Des aubes améliorées pour une puissance accrue
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La revue spécialisée consacrée au nickel et à ses applications décembre 2006 |
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UNE ROUE À AUBES comprenant un arbre, faite d’acier inoxydable et pesant trente tonnes, est mise en place
à la centrale Sir Adam Beck No 2 (Ontario, Canada). Le remplacement a entraîné une
augmentation de puissance de 3 à 4 % pour l’ensemble de la centrale. |
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AUBES MOBILES d’une turbine Francis, faites d’acier inoxydable. Grâce à la conception d’aubes améliorées
faisant appel à des matériaux d’une plus grande résistance, les sociétés de services publics peuvent produire
plus d’électricité à partir de centrales hydroélectriques existantes. En Ontario, le remplacement des aubes
mobiles à sept centrales a permis d’augmenter la capacité de production de 400 mégawatts. |
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Le remplacement d’aubes mobiles augmente de 400 mégawatts la capacité de production
hydroélectrique
par Carroll McCormick
Revue Nickel, décembre 2006 -- Depuis 1992, la société Ontario Power Generation (OPG, anciennement nommée Ontario Hydro), dans la région du Canada central, augmente la puissance de sortie de ses turbines hydroélectriques (réacteurs), en remplaçant les aubes mobiles de ces dernières par des composantes moulées en acier inoxydable J91540 à teneur en nickel, qui sont mieux conçues et plus résistantes.
Dès 2005, OPG avait fini de remplacer les aubes mobiles à sept centrales hydroélectriques, augmentant ainsi sa capacité de production de 400 mégawatts (MW).
Selon M. Mario Mazza, director of Hydro Business Support (directeur, soutien opérationnel), les gains de puissance continuent d’augmenter. Il déclare : « En 2006, cinq réacteurs dans trois centrales différentes ont fait l’objet de modernisation, ce qui ajoute un total de 26 MW. Au cours des cinq prochaines années, on prévoit ajouter 65 MW de plus à plusieurs centrales et le programme se poursuivra au-delà de 2011. »
Afin de replacer ces chiffres dans leur contexte, on peut dire que la puissance additionnelle représente
presque exactement la moitié de la puissance de sortie de l’un des réacteurs nucléaires CANDU de la société
OPG qui sont situés à Pickering (Ontario, Canada). Toutefois, l’accroissement n’implique l’apport d’aucune
nouvelle infrastructure et n’a aucune incidence sur l’environnement. « L’appui du public à l’égard de
l’énergie hydroélectrique donne du poids à l’analyse de rentabilité lorsqu’on fait des comparaisons, du point
de vue des coûts, dans le but d’accroître la production ou la capacité, entre cette forme d’énergie et les
énergies de remplacement », déclare M. David Abbott, director of public affairs
(directeur des affaires publiques) pour la société OPG.
La province de l’Ontario a besoin d’une plus grande puissance électrique. « Selon le Ontario Power
Authority's Supply Mix Advice Report (décembre 2005), la croissance de la demande combinée au nombre de
réacteurs mis hors service créerait un écart de production d’environ 24 000 MW d’ici 2025, ce qui
équivaut à environ 80 % de la capacité de production actuelle de l’Ontario », affirme
M. Abbott.
Deux centrales contribuent à plus de la moitié des gains réalisés jusqu’à maintenant : la centrale
électrique Sir Adam Beck No 2, située près de St-Catharines (Ontario, Canada), a obtenu
une augmentation de 12,1 MW par réacteur (sa puissance étant passée de 81,6 à 93,7 MW par réacteur),
pour un total de 194 MW, ce qui représente une augmentation de puissance de 3 à 4 % pour
l’ensemble de la centrale. Les aubes mobiles des 16 turbines Francis ont été remplacées par des aubes
moulées plus légères (30 tonnes) faites de l’alliage J91540 dont la teneur en nickel est de 4 %. Les
travaux de modernisation de la centrale ont pris fin en 2005.
Cet alliage présente une bonne résistance à la corrosion ainsi qu’une résistance à la corrosion par cavitation qui est comparable à celle de l’alliage S30400. Le personnel d’entretien de la société OPG est d’avis que les nouvelles aubes auront pour effet de réduire le nombre de jours et d’heures de mise hors service pour cause de réparation; la production quotidienne d’un seul réacteur peut représenter jusqu’à 100 000 $CAN.
La soudabilité constitue un facteur important pour toute réparation effectuée sur place dans le cas de corrosion par cavitation. Selon la United States Department of the Interior’s Facilities Engineering Branch, Engineering Division (bureau de Denver, Colorado, États-Unis), cette propriété permet de réparer une composante à l’aide d’un matériau austénitique, moyennant un préchauffage minimum et sans postchauffage. La grande résistance de l’alliage est également importante, étant donné que l’augmentation d’efficacité d’une aube entraîne une hausse de la pression différentielle entre le côté de refoulement de l’aube (partie supérieure) et celui de l’aspiration (partie inférieure).
La centrale RH Saunders située à Cornwall (Ontario, Canada), a obtenu une augmentation de puissance de 118 MW dans l’ensemble de ses 15 réacteurs; les travaux de modernisation se sont terminés en 2002. La société OPG a remplacé 72 aubes mobiles pesant 5 200 kilogrammes (kg) chacune par des composantes faite de l’alliage J91540. Le poids au moulage de chaque aube était de 6 000 kg avant les procédés de fraisage et de meulage. Les nouvelles aubes ont permis d’augmenter la capacité de production de chaque réacteur dont la puissance était de 56 MW jusqu’à une puissance variant de 64 à 65,4 MW.
D’ici 2015, d’autres remplacements d’aubes mobiles ajouteront 150 MW de plus à la puissance génératrice du réseau de la société OPG.
Carroll McCormick est un collaborateur indépendant établi à Montréal.
ILLUSTRATIONS : Ontario Power Generation
 Dave Abbott |
