L'efficacité, une priorité à la centrale électrique au charbon de Caofeidian

L’énergie charbonnière est peut-être en difficulté dans certaines régions du monde, mais elle se porte très bien en Chine. De nouvelles usines sont mises en service, dotées d'une technologie de pointe. Deux unités ultrasupercritiques ajoutées à la centrale électrique de Caofeidian présentent un certain nombre d'améliorations innovantes en matière d'efficacité.

Alors que des centrales au charbon sont fermées pour des raisons environnementales ou économiques dans de nombreuses régions du monde, certains pays asiatiques, dont la Chine, l’Inde et l’Indonésie, construisent un grand nombre de nouvelles centrales au charbon. En fait, comme le souligne Mary Hutzler, éminente chercheuse principale à l'Institut de recherche énergétique, dans son article intitulé « La reprise économique de la Chine sera alimentée par le charbon », la Chine prévoit de construire plus de 200 GW de nouvelles centrales électriques au charbon. capacité. C’est presque la même capacité que celle dont disposent les États-Unis dans l’ensemble de leur flotte de charbon existante. Hutzler a écrit : « Entre le 1er et le 18 mars 2020, les autorités chinoises ont autorisé la construction d’une plus grande capacité de production de charbon (7 960 MW) qu’elles ne l’ont fait au cours de l’ensemble de l’année 2019 (6 310 MW). » Ajoutez à cela les plus de 1 000 GW de capacité de production de charbon existante en Chine et il est facile de supposer que le charbon est toujours roi dans le pays le plus peuplé du monde.

Mais les nouvelles centrales chinoises ne sont pas les centrales au charbon de votre grand-père ; la plupart sont des unités ultrasupercritiques (USC) de pointe. Et les ingénieurs chinois ont repoussé les limites d’efficacité vers de nouveaux sommets grâce à une recherche et un développement continus. Le projet Caofeidian en est un bon exemple.

« Le point culminant de ce projet est que, en tant que réchauffage unique, grâce à une série d'innovations, il atteint un rendement net supérieur à 46,2 % [base du pouvoir calorifique inférieur] sous 75 % THA [acceptation de la chaleur de la turbine], ce qui est le meilleur niveau. des unités USC à double réchauffage existantes de 1 000 MW sous un THA de 100 % en Chine. Cependant, l'investissement total de ce projet ne représente qu'environ 85 % de celui des projets à double réchauffage », a déclaré à POWER Li Li, ingénieur chez Shanghai Shenergy Power Technology Co. Ltd.

La centrale électrique de Caofeidian est située dans la zone industrielle de Caofeidian, à environ 70 kilomètres au sud de la ville de Tangshan, province du Hebei, en Chine. Le projet a été construit dans le strict respect de la politique chinoise de protection de l'environnement ; notamment, l'installation a été construite sur des terres gagnées sur la mer et utilise de l'eau de mer dessalée pour les besoins des usines.

La phase I, qui comprenait deux unités de 300 MW, est entrée en exploitation commerciale en juin 2009. La construction de la phase II, un projet d'agrandissement de 6 milliards de yens (857 millions de dollars) comprenant deux unités USC de 1 000 MW, a débuté le 27 avril 2016. L'unité 3 a réussi son test à pleine charge de 168 heures le 25 avril 2019, tandis que l'unité 4 a fait de même le 9 juin 2020.

Les chaudières des unités 3 et 4 sont des chaudières USC, à réchauffage unique, à ventilation équilibrée d'un seul four, à élimination des scories sèches solides, à disposition hermétiquement fermée, de type pi avec un cadre entièrement en acier. Le fabricant était Babcock Wilcox Co. Ltd. La pression de sortie de la vapeur surchauffée est de 29,3 mégapascals (MPa, 4 250 psi) et la température de sortie est de 605 °C (1 121 °F). La pression de sortie de la vapeur de réchauffage est de 5,945 MPa (862 psi) et la température de sortie est de 623 °C (1 153 °F).

Les turbines à vapeur ont été fabriquées par Shanghai Steam Turbine Co. Ltd. Il s'agit de turbines USC, à réchauffage unique, à cinq carters de turbine avec six échappements, à arbre unique, trois contre-pressions, de type à condensation. Les générateurs ont été fabriqués par Shanghai Electric Generator Co. Ltd., avec un système d'excitation, un refroidissement à l'hydrogène et à l'eau et un système d'huile d'étanchéité.

Le Hebei Electric Power Survey and Design Institute a réalisé tous les travaux d'enquête et de conception du projet. Shanghai Shenergy Power Technology Co. Ltd. était responsable de toutes les consultations sur la conception des processus du projet et de la mise en œuvre des projets d'économie d'énergie pertinents. Un certain nombre d'autres entrepreneurs ont été sélectionnés pour l'achat d'équipements et la construction sur la base d'un appel d'offres public, conformément aux dispositions de la loi chinoise sur les appels d'offres.

Au plus fort de la construction, plus de 4 000 travailleurs étaient directement impliqués dans le projet. Depuis le début de la construction jusqu'à l'achèvement et l'exploitation des deux unités le 9 juin 2020, l'équipe de construction n'a signalé aucun accident de production de sécurité « générale ou supérieure ». Au total, 1 635 jours de travail de production en toute sécurité ont été réalisés.