Amélioration des performances des turbines à gaz par injection de vapeur d’eau en amont de la chambre de combustion

Abstract

Le rôle des turbines à gaz, dans la production d’électricité, de l’industrie pétrolière et dans les réacteurs à neutrons rapides refroidis en utilisant l’hélium comme fluide caloporteur a pris une attention particulière ces dernières années. A cet effet, différentes méthodes (régénération, refroidissement intermédiaire, préchauffage et injection de la vapeur d’eau) ont été utilisées afin d’améliorer les performances des cycles de turbines à gaz. Dans cette optique, la méthode d’injection de la vapeur d’eau à l’amont de la chambre de combustion d’une turbine à gaz a été proposée, étudiée et comparée avec un cycle simple. L’objectif principal de ce travail consiste à la réalisation d’un programme de calcul de l’influence des conditions ambiantes sur les caractéristiques des différents composants de la turbine à gaz, telles que la compression, la combustion et la détente. Une fois que les paramètres de fonctionnement optimaux sont connus, le recalcul des performances de l’installation a été effectué en injectant des quantités convenables de vapeur d’eau à l’amont de la chambre de combustion. Les résultats obtenus de l’influence des conditions ambiantes sur les performances de la turbine à gaz sans injection de la vapeur d’eau et l’influence des conditions standards sur le début d’injection, selon ceux trouvés dans la littérature simulés par le code de calcul thermodynamique ‘Thermoptim’, sont en bonne concordance avec la variation qualitative de ces conditions, dans le cas d’un fonctionnement normal sans injection de la vapeur. Ces résultats sont représentés sous forme de courbes en deux et à trois dimensions pour une meilleure illustration des phénomènes physiques.