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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l'Enseignement Sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Abou BakrBelkaid Tlemcen Faculté deTechnologie Département de Génie Mécanique En Vue de l'Obtention du Diplôme de Mastère Option: Génie Thermique et Energies Renouvelables Présenté par : BENIKHLEF Mohamed MOHAMMEDI Ahmed Razqi Devant le jury composé de : Mr AZZI A. Président Mr BENRAMDANE M. Examinateur Mr GUELLIL H. Examinateur Encadré par : Mr SEBBANE O. MEMOIRE DE FIN D’ETUDES THEME ETUDE ET RENOVATION DE LA TURBINE A GAZ MS5002C DE HASSI R’MEL 2013/2014 En premier lieu, nous remercions Dieu, notre créateur, qui nous a donné la force et la persévérance pour réaliser ce travail. Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude et nos sincères remerciements à tous ceux qui ont contribué, de près ou dé loin à l’élaboration de ce mémoire de fin d'étude. Aussi, nous tenons à remercier infiniment : Nos chers parents pour leurs soutiens au long de nos études. Mr SEBBANE Omar notre encadreur qui nous a accordé son soutien, son aide indéfectible et surtout sa patience et sa gentillesse. Nos remerciements vont à Mr AZZI A. d’avoir accepté de présider le jury aussi à Mr BENRAMDANE M. et Mr GUELLIL H. d’avoir accepté d’examiner notre travail. Nos remerciements vont aussi à : Notre frère BELHADJ Redouane qui nous a aidé beaucoup pour effectuer le stage pratique. nos amis Karima, Abderrezak, Fethallah, Adel, et tous le groupe de l’association de Ness el Khir Tlemcen, et l’Union des Handicapés Moteurs de Tlemcen. Tous nos amis de stage qui nous ont donné la force et l’ambiance du travail collectif. Ainsi que l'ensemble du personnel de la Direction Régionale de Hassi Rmel, en particulier, l’equipe de maintenance du service turbomachines : Ramdani Youcef, Frouhat Rachid, Azzouz, Daoui, YAHI Khaled, Khellal ... On a l'honneur et le plaisir de remercier également: Tarek, Mohamed, Farid, Abdelkader, ami Nacer, Ibrahim, Issa ... du Group ALGESCO. Je dédie ce modeste travail: A ma source de bonheur : Mon père, ma mère pour leurs amour, leur bonté, leur sacrifice, leurs encouragements perpétuels, leur soutien. puisse Dieu prolonger leur vie dans le bonheur. Ma grand mère Mes frères Islam Alaa et mes sœurs Sarra et Douaa. A la mémoire de ma chère cousine la défunte Kheira Et aussi pour toute l’équipe de Ness el Khir Tlemcen Mes amis et mes frères de Ness el Khir Chlef Mes amis de l’Union des Handicapés Moteurs Pour tous mes amis de notre quartier Je dédie ce modeste travail: A ma source de bonheur : Mon père, ma mère pour leurs amour, leur bonté, leur sacrifice, leurs encouragements perpétuels, leur soutien, puisse Dieu prolonger leur vie dans le bonheur. A la mémoire mon cher grand père le défunt Omar Ma grand mère Mes frères Anouar , Rabie Ma sœur et ses fils Imed , Sid Ahmed Et aussi pour toute l’équipe de Ness el Khir Tlemcen Mes amis krimo , belkacem , farid et Zohir Nomenclature Nomenclature Symboles Unités Significations Cp Cv Dca Dh D E e F H h ha he K L M ṁ ṁcg ṁcar ṁcsr Nech Kcal / kg °c Kcal / kg °c Cm m mm Kg air/l kg comb mm - Kcal/kg Kcal/kg W/m2 K W/m2 K W/m2 K m Kg/K mol Kg/h Kg/h Kg/h Kg/h - Capacités thermiques massiques à pression constants Capacités thermiques massiques à volume constants Diamètre de la calandre Diamètre hydraulique Diamètre des tubes Excès d’air Epaisseur des tubes Facteur de correction Enthalpie spécifique Enthalpie spécifique carburant Coefficient de transfert de chaleur pour l'eau Coefficient d'échange convectif pour l'air Coefficient d'échange de chaleur globale Longueur des tubes Masse molaire Débit massique Débit massique du carburant gagné Débit massique du carburant cycle avec récupération Débit massique du carburant cycle sans récupération Nombre d'échangeurs Nomenclature P Pn Pca PT Pu PCI PM Q1 Q2 ܳ̇ ݍሶ Re r r’ S Sa T Tce Tcs Tfe Tfs Va Ve W atm atm KW KW KW Kcal/Kg Kg/K mol Kcal Kcal KW m3/h - Kcal/kgK - m2 m2 K K K K K m/s m/s Kcal/Kg Pression Pression inter étage Puissance absorbée par le compresseur axial Puissance totale de la turbine Puissance utile fournit à la machine réceptrice Pouvoir calorifique inférieur du combustible Poids moléculaire Chaleur fournie dans la chambre de combustion Chaleur perdue à l'échappement Production frigorifique requise Débit volumique d'air absorbé par le compresseur axial Nombre de Reynolds Constante des gaz Degré de récupération Surface d'échange de chaleur Section de passage entre les tubes Température Température d'entrée du fluide chaud Température de sortie du fluide chaud Température d'entrée du fluide froid Température de sortie du fluide froid Vitesse d’air dans les calandres Vitesse de l'eau dans un tube Travail spécifique Nomenclature γ ε τ η ρ - - - - Kg/m3 Exposant isentropique Taux de compression compresseur axial Taux de détente Rendement Masse volumique Résumé : Dans ces dernières années, les turbines à gaz industrielles jouent un rôle important dans les systèmes de production de puissance, telles que les centrales nucléaire de puissance (NPP) et les centrales de production du gaz. Bien que de nombreux avantages de ces équipements, leur haute sensibilité à l'influence de variation de la température de l'air ambiant, qui change considérablement entre le jour et la nuit, l’été et l'hiver, fait que le rendement thermique d'exploitation de ces machines se trouve affecté. L'objectif principal de ce travail, consiste à une étude thermodynamique de la turbine à gaz MS5002C utilisée dans des conditions de températures rudes dans le champ de Hassi R’mel, alors on a fait une description de la turbine MS5002C qui existe dans ce dernier, Après avoir effectué les calculs des deux cas à 15°C et à 45°C, les rendements thermiques sont 27.73% et 25.4%. Donc la puissance utile diminue de 21% et le rendement thermique aussi diminue de 8%. Abstract: In these last years, the industrial gas turbines play a big role in the systems of production of power, such as the nuclear thermal power stations of power (NP) and the power stations of production of gas. Although many advantages of this equipment, their high sensitivity to the influence of variation in the temperature of the ambient air, which changes considerably between the day and the night, the summer and the winter, makes that the thermal efficiency of exploitation of these machines is affected. The main aim of this work, consists of thermodynamic study of the gas turbine MS5002C used under conditions of hard temperatures in the field of Hassi R'mel, then one has make a description of the MS5002C turbine which exists in the field of Hassi R' mel, After having carried out calculations of the two cases (15°C and 45°C), the results obtained are 27.73% and 25.4% ,Therefore the useful output decreases by 21% and the thermal efficiency decreases of 8%. ﻣﻠﺧص: ﻓﻲ اﻟﺳﻧوات اﻷﺧﯾرة، و ﺗورﺑﯾﻧﺎت اﻟﻐﺎز اﻟﺻﻧﺎﻋﯾﺔ ﺗﻠﻌب دورا ھﺎﻣﺎ ﻓﻲ أﻧظﻣﺔ ﺗوﻟﯾد اﻟطﺎﻗﺔ، ﻣﺛل ﻣﺣطﺎت اﻟطﺎﻗﺔ اﻟﻧووﯾﺔ وإﻧﺗﺎج اﻟﻐﺎز اﻟطﺑﯾﻌﻲ.ﻋﻠﻰ اﻟرﻏم ﻣن اﻟ ﻌدﯾد ﻣن اﻟﻣزاﯾﺎ ﻣن ھذه اﻟﻣﻌد ت ا اﻻ أﻧﮫ ذو ﺣﺳﺎﺳﯾﺔ ﻋﺎﻟﯾﺔ و ذﻟك ﻧﺎﺗﺞ ﻋن ﺗﺄﺛﯾر اﺧﺗﻼف درﺟﺔ ﺣرارة اﻟﮭواء اﻟﻣﺣﯾط، واﻟذي ﯾﺗﻐﯾر ﺑﺷﻛل ﻛﺑﯾر ﺑﯾن اﻟﻠﯾل واﻟﻧﮭﺎر واﻟﺻﯾف واﻟﺷﺗﺎء، وذﻟك ﻓ ﺄن اﻟﻛﻔﺎءة اﻟﺣرارﯾﺔ ﻟ ﮭذه اﻵﻻت ھﻲ اﻟﻣﺗﺿررة.اﻟﮭدف اﻟرﺋﯾﺳﻲ ﻣن ھذا اﻟﻌﻣل ﯾﺗﻣﺛل ﻓﻲ دراﺳﺔ ﺣرارﯾﺔ ﻣن ﺗورﺑﯾﻧﺎت اﻟﻐﺎز MS5002Cاﻟﻣﺳﺗﺧدﻣﺔ ﻓﻲ ظروف اﻟﺣرارة اﻟﻘﺎﺳﯾﺔ ﻓﻲ ﺣﺎﺳﻲ رﻣﻞ ، ﻟذﻟك ﻧﺣن ﺟﻌﻠﻧﺎ وﺻﻔﺎ ﻟﻠﺗورﺑﯾﻧﺔ MS5002C ) اﻟﻣوﺟودة ﻓﻲ اﻟﺣﻘل ﺑﻌد ﺣﺳﺎﺑﺎت اﻟﺣﺎﻟﺗﯾن15 درﺟﺔ ﻣﺋوﯾﺔ و45 درﺟﺔ ﻣﺋوﯾﺔ(، وﻛﺎﻧت ﻧﺗﺎﺋﺞ اﻟﻛﻔﺎءات اﻟﺣرارﯾﺔ 27.73 ٪ و25.4 وﺑﺎﻟﺗﺎﻟﻲ ﻓﺈن اﻧﺧﻔﺎض اﻧﺗﺎج اﻟطﺎﻗﺔ ﺑﻧﺳﺑﺔ٪ 21 و٪ اﻧﺧﻔﺎض اﻟﻛﻔﺎءة اﻟﺣرارﯾﺔ ﺑﻧﺳﺑﺔ 8 ٪ . introduction général ...........................................................................................................1 Chapitre I :PRESENTATION DU CHAMP DE HASSI R’MEL Introduction ……………………………………………………………………………………3 I.1 HISTORIQUE DU CHAMP DE HASSI R’MEL ....………………………………………3 I.1.1 Position géographique ..….……………….....……..…………………………....………..3 I.1.2 Historique du champ …………………………......…..…………………………………..3 I.1.3 Production du champ ………………………...…….........……………………………….4 I.2 Activité de champ de HASSI R’MEL …………………......………………………………4 I.2.1 Zones d’activités ................................................................................................................4 Zone Nord ......................................................................................................................5 Zone Centrale .................................................................................................................5 Zone Sud ........................................................................................................................5 I. 2.2 Composition du parc exploitation .....................................................................................5 Module...........................................................................................................................5 Stations de compression.................................................................................................5 Salle de contrôle.............................................................................................................6 Centre de Stockage et Transfert (CSTF)........................................................................6 Station de Récupération des Gaz Associés (SRGA) .....................................................6 Centre National de Dispatching Gaz (CNDG) ..............................................................6 Anneau d’huile ..............................................................................................................6 Centre de formation........................................................................................................6 I.3 DIRECTION REGIONALE DE HASSI R’MEL .................................................................7 I.3.1 Rôle des directions..............................................................................................................8 Direction Engineering et Production...............................................................................8 Direction Exploitation.....................................................................................................8 Direction Maintenance....................................................................................................9 Direction Technique........................................................................................................9 Direction Logistique.......................................................................................................9 I.3.2 Rôle des Divisions..............................................................................................................9 Division Approvisionnement...........................................................................................9 Division Ressources Humaines........................................................................................9 Division Informatique .....................................................................................................9 Division Intendance .........................................................................................................9 Division Finance ..............................................................................................................9 Division Sécurité ............................................................................................................10 I.4 STATIONS BOOSTING ....................................................................................................10 I.4.1 But de réalisation...............................................................................................................10 I.4.2 Turbocompresseur K-901..................................................................................................10 Chapitre – II : Revue bibliographique sur les Turbine à Gaz et leurs applications II.1- Généralités ……………………………..………………………………………………11 II.2- Présentation ……………………………………………………………………………12 II.2.1- Composants d’une turbine à gaz …………..…………………………………………13 II.2.1.1- Entrée d’air …………………………………………………………………………13 II.2.1.2- Compresseur ..………………………………………………………………………14 II.2.1.3- Chambre de combustion ……………………………………………………………14 II.2.1.4- Turbine de détente ………………………………………………………………….16 II.2.1.5- Echappement de la turbine à gaz ……………………………………………………17 II.2.2- Puissances et rendements ……………………………………………………………..17 II.2.3- différents types de turbine à gaz ……………………………..……………………….18 II.3- Applications de la turbine à gaz ………………………………………………………...19 II.3.1- Réalisation pratique …………………………………………………………………...19 II.3.2- Limites techniques et avantages ………………………………………………………20 II.3.3- Domaines d’utilisation ………………………………………………………………..21 II.3.3.1- Aéronautique uploads/Geographie/ gpl-train.pdf