Présentation de l’exercice
On considère un cycle combiné avec cycle vapeur à un seul niveau de pression fonctionnant selon le schéma de principe ci-contre.
La turbine à gaz, de petite puissance (11 MW), est de type aérodérivé.
L’objectif de l’exercice est de modéliser une telle centrale dans Thermoptim et d’ajuster le débit du cycle vapeur afin d’obtenir les meilleures performances, puis de dresser son bilan exergétique.
(Séance réalisée le 22/02/05 par Renaud Gicquel)Exercice cycle combiné
- turbine à gaz
- aspiration : 15 °C, 1 bar, 45 kg/s
- rapport de compression : 16, ηp = 0,85
- entrée turbine : 1120 °C , ηp = 0,85
- sortie turbine : 1,3 bars
- cycle vapeur
- entrée pompe : 24,1 °C, 0,03 bar, ηs = 1
- haute pression : 120-118-115-110 bars
- entrée turbine : 520 °C , ηs = 0,85
- débit à déterminer
Préparation des échangeurs
Préparation des échangeurs
Construction du surchauffeur
Écran du surchauffeur
Premier synoptique
Deuxième synoptique
Troisième synoptique
Solution de l’exercice
Bilan exergétique
Récapitulatif
Cet exercice vous a permis d’étudier un cycle combiné à un niveau de pression et d’apprendre à le modéliser dans Thermoptim.
L’intérêt qu’il y a à utiliser un tel progiciel est que les propriétés des corps sont calculées avec une grande précision et sans aucune difficulté. Une fois le modèle mis au point, vous pouvez le reparamétrer très facilement, ce qui vous permet de procéder rapidement à des études de sensibilité sur l’influence des divers paramètres.
Cette manière de faire comporte cependant un danger : que vous ne sachiez pas critiquer les valeurs fournies par le progiciel, ce qui peut vous conduire à accorder une confiance démesurée aux résultats qu’il fournit.
Il peut arriver que le modèle ne soit pas bien construit, et que ses résultats ne soient pas justes, et il faut savoir diagnostiquer ce type d’erreurs. Pour cela, il est souhaitable que vous soyez capable de contrôler par vous-même ses résultats, au moins de manière approchée.
Il est en particulier recommandé de bien vérifier les bilans. Pour cela, entraînez-vous à les recalculer approximativement, en sommant de tête ou sur un bout de papier toutes les énergies utiles ainsi que toutes les énergies payantes, et en les divisant pour obtenir le rendement du cycle.
Le tracé du cycle sur diagramme se révèle aussi un très bon moyen de contrôler la pertinence d’un modèle, dès lors que l’on connaît l’allure générale des cycles, ce qui s’apprend vite. Une erreur d’entrée sur la pression ou la température apparaît souvent de manière manifeste.
Vous trouverez ci-dessous un lien vers une note intitulée “Méthodologie de construction et de vérification des modèles” destinée à fournir aux utilisateurs de Thermoptim un certain nombre de recommandations basées sur l’expérience passée.