Journal de la science de l'énergie nucléaire et de la technologie de production d'électricité

Evaluation des performances des turbines à gaz et des émissions de NOx et de CO lors de l'injection de vapeur en amont de la chambre de combustion

Bouam A, Dadda A et Kadi R

Dans ce travail, le cycle de la turbine à gaz est modifié avec l'injection de vapeur en amont de la chambre de combustion. Un générateur de vapeur de récupération de chaleur, utilisant les gaz d'échappement, est installé afin de produire la quantité adéquate de vapeur surchauffée à injecter dans le cycle. L'interaction des différents composants du cycle et la variation des propriétés thermodynamiques du gaz, due à l'injection de vapeur, ainsi que les variations des performances de la turbine à gaz sont prises en compte. Le débit de vapeur injectée, le rapport débit d'air et le taux de compression sont variés sur certaines plages dépassant légèrement leurs limites acceptables afin d'étudier globalement leurs effets sur les caractéristiques du cycle. Un code de calcul a été développé et toutes les données requises ont été tirées de la turbine à gaz GE MS5002 qui est largement utilisée dans l'industrie des hydrocarbures. Ce travail est suivi de l'influence de l'injection de vapeur sur les émissions de NOx et de CO en utilisant certaines corrélations existantes dans la littérature. Les résultats obtenus sont en bon accord avec la variation quantitative pour les principales caractéristiques de la machine considérée et qualitative pour les émissions de NOx dans l'atmosphère. La technique actuelle du cycle modifié peut être considérée comme l'un des moyens possibles d'amélioration des performances des turbines à gaz utilisées dans le domaine des hydrocarbures ainsi que de réduction des émissions de NOx.