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II. 2 Le rôle des compresseurs LD
Le transfert de chaleur vers le GNL dans les citernes cargaison pendant les opérations commerciales et pendant le voyage, génère l’évaporation naturelle du gaz (Boil-Off). Cette évaporation doit être évacuée pour éviter l’augmentation de la pression des cuves et éviter d’endommager le système de confinement (membranes) très sensible à la variation de pression. La pression […]
1) Chaine gaz :
Le boil-off dans les citernes cargaison quitte ces dernières via les dômes gaz vers le collecteur vapeur. Il est alors dirigé vers l’un des compresseurs LD après être passé à travers un séparateur de gouttelettes (Demister) pour éviter tout entrainement de liquide qui pourrait endommager le compresseur. Les navires méthaniers sont équipés de deux compresseurs […]
2) Régulation de charge :
La position des aubes variables du diffuseur au refoulement du compresseur LD est automatiquement régulée par le système de contrôle pour maintenir une pression constante dans les citernes cargaison. Dans les conditions normales, la boucle de contrôle du compresseur LD maintient la pression requise dans les cuves. Si la pression dans les cuves augmente au-dessus […]
II. 3 Démarrage et variation de vitesse du moteur électrique
Chaque compresseur est entrainé par un moteur électrique asynchrone triphasé. Sur la nouvelle génération des méthaniers, les moteurs électriques sont alimentés en haute tension 6600 Volts ou 440 Volts, la puissance de certains moteurs électriques dépasse 1MW sur les grands navires. Lors du démarrage d’un compresseur, l’appel de courant sur le réseau est important et […]
1) Démarrage par convertisseur de fréquence :
C’est un mode de démarrage performant utilisé pour contrôler et faire varier la vitesse. Il permet entre autre : – de démarrer des charges de forte inertie, – d’optimiser la consommation d’énergie électrique en fonction de la vitesse sur les turbomachines. Ce type de démarrage fait partie de principaux types de variateurs électroniques (soft starter) […]
2) Démarrage de moteurs à enroulements partagés “part winding” :
Utilisé pour certains compresseurs HD, avec une vitesse de rotation fixe, ce type de moteur comporte un enroulement statorique dédoublé en deux enroulements parallèles avec six ou douze bornes sorties. Il est équivalent à deux “demi moteurs” d’égale puissance. Au démarrage, un seul “demi moteur” est couplé en direct sous la pleine tension du réseau, […]
3) Démarrage triangle double étoiles ∆∕YY :
Il Utilise un moteur à enroulements partagés, et offre deux vitesses de rotation : petite vitesse et grande vitesse. Ce type de démarrage est utilisé pour les compresseurs LD double étages. Une petite vitesse, couplage triangle série Une grande vitesse, couplage étoile parallèle Page suivante : CHAPITRE III : SECURITES ET GESTION DES ALARMESRetour au […]
CHAPITRE III : SECURITES ET GESTION DES ALARMES
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III. 1 Pompage
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1) Phénomène de pompage :
Le pompage est défini comme le point de fonctionnement au cours duquel la hauteur de compression maximale et le débit minimum sont atteints. Le compresseur perd sa capacité à maintenir la pression lorsque le pompage survient et l’ensemble du système devient instable. Dans des conditions normales, le compresseur fonctionne à la droite de la ligne […]
2) Le système anti-pompage :
Le pompage des compresseurs centrifuges et les systèmes anti-pompages ont fait l’objet de nombreux écrits. Un des aspects important du système anti-pompage est la conception du système de compression, en particulier les conduites en amont et en aval du compresseur. La plupart des systèmes anti-pompages sont capables d’éviter le pompage dans des conditions normales d’exploitation. […]
III. 2 Sécurités et alarmes
Le système de contrôle et de supervision IAS (Integrated Automation System) à bord est constitué de plusieurs CPU (Control Precessor Unit) qui sont des calculateurs (automates). Leur rôle est l’acquisition de données transmises par les différents capteurs installés sur une installation, la régulation et la détection d’alarmes. La communication entre l’automate, les capteurs et les […]
1) Barrières intrinsèques :
La Directive ATEX 94/9/CE est devenue obligatoire le 1er Juillet 2003 et remplace les anciennes directives : 76/117/CEE, 79/196/CEE, 97/53/CEE et 83/130. Elle exige des barrières intrinsèques sur les installations à atmosphère explosive. On peut rencontrer deux types de barrières : les barrières à diode zener et les barrières à transformateur isolé (Isolation galvanique). Les […]
2) Sécurités et alarmes :
Les capacités de calcul des microprocesseurs ainsi que des circuits dédiés ont permis de réaliser des algorithmes de commandes extrêmement performants et en particulier, la reconnaissance des paramètres du compresseur. A partir de ces informations, l’automate gère les rampes de montée ou de descente en pression des cuves, l’asservissement de vitesse, la limitation de courant, […]
Conclusion
Durant ces dernières années l’évolution technologique sur les navires méthaniers n’a pas cessé d’améliorer les systèmes à bord. Le passage au diesel électrique sur les navires commandés début 2002 par Gaz de France aux Chantiers de l’Atlantique constitue une première mondiale et une véritable rupture technologique. Cela a été rendu possible par l’expérience acquise en […]
Bibliographie
Les éléments suivants ont servis à élaborer ce mémoire : • “Centrifugal compressors: basic guide” by Dr Meherwan P.Boyce • « Le transport des hydrocarbures liquides et gazeux par canalisation » par Jacques Vincent-Genod • « Physique industrielle des fluides: notions fondamentales et applications » par Michel Lagière • “Oil and gas companies directory” by […]
Annexe 1: L’augmentation de la capacité du transport des navires méthaniers
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Annexe 2: Les métaux cryogéniques utilisés pour la tuyauterie sur les méthaniers
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Annexe 3: Diagramme enthalpique de GNL
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Annexe 4 : Compresseur LD à 2 étages
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Annexe 5 : Multiplicateur de vitesse d’un compresseur HD
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Annexe 6 : Structure, composants des démarreurs et variateurs électroniques
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Annexe 7 : Caractéristiques d’un compresseur HD et LD du LNG/C EXQUISITE de 150 900m3
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Annexe 8 : Alarmes et sécurités du compresseur LD de LNG/C EXQUISITE
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LES COMPRESSEURS A GAZ A BORD DES NAVIRES METHANIERS
LES COMPRESSEURS A GAZ A BORD DES NAVIRES METHANIERS
Auteur : Jamal ABAOUZ
Année de publicatoin : 2012
Mémoire préparé sous la direction de : Caroline PONS
MÉMOIRE TECHNIQUE DE FIN D’ÉTUDES
présenté pour l’obtention du Diplôme
d’Études Supérieures de la Marine Marchande
ECOLE NATIONALE SUPÉRIEURE MARITIME
Abstract:
Centrifugal compressors are widely used onboard LNG carrier, the oil and gas industry, and are booming increasing demand in the wave of recent soaring crude oil and natural gas prices. Reduction of life cycle costs is a key issue for compressors used in this application, which are required to have high efficiency, high reliability and […]
Résumé:
Les compresseurs centrifuges sont largement utilisés sur les navires méthaniers et dans le secteur pétrolier et gazier. Ils connaissent un essor important du fait d’une demande croissante surfant sur la vague des besoins en pétrole brut et de la récente flambée des prix du gaz naturel. La réduction de leurs coûts d’exploitation durant leur cycle […]
Remerciements
Je tiens à remercier vivement M. POHLER de la société Cryostar qui m’a fourni de nombreux supports et dossiers afin de mener à bien cette étude. Je remercie ensuite ma tutrice Madame PONS pour sa disponibilité, ses conseils et son écoute. Je remercie également mon épouse Isabelle, mes frères et sœurs pour leur soutien moral […]
Introduction
Le gaz naturel est une source d’énergie de plus en plus utilisée dans le monde. L’existence d’importantes réserves mondiales et ses avantages environnementaux en ont favorisé l’essor, notamment dans des secteurs à forte valeur ajoutée comme les industries de précisions, la production d’électricité. Son coût technique de production, de traitement et de transport constitue cependant […]
CHAPITRE I : EVOLUTION ET PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT
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