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Paramètres réduisant l’efficacité du condenseur

Le maintien d’un bon vide au condenseur est important pour le rendement de l’installation. Un bon rendement n’est pas seulement source d’économie mais évite également une production indue de CO2.

Fonctionnement normal

En fonctionnement normal, la pression au condenseur varie en fonction de 2 paramètres :

  • Augmentation du débit vapeur, plus le débit massique de vapeur à condenser est important, plus il y a de molécules de vapeur à condenser et plus la pression de vapeur augmente.

Salissures

  • Salissures : L’eau qui parcourt le condenseur est souvent issue directement du milieu naturel, rivière ou mer. Il se forme alors un agrégat très fin de micro-organismes que l’on appelle le biofilm ou voile biologique Ce voile forme une résistance thermique. En fonction de la composition de l’eau, des boues peuvent également s’accumuler en un temps variable.

Augmentation de la pression des incondensables :

  • Entrées d’air : un mauvais fonctionnement des dispositifs d’étanchéité des parties basse pression de la turbine, des joints non étanches au niveau de brides de robinetterie du poste d’eau voire des trous dans les parties basse pression du contournement de démarrage de la turbine peuvent produire un débit de gaz incondensables supérieur à celui que les pompes à air peuvent évacuer. Cet air forme empêche la condensation sur une partie des tubes d’eau, ce qui revient à diminuer la surface d’échange. Il en résulte une augmentation de la température de condensation et donc de la pression de vapeur.
  • Perte efficacité pompes à air : Tout ce passe comme dans le cas de l’entrée d’air, de l’air s’accumule et empêche la condensation sur une partie des tubes.
  • Entraînement de vapeur supplémentaire vers les pompes à air : Les pompes à air extraient du condenseur un mélange d’air et de vapeur. Afin de limiter la quantité de vapeur,le refroidisseur d’air est muni de tôles ( ce qui fait qu’on nomme cette partie "niche à chien"). Une perforation de ces tôles provoque une augmentation de la proportion air/vapeur vers l’aspiration des pompes à air diminue leur efficacité.

Apport de vapeur parasite

  • Fuite de vapeur : dans certaines installations, les premiers réchauffeurs sont situés à l’intérieur de la manchette du condenseur. Ce supplément de vapeur à condenser provoque une élévation de la pression de vapeur.
  • Purges : le condenseur reçoit l’eau en provenance de purges utilisées lors du démarrage. En régime établie ces purges sont fermées. Si la robinetterie n’est pas étanche, de l’eau chaude ou de la vapeur pénètre dans le condenseur. L’apport d’énergie et de masse provoque une augmentation de la pression de vapeur et de la température de condensation.

Défaillances du circuit d’eau de refroidissement

Toutes les causes suivantes vont provoquer une augmentation de la température de condensation et donc de la pression de vapeur.

  • Dégradation de la pompe de circulation : Une usure de la ou des pompes de circulation va provoquer une diminution du débit d’eau de refroidissement.
  • Dégradation des galeries : l’accumulation de coquillages, la dégradation du revêtement, peuvent causer une augmentation des pertes de charges et diminuer le débit d’eau de circulation.
  • Les salissures dans les tubes provoquent une augmentation des pertes de charge et donc une diminution du débit d’eau de refroidissement.
  • Désamorçage partiel du condenseur : Le condenseur est la partie haute du circuit hydraulique. Il constitue un siphon. Si il y a présence d’air en partie haute des boites à eau, une partie des tubes n’est pas parcourue par l’eau de refroidissement.
  • Marée : pour les centrales en bord de mer, la marée basse peut influencer le débit d’eau de circulation, soit par désamorçage partiel du condenseur, soit par diminution du débit à cause de la baisse de hauteur d’eau à l’aspiration de la ou des pompes de circulation.

Modification du cycle thermodynamique

  • Augmentation de la vitesse restante : Des variations des paramètres de fonctionnement de la turbine ( pression admission, température admission ) et débit vapeur peuvent modifier la ligne de détente de la turbine. Si cela conduit la vapeur à avoir une vitesse supérieure à la vitesse optimale, cette énergie cinétique produit une augmentation de la pression et de la température du condenseur.
  • Dégradation de la qualité de vapeur à l’admission. Le constructeur fourni des courbes de fonctionnement du condenseur en fonction du débit vapeur. Si l’enthalpie massique de la vapeur diminue, par exemple par baisse de pression ou de température, le débit nécessaire pour produire la puissance demandée va augmenter. Cette masse supplémentaire de vapeur à condenser provoque une augmentation de la pression de vapeur et de la température de condensation.
  • Augmentation de la pression condenseur : toutes les causes décrites ci-dessus, provoquent une augmentation du débit vapeur due à l’action de la régulation de puissance du groupe. Cette augmentation du débit vapeur provoque à son tour une augmentation de la pression.

Pour le dire autrement,"plus le vide est mauvais, plus le vide est mauvais"

Conclusion

Les causes d’une dégradation du vide au condenseur sont donc multiples et il est parfois difficile de les discriminer.

Le condenseur


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Alain Duparquet, conducteur en centrale électrique.

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