Brevet FR3033838A1 — publié le 20160923

Système de production d'énergie comportant un compresseur générant un excédent de flux de gaz pour un système de turbine à gaz d'appoint La présente invention concerne de manière générale les systèmes de production d'énergie, et plus particulièrement un système de production d'énergie comprenant un système de turbine a gaz comportant un compresseur qui crée un excès de flux d'air destiné à être utilisé par un système de turbine à gaz d'appoint. Les systèmes de production d'énergie emploient fréquemment un ou plusieurs systèmes de turbine à gaz, qui peuvent être couplés à un ou plusieurs systèmes de turbine à vapeur pour produire de l'énergie. Un système de turbine à gaz peut comprendre un compresseur axial à plusieurs étages ayant un arbre rotatif. L'air entre à l'entrée du compresseur et est comprimé par les étages d'aubes du compresseur puis est refoulé vers un dispositif de combustion où un combustible, comme du gaz naturel, est brûlé pour fournir un flux de gaz de combustion à haute énergie destiné à entraîner un composant de turbine. Dans le composant de turbine, l'énergie des gaz chauds est convertie en travail, dont une partie peut être utilisée pour entraîner le compresseur intégré par l'intermédiaire d'un arbre rotatif, le reste étant disponible comme travail utile pour entraîner une charge comme un générateur via un arbre rotatif (par exemple une extension de l'arbre rotatif) afin de produire de l'électricité. Dans un système de production d'énergie, on peut employer plusieurs systèmes de turbines à gaz en parallèle. Dans un système à cycle combiné, on peut aussi employer un ou plusieurs systèmes de turbine à vapeur avec le ou les système(s) de 3033838 2 turbine à gaz. Dans cette configuration, les gaz d'échappement chauds provenant du ou des système(s) de turbine à gaz sont envoyés vers un ou plusieurs générateurs de vapeur à récupération de chaleur (GVRC) dits « Heat recovery steam generators (HRSG) » 5 en termes anglo-saxons pour créer de la vapeur, qui est ensuite envoyée vers un composant de turbine à vapeur ayant un arbre rotatif séparé ou intégré au(x) système(s) de turbine à gaz. Dans tous les cas, l'énergie de la vapeur est convertie en travail, lequel peut être employé pour entraîner une charge comme un générateur 10 pour produire de l'électricité. Quand on crée un système de production d'énergie, les pièces de ce système sont configurées pour travailler ensemble pour donner un système ayant une puissance de sortie voulue. La capacité à augmenter la puissance de sortie à la demande et/ou à maintenir la 15 puissance de sortie dans un environnement difficile est un continuel défi dans l'industrie. Par exemple, par temps très chaud, la consommation électrique augmente, ce qui augmente la demande de production d'énergie. Un autre défi du temps chaud est que lorsque la température augmente, le débit du compresseur diminue, ce qui se 20 traduit par une diminution de la puissance de sortie du générateur. Une approche pour augmenter la puissance de sortie (ou pour maintenir la puissance de sortie, p. ex. par temps chaud) consiste à ajouter des composants au système de production d'énergie qui peuvent accroître le débit d'air entrant dans le dispositif de 25 combustion du ou des système(s) de turbine à gaz. Une approche pour augmenter le débit d'air consiste à ajouter une cuve de stockage pour alimenter le dispositif de combustion de turbine à gaz. Toutefois, cette dernière approche nécessite généralement une source d'énergie distincte pour la cuve de stockage, ce qui n'est pas efficace. 3033838 3 Une autre approche pour augmenter le débit d'air consiste à améliorer le compresseur. Actuellement, les compresseurs ont été améliorés de telle manière que leur capacité de débit est supérieure à celle de leurs prédécesseurs. Ces nouveaux compresseurs à 5 capacité supérieure sont généralement construits soit pour recevoir des dispositifs de combustion nouveaux, configurés de manière similaire, soit des dispositifs de combustion anciens capables de supporter la capacité accrue. Un obstacle a surmonter pour améliorer les systèmes à turbine à gaz existants afin d'employer les 10 nouveaux compresseurs à haute capacité est qu'il n'existe pas actuellement de mécanisme pour exploiter les compresseurs à haute capacité avec des systèmes qui ne peuvent pas supporter la capacité accrue sans améliorer d'autres pièces coûteuses du système. Parmi ces pièces qu'il est souvent nécessaire d'améliorer en même temps 15 que le compresseur, on peut citer, sans s'y limiter, le dispositif de combustion, un composant de turbine à gaz, un générateur, un transformateur, un équipement de commutation, un générateur HRSG, un composant de turbine a vapeur, des robinets de commande de turbine à vapeur, etc. Par conséquent, même si une 20 amélioration du compresseur peut être souhaitée en théorie, le surcoût représenté par l'amélioration d'autres pièces rend l'amélioration peu judicieuse en raison de la dépense supplémentaire qu'elle entraîne. Un premier aspect de la présente invention propose un 25 système de production d'énergie, comprenant : un générateur ; un système de turbine à gaz pour alimenter le générateur, le système de turbine à gaz comprenant un composant de turbine, un compresseur intégré et un dispositif de combustion dans lequel sont envoyés de l'air provenant du compresseur intégré et du combustible, le 30 dispositif de combustion étant agencé pour envoyer des gaz de 3033838 4 combustion chauds vers le composant de turbine, et le compresseur intégré ayant une capacité de débit supérieure à une capacité d'admission d'au moins un organe parmi le dispositif de combustion et le composant de turbine, ce qui crée un excès de flux d'air ; un 5 système de turbine à gaz d'appoint comprenant un dispositif de combustion d'appoint agencé pour envoyer des gaz de combustion chauds vers un composant de turbine d'appoint de ce dernier, le composant de turbine d'appoint étant accouplé fonctionnellement à un générateur d'appoint ; et un premier système de robinet de 10 commande qui commande le débit de l'excès de flux d'air le long d'un chemin d'excès de flux d'air, dans lequel le chemin d'excès de flux d'air envoie l'excès de flux d'air vers une entrée du dispositif de combustion d'appoint, et le dispositif de combustion d'appoint brûle l'excès de flux d'air avec un combustible pour créer les gaz 15 de combustion chauds pour le composant de turbine d'appoint. Un deuxième aspect de l'invention propose un procédé comprenant les opérations suivantes : alimenter un générateur en utilisant un système de turbine à gaz comprenant un composant de turbine, un compresseur intégré et un dispositif de combustion dans 20 lequel sont envoyés de l'air provenant du compresseur intégré et du combustible, le dispositif de combustion étant agencé pour envoyer des gaz de combustion chauds vers le composant de turbine, et le compresseur intégré ayant une capacité de débit supérieure à une capacité d'admission d'au moins un organe parmi le dispositif de 25 combustion et le composant de turbine, ce qui crée un excès de flux d'air ; alimenter un générateur d'appoint en utilisant un système de turbine à gaz d'appoint comprenant un dispositif de combustion d'appoint agencé pour envoyer des gaz de combustion chauds vers un composant de turbine d'appoint de ce dernier, le composant de 30 turbine d'appoint étant accouplé fonctionnellement au générateur 3033838 5 d'appoint ; et extraire l'excès de flux d'air du système de turbine à gaz et envoyer l'excès de flux d'air vers une entrée du dispositif de combustion d'appoint, le dispositif de combustion d'appoint brûlant l'excès de flux d'air avec un combustible pour créer les gaz de 5 combustion chauds pour le composant de turbine d'appoint. Les aspects illustratifs de la présente description sont conçus pour résoudre les problèmes décrits dans la présente et/ou d'autres problèmes non évoqués. Ces caractéristiques, et d'autres, de l'invention seront mieux 10 comprises à la lecture de la description détaillée qui suit des divers aspects de l'invention, prise en association avec les dessins d'accompagnement qui illustrent divers modes de réalisation de l'invention, dans lesquels : - la figure 1 montre une vue schématique d'un système de 15 production d'énergie selon des modes de réalisation de l'invention ; - la figure 2 montre une vue schématique d'un système de production d'énergie comprenant un éjecteur selon des modes de réalisation de l'invention. On notera que les dessins ne sont pas à l'échelle. Les dessins 20 ne sont destinés qu'à illustrer des aspects généraux de l'invention, et ne doivent donc pas être considérés comme limitant la portée de l'invention. Dans les dessins, les numéros de référence identiques représentent des éléments identiques entre les dessins. Comme indiqué ci-dessus, la présente invention propose un 25 système de production d'énergie comprenant un système de turbine a gaz comportant un compresseur qui crée un excès de flux d'air. Les modes de réalisation de l'invention fournissent des manières d'employer l'excès de flux d'air pour améliorer la sortie et la valeur du système de production d'énergie. 3033838 6 En se référant à la figure 1, la représentation schématique proposée montre un système de production d'énergie 100 selon des modes de réalisation de l'invention. Le système 100 comprend un système de turbine à gaz 102. Le système de turbine à gaz 102 peut 5 comprendre, entre autres composants, un composant de turbine 104, un compresseur intégré 106 et un dispositif de combustion 108. L'expression « compresseur intégré » 106 désigne ici un compresseur 106 et un composant de turbine 104 qui peuvent être rendus solidaires l'un de l'autre, entre autres au moyen d'un arbre 10 rotatif compresseur/turbine commun 110 (parfois appelé rotor 110). Cette structure se différencie de nombreux compresseurs qui sont entraînés séparément, et qui ne sont pas solidaires du composant de turbine 104. Le dispositif de combustion 108 peut comprendre n'importe 15 quel système de combustion connu ou développé ultérieurement, comprenant généralement une région de combustion et un ensemble de buse de combustible. Le dispositif de combustion 108 peut prendre la forme d'un système de combustion annulaire, ou d'un système de combustion cylindrique (comme représenté sur les 20 figures). En fonctionnement, on envoie dans le dispositif de combustion 108 de l'air provenant du compresseur intégré 106 et un combustible, comme du gaz naturel. Des solvants peuvent être aussi introduits en option dans le dispositif de combustion 108, de n'importe quelle manière connue ou développée ultérieurement. 25 L'air qui entre dans le compresseur intégré 106 peut passer dans n'importe quel boîtier de filtre d'entrée 120 actuellement connu ou développé ultérieurement. Comme on le sait, le dispositif de combustion 108 est agencé pour fournir des gaz de combustion chauds au composant de turbine 104 par combustion du mélange de 30 combustible et d'air. Dans le composant de turbine 104, l'énergie 3033838 7 des gaz de combustion chauds est convertie en travail, dont une partie peut être utilisée pour entraîner le compresseur 106 par l'intermédiaire de l'arbre rotatif 110, le reste étant disponible comme travail utile pour entraîner une charge pouvant être, mais 5 sans s'y limiter, un générateur 122 pour produire de l'électricité, et/ou une autre turbine via l'arbre rotatif 110 (ou une extension de l'arbre rotatif 110). Un moteur de démarrage 112, par exemple, mais sans s'y limiter, un moteur de démarrage conventionnel ou un moteur inverseur à commutation par la charge (LCI) (représenté) 10 peut aussi être accouplé à l'arbre rotatif 110 pour le démarrage du système de turbine à gaz 102 de n'importe quelle façon conventionnelle. Le composant de turbine 104 peut comprendre n'importe quelle turbine actuellement connue ou développée ultérieurement pour convertir un écoulement de gaz de combustion 15 chauds en travail par l'intermédiaire de l'arbre rotatif 110. Dans un mode de réalisation, le système de turbine à gaz 102 peut comprendre un modèle MS7001FB, parfois appelé moteur 7FB, disponible auprès de la société General Electric Company, Greenville (Etats-Unis d'Amérique). Toutefois, la présente 20 invention n'est pas limitée à un système de turbine à gaz particulier, et elle peut être mise en oeuvre en connexion avec d'autres systèmes, par exemple les modèles MS7001FA (7FA) et MS9001FA (9FA) de la General Electric Company. Contrairement aux modèles de systèmes de turbines à gaz 25 conventionnels, le compresseur intégré 106 a une capacité de débit supérieure à la capacité d'admission du composant de turbine 104 et/ou du premier dispositif de combustion 108. En effet, le compresseur 106 est un compresseur amélioré, comparé à un compresseur configuré pour s'adapter au dispositif de combustion 30 108 et au composant de turbine 104. Le terme « capacité », tel 3033838 8 qu'utilisé ici, désigne une capacité de débit. Par exemple, un compresseur initial du système de turbine à gaz 102 peut avoir une capacité de débit maximale d'environ 487 kilogrammes par seconde (kg/s) (1,075 livres par seconde (lbm/s)) et le composant de turbine 5 104 peut avoir une capacité de débit maximale sensiblement égale, c'est-à-dire d'environ 487 kg/s. Dans le cas présent en revanche, le compresseur 106 a remplacé le compresseur initial et peut avoir une capacité de débit maximale accrue, par exemple égale à environ 544 kg/s (1200 lbm/s), alors que le composant de turbine 104 continue 10 d'avoir une capacité de débit maximale égale par exemple à 487 kg/s environ. (Si nécessaire, le moteur de démarrage 112 peut aussi être amélioré, en étant par exemple un moteur LCI, comme représenté, pour supporter les besoins de puissance accrus pour le démarrage du compresseur intégré 106). Par conséquent, le 15 composant de turbine 104 ne peut pas tirer avantage de toute la capacité du compresseur 106, et un excès de flux d'air 200 est créé par le compresseur 106 au-dessus d'une capacité maximale, par exemple du composant de turbine 104. De même, la capacité de débit du compresseur intégré 106 peut dépasser la capacité 20 d'admission maximale du dispositif de combustion 108. De manière similaire, la puissance de sortie du composant de turbine 104, exposée à la pleine capacité de débit du compresseur intégré 106, pourrait excéder une entrée maximale admise pour le générateur 122. Bien que l'on ait donné des valeurs de débits illustratives 25 particulières, on insiste sur le fait que les capacités de débit peuvent varier grandement en fonction du système de turbine à gaz et du nouveau compresseur intégré à haute capacité 106 employé. Comme on le verra plus loin, la présente invention propose divers modes de réalisation pour le système de production d'énergie 100 3033838 9 pour utiliser l'excès de flux d'air dans d'autres parties du système de production d'énergie 100. Comme on peut le voir dans un mode de réalisation illustré sur la figure 1, le système de production d'énergie 100 peut prendre 5 en option la forme d'une centrale électrique à cycle combiné qui comporte un système de turbine à vapeur 160. Le système de turbine à vapeur 160 peut comprendre n'importe quel agencement de turbine à vapeur actuellement connu ou développé ultérieurement. Dans l'exemple montré, sont représentées des sections à haute pression 10 (HP), à pression intermédiaire (IP) et à basse pression (LP) ; celles- ci ne sont toutefois pas toutes nécessaires dans tous les cas. Comme le savent les personnes du métier, en fonctionnement, la vapeur entre par une entrée de la ou les section(s) de turbine à vapeur puis est canalisée à travers des aubes statiques, qui dirigent la vapeur en 15 aval contre des aubes couplées à un arbre rotatif 162 (rotor). La vapeur peut passer dans les étages restants en imprimant un effort sur les aubes qui provoque la rotation de l'arbre rotatif 162. Au moins une extrémité de l'arbre rotatif 162 peut être reliée à une charge ou une machine comme, mais sans s'y limiter, un générateur 20 166 et/ou une autre turbine, par exemple un système de turbine à gaz 102 ou un autre système de turbine à gaz. La vapeur pour le système de turbine à vapeur 160 peut être produite par un ou plusieurs générateur(s) de vapeur 168, c'est-à-dire des générateurs de vapeur à récupération de chaleur (HRSG). Le générateur HRSG 25 168 peut être couplé par exemple à un échappement 172 du système de turbine à gaz 102. Après être passé dans le générateur HRSG 168, le flux de gaz de combustion, maintenant dépourvu de chaleur, peut être évacué via n'importe quel système de gestion des émissions 178, par exemple des empilements, des unités de 30 réduction catalytique sélective (RCS), des filtres de protoxyde 3033838 10 d'azote, etc. Bien que la figure 1 montre un mode de réalisation à cycle combiné, on comprendra que le système de turbine à vapeur 160 comportant le générateur HRSG 168 peut être omis. Dans ce cas, l'échappement 172 serait transmis directement au système de 5 gestion des émissions 178 ou utilisé dans d'autres processus. Le système de production d'énergie 100 peut aussi comprendre n'importe quel système de commande 180 actuellement connu ou développé ultérieurement pour commander ses différents composants. Bien que représenté à l'écart des composants, il est 10 entendu que le système de commande 180 est couplé électriquement à tous les composants et à leurs éléments respectifs pouvant être commandés, par exemple les robinets, pompes, moteurs, capteurs, engrenages, commandes de générateur, etc. Si l'on revient sur les détails du système de turbine à gaz 15 102, comme noté ici, le compresseur intégré 106 a une capacité de débit supérieure à la capacité d'admission du composant de turbine 104 et/ou du dispositif de combustion 108, ce qui crée un excès de flux d'air 200. Comme représenté, l'excès de flux d'air 200 peut être formé en prélevant de l'air sur le compresseur 106. Dans un 20 mode de réalisation, un premier système de robinet de commande 202 commande le débit de l'excès de flux d'air 200 le long d'un chemin d'excès de flux d'air 250 qui conduit à un système de turbine à gaz d'appoint 272. Le premier système de robinet de commande 202 peut comprendre n'importe quel nombre de robinets 25 nécessaires pour alimenter l'excès de flux d'air 200 souhaité, par exemple un, deux (comme représenté) ou plus de deux. Dans un mode de réalisation, l'excès de flux d'air 200 peut être prélevé sur le compresseur intégré 106 au niveau d'un refoulement 204 de celui-ci en utilisant un robinet de commande de refoulement de 30 compresseur 206. Plus précisément, le robinet de commande de 3033838 11 refoulement de compresseur 206 commande une première partie d'excès de flux d'air 200 prise au niveau du refoulement 204 du compresseur intégré 106. Dans ce cas, un autre robinet amont 210 peut être omis. Dans un autre mode de réalisation, cependant, 5 l'excès de flux d'air 200 peut être extrait au niveau d'un ou de plusieurs étages du compresseur 106 selon les besoins, par exemple en un ou plusieurs endroit(s) en amont du refoulement 204, au niveau du refoulement 204 et d'un ou de plusieurs endroit(s) en amont du refoulement, etc., en utilisant des robinets et systèmes de 10 commande associés appropriés. Dans ce cas, le premier système de robinet de commande 202 peut comprendre en outre un ou plusieurs robinet(s) de commande amont 210 qui commandent une deuxième partie de l'excès de flux d'air 200 pris à un ou plusieurs étage(s) du compresseur intégré 106 en amont du refoulement 204. On peut 15 utiliser n'importe quel nombre de robinets de commande amont 210 dans le premier système de robinet de commande 202 pour fournir n'importe quel excès de flux d'air 200 souhaité à partir du compresseur intégré 106, c'est-à-dire avec la pression voulue, le débit voulu, le volume voulu, etc. Le robinet de commande de 20 compresseur 210 peut être omis quand un ou plusieurs autre(s) robinet(s) de commande amont 210 donnent l'excès de flux d'air 200 souhaité. Le premier système de robinet de commande 202 peut aussi comprendre au moins un capteur 220 pour mesurer un débit de chaque partie de l'excès de flux d'air, chaque capteur 220 pouvant 25 être couplé fonctionnellement à un robinet de commande respectif ou à un système de commande d'ensemble 180. Le système de robinet de commande 202 peut comprendre n'importe quelle commande industrielle actuellement connue ou développée ultérieurement pour le fonctionnement automatisé des différents 30 robinets de commande représentés. 3033838 12 L'excès de flux d'air 200 passe finalement le long d'un chemin d'excès de flux d'air 250, qui peut comporter un ou plusieurs tuyaux, conduisant à un système de turbine à gaz d'appoint 272. Bien que le schéma représente un excès de flux d'air 5 200 dirigé vers le système de turbine à gaz d'appoint 272 dans une seule conduite, il est bien entendu que l'excès de flux d'air peut être dirigé vers un ou plusieurs endroit(s) du système 272. Le système de turbine à gaz d'appoint 272 peut comporter un dispositif de combustion d'appoint 274 agencé pour fournir des gaz de 10 combustion chauds à un composant de turbine d'appoint 276. Le dispositif de combustion d'appoint 274 peut comprendre n'importe quelle forme de dispositif de combustion décrite relativement au dispositif de combustion 108 qui est capable d'utiliser l'excès de flux d'air 200 (ou l'excès de flux de gaz augmenté 270 (figure 2) 15 (décrit dans la présente)) pour créer et fournir des gaz de combustion chauds à destination du composant de turbine d'appoint 276. De façon similaire, le composant de turbine d'appoint 276 peut comprendre n'importe quelle forme de composant de turbine décrit relativement au composant de turbine 104. Comme représenté, le 20 composant de turbine d'appoint 276 est accouplé fonctionnellement à un générateur d'appoint 278, qui peut être appelé ici « générateur d'appoint » car il peut être différent du générateur 122 accouplé au système de turbine à gaz 102. Le générateur d'appoint 278 peut aussi être différent du générateur 166 du système de turbine à 25 vapeur 160. Dans une variante, le générateur 274 peut être le même que le générateur 122 ou que le générateur 166. Dans tous les cas, l'excès de flux d'air 200 (ou l'excès de flux de gaz augmenté 270 (figure 2)) peut être employé pour produire de l'énergie par l'intermédiaire du système de turbine à gaz d'appoint 272, ce qui 30 permet d'employer l'excès de capacité du compresseur intégré 106 3033838 13 de manière efficace. Un échappement 280 du système de turbine à gaz d'appoint 272 peut être envoyé vers un échappement 172 du composant de turbine 104 dans le but de créer de la vapeur dans le générateur HRSG 168. 5 En référence à la figure 2, le système de production d'énergie 100 peut aussi comprendre en option un éjecteur 252 positionné dans le chemin d'excès de flux d'air 250 pour utiliser l'excès de flux d'air 200 comme force motrice pour augmenter l'excès de flux d'air avec un gaz additionnel 254. Le gaz 10 additionnel 254 forme avec l'excès de flux d'air 200 un excès de flux de gaz augmenté 270 qui est transmis au système de turbine à gaz d'appoint 272. Autrement dit, l'excès de flux de gaz augmenté 270 est fourni au système de turbine à gaz d'appoint 272. L'excès de flux de gaz augmenté 270 fournit une masse d'air/gaz totale 15 augmentée au dispositif de combustion d'appoint 274, et peut permettre la production d'énergie supplémentaire en utilisant le générateur 278. Un écoulement massique supplémentaire vers le générateur HRSG 168 via l'échappement 280 peut aussi être envisagé, ce qui augmente la production de vapeur du générateur 20 HRSG 168. L'éjecteur 252 peut prendre la forme de n'importe quelle pompe qui utilise un flux de fluide moteur pour pomper un fluide d'aspiration, c'est-à-dire du gaz additionnel 254. Ici, l'éjecteur 252 utilise l'excès de flux d'air 200 comme fluide moteur pour ajouter 25 du gaz additionnel 254 à l'excès de flux d'air 200, c'est-à-dire en aspirant le gaz additionnel depuis une source de gaz additionnel 256 le long d'un chemin d'écoulement côté aspiration 258. La source de gaz additionnel 256 peut prendre diverses formes. Dans un mode de réalisation, la source de gaz additionnel 256 peut prendre la forme 30 du boîtier de filtre d'entrée 120 du compresseur intégré 106. Dans 3033838 14 tous les cas, le chemin d'écoulement côté aspiration 258 conduisant à l'éjecteur 252 peut être couplé au boîtier de filtre d'entrée 120 du compresseur intégré 106 (montré en trait tireté) de telle manière que le gaz additionnel 254 comprend de l'air ambiant. Ici, le gaz 5 additionnel 254 est sous la forme d'air ambiant. Dans un autre mode de réalisation, le gaz additionnel 254 peut comprendre de l'air ambiant provenant d'une source de gaz additionnel 256 autre que le boîtier de filtre d'entrée 120, par exemple un autre boîtier de filtre, de l'air provenant directement de l'environnement mais filtré 10 ensuite dans le chemin d'écoulement 258, etc. Dans tous les modes de réalisation susmentionnés, l'excès de flux de gaz augmenté 270 comprend principalement de l'air, autrement dit il s'agit d'un excès de flux d'air augmenté. Toutefois, dans un autre mode de réalisation, le gaz additionnel 254 peut comprendre un gaz de 15 traitement comme par exemple, mais sans s'y limiter, un gaz de synthèse provenant d'une raffinerie, un gaz de haut fourneau, du méthane provenant d'un terril/décharge de déchets, etc. Le gaz additionnel 254, dans un autre mode de réalisation, peut aussi comprendre l'échappement d'un moteur, par exemple un moteur à 20 combustion, un moteur diesel, un autre système de turbine à gaz, etc. Un deuxième système de robinet de commande 260 peut être placé dans le chemin d'écoulement côté aspiration 258 pour commander un flux de gaz additionnel 254 entrant dans l'éjecteur 252. Le deuxième système de robinet de commande 260 peut 25 comprendre un robinet de commande 262 qui peut fonctionner pour commander la quantité de gaz additionnel 254 entrant dans l'éjecteur 252. Le deuxième système de robinet de commande 260 peut aussi comprendre au moins un capteur 220 pour mesurer un débit de gaz additionnel 254 dans le chemin d'écoulement côté 30 aspiration 258, le capteur étant couplé fonctionnellement au 3033838 15 deuxième système de robinet de commande 260 pour mesurer un débit de gaz additionnel 254. Comme représenté également, un échappement 172 du composant de turbine 104 peut être introduit dans le générateur 5 HRSG 168 pour créer de la vapeur destinée au système de turbine à vapeur 160. Quand l'échappement 280 du système de turbine à gaz d'appoint 272 est au moins aussi chaud que l'échappement 172 du composant de turbine 104, il peut être ajouté à l'échappement 172 pour créer de manière plus efficace de la vapeur dans le générateur 10 HRSG 168. Quand l'échappement 280 du système de turbine à gaz d'appoint 272 n'est pas plus chaud que l'échappement 172 du composant de turbine 104, il peut être utilisé pour augmenter le débit massique vers le générateur HRSG 168 ou ailleurs dans le système de production d'énergie 100 ou évacué au moyen du 15 système de gestion des émissions 178, en évitant le générateur HRSG 168. Comme représenté, le générateur HRSG 168 peut aussi fournir de la vapeur à une charge de vapeur de cogénération 170. La charge de vapeur de cogénération 170 peut comprendre par exemple de la vapeur envoyée dans une installation pétrochimique, de la 20 vapeur pour chauffage urbain, de la vapeur pour extraction de pétrole dans des « sables asphaltiques », etc. Si l'on étudie plus en détail chaque système de robinet de commande 202, 260, chacun de leurs robinets de commande peut être positionné dans n'importe quelle position entre ouvert et fermé 25 pour donner les débits partiels souhaités aux composants cités. En outre, alors qu'un passage vers chaque composant est représenté après chaque robinet de commande, on notera que d'autres tubulures et robinets de commande peuvent être fournis pour distribuer encore la partie respective de l'excès de flux d'air 200 vers différentes 30 sous-parties, par exemple de plusieurs entrées vers l'éjecteur 252, 3033838 16 etc. Chaque capteur 220 peut être fonctionnellement couplé à un ou des système(s) de robinet de commande 202, 260 et au système de commande 180 pour réaliser une commande automatisée d'une manière connue. D'autres capteurs 220 pour mesurer le débit 5 peuvent être placés partout où cela est nécessaire dans le système de production d'énergie 100. Les systèmes de robinet de commande 202, 260, et donc le débit de l'excès de flux d'air 200 et le fonctionnement de l'éjecteur 252, peuvent être commandés en utilisant n'importe quel dispositif de commande industriel 10 actuellement connu ou développé ultérieurement, lequel peut faire partie d'un système de commande d'ensemble 180 du système de production d'énergie 100. Le système de commande 180 peut gérer le fonctionnement de tous les différents composants du système de production d'énergie 100 d'une manière connue, y compris la 15 commande des systèmes de robinet de commande 202, 260. Le système de production d'énergie 100 comporte un système de turbine à gaz 102 ayant un compresseur intégré 106 qui crée un excès de flux d'air 200 qui présente plusieurs avantages par rapport aux systèmes conventionnels. Par exemple, le compresseur 20 106 peut améliorer la puissance de sortie maximale, la puissance de base et la puissance par temps chaud du système de production d'énergie 100 à un coût inférieur par rapport à une amélioration de tous les compresseurs du système, qui peut être très coûteuse quand on emploie plusieurs turbines à gaz. De plus, les modes de 25 réalisation de l'invention réduisent le coût relatif d'un compresseur amélioré, c'est-à-dire le compresseur 106, et améliorent en outre la rentabilité et l'attractivité d'un compresseur amélioré en donnant un moyen de consommer efficacement une plus grande partie de l'excès de flux d'air. En outre, le système de production d'énergie 100 30 comprenant le compresseur intégré 106 étend le domaine 3033838 17 opérationnel du système 100 en améliorant la rentabilité de projet dans les cas où l'un quelconque ou plusieurs des sous-systèmes illustratifs suivants est sous-dimensionné : composant de turbine 104, générateur 122, transformateur (non représenté), engrenages, 5 générateur HRSG 168, système de turbine à vapeur 160, robinets de commande de turbine à vapeur, etc. De cette manière, le système 100 fournit un cas amélioré pour améliorer un seul compresseur, par exemple dans un système à cycle combiné à une seule turbine à gaz et à une seule turbine à vapeur (CC lx1), par rapport au cas où l'on 10 ne fait rien. Quand l'éjecteur 252 (figure 2) est présent, les avantages susmentionnés de l'excès de flux de gaz augmenté 270 vers le système de turbine à gaz d'appoint 272, comme le débit massique additionnel et la production de puissance additionnelle, peuvent être envisagés. Un débit massique additionnel vers le 15 générateur HRSG 168 peut aussi être obtenu en utilisant l'éjecteur 252. La terminologie utilisée dans la présente a uniquement pour but de décrire des modes de réalisation particuliers et n'est pas destinée à limiter l'invention. Telles qu'utilisées ici, les formes 20 singulières « un », « une », « le » et « la » sont destinées comprendre aussi les formes plurielles, sauf si le contexte indique clairement le contraire. On comprendra en outre que les termes « comprend » et/ou « comprenant », lorsqu'ils sont utilisés dans la présente description, indiquent la présence d'éléments, entiers, 25 étapes, opérations, organes et/ou composants cités, mais n'empêchent pas la présence ou l'ajout d'un ou de plusieurs autres éléments, entiers, étapes, opérations, organes, composants et/ou groupes de ceux-ci. Les structures, matériaux, actes correspondants et les 30 équivalents de tout moyen ou étape ainsi que les éléments de 3033838 18 fonctions dans la présente sont destinés à inclure toute structure, matériau ou acte pour réaliser la fonction en association avec d'autres éléments cités. La description de la présente invention a été présentée aux fins d'illustration et de description, mais n'est pas 5 destinée à être exhaustive ni limitée à la description sous la forme décrite. De nombreuses modifications et variantes apparaîtront aux personnes ayant une connaissance ordinaire du métier sans s'éloigner de la portée et de l'esprit de l'invention. Le mode de réalisation a été choisi et décrit afin d'expliquer au mieux les 10 principes de l'invention et l'application pratique, et pour permettre à d'autres personnes ayant une connaissance ordinaire du métier de comprendre l'invention pour divers modes de réalisation avec diverses modifications, appropriés pour l'utilisation particulière envisagée. 15 3033838 19 Nomenclature 100 Système de production d'énergie 5 Système de turbine à gaz 102 Composant de turbine 104 Compresseur intégré 106 Dispositif de combustion 108 Arbre rotatif 110 10 Moteur de démarrage 112 Boîtier de filtre d'entrée 120 Générateur 122, 166 Système de turbine à vapeur 160 Arbre rotatif 162 15 Générateurs de vapeur 168 Charge de vapeur 170 Echappement 172, 280 Système de gestion des émissions 178 Système de commande 180 20 Flux d'air 200 Système de robinet de commande 202 Amont du refoulement 204 Robinet de commande de refoulement 206 Robinets de commande amont 210 25 Capteur 220 Chemin d'excès de flux d'air 250 Ejecteur 252 Gaz additionnel 254 Source de gaz additionnel 256 30 Chemin d'écoulement côté aspiration 258 3033838 20 Deuxième système de robinet de commande 260 Robinet de commande 262 Excès de flux de gaz augmenté 270 Système de turbine à gaz 272 5 Dispositif de combustion d'appoint 274 Composant de turbine d'appoint 276 Générateur d'appoint 278 REVENDICATIONS1. Système de production d'énergie (100) comprenant un générateur (122, 166) ; un système de turbine à gaz (102) pour alimenter le générateur (122, 166), le système de turbine à gaz (102) comprenant un composant de turbine (104), un compresseur intégré (106) et un dispositif de combustion (108) dans lequel sont envoyés de l'air provenant du compresseur intégré (106) et du combustible, le dispositif de combustion (108) étant agencé pour envoyer des gaz de 10 combustion chauds vers le composant de turbine (104), et le compresseur intégré (106) ayant une capacité de débit supérieure à une capacité d'admission d'au moins un organe parmi le dispositif de combustion (108) et le composant de turbine (104), ce qui crée un excès de flux d'air (200) ; 15 un système de turbine à gaz d'appoint (272) comprenant un dispositif de combustion d'appoint (274) agencé pour envoyer des gaz de combustion chauds vers un composant de turbine d'appoint (276) de ce dernier, le composant de turbine d'appoint (276) étant accouplé fonctionnellement à un générateur d'appoint (278) ; et 20 un premier système de robinet de commande (202) qui commande le débit de l'excès de flux d'air (200) le long d'un chemin d'excès de flux d'air (250), dans lequel le chemin d'excès de flux d'air (250) envoie l'excès de flux d'air (200) vers une entrée du dispositif de 25 combustion d'appoint (274), et le dispositif de combustion d'appoint (274) brûle l'excès de flux d'air (200) avec un combustible pour créer les gaz de combustion chauds pour le composant de turbine d'appoint (276). 3033838 22 2. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 1, dans lequel un échappement (172, 280) du composant de turbine (104) alimente un générateur de vapeur à récupération de chaleur (168) (HRSG) pour créer de la vapeur pour un système de turbine à vapeur (160). 3. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 2, dans lequel le générateur HRSG fournit aussi de la vapeur à une charge de vapeur de cogénération (170). 4. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 1, dans lequel le premier système de robinet de commande (202) comprend un robinet de commande de refoulement de compresseur (206) qui commande une première partie de l'excès de flux d'air (200) prise au niveau d'un refoulement du compresseur intégré (106), et un robinet de commande amont qui commande une deuxième partie de l'excès de flux d'air (200) pris à un étage du compresseur intégré (106) en amont du refoulement. 5. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 4, comprenant en outre au moins un capteur (220) pour mesurer un débit de chaque partie de l'excès de flux d'air (200), chaque capteur (220) étant couplé fonctionnellement à un robinet de commande respectif. 6. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 4, comprenant en outre un éjecteur (252) positionné dans le chemin d'excès de flux d'air (250) pour utiliser l'excès de flux d'air (200) comme force motrice pour augmenter l'excès de flux d'air (200) avec un gaz additionnel (254), l'éjecteur créant un excès de flux de gaz augmenté (270), dans lequel le chemin d'excès de flux d'air (250) envoie l'excès de flux de gaz augmenté (270) à l'entrée du dispositif de combustion d'appoint (274), et le dispositif de combustion 3033838 23 d'appoint (274) brûle l'excès de flux de gaz augmenté (270) avec un combustible pour créer les gaz de combustion chauds pour le composant de turbine d'appoint (276). 7. Système de production d'énergie (100) selon la 5 revendication 6, dans lequel l'éjecteur (252) comprend un chemin d'écoulement côté aspiration (258), et comprenant en outre un deuxième système de robinet de commande (260) dans le chemin d'écoulement côté aspiration (258) qui commande un flux de gaz additionnel (254) entrant dans l'éjecteur (252). 10 8. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 7, comprenant en outre un capteur (220) pour mesurer un débit du gaz additionnel (254) dans le chemin d'écoulement côté aspiration (258), le capteur (220) étant couplé fonctionnellement au deuxième système de robinet de commande (260). 15 9. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 7, dans lequel le chemin d'écoulement côté aspiration (258) est couplé de manière fluide à un filtre d'entrée du compresseur intégré (106). 10. Système de production d'énergie (100) selon la 20 revendication 1, dans lequel le générateur (122, 166) est différent du générateur d'appoint (278). 11. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 6, dans lequel le gaz additionnel (254) comprend de l'air ambiant. 25 12. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 6, dans lequel le gaz additionnel (254) comprend un gaz de traitement. 13. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 6, dans lequel le gaz additionnel (254) comprend un 30 gaz de synthèse. 3033838 24 14. Système de production d'énergie (100) selon la revendication 6, dans lequel le gaz additionnel (254) comprend un échappement (172, 280) provenant d'un moteur. 15. Système de production d'énergie (100) selon la 5 revendication 1, comprenant en outre un éjecteur (252) positionné dans le chemin d'excès de flux d'air (250) pour utiliser l'excès de flux d'air (200) comme force motrice pour augmenter l'excès de flux d'air (200) avec un gaz additionnel (254), l'éjecteur créant un excès de flux de gaz augmenté (270), 10 dans lequel le chemin d'excès de flux d'air (250) envoie l'excès de flux de gaz augmenté (270) à l'entrée du dispositif de combustion d'appoint (274), et le dispositif de combustion d'appoint (274) brûle l'excès de flux de gaz augmenté (270) avec un combustible pour créer les gaz de combustion chauds pour le 15 composant de turbine d'appoint (276).