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Une centrale électrique au gaz génère de l'électricité en utilisant l'énergie thermique libérée lors de la combustion de gaz naturel ou d'autres combustibles gazeux. Selon les différentes technologies et méthodes, les centrales électriques au gaz peuvent être divisées en plusieurs types.
Turbine à gaz à cycle combiné (CCGT)
Une centrale électrique à turbine à gaz à cycle combiné est un type de centrale électrique au gaz qui utilise un cycle combiné pour la production d'électricité. Généralement, la turbine à gaz est le premier cycle, qui convertit l'énergie thermique du gaz combustible en énergie mécanique pour entraîner la turbine afin de produire de l'électricité. Ensuite, la centrale électrique au gaz appliquera un autre cycle, qui provient probablement d'une turbine à gaz produisant de la chaleur qui est utilisée pour entraîner une turbine à vapeur. Cette combinaison de deux cycles permet à la centrale de tirer pleinement parti de l'énergie du combustible, augmentant ainsi son efficacité de production d'électricité.
Turbine à gaz à cycle ouvert (OCGT)
Une centrale électrique à turbine à gaz à cycle ouvert fonctionne en convertissant directement l'énergie thermique libérée par la combustion du gaz en énergie mécanique grâce à un gaz à haute température et à haute pression. Le gaz haute pression fait tourner les pales de la turbine, entraînant la turbine pour générer de l'électricité. Les centrales électriques OCGT démarrent généralement rapidement et ont une bonne flexibilité. Elles peuvent ajuster la puissance de sortie rapidement en fonction des changements de la demande d'électricité, ce qui les rend adaptées aux occasions qui nécessitent de répondre rapidement aux fluctuations de charge. Cependant, leur rendement thermique est relativement faible.
Centrale à moteur à gaz
Une centrale à moteur à gaz convertit directement le gaz en énergie mécanique par le biais de moteurs à gaz pour la production d'électricité. Les centrales à moteur à gaz possèdent certaines caractéristiques des centrales à moteur à combustion interne traditionnelles. Elles ont généralement une bonne flexibilité et peuvent répondre rapidement aux changements de charge. Parallèlement, les centrales à moteur à gaz ont également un rendement relativement élevé et des émissions plus faibles, ce qui les rend plus respectueuses de l'environnement. De plus, les centrales à moteur à gaz occupent une petite superficie et peuvent être facilement déployées et mises à l'échelle, ce qui peut répondre aux demandes des systèmes de production décentralisée.
Classées dans la catégorie des centrales au gaz et au pétrole, les spécifications des centrales électriques au gaz dépendent de divers facteurs, tels que l'utilisation, le modèle et les préférences du client.
Capacité de l'usine
Normalement mesurée en mégawatts (MW) ou en gigawatts (GW), elle indique la quantité d'électricité que la centrale peut produire.
Système d'alimentation en combustible
Cela comprend tout, des pipelines de transport, des installations de stockage et des équipements de traitement. L'infrastructure doit être en mesure de fournir du gaz à un débit constant avec un minimum d'interruptions.
Turbine à combustion
C'est le cœur de la centrale au gaz qui convertit l'énergie chimique du combustible en énergie mécanique. La capacité, le rendement et la température de fonctionnement de la turbine sont des facteurs importants à prendre en compte.
Système de récupération de chaleur
Il permet aux centrales de production d'électricité au gaz d'améliorer leur rendement global en captant et en utilisant la chaleur perdue provenant du processus de combustion. Cela permet à la centrale au gaz de récupérer une partie de la chaleur excédentaire et de la convertir en électricité supplémentaire.
Système de contrôle des émissions
Les centrales de production d'électricité au gaz doivent tenir compte des systèmes de contrôle des émissions. Ces systèmes sont conçus pour réduire la pollution environnementale due à la combustion du gaz. Ils surveillent, traitent et limitent les émissions telles que les oxydes d'azote (NOx), le dioxyde de carbone (CO2), etc., afin de respecter les normes réglementaires et les exigences environnementales.
Comme tout type de machine, une centrale au gaz nécessite une maintenance régulière pour garantir son bon fonctionnement et une longue durée de vie.
Maintenance préventive
Il s'agit d'inspections, de réparations et de remplacements programmés régulièrement. Elles minimisent le risque de pannes inattendues et améliorent également la fiabilité de la centrale au gaz.
La maintenance préventive des centrales au gaz comprend généralement des inspections régulières des équipements, des réglages, des remplacements, des étalonnages et des interventions de maintenance, entre autres.
Gestion de la lubrification
Les centrales de production d'électricité au gaz comportent diverses pièces mobiles qui nécessitent une lubrification adéquate pour réduire les frottements et l'usure. Les exploitants doivent mettre en place un système de gestion de la lubrification, qui consiste à sélectionner avec soin des lubrifiants adaptés aux conditions de fonctionnement et aux équipements de la centrale au gaz, et à ajouter régulièrement des huiles ou des graisses de lubrification pour garantir un fonctionnement fluide des équipements, et garantir un fonctionnement efficace de la centrale au gaz.
Surveiller régulièrement l'intégrité et la sécurité des équipements de production d'électricité au gaz. Inspecter régulièrement l'état de fonctionnement, la sécurité structurelle et l'intégrité fonctionnelle des équipements, tels que les turbines à gaz, les générateurs, les échangeurs de chaleur, les contrôleurs, etc. Faire attention aux signes d'anomalie des équipements, tels que les dommages, les fuites, etc., et éliminer rapidement les dangers cachés.
La principale fonction des centrales électriques au gaz est de produire de l'électricité. Les centrales électriques au gaz sont de plus en plus utilisées comme sources de production de pointe en raison de leur capacité à augmenter rapidement la production d'électricité. Les systèmes de cogénération (CHP) constituent une application innovante des centrales au gaz. Ces systèmes récupèrent la chaleur qui serait autrement perdue pendant le processus de production d'électricité, ce qui améliore encore l'efficacité. La chaleur récupérée peut être utilisée pour des procédés industriels ou fournie comme chauffage urbain.
Les centrales électriques au gaz répondent également à la demande croissante d'hydrogène comme vecteur énergétique. Certaines usines étudient la possibilité de produire de l'hydrogène par gazéification ou reformage à la vapeur du méthane. Les centrales électriques au gaz sont des éléments essentiels des micro-réseaux et des systèmes de réseau intelligent. Dans ces réseaux énergétiques décentralisés, les centrales au gaz peuvent fonctionner de manière indépendante ou en conjonction avec d'autres sources d'énergie ; elles sont gérées par des technologies numériques sophistiquées afin d'optimiser la distribution et la consommation d'énergie. En outre, les centrales au gaz fournissent une alimentation de secours lors de pannes de courant ou de coupures de réseau, ce qui garantit la stabilité et la résilience du système.
Une autre application importante des centrales au gaz est dans les centres de données et les installations informatiques. Ces sites nécessitent une alimentation électrique ininterrompue. Les centrales électriques au gaz offrent une source d'alimentation fiable, permettant au centre de données de continuer à fonctionner sans problème. Dans les industries de la construction navale et maritime, des centrales électriques au gaz sont installées pour fournir une alimentation auxiliaire à bord des navires et des bateaux. Ceci est particulièrement utile pour les activités d'exploration et de transport en mer.
Enfin, les centrales électriques au gaz sont utilisées comme unités d'électrolyse pour convertir l'énergie électrique excédentaire en énergie chimique stockable, comme l'hydrogène. Ceci est particulièrement applicable dans les systèmes avec une part importante d'énergie renouvelable qui ne peut pas être directement régulée, comme l'éolien ou le solaire. Dans l'ensemble, la flexibilité, le rendement et la capacité de réponse rapide des centrales électriques au gaz en font des éléments précieux pour la gestion des systèmes énergétiques et la satisfaction des diverses demandes énergétiques dans de nombreux secteurs et industries.
Besoin de capacité :
La capacité est le premier élément à prendre en compte. Les clients doivent déterminer de quelle capacité de centrale électrique au gaz ils ont besoin. Tenez compte de facteurs tels que la demande énergétique, l'application pourrait être l'environnement de travail de l'équipement. Les clients doivent s'assurer que la centrale choisie peut répondre à leurs besoins énergétiques.
Rendement et source d'énergie :
Les centrales électriques au gaz utilisent généralement du gaz naturel ou d'autres combustibles gazeux comme source d'énergie. Les clients doivent tenir compte de la disponibilité et de l'adéquation de la centrale au gaz pour leur emplacement. Parallèlement, les clients peuvent également tenir compte du rendement énergétique de la centrale au gaz. Les centrales à haut rendement peuvent réduire la consommation de carburant et les coûts d'exploitation.
Performances environnementales :
Les centrales au gaz brûlent généralement des combustibles, ce qui produit des gaz à effet de serre. Les clients peuvent opter pour des centrales au gaz équipées de technologies telles que le captage et le stockage du carbone (CSC) pour atténuer les émissions de dioxyde de carbone. Certaines centrales adoptent également d'autres technologies pour réduire la pollution environnementale, comme la réduction catalytique sélective (SCR) pour réduire les émissions d'oxydes d'azote (NOx).
Coûts d'exploitation et de maintenance :
Les clients doivent tenir compte des coûts d'exploitation et de maintenance de la centrale au gaz. Cela comprend les coûts du carburant, le rendement de la centrale, les frais de maintenance, etc. Les clients doivent choisir une centrale offrant une solution rentable en fonction de leur budget et de leurs plans à long terme.
Assistance technique et service :
L'assistance technique et les services offerts par le fabricant sont également des facteurs à prendre en compte. Les clients doivent choisir des fabricants qui fournissent une assistance technique et des services de maintenance complets. Cela garantit la résolution rapide des problèmes et le soutien pendant le fonctionnement de la centrale.
Q1 : Quel est le processus d'une centrale électrique au gaz ?
A1 : Dans les centrales électriques au gaz, les turbines à gaz convertissent l'énergie chimique du combustible en énergie mécanique, qui est ensuite transformée en énergie électrique par les générateurs. Dans certains cas, les centrales électriques au gaz peuvent également utiliser la technologie à cycle combiné, où la chaleur perdue des turbines à gaz est utilisée pour alimenter les turbines à vapeur afin de générer de l'électricité supplémentaire.
Q2 : Quels sont les avantages des centrales électriques au gaz ?
A2 : Les centrales électriques au gaz offrent plusieurs avantages, notamment des émissions relativement faibles par rapport au charbon, des délais de construction plus courts, un fonctionnement flexible, un rendement élevé et une adaptation aux besoins de pointe en électricité.
Q3 : Quels sont les défis auxquels sont confrontées les centrales électriques au gaz ?
A3 : Les centrales électriques au gaz sont confrontées à des défis tels que la dépendance à l'approvisionnement en carburant, la volatilité des prix, l'utilisation de l'eau, la concurrence des sources d'énergie renouvelables et la nécessité d'investissements dans les infrastructures.
