Brevet FR2100636A1 — publié le 19720324

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour faire fonctionner un compresseur applicable à des installations de turbines à gaz; dans lesquelles, pour augmenter la puissance du compresseur, ou de l'installation de turbine à gaz équipée du compressetir, itair aspiré par le compresseur est refroidi dans une installation frigorifique à sorption fonctionnant par les chaleurs perdues. Il est connu que la compression isotherme conduit à la dépense de travail minimale. Pour adapter le processus réel de compression au changement d'état isotherme, il est courant d'équiper le compresseur d'un système de refroidissement intérieur direct (refroidissement par jaquette) ou de réfrigérants intermédiaires. Cela présente l'inconvénient que la chaleur latente de l'agent réfrigérant (eau, air) reste sou- wnt inutilisée. I1 est déjà connu, dans les installations de turbines à gaz à un arbre ou à plusieurs arbres, fonctionnant selon leprocédé ouvert à pression égale, et présentant au moins un compresseur, une chambre de combustion et une turbine, de refroidir à titre intermédiaire l'air précomprimé dans le compresseur de turbine à gaz à l'aide de l'éva- porateur d'une machine frigorifique à sorption et de chauffer le bouilleur de la machine frigorifique à sorption avec les gaz d'échappement de la turbine à gaz. Cette construction de l'instrla- tion de turbine à gaz a pour inconvénient que la chaleur perdue de la turbine à gaz n'est plus pleinement utilisable pour d'autres buts, par exemple dans une chaudière à chaleur d'Q- chappement connectée à la suite. On connais des procédés pour augmenter la puissance d'une installation de turbine à gaz, dans lesquels on procède à des injections d'eau ou d'eau et de méthanol dans le compresseur. De ce fait, il se produit une di minution de la température de l'air aspiré accompagnée d'une augmentation de puissance de la turbine à gaz. L'inconvénient de ce procédé est que l'augmentation de puissance est très limitée et, que d'autre part, des particules d'eau entrainées par l'air aspiré peuvent provoquer des phénomènes d'érosion sur les aubes du compresseur. Le but de l'invention est, pour augmenter le rendement des compresseurs, en particulier pour les installation de turbines à gaz, avec refroidissement de l'air aspiré par une installation frigorifique à sorption fonctionnant au moyen des chaleurs perdues, de fournir un procédé et un dispositif pour son application, dans lequel les défauts signalés dans les procédés connus n'existent pas. L'invention a pour objet de constituer le procédé et le dispositif pour son exécution pour des cpmpresseurs ou pour des installations de turbine à gaz équipées de compresseurs, de façon que les chaleurs perdues de l'installation soient utilisées aussi bien que possible. L'invention concerne, à cet effet, un dispositif du type ci-dessus caractérisé en ce que, pour le refroidissement de l'installation frigorifique par sorption refroidissant l'air aspiré ou l'air comprimé d'un ou de plusieurs étages du compresseur, ou en tant qu'il est avantageux, l'air aspiré et l'air comprimé d'un ou de plusieurs étages du compresseur, on utilise la chaleur de compression du milieu comprimé (air,C02, hélium ou analogue). De la sorte, la chaleur de comsession, inutilisée précédemment, est amenée à une utilisation élevant le rendement du compresseur, et, éventuellement, de l'installation de turbine à gaz équipée de ce compresseur. D'autres caractéristiques de l'invention,favorisant le fonctionnement des compresseurs associés à des machines frigorifiques à sorption, résident en ce que l'évaporateur de la machine frigorifique à sorption a une construction amortissant le bruit d'aspiration de l'air du compresseur, et que le bouilleur (colonne de rectification) de la machine frigorifique à sorption et le réfrigérant intermédiaire du compresseur sont réunis dans un carter. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et du dessin annexé qui représente schématiquement un exemple de réalisation de l'invention. L'air atmosphérique est aspiré par l'étage de compresseur 1, dans la conduite d'aspiration duquel se trouvent un filtre 2, un évaporateur 3 d'une machine frigorifique à sorption et un amortisseur de bruit 4. De l'étage de compresseur 1, l'air comprimé pase par le bouilleur 5 de la machine à froid par sorption et un réfrigérant intermédiaire 6 d'un autre étage de compresseur 7, et de là vers une utilisation. L'évaporateur 3 est relié par une conduite d'agent réfrigérant 8 avec un absorbeur 9, d'où une conduite 10 pour la solution riche en agent réfrigérant passe par une pompe 11 vers le bouilleur 5, d'où premièrement la solution pauvre en agent réfrigérant passe par une vanne de réglage 12 vers l'absorbeur 9, et deuxièmement l'agent réfrigérant passe par une conduite 13, à travers un condenseur 14 et une vanne de réglage 15, vers l'évaporateur 3. Dans le bouilleur 5, la chaleur de compression est extraite utilement à de l'air comprimé dans l'étage de compresseur 1. Par le refroidissement de l'air aspiré par l'étage de compresseur 1, la puissance de l'installation de compresseur ou de l'installation de turbine à gaz équipée de cette installation se trouve renforcée. Grâce à l'invention,~si on n'exige pas une température finale de compression constante, le réfrigérant intermédiaire 6 prévu dans une compression à plusieurs étages peut être complètement supprimé, ou être considérablement diminué. Le refroidissement du milieu, gaz ou vapeur, aspiré dans le compresseur, présente l'avantage que l'humidité se trouvant dans ce milieu est déposée, et ainsi en même temps les particules de poussières liées à l'humidité du milieu sont réduites dans le milieu aspiré. Il en résulte que le salissement de l'installation est retardé et que l'installation fonctionne pendant une période plus longue avec un rendement plus favorable. Il est recommandé de donner à l'évaporateur 3 de la machine frigorifique à sorption une forme telle, par une disposition adéquate des tubes échangeurs de chaleur, par des tôles ajoutées ou éléments analogues, que le bruit d'aspiration de l'air du compresseur soit amorti, de sorte que l'amortisseur de bruit particulier 4 puisse être supprimé. De plus, il est avantageux de réunir en un carter unique le bouilleur 5 de la machine frigorifique à sorption et le réfrigérant intermédiaire 6 du compresseur. On peut aussi employer une machine frigorifique à sorption dans laquelle il y a uné colonne de rectification à la place du bouilleur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1' inven- tion. REVENDICÂTIONS 1 - Procédé pour faire fonctionner un compresseur, applicable à des installations de turbines à gasS procédé dans lequel l'air aspiré par le compresseur est refroidi par une machine frigorifique à sorption fonctionnant au moyen de la chaleur perdue, procédé caractérisé en ce qu'on fait lbnc- tionner la machine frigorifique à sorption avec la chaleur de compression du milieu comprimé (air, C02, hélium ou analogue). 2 - Dispositif pour la mise en application du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évaporateur de la machine frigorifique à sorption a une forme amortissant le bruit d'aspiration de l'air du compresseur. 3 - Dispositif pour la mise en application du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouilleur (colonne de rectification) de la machine frigorifique à sorption et le réfrigérant intermédiaire du compresseur sont réunis dans un carter.