Le Fuel-gaz p4r1x

LES UTILITÉS LE FUEL-GAZ

MANUEL DE FORMATION COURS EXP-PR-UT70 Révision 0.1

Exploration et Production Les Utilités Le Fuel-Gaz

LES UTILITÉS LE FUEL-GAZ SOMMAIRE 1. OBJECTIFS .....................................................................................................................4 2. LES FONCTIONS DU FUEL-GAZ ...................................................................................5 2.1. INTRODUCTION.......................................................................................................5 2.2. PRODUCTION DU FUEL-GAZ (Fioul-Gaz) ..............................................................8 2.2.1. Sources d'alimentation ......................................................................................8 2.2.1.1. Sur le manifold de production.......................................................................8 2.2.1.2. À la sortie du premier séparateur HP ou WKO.............................................9 2.2.1.3. À la sortie du séparateur MP......................................................................11 2.2.1.4. À la sortie de la section déshydratation (eur Glycol ou Sécheurs) .11 2.2.1.5. Sur le collecteur amont "Metering " ............................................................12 2.2.1.6. Cas spécial de gaz BP recomprimé en MP puis HP ..................................12 2.2.2. Spécifications du Fuel-Gaz pour utilisation dans les turbines à gaz................13 2.2.2.1. Teneur en liquides et solides. Température du Fuel-Gaz ..........................13 2.2.2.2. Pression du Fuel-Gaz ................................................................................14 2.2.2.3. Composition du Fuel gaz et Valeur calorifique du Fuel Gaz.......................14 2.2.3. Caractéristiques générales du FG pour les autre utilisateurs ..........................17 3. STRUCTURE GENERALE D'UNE SECTION DE PRODUCTION DE FUEL-GAZ ........18 3.1. Structure d'un système de production Fuel Gaz alimenté par gas sec prélevé en sortie de déshydratation .................................................................................................18 3.1.1. Réseau Fuel-Gaz Haute Pression (plage 15 / 25Barg) ...................................19 3.1.2. Réseau Fuel-Gaz Basse Pression (plage 4 / 8 Barg) ......................................20 3.1.3. Systèmes de secours (Back-Up) .....................................................................21 3.2. Structure d'une section de production Fuel Gaz alimentée par gaz de séparation prélevé en sortie du Séparateur HP ...............................................................................23 3.3. Structure d'une section de production Fuel Gaz alimentée par Gaz Associé sortant du Séparateur d'huile brute ............................................................................................25 4. TECHNOLOGIE DES ÉQUIPEMENTS D'UN SYSTEME ..............................................27 FUEL-GAZ .........................................................................................................................27 4.1. LES VANNES DE DETENTE PCV.........................................................................27 5. PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT .....................................................................30 5.1. PARAMETRES OPERATOIRES ET SECURITES PROCESS ...............................30 5.2. MISE EN SECURITE DU SYSTEME FG ...............................................................31 6. CONDUITE GÉNÉRALE D’UN SYSTEME FUEL-GAZ .................................................32 6.1. DEMARRAGE DU SYSTEME FUEL-GASZ ............................................................32 6.2. CONDUITE DURANT LA MARCHE DU SYSTEME FG..........................................35 6.3. ARRET DE SYSTEME FUEL-GAZ .........................................................................36 7. DÉPISTAGE DES PANNES ..........................................................................................38 7.1. EXEMPLE DE PANNE ............................................................................................38 7.2. RETOUR D'EXPÉRIENCE......................................................................................38 8. EXERCICES ..................................................................................................................40 9. GLOSSAIRE ..................................................................................................................42 de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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10. SOMMAIRE DES FIGURES ........................................................................................43 11. CORRIGE DES EXERCICES ......................................................................................44

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1. OBJECTIFS Après l'étude du module Fuel-Gaz l'opérateur doit savoir : L’importance fondamentale & les fonctions du Fuel-Gaz Les différentes sources possibles d’alimentation du système Fuel-Gaz Citer les utilisateurs du Fuel-Gaz Comment est constitué un système FG Contrôler les paramètres de conduite sur site (Opérateur Extérieur) et au tableau (SNCC) pour l’Opérateur Tableau Les points critiques du système (Pression, Température& débits) Repérer sur site les dysfonctionnements éventuels & les signaler à la SdC Disposer très rapidement les circuits d’alimentation en secours du système FG d’une unité de production


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2. LES FONCTIONS DU FUEL-GAZ 2.1. INTRODUCTION Le fuel-gaz est une utilité utilisée sur les installations de production comme combustible pour: Des fours & Rebouilleurs de T.E.G et en général pour tous les équipements de chauffage des fluides de production fonctionnant au gaz Des turbines à gaz entraînant les générateurs électriques & compresseurs Du gaz dit de "Blanketing", A) de capacités de stockage Citernes ou Bacs afin d’éviter tout avec l’air ( O2 Humidité ) B) en Pressurisation de capacités Basse Pression Du maintien de la flamme des torches Production d'électricité sur les plates-formes de puits satellites par les TEG (Thermo Electric Generator ) À des équipements particuliers suivant les installations, tel que les Inert Gas Generators (IGG). Le Fuel-Gaz est la deuxième utilité fondamentale après l'Air Instrument dans une installation "Oil & Gas", l'air Instrument étant évidemment nécessaire au fonctionnement des organes de régulation du réseau Fuel-Gaz. La source d'alimentation du Fuel-Gaz d'une installation autonome "Oil & Gas" provient – en général - du Procédé (Process) à un niveau ou à un autre de l’installation : soit d’un Séparateur, soit à la sortie d'une unité de déshydratation du gaz humide, soit en position de " Back-Up " à partir du pipeline en situation de redémarrage ou après restitution de l'installation après maintenance périodique obligatoire. et au premier démarrage ou après arrêt total du champ il est prélevé, en amont de la section Séparation, au manifold Production. de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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À la conception de l'installation l'Engineering doit prévoir ces différentes options pour éviter de se retrouver en situation de ne pas pouvoir redémarrer un équipement vital dans de bonnes conditions. En situation de production normale, pour avoir un bon fonctionnement des turbines à gaz et même des fours il est impératif que le gaz fourni aux utilisateurs soit : aussi anhydre que possible pour éviter la corrosion à chaud sans condensat hydrocarbure lourd C5+ lesquels sont la source de : à coups de régime pointes de températures hautes à la T5 (dénomination habituelle de la première roue et repère de température pour une turbine encrassement des injecteurs flammes fumeuses aux torches. En aval de sa source d'alimentation le Fuel-Gaz est affiné (filtré) de la façon suivante : pré filtration, pour protection de la PCV de détente séparation des liquides résiduels, dans un Ballon séparateur FG,(FG Scrubber en anglais) réchauffage pour éviter d’éventuelles condensations et assurer un mélange correct avec l’air aux brûleurs Et finalement le Fuel-Gaz est mis à la pression d’utilisation désirée et distribué: Distribution aux consommateurs par deux réseaux voire trois réseaux de niveaux de pressions différentes : HP MP & BP. (généralement dans les installations standard de production deux réseaux seulement de FG sont prévus: un réseau MP & un réseau BP) Filtration complémentaire (par cartouches filtrantes) individuelle en amont des turbines pour éliminer les particules solides imbrûlées qui forment d’une part des dépôts sur les aubes de la turbine et d’autre part leur érosion pouvant ainsi provoquer des vibrations entraînant un SD de la TG


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Source d’alimentation Gaz

Pré filtration

Détente

Réchauffage

Réseau utilisateurs HP

PCV HP

Séparation des liquides

FG traité

PCV MP

PCV BP

Liquides

Vers Close Drain

Réseau utilisateurs MP

Réseau utilisateurs BP

Figure 1: Schéma bloc d'un système de production de FG de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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2.2. PRODUCTION DU FUEL-GAZ (Fioul-Gaz) 2.2.1. Sources d'alimentation Comme déjà précisé au paragraphe précédent « Fonctions du Fuel-Gaz », les sous tirages du FG peuvent être effectués depuis différentes sources, qui sont détaillées ciaprès :

2.2.1.1. Sur le manifold de production Ce piquage ne peut pas exister dans le cas d'un gisement Huile avec gaz associés car on est alors en écoulement diphasique ou plus couramment le gaz est dissous dans le brut et on ne peut pas le prélever avant l'étage de séparation. A cet endroit le gaz est brut de puits c.a.d. humide, avec des condensats, de l'eau libre, des impuretés solides et des composants acides tels que CO2, H2S. Il est donc impropre à l'utilisation des Turbines à Gaz (quoique certains fabricants se vantent d'accepter de tels gaz dans leurs turbines, à ne pas croire car les dommages arriveront inévitablement et sa durée de vie sera abrégée). Donc ce gaz brut, après avoir subi toutefois une séparation primaire dans un KO Drum, ne peut avoir qu'une utilisation très limitée à savoir par exemple alimenter la chauffe d'un rebouilleur de T.E G, Le piquage en général de 2" voire 1"1/2, bien suffisant pour ce que l'on veut en faire, est constitué d'une vanne d'isolement à boisseau sphérique, éventuellement une vanne réglable manuellement (genre globe) et un PG. De là, le gaz brut ret le collecteur FG amont traitement, est détendu une première fois à travers une PCV et perd une partie des liquides hydrocarbures et de l'eau libre dans le premier ballon FG de séparation plus connu sous le nom de Fuel-Gaz Scrubber HP; Ensuite il subit une deuxième détente à travers une PCV, à nouveau perd eau et condensats résiduels éventuels dans le FG Scrubber BP. Puis après filtration il est envoyé dans le réseau Fuel-Gaz BP en étant utilisable tel quel, mais humide pour démarrer un premier Rebouilleur de TEG.


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2.2.1.2. À la sortie du premier séparateur HP ou WKO En continuant la procédure commencée ci dessus d'un premier démarrage du système ou après Arrêt / Manutention / Inspection. Une fois le rebouilleur de TEG en température et le TEG en circulation (anhydre neuf ou régénéré en fin d'arrêt), le gaz brut de puits est envoyé dans le train de traitement WKO, séparateur HP. Donc en sortie du séparateur HP (ou même souvent en sorti du WKO quand il n'y a que le WKO) le gaz est déjà de bien meilleur qualité qu'au manifold Production: Il n'y a plus d'eau libre et moins de "lourds", on peut donc l'utiliser comme FG à la place de celui utilisé actuellement. Donc on va ouvrir le piquage alimentation FG situé en sortie séparateur HP ou WKO, et fermer le piquage du manifold Production. Ce piquage au Séparateur est constitué d'une vanne manuelle à boisseau sphérique 2" ou 3" et normalement d'une vanne "dusable" (souvent comme le collecteur FG amont à la 1ere PCV est proche du piquage, on se contente de la seule vanne d'isolement à boisseau que l'on ouvre progressivement) et le gaz emprunte le même circuit que précédemment FG HP puis BP et va alimenter le rebouilleur TEG Le schéma de principe ci-après montre les principaux équipements standards d’un système FG avec les emplacements de deux des vannes de bloc (d’option) d’alimentation par réseau amont : Vanne de bloc sortie WKO ou 1er Séparateur au démarrage alimentant la section en gaz de séparation. Vanne de bloc type ROV qui permet la sélection depuis le SNCC du train choisi avec du gaz anhydre, ce qui est le statut normal d’alimentation de la section FG.


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TEG

Vanne de bloc vers FG

Gaz brut

GAZ ANHYDRE PCV de Vanne de détente bloc vers FG

Filtre

eur TEG

er

WKO /1 Séparateur

Réchauffeur Fuel Gas Scrubber Réseau HP Réseau MP / BP

PCV de FG - HP PCV de FG – MP/BP

Liquides vers Close Drain

Figure 2: Exemple de schéma d'alimentation FG avec emplacement des vannes de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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2.2.1.3. À la sortie du séparateur MP Et dans le cas d’une section de récupération de condensats lourds C5+ Cette alimentation du réseau primaire FG constitue une variante du précédent quand on dispose d'un séparateur à moyenne pression, 30 / 20barg, qui est situé en fin de récupération d’une section de condensats lourds et dans lequel on récupère la plus grosse partie des liquides en C5+ donc plus proche de la pression du réseau FG HP (15 à 25 barg) A priori cette solution paraît meilleure mais dans la réalité, elle peut être génératrice de condensation des légers dans les longues lignes du Circuit BP qui vont à la torche. Par contre dans ce cas le gaz sortant de la première PCV est moins froid puisque la ∆P est nettement plus faible (5 à 15Barg, ce qui donne une ∆T de 2 à 6°C) donc économie de chauffage dans le réchauffeur de gaz en sortie des FG Scrubbers

2.2.1.4. À la sortie de la section déshydratation (eur Glycol ou Sécheurs) En continuant la procédure suivant la progression logique du procédé commencée ci-dessus: Dés que la déshydratation du gaz humide est effective (baisse flagrante du point de rosée) on va alimenter le réseau primaire du Fuel-Gaz à partir du piquage situé à la sortie gaz sec de la section déshydratation et fermer le piquage précédent. La qualité du gaz à ce piquage répond correctement aux spécifications demandées à un FG apte à être utilisé par les turbines à gaz (aux composés acides prés) Le piquage est généralement constitué d'une vanne motorisée à boisseau sphérique de 2 à 4" voire plus, suivant la taille des installations Nota: Étant donné que généralement ce piquage constitue l'alimentation normale du réseau FG, il y a un piquage identique installé sur chaque train de déshydratation. Ce qui permet un changement d'alimentation à la volée d'un train à l'autre en cas de déclenchement du train sélectionné


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2.2.1.5. Sur le collecteur amont "Metering " Variante de la disposition précédente, à la différence que ce piquage est situé sur le collecteur en amont du "metering" et la composition du gaz y est souvent meilleure puisqu’il aura été «dégazoliné» avant comptage dans un système d’extraction des condensats C5+ Techniquement ce piquage est excellent puisque la qualité " commerciale " du gaz répond parfaitement aux spécifications du FG (20/30 Barg). Il devrait donc constituer la source normale d’alimentation du réseau FG dans les installations comprenant un système de "dégazolinage Nota: En général il existe un piquage de secours situé sur le pipeline d'expédition, prévu pour redémarrer en cas de déclenchement des trains de production (ESD 1), en attendant la remise en service de l’alimentation normale. Mais ce gaz prélevé en aval du Metering a été comptabilisé comme vendu, d'où récrimination possible du client qui se voit subtilisé d'une quantité de gaz qu'il a payé. En conséquence ce piquage ne peut-être utilisé qu’exceptionnellement après Arrêt Maintenance ou après ESD1, c.a.d. quand il n'y a plus du tout de gaz dans l'installation et les puits encore fermés, et ce, avec accord du client.

2.2.1.6. Cas spécial de gaz BP recomprimé en MP puis HP Dans le cas d'installation où le gaz associé à l'huile est a trop faible pression à la sortie du ou des séparateurs il est en général recomprimé en deux étages de BP à MP puis de MP à HP, le piquage de l'alimentation du réseau primaire Fuel-Gaz est généralement installé à la sortie du 1er étage de compression où le gaz est à la pression MP et aussi dans le cas oŭ la stabilisation de l’huile se fait en trois étages de séparation..


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2.2.2. Spécifications du Fuel-Gaz pour utilisation dans les turbines à gaz 2.2.2.1. Teneur en liquides et solides. Température du Fuel-Gaz Le Fuel-Gaz doit être exempt de liquide (eau libre, condensats hydrocarbures) et de particule solide (sable ou poussière d’argile, rouille ou oxyde de fer, hydrate de gaz,… ) au niveau de la limite de l’installation turbine à gaz et des brûleurs des fours, afin d’éviter la détérioration de la turbine à gaz, des brûleurs ou des tubes des réchauffeurs de four, par surchauffe. Les dommages par surchauffe sont dus à des points chauds créés par des dépôts solides et au brûlage de condensats par des brûleurs conçus pour brûler des gaz. Généralement, il n’existe pas de spécification de température du Fuel-Gaz au niveau de la ligne d’alimentation des utilisateurs mais il est recommandé de maintenir sa valeur constante en dessous de 50° C. Le fabricant des TG " "Centaure" et autres recommandent que la température d'entrée à la TG ne soit pas inférieure à 15°C Il est à noter que pendant un arrêt prolongé, le Fuel-Gaz chaud peut se refroidir dans la tuyauterie en amont de la ligne d’alimentation des utilisateurs et former de l’eau libre et/ou des condensats hydrocarbures. Afin d’éviter l’effet de production de liquide, le Fuel-Gaz doit être brûlé à la torche durant le démarrage et jusqu’à ce que l’équipement du système Fuel-Gaz ait atteint la température normale. Les gaz traités à des spécifications de gaz destinés à la vente ou bien plus strictes, ne présentent pas cet inconvénient lorsqu’ils sont utilisés en tant que Fuel-Gaz. Les valeurs de température de point de rosée de l’eau et des hydrocarbures sont inférieures à la température ambiante. Ainsi, les liquides ne se forment pas dans la tuyauterie en amont de la bride d’ission des utilisateurs. Lorsqu’un gaz traité ayant une faible valeur de température de point de rosée de l’eau et des hydrocarbures est disponible dans une usine, il doit être adopté pour l’alimentation du système Fuel-Gaz. Ce n’est pas toujours le cas lors de la période de mise en service de l’usine. Ainsi pendant cette période, une autre source de Fuel-Gaz peut être considérée. L’utilisation d’un gazole dans une turbine à gaz possédant deux chambres de combustion est dans ce cas une solution adaptée.


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2.2.2.2. Pression du Fuel-Gaz La pression du Fuel-Gaz au niveau de la bride d’ission des utilisateurs doit être maintenue à la valeur constante requise par l’utilisateur : turbine à gaz, fournisseur de réchauffeur à combustible, unité de régénération de TEG … Nota : La valeur de la pression du Fuel-Gaz au niveau du périmètre des installations de turbines à gaz est spécifique à chaque turbine. Une plage de 15 à 25 barg est aujourd’hui courante pour une turbine à gaz à usage intensif pour pouvoir injecter le FG dans la chambre de combustion où la pression de l’air comprimé par le compresseur atteint ces valeurs. Mais pour une turbine à gaz dérivée des aéronefs, une plage de 25 à 30 barg (30 à 50 barg à terme) doit être prévue.

2.2.2.3. Composition du Fuel gaz et Valeur calorifique du Fuel Gaz Pouvoir Calorifique Le Pouvoir Calorifique correspond à la chaleur libérée par combustion d’un fuel. Elle est exprimée en unités thermiques par masse unitaire pour les fuels liquides mais pour les fuels gazeux, elle peut être exprimée en fonction de la masse molaire ou du volume. Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) correspond à la chaleur totale produite par combustion du fuel réduite de la chaleur latente contenue dans la vapeur d’eau (produite par combustion) déchargée sous forme de gaz de combustion. La chaleur latente n’étant généralement pas récupérée (pour éviter la corrosion à chaud provoquée par la présence de vapeur d’eau), le PCI représente la chaleur disponible. Une variation du PCI du au changement de la composition du FG, change le rapport Air / FG soit en donnant : un mélange trop riche ou trop pauvre ce qui se traduit par une combustion instable dans les équipements (régulation délicate de la vitesse pour une TAG,instabilité de la température T5). une variation importante de l’ouverture des TCV des brûleurs pour les rebouilleurs et fours réchauffeurs C’est pourquoi le pouvoir calorifique d’un Fuel Gaz doit être maintenu aussi constant que possible. Pour avoir une indication plus perceptible des symptômes extérieurs du dysfonctionnement des équipement causés par l’irrégularité de composition du FG, il faut de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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se rapprocher de ce qui se e dans le moteur d’une automobile quand le carburateur est déréglé (ou le système d’injection du carburant défaillant). Que le mélange Air:/ carburant soit trop riche ou trop pauvre, le conducteur en ressent immédiatement les conséquences dans le comportement du moteur : à coups de régime, tendance à chauffer ou fumées à l’échappement, variation de consommation…etc. Unités de valeurs calorifiques inférieures : Dans le Système international. MJ/Sm3 (mégajoules par mètre cube dans des conditions standard) ou MJ/m3 (n) (mégajoules par mètre cube dans des conditions normales) Conditions standard : 15° C; 101,325 kPa Conditions normales : 0° C; 101,325 kPa En unités anglaises : BTU/Scf (Unités thermiques britanniques par pied cube standard) dans des conditions standard : 60° F; 14,7 psia Pour convertir de : en : multiplier par : BTU/SCF MJ/Sm3 0,03733 BTU/SCF MJ/m3 (n) 0,03938 BTU/lb kJ/kg 2,326


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Composants

Poids Moléc.

Mole Vol.

PCI / LHV Kcal/kmole NGPSA

(-)

(-)

Nm³/kmole

N2

28.013

22.4

0

C1

16.043

22.38

191 664.31

C2

30.07

22.17

341 078.55

C3

44.097

21.84

488 300.18

iC4

58.124

21.78

632 717.79

nC4

58.124

21.5

634 678.5

iC5

72.151

21.03

779 717.51

nC5

72.151

20.86

781 647.14

nC6

86.178

20.3

928 426.03

nC7

100.205

20.3

1 075 268.18

nC8

114.232

20.3

1 222 110.31

nC9

128.259

20.3

1 368 973.53

nC10

142.286

20.3

1 515 562.67

H2S

34.076

22.14

123 967.23

H2O

18.015

22.4

0

CO2

4.01

22.36

0

Tableau 1: Valeurs du PCI (LHV) de composants courants dans l’industrie "Oil & Gas" Ce tableau met en évidence le rapport entre la concentration en carbone et la valeur du PCI. Plus élevé est la concentration en C plus important est le PCI. Il en découle que le FG a un PCI d’autant plus élevé qu’il est constitué de plus de composants lourds


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2.2.3. Caractéristiques générales du FG pour les autre utilisateurs Ceci concerne tous les autres utilisateurs de Fuel-Gaz (outre la chauffe d’un fluide) par exemple comme gaz de stripping dans une unité de régénération TEG, Dans tous les cas, le FG doit être sec et exempt d’hydrocarbures liquides au niveau de la bride d’ission des utilisateurs, Ce qui évite toute pollution et les problèmes de déshydratation de gaz (Mousse, dépôts d’HC sur le réchauffeur du rebouilleur,…). Des gaz traités ou pauvres sont, dans ce cas, le meilleur choix.


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3. STRUCTURE GENERALE D'UNE SECTION DE PRODUCTION DE FUEL-GAZ 3.1. Structure d'un système de production Fuel Gaz alimenté par gas sec prélevé en sortie de déshydratation NB : Suivre la description avec l’aide du schéma PCF de la figure: ‘PCF de Fuel-Gaz’, plus après dans ce chapitre Le piquage du gaz a été déjà décrit au paragraphe 2.2.1.4 ci-dessus. Donc le gaz qui entre dans le système Fuel-Gaz e: à travers une ESDV un filtre optionnel dépendant du type de vanne PCV (ex: PCV du fabricant Valtek vanne très sensible au bouchage du fait de sa conception) une PCV HP qui détend le gaz à la pression du réseau FG HP option fréquente si la ∆P à travers la PCV engendre en aval une température relativement basse voire négative (en °C) on installe un réchauffeur en amont de la PCV. L'avantage de la ∆T crée par la ∆P est qu'il est possible de condenser quelques liquides qui étaient sous forme vapeur lors du age à la Déshydratation, un ballon de récupération de la phase condensée couramment appelé FG Scrubber ou FG Receiver. Ce ballon récupère les liquides résultant de la ∆T créée par la ∆P de la PCV en amont, les condensats provenant du démarrage (ligne parfois froide) le mélange de FG de natures et compositions différentes …/… le liquide est ensuite récupéré en aval dans un séparateur ‘process’ BP avec régulation de contrôle de niveau. Nota : À remarquer sur les sites que lorsque la pression des réseaux FG est supérieure à 10 Barg les sorties liquides sont équipées en sécurité de fermeture LSLL fermant une SDV, évitant ainsi l’ouverture des PSV sur les équipements BP en aval


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3.1.1. Réseau Fuel-Gaz Haute Pression (plage 15 / 25Barg) En sortie du FG Scrubber le gaz, toujours à la même pression, entre dans le circuit des consommateurs HP, au préalable il doit être réchauffé pour répondre aux spécifications de température d'entrée aux chambres de combustion des Turbines à Gaz. En effet la température du FG doit être proche de celle de l’air comprimé par le compresseur des TAG dans leur chambre de combustion., afin d’y favoriser une bonne combustion. Ce réchauffeur peut être électrique avec régulation de la température par thyristors, ou échangeur fonctionnant à la vapeur BP ou même, si la température recherchée est voisine de 10°C, par de simples échangeurs statiques à ailettes (Terminal GNL de Bilbao en Espagne) Le gaz est ensuite filtré par, en général, deux filtres à cartouche: un en service et l'autre en stand-by. Ils ne doivent surtout pas être disposés simultanément en parallèle ! Ceci pour éviter de les trouver colmatés ensemble au même moment ; Un seul filtre en service suffit car il a été prévu pour le dimensionnement du réseau en aval À ce stade il est propre à l'utilisation comme combustible dans les TG, fours & équipements spéciaux. Il est distribué par un collecteur sur lequel sont connectées les lignes d'alimentation aux différents utilisateurs, à noter que les lignes allant à chaque turbine sont équipées d'une vanne SDV juste en aval du piquage sur le collecteur (montrées sur le PCF qui suit) le FG qui est maintenant disponible pour les utilisateurs HP doit être adapté aux autres utilisateurs qui fonctionnent à une moindre pression c'est ce qui constitue le réseau FG BP. Comme le montre le PCF le réseau FG HP alimente les turbines à gaz des compresseurs et des Turbo alternateurs ou moteurs à gaz d'alternateurs, pour les installations de moyenne importance.


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3.1.2. Réseau Fuel-Gaz Basse Pression (plage 4 / 8 Barg) À la sortie du FG Scrubber HP une partie du gaz est prélevée pour alimenter le réseau FG BP il subit chronologiquement les opérations suivantes: Détente à la pression requise du réseau (plage 4 / 8 Barg ou tout autre plage requise par le Process) par une PCV Récupération (éventuelle) des hydrocarbures liquides pouvant encore rester dans le gaz ayant été formés suite à un changement de composition du gaz formés suite aux conditions opératoires entraînés. Récupération dans un FG Scrubber BP et/ou MP. Ces liquides sont purgés généralement manuellement car peu de liquide) et envoyés au même séparateur BP que les condensats du Scrubber HP Filtration par des filtres à cartouches (un en service l'autre en Stand-By) Distribution dans le collecteur FG BP sur lequel sont piqués les lignes pour alimenter les utilisateurs, comme par exemple : Les fours de réchauffage du brut avant séparation quand la densité API est basse Les rebouilleurs de T.E.G. Le gaz de Stripping de la colonne de stripping du T.E.G. Le gaz de Blanketting des équipements BP Le gaz de balayage à la torche Le gaz d'alimentation des brûleurs pilotes et satellites de la torche Utilisateurs spéciaux propres à certaines installations


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3.1.3. Systèmes de secours (Back-Up) Le système FG étant vital pour le fonctionnement de l'installation il doit être secouru pour éviter l'arrêt total à plus ou moins brève échéance de l'ensemble des unités en cas de dysfonctionnement. Son alimentation est prévue par d'autres sources d'alimentation déjà citées plus haut au paragraphe 2.2 notamment à partir du séparateur HP et en amont du "Metering." On double aussi la PCV HP (PCV A & PCV B). Un seul régulateur de pression envoie le signal de sortie à deux vannes (souvent de tailles différentes) qui s’ouvrent (dans ce casci) d’abord la plus petite (généralement) puis la deuxième afin de maintenir une pression de réseau constante en fonction du débit variable de gaz. C’est une version de régulation en ‘Split-Range’. On aurait pu utiliser une seule « grosse vanne », ce qui aurait l’inconvénient d’avoir une mauvaise « finesse de régulation » pour les bas débits.

Ouverture de vanne en % PCV B

PT

100 PCV A

Pression Amont

PCV B

PCV A Pression FG régulée

40

100

Sortie du régulateur en %

Figure 3 : Schéma explicatif de la régulation ‘split-range’ Il n'y a pas de combustible de remplacement à part le Diesel Oil pour les turbines " Dual Fuel "


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PCF D'UNE SECTION DE PRODUCTION DE FUEL-GAS AVEC ALIM ENTATION DE G AZ SEC EN SORTIE DE SECTION DESHYDRATATION

ESDV

Filtre suivant type de PCV 84 Barg

SDV

50°C

30 Barg

26°C

60°C SDV

Gaz traité venant de sortie section Déshydratation 16 Barg 20°C

Figure 4: PCF de Fuel-Gaz alimenté par gaz déshydraté


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3.2. Structure d'une section de production Fuel Gaz alimentée par gaz de séparation prélevé en sortie du Séparateur HP Par rapport à la structure précédente il a été pris en considération que le gaz de séparation sortant du Séparateur HP ou WKO a perdu l'eau libre et partiellement des condensats hydrocarbures. Mais il contient encore de la vapeur d’eau et des condensats HC. On a donc intérêt à le refroidir pour condenser cette vapeur d'eau et les condensats HC, d'où l'installation d'un échangeur Gaz Humide Chaud / Gaz Sec Froid en amont avec une TCV trois voies (qui peut évidemment être remplacée par deux TCV), ce qui permet d’abaisser la température du gaz d’entrée. Ce qui a pour conséquence de condenser en partie la vapeur d'eau du gaz de séparation suite à la baisse de température du au age dans l'échangeur. Cette eau libre est récupérée dans le KO Drum (terme mieux approprié dans ce cas que le terme FG Scrubber) . L’on récupère aussi des hydrocarbures liquides (suivant leur point de rosée) Et pour le gaz sec et froid sortant du FG Scrubber augmentation de température par son age dans l'échangeur. Le gaz réchauffé, encore riche en condensats HC subit ensuite le même traitement que dans le cas de la structure précédent: c-à-d, PCV pour obtenir la pression du réseau FG HP Et d'autre part en fonction de la ∆P / ∆T dans la PCV récupération complémentaire éventuelle d'hydrocarbures liquides et amélioration du point de rosée eau du gaz. Eau et Hydrocarbures condensés sont récupérés dans le FG Receiver (Scrubber) habituel . Ensuite le gaz est filtré et distribué dans le réseau FG HP Une partie en est prélevée pour produire le FG BP de la même façon que pour le cas de la structure précédente. Les liquides condensés sont aussi envoyés sous contrôle de niveau et automatiquement pour le KO Drum et périodiquement par purges manuelles pour le FG Scrubber ou vice versa ou en tout manual ou tout auto suivant les quantités de liquide à récupérer. Il est à noter que les régulations de niveau existent à partir du moment où il y a suffisamment d’apport de condensats. Par contre cette même régulation de niveau sera à éviter dans le cas où le gaz est presque sec car même si la vanne de régulation est complètement fermée, il y a (toujours) une fuite qui risque de vider le ballon. Dans ce cas, perte de niveau = danger et l’on prèfère demander à l’opérateur de purger régulièrement. D’autre part, pour pallier à la défaillance humaine (oubli de purge), presque tous les scrubbers sont équipés de LSLL fermant une SDV de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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SDV

SDV

Figure 5: Exemple d’un PCF d’une section Fuel-Gaz avec alimentation par gaz de séparateur HP P > 70BA de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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3.3. Structure d'une section de production Fuel Gaz alimentée par Gaz Associé sortant du Séparateur d'huile brute L'architecture générale est semblable à la précédente à la différence prés qu'un deuxième échangeur a été installé en aval de l'échangeur Gaz Humide Chaud / Gaz Sec Froid Cet échangeur est en général un refroidisseur à eau (trim cooler). Son but est de compléter le refroidissement effectué par le premier afin d'abaisser le point de rosée eau du gaz et la récupération des hydrocarbures liquides, car le gaz associé au Brut est évidemment plus riche en phases liquides hydrocarbures à la sortie du Séparateur d'huile brute. Toute l'architecture en aval du deuxième échangeur est identique au cas précédent


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S D S D

Figure 6: PCF d'une section Fuel-Gaz alimentée par Gaz Associé en sortie du Séparateur d'Huile brute de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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4. TECHNOLOGIE DES ÉQUIPEMENTS D'UN SYSTEME FUEL-GAZ 4.1. LES VANNES DE DETENTE PCV Ces vannes ent généralement des ∆P élevées et les températures basses qui en résultent (Installations de traitement de gaz des gisements gazéifères) Étant donné leur fonction vitale pour la conduite de l'installation elles font l'objet d'une attention toute particulière dans leur choix et entretien durant leur utilisation. On trouvera ci-dessous un exemple de vanne qui convient bien aux conditions d'utilisation demandées aux PCV d'une section de Fuel-Gaz. Le gros défaut d'une vanne PCV classique pour les fortes ∆P est le niveau de bruit strident (Inable pour l'oreille humaine), qu'elle émet pendant son fonctionnement. Or pour ce type de vanne fabriquée par la société Valtek la réduction de bruit est spectaculaire. Installés à l’intérieur d’une vanne de commande de type sphérique, les éléments internes à dents de tigre Tiger Tooth) réduisent véritablement les niveaux de pression sonore à 30 dBA. Ces éléments à dents de tigre peuvent également être utilisées pour éliminer les effets nuisibles de la cavitation – elles permettent un véritable choix en fonction des procédés gaz ou liquides dans des conditions de réduction de pression importantes. Conception : La conception de base des éléments à dents de tigre implique des rainures (ou dents) concentriques hautement façonnées usinées sur la face et au dos d’une série de disques circulaires empilés (appelés pile), qui sert également de retenue au siège.

Figure 7 : Détail de la structure typique des internes d'une PCV Valtek Des entretoises séparent les disques les uns des autres, garantissant une distance correcte entre les disques respectifs. Pour faciliter l’assemblage, la pile entière est soudée de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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par points en une unité concentrique et encastrée dans une vanne sphérique classique ou une vanne d’angle. Figure 8: Coupe d'une vanne Valtek « à dents de tigre » avec clapet non équilibré Dans une pile d’éléments à dents de tigre, le fluide circule du centre de la pile et à travers les dents selon un mouvement radial, de type ondulatoire jusqu’en sortie, en étant soumis à une série de contractions et dilatations successives. Ce procédé réduit la pression des fluides progressivement sans chute brutale de pression importante caractéristique des éléments internes classiques de vannes. Applications aux gaz : En présence de gaz, la conception à dents de tigre se caractérise par un unique trajet de l’écoulement permettant une dilatation radiale du fluide. Cette structure des éléments internes est efficace pour des réductions importantes de pression de gaz, car une dilation supplémentaire sur le trajet de l’écoulement est assurée pour gérer l’augmentation de volume lors de la diminution de la pression. Ceci s’effectue par un parcours progressivement plus élargi du gaz sur la dent avec un trajet plus grand. L’augmentation de la surface d’écoulement maintient la vitesse des gaz acceptable au niveau de chaque point à travers les disques.

Figure 9: Coupe d'une vanne Valtek " à dents de tigre" avec clapet équilibré


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NB: De par la conception du clapet il est clairement visible que son obstruction est aisée, d'où l'installation impérative d'un filtre à fin maillage en amont de la vanne On remarquera le canal central d’équilibrage (en pointillés) entre la pression en dessus & en dessous du clapet à empilement de diaphragmes.

Figure 10: Comparaison entre une garniture non équilibrée et une garniture équilibrée Vanne à cages ‘classique’ : Pour « équilibrer », l’on utilise le même principe que pour les vannes à disques ‘Valtek’ : un canal central dans la tige permet une contre-pression du fluide. Ceci réduit la force à exercer sur la tige par le servomoteur et donc une plus grande souplesse, un temps de réaction plus rapide de la part du système de régulation.


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5. PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT 5.1. PARAMETRES OPERATOIRES ET SECURITES PROCESS Voir à titre d’exemple les PFD de Girassol au paragraphe 6.3, ci après schéma de régulation typique (et simplifiée) d’une installation de FG

PSHH

TSHH CHAUFFE

PSV Source Alimentation FG

SDV

FG vers Réseau

PCV BDV

Réchauffeur

LSHH

FG Scrubber

LIC

LSLL

LCV SDV

Liquides Sep BP

Figure 11: Exemple d’une installation typique des sécurités procédé d’un système FG Le paramètre fondamental d’un système FG est bien évidemment la pression du réseau HP et par conséquence la pression du réseau FG BP. Chaque réseau possède son PIC Des alarmes PAL sont installées sur les deux réseaux HP & BP pour prévenir la salle de contrôle d'une anomalie de fonctionnement. Dans certaines installations en cas d'ouverture des deux PCV HP A & B la vanne motorisée du piquage au Séparateur ou celle en amont du Metering est commandée automatiquement en ouverture quand la pression du réseau continue à baisser en deçà du PAL (le PSL correspondant ouvre la vanne) À l'inverse si la pression augmente il y a un premier seuil d'alarme (PAH) dû la plupart du temps à une mauvaise régulation des PCV HP. Si la pression va au-delà du PAH l'alarme du deuxième seuil avec action (PSHH) intervient et ferme les PCV ou une SDV d'entrée si cette vanne existe. de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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Le deuxième paramètre à surveiller est la température du réseau FG HP qui conditionne le bon fonctionnement des turbines à gaz. Un gaz trop froid va entraîner un mélange moins homogène entre O2 et FG générant ainsi une moins bonne combustion de ce mélange et l'apparition de fumées à la cheminée de la turbine. Dans une moindre mesure, un gaz plus froid diminue la qualité de la combustion aux brûleurs des fours. Des alarmes TAL sont installées sur le réseau HP en sortie du réchauffeur et sur les lignes individuelles aux Turbines à Gaz (d'origine sur les skids fabricant) Une alarme de température haute (TAH) averti la salle de contrôle d'une anomalie de régulation de la température du FG. Chez Solar, par exemple, la dernière limite en TAL est de 15°C et recommendée à 20°C. Pour le TAH les seuils sont de 50 à 55°C Si la température continue à augmenter un TSHH coupe le réchauffeur Par exemple 65°C chez ‘Solar’ - Peciko À noter que ces valeurs peuvent varier sensiblement suivant les équipements des installations à desservir en FG ; il est évident que s’il n’y a pas de TAG pressions & températures sont revues à la baisse. Le troisième paramètre est le niveau dans les FG Scrubber HP & BP. Le FG Scrubber HP est équipé d'un LIC, sauf dans les cas de gaz contenant très peu de condensats où la purge se fait manuellement en fonction des indications du LI ou LG local Deux alarmes sont installées une LAH & un LSHH, ce dernier fermant la ESDV. (SDV suivant l'installation) d'entrée autrement dit, arrête la production de FG Le FG Scrubber BP est en général lui aussi équipé d'un LIC qui dans la majorité des cas reste fermé. Il est prévu pour le cas d'arrivée inattendue de liquides avec engorgement du Scrubber HP et à ce titre il dispose aussi des deux alarmes LAH & LSHH avec arrêt de l'unité FG à cette valeur LSLL fermant une SDV installée sur la sortie des liquide des scrubbers quand la pression des réseaux est supérieure à 10Barg (dans les installations relativement récentes)

5.2. MISE EN SECURITE DU SYSTEME FG En cas de ESD 1 les ESDV d'entrée sont fermées et la BDV des scrubbers dépressurise le gaz des deux réseaux à la torche En dernier recours les réseaux sont protégés par les PSV montées sur les deux FG Scrubbers. de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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6. CONDUITE GÉNÉRALE D’UN SYSTEME FUEL-GAZ 6.1. DEMARRAGE DU SYSTEME FUEL-GASZ S’aider du PFD, ci après d’un système standard de Fuel-Gaz pour suivre la chronologie du démarrage En supposant qu’un redémarrage d’une installation de production complète après un arrêt ESD 1 soit nécessaire On considère évidemment que le groupe Diesel alternateur est en service et en conséquence qu’un compresseur sécheur d'Air Instrument soit en service. Et en se reportant au chapitre 2, décrivant les étapes détaillées de changement d'alimentation au fur et à mesure que la procédure de redémarrage Process progresse, on va opérer la mise en service logique et chronologique des équipements de la section FG La première action est de: Refermer les PCV HP & BP en les ant en "Manuel" S'assurer que le réchauffeur électrique est sous tension et disponible. Mettre les points de consigne des LIC des ballons "scrubber" FG à leurs valeurs opérationnelles (normalement 50%) Si le piquage alimentaire du FG, qui se trouve soit au manifold Production soit au WKO ou soit au séparateur HP, dispose d'une vanne "dusable" en aval de la vanne de bloc, la refermer Ouvrir la vanne de bloc à quart de tour du piquage puis décoller progressivement la vanne "dusable" aval pour pressuriser le collecteur jusqu'à la PCV HP. NB: S'il n'y a pas de vanne de ce type ouvrir très progressivement la vanne de bloc sans toutefois si attarder trop longtemps pour ne pas l'endommager et éviter la formation d'un hydrate à cet endroit. (Normalement si ce risque existe on aura pris soin auparavant de démarrer l'injection de méthanol ou autre inhibiteur) Terminer l'ouverture complète de la vanne dusable lorsque la pressurisation du collecteur est terminée


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C'est maintenant à la PCV HP de prendre le relais pour pressuriser progressivement le circuit aval vers le FG Scrubber, le réchauffeur et le réseau FG HP. L'Opérateur Tableau a le choix d'ouvrir la PCV en manuel par petites impulsions en % d'ouverture ou en mode automatique en montant le point de consigne par paliers de 5 Barg (ce n'est la qu'un ordre de grandeur) et ainsi de suite jusqu'au point de consigne usuel, ensuite er le PIC en mode "Auto" Pendant cette phase on observe la baisse de la température du FG à la sortie du FG Scrubber et l'évolution de son niveau liquide Lorsque la température atteint le seuil, en général des 20°C, Mettre le réchauffeur de FG en service avec le TIC de température du réseau à sa valeur opérationnelle. Vérifier que la régulation de niveau dans le FG Scrubber se fait bien au point de consigne normalement à 50% Si l'installation dispose d'une deuxième PCV HP (PCV A & PCV B) vérifier que les deux régulent correctement sur site. Revoir le schéma explicatif de cette régulation au paragraphe 3.1.3. Systèmes de back-up en ‘Split-Range’. Parallèlement mettre en service le FG BP, dés que la température du FG HP est stabilisée à sa valeur de consigne: Décoller la PCV BP de la même manière que pour la PCV HP et, arrivé à sa valeur de consigne er son PIC en "Auto" Dés que le FG BP est disponible Allumer les pilotes de la torche disposer le gaz des satellites (qui s'allument avec la flamme des pilotes). Disposer le gaz de balayage de la torche de façon à obtenir un débit de gaz suffisant pour permettre un fonctionnement stable de la section et l'optimisation des paramètres Pression & Températures du FG. Ouvrir le collecteur d'alimentation des rebouilleurs T.E.G. ainsi que les lignes individuelles des rebouilleurs, allumer le ou les rebouilleurs démarrer la circulation du T.E.G.


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À ce stade le FG est considéré démarré & stabilisé pour pouvoir disposer le réseau FG HP pour alimenter les Turbines à Gaz ; Lorsque la pression & la température du réseau FG HP sont stables ouvrir le sous collecteur d'alimentation des Turbines à Gaz En accord avec la Salle de Contrôle ouvrir la ligne individuelle du turbo alternateur sélectionné, démarrer ou le faire démarrer puis un deuxième. Quand le process est stabilisé démarrer la turbine à gaz d'un compresseur process (si existant dans l'installation considérée) Ouvrir les vannes d'isolement des autres utilisateurs (après accord des parties concernées) Ouvrir l'alimentation normale d'opération si elle n'est pas encore disposée NB: Ne jamais mettre les deux filtres FG A & B en opération en parallèle car c'est la façon sure d'aboutir à la longue à un encrassement des deux filtres en même temps! Qui immanquablement, provoquera un arrêt FG par le PSLL de la pression du réseau placé en aval ou par le PSHH placé en amont des filtres


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6.2. CONDUITE DURANT LA MARCHE DU SYSTEME FG La surveillance de la section FG se réduit à la vérification régulière 1° de la pression des deux réseaux tout particulièrement celle du réseau HP, 2° de la température qui doit rester à la valeur donnée par le vendeur des turbines à gaz. 3° des niveaux des ballons FG Il est recommandé d'opérer régulièrement la permutation des deux PCV HP si l'installation en dispose. Les manomètres normalement installés sur les ballons FG HP & MP / BP permettent de vérifier localement la pression des deux (ou trois) réseaux FG, en complément des indications permanentes en Salle de Contrôle. Et en règle générale surveiller : la ∆P des filtres en service dans chaque réseau (il n'y a pas toujours une ∆PAH retransmis en salle de contrôle) les températures sur les TG entrée & sortie réchauffeur les niveaux (LG) des ballons de FG, les comparer avec les valeurs des LIC communiquées par la SdC, évaluer la position d’ouverture des LCV (si grande ouverte soit elle est bouchée ou la SDV amont est fermée)


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6.3. ARRET DE SYSTEME FUEL-GAZ L'arrêt de la section Fuel-Gaz ne peut s'envisager qu'à la fin d'une procédure d'arrêt de l'installation ou comme il a été décrit au précédemment suite à un ESD1, car si on arrête le FG la conséquence immédiate est l'arrêt des Turbines à Gaz . Sauf dans le cas des turbines dites «Dual Fuel» c.a.d. qui fonctionnent aussi au Diesel Oil et qui doivent virer automatiquement sur alimentation Diesel, et même dans ce cas ce ne peut être qu'une phase transitoire. En ettant que l'on soit en fin d'arrêt de l'installation pour arrêter le Fuel Gaz il suffit, une fois que tous les utilisateurs son arrêtés: de fermer progressivement la (ou les deux) PCV HP arrêter le réchauffeur de FG ; si le réchauffeur est équipé d'un FSLL vérifier que celui ci coupe le chauffage. Nota: Ouvrir l’azote de balayage à la torche (si existant) avant son extinction (plus de Fuel Gaz de balayage) Le mieux étant de fermer le gaz de balayage et d’ouvrir aussitôt l’azote. En fin d’arrêt le tableautiste ou l’opérateur fermera la SDV d'entrée à la section FG.


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Figure 12: PCF de la section FG de la plateforme de Girasol de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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7. DÉPISTAGE DES PANNES 7.1. EXEMPLE DE PANNE Exemple de panne sur PCV, toutes les possibilités ne pouvant être énumérées Toujours surveiller régulièrement le comportement des PCV; Particulièrement si l'on observe des variations de pression dans le réseau, Par exemple une montée brutale de la pression indique une mauvaise régulation à la fermeture de la PCV A. Dans ce cas de mauvaise régulation mettre en service la PCV B (si existante), isoler la PCV A par ses vannes de bloc, ‘décoller’ les purges amont et aval de la PCV pour dépressuriser le tronçon ets’assurer que les vannes de bloc ne sont pas "antes" . Dans ce cas seulement faire intervenir ensuite le service Instrumentation pour régler la PCV fautive. Sinon appliquer la procédure d’isolement par platinage de mise à disposition d’un équipement sous pression S'il n'y en a qu'une, chercher la bonne position au By- pendant que l'instrumentiste intervient sur la PCV côté servomoteur uniquement (bien évidemment), l'opérateur devant rester sur place jusqu'à ce que le problème soit réglé

7.2. RETOUR D'EXPÉRIENCE Pourquoi la torche fume-t-elle après la tombée de la nuit ? Dans une installation d'exploitation d'un champ gazéifère en région équatoriale, le FuelGaz est prélevé à la sortie du séparateur MP dans lequel pratiquement tous les C5+ sont récupérés après avoir été condensés dans un refroidisseur d'une boucle de réfrigération. Du point de vue thermodynamique le gaz HC qui est en avec un liquide hydrocarbure est dit "Saturé" dans les conditions P & T du séparateur. Comme tous les FG il est ensuite détendu et réchauffé et alimente le réseau HP pour les Turbines à Gaz, puis encore détendu pour alimenter le réseau BP en particulier le gaz de balayage à la torche. Celle-ci étant à prés de 700m de la PCV de détente BP, et la ligne de 2" n'étant pas calorifugée (normal on est en région équatoriale) la température ambiante moyenne de jour est d'environ 32°C et après le coucher du soleil la température ambiante diminue à 20 / 24°C. Durant la journée la flamme à la torche est d'un jaune vif avec très peu de fumée de Formation: EXP-PR-UT70-FR Dernière Révision: 05/06/2007

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Et dés que le soleil est couché la torche se met à fumer un nuage gris foncé que l'on ne peut pas ne pas remarquer. Pourquoi? Dans ce FG saturé il y a encore des nC5 des iC5 et autres HC lourds sous forme vapeur après le réchauffeur de FG mais après détente dans la PCV BP sa température a baissé. Rappelons que les points de rosée des deux nC5 & iC5 sont respectivement de 36°C et 28°C, et que la pression au ballon de torche est proche de la Pression Atmosphérique. Pendant la journée le rayonnement du soleil chauffant bien la ligne et le ballon, les "deux compères" et autres HC lourds restent discrets en phase vapeur, mais après le coucher de soleil la lune n'a pas le même effet! Et là on e en dessous de leurs points de rosée et les "deux compères" et quelques autres HC lourds font leur retour en phase liquide (sous forme de gouttelettes), qui entraînés en haut de la torche font leur apparition revêtus d'un manteau gris foncé qui obscurcit le ciel car il fait ‘froid’ dehors,et ce bien que des ballons de torche aît été installés au pied de chaque torche. Le collecteur principal est divisé en deux sous collecteurs sur lesquels sont installés les ballons torche et leur torche individuelle. Mais il y a une particularité : étant donné le climat il n’y a pas de réchauffage des ballons torche, d’oŭ apparition des fumées aux torches….


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8. EXERCICES 1. A quelle place par ordre d'importance est classée le fuel-Gaz dans Les Utilités et pourquoi?

2. Quelle est l'utilité de disposer de plusieurs sources d'alimentation de la section FG?

3. Quel est le paramètre déterminant à surveiller dans la section FG? Quel est l’utilisateur déterminant pour fixer son ordre de grandeur ?


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4. Pourquoi y a t’il deux réseaux de Fuel-Gaz?

5. Quels peuvent être les deux facteurs importants de panne autre, que la Pression, en aval des PCV? Disposition à éviter


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9. GLOSSAIRE FG Fuel-Gaz= Fuel-Gaz TG aussi appelé TAG ou encore TAC = Turbine à Combustion Turbines à Gaz FG HP Fuel-Gaz Haute Pression FG BP Fuel-Gaz Basse Pression SDV Shut Down Valve ESDV Emergency Shut Down Valve SdC Salle de Contrôle


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10. SOMMAIRE DES FIGURES Figure 1: Schéma bloc d'un système de production de FG .................................................7 Figure 2: Exemple de schéma d'alimentation FG avec emplacement des vannes ............10 Figure 3 : Schéma explicatif de la régulation ‘split-range’ ..................................................21 Figure 4: PCF de Fuel-Gaz alimenté par gaz déshydraté..................................................22 Figure 5: Exemple d’un PCF d’une section Fuel-Gaz avec alimentation par gaz de séparateur HP P > 70BA ............................................................................................24 Figure 6: PCF d'une section Fuel-Gaz alimentée par Gaz Associé en sortie du Séparateur d'Huile brute................................................................................................................26 Figure 7 : Détail de la structure typique des internes d'une PCV Valtek ............................27 Figure 8: Coupe d'une vanne Valtek « à dents de tigre » avec clapet non équilibré.........28 Figure 9: Coupe d'une vanne Valtek " à dents de tigre" avec clapet équilibré ...................28 Figure 10: Comparaison entre une garniture non équilibrée et une garniture équilibrée ...29 Figure 11: Exemple d’une installation typique des sécurités procédé d’un système FG...30 Figure 12: PCF de la section FG de la plateforme de Girasol............................................37


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11. CORRIGE DES EXERCICES 1. A quelle place par ordre d'importance est classée le fuel-Gaz dans Les Utilités et pourquoi? En troisième position après l'électricité & l'air Instrument. Sans Fuel-Gaz pas de gaz de balayage à la torche pas de régénération du T.E.G. Forte quantité de consommation de Diesel Oil au turbo alternateur ( si Dual Fuel ) Pas de compresseur process ( sauf si moteur électrique ) Pas de gaz de blanketing sur les ballons BP Pas de four de préchauffage de brut Donc pour tout dire impossibilité d'opérer une installation "Oil & Gas "sauf évidemment en situation de redémarrage 2. Quelle est l'utilité de disposer de plusieurs sources d'alimentation de la section FG? Pouvoir assurer l'alimentation de la section FG en toutes circonstances: Avant ouverture du gaz process dans les unités ( alimentation en gaz brut à partir du manifold production dans le cas de puits à gaz ) A la sortie du WKO ou du séparateur HP A la sortie du séparateur MP ( huile avec gaz associés ) A la sortie de la section déshydratation du gaz humide À la sortie de l'étage de compression MP ( gaz associés à basse Pression ) Avant le Metering ( la meilleure qualité de FG ) Au pipeline en aval du Metering ( seulement provisoirement en secours ) 3. Quel est le paramètre déterminant à surveiller dans la section FG? Et quel est l’utilisateur déterminant pour fixer son ordre de grandeur ? La Pression Sa régulation doit être précise avec peu de variations pour permettre l'alimentation régulière de tous les utilisateurs donc leur stabilité de fonctionnement, Ce sont la présence ou pas deTurbines à Gaz qui font que la pression du réseau FG HP se situe dans la plage des 20Barg voire plus ( cf dans le cours )


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4. Pourquoi y a t'il deux réseaux de Fuel-Gaz? Parce que les utilisateurs ne fonctionnent pas à la même pression de FG Les turbines à gaz ont besoin d'un réseau fonctionnant à 15 / 25 Barg tandis que les fours, rebouilleurs, gaz de torche, gaz de pressurisation des capacités BP etc….nécessitent un réseau ( plage de 4 / 8 Barg ) 5. Quels peuvent être les deux facteurs importants de trouble autre, que la Pression, en aval des PCV? Disposition à éviter La ∆P du filtre en service à l'entrée de chaque réseau Ne jamais mettre les deux filtres de chaque réseau en service en même temps Le niveau dans les ballons de FG qui ne doit jamais parvenir au LAHH


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