FR2858830A1 - Increasing capacity and efficiency of gas installations which include at least one gas turbine comprises cooling air entering turbine - Google Patents

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Abstract

The process comprises cooling the air entering the turbine(s) with a cooling circuit, the cold being produced from the gas process itself and/or by separate refrigeration modules. The cold is transferred to the air in the turbine(s) by exchangers or direct contact in a contactor. The air entering the gas turbine (120) is cooled by a glycol solution in a contactor (121) preferably filled with packing (123). The glycol solution loaded with water from the air is regenerated in a column (132) of which the reboiler (136) is heated by a heating circuit drawing its energy from a bundle (140) placed in the exhaust gases from the gas turbine. The gas installation is a reception and regasifying terminal for liquefied natural gas, the regenerated glycol is cooled by the regasification tube exchangers (160) in which the liquid natural gas to be regasified (101) circulates on the tube side. Alternatively, the gas installation is a natural gas liquefying station and the glycol is cooled in propane evaporators added in parallel to the propane refrigeration circuit which forms the first stage in gas liquefaction. Alternatively, the gas installation is a mains gas compression station and the glycol is cooled by a refrigeration module, with preliminary cooling of the glycol by exchange with the gas entering the station. The air entering the gas turbine(s) is cooled by exchangers in which a thermal transfer fluid circulates, preferably an aqueous solution of glycol or methanol. This thermal transfer fluid is cooled partially or totally in propane evaporators evaporators added in parallel to the propane refrigeration circuit which forms the first stage in gas liquefaction. Alternatively the thermal transfer fluid is cooled partially or totally by absorption refrigeration modules supplied with heat by a circuit recovering heat by a bundle placed in the gas turbine exhaust gases and/or on exchangers placed after the gas compressors. The condensed water, recovered below the exchangers in collectors is, after storing in tanks reinjected via a reinjection module into the turbine(s) at the level of the combustion chamber or vaporiser. The water from the glycol regeneration column(s) is recondensed in aerocondensers to be reinjected into the turbine(s). The gas installation is a mains gas compression station, the gas to be compressed arriving at the station is cooled by counter- flow with the compressed gas from an aerocooler, in gas/gas or gas/water exchangers.

Description

Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention

La présente invention a pour objet un procédé de réfrigération de l'air d'entrée des turbines à gaz d'installations gazières.  The present invention relates to a method for refrigerating the inlet air of gas turbines for gas installations.

L'invention trouve notamment application dans les installations gazières suivantes: - les terminaux de regazéification de gaz naturel liquéfié (GNL), - les usines de liquéfaction de gaz naturel, - les grands gazoducs de transport, - les installations de réinjection de gaz dans les gisements.  The invention finds particular application in the following gas installations: - the regasification terminals of liquefied natural gas (LNG), - the liquefaction plants of natural gas, - the large transport pipelines, - the gas reinjection plants in the deposits.

Les installations gazières tirant leur énergie des turbines à gaz sont pénalisées par l'effet de la variation de température ambiante sur la puissance disponible de ces turbines qui diminue de 0,5 % à 1 %, suivant les modèles, lorsque la température de l'air augmente de un kelvin. Le rendement de ces turbines est lui aussi affecté, quoique dans une moindre mesure, par cette augmentation de température.  Gas installations that draw their energy from gas turbines are penalized by the effect of the variation of ambient temperature on the available power of these turbines, which decreases from 0.5% to 1%, depending on the models, when the temperature of the air increases by one Kelvin. The efficiency of these turbines is also affected, albeit to a lesser extent, by this increase in temperature.

De surcroît c'est justement à température ambiante élevée que le plus souvent l'installation requiert plus de puissance pour un débit de gaz donné.  Moreover, it is precisely at high ambient temperature that the installation usually requires more power for a given gas flow.

Dans ces conditions les prescripteurs adoptent actuellement l'un ou l'autre des choix suivants: soit les turbines à gaz sont choisies de façon à assurer la puissance requise par le fonctionnement nominal du procédé gazier pour la température ambiante la plus élevée. La puissance de la turbine est alors définie compte tenu d'un détimbrage en puissance qui atteint couramment de 20 à 25 % avec une dégradation du rendement de l'ordre de 5 %. Ceci conduit non seulement à majorer le coût d'investissement mais aussi à une sous utilisation de cette puissance en période froide, donc à un rendement encore moindre, celui-ci étant très rapidement détérioré dès que l'on réduit la charge sur les turbines à gaz; É soit il est admis que la production de l'installation gazière se réduise lorsque la température augmente ce qui a un impact sur l'efficacité d'utilisation des autres parties le l'installation gazière, voire sur les éléments en amont et en aval de cette installation.  Under these conditions, the prescribers currently adopt one or other of the following choices: either the gas turbines are chosen so as to provide the power required by the nominal operation of the gas process for the highest ambient temperature. The power of the turbine is then defined taking into account a power de-rating which commonly reaches 20 to 25% with a degradation of the efficiency of the order of 5%. This leads not only to increase the investment cost but also to an underutilization of this power in cold period, therefore to a still lower yield, it being very quickly deteriorated as soon as the load on the turbines is reduced. gas; Either it is accepted that the production of the gas installation is reduced when the temperature increases which has an impact on the efficiency of use of the other parts of the gas installation, or on the elements upstream and downstream of this installation.

Il est donc souhaitable de pouvoir réfrigérer l'air d'entrée de ces turbines (jusqu'à environ 5 à 10 C pour éviter tout givrage), afin d'obtenir des puissances disponibles supérieures à la puissance nominale à 15 C, au lieu d'un détimbrage de 20 à 25 %.  It is therefore desirable to be able to refrigerate the inlet air of these turbines (up to about 5 to 10 C to prevent icing), in order to obtain available powers greater than the rated power at 15 C, instead of an offset of 20 to 25%.

L'effet tant sur la puissance des turbines à gaz que sur le rendement peut être encore largement accru si l'on peut refroidir l'air d'entrée à des températures plus basses comme par exemple -20 C, ce qui suppose d'éviter la formation de givre.  The effect on the power of the gas turbines as well as on the efficiency can be greatly increased if the inlet air can be cooled to lower temperatures such as -20 C, which means avoiding frost formation.

Il existe donc un besoin de disposer d'un procédé de réfrigération permettant d'améliorer la capacité et l'efficacité d'installations gazières dont la production est conditionnée par la puissance fournie par des turbines de gaz.  There is therefore a need for a refrigeration process to improve the capacity and efficiency of gas installations whose production is conditioned by the power provided by gas turbines.

Résumé de l'invention La présente invention répond à ce besoin, au moyen d'un procédé selon lequel on réfrigère l'air d'entrée de ces turbines par des cycles réfrigérants, en modifiant ou optimisant le procédé gaz de ces installations pour bénéficier de cette puissance accrue, et/ou en intégrant ce cycle de réfrigération dans le procédé gaz proprement dit de manière, soit à obtenir du froid à partir du procédé gaz, soit à faire bénéficier ce procédé, conjointement avec la turbine à gaz, au niveau du froid ou au niveau du chaud, de l'existence du cycle de réfrigération.  SUMMARY OF THE INVENTION The present invention satisfies this need, by means of a method according to which the inlet air of these turbines is refrigerated by cooling cycles, by modifying or optimizing the gas process of these installations in order to benefit from this increased power, and / or by integrating this refrigeration cycle into the gas process itself so as to either obtain cold from the gas process, or to benefit this process, together with the gas turbine, at the level of cold or at the hot level, the existence of the refrigeration cycle.

Une telle réfrigération ne requiert pas des installations frigorifiques d'un coût élevé, corrélativement elle n'exige, dans le cas de cycles à compression, qu'une puissance mécanique limitée qui n'est qu'une fraction du surcroît de puissance obtenu sur la turbine à gaz; ou encore elle n'en requiert pratiquement aucune, soit si le froid est disponible par ailleurs, soit si le froid est obtenu à partir d'énergie thermique dans des cycles de réfrigération à absorption.  Such refrigeration does not require expensive refrigeration plants, correspondingly it requires, in the case of compression cycles, only a limited mechanical power which is only a fraction of the extra power obtained on the compressor. gas turbine; or it requires practically none, either if the cold is available elsewhere, or if the cold is obtained from thermal energy in absorption refrigeration cycles.

Cette réfrigération présente également l'avantage d'être très peu coûteuse si le froid est disponible gratuitement sur le procédé gazier (cas des terminaux de réception et de regazéification du gaz naturel liquéfié) ou peut être obtenu par un simple surdimensionnement marginal du procédé gazier (cas des installations de liquéfaction de gaz).  This refrigeration also has the advantage of being very inexpensive if cold is available free of charge on the gas process (in the case of liquefied natural gas reception and regasification terminals) or can be obtained by simply over-sizing the gas process ( case of gas liquefaction plants).

L'invention a donc pour objet un procédé pour augmenter la capacité et l'efficacité d'installations gazières du type comprenant au moins une turbine à gaz, lequel procédé comprend le refroidissement de l'air entrant dans les turbines à gaz.  The invention therefore relates to a process for increasing the capacity and efficiency of gas installations of the type comprising at least one gas turbine, which process comprises cooling the air entering the gas turbines.

Ce refroidissement est communiqué à l'air: - soit pour des refroidissement au-dessus de 0 C par des échangeurs dans lesquels circule un fluide de transfert thermique qui peut être de l'eau froide, de l'eau glycolée (ci-après également solution (aqueuse) de glycol), de l'eau additionnée de méthanol (ci-après également solution (aqueuse) de méthanol), ou de l'eau additionnée d'un antigel, de préférence une solution aqueuse de glycol ou de méthanol; - soit par contact, au sein d'un contacteur comprenant préférentiellement un garnissage, dans lequel descend par gravité un fluide de transfert thermique tel qu'une solution de glycol, qui abaisse le point de rosée de l'air et permet de le refroidir au-dessous de 0 C et jusqu'à -20 C sans risque de givrage. Le glycol doit alors être régénéré avant d'être recyclé dans la boucle de froid.  This cooling is communicated to the air: - either for cooling above 0 C by exchangers in which circulates a heat transfer fluid which may be cold water, glycol water (hereinafter also (Aqueous) glycol solution), water added with methanol (hereinafter also (aqueous) methanol solution), or water added with an antifreeze, preferably an aqueous solution of glycol or methanol; or by contact, within a contactor preferably comprising a lining, in which a heat transfer fluid such as a glycol solution, which lowers the dew point of the air and makes it possible to cool it down, descends by gravity below 0 C and up to -20 C without risk of icing. The glycol must then be regenerated before being recycled into the cold loop.

Ces éléments, échangeurs ou contacteurs, sont situés préférentiellement auprès du filtre à air de la turbine à gaz et un séparateur de gouttelettes est avantageusement disposé à leur aval, à l'entrée du compresseur d'air de la turbine.  These elements, exchangers or contactors, are preferably located near the air filter of the gas turbine and a droplet separator is advantageously disposed downstream at the inlet of the air compressor of the turbine.

Le froid est communiqué au réfrigérant préférentiellement à partir du procédé gazier lui-même, mais peut être également, en totalité ou partiellement, fourni par des modules spécifiques de réfrigération, notamment par des cycles à absorption pouvant avantageusement tirer leur énergie thermique des gaz d'échappement de la turbine à gaz.  The refrigerant is preferably supplied to the refrigerant from the gas process itself, but may also, in whole or in part, be provided by specific refrigeration modules, in particular by absorption cycles which can advantageously draw their thermal energy from the gas. exhaust of the gas turbine.

L'eau condensée par refroidissement de l'air et/ou en tête de la colonne régénérant le glycol peut, le cas échéant, être utilement récupérée notamment dans les localisations où l'eau est rare pour procurer un supplément de puissance pour les turbines à gaz par injection au niveau des chambres de combustion de la turbine à gaz, ou par vaporisation à saturation dans l'air entrant pour d'autres turbines du procédé gazier.  The water condensed by cooling the air and / or at the top of the column regenerating the glycol may, where appropriate, be usefully recovered especially in locations where water is scarce to provide extra power for the turbines. gas injection at the combustion chambers of the gas turbine, or by saturation vaporization in the incoming air for other turbines of the gas process.

Brève description des figuresBrief description of the figures

La figure 1 représente un terminal de réception et de regazéification du gaz naturel liquéfié associé à une centrale thermique à turbine à gaz.  FIG. 1 represents a reception and regasification terminal of the liquefied natural gas associated with a gas turbine thermal power station.

Les figures 2 à 5 représentent une installation de liquéfaction de gaz. Les figures 6 à 9 représentent une station de compression de gazoduc.  Figures 2 to 5 show a gas liquefaction plant. Figures 6 to 9 show a gas pipeline compressor station.

La figure 10 représente une installation de réinjection de gaz dans les gisements d'hydrocarbures.  Figure 10 shows a gas reinjection plant in the hydrocarbon deposits.

Description détaillée des modes de réalisation préférés de l'invention, Selon un premier mode de réalisation, le procédé de l'invention est appliqué aux terminaux de réception et de regazéification du gaz naturel liquéfié associés à des centrales thermiques à turbine à gaz.  DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION According to a first embodiment, the method of the invention is applied to reception and regasification terminals of liquefied natural gas associated with gas turbine power plants.

Actuellement, les terminaux de regazéification de GNL qui reçoivent le gaz naturel liquéfié par navires méthaniers à raison généralement de plusieurs millions de tonnes par an, regazéifient le gaz liquéfié, après l'avoir mis à la pression du réseau par une ou des pomperies, en apportant de la chaleur: - soit par des vaporiseurs à ruissellement utilisant de l'eau de mer qui est de ce fait refroidie, les limitations de ce refroidissement imposant de grands débits d'eau donc des installations coûteuses, - soit par des vaporiseurs à combustion immergée qui consomment 25 donc de l'énergie (environ 200 kW h/t, soit 1,5 % de l'énergie du gaz regazéifié).  Currently, LNG regasification terminals that receive liquefied natural gas from LNG tankers, usually at the rate of several million tons per year, regasify the liquefied gas, after having put it under network pressure by one or more pumperies. bringing heat: - either by runoff vaporizers using seawater which is thereby cooled, the limitations of this cooling imposing large flow rates of water so expensive facilities, - or by combustion vaporizers immersed which therefore consume energy (about 200 kW h / t, or 1.5% of the energy regasified gas).

Cependant, on envisage maintenant de plus en plus de localiser près de ces terminaux des centrales électriques, notamment à cycle combiné, qui consomment une partie du gaz émis par le terminal.  However, it is now increasingly considered to locate near these terminals power plants, including combined cycle, which consume a portion of the gas emitted by the terminal.

Dans ces projets de terminaux de regazéification de GNL associés à des centrales à cycles combinés, il est donc venu tout naturellement à l'idée des concepteurs de combiner la demande de chaleur du terminal pour regazéifier le GNL, et les sources de chaleur émises par la centrale électrique. Ceci permet d'une part, de réaliser des installations éventuellement moins coûteuses au niveau du terminal, d'autre part, dans certains cas, de faire bénéficier la centrale électrique d'un apport de froid pouvant améliorer les performances du cycle thermique.  In these LNG regasification terminal projects associated with combined cycle plants, it naturally came to the idea of the designers to combine the demand for heat from the terminal to regasify LNG, and the heat sources emitted by the plant. Power plant. This makes it possible, on the one hand, to make installations that may be less expensive at the terminal, and, on the other hand, in certain cases, to make the power plant benefit from a cold supply that can improve the performance of the thermal cycle.

Sur ce dernier point, la meilleure utilisation du froid consiste à refroidir l'air d'entrée de la turbine à gaz. Toutefois, les possibilités de ce système sont limitées dans les solutions actuellement envisagées, par la température de l'air à l'admission de la turbine à gaz qui doit rester supérieure à 5 C pour éviter le givrage.  On this last point, the best use of cold is to cool the inlet air of the gas turbine. However, the possibilities of this system are limited in the solutions currently envisaged, the air temperature at the inlet of the gas turbine which must remain above 5 C to prevent icing.

En hiver, la baisse de température de l'air d'entrée est donc, soit annulée, soit très réduite, et par ailleurs le terminal doit donc faire appel aux autres sources de chaleur disponibles sur le cycle combiné pour regazéifier le GNL.  In winter, the temperature drop of the inlet air is either canceled or greatly reduced, and the terminal must also use the other heat sources available on the combined cycle to regasify LNG.

Ces inconvénients peuvent être évités, et le bénéfice sur la capacité de production ainsi que le rendement du cycle combiné peuvent être considérablement augmentés, si l'on utilise le froid disponible sur le terminal pour refroidir l'air d'entrée en dessous de 0 C et jusqu'à environ -20 C, ce qui est possible en supprimant le phénomène de givrage.  These disadvantages can be avoided, and the profit on the production capacity as well as the efficiency of the combined cycle can be considerably increased, if the cold available on the terminal is used to cool the inlet air below 0 C and up to about -20 C, which is possible by suppressing the icing phenomenon.

Le procédé de l'invention consiste à refroidir et assécher de façon concomitante l'air d'entrée de la (ou des) turbine(s) à gaz par un arrosage par une solution de glycol froid circulant à contre courant de l'air, dans un contacteur muni d'un garnissage, le glycol froid provenant des échangeurs de regazéification du terminal.  The process of the invention consists in cooling and concomitantly drying the inlet air of the gas turbine (or turbines) by watering with a cold glycol solution circulating against the current of the air, in a contactor provided with a packing, the cold glycol coming from the regasification exchangers of the terminal.

La solution de glycol injectée froide permet de refroidir l'air jusqu'à des températures pouvant aller jusqu'à -20 C sans risque de givrage.  The cold injected glycol solution allows the air to cool down to temperatures of up to -20 ° C without the risk of icing.

Le glycol récupéré en bas du contacteur, chargé de la majeure partie de l'eau contenue dans l'air fourni à la turbine à gaz, est régénéré dans une colonne à distiller où l'énergie de rebouillage est obtenue préférentiellement à partir des fumées d'échappement de la / des turbine(s) à gaz.  The glycol recovered at the bottom of the contactor, charged with most of the water contained in the air supplied to the gas turbine, is regenerated in a distillation column where the reboiling energy is obtained preferentially from the exhaust fumes. exhaust gas turbine (s).

Le cas échéant, la vapeur d'eau sortant en tête de la colonne de régénération peut être recondensée par échange avec le glycol venant du contacteur et servir par un module de réinjection à une injection d'eau au niveau de la chambre de combustion de la turbine à gaz de façon à en augmenter encore la capacité de production, si cela est permis par les limitations mécaniques.  If necessary, the water vapor leaving the top of the regeneration column can be recondensed by exchange with the glycol coming from the contactor and used by a reinjection module to inject water at the combustion chamber of the reactor. gas turbine so as to further increase the production capacity, if allowed by mechanical limitations.

Le glycol régénéré chaud de fond de colonne de la régénération est, après refroidissement par échange thermique avec le glycol à régénérer, avant son entrée dans la colonne, et/ou par aéroréfrigérant, envoyé se refroidir dans les regazéifieurs du terminal GNL.  The regenerated hot glycol column bottom of the regeneration is, after cooling by heat exchange with the glycol to be regenerated, before entering the column, and / or by air cooler, sent to cool in regasifiers LNG terminal.

Ces derniers sont des échangeurs tubulaires (le glycol étant côté calandre).  The latter are tubular exchangers (the glycol being on the shell side).

Dans les rares périodes où le cycle combiné est à l'arrêt ou par temps très froid, la totalité ou le complément de fourniture de chaleur pour la regazéification est fournie par un moyen de secours comme par exemple des chaudières alimentées en gaz naturel et réchauffant la solution de glycol en amont des échangeurs de regazéification, et/ou en réchauffant cette solution à partir de la chaleur des fumées sortant du cycle combiné, via une dérivation de la boucle d'eau chaude utilisée pour le rebouillage de la colonne de régénération du glycol.  In the rare periods when the combined cycle is at a standstill or in very cold weather, all or the additional heat supply for the regasification is provided by a backup means such as boilers fed with natural gas and heating the boiler. glycol solution upstream of the regasification exchangers, and / or by heating this solution from the heat of the fumes exiting the combined cycle, via a bypass of the hot water loop used for the reboiling of the glycol regeneration column .

Dans le cas où le terminal GNL est à l'arrêt, la centrale à cycle combiné peut toujours fonctionner sur le gaz du réseau avec un air d'entrée non refroidi, donc avec la simple perte de l'augmentation de capacité apportée par le refroidissement.  In the case where the LNG terminal is stopped, the combined cycle plant can still operate on the mains gas with an uncooled inlet air, so with the simple loss of the capacity increase provided by the cooling .

Une description détaillée de ce mode de réalisation est donnée ci-après en se référant au schéma de la figure 1.  A detailed description of this embodiment is given below with reference to the diagram of FIG.

Le GNL (101) provenant des pompes haute pression du terminal méthanier est envoyé dans des échangeurs tubulaires (160) où il échange de la chaleur et se regazéifie (103) par échange avec la solution glycol/eau chaude circulant côté calandre.  The LNG (101) coming from the high pressure pumps of the LNG terminal is sent to tubular exchangers (160) where it exchanges heat and regasifies (103) by exchange with the glycol / hot water solution circulating on the shell side.

Ce glycol entre chaud dans les échangeurs (160) et en ressort à la température requise pouvant aller jusqu'aux environs de -25 C. II est alors dirigé vers la partie supérieure du contacteur air-glycol (121) situé après le filtre à air (122) de la turbine à gaz (120) de la centrale électrique. Ce contacteur contient préférentiellement un garnissage (123) permettant de maximiser le contact entre l'air et la solution de glycol.  This glycol enters the heat exchangers (160) and returns to the required temperature up to about -25 C. It is then directed to the upper part of the air-glycol contactor (121) located after the air filter. (122) of the gas turbine (120) of the power plant. This contactor preferably contains a packing (123) making it possible to maximize the contact between the air and the glycol solution.

Le dimensionnement du contacteur est fait de manière à assurer une vitesse de l'air évitant tout entraînement mécanique du liquide par l'air. A titre de précaution, un récupérateur de gouttelettes (125) permet d'éviter tout entraînement vers la turbine à gaz.  The sizing of the contactor is made in such a way as to ensure a speed of the air avoiding any mechanical entrainment of the liquid by the air. As a precaution, a droplet recuperator (125) prevents any drive to the gas turbine.

En bas du contacteur (121), la solution de glycol (105), chargée de l'eau extraite de l'air, se retrouve, à une température légèrement inférieure à celle de l'air ambiant, tandis que l'air sort à la partie supérieure du contacteur à une température légèrement supérieure à celle de la solution de glycol froide en provenance de l'échangeur tubulaire regazéifieur du terminal GNL, le niveau de cette température est optimisé en fonction des caractéristiques de la turbine et des bilans thermiques réciproques du terminal et de la centrale électrique.  At the bottom of the contactor (121), the glycol solution (105), charged with the water extracted from the air, is found at a temperature slightly lower than that of the ambient air, while the air comes out at the upper part of the contactor at a temperature slightly higher than that of the cold glycol solution coming from the regasifier tubular exchanger of the LNG terminal, the level of this temperature is optimized according to the characteristics of the turbine and the reciprocal thermal balances of the terminal and power plant.

La solution de glycol humide (105) est envoyée vers l'unité de régénération grâce à la pompe (130). Dans cette unité, le glycol humide est utilisé préférentiellement pour condenser l'eau de reflux de la colonne (132). Si cela est nécessaire, en fonction du bilan thermique, il est réchauffé dans l'échangeur (135) par le glycol régénéré sortant du rebouilleur de la colonne de régénération, puis injecté dans la colonne (132). Réciproquement, le glycol sec et chaud provenant du rebouilleur (136), après être éventuellement refroidi dans l'échangeur (135), est envoyé dans les échangeurs regazéifieurs du terminal (160).  The wet glycol solution (105) is sent to the regeneration unit through the pump (130). In this unit, the wet glycol is used preferentially to condense the reflux water of the column (132). If necessary, depending on the heat balance, it is heated in the exchanger (135) by the regenerated glycol leaving the reboiler of the regeneration column, and then injected into the column (132). Conversely, the dry and hot glycol from the reboiler (136), after possibly being cooled in the exchanger (135), is sent to the regasifier exchangers of the terminal (160).

L'énergie de rebouillage de l'unité de régénération de glycol est apportée par une boucle de fluide caloporteur ou de vapeur. L'eau extraite du glycol (110) est, soit rejetée après traitement dans le milieu ambiant, soit réinjectée dans la turbine à gaz (si celle-ci le permet) au niveau des chambres de combustion par un module de réinjection (107).  The reboiling energy of the glycol regeneration unit is provided by a heat transfer fluid or steam loop. The water extracted from the glycol (110) is either rejected after treatment in the ambient environment or is reinjected into the gas turbine (if this permits) at the combustion chambers by a reinjection module (107).

La boucle de fluide caloporteur (ou de vapeur) servant au rebouillage tire son énergie d'un fuseau (140) situé dans les gaz d'échappement de la turbine à gaz (120), en aval de la chaudière du cycle vapeur de la centrale à cycle combiné.  The loop of coolant (or steam) used for reboiling draws its energy from a spindle (140) located in the exhaust gas of the gas turbine (120), downstream of the boiler of the steam cycle of the plant combined cycle.

Dans une variante de ce mode de réalisation, une partie du glycol humide (105) en provenance de la pompe de reprise (130), sert à refroidir l'air en amont du contacteur (121) dans un échangeur (102) de manière à condenser une partie de l'eau afin de réduire la puissance de l'unité de régénération de glycol. Ce prérefroidissement est régulé en débit de façon à ce que la température de l'air ne descende pas au-dessous de +5 / +10 C.  In an alternative embodiment of this embodiment, a portion of the wet glycol (105) from the return pump (130) serves to cool the air upstream of the contactor (121) in a heat exchanger (102) so as to Condense a portion of the water to reduce the power of the glycol regeneration unit. This pre-cooling is regulated in flow so that the air temperature does not fall below +5 / +10 C.

La boucle de glycol peut également servir à regazéifier le GNL quand l'air ne fournit plus la chaleur de regazéification: - lorsque la centrale thermique est à l'arrêt, - lorsque la température de l'air ambiant est trop basse et ne peut pas fournir la chaleur suffisante.  The glycol loop can also be used to regasify LNG when the air no longer provides regasification heat: - when the thermal power station is off, - when the ambient air temperature is too low and can not provide sufficient heat.

Dans le premier cas (centrale thermique à l'arrêt) supposé peu fréquent on peut se permettre de consommer du gaz: des chaudières de secours (150) permettent de fournir l'énergie suffisante au système. Le passage par le contacteur air-glycol est évité par la mise en oeuvre des vannes et le glycol ne sert plus que de liquide de transfert entre chaudières et regazéifieurs.  In the first case (stationary thermal plant), which is supposed to be infrequent, it is possible to consume gas: emergency boilers (150) make it possible to supply sufficient energy to the system. The passage through the air-glycol contactor is avoided by the implementation of the valves and the glycol is only used as transfer liquid between boilers and regasifiers.

Dans le deuxième cas, selon la fréquence de ces conditions: - soit on utilise en complément les chaudières de secours comme indiqué plus haut, soit on dérive de l'eau chaude, en provenance des faisceaux de récupération de chaleur fournissant normalement la chaleur de rebouillage de la boucle, vers les chaudières eau/glycol qui jouent alors le rôle d'échangeur sans utilisation de combustible.  In the second case, depending on the frequency of these conditions: - either the backup boilers are used in addition as indicated above, or hot water is derived from the heat recovery bundles normally providing the reboiling heat from the loop, to the water / glycol boilers which then act as exchangers without the use of fuel.

Selon un second mode de réalisation, le procédé de l'invention est 25 appliqué à des installations de liquéfaction de gaz.  According to a second embodiment, the process of the invention is applied to gas liquefaction plants.

En ce qui concerne de telles installations, deux procédés sont actuellement généralement utilisés pour liquéfier le gaz. Tous les deux comportent un premier niveau de froid constitué par un cycle propane. Dans d'autres procédés moins répandus, le fluide frigorigène procurant ce premier niveau de froid peut être un mélange de gaz, et on pourrait appliquer à ces procédés des solutions similaires à celle décrite ciaprès pour les procédés à cycle propane.  With regard to such installations, two processes are currently generally used to liquefy the gas. Both have a first level of cold consisting of a propane cycle. In other less common processes, the refrigerant providing this first level of cold may be a mixture of gases, and solutions similar to those described hereafter for propane cycle processes could be applied to these processes.

Lorsque la température ambiante augmente, la charge spécifique de ce premier niveau de froid augmente de façon considérable en application de la Loi de CARNOT car la température de la source chaude (l'air ambiant ou l'eau de mer où on rejette les frigories) est plus élevée. Comme on ne peut que très partiellement basculer cette charge accrue sur les cycles des niveaux plus froids, le premier niveau de froid constitue généralement le goulot d'étranglement à température ambiante élevée des installations de liquéfaction. Or à cette puissance accrue, requise par le (les) compresseur(s) propane, correspond à contrario une diminution de la puissance disponible sur la (les) turbine(s) à gaz entraînant ce(s) compresseur(s).  When the ambient temperature increases, the specific load of this first level of cold increases considerably in application of the law of CARNOT because the temperature of the hot source (the ambient air or the sea water where one rejects the frigories) is higher. Since this increased load can only be partially toppled over the colder-level cycles, the first level of cold is generally the high-temperature bottleneck of the liquefaction plants. Or at this increased power, required by the (the) compressor (s) propane, corresponding conversely a decrease in the power available on the (the) gas turbine (s) driving this (s) compressor (s).

Ces deux phénomènes inverses ne peuvent être conciliés que par une réduction de la production de GNL, qui entraîne une réduction du débit de propane, réduction qui, par ailleurs, est défavorable, car elle déplace le point de fonctionnement des compresseurs propane dans une zone à rendement dégradé, ce qui en augmente encore la puissance requise.  These two reverse phenomena can only be reconciled by a reduction in LNG production, which leads to a reduction in the propane flow rate, a reduction which, moreover, is unfavorable, because it displaces the operating point of the propane compressors in a zone to degraded performance, which further increases the power required.

Au total, par exemple, à 33 C de température ambiante, la capacité de liquéfaction peut être réduite de 15 à 17 % par rapport à son niveau à 21 C.  In total, for example, at 33 C ambient temperature, the liquefaction capacity can be reduced by 15 to 17% from its 21 C level.

Il en résulte, en été, une baisse du potentiel de production et, en amont, une sous utilisation des installations de production et traitement de gaz et des gazoducs ainsi, qu'en aval, un problème difficile de gestion des navires méthaniers dont la capacité d'emport en été reste égale, sinon meilleure, du fait des conditions de mer généralement moins sévères qu'en hiver.  As a result, in summer, the production potential is reduced and upstream there is an underutilization of gas and pipeline production and processing facilities and, downstream, a difficult management problem for LNG tankers whose capacity summer transport remains equal, if not better, because sea conditions are generally less severe than in winter.

Considérant que le coût des installations d'un train de liquéfaction est considérable (coût qui peut être doublé par le coût des installations amont), alors que le coût proprement dit des turbines à gaz d'entraînement des compresseurs du cycle de liquéfaction n'en représente qu'une faible fraction, on peut se demander pourquoi, dans les installations actuelles, on ne prévoit pas des turbines à gaz plus puissantes.  Considering that the cost of the installations of a liquefaction train is considerable (cost which can be doubled by the cost of the upstream installations), whereas the actual cost of the driving gas turbines of the compressors of the liquefaction cycle does not represents a small fraction, one may wonder why, in current installations, more powerful gas turbines are not expected.

L'explication tient à ce que les turbines à gaz présentent une gamme de modèles bien définie et que les concepteurs de procédé qui cherchent à réaliser des unités de grande capacité ont en fait déjà aligné, pour une température moyenne, le dimensionnement de leur procédé sur les modèles existants les plus puissants, dans la catégorie, généralement considérée, des turbines industrielles.  The explanation is that gas turbines have a well-defined range of models and that process designers looking to build high capacity units have in fact already aligned their process design for a medium temperature. the most powerful existing models, in the category, generally considered, industrial turbines.

Cela les a même conduit, pour les deux grosses turbines à gaz souvent utilisées dans les trains de liquéfaction du procédé APCI (Air Products), au recours coûteux d'un ajout de puissance par des moteurs électriques à vitesse variable installés sur le même arbre.  This has even led, for the two large gas turbines often used in liquefaction trains APCI process (Air Products), the expensive use of an addition of power by variable speed electric motors installed on the same tree.

Dans ces conditions, la possibilité d'effacer totalement ou partiellement la chute de puissance de ces turbines à température élevée, voire de l'augmenter par un refroidissement plus poussé, a tout son intérêt pour un nouveau projet de grande capacité.  Under these conditions, the ability to completely or partially erase the power drop of these turbines at high temperature, or even increase it by further cooling, is of interest for a new project of high capacity.

C'est encore plus le cas s'il s'agit d'une opération de dégoulottage d'installations de liquéfaction existantes, dont on peut ainsi améliorer la production en été et la maintenir à un niveau voisin du niveau hiver toute l'année.  This is even more the case if it is a de-bottlenecking operation of existing liquefaction facilities, which can be used to improve production in the summer and maintain it at a level close to the winter level all year round.

L'adaptation du procédé de l'invention aux installations de liquéfaction de gaz naturel peut se décliner selon trois variantes décrites ci-après: a) Une première variante est représentée par les schémas des figures 2 et 3.  The adaptation of the process of the invention to liquefaction plants of natural gas can be declined according to three variants described below: a) A first variant is represented by the diagrams of FIGS. 2 and 3.

Dans les deux cas il est créé en dérivation des deux étages de pression supérieurs du cycle propane, deux évaporateurs supplémentaires destinés à refroidir une boucle d'eau glycolée.  In both cases it is created bypassing the two upper pressure stages of the propane cycle, two additional evaporators for cooling a brine loop.

Le schéma de la figure 2 est un exemple préférentiel d'application au procédé de liquéfaction PHILLIPS et est explicité comme suit.  The scheme of FIG. 2 is a preferred example of application to the PHILLIPS liquefaction process and is explained as follows.

Le premier évaporateur dit HP (207) avec une température côté propane de 7 à 10 C peut refroidir l'eau glycolée jusqu'à 10 à 15 C. Le second évaporateur dit MP (208) avec une température côté propane d'environ -5 C peut refroidir l'eau glycolée jusqu'à 0 C.  The first evaporator HP (207) with a propane side temperature of 7 to 10 C can cool the brine to 10 to 15 C. The second evaporator MP (208) with a propane side temperature of about -5 C can cool the brine to 0 C.

L'eau glycolée est envoyée dans l'échangeur air/eau glycolée (202) installé à l'admission de la turbine à gaz (220) d'entraînement du (des) compresseur(s) propane. Des vannes de contrôle de débit permettent d'optimiser la répartition de l'eau glycolée froide, entre les admissions d'air 2858830 11 des différents cycles, de façon à obtenir un fonctionnement où la puissance augmentée des turbines est utilisée au mieux. On peut ainsi obtenir le gain de production de GNL maximal.  The brine is sent into the air / brine heat exchanger (202) installed at the inlet of the gas turbine (220) driving the propane compressor (s). Flow control valves make it possible to optimize the distribution of the cold brine water between the air inlets 2858830 11 of the different cycles, so as to obtain an operation where the increased power of the turbines is best used. This gives the maximum LNG production gain.

Optionnellement, l'eau condensée par le refroidissement d'air et récupérée dans le(s) collecteur(s) (204) est stockée dans la capacité (205) de façon à pouvoir être réinjectée sous pression, dans la période la plus chaude de la journée, soit selon les dispositifs communément utilisés par les constructeurs de turbine au niveau des chambres de combustion des turbines à gaz, soit selon les dispositifs préconisés par certains constructeurs, directement à l'aspiration du compresseur d'air ou elle se vaporise en cours de compression réduisant ainsi la puissance de compression. Selon le schéma de la figure 2, l'eau stockée dans la capacité (205) est injectée dans les turbines (220) et (220 bis) via le module d'injection (206) au niveau des chambres de combustion (206 bis).  Optionally, the water condensed by the cooling air and recovered in the collector (s) (204) is stored in the capacity (205) so that it can be reinjected under pressure, in the hottest period of time. the day, either according to the devices commonly used by turbine manufacturers in the combustion chambers of gas turbines, or according to the devices recommended by some manufacturers, directly to the suction of the air compressor or it vaporizes in progress compression thus reducing the power of compression. According to the diagram of FIG. 2, the water stored in the capacity (205) is injected into the turbines (220) and (220 bis) via the injection module (206) at the combustion chambers (206 bis) .

Cette option est particulièrement valable dans les pays où l'eau douce ne peut être procurée aisément et où l'air ne présente cependant, du fait de la proximité de la mer, qu'un taux d'humidité faiblement réduit dès que la température baisse.  This option is particularly valid in countries where fresh water can not be easily provided and where, due to the proximity of the sea, air has only a low moisture content as soon as the temperature drops. .

Du côté du cycle propane, les évaporateurs propane/eau glycolée sont alimentés en série à partir d'une dérivation du circuit de propane condensé. Le propane gazeux en provenance des évaporateurs (207 et 208) est renvoyé respectivement à l'aspiration des étages haute pression et moyenne pression de ce compresseur.  On the propane cycle side, the propane / brine evaporators are fed in series from a bypass of the condensed propane circuit. The propane gas from the evaporators (207 and 208) is returned respectively to the suction of the high pressure and medium pressure stages of this compressor.

Le schéma de la figure 3 est un exemple préférentiel d'application au procédé de liquéfaction APCI et est analogue à l'application au procédé PHILLIPS décrit ci-dessus, mais en diffère par les points suivants: Du fait que, dans ce procédé, la surcharge due aux températures ambiantes élevées peut être plus aisément répartie entre le cycle propane et le cycle de niveau de température inférieure dit cycle MR par modification de la composition du mélange réfrigérant du cycle MR, on a intérêt à augmenter, par la réfrigération de l'air, la puissance des turbines à gaz des deux groupes, même si celle du groupe entraînant le compresseur propane doit être plus importante de façon à compenser la surcharge due au débit supplémentaire de propane des évaporateurs (307 et 308).  The scheme of FIG. 3 is a preferred example of application to the APCI liquefaction process and is analogous to the application to the PHILLIPS process described above, but differs in the following points: Because, in this process, the high ambient temperature overload can be more easily distributed between the propane cycle and the lower temperature cycle called MR cycle by changing the composition of the refrigerant mixture of the MR cycle, it is advantageous to increase, by the refrigeration of the air, the power of the gas turbines of both groups, even if that of the group driving the propane compressor must be greater to compensate for the overhead due to the additional flow of propane evaporators (307 and 308).

Pour cette raison, l'eau glycolée froide, sortant de l'évaporateur (308), est envoyée, en parallèle, dans les échangeurs air/eau glycolée (302) des deux turbines (320) où est également récupérée l'eau de condensation, dans les collecteurs (304) et capacités (305), aux fins de réinjection par les modules (306).  For this reason, the cold brine leaving the evaporator (308) is sent, in parallel, into the air / brine heat exchangers (302) of the two turbines (320) where the condensation water is also recovered. in the manifolds (304) and capacitors (305) for reinjection by the modules (306).

La répartition du débit d'eau glycolée froide et, en période chaude, de l'injection d'eau entre les turbines à gaz est régulée par des vannes de contrôle ne figurant pas sur le schéma de façon à ce que l'augmentation de puissance en résultant soit optimale eu égard à la capacité de production de GNL.  The distribution of the cold brine flow and, in the hot period, the injection of water between the gas turbines is regulated by control valves not shown in the diagram so that the increase in power resulting is optimal in terms of LNG production capacity.

Dans le cas où l'entraînement des compresseurs est assuré de façon différente, par exemple avec une turbine à gaz, entraînant le compresseur propane et deux turbines à gaz se répartissant respectivement la compression BP et HP du cycle MR, les dispositifs pourraient se rapprocher de ceux relatifs au procédé PHILLIPS décrit ci-dessus, c'est-à- dire, n'impliquant pas forcément les installations d'une réfrigération d'air sur les turbines du cycle MR: le choix dépend des bilans de puissance respectifs des cycles considérés aux températures ambiantes élevées et des conditions climatiques.  In the case where the drive of the compressors is provided in a different way, for example with a gas turbine, driving the propane compressor and two gas turbines respectively distributing the BP and HP compression of the MR cycle, the devices could be closer to those relating to the PHILLIPS process described above, that is to say, not necessarily involving air refrigeration installations on the MR cycle turbines: the choice depends on the respective power balances of the cycles considered. at high ambient temperatures and climatic conditions.

Le fonctionnement aux différentes températures de ces deux procédés ainsi modifiés peut s'analyser comme suit: É Dans les cas de température la plus chaude, le débit d'eau glycolée froide est envoyé préférentiellement vers l'admission d'air du compresseur propane de façon à obtenir un air de 5 à 10 C. L'augmentation de puissance de la turbine à gaz en résultant est partagée entre la puissance requise pour comprimer le propane supplémentaire, émis au niveau des évaporateurs propane/eau glycolée, et entre le supplément de puissance correspondant à une augmentation du débit de gaz à liquéfier.  The operation at the different temperatures of these two processes thus modified can be analyzed as follows: Dans In the case of the hottest temperature, the flow of cold brine is preferentially sent to the air intake of the propane compressor so to obtain an air of 5 to 10 C. The increase in power of the resulting gas turbine is divided between the power required to compress the additional propane, emitted at the level of the propane / brine evaporators, and between the additional power corresponding to an increase in the flow of gas to be liquefied.

Le refroidissement d'air des autres turbines des cycles de niveau de température inférieure est ajusté de façon à ce que leur puissance permette de traiter ce débit augmenté ainsi autorisé par la puissance accrue de la turbine propane. Ceci ne nécessite pas de refroidir l'air autant que sur la turbine propane.  The air cooling of the other turbines of the lower temperature level cycles is adjusted so that their power makes it possible to process this increased flow rate thus authorized by the increased power of the propane turbine. This does not require cooling the air as much as on the propane turbine.

Aussi pour ce faire, optionnellement, comme représenté dans le schéma de la figure 2 dans les pays chauds et secs, le refroidissement d'air de ces turbines (220 bis) peut être obtenu par simple injection d'eau dans l'air d'admission au niveau d'un vaporiseur (202 bis), ce qui peut suffire pour obtenir la baisse de température moins élevée requise sur ces turbines.  Also for this purpose, optionally, as shown in the diagram of Figure 2 in hot and dry countries, the air cooling of these turbines (220 bis) can be obtained by simply injecting water into the air. admission to a vaporizer (202 bis), which may be sufficient to obtain the lower temperature drop required on these turbines.

É Lorsque la température ambiante est moins élevée aux environs de 15 C, le cycle propane est moins chargé et c'est en général la puissance disponible sur les turbines à gaz des autres cycles à niveau de température inférieur qui limite la production.  When the ambient temperature is lower at around 15 C, the propane cycle is less charged and it is usually the power available on gas turbines of other cycles at lower temperature level which limits the production.

Dans ce cas, si on a comme représenté dans le schéma de la figure 3, prévu également une réfrigération d'air sur la turbine de cet (ces) autre(s) cycle(s), l'eau glycolée est envoyée préférentiellement vers l'air d'admission de ces turbines et leur permet d'obtenir un supplément de production de l'ordrede6à7%.  In this case, if one has as shown in the diagram of Figure 3, also provided air cooling on the turbine of this (these) other (s) cycle (s), the brine is preferentially sent to the air intake of these turbines and allows them to obtain an additional production of order of 6 to 7%.

Eventuellement encore l'eau de condensation peut être réinjectée dans le système des chambres de combustion pour obtenir un supplément de 20 puissance si nécessaire.  Optionally still the condensation water can be re-injected into the combustion chamber system for extra power if necessary.

É Lorsque l'air est à 10 C le refroidissement d'air obtenu est au maximum de 5 C et le gain de production ainsi obtenu limité à 3 ou 4 %.  When the air is at 10 C, the air cooling obtained is at most 5 C and the production gain thus obtained is limited to 3 or 4%.

b) Une deuxième variante est représentée par le schéma de la figure 4.  b) A second variant is represented by the diagram of FIG.

Dans cette variante le froid n'est pas produit par des évaporateurs propane mais par un module de réfrigération à absorption, à l'ammoniaque ou au bromure de lithium, (407 et 408), suivant des technologies connues et appliquées dans les installations de conditionnement d'air de grande capacité.  In this variant, the cold is not produced by propane evaporators but by an absorption refrigeration module, with ammonia or lithium bromide (407 and 408), according to known technologies and applied in the packaging plants. high capacity air.

Le froid produit dans le module de réfrigération (407) est transféré à l'air, comme dans la variante précédente, par de l'eau glycolée froide envoyée via la pompe (409) vers les échangeurs air/eau glycolée (402) des turbines à gaz (420 et 420 bis).  The cold produced in the refrigeration module (407) is transferred to the air, as in the previous variant, by cold brine sent via the pump (409) to the air / glycol heat exchangers (402) of the turbines with gas (420 and 420 bis).

Le cas échéant, l'eau condensée dans ces échangeurs, collectée dans les collecteurs (404) et les capacités (405), peut être, en période chaude, injectée dans les turbines à gaz au niveau des chambres de combustion (406bis), via le module d'injection (406), de façon à obtenir un supplément de puissance.  Where appropriate, the water condensed in these exchangers, collected in the collectors (404) and the capacitors (405), can be injected into the gas turbines at the combustion chambers (406bis) during hot periods, via the injection module (406), so as to obtain additional power.

Comme dans la variante précédente, la répartition du débit d'eau glycolée froide, (et le cas échéant en période chaude, celui de l'eau condensée) entre les turbines à gaz des différents cycles est régulée par des vannes de contrôle ne figurant pas sur le schéma, de façon à ce que l'augmentation de puissance en résultant soit optimale eu égard à la capacité de production de GNL.  As in the previous variant, the distribution of the cold brine flow (and if necessary in warm period, that of the condensed water) between the gas turbines of the different cycles is regulated by control valves not shown. in the diagram, so that the resulting power increase is optimal with respect to the LNG production capacity.

La source chaude du cycle à absorption peut être fournie, soit par une chaudière installée en récupération de la chaleur d'échappement d'une turbine à gaz via le faisceau (419), soit par utilisation de vapeur présente par ailleurs pour les besoins du procédé, ou encore par une chaudière à vapeur où à eau chaude spécifique.  The hot source of the absorption cycle can be provided either by a boiler installed in recovery of the exhaust heat of a gas turbine via the beam (419), or by the use of steam otherwise present for the purposes of the process , or by a steam boiler or hot water specific.

Dans cette variante on ne demande pas au cycle propane de réfrigérer l'air. La totalité de l'augmentation de puissance, due à la réfrigération de l'air sur la turbine propane, peut alors être utilisée pour augmenter la production de GNL. Donc l'augmentation de cette dernière peut être plus importante que dans la variante (a) ci-dessus, dans la mesure où le permet le potentiel maximal de liquéfaction défini par les autres parties du procédé ou des installations amont.  In this variant, the propane cycle is not required to refrigerate the air. The entire increase in power, due to air cooling on the propane turbine, can then be used to increase LNG production. Therefore the increase of the latter may be greater than in variant (a) above, insofar as the maximum liquefaction potential defined by the other parts of the process or upstream installations allows.

c) Une troisième variante est représentée, pour le procédé APCI avec 2 turbines, par le schéma de la figure 5.  c) A third variant is represented, for the APCI process with 2 turbines, by the diagram of FIG.

Des solutions analogues seraient utilisées dans le cas du procédé PHILLIPS avec 3 cycles et du procédé APCI avec 3 turbines.  Similar solutions would be used in the case of the PHILLIPS process with 3 cycles and the APCI process with 3 turbines.

Dans cette variante, le refroidissement de l'air de laides turbine(s) entraînant le compresseur propane est poussé jusqu'à -20 C environ, ce qui apporte un supplément de puissance considérable par rapport à un fonctionnement à +30 C (de l'ordre de 35 % en plus).  In this variant, the cooling of the air of the ugly turbine (s) driving the propane compressor is pushed to approximately -20 ° C., which brings a considerable additional power compared to an operation at +30 ° C. order of 35% more).

Pour ce faire, on utilise, sur l'entrée d'air de la turbine d'entraînement du compresseur propane, le système d'arrosage de l'air au glycol froid et de régénération, défini dans le premier mode de réalisation relatif aux terminaux méthaniers décrit ci-avant.  For this purpose, the air inlet of the propane compressor drive turbine is used with the cold glycol air cooling and regeneration system defined in the first embodiment relating to the terminals. LNG carriers described above.

Cette puissance accrue disponible sur cette turbine permet d'augmenter sensiblement le potentiel de refroidissement du cycle propane, permettant de fournir, par l'intermédiaire de la boucle glycol, à la fois du froid, non seulement à l'air de la turbine d'entraînement du propane, mais aussi à la/aux turbine(s) d'entraînement des autres cycles, tout en conservant sur cette turbine la réserve de puissance permettant l'augmentation du débit de gaz à liquéfier en cohérence avec celle procurée par l'augmentation de puissance apportée aux turbines des autres cycles.  This increased power available on this turbine makes it possible to substantially increase the cooling potential of the propane cycle, making it possible to supply, via the glycol loop, both the cold and the air of the turbine. propane drive, but also to the turbine (s) drive other cycles, while maintaining on this turbine power reserve to increase the flow of gas to be liquefied consistent with that provided by the increase power supplied to the turbines of the other cycles.

Le système représenté par le schéma de la figure 5 se décrit ainsi.  The system represented by the diagram of FIG. 5 is thus described.

Le froid est produit par des évaporateurs propanes situés en parallèle des évaporateurs du cycle de liquéfaction et transmis à l'air des turbines à gaz via une solution de glycol.  The cold is produced by propane evaporators located in parallel with the evaporators of the liquefaction cycle and transmitted to the air of the gas turbines via a solution of glycol.

Comme le niveau de froid requis pour refroidir l'air de la turbine d'entraînement du compresseur propane est plus bas que celui envisagé dans la variante (a) ci-dessus, il faut faire appel non seulement aux évaporateurs HP (507) et MP (508), mais à l'étage BP (509).  Since the cold level required to cool the air in the propane compressor drive turbine is lower than that contemplated in variant (a) above, not only HP (507) and MP evaporators must be used. (508), but at the BP level (509).

La solution de glycol circule en fait dans 2 boucles qui se rejoignent au niveau des évaporateurs propane. La première boucle est celle du glycol le plus froid sortant de l'évaporateur propane BP (509). Ce glycol froid à une température d'environ -25 C est dirigé vers un contacteur air- glycol (521) de préférence muni d'un garnissage (523) situé à l'aspiration de la turbine d'entraînement du compresseur propane. L'air entrant dans la turbine est ainsi refroidi aux environs de -20 C et les éventuels entraînements de glycol séparés dans le séparateur (525). En bas de ce contacteur air-glycol, le glycol (505) chargé de l'humidité de l'air (et, si l'air est à 30 C, à une température d'environ 20 C) est envoyé via la pompe (524) vers l'unité de régénération (532) après réchauffement dans l'échangeur (535) à contre-courant du glycol régénéré, sortant du rebouilleur (536) de la colonne (532).  The glycol solution actually flows in two loops that meet at the propane evaporators. The first loop is that of the coldest glycol leaving the LP propane evaporator (509). This glycol cold at a temperature of about -25 C is directed to an air-glycol contactor (521) preferably provided with a lining (523) located at the suction of the drive turbine of the propane compressor. The air entering the turbine is thus cooled to about -20 ° C. and any glycol entrainments separated in the separator (525). At the bottom of this air-glycol contactor, the glycol (505) charged with the humidity of the air (and, if the air is at 30 C, at a temperature of about 20 C) is sent via the pump ( 524) to the regeneration unit (532) after heating in the exchanger (535) countercurrently the regenerated glycol leaving the reboiler (536) of the column (532).

C'est ce glycol régénéré, refroidi aux environs de 25 C qui est envoyé vers l'évaporateur propane HP (507) après confluence avec le glycol de la seconde boucle et mise en pression dans la pompe (524 bis).  It is this regenerated glycol, cooled to around 25 C, which is sent to the HP propane evaporator (507) after confluence with the glycol of the second loop and pressurized in the pump (524 bis).

L'énergie de rebouillage est apportée par la vapeur produite dans une 5 chaudière de récupération située à l'échappement de la turbine via le faisceau (540).  The reboiling energy is provided by the steam produced in a recovery boiler located at the exhaust of the turbine via the beam (540).

La seconde boucle glycol qui dessert la (les) turbine(s) autre(s) que la turbine propane ne requiert généralement pas un niveau de froid inférieur à 0 C et de ce fait, elle est alors conçue comme celle décrite pour la variante (a) ci-dessus: le glycol de cette boucle est pris, en dérivation régulée par la vanne (510) à une température d'environ 0 C, au sortir de l'évaporateur propane MP (508) et envoyé dans l'échangeur glycol-air (502) implanté à l'admission d'air de cette (ces) autre(s) turbine(s) (520 bis) .  The second glycol loop serving the turbine (s) other than the propane turbine generally does not require a cold level below 0 C and therefore, it is then designed as described for the variant ( a) above: the glycol of this loop is taken, in bypass regulated by the valve (510) at a temperature of about 0 C, out of the propane evaporator MP (508) and sent into the glycol exchanger -air (502) located at the air intake of this (these) other (s) turbine (s) (520 bis).

Comme dans les versions précédentes, l'eau condensée dans les échangeurs (502), dans les séparateurs de gouttelettes (503) ainsi que, le cas échéant, dans un condenseur de tête (534) de la colonne (532) peut être réinjectée dans la (les) turbine(s) au niveau des chambres de combustion via des modules de réinjection non représentés sur le schéma.  As in the previous versions, the condensed water in the exchangers (502), in the droplet separators (503) and, if appropriate, in a top condenser (534) of the column (532) can be reinjected into the turbine (s) at the combustion chambers via reinjection modules not shown in the diagram.

L'augmentation du débit du propane correspondant à cette variante (de l'ordre de 20 %) nécessite non seulement d'ajouter des évaporateurs pour fournir le froid à la boucle glycol, ainsi que des recondenseurs, mais éventuellement une modification des roues du compresseur. Cette solution est donc plus adaptée à une prise en compte à l'origine de la conception du train de liquéfaction, qu'à une modification d'installations existantes.  The increase in the propane flow rate corresponding to this variant (of the order of 20%) requires not only the addition of evaporators to supply the cold to the glycol loop, as well as reconductors, but possibly a modification of the compressor wheels. . This solution is therefore more suitable for taking into account the origin of the design of the liquefaction train, than for a modification of existing installations.

En revanche, elle autorise, avec les modèles disponibles de turbines à gaz, même dans les pays tropicaux à forte humidité, un gain de potentiel de production de près de 10 %.  On the other hand, it allows, with the available gas turbine models, even in tropical countries with high humidity, a production potential gain of nearly 10%.

Ce procédé peut également s'appliquer si le propane constituant le fluide réfrigérant du premier étage de la liquéfaction est remplacé par un 30 réfrigérant de composition mixte.  This process can also be applied if the propane constituting the refrigerant fluid of the first stage of the liquefaction is replaced by a mixed composition refrigerant.

Le choix entre les variantes de type (a) et (b) ou (c) dépend donc des éventuelles limitations de débit des autres éléments de la ligne de liquéfaction ainsi que des conditions climatiques et des bilans de puissance des différents cycles composant le procédé de liquéfaction aux différentes températures ambiantes à considérer.  The choice between the variants of type (a) and (b) or (c) therefore depends on the possible flow limitations of the other elements of the liquefaction line as well as the climatic conditions and the power balances of the various cycles constituting the process of liquefaction at different ambient temperatures to consider.

Selon un troisième mode de réalisation, le procédé de l'invention est 5 appliqué à des stations de compression de gazoducs.  According to a third embodiment, the method of the invention is applied to gas pipeline compression stations.

Les gazoducs ont leur capacité définie par la pression maximale et le diamètre des tubes choisis, et par la puissance installée dans les stations de compression dont les compresseurs sont le plus généralement entraînés par des turbines à gaz.  The pipelines have their capacity defined by the maximum pressure and the diameter of the tubes chosen, and by the power installed in compressor stations whose compressors are most commonly driven by gas turbines.

La distance entre deux stations définit, pour le débit considéré dans des conditions de température de gaz données, la pression d'arrivée.  The distance between two stations defines, for the flow rate considered under given gas temperature conditions, the arrival pressure.

La puissance requise pour la compression est proportionnelle au débit massique, inversement proportionnelle à la densité de ce gaz, et fonction du taux de compression.  The power required for the compression is proportional to the mass flow, inversely proportional to the density of this gas, and a function of the compression ratio.

Lorsque la température ambiante est élevée, la puissance des turbines à gaz est réduite comme indiqué plus haut, mais il y a aussi un effet négatif de la température ambiante sur la puissance requise aux stations de compression et sur les pertes de charge dans la canalisation: - la température d'entrée dans la canalisation est celle de sortie de l'aéroréfrigérant situé après les compresseurs des stations de compression, c'est-à-dire la température de l'air majorée de l'écart air/gaz de l'aéroréfrigérant soit environ 15 C, - compte tenu de l'importance des débits donc de la capacité calorifique du gaz en transit, les transferts thermiques du sol au gaz sont faibles et la température d'arrivée dans la station est pratiquement celle de départ de la station diminuée de l'effet de détente (isenthalpique) dans le tube (de l'ordre de 0,5 C par bar), soit de l'ordre de 10 C pour les pertes de charge couramment rencontrées entre deux stations de gazoducs, - la perte de charge dans la canalisation pour un débit massique inchangé, est fonction inverse de la racine carrée de la densité du gaz, densité qui varie non seulement comme l'inverse de la température absolue comme pour les gaz parfaits, mais comme l'inverse du coefficient de compressibilité très sensible à la température pour le gaz naturel dans la zone de pressions et de températures considérée dans les gazoducs. Cet effet de la variation du coefficient de compressibilité revient à presque doubler l'effet de la température résultant de la seule loi des gaz parfaits.  When the ambient temperature is high, the power of the gas turbines is reduced as indicated above, but there is also a negative effect of the ambient temperature on the power required at the compressor stations and on the pressure losses in the pipe: the inlet temperature in the pipe is that of the outlet of the air cooler located after the compressors of the compressor stations, ie the temperature of the air increased by the air / gas difference of the cooling air is about 15 C, - taking into account the importance of flow rates and therefore the heat capacity of the gas in transit, the heat transfers from the ground to the gas are low and the arrival temperature in the station is practically that of departure from the station reduced by the expansion effect (isenthalpic) in the tube (of the order of 0.5 C per bar), ie of the order of 10 C for the pressure losses commonly encountered between two gas pipeline stations, - the pert e of charge in the pipeline for unchanged mass flow, is inverse function of the square root of the density of the gas, density which varies not only as the inverse of the absolute temperature as for the perfect gases, but as the inverse of very sensitive temperature compressibility coefficient for natural gas in the pressure and temperature zone considered in the pipelines. This effect of the variation of the compressibility coefficient amounts to almost doubling the effect of the temperature resulting from the only law of perfect gases.

Le premier effet, d'une augmentation de la température de l'air sur l'écoulement dans la canalisation, est donc: ^ soit de diminuer le débit en fonction inverse de la racine carrée de la densité, ^ soit d'augmenter la perte de charge en conservant le débit, et donc de réduire la pression d'arrivée à la station suivante, ce qui nécessite une puissance de compression plus importante, d'autant moins disponible que la température de l'air est élevée pour la turbine à gaz.  The first effect, of an increase of the air temperature on the flow in the pipe, is thus either to decrease the flow in inverse function of the square root of the density, or to increase the loss. by keeping the flow rate, and thus reducing the arrival pressure at the next station, which requires a greater compression power, all the less available as the air temperature is high for the gas turbine .

Par ailleurs, le gaz arrivant à la station suivante dont la température suit pratiquement, 10 C en dessous, les variations de température de départ de la station précédente est moins dense à pression inchangée, augmentant encore la puissance de compression qui pour un débit massique donné varie en fonction inverse de la densité.  Moreover, the gas arriving at the next station whose temperature follows practically, 10 C below, the departure temperature variations of the previous station is less dense at unchanged pressure, further increasing the compression power which for a given mass flow rate varies according to density.

Au total la capacité maximale d'un gazoduc peut varier de plus de 15 0/0 entre une température de 30 C et une température de 5 C.  In total the maximum capacity of a pipeline can vary by more than 15% between a temperature of 30 C and a temperature of 5 C.

Pour s'affranchir de ces effets négatifs des températures ambiantes élevées, trois variantes peuvent être mises en oeuvre selon le procédé de l'invention.  To overcome these negative effects of high ambient temperatures, three variants can be implemented according to the method of the invention.

a) Une première variante consiste à réfrigérer l'air d'admission des turbines à gaz des stations par un cycle de réfrigération. Ce cycle de réfrigération peut être soit un cycle basé sur la compression d'un fluide réfrigérant (cycles à énergie mécanique) ou un cycle à absorption où l'énergie est fournie sous forme thermique. Dans ce cas la chaleur requise dans le cycle à absorption est fournie par une chaudière à eau chaude ou à vapeur qui peut être soit une chaudière à brûleur, soit une chaudière de récupération sur les gaz d'échappement des turbines à gaz. Elle peut également être prélevée par un échangeur sur le circuit du gaz à la sortie du compresseur si le taux de compression induit une température suffisante.  a) A first variant consists in cooling the intake air of the station gas turbines by a refrigeration cycle. This refrigeration cycle can be either a cycle based on the compression of a refrigerant (mechanical energy cycles) or an absorption cycle where the energy is supplied in thermal form. In this case the heat required in the absorption cycle is provided by a hot water or steam boiler which can be either a burner boiler or a recovery boiler on the exhaust gas turbines. It can also be taken by an exchanger on the gas circuit at the outlet of the compressor if the compression ratio induces a sufficient temperature.

L'ensemble des calories peut être rejeté à l'atmosphère ambiante par des aéroréfrigérants du circuit d'eau, soit éventuellement, si cela est plus économique en investissements, rejeté dans le gaz par un échangeur, à la sortie ou à l'entrée de la station.  The whole of the calories can be rejected in the ambient atmosphere by aircoolers of the circuit of water, or possibly, if it is more economic in investments, rejected in the gas by an exchanger, at the exit or the entrance of the station.

La puissance accrue des turbines à gaz autorise donc un taux de compression plus élevé et une pression plus basse à l'entrée de la station à l'arrivée du tronçon de gazoduc situé en amont.  The increased power of the gas turbines therefore allows a higher compression ratio and a lower pressure at the inlet of the station at the arrival of the section of gas pipeline upstream.

L'eau récupérée par la condensation dans le réfrigérant d'air peut, le cas échéant, être réinjectée en amont des chambres de combustion de la turbine dans les périodes les plus chaudes, pour obtenir un gain supplémentaire de puissance, l'adoption de cette solution étant fonction des conditions climatiques (variation nuit-jour des température et degré d'humidité de l'air).  The water recovered by the condensation in the air cooler can, if necessary, be reinjected upstream of the combustion chambers of the turbine in the hottest periods, to obtain an additional gain in power, the adoption of this the solution is a function of the climatic conditions (night-day variation of temperature and degree of humidity of the air).

Cette variante est représentée par le schéma de la figure 6.  This variant is represented by the diagram of FIG.

L'air de la turbine à gaz, après passage dans le filtre (601), est refroidi dans l'échangeur airleau (602) par l'eau froide éventuellement glycolée, en provenance du module de réfrigération (607). L'air peut être refroidi à une température comprise entre 4 C et 15 C selon les caractéristiques du module de réfrigération et les besoins d'augmentation de puissance de la turbine à gaz à considérer.  The air of the gas turbine, after passing through the filter (601), is cooled in the airleau exchanger (602) by the cold water optionally glycoled, from the refrigeration module (607). The air can be cooled to a temperature between 4 C and 15 C depending on the characteristics of the refrigeration module and the power increase needs of the gas turbine to consider.

L'eau, condensée dans l'échangeur (602) et séparée dans le séparateur de gouttelettes (603), peut être optionellement stockée dans la capacité (605) et utilisée pour réinjection, sous pression en amont des chambres de combustion de la turbine, pendant les périodes chaudes de la journée, par l'intermédiaire d'un module de filtration, traitement et pompage (606) .  The water, condensed in the exchanger (602) and separated in the droplet separator (603), can be optionally stored in the capacity (605) and used for reinjection under pressure upstream of the combustion chambers of the turbine, during the hot periods of the day, via a filtration, treatment and pumping module (606).

Le module de réfrigération (607) peut être basé, soit sur un cycle à compression d'un fluide frigorifique (énergie mécanique ou énergie électrique), soit sur un cycle à absorption. Dans ce cas, l'énergie thermique (eau chaude pour les cycles à bromure de lithium, vapeur pour les cycles à ammoniaque), peut être prélevée, par une boucle chaude avec chaudière de récupération sur les fumées d'échappement de la turbine à gaz via le faisceau (608), soit simplement fournie par une petite chaudière spécifique non représenté sur le schéma et/ou par récupération sur le gaz en sortie de compression (611).  The refrigeration module (607) can be based either on a compression cycle of a refrigerant (mechanical energy or electrical energy) or on an absorption cycle. In this case, the thermal energy (hot water for lithium bromide cycles, steam for ammonia cycles) can be taken by a hot loop with a recovery boiler on the exhaust gases of the gas turbine. via the beam (608), either simply provided by a specific small boiler not shown in the diagram and / or by recovery on the gas at the compression outlet (611).

b) Une deuxième variante consiste à ne pas seulement réfrigérer l'air des turbines à gaz, mais aussi à réfrigérer le gaz à son introduction dans le tronçon suivant, en supplément du refroidissement donné par les aéroréfrigérants situés après la compression. Le niveau de réfrigération du gaz à l'entrée d'un tronçon doit être tel que, compte tenu de l'abaissement de température dû à la détente isenthalpique, sa température ne descend pas au-dessous de 0 C pour éviter les problèmes de gel de sol, ce qui revient à fixer une température d'entrée dans la canalisation de près de 10 C si la perte de charge est de 20 bars dans le tronçon considéré.  (b) A second variant consists of not only cooling the air of the gas turbines, but also of refrigerating the gas at its introduction in the next section, in addition to the cooling given by the air coolers located after the compression. The gas refrigeration level at the inlet of a section must be such that, given the temperature reduction due to the isenthalpic expansion, its temperature does not drop below 0 C to avoid frost problems. of soil, which amounts to setting an inlet temperature in the pipeline of nearly 10 C if the pressure drop is 20 bars in the section considered.

On obtient alors des conditions d'écoulement pratiquement inchangées quelle que soit la température ambiante et donc une capacité de transport quasi constante équivalente ou même supérieure à celle qu'autoriserait une température ambiante de 5 à 10 C avec les stations classiques équipées des mêmes turbines à gaz.  This results in virtually unchanged flow conditions whatever the ambient temperature and therefore an almost constant transport capacity equivalent to or even greater than that allowed by an ambient temperature of 5 to 10 C with conventional stations equipped with the same turbines. gas.

Toutefois réfrigérer le gaz demande un apport frigorifique nettement supérieur à celui nécessaire pour réfrigérer de l'air des turbines à gaz, car les débits massiques du gaz dans un gazoduc sont couramment 4 à 5 fois plus importants que ceux de l'air nécessaire aux turbines des stations, et la capacité calorifique du gaz plus nettement importante que celle de l'air.  However, refrigerating the gas requires a cooling contribution much higher than that needed to refrigerate air from gas turbines, because the mass flow rates of gas in a gas pipeline are commonly 4 to 5 times greater than those of the air required for turbines stations, and the heat capacity of the gas more important than that of air.

Pour cette raison la majeure partie ou la totalité de ce refroidissement du gaz émis sur un tronçon est obtenue selon le procédé de l'invention par un échange de chaleur, entre l'entrée et la sortie du gaz d'une station, tirant parti du fait que la température d'entrée station est normalement plus basse, de l'ordre de 10 C, que la température de sortie des stations, du fait de la détente quasi isenthalpique dans le tronçon amont; le tronçon de gazoduc peut alors être considéré comme une vanne de détente, c'est-à-dire une machine frigorifique: l'énergie est apportée par le groupe turbo compresseur, dont la puissance requise de compression est augmentée en proportion de l'augmentation du volume effectif de gaz à l'aspiration: ce dernier est fonction inverse de la densité, et celle-ci est diminuée du fait de l'échauffement dans les échangeurs où sont récupérées ses frigories. Cette augmentation de la puissance est justement rendue possible par l'augmentation de puissance de la turbine à gaz due à la réfrigération de l'air.  For this reason, most or all of this cooling of the gas emitted on a section is obtained according to the method of the invention by a heat exchange, between the inlet and the outlet of the gas of a station, taking advantage of the that the station entry temperature is normally lower, of the order of 10 C, than the outlet temperature of the stations, because of the almost isenthalpic expansion in the upstream section; the pipeline section can then be considered as an expansion valve, that is to say a refrigerating machine: the energy is supplied by the turbo compressor unit, whose required compression power is increased in proportion to the increase the effective volume of gas at the suction: the latter is inverse function of the density, and it is reduced because of the heating in the exchangers where are recovered his frigories. This increase in power is precisely made possible by the increase in power of the gas turbine due to the refrigeration of the air.

Pour que le gaz d'entrée station puisse réfrigérer non seulement le gaz de sortie mais aussi le circuit d'eau de réfrigération d'air des turbines à gaz aux environs de 5 C au maximum (pour obtenir de l'air à 10/15 C), il faut que la température du gaz d'entrée soit à peine supérieure à 0 C.  In order for the station input gas to be able to cool not only the output gas but also the air-cooling water circuit of the gas turbines to around 5 C maximum (to obtain air at 10/15 C), it is necessary that the temperature of the inlet gas is barely higher than 0 C.

Si, compte tenu des caractéristiques du gazoduc et de la température et du coefficient de transfert thermique du sol, ce n'est pas le cas, une boucle de réfrigération additionnelle peut permettre d'obtenir le niveau de froid requis par la réfrigération de l'air.  If, in view of the characteristics of the pipeline and the temperature and the heat transfer coefficient of the soil, this is not the case, an additional refrigeration loop can make it possible to obtain the level of cold required by the refrigeration of the air.

Evidemment ce niveau de température bas du gaz entrant dans la station n'est pas nécessairement présent au niveau de la première station d'un gazoduc, le gaz provenant des installations de traitement de gaz sur champs qui délivrent généralement un gaz à une température supérieure à 0 C. Dans ce cas, cette première station doit comporter une boucle de froid beaucoup plus importante propre à fournir des dizaines de mégawatts nécessaires pour refroidir le gaz.  Obviously, this low temperature level of the gas entering the station is not necessarily present at the first station of a gas pipeline, the gas coming from the field gas treatment plants which generally deliver a gas at a temperature higher than C. In this case, this first station must include a much larger cold loop capable of providing tens of megawatts needed to cool the gas.

De ce fait, cette solution de réfrigération mixte air/gaz, au niveau des stations d'un gazoduc, s'applique principalement pour un gazoduc de grande longueur comportant de nombreuses stations, tandis que pour une intervention visant à supprimer un goulot d'étranglement, en été, sur un tronçon donné d'un gazoduc existant, il vaut mieux, en premier stade, recourir à une intervention plus limitée selon la première variante sur la station aval du tronçon considéré.  As a result, this mixed air / gas refrigeration solution at pipeline stations is mainly applicable for a long pipeline with many stations, while for an intervention to remove a bottleneck. in summer, on a given section of an existing pipeline, it is better, in the first stage, resort to a more limited intervention according to the first variant on the downstream station of the section considered.

Les applications décrites correspondent à des gazoducs en région présentant des écarts de température ambiante élevée, et avec un sol ne présentant pas de coefficient de conductibilité thermique trop élevé et avec des températures d'écoulement du gaz maintenues au-dessus de 0 C.  The described applications correspond to regional gas pipelines with high ambient temperature differences, and with a soil that does not have a too high coefficient of thermal conductivity and with gas flow temperatures maintained above 0 C.

Elles peuvent s'appliquer également avec des températures de gaz inférieures à 0 C dans les deux cas suivants: - les canalisations en milieu arctique, où le sol est gelé en permanence à 1 m de profondeur (permafrost) ; il faut justement éviter que le gaz comprimé soit envoyé, en été, à une température plus élevée que 0 C (-5 C à -10 C en général) pour éviter la fonte de ce permafrost . Dans ce cas, la boucle froide refroidissant l'air doit être régulée en débit pour ne pas causer de givrage de l'air. Le procédé de l'invention permet de réduire le coût de la réfrigération des stations intermédiaires qui n'ont plus besoin d'installations de réfrigération spécifiques et d'augmenter la puissance des turbines à gaz en été et donc, le cas échéant, le débit en autorisant une pression d'arrivée aux stations plus basse; - les canalisations offshore où le fait de refroidir le gaz vers des températures de -20 C procure, aux pressions élevées généralement envisagées, un gain considérable de densité donc de capacité de transport. Mais cela requiert que le tube soit alors isolé (avec une épaisseur d'isolant maintenant la température externe au-dessus de 0 C) et non pas seulement enrobé de béton.  They can also be applied with gas temperatures lower than 0 C in the following two cases: - pipes in an arctic environment, where the ground is permanently frozen at 1 m depth (permafrost); it is precisely necessary to avoid that the compressed gas is sent, in summer, to a temperature higher than 0 C (-5 C to -10 C in general) to prevent the melting of this permafrost. In this case, the cold loop cooling air must be regulated in flow to avoid causing air icing. The method of the invention makes it possible to reduce the cost of refrigeration of the intermediate stations which no longer need specific refrigeration installations and to increase the power of the gas turbines in the summer and therefore, if necessary, the flow rate. allowing lower station arrival pressure; - Offshore pipelines where the cooling of the gas to -20 C temperatures provides, at the high pressures generally considered, a considerable gain in density and therefore transport capacity. But this requires that the tube is then insulated (with a thickness of insulation keeping the external temperature above 0 C) and not just coated with concrete.

L'intérêt économique d'une telle solution pour l'offshore dépend de la comparaison entre le surcoût de cette isolation, comparé à celui d'une canalisation de diamètre plus important permettant d'obtenir le même résultat sur la perte de charge, aussi l'intérêt est plus évident si le diamètre retenu est déjà le diamètre maximal pour les conditions de pose considérée. En outre l'évaluation doit prendre en compte le gain sur la puissance de compression de la station suivante qui reçoit un gaz froid.  The economic advantage of such a solution for offshore depends on the comparison between the extra cost of this insulation, compared to that of a larger diameter pipe to achieve the same result on the pressure drop, also the l Interest is more evident if the diameter adopted is already the maximum diameter for the laying conditions considered. In addition the evaluation must take into account the gain on the compression power of the next station that receives a cold gas.

Les solutions de la deuxième variante ne diffèrent pas de celles de la première variante quant au circuit de l'air de la turbine à gaz. Elles en diffèrent au niveau du circuit du gaz naturel et du module de réfrigération ainsi que de ses équipements associés (condenseur de fluide frigorigène, et éventuellement chaudière et boucle chaude) qui peuvent être totalement supprimés, où interviennent seulement en appoint du froid apporté par le gaz d'entrée station.  The solutions of the second variant do not differ from those of the first variant as regards the air circuit of the gas turbine. They differ in the natural gas circuit and the refrigeration module and its associated equipment (refrigerant condenser, and possibly boiler and hot loop) which can be totally removed, where intervene only in addition to the cold provided by the station input gas.

Une première alternative est représentée par le schéma de la figure 7.  A first alternative is represented by the diagram of FIG.

Les échanges de chaleur entre gaz entrée, gaz sortie et eau de refroidissement de l'air de la turbine, se font par une même boucle. L'eau refroidie dans l'échangeur gaz entrée/eau (712) est envoyée, après éventuellement un complément de refroidissement dans un module de réfrigération (707), dans l'échangeur (702).  The heat exchanges between inlet gas, outlet gas and cooling water of the turbine air are made by the same loop. The water cooled in the inlet / water gas exchanger (712) is sent, after possibly additional cooling in a refrigeration module (707), in the exchanger (702).

Elle en sort cependant à une température assez basse car le débit d'eau est important; il doit en effet transiter les échanges de chaleur entre gaz entrant et gaz sortant qui sont beaucoup plus importants que celui requis pour le refroidissement de l'air. Cette eau, à température peu élevée, entre alors via la pompe (714) dans l'échangeur gaz sortant/eau (713) où elle se réchauffe jusqu'à la température de sortie de l'aéroréfrigérant, diminuée de l'écart au bout chaud. L'eau réchauffée entre alors dans l'échangeur de température gaz entrant/eau (712) où elle se refroidit en réchauffant le gaz qui va à l'admission du compresseur.  However, it comes out at a rather low temperature because the flow of water is important; it must in fact transit heat exchanges between incoming gas and outgoing gas which are much greater than that required for cooling the air. This water, at a low temperature, then enters via the pump (714) into the outgoing gas / water heat exchanger (713) where it heats up to the outlet temperature of the air cooler, minus the gap at the end. hot. The heated water then enters the incoming gas / water temperature exchanger (712) where it cools by heating the gas that goes to the compressor inlet.

L'eau, condensée dans l'échangeur (702) et séparée dans le séparateur de gouttelettes (703), peut être optionellement stockée dans la capacité (705) et utilisée pour réinjection, sous pression en amont des chambres de combustion de la turbine, pendant les périodes chaudes de la journée, par l'intermédiaire d'un module de filtration, traitement et pompage (706) .  The water, condensed in the exchanger (702) and separated in the droplet separator (703), can be optionally stored in the capacity (705) and used for reinjection under pressure upstream of the combustion chambers of the turbine, during the hot periods of the day, via a filtration, treatment and pumping module (706).

L'eau de la boucle a ainsi été le véhicule de transfert thermique entre gaz entrant et gaz sortant d'une part, et pour une petite part, le niveau le plus froid, vers l'air d'entrée de la (les) turbine(s) à gaz.  The loop water was thus the heat transfer vehicle between incoming gas and outgoing gas on the one hand, and for a small part, the coldest level, towards the inlet air of the turbine (s). (s) gas.

Le module de réfrigération (707) peut être basé, soit sur un cycle à compression d'un fluide frigorifique (énergie mécanique ou énergie électrique), soit sur un cycle à absorption. Dans ce cas, l'énergie thermique (eau chaude pour les cycles à bromure de lithium, vapeur pour les cycles à ammoniaque), peut être prélevée, par une boucle chaude avec chaudière de récupération sur les fumées d'échappement de la turbine à gaz via le faisceau (708), soit simplement fournie par une petite chaudière spécifique non représenté sur le schéma et/ou par récupération sur le gaz en sortie de compression (711).  The refrigeration module (707) can be based either on a compression cycle of a refrigerant (mechanical energy or electrical energy), or on an absorption cycle. In this case, the thermal energy (hot water for lithium bromide cycles, steam for ammonia cycles) can be taken by a hot loop with a recovery boiler on the exhaust gases of the gas turbine. via the beam (708), either simply provided by a specific small boiler not shown in the diagram and / or by recovery on the gas output compression (711).

Des dérivations ("by-pass") permettent de revenir à un schéma classique en cas de difficulté ou lorsque le gazoduc marche à charge partielle et donc ne fournit pas le même froid du fait d'une détente plus faible, mais ne requiert pas non plus des performances maximales aux stations de compression.  Bypasses ("bypass") allow to return to a conventional scheme in case of difficulty or when the pipeline runs at partial load and therefore does not provide the same cold due to a lower trigger, but does not require no plus maximum performance at compressor stations.

Une deuxième alternative est représentée par le schéma de la figure 8.  A second alternative is represented by the diagram of FIG.

Le transfert thermique entre gaz entrant/gaz sortant s'effectue par un échangeur gaz/gaz (812) ce qui permet d'obtenir ce transfert avec des écarts de température moindre au prix d'échangeurs de coût plus élevé.  The heat transfer between incoming gas / off gas is effected by a gas / gas exchanger (812) which makes it possible to obtain this transfer with lower temperature differences at the cost of higher cost exchangers.

L'air de la (les) turbine(s) à gaz est toujours refroidi par une boucle d'eau froide spécifique qui est refroidie par le gaz entrant dans l'échangeur gaz/eau (813) et, si nécessaire, par un module de réfrigération (807) complémentaire analogue, mais de puissance inférieure à celui décrit pour les solutions de premier niveau.  The air of the gas turbine (s) is always cooled by a specific cold water loop which is cooled by the gas entering the gas / water heat exchanger (813) and, if necessary, by a module refrigeration system (807) similar, but of lower power than that described for the first level solutions.

Comme dans les variantes précédentes, l'eau, condensée dans l'échangeur (802) et séparée dans le séparateur de gouttelettes (803), peut être optionellement stockée dans la capacité (805) et utilisée pour réinjection, sous pression, en amont des chambres de combustion de la turbine, pendant les périodes chaudes de la journée, par l'intermédiaire d'un module de filtration, traitement et pompage (806).  As in the previous variants, the water, condensed in the exchanger (802) and separated in the droplet separator (803), can be optionally stored in the capacity (805) and used for reinjection, under pressure, upstream of the combustion chambers of the turbine, during the hot periods of the day, via a filtration module, treatment and pumping (806).

c) Une troisième variante consiste à rechercher des augmentations de puissance des turbines à gaz des stations de compression plus importantes en refroidissant l'air à des températures inférieures à 0 C, par exemple, si cela est considéré comme rentable en fonction des caractéristiques du gazoduc, -20 C.  (c) A third alternative is to look for increases in power from gas turbines at larger compressor stations by cooling the air to temperatures below 0 C, for example, if it is considered cost-effective depending on the characteristics of the pipeline. , -20 C.

Ce refroidissement au-dessous de 0 C est obtenu en utilisant le système de réfrigération de l'air par écoulement à contre courant dans des contacteurs placés aux aspirations des turbines, avec du glycol refroidi à 25 C, selon les dispositions décrites ci-avant pour les applications relatives aux terminaux GNL et aux installations de liquéfaction des gaz.  This cooling below 0 C is obtained by using the refrigeration system of the air by flow against the current in contactors placed at the aspirations of the turbines, with glycol cooled to 25 ° C, according to the arrangements described above for applications relating to LNG terminals and gas liquefaction plants.

Dans ce cas le froid doit être préférentiellement apporté au glycol par des modules de réfrigération à absorption à l'ammoniaque.  In this case, the cold must be preferentially supplied to the glycol by ammonia absorption refrigeration modules.

L'énergie thermique requise par ce cycle à absorption ainsi que celle requise pour le rebouillage de la colonne de régénération du glycol peut préférentiellement être prélevée des chaudières de récupération situées sur les gaz d'échappement des turbines à gaz, mais peut également, dans le cas où le gaz naturel est peu coûteux, provenir d'une chaudière auxiliaire.  The heat energy required by this absorption cycle as well as that required for the reboiling of the glycol regeneration column may preferably be taken from the recovery boilers located on the exhaust gas turbines, but may also, in the where natural gas is inexpensive, come from an auxiliary boiler.

Cette troisième variante peut être appliquée soit à des solutions où seul l'air est refroidi soit à des solutions où le gaz naturel à transporter est également refroidi par échange gaz entrant / gaz sortant.  This third variant can be applied either to solutions where only the air is cooled or to solutions where the natural gas to be transported is also cooled by ingoing gas / exhaust gas exchange.

Dans ce cas le module de réfrigération peut également servir si nécessaire en appoint de réfrigération sur le gaz si cela est requis du fait de déperditions de froid trop importantes dues à des sols à conductivité thermique plus élevée.  In this case the refrigeration module can also be used if necessary in addition to refrigeration on the gas if this is required due to excessive heat loss due to soils with higher thermal conductivity.

Cette variante est représentée par le schéma de la figure 9.  This variant is represented by the diagram of FIG. 9.

Ce schéma concerne le cas où le refroidissement plus important de l'air se combine avec un refroidissement du gaz naturel par échange gaz entrant / gaz sortant. Pour la simplicité de la description une seule turbine à gaz est représentée.  This scheme concerns the case where the greater cooling of the air is combined with a cooling of the natural gas by ingoing gas / exhaust gas exchange. For simplicity of description only one gas turbine is shown.

Le froid, produit dans le module de réfrigération à absorption à ammoniaque (907), est transféré à la boucle de glycol. Le glycol froid est envoyé dans le contacteur où il refroidit l'air et se réchauffe.  The cold, produced in the ammonia absorption refrigeration module (907), is transferred to the glycol loop. The cold glycol is sent into the contactor where it cools the air and heats up.

Le circuit de régénération du glycol est similaire à celui représenté sur le schéma de la figure 1.  The glycol regeneration circuit is similar to that shown in the diagram of FIG.

Au bas du contacteur, le glycol à une température inférieure à celle de l'air de quelques degrés, est repris par une pompe (930). Après mise en pression par la pompe (930) le glycol est envoyé en tête de la colonne de régénération (931) pour assurer le reflux; puis, après réchauffement dans l'échangeur (935), à contre courant du glycol sortant du rebouilleur (936) de la colonne de régénération (932), le glycol à régénérer ainsi réchauffé est envoyé dans cette colonne (932).  At the bottom of the contactor, the glycol at a temperature lower than that of the air by a few degrees, is taken up by a pump (930). After pressurized by the pump (930) the glycol is sent to the top of the regeneration column (931) to ensure reflux; then, after heating in the exchanger (935), against the current of the glycol leaving the reboiler (936) of the regeneration column (932), the glycol to be regenerated and heated is sent to this column (932).

Le glycol régénéré sortant du rebouilleur (936) est repris par une pompe (950), puis refroidi successivement dans l'échangeur (935) par le glycol à régénérer, éventuellement dans l'échangeur (913) par le gaz froid entrant dans la station, puis dans le module de réfrigération (907), avant d'être injecté dans le contacteur (921) à environ -25 C.  The regenerated glycol leaving the reboiler (936) is taken up by a pump (950), then successively cooled in the exchanger (935) by the glycol to be regenerated, optionally in the exchanger (913) by the cold gas entering the station , then in the refrigeration module (907), before being injected into the contactor (921) at approximately -25 ° C.

La chaleur de rebouillage est fournie préférentiellement par une chaudière de récupération située dans l'échappement de la turbine à gaz via le faisceau (940). Cette chaudière fournit également la chaleur au module de réfrigération à absorption à ammoniaque (907). Le cas échéant, si cela est jugé plus économique, cette chaudière de récupération peut être remplacée par une chaudière spécifique chauffée au gaz naturel.  The reboiling heat is preferably provided by a recovery boiler located in the exhaust of the gas turbine via the beam (940). This boiler also supplies heat to the ammonia absorption refrigeration module (907). If this is considered more economical, this recovery boiler can be replaced by a specific boiler heated with natural gas.

La vapeur d'eau extraite de l'air s'échappant en tête de la colonne de régénération peut le cas échéant être condensée dans un aéroréfrigérant et injectée pendant les périodes chaudes dans les turbines à gaz au niveau des chambres de combustion.  The water vapor extracted from the air escaping at the top of the regeneration column may, if necessary, be condensed in an air cooler and injected during hot periods into the gas turbines at the combustion chambers.

Le schéma du circuit gaz de la figure 9 est le même que celui décrit dans la variante (b), 2ème alternative du procédé de l'invention appliqué aux gazoducs décrite ci-avant mais, le cas échéant, pourrait également être identique au schéma de la 1 ère alternative de cette variante.  The diagram of the gas circuit of FIG. 9 is the same as that described in variant (b), the second alternative of the process of the invention applied to the pipelines described above but, if necessary, could also be identical to the diagram of FIG. the first alternative of this variant.

Egalement, cette solution de refroidissement de l'air d'aspiration des turbines à gaz au-dessous de 0 C, obtenu par contact avec une solution de glycol froid, peut être appliquée à la première variante de l'application aux gazoducs décrite ci-avant, version qui ne comporte pas d'échange thermique gaz entrant I gaz sortant.  Also, this solution for cooling the suction air of gas turbines below 0 ° C., obtained by contact with a cold glycol solution, can be applied to the first variant of the application to gas pipelines described above. before, version that does not include heat exchange gas entering I gas outgoing.

Selon un quatrième mode de réalisation, le procédé de l'invention est appliqué à des installations de réinjection de gaz dans les gisements d'hydrocarbures.  According to a fourth embodiment, the method of the invention is applied to gas reinjection plants in the hydrocarbon deposits.

Dans une installation de réinjection on comprime le gaz depuis la pression de livraison du gaz (de l'ordre de 40 à 80 bars) jusqu'à des pressionstrès élevées, nécessaires pour obtenir, en fond du gisement, une pression nettement supérieure à la pression du champ (soit couramment plusieurs centaines de bars).  In a reinjection plant, the gas is compressed from the delivery pressure of the gas (of the order of 40 to 80 bar) to very high pressures necessary to obtain, at the bottom of the deposit, a pressure that is clearly greater than the pressure. from the field (usually several hundred bars).

De ce fait, la puissance spécifique consommée par le compresseur est très élevée et le plus souvent requiert 2 ou 3 compresseurs en série dont les températures de sortie sont élevées (100 et 120 C) et nécessitent des aéroréfrigérants intermédiaires.  As a result, the specific power consumed by the compressor is very high and most often requires 2 or 3 compressors in series whose output temperatures are high (100 and 120 C) and require intermediate air coolers.

Couramment la puissance spécifique par tonne de gaz réinjecté requiert, au niveau des turbines à gaz qui entraînent les compresseurs, un tonnage d'air supérieur au double du tonnage de gaz à comprimer.  Commonly the specific power per ton of reinjected gas requires, at the gas turbines which drive the compressors, an air tonnage greater than twice the tonnage of gas to be compressed.

L'invention consiste à prévoir un circuit réfrigérant, dont le rôle est de réfrigérer à la fois et en série l'air de la turbine à gaz et, le cas échéant, les gaz à l'aspiration des compresseurs, ce qui augmente la puissance au niveau de la turbine et diminue la puissance spécifique au niveau des compresseurs.  The invention consists in providing a refrigerant circuit, the role of which is to refrigerate at the same time and in series the air of the gas turbine and, if necessary, the gases at the suction of the compressors, which increases the power at the turbine and decreases the specific power at the compressor.

En outre, dans le cas de cycles à absorption, la source d'énergie de ce cycle peut, notamment dans le cas de cycles au bromure de lithium, être avantageusement obtenue par échange de chaleur avec les gaz au refoulement des compresseurs, diminuant par la même la charge des aéroréfrigérants après compression. Si des températures plus élevées sont requises par le cycle à absorption choisi, elle peut être fournie par une chaudière de récupération sur la turbine à gaz ou par une chaudière spécifique.  In addition, in the case of absorption cycles, the energy source of this cycle, particularly in the case of lithium bromide cycles, can advantageously be obtained by heat exchange with the gases at the discharge of the compressors, decreasing by even the charge of the air coolers after compression. If higher temperatures are required by the chosen absorption cycle, it can be provided by a recovery boiler on the gas turbine or by a specific boiler.

Pour cette application également, on peut envisager de refroidir l'air d'entrée des turbines à gaz à une température inférieure à 0 C de façon à obtenir une augmentation de puissance des turbines à gaz plus conséquente. Comme dans les applications précédentes ceci est obtenu en refroidissant l'air au sein d'un contacteur dans lequel circule à contre courant une solution de glycol froid qui absorbe l'humidité de l'air et qui est régénéré avant d'être envoyé dans un module de réfrigération après lequel il est recyclé sur le contacteur.  For this application also, it is conceivable to cool the inlet air of gas turbines to a temperature below 0 C so as to obtain a power increase gas turbines more consistent. As in previous applications, this is achieved by cooling the air in a contactor in which a cold glycol solution which absorbs the moisture of the air and which is regenerated before being sent to a refrigeration module after which it is recycled to the contactor.

Dans ce cas le module de réfrigération doit préférentiellement être un 30 module à absorption à ammoniaque capable de produire le froid au niveau voulu.  In this case the refrigeration module should preferably be an ammonia absorption module capable of producing cold at the desired level.

L'énergie thermique fournie à ce module peut toujours être fournie en partie par une boucle d'eau chaude récupérant la chaleur à la sortie des compresseurs, mais doit être complétée par celle récupérée à la sortie de la (d'une des) turbine(s) à gaz par une chaudière de récupération qui peut alors fournir également l'énergie de rebouillage de la colonne de régénération du glycol. Le cas échéant il peut être plus économique, sur un site où en principe le gaz est bon marché de remplacer cette chaudière de récupération par une simple chaudière alimentée en gaz.  The thermal energy supplied to this module can always be supplied in part by a loop of hot water recovering the heat at the compressor outlet, but must be completed by that recovered at the outlet of the (of one) turbine ( s) gas by a recovery boiler which can then also provide the reboiling energy of the glycol regeneration column. If necessary it can be more economical, on a site where in principle the gas is cheap to replace this boiler recovery by a simple boiler gas.

Dans les deux cas (refroidissement de l'air au-dessus et au-dessous de 0 C) l'eau extraite de l'air et récupérée respectivement soit en bas de l'échangeur air l solution de glycol pour le premier cas, soit en haut de la colonne de régénération peut être réinjectée via un module de réinjection dans la (les) turbine(s) au niveau des chambres de combustion pendant les périodes les plus chaudes de façon à augmenter encore la puissance disponible de quelques pour cents.  In both cases (cooling the air above and below 0 C) the water extracted from the air and recovered respectively at the bottom of the air exchanger or the glycol solution for the first case, or The top of the regeneration column can be re-injected via a re-injection module into the turbine (s) at the combustion chambers during the hottest periods so as to further increase the available power by a few percent.

Dans la version la plus simple (refroidissement de l'air à environ 5 C), l'invention est représentée par le schéma de la figure 10. L'installation de réfrigération, considérée ici dans le descriptif est un cycle à absorption au bromure de lithium. Il est constitué par: - le module (007) qui comporte le(s) absorbeur(s) et le(s) évaporateur(s), l'aérocondenseur de vapeur (007 bis).  In the simplest version (cooling of the air at about 5 ° C.), the invention is represented by the diagram of FIG. 10. The refrigeration installation, considered here in the description, is a bromide absorption cycle. lithium. It consists of: - the module (007) which comprises the absorber (s) and the evaporator (s), the steam air condenser (007 bis).

La chaleur est fournie aux évaporateurs de ce module par une boucle chaude qui fait circuler l'eau dans des échangeurs gazleau (017 et 018), situés directement au refoulement des compresseurs, en amont des aéroréfrigérants (013 et 014).  The heat is supplied to the evaporators of this module by a hot loop which circulates the water in gasleau exchangers (017 and 018), located directly to the discharge of the compressors, upstream of the air coolers (013 and 014).

Le froid est amené dans un premier stade à l'échangeur airleau d'entrée d'air de la (des) turbine(s) à gaz (002), puis en parallèle, sur les échangeurs gazleau (015 et 016) situés à l'aspiration des compresseurs (011 et 012). Des vannes de contrôle permettent d'optimiser la répartition du débit sur les échangeurs des aspirations donnant le gain maximum sur la puissance de compression requise.  The cold is brought in a first stage to the airleau air inlet air exchanger (s) gas (s) (002), then in parallel, the gasleau exchangers (015 and 016) located at l suction of the compressors (011 and 012). Control valves make it possible to optimize the distribution of the flow on the exchangers of the aspirations giving the maximum gain on the required compression power.

L'eau, condensée dans l'échangeur (002) et séparée dans le séparateur de gouttelettes (003), peut être optionellement stockée dans la capacité (005) et utilisée pour réinjection, sous pression en amont des chambres de combustion de la turbine, pendant les périodes chaudes de la journée, par l'intermédiaire d'un module de filtration, traitement et pompage (006) .  The water, condensed in the exchanger (002) and separated in the droplet separator (003), can be optionally stored in the capacity (005) and used for reinjection, under pressure upstream of the combustion chambers of the turbine, during the hot periods of the day, through a filtration module, treatment and pumping (006).

Cette description, qui porte sur une seule turbine à gaz, s'applique évidemment si plusieurs turbines, entraînant des compresseurs en série ou en parallèle, sont considérées. Dans ce cas, le module de réfrigération et les boucles froides et chaudes sont communes à plusieurs turbines.  This description, which relates to a single gas turbine, obviously applies if several turbines, driving compressors in series or in parallel, are considered. In this case, the refrigeration module and the cold and hot loops are common to several turbines.

Dans le cas de cycles à compression de fluide frigorigène, les échangeurs (017 et 018) ne sont pas nécessaires.  In the case of refrigerant compression cycles, the exchangers (017 and 018) are not necessary.

De même si on fait le choix de cycles à absorption requérant une fourniture de chaleur à un niveau de température plus élevé que celui disponible au refoulement des compresseurs, les échangeurs de la boucle chaude (017 et 018) sont à remplacer, soit par une chaudière à récupération de chaleur sur le gaz d'échappement d'une des turbines, (019) soit par une chaudière spécifique ne figurant pas sur le schéma.  Similarly, if the choice of absorption cycles requires a supply of heat at a temperature level higher than that available at the discharge of the compressors, the heat loop exchangers (017 and 018) are to be replaced, either by a boiler heat recovery on the exhaust gas of one of the turbines, (019) either by a specific boiler not shown in the diagram.

Le cas échéant, des solutions comportant un refroidissement de l'air d'admission des turbines à gaz pouvant aller jusqu'à -20 C et obtenu par contact avec une solution de glycol froid, telles que décrites dans les applications ci-avant, peuvent également être retenues pour ces installations de réinjection de gaz; elles apportent une augmentation de puissance plus importante, permettant par exemple de diminuer le nombre de lignes de compression correspondant à un modèle de turbine à gaz donné, d'où une réduction très sensible du montant des investissements.  Where appropriate, solutions comprising a cooling of the intake air of the gas turbines of up to -20 ° C. and obtained by contact with a solution of cold glycol, as described in the above applications, may also be selected for these gas reinjection installations; they bring a greater power increase, allowing for example to reduce the number of compression lines corresponding to a given gas turbine model, resulting in a very significant reduction in the amount of investment.

Claims (16)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour augmenter la capacité et l'efficacité d'installations gazières du type comprenant au moins une turbine à gaz, lequel procédé consiste à refroidir l'air entrant dans la (les) turbine(s) à gaz avec une boucle de réfrigération, le froid étant produit à partir du procédé gazier lui-même, et/ou par des modules de réfrigérations distincts; le froid étant transféré à l'air de la (des) turbine(s) à gaz, soit par des échangeurs, soit par contact direct dans un contacteur.  A method for increasing the capacity and efficiency of gas plants of the type comprising at least one gas turbine, which method comprises cooling the air entering the gas turbine (s) with a refrigeration loop. , the cold being produced from the gas process itself, and / or by separate refrigeration modules; the cold being transferred to the air of the gas turbine (s), either by exchangers or by direct contact in a contactor. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'air entrant dans la turbine à gaz (120; 520; 920) est refroidi par une solution de glycol dans un contacteur (121; 521; 921) de préférence muni d'un garnissage (123; 523 923).  2. The method of claim 1, wherein the air entering the gas turbine (120; 520; 920) is cooled by a glycol solution in a contactor (121; 521; 921) preferably provided with a lining. (123; 523,923). 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la solution de glycol chargée de l'eau, extraite de l'air, est régénérée dans une colonne (132; 532; 932) dont le rebouilleur (136; 536; 936) est de préférence réchauffé par une boucle chaude, tirant son énergie d'un faisceau (140; 540; 940) situé dans les gaz d'échappement de la turbine à gaz.  The process according to claim 2, wherein the glycol solution charged with water, extracted from the air, is regenerated in a column (132; 532; 932) whose reboiler (136; 536; 936) is preferably heated by a hot loop, drawing its energy from a beam (140; 540; 940) located in the gas turbine exhaust. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel lorsque l'installation gazière est un terminal de réception et de regazéification de gaz naturel liquéfié, le glycol régénéré est refroidi par des échangeurs tubulaires de regazéification (160), dans lequel circule, côté tube, le gaz naturel liquéfié à régazéifier (101).  4. The method according to claim 3, wherein when the gas plant is a reception and regasification terminal of liquefied natural gas, the regenerated glycol is cooled by regasification tubular exchangers (160), in which circulates, on the tube side, the liquefied natural gas to be regasified (101). 5. Procédé selon la revendication 2, dans lequel lorsque l'installation gazière est une usine de liquéfaction de gaz naturel, le glycol est refroidi dans des évaporateurs propane (507; 508; 509) ajoutés en parallèle sur le circuit de réfrigération propane constituant le premier étage de refroidissement du gaz à liquéfier.  The method of claim 2, wherein when the gas plant is a natural gas liquefaction plant, the glycol is cooled in propane evaporators (507; 508; 509) added in parallel to the propane refrigeration circuit constituting the first stage of cooling the gas to be liquefied. 6. Procédé selon la revendication 2 dans lequel, lorsque l'installation 5 gazière est une station de compression de gazoduc, le glycol est refroidi par un module de réfrigération (907).  The method of claim 2 wherein, when the gas plant is a pipeline compressor station, the glycol is cooled by a refrigeration module (907). 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on refroidit préalablement le glycol par le gaz entrant dans la station via un échangeur 10 (913).  7. The method of claim 6, wherein the glycol is pre-cooled by the gas entering the station via a heat exchanger (913). 8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'air entrant dans les turbines à gaz (220; 320; 420; 420 bis; 620; 720; 820; 020) est refroidi par des échangeurs (202; 302; 402; 602; 702; 802; 002) dans lesquels circule un fluide de transfert thermique, de préférence une solution aqueuse de glycol ou de méthanol.  The method of claim 1, wherein the air entering the gas turbines (220; 320; 420; 420 bis; 620; 720; 820; 020) is cooled by heat exchangers (202; 302; 402; 602; 702; 802; 002) in which circulates a heat transfer fluid, preferably an aqueous solution of glycol or methanol. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le fluide de transfert thermique refroidissant l'air entrant dans les turbines à gaz par les échangeurs (202; 302), est refroidi partiellement ou en totalité dans des évaporateurs propane (207, 208; 307, 308) ajoutés en parallèle sur le circuit de réfrigération propane constituant le premier étage de refroidissement du gaz à liquéfier.  9. The method of claim 8, wherein the heat transfer fluid cooling the air entering the gas turbines by the exchangers (202; 302), is partially or completely cooled in propane evaporators (207, 208; 307). , 308) added in parallel to the propane refrigeration circuit constituting the first cooling stage of the gas to be liquefied. 10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le fluide de transfert thermique refroidissant l'air entrant dans les turbines à gaz par les échangeurs (602; 702; 802) est refroidi partiellement ou totalement par des modules de réfrigération mécanique avec compression (607; 707; 807).  The method of claim 8, wherein the heat transfer fluid cooling air entering the gas turbines through the heat exchangers (602; 702; 802) is cooled partially or completely by compression mechanical refrigeration modules (607). 707; 807). 11. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le fluide de transfert thermique refroidissant l'air entrant dans les turbines à gaz par les échangeurs (402; 602; 702; 802; 002) est refroidi, partiellement ou totalement par des modules de réfrigération à absorption (407; 607; 707 807; 007).  11. The method of claim 8, wherein the heat transfer fluid cooling the air entering the gas turbines by the exchangers (402; 602; 702; 802; 002) is cooled, partially or completely by refrigeration modules. absorption (407; 607; 707,807; 007). 12 Procédé selon la revendication 11, dans lequel on fournit de la chaleur aux modules de réfrigération à absorption (407; 607; 707; 807; 007) par une boucle récupérant la chaleur par un faisceau (419; 608; 708; 808 008) situé dans les gaz d'échappement de la turbine à gaz et/ou, le cas échéant, sur des échangeurs situés après les compresseurs de gaz (711 017; 018).  The method of claim 11, wherein heat is supplied to the absorption refrigeration modules (407; 607; 707; 807; 007) through a heat-retrieval loop (419; 608; 708; 808,008); located in the exhaust gases of the gas turbine and / or, where appropriate, on exchangers located after the gas compressors (711 017; 018). 13. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'eau condensée, récupérée en bas des échangeurs (202; 302; 402; 602; 702; 802; 002) dans des collecteurs (204; 304; 404; 604; 704; 804; 004) est, après stockage dans des capacités (205; 305; 405; 605; 705; 805; 005), réinjectée via un module de réinjection (206; 306; 406; 606; 706; 806; 006) dans les turbines (220, 220 bis; 320; 420; 620; 720; 820; 020) au niveau des chambres de combustion.  The method of claim 8, wherein the condensed water recovered at the bottom of the exchangers (202; 302; 402; 602; 702; 802; 002) in manifolds (204; 304; 404; 604; 704; 804; 004) is, after storage in capacitors (205; 305; 405; 605; 705; 805; 005), reinjected via a feedback module (206; 306; 406; 606; 706; 806; 006) into the turbines (220, 220 bis, 320, 420, 620, 720, 820, 020) at the combustion chambers. 14. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'eau condensée, récupérée en bas de l'échangeur (202) dans le collecteur (204) est, après stockage dans une capacité (205) réinjectée via un module de réinjection (206) dans la/les turbine(s) (220 bis) au niveau d'un vaporiseur (202 bis) .  14. The method of claim 8, wherein the condensed water recovered at the bottom of the exchanger (202) in the collector (204) is, after storage in a capacity (205) reinjected via a reinjection module (206). in the turbine (s) (220 bis) at a vaporizer (202 bis). 15. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l'eau sortant des colonnes de régénération du glycol (132; 532; 932) est recondensée dans des aérocondenseurs pour être réinjectée dans la/les turbine(s) (120; 520; 920) ou dans la turbine (520 bis).  15. The method of claim 3 or 4, wherein the water leaving the regeneration columns of the glycol (132; 532; 932) is recondensed in aircondensers to be reinjected into the turbine (s) (120; 520; 920) or in the turbine (520 bis). 16. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lorsque l'installation 30 gazière est une station de compression de gazoduc, le gaz à comprimer arrivant dans la station de compression refroidit à contre courant le gaz 2858830 33 comprimé sortant d'un aéroréfrigérant, soit dans des échangeurs gaz/gaz (812; 912), soit dans des échangeurs gaz/eau (712; 713) .  16. A process according to claim 1, wherein when the gas plant is a pipeline compressor station, the gas to be compressed arriving in the compressor station countercurrently compresses the compressed gas exiting an air cooler, either in gas / gas exchangers (812; 912) or in gas / water exchangers (712; 713).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010133482A3 (en) * 2009-05-18 2011-03-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
EP2426451A1 (en) * 2010-09-06 2012-03-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
US20120060552A1 (en) * 2009-05-18 2012-03-15 Carolus Antonius Cornelis Van De Lisdonk Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
ITCO20110073A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-24 Nuovo Pignone Spa SYSTEM INCLUDING A CONDENSED WATER RECOVERY DEVICE

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3978663A (en) * 1974-01-11 1976-09-07 Sulzer Brothers Limited Process and apparatus for evaporating and heating liquified natural gas
US5203161A (en) * 1990-10-30 1993-04-20 Lehto John M Method and arrangement for cooling air to gas turbine inlet
US5408835A (en) * 1993-12-16 1995-04-25 Anderson; J. Hilbert Apparatus and method for preventing ice from forming on a refrigeration system
US5555738A (en) * 1994-09-27 1996-09-17 The Babcock & Wilcox Company Ammonia absorption refrigeration cycle for combined cycle power plant
US5782093A (en) * 1994-09-28 1998-07-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas turbine intake air cooling apparatus
US6324867B1 (en) * 1999-06-15 2001-12-04 Exxonmobil Oil Corporation Process and system for liquefying natural gas
US6412291B1 (en) * 2000-09-05 2002-07-02 Donald C. Erickson Air compression improvement

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3978663A (en) * 1974-01-11 1976-09-07 Sulzer Brothers Limited Process and apparatus for evaporating and heating liquified natural gas
US5203161A (en) * 1990-10-30 1993-04-20 Lehto John M Method and arrangement for cooling air to gas turbine inlet
US5408835A (en) * 1993-12-16 1995-04-25 Anderson; J. Hilbert Apparatus and method for preventing ice from forming on a refrigeration system
US5555738A (en) * 1994-09-27 1996-09-17 The Babcock & Wilcox Company Ammonia absorption refrigeration cycle for combined cycle power plant
US5782093A (en) * 1994-09-28 1998-07-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas turbine intake air cooling apparatus
US6324867B1 (en) * 1999-06-15 2001-12-04 Exxonmobil Oil Corporation Process and system for liquefying natural gas
US6412291B1 (en) * 2000-09-05 2002-07-02 Donald C. Erickson Air compression improvement

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010133482A3 (en) * 2009-05-18 2011-03-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
US20120060552A1 (en) * 2009-05-18 2012-03-15 Carolus Antonius Cornelis Van De Lisdonk Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
CN102428332A (en) * 2009-05-18 2012-04-25 国际壳牌研究有限公司 Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
AU2010251323B2 (en) * 2009-05-18 2013-03-21 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
RU2533044C2 (en) * 2009-05-18 2014-11-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method and device for cooling flow of gaseous hydrocarbons
EP2426451A1 (en) * 2010-09-06 2012-03-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
WO2012031783A3 (en) * 2010-09-06 2015-06-11 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
ITCO20110073A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-24 Nuovo Pignone Spa SYSTEM INCLUDING A CONDENSED WATER RECOVERY DEVICE
WO2013092684A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Nuovo Pignone S.P.A A powerplant comprising a condensed water recovery device
JP2013140001A (en) * 2011-12-23 2013-07-18 Nuovo Pignone Spa Power generating unit comprising condensed water recovery device
AU2012357720B2 (en) * 2011-12-23 2016-09-22 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. A powerplant comprising a condensed water recovery device

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