Analyse 4E (énergie-exergie-économique-environnementale) d'une centrale à turbine à Gaz

Abstract

Ce travail présente une analyse 4E (Energie-Exergie-Economique-Environnementale) de la turbine à gaz, qui est devenue largement utilisée dans divers domaines, notamment dans les domaines de l’industrie et de la production d’électricité. Nous avons choisi une turbine à gaz GE MS5002C fonctionnant selon le cycle simple, ensuite, nous avons étendu notre étude à deux autres configurations (avec régénération et avec efroidissement intermédiaire). Basé sur le premier et le deuxième principe de la thermodynamique, nous avons accompli une analyse énergétique et exergétique de ces trois configurations, et à l'aide des corrélations empiriques, nous avons effectué une analyse économique. D'autre part, et sur la base de la combustion stoechiométrique, la quantité d’émissions de CO2 a été évaluée comme indicateur principal dans les performances environnementales. En outre, les effets de la température ambiante, de la température de combustion, et du taux de compression sur les performances de ces systèmes ont été pris en compte. La confrontation des résultats de simulation aux données réelles de la turbine à gaz GE MS 5002C montre que notre modèle est bien adapté pour la modélisation et la simulation de ce type des centrales. De plus, Les résultats indiquent que l’augmentation de la température ambiante a un effet négatif sur les performances, alors que l’augmentation de la température de combustion influence positivement sur le rendement énergétique, éxergétique et la puissance nette, mais elle se provoque une augmentation de la quantité de carburant consommée, donc, une augmentation d’émission de dioxyde de carbone. En utilisant la configuration avec refroidissement intermédiaire, les centrales semblent être plus technico-économiques, mais du point de vue environnemental, cette configuration est moins efficace.