Quand un groupe électrogène à gaz a-t-il besoin d’un compresseur de gaz naturel ?

Un groupe électrogène à gaz ne nécessite une compression que si l’alimentation en combustible ne peut pas maintenir la pression d’entrée requise par le constructeur du moteur au débit de gaz nécessaire. Un groupe électrogène qui démarre normalement mais perd de la charge lorsque d’autres consommateurs de gaz se mettent en marche peut présenter un problème de pression d’alimentation, mais ce seul symptôme ne justifie pas l’installation d’un compresseur. Une restriction, une tuyauterie sous-dimensionnée ou un régulateur inadapté peuvent produire le même comportement.

La décision dépend de la pression en conditions de fonctionnement, et non de la pression statique relevée avant le démarrage. Une pression insuffisante peut entraîner un fonctionnement instable, un déclassement ou un arrêt de sécurité. Une pression excessive est également inacceptable : l’objectif est donc d’assurer une alimentation en combustible régulée dans la plage de fonctionnement spécifiée du groupe électrogène, et non de simplement augmenter la pression.

Commencez par le raccordement de combustible spécifié pour le groupe électrogène

Avant d’évaluer un équipement de compression, obtenez les exigences relatives au combustible auprès du fournisseur du moteur ou du groupe électrogène. Vérifiez les pressions minimale et maximale admissibles, la demande maximale en combustible, les fluctuations de pression autorisées et le raccordement exact auquel ces limites s’appliquent. Une exigence définie à l’entrée du train de gaz intégré peut différer de celle spécifiée en aval d’un régulateur.

La terminologie relative à la pression est importante. Notez si les valeurs sont des pressions manométriques ou absolues et utilisez des unités cohérentes tout au long de l’évaluation. Pour les débits de gaz, confirmez la température et la pression de référence standard ; un débit volumique standard ne peut pas être comparé directement à un débit volumique réel à l’entrée sans conversion.

• Fonctionnement en régime permanent : Vérifiez la pression et le débit à l’entrée à la charge nominale et sur toute la plage de fonctionnement prévue.
• Prise de charge : Vérifiez la baisse de pression admissible lorsque le groupe électrogène prend un échelon de charge.
• Propriétés du combustible : Confirmez le pouvoir calorifique, la composition et les limites de contaminants acceptés.
• Configuration de fonctionnement : Tenez compte de chaque groupe électrogène et de tout autre consommateur de gaz susceptible de fonctionner simultanément.

N’estimez pas la demande en combustible à partir de la seule puissance électrique. Utilisez les données de consommation de combustible du fournisseur pour le moteur envisagé et la composition du gaz. Un gaz à pouvoir calorifique inférieur nécessite généralement un débit volumique plus élevé pour fournir la même énergie combustible, ce qui peut accroître les pertes de pression et modifier le dimensionnement du compresseur.

Distinguez un véritable déficit de pression d’une restriction de l’alimentation

Considérez une conduite collectrice de gaz partagée alimentant un groupe électrogène et des équipements de procédé. La pression peut sembler suffisante lorsque le groupe électrogène est à l’arrêt, puis baisser pendant les pics de production. Pour mener une investigation utile, comparez la pression au point d’alimentation à celle à l’entrée du groupe électrogène, tout en enregistrant le débit de gaz et la charge électrique.

Si la pression en amont reste suffisante alors que la pression à l’entrée du groupe électrogène baisse, inspectez le système intermédiaire. Une conduite sous-dimensionnée, un filtre colmaté, une vanne partiellement fermée, un régulateur inadapté ou un compteur de capacité insuffisante peuvent être en cause. Augmenter la pression sans corriger cette restriction peut accroître le coût de l’équipement tout en laissant le problème sous-jacent sans solution.

Lorsque la pression au point d’alimentation elle-même reste inférieure à la pression requise par le groupe électrogène en période de demande normale, la compression devient une option à envisager sérieusement. Déterminez d’abord si la source peut fournir la quantité de gaz nécessaire.Un compresseur augmente la pression ; il ne crée pas de combustible supplémentaire et ne supprime pas une limite de capacité d’alimentation en amont. Un soutirage excessif peut faire baisser davantage la pression d’aspiration.

Établissez le bilan de pression en fonction des conditions de fonctionnement les plus défavorables

L’évaluation doit tenir compte de la pression minimale disponible à l’alimentation, des pertes dans le système de distribution et de la pression minimale requise à l’entrée du groupe électrogène. Évaluez les pertes au débit pertinent le plus élevé, y compris en cas de fonctionnement simultané. Évaluez les filtres en fonction de leur perte de charge admissible en service, et pas uniquement lorsqu’ils sont propres.

Une relation préliminaire est la suivante :

Pression minimale disponible à l’alimentation − pertes de pression dans le système de distribution ≥ pression minimale requise à l’entrée du groupe électrogène.

Il s’agit d’une relation de présélection, qui ne remplace pas un calcul d’écoulement compressible. Les pertes de pression varient selon la densité du gaz, le débit, la température, la géométrie des conduites et le comportement des composants. Lorsque les marges de fonctionnement sont faibles, calculez le système pour des conditions d’alimentation et de demande plausibles, plutôt que de vous fier à une seule mesure de pression.

Si une compression est envisagée, incluez également les équipements situés en aval du compresseur dans le bilan. Les refroidisseurs finaux, séparateurs, filtres, régulateurs et vannes peuvent tous consommer une partie de la marge de pression au refoulement. Évitez de choisir une pression de refoulement nettement supérieure aux besoins du système : une hausse de pression inutile augmente la consommation d’énergie et peut compliquer la régulation.

Si la compression est justifiée, définissez le service avant de choisir l’équipement

Une fois que les mesures ont établi un déficit de pression persistant et une disponibilité suffisante de gaz en amont, uncompresseur de gaz naturel peut être évalué dans le cadre du système d’alimentation en combustible. Le choix nécessite une enveloppe de fonctionnement, et pas seulement un débit nominal et une pression de refoulement.

1. Définissez les conditions d’aspiration. Précisez les pressions d’aspiration minimale, normale et maximale, la température et le débit disponible. Vérifiez le fonctionnement à la pression d’aspiration crédible la plus basse.
2. Définissez la pression requise au refoulement. Tenez compte des pertes en aval et de la plage de pression admissible à l’entrée du groupe électrogène. Coordonnez les commandes du compresseur avec le régulateur de combustible.
3. Vérifiez la capacité en fonction de la demande. Tenez compte de la charge nominale du groupe électrogène, de la charge minimale, du fonctionnement de plusieurs unités et de la séquence de démarrage. Vérifiez comment l’excédent de capacité du compresseur est géré lorsque la demande est faible.
4. Déterminez les besoins de traitement du gaz. Évaluez la présence de liquides, de particules, d’humidité, de constituants corrosifs et, le cas échéant, d’entraînement d’huile. La compression ne remplace pas le conditionnement du combustible.
5. Définissez le cycle de service. La production continue, le fonctionnement intermittent et les démarrages fréquents imposent des exigences différentes en matière de commandes, de refroidissement, de maintenance et de solutions de secours.

La technologie du compresseur doit être choisie en fonction de ces conditions. Le rapport de pression, la plage de capacité, la qualité du gaz et les exigences de maintenance influent sur son adéquation. Une machine qui répond au point de fonctionnement nominal peut néanmoins ne pas convenir si elle ne peut pas fonctionner de manière fiable pendant les périodes de faible débit ou lorsque les conditions d’aspiration varient.

Vérifiez si le système ajouté augmente la puissance utile du projet

La compression entraîne une consommation d’énergie auxiliaire, de la maintenance et une source supplémentaire d’indisponibilité du groupe électrogène. Comparez les solutions en fonction de lapuissance électrique nette, après déduction de la consommation du compresseur et des charges auxiliaires associées, plutôt qu’en vous fondant uniquement sur la puissance nominale du groupe électrogène. Demandez les performances du compresseur aux points de fonctionnement prévus ; la puissance nominale d’un moteur ne décrit pas la consommation réelle sur l’ensemble du cycle de service.

D’autres options peuvent inclure un raccordement au gaz à pression plus élevée, une tuyauterie modifiée, un régulateur correctement dimensionné ou une configuration de groupe électrogène compatible avec la pression disponible. Leur faisabilité dépend des modalités d’approvisionnement et des exigences du moteur. Un surpresseur de combustible électrique crée également une dépendance au démarrage : une installation capable de démarrer sans alimentation externe nécessite une source d’énergie adaptée avant que le groupe électrogène puisse recevoir du combustible surpressé.

Pour les charges critiques, déterminez si une panne du compresseur interromprait la production. Une capacité de secours ou une autre voie d’alimentation en combustible peut être nécessaire, mais une dérivation n’est utile que si le gaz non surpressé satisfait déjà aux exigences du moteur.

Intégrez les critères d’acceptation à la décision d’achat

Le fournisseur du groupe électrogène, le fournisseur du compresseur et l’ingénieur du système de combustible doivent convenir des autorisations de démarrage, des limites de pression, du comportement à l’arrêt, de la ventilation, de la détection de gaz et des exigences applicables aux zones dangereuses. Le groupe électrogène ne doit pas recevoir de combustible à une pression située hors de la plage approuvée lors du démarrage, du délestage ou d’une défaillance du compresseur.

La mise en service doit vérifier la pression au raccordement spécifié du groupe électrogène lors du démarrage, d’échelons de charge représentatifs, de la demande simultanée maximale et de la demande minimale. Enregistrez ensemble la pression d’aspiration, la pression de refoulement, le débit de combustible et la puissance auxiliaire. L’installation est acceptable lorsqu’elle fournit le combustible requis dans toute l’enveloppe de fonctionnement convenue sans dépasser les limites de pression, et pas simplement lorsque le compresseur atteint sa consigne de refoulement.