Rapport de stage 

:
Une Visite Générale de la Centrale
Electrique

Parain :
 Zeghmar Abdelali
Réaliser par :
 Redjil Malek
 Zeghoud Basmala

2022/2023
Remerciements :

Suite à l'effectuation de notre stage pratique dans le cadre de

mon cursus universitaire, au sein de la société algérienne de
production électrique (S.P.E), je voudrais remercier les
personnes suivantes qui ont contribué au bon déroulement de
la procédure de stage ; ce fut une expérience essentielle à ma
formation, un apport pratique à tout ce fut abordé
théoriquement en cours. Globalement, c'est à tout le service de
la société à qui je voudrais adresser de vifs remerciements.
Mais plus particulièrement :

 A mon parrain Mr. Zeghmar Abdelali dont la présence

fut précieuse de par ses éclaircissements en ce qui
concerne le domaine de l'électricité industrielle, le
processus de production électrique et de son évacuation à
travers le réseau national. Ses conseils et ses
observations m'ont été d'une aide capitale, me permettant
de me fixer un peu plus dans l'objet mon étude.
Introduction :
Durant les années 2002-2006, devenant une holding ou groupe
d’entreprise , SONELGAZ se restructure en filiales chargées de ses
activités de base :
 SONELGAZ production électricité (SPE)
 Gestionnaire réseau transport électricité (GRTE)
 Gestionnaire réseau transport gaz (GRTG)
En 2006 la fonction distribution est structurée en quatre filiales :
 Région d’Alger
 Région Centre
 Région Est
 Région Ouest
Notre stage pratique a été effectué au niveau du centrale électrique
turbine a gaz de F’KIRINA (SONELGAZ)
Présentation de la centrale d’électricité de F’KIRINA :
La centrale d’électricité de F’KIRINA, unité de production d’énergie
électrique destinée essentiellement a l’alimentation du pays
notamment et assurer un renforcement du réseau général algérien.
Le contrat de réalisation de cette centrale a été attribué au
construction franco-suisse ALSTOM par SPNELGAZ.
La centrale de production de F’KIRINA est constituée principalement
d’une unité de production d’énergie électrique dont la puissance
bornes usines totale aux conditions du site(altitude 950m NGA,
température annuelle moyenne +17°C, humidité relative moyenne
62%) égale a 2x146.2 MW, et composée essentiellement de deux
groupes turboalternateur. chaque groupe est constitué
 D’une turbine a gaz de type GT 13E2
  D’un alternateur de type WY21Z-092 refroidi par l’air en
circuit fermé.
 transformateurs principaux pour l’évacuation de
l’énergie.

Ces groupes sont installés dans une salle des machines commune.
La centrale est équipée d’un système DCS (système de contrôle
distribuée) permettant l’automatisation générale ( contrôle
supervision conduite surveillance et archivage de processus ) des
fonction de sécurité (protection)et des fonctions de régulation
turbine.
Le site de la centrale se trouve dans la daïra de F’KIRINA (wilaya
d’OUM EL BOUAGHI située à 520km à l’est d’Alger)
Fonctionnement de la centrale :
Une centrale thermique à Cycle Combiné Gaz (CCG) produit de
l'électricité grâce à la chaleur dégagée par la combustion de gaz
naturel. Ce type de centrale combine deux types de turbine : une
turbine à combustion et une turbine à vapeur reliées à un
alternateur. Avec le même volume de combustible, ces deux turbines
permettent de produire une quantité plus importante d’électricité.

Grâce à l'utilisation du gaz naturel comme combustible, les émissions

de CO2 sont divisées par 2 par rapport à une centrale au charbon.
Flexible et réactive, une centrale à cycle combiné a un rendement
supérieur à celui des centrales thermiques classiques. Capable de
monter à pleine puissance en moins d’une heure, elle répond aux
fortes variations de consommation, notamment pendant les jours de
grand froid

à turbine à combustion est un moteur thermique réalisant les

différentes phases de son cycle thermodynamique dans une
succession d’organes traversés par un fluide moteur gazeux en
écoulement continu. C’est une différence fondamentale par rapport
aux moteurs à pistons qui réalisent une succession temporelle des
phases dans un même organe (généralement un cylindre).

Dans sa forme la plus simple, la turbine à combustion fonctionne

selon le cycle dit de Joule comprenant successivement et
schématiquement :

 une compression adiabatique qui consomme de l’énergie

mécanique ;
 un chauffage isobare comme pour un moteur Diesel ;
 une détente adiabatique jusqu'à la pression ambiante qui
produit de l’énergie mécanique ;
 un refroidissement isobare.

Le rendement est le rapport du travail utile (travail de détente –

travail de compression) à la chaleur fournie par la source chaude. Le
rendement théorique croit avec le taux de compression et la
température de combustion. Il est supérieur à celui du cycle Diesel
car sa détente n’est pas écourtée, et si la veine d'échappement est
bien conçue, elle permet de récupérer une partie non négligeable de
l'énergie cinétique des gaz chauds sortant des aubages turbine.

La turbine à combustion est le plus souvent à cycle ouvert et à

combustion interne. Dans ce cas, la phase de refroidissement est
extérieure à la machine et se fait par mélange à l’atmosphère. La
turbine à combustion peut également être à cycle fermé et à
combustion externe. Le chauffage et le refroidissement sont alors
assurés par des échangeurs de chaleur. Cette disposition plus
complexe permet l’utilisation de gaz particuliers ou de travailler avec
une pression basse différente de l’ambiante.

Le cycle de base décrit plus haut peut être amélioré par différents
organes complémentaires :

 récupération de chaleur à l’échappement : les gaz très chauds

détendus en sortie de turbine traversent un échangeur pour
 préchauffer l’air comprimé avant son admission dans la
chambre de combustion ;
 compression refroidie : la compression comprend deux étages
(ou plus) séparés par un échangeur de chaleur (air/air ou
air/eau) refroidissant l’air. La puissance nécessaire à la
compression s’en trouve réduite au bénéfice du rendement ;
 combustion étagée : la détente comprend deux étages (ou
plus) séparés par un ou des réchauffages additionnels. La
puissance fournie est accrue d’où amélioration du rendement.

Les deux dernières dispositions visent à tendre vers des

transformations isothermes en lieu et place des adiabatiques et se
justifient surtout sur les machines à taux de compression élevé. Les
trois dispositifs peuvent être réalisés indépendamment ou
simultanément. Dans ce cas, on retrouve le cycle dit de Ericsson qui
comme le cycle de Stirling présente un rendement théorique égal au
rendement maximal du cycle de Carnot. Cette supériorité théorique
par rapport aux cycles Otto et Diesel est cependant contrebalancée
par l’impossibilité pratique de réaliser les transformations
isothermes. Dans tous les cas, ces dispositifs sont réservés aux
installations stationnaires du fait de l’encombrement et du poids des
échangeurs gaz/gaz.
 I. EQUIPEMENT PRINCIPAUX :

1- SYSTEME D’ADMISSION D’AIR

Le système d'admission d'air aspire l'air ambiant
qui passe à travers les systèmes de filtrage et
de silencieux. Il est ensuite expédié dans la
chambre de combustion où il est utilisé pour la
combustion et le refroidissement.
Les composants principaux d'un système
d'admission d'air avec un filtre à deux niveaux
standard sont décrits ci-dessous. Des filtres à 3
niveaux sont utilisés si nécessaire en fonction
des conditions ambiantes. Des filtres par
impulsion sont disponibles en option.
Un dispositif antigivrage (pas représenté) est installé dans les régions
à climats froids afin d'éviter la formation de glace à l'entrée du
compresseur.

 Déflecteurs: L'air ambiant est aspiré à travers les déflecteurs

qui empêchent l'eau de pluie et les objets étrangers de grande
taille d'entrer dans le conduit d'admission d'air.
 Filtre: L'air passe ensuite à travers le filtre à 2 niveaux qui retire
les impuretés et autres agents polluants contenus dans l'air.
  Silencieux: L'air, s'écoulant à une vitesse relativement élevée,
passe ensuite à travers un amortisseur de bruit ou silencieux
qui réduit le niveau sonore.
 Vannes de sécurité à clapet : Placées en aval de l'enveloppe du
filtre, les vannes de sécurité à clapet s'ouvrent
automatiquement si les filtres se bouchent et la pression
négative dans l'enveloppe augmente trop. Cette action permet
d'éviter d'endommager l'enveloppe du filtre, le coude
d'admission d'air et le collecteur.
 Trou d'homme: Un trou d'homme est fourni pour garantir le
nettoyage et le contrôle.

2- Le compresseur:
Le compresseur de 21 étages est de type
axial, il est fixé sur le même arbre que la
turbine. Il est composé d’un stator et un
rotor maintenu par un palier, les ailettes
fixées sur le stator sont dites ailettes fixes,
les ailettes fixées sur le rotor sont dites
ailettes mobiles. Les ailettes fixes
augmentent l’énergie cinétique de l’air en
augmentant sa vitesse, les ailettes fixes
transforment cette énergie cinétique en
énergie de pression.
Le système ADEV contrôle le débit d’air qui
entre le compresseur. Le système vanne de purge (anti-pompage)
s’ouvre pour expulser l’air du compresseur pendant le démarrage et la
mise à l’arrêt (quand la vitesse du rotor est lente), ce système se ferme quand
le rotor atteint une certaine vitesse seuil.
Les composants principaux du compresseur sont:

 LE CORPS: Fixé axialement dans la section du collecteur d’admission,

maintient et enveloppe le compresseur et ses ailettes fixes.
 LE ROTOR: Maintient les ailettes mobiles du compresseur dans des
rainures usinées dans sa périphérie et transmet la puissance mécanique
du rotor de la turbine au rotor d’alternateur, le rotor est composé de
disques soudés entre eux pour former un arbre,
 L’AUBAGE: Directeur d’entrée variable modulent le flux d’air de la
structure d’admission d’air à travers le compresseur.
 LES VANNES ANTIPOMPAGE: Expulsent l’air dans l’atmosphère pendent
le démarrage et l’arrêt de la turbine, ceci permet d’éviter une
turbulence de l’air dans le compresseur et la contrainte qui en
résulterait sur les ailettes.
 LE DIFFUSEUR: Est un dispositif annulaire situé a la sortie du
compresseur, une fois que l’air a travers le diffuseur, il est dévié par des
aubages directeurs dans le corps de la turbine ou il refroidit le support
des ailettes fixes avant de passer dans la chambre de combustion.

3- Chambre de combustion :
 Chambre de
combustion

GAZ D’ECHAPP
A B

Compresseur Turbine Alternat

La chambre de combustion est un dispositif annulaire

(circulaire) placé autour de l'arbre entre le compresseur et la
turbine; le processus de combustion se produit à cet endroit. La
combustion est une réaction chimique entre l'oxygène contenu dans
l'air pressurisé et les composants combustibles (comme du charbon
et l'hydrogène) dans le combustible. Lorsque le mélange est allumé
dans la chambre de combustion, le gaz de combustion pressurisé
chaud est transféré dans la turbine où il se dilate en traversant les
ailettes. Les combustibles gazeux et liquides peuvent être brûlés
dans la chambre de combustion; le combustible est fourni par le
système de combustible.
Les composants principaux de la chambre de combustion sont
décrits ci-dessous :
 Un corps circulaire enveloppe et maintient tous les composants
de la chambre de combustion. Il est suspendu à l'intérieur du
corps de la turbine entre le compresseur et la turbine. Le corps
de la turbine qui l'entoure est divisé horizontalement de
manière à ce qu'il soit possible d'accéder à la chambre de
combustion pour l'entretien. Un trou d'homme assure un accès
rapide et simple.
 Un segment avant et son support forment la zone primaire dans
laquelle la combustion à lieu. Il inclue une plaque de protection
et un support pour les brûleurs. Les orifices percés dans la
plaque de protection permettent à l'air de combustion du
compresseur d'atteindre les brûleurs.
 72 brûleurs EV à cône double sont disposés circulairement sur
deux rangées autour de la chambre de combustion. C'est ici que
l'air et le combustible sont mélangés à fond pour assurer une
combustion continue.
 Une pièce de transition vers la turbine dirige le gaz de
combustion chaud vers la turbine avec un minimum de perte de
chaleur. Cette pièce est composée de plaques résistantes aux
températures élevées et s'appelle la zone secondaire (zone 2).
La pièce de transition est refroidie par l'air provenant du
compresseur
 Deux allumeurs activent électriquement les torches d'allumage
qui sont alimentées en gaz combustible ou en propane par le
système de gaz d'allumage
 La combustion est surveillée par 3 détecteurs de flamme
contrôlés par le régulateur de la turbine. Leurs signaux de sortie
sont évalués par un circuit 2 sur 3, c'est-à-dire que tant que deux
des détecteurs captent une flamme, le turboalternateur à gaz
reste en marche. Si ce n'est pas le cas, l'arrêt d'urgence du
turboalternateur est déclenché.

4- Turbine :
La turbine est elle qui transforme l’énergie cinétique des gaz du
produit combustion en énergie mécanique,
Caractéristiques technique de la GT13E2 :
Vitesse /fréquence : ……………..3000 TRM/50Hz
Type de combustible …………… gaz / gasoil
Nombre d’étages de turbine : 5(3 rangés d’ailettes mobiles refroidies
et 2 fixes)
Les composants essentiels de la turbine a gaz sont :

 Le corps : Le corps en fonte modulaire, maintient et enveloppe

la turbine et son support d’ailettes fixes, il est divisé axialement
et/ou radialement pour faciliter l’accès, le corps est équipé
d’une isolation thermique et acoustique avec des coussinets
numérotés faciles a monter qui empêchent les radiations
thermiques et sonores dans l’environnement en assurant une
distribution régulière de la température dans le corps,
 LE ROTOR : Le rotor est composé de disques soudés entre eux
afin de former un arbre avec le rotor du compresseur, il
transmet la puissance mécanique développée par la turbine au
rotor du compresseur, puis au rotor de l’alternateur, des
rainures usinées dans sa périphérie maintiennent les ailettes
mobiles de la turbine.
 L’AUBAGE : L’aubage de la turbine se compose d’ailettes
mobiles et fixes, les ailettes fixes sont montées sur un support
d’ailettes attaché au corps, les ailettes mobiles sont fixées au
rotor, la conversion de l’énergie thermique chaude en énergie
mécanique se produit dans le ailettes de la turbine, le gaz
comprimé chaud provenant de la chambre de combustion est
guidé a travers les ailettes de la turbine ou il se dilate et exerce
une pression contre les ailettes mobiles, cette action engendre
une rotation du rotor, transmettant un mouvement au rotor du
compresseur et au rotor de l’alternateur, Les ailettes sont
placées en rangées, numérotées de l’entrée a la sortie de la
turbine, la combinaison d’une rangée fixe et d’une autre mobile
s’appelle un étage, comme les conditions de fonctionnement
des étages de la turbine varient, les matériaux utilisés et les
méthodes de fabrication sont également différents, Comme les
ailettes de la turbine sont en contact avec le gaz chaud de
combustion, au moins les premiers étages de la turbine doivent
être refroidis par l’air provenant du compresseur.
  LES PALIERS : Un palier radial qui maintient et guide le rotor de
la turbine dans la direction radiale est lubrifié et refroidi par
l’huile provenant du système d’huile de lubrification, le palier est
équipé d’instruments de mesure pour mesurer les vibrations et
la température d’huile.

5- DISPOSITIF DU GAZ D’ECHAPEMENT 

Le système de gaz d'échappement dirige le flux de gaz

d'échappement dans l'atmosphère par la cheminée ou par un
récupérateur de chaleur (HRSG). La première disposition s'applique à
des centrales à cycle simple et la deuxième à des centrales à cycle
combiné. Dans les centrales à cycle combiné, il est également
possible de disposer un système de gaz d'échappement composé
d'une cheminée de déviation et d'un HRSG.
Les composants principaux du système de gaz d'échappement
sont :
 Le diffuseur d'échappement guide le gaz d'échappement du
boîtier d'échappement de la turbine à la cheminée. Il dispose
d'une structure cylindrique horizontale qui soutient et maintient
tous les composants. Il raccorde le boîtier d'échappement de la
turbine à la base de la cheminée de manière étanche au gaz. Pour
compenser les différences de dilatation thermique, il est raccordé
à la base de la cheminée par un joint de dilatation. Le diffuseur
 est isolé contre les radiations sonores et thermiques par une
isolation en laine minérale. A l'intérieur du diffuseur
d'échappement, un cône creux est soutenu et centré par trois
barres de support creuses. Une barre de support est construite
comme une voie de passage qui permet l'accès au palier radial de
la turbine et au corps étanche de la turbine.
 La cheminée guide le gaz d'échappement vers l'atmosphère. Sa
hauteur dépend de la disposition générale de la centrale à turbine
à gaz considérée. La cheminée est une structure verticale et
cylindrique qui maintient et soutient tous les composants. Sa
base contient des ailettes directrices qui dirigent le flux de gaz
d'échappement vers le haut. Au milieu de la cheminée, un
silencieux amortit le bruit du gaz d'échappement qui s'évacue. La
cheminée est recouverte d'un vernis anticorrosion à plusieurs
couches qui protège l'intérieur de la cheminée contre les effets
corrosifs du gaz d'échappement. L'extérieur de la cheminée est
protégé par un revêtement de protection contre les intempéries
composé d'un matériau résistant à l'eau salée
6- Alternateure :

L’alternateur convertit l'énergie mécanique de la turbine

en énergie électrique qui alimente le réseau. L’alternateur est
une machine à 2 pôles, 3 phases, synchrone, entièrement logée
dans une enveloppe, à refroidissement eau vers air (TEWAC). Les
instruments de mesure construits directement dans l’alternateur
sont utilisés pour surveiller les paramètres de fonctionnement de
 la machine. L’alternateur est protégé contre les contacts à l'aide
de pièces mobiles ou sous tension. Il est également protégé
contre l'entrée d'impuretés et est construit de manière à ce que
la vaporisation d'eau ne l'atteigne pas et ne risque pas
d'endommager ses composants. Comme une isolation MICADUR
est utilisée dans les enroulements de l’alternateur, aucun système
d'extinction d'incendie CO2 permanent n'est nécessaire.

 Le stator est un noyau autoportant composé d'un grand nombre

de plaques séparées par des encoches de ventilation. Les plaques
en feuilles à faible déperdition électrique sont isolées les unes des
autres par des revêtements en vernis d'isolation appliqué sur les
deux côtés. Ceci empêche non seulement la formation
d'emplacements chauds mais aussi les déperditions causées par
les courants de Foucault. Le noyau est suspendu à des ressorts
dans l'enveloppe du stator afin de pouvoir s'adapter aux
vibrations et à la dilatation thermique.
L'enroulement du stator est un enroulement triphasé à 2 niveaux
avec un refroidissement indirect composé de barres de type
Roebel installées dans le sens de la longueur en formant des
encoches sur toute la circonférence du corps du stator. Les
enroulements sont maintenus en place par des cales d'encoche.
Les têtes de bobine ont une forme de cône circulaire. Elles sont
 posées sur des supports trapézoïdaux en matériau isolant. Les
supports sont fixés aux plaques d'appui. Les barres Roebel sont
fixées aux supports avec des cordons en fibre de verre pour éviter
tout endommagement par les forces importantes dégagées en
cas de court-circuit. Six bornes de stator sur le dessus de
l’alternateur sont connectées à l'enroulement du stator par des
sangles en cuivre flexibles permettant la dilatation thermique. Les
bornes sont conçues p7our une tension test d'1,5 fois la tension
de sortie de l’alternateur. A l'intérieur et à l'extérieur de
l'enveloppe, les bornes du stator sont équipées de deux plaques
de connexion parallèles. Il y a des points de connexion pour le
câblage au niveau de l'enroulement, des barres omnibus du
collecteur et du point neutre.
 Le rotor est un aimant rotatif qui absorbe l'énergie mécanique
provenant du rotor de la turbine. Le corps est composé d'une
pièce forgée en alliage d'acier disposant de caractéristiques
mécaniques et magnétiques excellentes. Il a subit un test
ultrasonique sur toute sa longueur. Les encoches sont fraisées
dans le corps longitudinalement pour maintenir les enroulements
de champ du rotor. Une bride forgée dans le corps du rotor à
l'extrémité motrice est utilisée pour coupler le rotor de
l’alternateur au rotor de la turbine. L'arbre est mis à la terre par
des balais pour protéger les paliers des dommages d'érosion
électrique causés par des tensions induites dans l'arbre par le
champ magnétique du stator, le système d'excitation et dus aux
charges électrostatiques de la turbine.
L'enroulement du rotor est composé de conducteurs creux
rectangulaires en alliage de cuivre qui contient un peu d'argent.
Etant donnée l'efficacité du refroidissement axial, seules de
faibles différences de température sont générées dans la
direction radiale de l'enroulement. Ainsi, aucun déplacement ne
s'y produit. La dilatation thermique de l'enroulement du champ
se produit sans développer de forces excessives. Aucune
déformation permanente n'est donc générée. Ceci implique des
caractéristiques du rotor excellentes pendant les changements
rapides de la sortie électrique.
Les enroulements sont maintenus dans les encoches par des cales
en queue d'aronde qui forment également une partie de
l'enroulement amortissement. L'enroulement amortisseur, formé
de cales d'encoche et de bagues d'amortissement, reprend
l'énergie produite par les champs en rotation asynchrone,
empêchant ainsi que cette énergie ne cause des dommages dans
la machine.
 Les refroidisseurs d'air : refroidissent le système d'air de
refroidissement entièrement blindé de l’alternateur. Dans
ce système, les blindages d'extrémité guident l'air de
refroidissement à travers l’alternateur. L'air est ensuite
refroidi dans les 4 récupérateurs de chaleur disposés de
 manière transversale en bas du corps de l’alternateur. La
chaleur de l'air est éliminée avec l'eau qui s'écoule dans les
refroidisseurs séparés (circuit intermédiaire fermé) ou est
pris directement dans un dispositif de source d'eau (circuit
ouvert).

 EXITATION

Le but du système d’excitation est de contrôler la tension stator de

l’alternateur. Ce system d’excitation est de type statique. Le control
de l’excitation est basé sur un régulateur de tension numérique
automatique (AVR), qui contrôle l’allumage des ponts de thyristors
afin d’alimenter l’alternateur avec un courant d’excitation variable.
L’équipement peut-être configuré selon les besoins du système de
commande. Plusieurs configurations sont possibles et le nombre des
ponts redresseurs dépend du courant d’excitation fourni à
l’alternateur. Le système d’excitation peut-être connecté à un
système de supervision DCS par un bus (MODBUS).

La machine d'excitation n'est pas nécessaire et le courant

d'excitation est fourni directement par un redresseur en pont
contrôlé, alimenté par les bornes de l’alternateur et par un
transformateur. La tension plafond requise pour le rotor de
l’alternateur peut être sélectionnée par le ratio du transformateur
d'excitation. L'avantage principal de l'excitation statique est que
toute tension de champ requise peut être obtenue pratiquement
instantanément et en inversant le fonctionnement de l'onduleur, le
flux peut être rapidement réduit.

II. EQUIPEMENTS AUXILIAIRE :

1- Poste gaz:
Le poste gaz assure l’alimentation de la turbine a gaz, il
contient :

 un skid séparation et filtrage pour purifier le gaz de toute

particule liquide en suspension (Humidité et poussière).
 Un skid de réchauffage du gaz pour assurer que le gaz
restera bien au dessous du point de rosée pendant son
parcours aval.
 Un skid de détente de gaz qui permet de régler la pression
a la condition requise pour le fonctionnement de la turbine.
 Une station de compression de gaz qui en parallèle du skid
de détente de gaz, assure la bonne pression du gaz en cas
de baisse de pression sévère sur le réseau.
 2- Station de traitement du gaz

La station de gaz est équipée des éléments suivants :

 D'une vanne d'arrêt général,

 De deux filtres à poussières séparateurs d'eau (2 x 100 %),
 D'un compteur général,
 De deux postes de réchauffage du gaz (2 x 100 %) ces
postes utilisent le gaz comme combustible,
 De quatre stations de détente du gaz (4 x 50 %),
 De deux compresseurs de gaz (2 x 100 %),
 D'un système de filtration finale par tg de 2 x 50 %,
 D'un rack de bouteilles d'azote.
 Un skid de filtrage final qui purifie d’avantage le gaz au plus
proche de la turbine.
3- Station de depotage,stockage et transfert du gasoil :
 L’approvisionnement en combustible gasoil se fait par camions
citerne via éventuellement l’installation de dépotage. Le gasoil est
ensuite stocké dans un réservoir de 14000 m3 qui donne la centrale
une autonomie de 6 jours.

La station de transfert et les bruleurs mixtes de la TG permettant

de passer automatiquement du combustible gazeux au combustible
liquide. Le poste de préparation assure la filtration du combustible.
 4- Différents système d’eau :

Les différents systèmes d’eau de la centrale comprennent:

 Un réservoir de 50 m3 d’eau potable pour les besoins en eau des

utilisateurs.
 Une station de production d’eau déminée avec un réservoir de
100 m3 pour des utilisations spécifiques.
 Un réservoir de 500 m3 pour le stockage d’eau brute.
 Un réservoir de 1000 m3 pour le stockage d’eau incendie.
 5- Système Electrique :
 Les équipements et les réseaux électriques sont conçus et
construits pour assurer l’alimentation électrique des
équipements mécaniques.
 En fonctionnement normal, la puissance de démarrage provient
du réseau public de transport d’électricité par l’intermédiaire de
l’avant poste 220 KV. Le réseau est raccordé via un poste haute
tension blindée aux deux transformateurs généraux, placé
chacun en sortie des bornes de son alternateur respectif.
6- Système d’Huile :

Les principaux composants de système d’huile de lubrification

Sont :
- Réservoir d’huile (également appelé groupe auxiliaire)
- Pompes à huile
- Refroidisseur d’huile
- Vannes de régulation de la température
- Filtres à huile
- Extracteur de vapeur
- Accumulateur de pression
- Régulation de la température et la pression
- Protection
L’huile de lubrification est fournie par l’une des deux pompes a huile
principales immergés, situées dans le réservoir d’huile et entrainées
par des moteurs a CA, une des deux pompes est en état de marche
et l’autre est alors en mode réserve pour assurer un fonctionnement
continu de la centrale en cas de problème avec la Pompe en marche.
Les vannes de retenue se trouvent sur chaque refoulement de
pompe évitent tout retour par la pompe qui n’est pas utilisée.
L’huile refroidie et l’huile chaud sont mélangés dans une vanne de
régulation a trois voies qui ajuste le flux de l’huile en traversant le
refroidisseur et maintient l’alimentation en huile a environ 40°C.
L’huile de lubrification s’écoule ensuite à travers un des deux
éléments du filtre jumeau, chaque élément est dimensionné pour un
débit de 100%, et par un orifice de réduction de l’alimentation en
huile de lubrification jusqu'à l’orifice de réduction du flux au niveau
de chaque support de palier.
L’orifice de réduction d’alimentation situé en aval du filtre est ajusté
au moment de la mise en service de manière a ce que le débit assure
une lubrification et un refroidissement suffisants. La pression d’huile
de lubrification est d’environ de 1.5 bar en amont de chaque palier.
Le trop plein d’huile revient de chaque palier au réservoir d’huile
situé sous la turbine grâce a la gravité. Un regard placé au niveau de
chaque tuyau de retour de palier permet d’observer le flux de l’huile.
Chaque pompe à huile de lubrification principale est équipée de 2
pressostats, si l’un de ces pressostats mesure une pression inférieure
au point de consigne, la pompe a huile de lubrification principale de
réserve et la pompe a huile de secours sont démarrées
automatiquement. Le système de contrôle s’arrête
automatiquement
Si les 2 pompes d’huile de lubrification principales sont défectueuses.
En cas de coupure du courant alternatif, l’huile de lubrification est
fournie par une pompe a huile de lubrification de secours immergée,
entrainée par un moteur a CC. Cette pompe empêche tout
endommagement des paliers lors d’un arrêt d’urgence du
Turbogénérateur. L’alimentation à CC provient d’une batterie.
7- Groupe électrogènes de secours :

Les trois groupes électrogènes 6.6 KV assurent le démarrage de la TG

(turbine à gaz) en cas de perte du réseau HT, d’autre part, ils jouent
aussi le rôle d’alimentation de secours durant la mise à l’arrêt (shut-
down). Dans ce cas seulement un groupe est mis sous tension. Les
groupes se connectent au tableau MT 19 BBB et sont équipé d’un
tableau local de contrôle, de batteries et d’autres auxiliaires.
L’operateur choisit par une commande locale de sélection, lequel des
trois groupes servira pour l’alimentation de secours.
Pour le démarrage d’une TG en cas de perte du réseau HT (black-
Start), la fonction d’alimentation de secours des groupes
électrogènes doit être mise hors service et les tableaux
correspondants doivent être délestés (fourniture de la puissance par
les batteries).
Les groupes peuvent être opérés a distance ou localement. En
condition normale, ils sont préchauffés et prêts à démarrer ce qui
leur permet de délivrer leur puissance nominale seulement 30 sec
après avoir reçu l’ordre de démarrage.
 8- Groupe d’aéro-réfrigérants :

Le groupe d’aéroréfrigérants est un composant auxiliaire contenant

les échangeurs de chaleur ou aéroréfrigérants permettant de
refroidir l’eau utilisée pour refroidir l’huile de lubrification pour la
turbine à gaz et l'alternateur
Constituent de :
 Les pompes.
 Les ventilateurs d’air.
 Radiateur.
 Echangeur de chaleur.

Système d’air :
La production d'air sera assurée par deux compresseurs, un en
marche et un en secours, compresseurs 2 x 100 %.
Après chaque compresseur il est prévu l'installation d'un ballon
de stockage d'air de capacité minimum de 2m3.
Ces ballons sont prévus pour permettre un arrêt normal de
l'installation en cas de non disponibilité des deux compresseurs d'air.

L'air est séché dans deux batteries de séchage, une en marche et une
en secours.

Chaque sécheur est dimensionné pour le plein débit plus 10%.

 9- Répartition des circuits d'air :
La station de production est capable de produire deux qualités d'air:

Air de service :Cet air est utilisé pour alimenter les skids de

nettoyage continu des filtres des turbines à gaz et pour entraîner les
outils de maintenance ou pour effectuer des nettoyages ponctuels.
Cet air est filtré et séché via un système de réfrigérant (2 x 100 %)
afin de répondre aux critères de qualités demandés par les systèmes
de nettoyage des filtres TG. (Point de rosé +3°C).

Air de régulation: Cet air est utilisé pour alimenter les vannes
automatiques pneumatiques et les systèmes nécessitant de l'air
exempt d'humidité. (Point de rosé - 40°C).
10- Transformateurs :
1- Transformateur principal 11/12
  Fonction des transformateurs
Le transformateur est un dispositif statique utilisé pour transférer
magnétiquement l'énergie électrique d'un circuit à un autre, c'est-à-
dire, par induction En général, les transformateurs transfèrent
l'énergie entre des circuits de tension différente.
C'est à dire que le fonctionnement du transformateur est basé sur
les règles de l'induction électromagnétique.
 Fonction du transformateur principal
Le transformateur peut être élévateur ou abaisseur selon les besoins
d'un système particulier.
La fonction principale du transformateur principal de l’alternateur
(de puissance apparente 210 MVA) est de transférer au réseau
l'énergie fournie par l’alternateur. Il prend la tension de sortie de
l’alternateur et la transforme afin qu'elle corresponde à celle du
réseau.
Mode de refroidissement : ONAN /ONAF
2- Transformateur de Soutirage11/12
Le transformateur de soutirage (de puissance apparente 12 MVA)
reçoit l'énergie depuis le transformateur principal, si le disjoncteur
de l’alternateur est ouvert, ou depuis l’alternateur elle-même quand
elle fournit de l'énergie au réseau. Le transformateur de soutirage
utilise cette énergie pour alimenter les auxiliaires de la turbine à gaz
ou de la centrale pendant le fonctionnement ou l'état de veille.
Le transformateur de soutirage est la source principale de l'énergie
électrique qui sert a alimente tous les autres transformateurs
auxiliaires (transformateur de démarrage, auxiliaires TG, services
généraux…..).
Mode de refroidissement : ONAN
3- Transformateur de démarrage 11/12BPT10
Ce transformateur dont la puissance apparente est de 5.3MVA reçoit
l'énergie électrique de la barre MT 6,6 KV. Son rôle est d'alimentée le
système de démarrage de la turbine à gaz
(Convertisseur statique de fréquence CFS).
Mode de refroidissement : ONAN
4- Transformateur auxiliaire TG11/12
Ce transformateur dont la puissance est de 2 MVA reçoit de l'énergie
électrique de la barre MT 6,6 kV.
Son rôle est d'alimenter les auxiliaires de la TG à partir de la barre
basse tension BJA.
Mode de refroidissement : ONAN
5- Transformateurs services généraux
Ces transformateurs de type sec a refroidissement par air et dont la
puissance est de 2 MVA reçoivent l'énergie électrique de la barre
MT 6,6 kV .
Leur rôle est d'alimenter les auxiliaires généraux de la centrale (BOP)
à partir de la barre BT 400V (19BFA/BFB/BFE).
6- Transformateurs d'isolement

Ces transformateurs de type sec a refroidissement par air et dont la

puissance est de 630 KVA reçoivent l'énergie électrique de la barre
BT 400V (19BFA/BFB).
Leur rôle est d'alimenter les auxiliaires généraux de la centrale (BOP)
à partir de la barre BT 400V (19BFC/BFD).

11- Poste HT :

L'avant-poste 220 kV est intermédiaire entre la centrale et le poste
d'interconnexion de AIN BEDA existant, situé à 6 km de la centrale.
L'avant-poste 220 kV est composé :
D’une travée ligne constituée d'un sectionneur de ligne et d'un
sectionneur de terre.
De deux travées transformateur constituées chacune d'un
sectionneur de ligne, d'un disjoncteur et de deux sectionneurs de
terre.

12- Système de protection contre l’incendie :

Système CO2 :
Système d’extinction au CO2 pour la protection du bloc thermique
de la TG (compartiment TG et échappement), 14 bouteilles de CO2
placées dans la salle machine pour alimenter ce circuit.
Système d’eau d’incendie :
Les postes d'incendie intérieurs sont prévus pour la protection
contre les incendies à l'intérieur des bâtiments. En cas d'incendie, les
opérateurs doivent utiliser l'équipement eux mêmes. Il existe dans le
local de l’incendie :

 Une pompe jockey pour garder la pression de circuit.

 Une pompe électrique principale (démarre quand la pression <
8,8 bars).
  Une pompe électrique principale (démarre quand la pression < 8
bars).
 Une pompe (moteur diesel) (démarre quand la pression < 7,7
bars).
 Les bouches d’incendie réparties dans la centrale prés de chaque
local.
 La bâche de l’eau d’incendie est de 2700 m3

Poste de commande :
Le poste de commande est l’interface homme-machine entre la
turbine et l’opérateur. L’opérateur commande le processus en
entrant ses données via le poste de commande et reçoit en retour la
situation instantanée de la procédure.
 Consignateur :
Le consignateur est une partie intégrante du poste de commande et
fonctionne pendant toute la phase de fonctionnement de la TG.

Poste de commande OS (Station Opérateur) :

L’exploitation et la surveillance des zones fonctionnelles principales
de l’usine sont exécutées sur les postes de commande. Les fonctions
exploitations sont réalisées dans l’OS :
 Exploitation.
 Contrôle.
 Surveillance.

Le système de commande est disposé sur les sites suivants :

 Salle de commande centrale.

 Salle des équipements électroniques.
 Salle des équipements électroniques décentralisée pour les TG.

La salle de commande centrale contient :

 Le panneau d’urgence avec bouton poussoir de déclenchement

 La station opérateur.
 La station ingénierie.
 Les imprimantes.

La salle des équipements électronique contient :

  l’armoire de réseau pour le réseau de contrôle commande et
de centrale.
 La station BOP/EL.

Structure de l'automatisation :
Les fonctions de commande des procédés sont hiérarchiquement
structurées :

 Le niveau de commande le plus bas est un niveau à simple

commande. Il comprend les fonctions départ, arrêt, protection
et verrouillage des équipements.
 Le niveau de commande de groupe représente le premier
niveau de l'automatisation. Il effectue toutes les tâches de
démarrage et d'arrêt automatique des groupes liés au procédé.
 Le niveau d'automatisation des procédés est le niveau
automatique des programmes de démarrage et d'arrêt pas à
pas (séquenceur) des procédés correspondants:
- Turbines à gaz avec le système d'automatisation
EGATROL®
- BOP (Balance of Plant and Electrical)
Accès aux interfaces utilisateur :
Le système Advant Power contrôle toutes les zones fonctionnelles
principales des tâches de commande en boucle ouverte et en boucle
fermée. Les turbines à gaz peuvent être exploitées localement à
partir du module A1 des TG, à l’aide de l'équipement suivant
  Station d’opérateur OS
 Boutons-poussoirs de déclenchement de sécurité.
Où la centrale peut être exploitée depuis la salle de commande à
l’aide de l’équipement suivant:

 Station d’opérateur OS
 Système de gestion de l’information IMS (visualisation sur OS)
 Boutons-poussoirs de déclenchement de sécurité.

Poste de commande OS :

L'exploitation et la surveillance des zones fonctionnelles
principales de l'usine sont exécutées sur les postes de commande.
Les postes de commande assurent :

 la présentation sur des moniteurs des informations relatives au

procédé et au système de contrôle commande
 la gestion des instructions et des dialogues, à l'aide de la souris,
de la boule de commande et du clavier.
L'état du procédé est surveillé sur écran par les affichages suivants:

 La structure des affichages graphiques du procédé est

l'affichage hiérarchique donnant une vue d'ensemble avec
accès aux affichages spécifiques du procédé.
 Les affichages graphiques de vue d’ensemble sont les images
affichées des sections ou des zones du procédé, par exemple la
turbine à gaz 1 et 2. Ces affichages permettent une exploitation
 et une surveillance superposées, notamment les fonctions de
point de consigne, de présélection et de séquence de groupes.
 L'affichage graphique des procédés représente les affichages
spécifiques des applications. Les valeurs et états des objets tels
que les points de consigne des régulateurs, les séquences, les
points de mesure, les systèmes de commande, etc., sont
représentés d'une manière dynamique.
 L'affichage des objets individuels représente toutes les
informations disponibles sur ces objets, par exemple MV,
boucle PID, etc.
 Les listes d'événements et d'alarmes indiquent les
enregistrements les plus récents des événements et alarmes
qui ont eu lieu lors des opérations et dans le procédé. Elles
comprennent aussi les actions des opérateurs.
 Courbes de tendance, stockées dans le système de commande.
 Listes des états des objets satisfaisant à des critères spécifiés,
par exemple tous les signaux d'entrée bloqués, récapitulatif de
tous les objets, avec alarmes sans accusé de réception, etc.

Gestion de l’information IMS :

L’IMS est une station d’information et de gestion de la centrale.
Aucune opération n’est exécutée de cette interface L’IMS affiche les
informations suivantes:
  Evénements du procédé, l’historique des alarmes avec
possibilité d’affichage filtré selon des critères tels que le temps,
la section de procédé, la raison de l’événement, etc. Ces
informations sont aussi affichées sur l’OS.
 Historique sur le procédé sous forme de tableaux, aussi affichés
sur l’OS.
 Les rapports IMS Advant power comprennent:
- Les rapports de bilan par équipes, par jour, par semaine
et par mois
- Les rapports de valeurs instantanées des signaux
binaires et analogiques
- Les rapports d’entretien (maintenance) comprenant le
temps d’opération et le nombre de changement
d’équipe.
 L’historique des données et événements permettent
ultérieurement une analyse après déclenchement.
L’historique d’événement, de procédé et les affichages de rapports
sont également représentés sur l’OS.

Boutons-poussoirs de déclenchement de sécurité

Pour l'arrêt d'urgence de la GT, un bouton-poussoir de
déclenchement de sécurité est prévu sur l'armoire EGATROL.

Diagnostic du système de commande

 Pour compléter les informations relatives à l'exploitation, le
système Advant Power possède une fonction de diagnostique
automatique continu, présenté sous forme d'affichages graphique et
de listes d'alarmes dans tous les OS. L'information est
essentiellement destinée à la maintenance, et permet de vérifier le
bon fonctionnement et de localiser rapidement les
dysfonctionnements du système.

Station d’ingénierie
La station d'ingénierie d’ES 100 se fonde sur des ordinateurs
portables et Windows. Elle contient l'AdvaBuild permettant la
configuration, la programmation, la documentation des applications,
les essais et la mise en service de l’Advant Controller 450 et de
l'Advant Controller série 160.

RÉGULATION :
Les modes de régulation peuvent être divisés en régulation en
boucle fermée et régulation en boucle ouverte.
La régulation en boucle ouverte couvre différents groupes de
fonction concernant principalement les systèmes d’huile et les
événements intervenant dans la phase de démarrage comme :

 FG Séquenceur TG
 FG Rotation forcée du rotor
 FG Huile lubrifiante
  FG Huile motrice
 FG Eau de refroidissement
 FG Dispositif de démarrage
 FG Excitation
 FG Allumage
La régulation en boucle fermée couvre les cinq modes de régulation
de la turbine à gaz en fonction des exigences opérationnelles :
 Régulation du démarrage
 Régulation de la vitesse
 Régulation de la charge
 Réponse en fréquence
 Contrôle de la température
Régulation du démarrage :
La fonction initiale du régulateur de démarrage est d’accélérer la
turbine à gaz depuis l’allumage jusqu’à une vitesse prédéfinie proche
du régime de veille du rotor (vitesse de régulation min.). La
planification d’accélération du rotor est une fonction du débit de
combustible par rapport à la vitesse. Le régulateur de démarrage
règle également les vannes de régulation sur la position de course
d’allumage (prédéfinie).
Régulation de la vitesse :
 La régulation de la vitesse prend le relais du régulateur de
démarrage à la vitesse de régulation min. et accélère uniformément
la turbine à gaz jusqu’à la vitesse de synchronisation.
Le régulateur de vitesse est actif en régime de veille et régule la
vitesse nominale jusqu’à ce que l’unité soit synchronisée ou éteinte.
Régulation de la charge :
La régulation de la charge est active lorsque la TG est connectée
au réseau. Valeur de charge requise. Le régulateur de charge prend
ensuite cette valeur et la convertit dans la puissance commandée. Le
débit de combustible est ensuite modifié jusqu’à ce que la puissance
commandée soit atteinte. Des ajustements supplémentaires sont
effectués automatiquement pour compenser une modification des
conditions ambiantes.
La TG peut être utilisée de la charge minimale à la puissance
maximale du générateur. La charge minimale est spécifiée pour
éviter que le relais inverseur n’ouvre le disjoncteur du générateur. La
puissance maximale du générateur peut être sélectionnée, mais la
charge possible actuelle peut être restreinte par le régulateur de la
température limite.
La régulation de la charge spécifie également le taux (gradients)
auquel la TG est chargée et déchargée.
Réponse en fréquence :
La réponse en fréquence correspond à la variation automatique
de la charge de la TG afin de maintenir l’équilibre entre l’énergie
électrique produite et l’énergie électrique consommée dans le
réseau. La modification de charge est proportionnelle à la déviation
de fréquence nominale mesurée.
La modification de charge initiée par le fonctionnement de la
réponse en fréquence est superposée à la valeur de consigne de
charge entrée par l’opérateur.
Le fonctionnement en réponse en fréquence est désactivé
automatiquement pendant la séquence de déchargement de
protection (délestage de la charge de protection / délestage de la
charge de protection et arrêt d’urgence), en cas de délestage, si un
arrêt d’urgence est lancé ou pendant la séquence d’arrêt.
La plage de fonctionnement de la réponse en fréquence est comprise
entre la charge min. de réponse en fréquence et la charge de base ou
la charge de crête si applicable pour le fonctionnement au gaz
combustible.
Si la réponse en fréquence n’est pas sélectionnée, la turbine à gaz ne
réagit pas aux variations de la fréquence du réseau.
Régulation de température :
La régulation de la limite de température est utilisée pour
garantir que les températures dans la TG (température après turbine
et température à l’entrée de la turbine) ne dépassent pas les limites
admissibles.
La régulation de la température prend le contrôle du débit de
combustible si le seuil de température est approché pendant le
fonctionnement.

1. Régulation limite de la température à l’entrée de la turbine :

Dans la plage de fonctionnement régulée par la température à
l’entrée de la turbine, la TG fonctionne à une température d’entrée
(mixte) de la turbine prédéfinie, que ce soit en charge de base ou en
charge partielle. Lors du fonctionnement en charge de base et en
charge partielle avec une puissance relative élevée, la température à
l’entrée de la turbine correspond à la charge de base à la
température à l’entrée de la turbine.
Lors du fonctionnement au gaz à des températures inférieures à 15
°C, la TIT de consigne doit être réduite afin de maintenir constante la
température de flamme dans la chambre de combustion et de
réguler, parconséquent, le niveau de NOx.
Lors du fonctionnement à l’huile, la TIT est réduite selon les rapports
eau/combustible.
2. Régulation limite de la température après turbine :
La température après turbine peut atteindre sa valeur maximale
(température après turbine max.) en fonction des conditions
ambiantes et de la charge de la turbine à gaz. Le
système EGATROL régule la course de la vanne de régulation du
combustible et la position angulaire des aubes directrices d’entrée
variables en suivant ce principe.

Régulation du NOx :
Les émissions de NOx sont garanties dans une plage de
température comprise entre 0,5 °C et 41,8 °C. Les émissions de NOx
ne posent un problème que lorsque la température ambiante est
inférieure à 15 °C. Pour atteindre le niveau d’émission garanti en
dessous de cette température, la TET doit être réduite afin de
maintenir constante la température de flamme dans la chambre de
combustion et de réguler, par conséquent, le niveau de NOx.

Interfaces utilisateur :
Vue générale d’un turbine gaz combustible

Fioul/eau huile
lubrifiante

Temperature echappement
Conclusion :

Dans ce stage pratique, nous avons effectué une étude pratique

détaillé sur la centrale électrique de F’KIRINA et le fonctionnement
des turbines à gaz de type GT13E2.

Notre visite sur le terrain nous a permis de connaître les différentes

parties techniques de l’usine ainsi que les différentes unités Et
comment générer de l'électricité et la connecter au réseau national.