

la pression générée était étouffée et que l'énergie et le

coût de sa création étaient gaspillés.

Cette inefficacité encourue pourrait être évitée.

Afin d'améliorer l'efficacité de la pompe

d'alimentation, il a été nécessaire de modifier sa

plage de fonctionnement en configurant un

mécanisme de contrôle de sa vitesse.

Initialement, le client a considéré deux options plus

conventionnelles : un variateur de fréquence et un

couplage de vitesse hydrodynamique.

Cependant, ces deux alternatives présentaient un

certain nombre d'inconvénients : principalement la taille,

les inconvénients et le coût d'installation du variateur de

vitesse moyenne tension (VSD), et les pertes

d'efficacité inhérentes à l'accouplement.

Ces deux options ont cependant des avantages : le

VSD offre une bonne efficacité énergétique et le

couplage est compact et relativement facile à installer,

situé entre le moteur principal et la pompe.

Sulzer a proposé l'utilisation d'une troisième option, qui

a été développée pour l'industrie de l'énergie

renouvelable et a fourni les avantages des deux

alternatives et aucun des inconvénients. L'entraînement

électromécanique à vitesse variable (CONTRON) offrait

une solution compacte et pratique qui pouvait être

installée entre le moteur et la pompe et était

extrêmement économe en termes d’énergie, encore

plus que le grand variateur de vitesse.

Pour cette application particulière, la combinaison

d'un variateur de vitesse et d'un engrenage

mécanique s'avère être la solution idéale. Le

système d'entraînement électromécanique CONTRON

permet de maintenir le moteur principal en ligne avec la

pompe, mais utilise un engrenage planétaire entraîné

par un servomoteur de haute puissance et un système

d'entraînement à vitesse variable qui prend

progressivement le relais lorsque la vitesse de

fonctionnement requise diminue.

Le vrai titre ici est que l'ajout du CONTRON rend

efficace l'ensemble du système de transmission de

puissance, fournissant l'énergie motrice à la pompe

jusqu'à 95 pour cent.

Économies

La nouvelle configuration a permis une économie

d'énergie de 1090 kW, ce qui se traduit par un gain

considérable chaque année estimée entre 218 000 €

(237 000 $) et 436 000 € selon les heures de

fonctionnement annuelles.

De plus, les coûts initiaux d'installation sont inférieurs à

ceux d'un variateur de vitesse et le rendement global

est plus élevé.

Comme pour toutes les technologies de contrôle, les

avantages et les inconvénients doivent être pris en

compte lors de la mise en œuvre de ce type de

système. L'empreinte globale de la solution peut être un

facteur important, en particulier sur les situations de

rénovation.

Dans ce cas, la transmission électromécanique, en

outre, les coûts d'installation initiaux sont inférieurs à

ceux d'un entraînement à vitesse variable et le

rendement global est plus élevé.

Comme pour toutes les technologies de contrôle, il

existe des avantages et des contraintes à prendre en

compte lors de l'implémentation de ce type de système.

L'empreinte globale de la solution peut être un facteur

important, en particulier dans les situations de

modification.

Dans ce cas, le groupe motopropulseur

électromécanique permet au moteur d'entraînement

principal d'être directement relié au réseau, ce qui

élimine le besoin de grands équipements de contrôle de

la vitesse.

12

Cependant, cette solution présente des limites et ne

peut actuellement être utilisée qu'avec des

équipements d'une puissance de 20 MW (26 800 hp) et

avec une vitesse maximale de 14 500 tr / min.

Néanmoins, ces contraintes permettent toujours à une

quantité considérable d'équipements de bénéficier de la

dernière innovation en matière de contrôle de vitesse

pour les pompes à grande échelle.

Autres possibilités

Les applications de pompage dans le monde

représentent un pourcentage important de la

consommation énergétique mondiale. La création

d'économies telles que celles de l'exemple ci-dessus

présentera un avantage majeur pour les applications

utilisant des entraînements moyenne et haute tension

pour alimenter des pompes hautes performances, telles

que celles utilisées dans les industries pétrolière et

gazière, pétrochimique et minière.

Alors que la pression augmente sur la plupart des

industries pour réduire les coûts de fabrication et

minimiser les frais généraux, il devient d'autant plus

important de remettre en question la pensée

conventionnelle sur le contrôle moteur. Bien sûr, Il n'y a

pas de réponse unique pour chaque application, mais à

mesure que de nouvelles solutions deviennent

disponibles, elles devraient être examinées pour

déterminer leur pertinence.

Dans les situations où les applications de pompage

subissent un changement dans les exigences de

service, beaucoup bénéficieront d'une amélioration de

la conception. Cela peut être fourni par des experts en

rénovation qui offrent des conseils, des propositions de

conception et des services d'installation complets basés

sur des années d'expérience.

Alex Myers, directeur des ventes de rénovation à Sulzer

Pourquoi les données sont la clé de la

convergence énergétique

En tant que partenaire spécialisé dans les marchés

émergents de l'énergie et des technologies vertes chez

le cabinet d'avocats international Pinsent Masons, Peter

Feehan a une vue d'ensemble sur les changements qui

balaient le secteur de l'énergie.

Lui et ses collègues aident les entreprises d'électricité

et de services publics à s'adapter à la confusion entre le

domaine de l'énergie traditionnel et un nombre

croissant de soi-disant perturbateurs.

"Nous sommes dans des moments intéressants", dit

Feehan. "Le secteur de l'énergie n'a jamais été aussi

excitant. Nous assistons à un changement de

paysage dans tous les secteurs qui forment

l'environnement énergétique.’’

"Il y a un réel changement en termes de dynamique.

En puissance conventionnelle, il est passé de

l'efficacité du kit à la vitesse à laquelle les machines

peuvent être démarrées. "

Il dit que ce besoin de rapidité est survenu "en

raison de la façon dont nous utilisons l’énergie. Les

gens sont plus immédiats maintenant dans leurs

demandes d’énergie. Il ne s'agit pas d'une charge

de base maintenant, il s'agit de savoir comment les

entreprises peuvent réagir aux signaux de prix."

Il dit qu'il n'y a pas de «forme prédéfinie autour de

l'utilisation de l’énergie» - c'est plus localisé.

"Une grande partie de la puissance est maintenant à un

niveau plus distribué et plus localisé. Il y a un

changement dans la façon dont nous utilisons l’énergie,

et aussi dans l'endroit où cette énergie est générée. Et

il y a aussi l'évolution des profils de demande. Donc,

d'une manière ou d'une autre, tous les producteurs, les

fournisseurs d'infrastructures et les fournisseurs

d'énergie doivent répondre à cela. "

Il dit que la façon dont les entreprises planifient une

stratégie pour cette réponse, dépend de la taille de

cette entreprise.

13

"Chacun des segments de marché qui composent le

secteur de l'énergie essaie de répondre de la meilleure

façon possible. Ce que nous constatons, c'est que le

rythme de ce changement est très rapide, et que la

capacité de réagir à ces changements est parfois

difficile, compte tenu de la taille de certaines entreprises

qui doivent maintenir la valeur pour les actionnaires et

la confiance des investisseurs.

"Étant donné que certains des plus grands acteurs du

marché de l'électricité ne peuvent pas agir aussi

rapidement que certains perturbateurs, nous constatons

une convergence sur le marché entre le secteur de

l'énergie et le secteur de la technologie."

Il dit qu'il serait "imprudent pour un profil d'investisseur

dans les grandes entreprises énergétiques d'aller en

avant dans ces nouveaux marchés", donc ils cherchent

plutôt des coentreprises, des partenariats, et même des

acquisitions le cas échéant, pour répondre et rester en

avance sur le marché.

Il explique que : ce que les acteurs de l'énergie

tentent de faire, c'est de «déterminer où ils

s'intègrent le mieux dans le paysage énergétique.

Quel est leur jeu ? Est-ce autour de l'agilité dans

l'approvisionnement et les détails commerciaux ? Est-

ce autour du fonctionnement des actifs ? Ou est-ce la

propriété d'un bien ?

Sur le marché européen, on se demande vraiment où

voit-on le mieux l'avenir de notre entreprise ?

L'acquisition de technologie ou le partenariat en fait

partie. Les acteurs des services publics réfléchissent à

la meilleure façon de redimensionner et de réorganiser

leur activité pour répondre à la pression et aux forces

du marché. "

Il dit que le secteur de l'énergie se pose essentiellement

une question clé : « La façon dont nous avons fait les

choses depuis 100 ans, est-elle un marché prêt pour

l'avenir des 100 prochaines années ? Et devons-nous

perfectionner ce marché pour répondre à des défis plus

grands ?

"La clé de tout cela est de comprendre comment

nous utilisons l'énergie, et cela vient des données.

Ce n'est qu'une fois que nous comprenons mieux

comment nous utilisons l'énergie, que nous pouvons

déployer des actifs au niveau de la distribution, ainsi

qu'au niveau de la transmission, bien plus efficacement,

à la fois sur le marché et dans une position de solutions

énergétiques. L'utilisation des données a augmenté en

même temps que le besoin de solutions techniques, et

la nécessité d'un réseau de plus en plus intelligente."

Mot de Peter Feehan à ‘’électrifier l’Europe’’ à Vienne en juin, aux côtés de plusieurs autres avocats d’énergie de Pinsent Masons

La Turquie se lance dans un avenir

nucléaire avec l’aide de la Russie

La Turquie inaugure une centrale nucléaire dans un contexte de préoccupations environnementales et sécuritaire.

La Turquie a officiellement commencé mardi à travailler sur la construction de sa première centrale nucléaire, en collaboration avec la Russie. Selon les autorités, c'est la seule option fiable à long terme pour répondre à la demande énergétique.

Les responsables turcs ont déclaré qu'ils s'attendaient à ce que le premier des quatre réacteurs de la centrale nucléaire d'Akkuyu, sur la côte méditerranéenne du pays, soit mis en service en 2023, lorsque la République turque moderne marquera son centenaire. Le projet de 20 milliards de dollars sera financé et construit par l'Etatique Russe ‘Rosatom’, l'un des plus grands projets internationaux entrepris par la société Russe d'énergie nucléaire.

Le président Russe, Vladimir Poutine, est arrivé à Ankara, son premier voyage à l'étranger depuis sa réélection, à l'invitation de son homologue turc réciproque Tayyip Erdogan.

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Poutine et Erdogan se sont unis à la cérémonie d'inauguration dans la province de Mersin via un lien vidéo, louant le projet comme un autre symbole de la coopération Turco-Russe.

Erdogan a appelé le projet ‘’un rêve devenu réalité et un symbole de l'état des relations Turco-Russes’’. "C'est un moment historique et je suis heureux de pouvoir accueillir mon ami Poutine ici avec moi en ce moment. Dans le cadre de notre politique de sécurité énergétique, nous continuerons à investir sur le terrain et l'énergie nucléaire, et cela a un rôle important à jouer", a déclaré Erdogan.

Poutine, dans son discours, a déclaré que la Russie était heureuse d'aider la Turquie à s'engager dans sa quête de l'énergie nucléaire.

"La Turquie est un pays qui a une économie avancée, cette énergie nucléaire est un nouveau et grand pas en avant, et la Russie en tant que leader dans ce domaine est heureuse d'aider la Turquie", a déclaré M. Poutine. ‘’On a aussi le plaisir d’avoir 220 étudiants Turques dans nos universités, qui étudient le domaine de l'énergie nucléaire."

M. Poutine a également remercié la Turquie pour avoir accordé un statut d'investissement stratégique au projet et a déclaré que cela stimulerait les économies des deux pays.

La Turquie a envisagé l'énergie nucléaire comme une option depuis la fin des années 50, mais des offres consécutives ont été annulées au cours des décennies pour diverses raisons.

La Turquie a officiellement entrepris la construction de la centrale nucléaire d'Akkuyu en 2010. À terme, quatre réacteurs devraient être en mesure de produire 4 800 MW par heure et de répondre aux besoins énergétiques de la Turquie, de six à sept pour cent selon les estimations actuelles.

Le projet a cependant été confronté à divers problèmes au cours des huit dernières années.

Une crise profonde dans les relations entre Ankara et Moscou a mis en péril l'ensemble du projet après que la Turquie eut bombardé un avion de chasse russe près de la frontière syrienne en novembre 2015.

En 2017, Rosatom avait l'intention de vendre 49% de sa participation dans Akkuyu alors qu'elle était plongée dans une crise financière.

Un militant de Greenpeace proteste devant les bureaux de Rosatom à Moscou en

2011 pour marquer 25 ans depuis Tchernobyl (AFP).

Les détracteurs de l'attention accordée par Ankara à

l'énergie nucléaire, pour répondre aux besoins des pays

énergivores, ont remis en question la sagesse de la

construction de centrales nucléaires dans une Turquie

soumise aux tremblements de terre, ainsi que l'impact

potentiel sur l'environnement.

La catastrophe nucléaire survenue à Fukushima au

Japon à la suite d'un tremblement de terre et d'un

tsunami en 2011 a souvent été citée comme un

avertissement contre les installations nucléaires dans

les zones sujettes aux tremblements de terre.

Les critiques ont également remis en question

l'utilisation de ce qu'ils appellent une technologie Russe

peu fiable.

Les responsables Turcs ont écarté ces préoccupations,

insistant sur le fait que la technologie la plus

sophistiquée sera utilisée à Akkuyu, et que de

nombreuses études ont montré que le site était éloigné

des failles majeures dans une zone de tremblement de

terre à risque relativement faible.

Les responsables turcs ont déclaré que l'énergie

nucléaire est la seule option pour la Turquie afin de

répondre à sa demande croissante en énergie, et

maintenir les taux de croissance économique

compétitifs.

La plupart des villes et villages de la Turquie subissent

des pannes d'électricité périodiques causées par les

conditions climatiques, les problèmes de distribution, ou

l'incapacité du réseau à répondre à la demande.

Aziz Sancar, un scientifique Turc basé aux Etats-Unis,

15

qui a remporté le prix Nobel de chimie en 2015, a

approuvé l'initiative de la Turquie dans la production

d'énergie nucléaire dans un message de service public

diffusé lundi par le ministère de l'Energie.

Les autorités turques cherchent à imiter la Corée du

Sud, qui a construit sa propre station après 35 années

d'énergie nucléaire importée.

Le ministre de l'Energie, Berat Albayrak, qui est aussi le

gendre d'Erdogan, a appelé le début des travaux à

Akkuyu ‘’la réalisation d'un rêve nucléaire vieux de 60

ans et un changement de classe, de diversification et

d'indépendance énergétique.

"Si Dieu le veut, avec cette cérémonie révolutionnaire,

la Turquie fera un pas en avant vers l'avènement de

l'énergie nucléaire dans son objectif d'une "Turquie

forte et puissante", a déclaré le journal turc Haberturk.

La transaction de la centrale nucléaire d'Akkuyu a été

conclue dans le cadre du «modèle de construction

propre», grâce auquel Rosatom a obtenu une licence

de 49 ans pour vendre l'électricité produite sur son

site.

Rosatom recevra une cotisation non indexée sur

l'inflation de 12,35 centimes américains par kwh

pour les 15 premières années d'exploitation.

Rosatom a déclaré que la méthode de construction

propre est le modèle d'exploitation standard de la

société pour les pays en développement, où l'entreprise

est payée pour l'électricité produite plutôt que pour la

vente d'une installation.

Installation de l’Éolienne offshore la plus

puissante au monde

L’unique éolienne offshore, et la plus puissante du

monde a été installée par Vattenfall dans les eaux au

large des côtes écossaises.

La turbine est la première des onze (11) à être installée

au Centre Européen de déploiement éolien offshore

(EOWDC) à Aberdeen Bay.

La turbine est l'une des deux qui ont été

considérablement améliorées avec d'autres modes de

puissance internes, qui a augmenté la production de

8,4 MW à 8,8 MW - la première fois qu'un modèle de

8,8 MW a été déployé commercialement dans l'industrie

éolienne en mer. Directeur de Projet à EOWDC Adam

Ezzamel.

Avec les neuf turbines de 8,4 MW, cela augmente

considérablement la production de l'EOWDC à 93,2

MW et permet à l'installation de produire l'équivalent de

plus de 70% de la demande d'électricité domestique

d'Aberdeen.

L'installation de la turbine vient moins de deux

semaines après l'installation réussie de la première des

fondations de la gaine d'aspiration de l'EOWDC.

L'EOWDC est le premier projet éolien offshore à

déployer les fondations à l'échelle commerciale et

Vattanfall a déclaré que les associés avec les turbines

les plus puissantes du monde représentent une autre

première dans l'industrie.

Gunnar Groebler, Directeur du secteur d'activité Vent

de Vattenfall, a déclaré : « Les turbines de l'EOWDC, la

plus grande installation d'essais et de démonstration

éolienne en Ecosse, ont permis à Vattenfall une

génération sans combustibles fossiles».

Grâce à son approche novatrice en matière de

réduction des coûts et de technologies pionnières,

l'EOWDC conduit l'industrie à générer une énergie

éolienne propre et compétitive, qui renforcera le statut

énergétique mondial de l'Écosse.

‘MHI Vestas’ a spécialement conçu les turbines

V164-8.4 MW et V164-8.8 MW qui ont toutes une

hauteur de pointe de 191 mètres. Chaque pale

mesure 80 mètres de long et le rotor de 164 mètres

à une circonférence plus grande que celle du ‘London

16

Eye’.

Le Directeur du projet EOWDC chez Vattenfall, Adam

Ezzamel, a déclaré : «La première turbine installée est

une réalisation importante et mérite le savoir-faire en

matière de diligence et d'ingénierie de l'équipe de projet

et des entrepreneurs.

Le fait que ce soit l'un des modèles de 8,8 MW est un

moment important, car il favorise davantage l'EOWDC

en tant que leader mondiale de l'innovation éolienne

offshore.

« Nous sommes très enthousiasmés par la technologie

de pointe déployée sur toutes les turbines, et il est

remarquable qu'une seule rotation des pales puisse

alimenter l'éolienne offshore la plus puissante de

averagWorld qui sera installée au Royaume-Uni

pendant une journée.

Flemming Ougaard, Directeur des opérations de MHI

Vestas, a déclaré: «Nous sommes très heureux d'avoir

installé la première des 11 turbines à Aberdeen Bay.

Notre collaboration avec Vattenfall fournit non

seulement de l'énergie éolienne propre pour le

Royaume-Uni, mais représente également une

opportunité importante pour nous d'acquérir une

expérience précieuse avec plusieurs technologies

différentes. Nous attendons avec impatience la réussite

des installations des turbines restantes. "

Les turbines sont transportées d'Esbjerg à Aberdeen par le navire Pacific Orca de Swire Blue Ocean, où elles seront soulevées sur les fondations installées. Le Pacific Orca est considéré comme le plus grand navire d'installation de parcs éoliens au monde. Jean Morrison, président d'Aberdeen Renewable Energy Group, a déclaré : «L'EOWDC ouvre la voie en matière d'innovation pour le secteur éolien offshore et contribuera à la prochaine génération d'éoliennes offshore. C'est un vrai coup pour la région d'avoir les turbines les plus puissantes du monde à sa porte et cimenter la position d'Aberdeen en tant que grande ville énergétique mondiale. Cela nous conduira également à un avenir plus vert. "

Normes internationales : La nouvelle norme

ISO 16890

La nouvelle norme ISO 16890 permet aux opérateurs de turbines à gaz d'avoir une idée claire

de la performance d'une turbine dans des environnements souvent difficiles

Une turbine à gaz consomme de grandes quantités d'air, et le choix de la bonne solution de filtration est essentiel pour assurer sa performance et sa fiabilité à long terme tout en évitant des frais généraux d'entretien inutilement élevés.

L'évaluation des conditions environnementales locales et des objectifs opérationnels aidera à déterminer quelle solution est optimale pour une installation spécifique.

Rappelez-vous que, les contaminants peuvent être des solides, des liquides ou des gaz, et que chacun présente ses propres problèmes, dont l'évaluation de l'efficacité des particules sèches seule de n’importe quelles normes de ces normes ne va rien prouver.

Si un filtre se bouche, cela peut entraîner des pics de pressions soudaines, des pannes imprévues de la turbine et une perte dans la production.

Les buées d'hydrocarbures ou l'humidité provenant de la brume ou du brouillard peuvent produire des gouttelettes suffisamment petites pour pénétrer dans le média filtrant, mais suffisamment grosses pour s'y coller. Lorsque ces liquides se combinent avec la poussière et d'autres particules solides, ils forment une substance boueuse ou collante qui peut rapidement boucher un

17

filtre, ou être aspirée à travers le filtre et s’injecter dans la turbine.

Le sel est un défi particulier en raison de la facilité avec laquelle il passe du solide au liquide en présence de la buée et de changements d'humidité. S'il pénètre à l'intérieure de la turbine, il peut se combiner avec le soufre composant le carburant et provoquer une corrosion rapide à chaud. La conception d'un système de traitement de l'humidité, la réduction des risques de blocages soudains, et la prévention du contournement de l'humidité peuvent être tout aussi importantes pour la conception du filtre et son efficacité particulaire.

Pour mieux protéger une turbine et la rentabilité d'une installation, la conception du filtre doit tenir compte de tous ces facteurs, et plus encore pour produire un filtre qui fonctionnera dans le monde réel.

Évaluations des Filtres

Les normes historiques d'efficacité du filtre ont été basées sur les besoins de l'industrie du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC) et n'ont pas vraiment reflété la performance dans le monde réel dans les environnements difficiles associés aux turbines à gaz. Bien que, toujours très orientée vers le marché HVAC, la nouvelle norme ISO 16890 relative à l'efficacité du filtre comporte certaines parties, qui se rapportent mieux aux performances des turbines à gaz par rapport aux normes actuelles EN779 ou ASHRAE 52.2. Le principal problème avec le fait de se référer à des cotes standard pour l'efficacité du filtre lors du choix d'un filtre pour une application de turbine à gaz, est que la cotation ne reflète pas la performance ou les avantages spécifiques du filtre dans le monde réel. À cette fin, il n'y a vraiment aucune expérience de remplacement dans le monde réel de la performance du filtre dans des conditions environnementales spécifiques.

Cependant, les changements apportés à la norme ISO 16890 nous permettent de mieux comprendre comment le choix du filtre affecte les performances des turbines à gaz.

La nouvelle norme ISO a été lancée fin 2016 et l'ancienne EN 779 sera retirée en Europe à la mi-2018. La norme EN779 a testé un filtre à la fois propre

et chargé artificiellement pour évaluer son efficacité initiale et sa durée de vie. Le filtre a été chargé artificiellement avec une poussière d'essai standard appelée «ASHRAE», qui a été initialement développé pour tester les aspirateurs et n'était donc pas représentatif du monde réel pour les filtres des turbines à gaz.

L'efficacité du filtre a été mesurée et rapportée à une taille particulaire spécifique, celle de 0,4 microns. L'évaluation appropriée de F7, F8, F9, etc… a ensuite été donnée en fonction de la façon dont les résultats du test se comparaient à un tableau d'évaluation dans cette norme.

Le problème avec ceci est que l'essai n'a pas simulé les conditions du monde réel, ou fourni une indication de l'impact qu’aurait la sélection d'une évaluation particulière sur la performance de la turbine à gaz. L'efficacité à 0,4 microns est quelque peu insignifiante pour l'opérateur de la turbine. En fait, les filtres qui sont artificiellement chargés avec ce type de poussière d'essai dans le laboratoire tendent à éprouver une augmentation significative de leur efficacité.

Il a été montré que cela ne se produisait pas dans la

majorité des cas dans le monde réel, ce qui conduit à

une surestimation générale de la performance probable

du filtre lorsqu'il est rapporté à la norme EN779.

La nouvelle norme ISO 16890, cependant, effectue la

mesure et présente les résultats un peu différemment.

C'est seulement l'efficacité initiale du filtre qui est

maintenant mesurée, avec une étape de chargement

artificielle étant facultative et seulement utilisée pour

déterminer la durée de vie probable du filtre, n'essayant

pas d'estimer son efficacité de durée de vie.

En ce qui concerne l'efficacité initiale, elle n'est plus

évaluée sur un seul point arbitraire et relativement

dépourvu de diamètre de particule de 0,4 microns.

Au lieu de cela, il utilise un système de déclaration des

particules (PM) tel que défini par l'Organisation

mondiale de la santé pour les contaminants aéroportés.

De plus, les mesures sont normalisées pour représenter

réellement les distributions de particules aéroportées

dans les environnements ruraux et urbains afin de les

rendre encore plus significatives - bien que, encore une

fois, cette nouvelle norme a été développée pour bien

s'adapter aux utilisateurs CVC. Les numéros PM pour

l'environnement externe local sont souvent facilement

18

disponibles et peuvent maintenant être utilisés avec les

performances du filtre de cette norme pour déterminer

les conditions après la filtration à l'intérieur d'un

bâtiment.

Bien que ces gammes de tailles de particules n'ont pas

été volontairement définies pour se rapporter aux

turbines à gaz, c'est par coïncidence que leurs gammes

spécifiques, si elles sont interprétées correctement

(comme nous le verrons plus loin), peuvent être utiles

pour évaluer l'impact probable des filtres dans les

performances de la turbine.

Aux États-Unis, la norme comparable, ASHRAE 52.2,

continuera comme elle est pour le moment. Initialement

basé sur la norme EN 779, il a changé au cours des

dernières années pour donner également des valeurs

de filtre basées sur trois calibres granulométriques (0,3-

1 μm, 1-3 μm et 3-10 μm) et, de ce fait, il est plus en

accord avec la nouvelle norme ISO.

Cependant, ASHRAE 52.2 ne normalise pas les

résultats à une distribution typique de poussière

atmosphérique et utilise toujours les résultats d'une

étape de chargement de poussière artificielle similaire à

EN779, qui utilise la même poussière d'aspirateur

ASHRAE que l'évaluation MERV globale du filtre.

La nouvelle norme ISO offre une image plus claire et

représentative des performances réelles du monde réel.

Il convient de noter que toutes ces normes ne sont que

des lignes directrices et ne sont pas des obligations

légales pour les utilisateurs de turbines, qui sont libres

de choisir une ou aucune de ces normes lors de la

sélection des filtres.

Les numéros PM pour ISO 16890 sont définis comme

suit :

Impact sur les turbines à gaz

Les différentes tailles de particules ont un impact sur les performances de la turbine à gaz de différentes manières.

Les particules de contaminants de plus de cinq ou dix microns (μm), comme le sable et les poussières minérales, sont dures et abrasives. Si des quantités suffisantes de celles-ci peuvent s'écouler dans le compresseur et dans les parties du circuit de gaz chaud de la turbine, elles s'écailleront au niveau du métal à l'intérieur, provoquant une érosion.

Le changement de la structure métallique affecte la performance aérodynamique de la turbine et, avec le temps, à mesure que les sections de métal s'amincissent, des contraintes locales accrues peuvent entraîner des pièces détachées, créant des dommages graves, voire catastrophiques, à la turbine.

Dans les régions désertiques, en particulier celles où les tempêtes de sable et de poussière sont fréquentes, la charge de poussière peut être exceptionnellement élevée et l'érosion des pièces de turbine est une préoccupation majeure. Les petites particules de moins d'un ou deux microns peuvent se fixer aux pales des turbines à gaz et changer leur forme aérodynamique lisse et précisément conçue pour optimiser leur performance.

Les opérateurs peuvent voir une réduction de la puissance de sortie de la turbine jusqu'à 10% et une augmentation de la consommation de carburant, toutes deux causées par l'encrassement des aubes du compresseur.

19

La vitesse à laquelle l'encrassement se produit dépendra des contaminants présents dans le flux d'air, et à quel point ils sont «collants». Les opérateurs peuvent éliminer les matières encrassées et récupérer la plus grande partie du rendement de la turbine perdue ou, pour un bon résultat, effectuer un lavage hors ligne.

La sélection d'un filtre pour protéger la turbine contre

ces contaminants permet de réduire la fréquence des

lavages hors ligne, et aussi la perte de production, ainsi

que le taux de réduction de la puissance de sortie entre

les lavages.

Dans la section chaude de la turbine, des centaines de

trous minuscules de précision sont utilisés dans les

pales pour permettre une bonne circulation de l'air de

refroidissement. Cet air de refroidissement protège les

pales de la turbine des températures excessives qui

peuvent les déformer ou même les faire fondre.

Des particules d'environ 1 à 3 microns ont tendance à

boucher ces passages d'air de refroidissement vitaux et

à faire dépasser les limites de température des pièces,

réduisant ainsi la durée de vie des composants et

augmentant le risque de défaillance.

Sachant cela, les plages de MP spécifiées dans la

norme ISO 16890 peuvent être utilisées pour se

rapporter à la performance GT comme suit :

• PM1.0 aura tendance à indiquer le degré

d'encrassement d'un compresseur de turbine à gaz.

• Les PM2.5 auront tendance à indiquer dans quelle

mesure les aubes de la section de la turbine peuvent

subir le bouchage du trou de refroidissement, ce qui

peut entraîner une défaillance catastrophique.

• Les PM10 auront tendance à indiquer dans quelle

mesure les aubes de la machine peuvent subir une

érosion de leurs profils, ce qui réduira leur durée de vie

et peut entraîner une défaillance catastrophique.

Ceci montre ensuite comment la performance du filtre

mesurée selon la norme ISO 16890 peut être un

avantage pour les opérateurs, car elle permet de mieux

comprendre comment le filtre fonctionnera, et quel effet

il est susceptible d'avoir sur la turbine.

Différents défis

Pour être tout à fait clair, la nouvelle classification PM

de la norme ISO 16890 ne donne pas un nombre

unique définissant complètement comment un filtre

fonctionnera dans des conditions environnementales

particulières, et les filtres ne peuvent pas simplement

être comparés en utilisant leur notation uniquement.

Chaque installation de turbine présente différents défis -

qu'il s'agisse du sel hygroscopique de l'eau de mer à

proximité, des tempêtes de poussière saisonnières, des

événements de brouillard, de la neige et de la glace ou

d'une multitude d'autres facteurs pouvant affecter la

performance et la fiabilité de la turbine.

Pour évaluer pleinement une installation et prendre en

compte les objectifs spécifiques du site pour les

intervalles de maintenance et la criticité du processus,

une approche holistique est requise dans la sélection

d'une solution de filtration appropriée.

Des fabricants tels que Parker utilisent leur expérience

et leurs procédures de test avancées pour prendre en

compte l'ensemble des facteurs environnementaux et

les pires conditions possibles auxquelles un filtre peut

être confronté dans le monde réel.

La nouvelle norme ISO 16890 est un pas dans la

bonne direction pour les opérateurs de turbines à

gaz afin d'avoir une idée claire de la performance

d'une turbine dans les environnements souvent

difficiles associés aux installations de turbines à

gaz. Cependant, ce n'est toujours pas une panacée sur

laquelle baser uniquement la sélection du filtre. En

effet, différents filtres et matériaux filtrants avec le

même nombre de MP peuvent donner des résultats

complètement différents une fois installés.

20

Evidement c'est la performance de la turbine qui

importe finalement et c'est la seule raison pour laquelle

les filtres sont installés. On peut dire que le seul vrai

jugement sur la performance d'un filtre est toujours la

performance réelle résultante de la turbine après

l'installation du filtre.

Steve Hiner, ingénieur en chef chez Parker Gas Turbine Filtration,

anciennement CLARCOR Industrial Air.

Calendrier des événements

Premier événement de l’industrie électrique en

Afrique

Date/heure de

l’événement 17 juillet 2018 - 19 juillet 2018

Description Si vous proposez des solutions nouvelles

pour le secteur africain de l’énergie alors

vous avez besoin de le montrer, de

POWER-GEN & DistribuTECH Afrique

2018.

Répondre aux principaux intéressés par le secteur de l’énergie africain subsaharien, avec + de 3 000 professionnels et créez de prospects ciblés B2B Matchmaking.

Emplacement Johannesburg, Afrique du Sud

Plus

d’informations

www.powergenafrica.com

Sensor+Test

Date/heure de

l’événement 26 juin 2018 - 28 juin 2018

Description Sensor + Test est un principal

forum pour les capteurs, mesure et

essai de technologies dans le

monde entier.

Emplacement Centre de foires de Nuremberg ;

Allemagne

Plus

d’informations Organisateur AMA Service GmbH

Téléphone : 49 (0) 5033 9639-0

Courriel : info@ama-service.com

Site Web : www.ama-service.com

Références

www.turbomachinerymag.com

www.energy-tech.com

www.powerengineeringint.com

www.middleeasteye.net

La structure stratégie et veille assure la veille stratégique

(technologique, normative, concurrentielle, réglementaire...)

au sein de la Société Algérienne de Production d’Electricité,

pour plus de détails veuillez contacter :

guenniche.hamza@spe.dz

Pensez à l’environnement. N’imprimez ce document que

si vous en avez vraiment besoin.

SPE - Avril 2018 -