Système clé en main d’eau de refroidissement Sulzer pour la centrale électrique CCGT

17.08.2020
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Inaugurée en 2016, la centrale à turbine à gaz à cycle combiné (CCGT) d'EDF Energy à Bouchain dans le nord de la France a déjà gagné une place dans les livres des records.
Système clé en main d’eau de refroidissement Sulzer pour la centrale électrique CCGT

La centrale à turbine à gaz à cycle combiné (CCGT) d’EDF Energy à Bouchain, dans le nord de la France, est l’une des plus économes en énergie au monde, avec un rendement global de 62,22%. (Source de l'image: Sulzer, Ltd.)

La centrale électrique de 605 MW est l'une des plus écoénergétiques au monde, avec un rendement global de 62,22%. Bouchain joue également un rôle important dans la transition énergétique du pays en remplaçant une ancienne centrale au charbon tout en fournissant une source d’énergie fiable et flexible.

L'usine de Bouchain peut augmenter sa puissance de zéro à pleine puissance en seulement 30 minutes, et à mesure que la demande diminue, ses turbines peuvent réduire leur production jusqu'à 40% tout en respectant les réglementations strictes en matière d'émissions. Pour atteindre ses niveaux de performance de premier ordre, la centrale utilise une multitude de technologies de pointe, et EDF s'est associé à de grands fournisseurs de technologie du monde entier pour concevoir et construire la centrale. L'un de ces partenaires était Sulzer, l'un des principaux fournisseurs mondiaux de solutions de pompage.

Les usines CCGT comme Bouchain utilisent des paires de turbines qui fonctionnent ensemble. La combustion du gaz naturel fait tourner la turbine à gaz, qui entraîne le générateur; les gaz d'échappement chauds sont utilisés pour créer de la vapeur à haute pression qui alimente la turbine à vapeur, qui est également reliée au générateur. La vapeur d'échappement est ensuite condensée et refroidie, prête à être réutilisée.

Conception et livraison du système
Sulzer a été mandaté pour fournir la conception et la fabrication de l'installation de pompe pour le condenseur qui fait partie intégrante du processus de récupération de vapeur. Deux grandes pompes verticales font circuler l’eau froide entre le condenseur et les tours de refroidissement de l’usine, déplaçant environ 32 000 mètres cubes d’eau par heure lorsque l’usine fonctionne à pleine charge.

L’ampleur du travail de Sulzer à Bouchain allait bien au-delà de la simple fourniture des pompes elles-mêmes. S'appuyant sur sa vaste expérience d'installations similaires ailleurs dans le monde, l'entreprise s'est vu confier un projet clé en main pour le système de circulation. Cela comprenait la conception de l’admission d’aspiration où les pompes sont installées et les stratégies de contrôle utilisées pour assurer des performances optimales à chaque étape du fonctionnement de l’usine, du démarrage à l’arrêt.

La collaboration de Sulzer avec EDF a débuté très tôt dans le projet, pendant la phase de conception et de conception. Les experts Sulzer de France et de Suisse ont travaillé pour proposer une solution répondant aux exigences techniques d’EDF, puis ont mené une série d’études détaillées pour créer une solution optimale permettant d’obtenir la meilleure combinaison entre prix, performances et fiabilité. Ce travail impliquait une analyse thermique avancée ainsi que des simulations d'écoulement à l'aide d'un logiciel de dynamique des fluides computationnelle (CFD) pour construire une image complète des performances du système de refroidissement.

Les pompes sélectionnées pour l’usine de Bouchain sont deux des dernières générations de pompes à eau à circulation verticale à haut rendement de Sulzer; une conception éprouvée qui a été optimisée pour répondre parfaitement aux exigences techniques de l'installation. Chaque pompe consomme environ 1,3 MW d'énergie et, en fonctionnement normal, elle fonctionne en parallèle pour fournir la capacité de refroidissement requise. Deux pompes de 50% de capacité ont été installées pour améliorer la résilience du système de refroidissement; si une pompe doit être mise hors service pour maintenance, la centrale électrique peut continuer à fonctionner jusqu'à ce que la pompe soit remise en service.

Surveillance des données de la pompe
Une fois la conception des pompes et des systèmes de contrôle et de surveillance associés approuvés, les deux unités ont été fabriquées dans l’usine de production de Sulzer en France. Les spécifications d'EDF pour les pompes comprenaient l'installation d'un équipement complet d'instrumentation et de collecte de données pour surveiller les températures et les niveaux de vibration dans les roulements de la pompe et d'autres composants clés pendant le fonctionnement. Les deux pompes ont également subi des tests approfondis en usine avant leur installation dans l'usine.

L'implication de Sulzer dans le projet Bouchain se poursuit à ce jour, quatre ans après la mise en service réussie du système de refroidissement. La société continue de suivre les performances des pompes en service et travaille en étroite collaboration avec les équipes d’exploitation et de maintenance d’EDF sur le site pour garantir des performances optimales et conseiller sur les stratégies de maintenance les plus appropriées pour ces équipements importants.

«Lorsque nous travaillons avec EDF, nous savons que nous devons respecter des cahiers des charges exigeants. Sulzer peut y répondre et proposer une solution globale spécifique à EDF », déclare Nicolas Amalric, responsable de la conception mécanique chez Sulzer Pumps France, responsable technique du projet de pompe Bouchain. «C'est un réel sentiment de fierté de faire partie d'un projet comme celui-ci, sachant que c'est l'un des plus écoénergétiques au monde.»

«Nous sommes très satisfaits de la fiabilité des pompes et de leur comportement mécanique, que nous surveillons régulièrement grâce à l'analyse des vibrations. Les performances sont toujours stables et exactement ce qui est attendu », déclare Phillippe Lambin, responsable du service maintenance EDF chez Bouchain CCGT. «Sulzer nous a toujours soutenu avec son expertise en ingénierie et en maintenance. Ils sont toujours là pour nous aider à maintenir les niveaux de performance et de qualité indispensables à la production d'électricité. »

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