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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université Echahid Hamma Lakdhar- ELOued Faculté de la Technologie Département de Génie des Procédés et Pétrochimie MÉMOIRE Présenté en vue de l'obtention du diplôme de MASTER ACADEMIQUE Spécialité : Génie de Raffinage Présenté par :  Gaoui Abdallah  Saoud Salah  Dia Redouane Soutenue le : ……/…… /2021 Devant le jury composé de : Dr : Menaceur Souheila Encadreur Année universitaire 2020/2021 Dr : GUERRAM Abdelmadjid Examinateur Dr : BOUDOUH Issam Président Etude de Compresseur centrifuge à plan de joint vertical 3BCL455 Zcina Hassi Massoud RemeRciement Nous remercions tous ceux qui ont contribué à ce travail scientifique, dirigé par le professeur superviseur " Menaceur Souheila ", le personnel administratif, les médecins et les professeurs de l'Université de Shaheed Hamma lAkhdar. Nous remercions également tous nos collègues et professeurs pour ce long processus scientifique. DéDicace Je dédie ce travail à mes parents dont le soutien et les encouragements ininterrompus ont permis à ce travail de voir le jour Je tiens à exprimer tout au fond de mon cœur mes reconnaissances à toute ma famille. abDellah , salah, reDouane Sommaire Remerciement Dédicace Liste des tableaux et des figure Liste des symboles et abréviation Résumé Introduction Chapitre I : Présentation de l’unité GPL-LDHP ZCINA I-1- Situation Géographique du Champ de Hassi Messaoud ………………………… 1 I-2- Présentation de l’unité GPL ZCINA ………………………………………….…. 1 I-2-1-But de l'usine GPL ZCINA …………………………………………………….. 1 I-2-2- Description générale de l'installation ………………………………………….. 2 I-2-3- Description des unités de l'usine GPL ZCINA ………………………………… 3 a- Des unités procédées ……………………………………………………………….. 3 b- Des unités utilités …………………………………………………………………... 4 c- Description des unités procédées …………………………………………………... 4 d- Description des unités utilités ………………………………………………………. 7 Chapitre II : Généralité sur les compresseurs II-1- Introduction ………………………………………………………………..…… 10 II-2-Différents types …………………………………………………………………. 10 II-2.1.Compresseurs à compression intermittente (Compresseurs volumétriques) …. 10 II-2.1.1.Compresseur volumétrique alternatif à piston ……………………………… 11 II-2.1.2.Compresseur volumétrique alternatif à membrane …………………………. 12 II-2.1.3.Compresseur volumétrique rotatif …………………………………………. 14 II-2.1.3.1.Compresseur volumétrique rotatif à lobes ……………………………….. 14 II-2.1.3.2.Compresseur volumétrique rotatif à vis ………………………………….. 15 II-2.1.3.3.Compresseur volumétrique rotatif à palette ……………………………… 17 Sommaire II-2.2.Compresseurs à compression continue (compresseurs dynamiques) ………… 19 II-2.2.1.Ejecteur ………………………………….…………………………………. 19 II-2.2.2.Compresseur axial …………………………………………………….……. 20 II-2.2.3.Compresseur centrifuge …………………………………….………………. 21 II-2.2.3.1. Description générale d’un compresseur centrifuge ……………………… 21 II-2.2.3.2. Les types des compresseurs centrifuges …………………………………. 26 a- Compresseur centrifuge à plan de joint horizontal ………………………….……. 26 b- Compresseur centrifuge à plan de joint vertical (type barrel) ……………….……. 27 C- Compresseurs dites bell casing …………………………………………………… 28 e- Compresseurs de canalisations (pipeline compressors) …………………………… 29 f- Compresseurs de type SR …………………………………………………………. 29 II-3.Des comparaisons relatives de divers types du compresseur …………………… 30 II-3.1. Capacité ………………………………………………………………………. 30 II-3.2. Rendement ……………………………………………………………………. 30 II-3.3. Taux de compression …………………………………………………………. 31 II-3.4. Fonctionnement …………………………………………………………….…. 32 II-3.5. Courbes caractéristiques ………………………………………………………. 32 Chapitre III : Compresseur centrifuge à plan de joint vertical 3BCL455 III.1- Description …………………………..…………………………………………. 34 III.1.1.Type du compresseur 3BCL …………………………………………..………. 34 III.1.2. Compresseur 3BCL 455 …………………………………………..…….……. 34 III.1.2. 1. Casing 3BCL …………………………………………..……………..……. 35 III.1.2. 2. Diaphragmes BCL …………………………………………………………. 36 III.1.2. 3. Rotor ……………………………………………………………….………. 36 III.1.2. 4. Tambour d’équilibrage …………………………………………….………. 38 III.1.2. 5. Paliers ……………………………………………………………..………. 38 III.1.2. 6. Palier de butée ……………………………………………………..………. 40 III.1.2. 7. Etanchéité interne (garniture à labyrinthe) ……………………………..…. 40 Sommaire III.1.2. 8. Garnitures mécanique sèches ………………………………………..……. 40 III.1.3.Système de lubrification ……………………………………………...….……. 42 III.1.3.1.Caisse à huile principale ……………………….…………….……..….……. 44 III.1.3.2. Pompes d’huile ………………………………..…….……………..….……. 44 III.1.3.3. Système de lubrification d’urgence ……….………………………..………. 44 III.1.3.4. Refroidisseur ……………………..…………………………………………. 45 III.1.3.5. Filtres ……………………………………………………………….………. 45 III.1.3.6. Lignes d’huile ……………………..………………………………..………. 46 III.1.3.7. Pression d’huile de graissage sur les paliers ………………………..………. 46 III.1.3.8. Vanne de régulation de pression d’huile ……………………….…..………. 47 Chapitre IV: Présentation de la butée LEG, Procédure de calcul, résultats et interprétation IV.1. Palier de butée hydrodynamique (thrust bearing) ……………………………… 48 IV.1. 1. Le principe d’hydrodynamique …………………………………….……..…. 48 IV.1. 2. Epaisseur du film, pression et température …………...……………..………. 49 IV.2. Types de paliers de butée hydrodynamiques …………………………………… 50 IV .3.La capacité de charge ………………………………………………………...… 52 IV.4.Matériaux du palier de butée ……………………………………………………. 53 IV.5.Surveillance et prédictions ………………………………………….…..………. 53 IV.6.Butée KINGSBURY double du type LEG ……………………………..………. 54 IV.6.1.La composition d’une butée LEG …………………………………..…...….... 55 IV.7.Mesure de température …………………………………….…………..………. 57 IV.7.1. Positionnement du détecteur de température ……………………………….. 57 IV.7.2. Les limites d’alarme et de déclenchement pour la température …………….. 58 IV.8.Configuration de l’évacuation d’huile …………………………………………. 58 IV .9.Températures élevées au niveau du palier de butée …………………………… 60 IV .9.1. Description du problème ……………………………………………………. 60 IV.9.2. Hypothèses expliquant les sources de la surchauffe ………………………… 61 Sommaire IV.9.2. 1.Une poussée aérodynamique axiale excessive ……………………………. 61 IV.9.2. 2.Débit d’huile affamé (insuffisant) ………………………………………….. 73 IV.9.2. 3.Un décalage entre le centre du patin et le centre du support inapproprié …... 76 IV.9.2. 4.Autres remèdes à proposer pour améliorer les performances de la butée ….. 78 Conclusion……………………………………………………………………..……….80 Référence bibliographique ………………………………………………………...….. 81 Liste des tableaux et des figures Liste Des Tableaux Chapitre II : Compresseur centrifuge à plan de joint vertical 3BCL455 II.1 : Les avantages et les inconvénients de chaque type des compresseurs …………. 33 Chapitre IV: Présentation de la butée LEG, Procédure de calcul, résultats et interprétation IV.1 : les dimensions du corps de palier pour l'installation de l'anneau de contrôle d'huile.(Les unités sont métriques en mm) ……………………………………….….. 60 IV.2 : Dimensions de l’orifice d’évacuation d’huile (les unités sont métriques en mm) …………………………………………………… 60 Liste des figures Chapitre I : Présentation de l’unité GPL-LDHP ZCINA I.1 : Situation géographique du champ de Hassi Messaoud ……………………………. 1 Chapitre II : Généralité sur les compresseurs II.1 : Schéma d’un compresseur alternatif horizontal double effet ……………...…… 11 II.2 : La plage de fonctionnement des compresseurs à piston ………………………... 12 II.3 : Compresseur à membrane double étage 400 barBurton Corblin ……………….. 13 II.4 : vue en coupe d’un compresseur rotatif à lobes …………………………………. 14 II.5 : Coupe d’un compresseur rotatif à lobe sans huile Courtesy du GE ……………. 15 II.6 : l’intervalle de fonctionnement d’un compresseur à vis ………………………… 16 II.7 : Fonctionnement d’un compresseur à vis ……………………………………….. 16 II.8 : Coupe d’un compresseur à palettes coulissantes ………………………….……. 17 II.9 : fonctionnement d’un compresseur à palettes …………………………………… 17 II.10 : Intervalle du travail d’un compresseur à palettes …………………...………… 18 II.11 : coupe d’un éjecteur (Courtesy du Graham manufacturing ) ………………….. 19 II.12 : Compresseur axiale-radial, réglable pour trois étages de compression ……….. 20 II.13 : Intervalle de fonctionnement d’un compresseur axial ………………………… 21 II.14 : un schéma de coupe d’un compresseur centrifuge ……………………………. 22 II.15 : Vue qualitative de l’écoulement dans la volute ……………………………….. 22 Liste des tableaux et des figures II.16 : Vue en coupe du premier étage ……………………………….…….…….…… 23 II.17: Distribution de pression sur la roue ………………………….………….….….. 23 II.18 : Garnitures à labyrinthe et diaphragmes …………………………….…….…… 24 II.19 : Dernière roue d’un étage ……………………………….……….….….…….… 24 II.20: Vue d’écoulement dans la volute ……………………………….……………… 25 II.21: Une connexion externe du système d’huile ……………………………………. 26 II.22 : Casing à plan de joint horizontal ………………………………………..…….. 27 II.23 : compresseur de type barrel à 7 étages ………………...………………………. 28 II.24: Compresseur de type barrel à 6 étages et à une injection latérale …………...… 28 II.25 : compresseur de type barrel à haute pression ………………………………….. 29 II.26 : Pipeline compressor …………………………………………………………… 29 II.27 : Compresseur de type SR ………………………………………………………. 30 II.28 : Le rendement par rapport au type du compresseur ……………………………. 31 II.29 : Courbes caractéristiques ……………………...……………………………….. 32 Chapitre III : Compresseur centrifuge à plan de joint vertical 3BCL455 III.1 : Dessin d’assemblage simplifié du compresseur 3BCL455 ………………..…... 35 III.2 : Impulseur et la zone d’aspiration ……………………………………...………. 37 III.3 : Les composantes internes du compresseur ……………………………………. 37 III.4 : Dessin simplifié du palier à patins oscillants coté palier de butée …………….. 39 III.5 : Dessin simplifié du palier à patins oscillants coté opposé au palier de butée …. 39 III.6 : Un assemblage typique de la garniture mécanique sèche du compresseur 3BCL455 ………………………………………………...…………………………… 41 III.7 : Un schéma simplifié du système du gaz d’étanchéité …………………………. 42 III.8 : Un schéma simplifié du circuit de lubrification ……………………………….. 43 III.9 : Schéma simplifié du circuit de lubrification …………...……………………… 43 Chapitre IV: Présentation de la butée LEG, Procédure de calcul, résultats et interprétation IV.1 : Le principe d’une butée hydrodynamique, illustration du film d’huile et la distribution de pression ……………………………………………………………….. 48 Liste des tableaux et des figures IV.2 : Palier de butée à patins oscillants Kingsbury : Diamètre 1.22m installée dans une turbine hydroélectrique depuis 1912 ………………………………………………… 49 IV.3 : Types des paliers de butée hydrodynamiques : (a) à surface plane ; (b) conique, (c) à patins oscillants ………………………………………………………………… 51 IV.4: Butée Kingsbury à lubrification dirigée du type LEG …………………………. 55 IV.5 : Posistionnement du detecteur de température …………………………………. 58 IV.6 : l’orifice de décharge d’huile est environ de 80% la largeur du collet tournant …………………………………………………………...……….... 59 Figure IV.7 : L’anneau de régulation d’huile OCR contrôle l’évacuation d’huile du palier de butée ………………………………………………………………………… 59 IV.8: Configuration d’évacuation d’huile …………………………...……………….. 60 IV.9 : Plan de coupe d’une partie du rotor du compresseur 3BCL455 ………………. 62 IV.10 : Courbe de performance des quatre premiers étages du compresseur Design 2010 (taux de compression en fonction du débit volumique) ……………….. uploads/Geographie/ compresseur.pdf