nettoyage de 4 générateurs de vapeur à récupération de

Bulletin technique
‘Pre-commission’ nettoyage de 4 générateurs de vapeur à récupération de chaleur
(GVRC) en Egypte
Numéro de série : 2010/04
Centrale électrique à cycle combiné
Une centrale électrique à cycle combiné dispose de deux
turbines. La première est une turbine à gaz, qui est
actionnée, par exemple, par la combustion de gaz naturel.
La deuxième est une turbine à vapeur, qui est actionnée par
la vapeur produite par la chaleur résiduelle des gaz
d’échappement de la turbine à gaz (voir illustration). Les
deux turbines actionnent un générateur qui produit de
l’électricité.
Le rendement électrique de cette installation est bien plus
élevé (env. 60 %) qu’avec une seule turbine.
Photo 2
Illustration du principe de cycle combiné 1
La partie où la vapeur est produite pour actionner la
turbine à vapeur est appelée « Générateur de Vapeur à
Récupération de Chaleur (GVRC) », voir photos 1 et 2. En
général, un GVRC se compose de trois sections : LP (Low
Pressure), IP (Intermediate Pressure) et HP (High Pressure).
Chaque section dispose d’un cylindre à vapeur et d’une
section d’évaporation, où l’eau est transformée en vapeur.
Cette vapeur passera par les sections du surchauffeur où la
température de la vapeur est augmentée avant qu’elle
n’arrive dans la turbine à vapeur.
Projet en Egypte
En Egypte, deux centrales électriques à cycle combiné
(“Combined Cycle Power Plants”) sont construites : une à Sidi
Krir (env. 30 km à l’ouest d’Alexandrie) et une à Mahmoudiya
(El Atf) (au nord-ouest du Delta du Nil). PGESCO a construit ces
deux centrales pratiquement à l’identique. PGESCO est une
« joint venture » du Ministère de l’Électricité et de l’Énergie
(Egypte), de Bechtel Power Corporation (VS) et d’une banque
(Commercial International Bank of Egypt). Chaque centrale est
équipée de deux turbines à gaz de 250 MW (mégawatts). Les
gaz d’échappement de chaque turbine sont dirigés vers un
GVRC propre. Une turbine à vapeur de 250 MW est actionnée
avec la vapeur des deux GVRC. La capacité nette est donc de
750 MW.
Les GVRC pour les deux centrales ont été conçus, livrés et
construits par la firme néerlandaise NEM. Avant leur mise en
service, ils subissent généralement un nettoyage chimique. Ce
nettoyage est appelé ‘pre-commission cleaning’. Les
impuretés à éliminer sont composées de particules
indépendantes (par ex. sable), de graisse, d’huile, de rouille
volante et d’une couche d’oxyde. Après le ‘pré-commissioning’
nettoyage, le côté « eau » du GVRC sera blanc métallisé et
entièrement passivé. Au moment de la mise en service du
GVRC, une couche de magnétite se formera du côté de l’eau
pour protéger le matériau contre la corrosion.
Vecom Cleaning Manual
NEM a demandé à Vecom d’effectuer le nettoyage
chimique des quatre GVRC. Pour ce faire, Vecom a créé
deux Cleaning Manuals (un pour chaque site) en
collaboration avec NEM. Un Cleaning Manual est une
marche à suivre qui décrit l’ensemble du nettoyage
Photo 1
chimique. Grâce à des P&ID détaillés (Piping and
Instrumentation Diagrams, dessins), on détermine avec
précision les parties du GVRC qui doivent être nettoyées et
les schémas à suivre pour ce faire. C’est ce qu’on appelle
l’Engineering. En outre, l’ensemble de la procédure
chimique est décrite dans ce manuel. Pour la mise au point
des Cleaning Manuals, deux visites de Vecom et NEM aux
sous-traitants égyptiens ont été nécessaires. De plus,
Vecom et NEM ont eu plusieurs réunions pour les
différentes mises au point.
Procédure chimique
Actuellement, de nombreux GVRC sont nettoyés en Europe
avec de l’acide fluorhydrique (HF). Le HF est toutefois un
acide toxique qui peut provoquer de graves brûlures. Pour
cette raison, les quatre GVRC en Egypte ont été nettoyés
suivant la méthode de l’acide citrique. Le nettoyage
chimique avec de l’acide citrique inhibé constitue une
bonne alternative. Cependant, une température élevée (80
à 90 °C) est nécessaire pour dissoudre correctement les
oxydes de fer. Cela peut se compenser en partie par l’ajout
de bifluorure d’ammonium. Il est alors possible de procéder
au nettoyage à une température inférieure.
La méthode de l’acide citrique
Le nettoyage chimique à l’acide citrique comprend les
étapes de nettoyage suivantes :
• Pré-rinçage à haute vitesse pour éliminer toutes les
particules indépendantes (par ex. sable).
• Phase de dégraissage : les taches d’huile et de graisse
sont dissoutes avec un détergent.
• Phase de décapage : l’inhibiteur et l’acide citrique sont
dosés avec le liquide de dégraissage. Ensuite, le
bifluorure d’ammonium est dosé et le pH est légèrement
augmenté avec de l’ammoniaque pour rendre la solution
moins agressive. Plusieurs paramètres sont analysés en
permanence pendant le décapage pour déterminer le
déroulement du nettoyage. La teneur en fer et la
concentration en acide citrique donnent une idée du
déroulement du nettoyage. S’ils sont stables, la phase de
décapage est terminée (voir graphique 1).
• Phase de rinçage à haute vitesse pour éliminer les restes
d’acide.
• Éliminer la rouille volante : la rouille formée pendant le
drainage et le rinçage est éliminée avec une solution
d’acide citrique faiblement concentrée.
• Passivation : la solution d’acide citrique est neutralisée
avec de l’ammoniaque jusqu’à un pH élevé. La
passivation commence avec l’ajout d’un oxydateur. Lors
de la passivation, la surface du fer réactif est oxydée
jusqu’à obtenir une couche de Fe2O3 uniforme
(temporairement stable).
concentration du fer
% acide citrique
% acide citrique
Concentration du fer (mg/l)
Graphique 1 : Phase acide
Toutes les eaux résiduelles sont recueillies dans un
réservoir temporaire avant d’être évacuées avec des
camions-citernes vers une usine locale de traitement. La
méthode appliquée par Vecom en Egypte génère beaucoup
moins d’eaux résiduelles qu’un nettoyage conventionnel.
Après le nettoyage
Après le nettoyage, les GVRC ont été inspectés par PGESCO,
NEM, Vecom et l’utilisateur final (client). Les quatre GVRC
ont été immédiatement approuvés. Tous les cylindres à
vapeur ont une surface blanche métallique. Les taches de
graisse et les oxydes de fer ont été entièrement dissous.
Voir photos 3 et 4 pour le résultat du nettoyage.
Avant le nettoyage
Photo 3
Après le nettoyage
Photo 4
Des soufflages sont réalisés après le nettoyage chimique.
Les parties qui n’ont pas été nettoyées chimiquement sont
alors débarrassées des particules indépendantes (sable) et
des oxydes. Dans le cas contraire, ces impuretés pourraient
endommager les pales de la turbine.
À Mahmoudiya, les deux GVRC sont déjà prêts pour les
soufflages (voir photo 2 à la page 1 ci-dessus).
Auteur : L. Vroon (chef de laboratoire)
Des réactions et/ou des questions ? E-mail : [email protected]
www.vecom-group.com
Source : 1) www.mpoweruk.com
Temps de nettoyage (heures)