GE Energy Products France

MAÎTRISE DES RISQUES ET SÉCURITÉ
AGREPI – EST
Délégué Régional : Jean-Marc VERDET - 12 r. du Général Leclerc 67 700 SAVERNE – Tél. : 06 11 98 63 10
COMPTE-RENDU de la REUNION du 21 MARS 2014
GE Energy Products France
Zone Industrielle - 90140 BOUROGNE
20 Avenue du Mal Juin – 90000 BELFORT
Présents :
M
Alain
BAILLET
GROUPAMA GRAND EST
M
Hervé
BELOT
GROUPE CAMACTE
M
Stéphane
BINDER
GE
M
Jean-Marie
DEBLAY
CARSAT
M
Zachée
EBOUGUE
EZASECURITE
M
Patrice
EYFRIED
CARON SECURITE
M
Valbert
JAVEL
TIL TECHNOLOGIE
M
Jean
LEHERVET
RETRAITE (GORGIA PACIFIC)
Mme
Isabelle
MICHALAK
WELEDA
M
René
MICHAUD
RETRAITE (SIEMENS)
M
Olivier
MISCHLER
GROUPE CAMACTE
M
Etienne
PERRIN
CNPP
M
Serge
RAFFENNE
RETRAITE (FORMATEUR)
M
Jean-Marc
VERDET
GROUPE CAMACTE
M
Christian
WEYER
RETRAITE (ACF FORMATION)
ASSOCIATION DES INGÉNIEURS ET CADRES AGRÉES PAR LE CNPP
48 Bd des Batignolles F 75017 PARIS – Tél : 01 44 50 57 96 Fax : 01 42 92 00 17 http/www.agrepi.com
Secrétariat : BP 2265 - 27950 St Marcel Tél 02 32 53 64 42 Fax..02 32 53 73 85
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Excusés :
M
Francis
ANDRE-HUDYMA
M
Fernand
JUNG
M
Gérard
BALLAND
M
Gérard
LANDRAGIN
M
Jean-Claude
BERRUER
M
Michel
LEGRANDJACQUES
M
Lionel
BLATTMANN
M
Manuel
NETO
M
Christian
BREIT
M
Arnaud
PETIT
M
Thomas
EBERSOLD
M
Sébastien
REDON
M
Raphaël
ERCA
M
Franck
ROBILLARD
M
Alain
GRIENEISEN
M
Nadir
SOLDERA
M
Pierre
GROETZ
M
Jean
STEINER
M
Martial
HABAY
M
René
VINGERT
M
Philippe
HARTMANN
M
Arend
RICHARD
M
Jean-Paul
HUMBERT
M
Pascal
PIERRON
Mlle
Stéphanie
WICK
Tous nos remerciements à :
- M. Patrick ANTOINE (Directeur EHS – GE Power & Water) et à ses collaborateurs
Pour leur accueil, la qualité de la visite et pour le temps qu’ils nous ont réservé malgré un
emploi du temps particulièrement chargé.
- Jean-Marie DEBLAY
Pour l’organisation et la logistique de cette visite
- Jean LEHERVET
Pour ce compte rendu exhaustif que je me suis limité à mettre en forme et à compléter.
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PREAMBULE
Pour des raisons de confidentialité, il ne nous a pas été permis de réaliser des photographies lors
de cette visite.
De même, M. Patrick ANTOINE nous a demandé de limiter la diffusion du PPT de présentation
aux seules personnes présentes le jour de la visite.
Nous vous remercions de votre compréhension et nous vous invitons à consulter le site
http://www.ge.com/fr/ qui vous donnera un aperçu de ce que nous avons pu voir au cours de
notre parcours au sein de ces deux sites d’exploitation.
La présentation des sites de BOUROGNE et de BELFORT est faite par M. Patrick ANTOINE
Responsable Environnement, Hygiène, Sécurité (EHS) des sites de GE France.
Il dirige une équipe de 16 ingénieurs & cadres.
Parmi eux participent à la présentation et à la visite, Olivier (Responsable EHS Bourogne),
Aurore (Ingénieur EHS Bourogne) et Philippe (Responsable sécurité Incendie sites GE France).
1 - PRESENTATION DE GENERAL ELECTRIC CORP ( GE)
GE est une entreprise américaine ayant des activités dans le monde entier dans tous les
domaines relatifs à l’électricité, et en particulier :
 Power & water (Energie & Eau)
Turbines à gaz
Moteurs Diesel à gaz
Energies renouvelables (éoliennes)
Alternateurs
Dessalement de l’eau de mer / traitement de l’eau
 Eclairage
 Réacteurs d’avion (partenariat avec SNECMA-SAFRAN en France)
 Banque – assurance
 Energy management / Power conversion
Distribution électrique (disjoncteurs, transfos, ...)
Moteurs électriques & régulation de vitesse (drive control)
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GE emploie 32.000 personnes en Europe, dont 4.700 en France pour :
-
la fabrication de turbines à gaz à BELFORT+ BOUROGNE + CHONAS
la fabrication de moteurs électriques spéciaux et d’entrainements à vitesse variable à
NANCY
Les sites français sont assurés par FACTORY MUTUAL (à noter transfos protégés par sprinklers
à pré action, locaux informatiques sous FM200 ou azote)
2 - TURBINES A GAZ (TG)
La gamme de turbines à gaz GE, généralement utilisée pour la production d’électricité,
s’échelonne de 40 à 350 MW sur l’arbre, avec un rendement de ~35% (= énergie électrique
produite / énergie du combustible consommée) par récupération de chaleur sur les gaz
d’échappement de la turbine, ce rendement peut être porté à ~ 60% (Cf. note jointe).
Cette récupération peut prendre deux aspects :
Cogénération :
Les gaz en sortie de turbine (300 à 500°C) sont dirigés vers une chaudière de récupération avant
échappement à l’atmosphère.
La chaleur transférée permet de produire de la vapeur (en général saturée) pour une utilisation
industrielle (pour séchage du papier par exemple).
Dans ce cas, le dimensionnement de la TG est souvent fonction de la quantité de vapeur
recherchée, l’électricité produite étant un « sous-produit » venant en déduction de la
consommation électrique nominale de l’usine
Cycle combiné :
La chaudière de récupération est optimisée pour produire de la vapeur surchauffée.
Celle-ci alimente une turbine à vapeur couplée à l’alternateur de la TG, ou à un alternateur
séparé dont la production d’électricité s’ajoute à celui de la TG.
GE – France est spécialisé dans les turbines à gaz fournissant le courant sous 50 Hz (Europe,
Asie, Amérique du Sud) ; GE – USA se chargeant de la fourniture en 60Hz (Amérique du Nord).
Les alternateurs couplés aux turbines à gaz GE ne sont pas fournis automatiquement par GE.
Le client peut éventuellement les commander à d’autres fournisseurs (ALSTHOM, ASEA,
SIEMENS, ...)
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La production d’électricité « en écrêtement de pointe » constitue le principal débouché des TG de
forte puissance telles que celles produites par GE.
Il faut en effet considérer que l’électricité est produite par :
Des centrales nucléaires :
De 900 à 1300 MW produisant en permanence avec des variations de charge souhaitées de +/10% et arrêt de 30 jours tous les 12 à 18 mois pendant ~30 jours pour rechargement du
combustible nucléaire.
Des centrales thermiques à vapeur (alimentées en charbon ou fuel lourd) :
De 250 à 600 MW, beaucoup plus souples (30 à 100% du nominal). Durée du démarrage stade
zéro (chaudière froide) ~ 5 à 8 heures.
Des TG à cycle combiné :
Avec un démarrage ~30 mn, elles permettent donc de fournir les pointes de consommation (ex :
18 à 22 H en hiver) dans un délai beaucoup plus bref et d’éviter les risques de « black-out »
3 - LES ELEMENTS CONSTITUTIFS D’UNE TURBINE A GAZ
3.1 - Une partie fixe (stator)
Composée de :
-
un corps en acier séparé en 2 par un plan de joint horizontal permettant le montage et le
démontage du rotor
-
les paliers support de l’arbre du rotor
-
les aubages directeurs (fixes) des différents étages du compresseur. Afin d’assurer un
rendement maximum, l’espace du stator entre deux aubages directeurs (correspondant à
un étage rotor du compresseur- en rotation - est revêtu de plaques abrasives « usinant »
l’extrémité des aubes du compresseur pour minimiser les fuites en bout d’aubage et
améliorer le rendement.
-
les chambres de combustion de taille et nombre variables selon le modèle, équipées des
injecteurs de combustible (gaz naturel ou fioul léger). Chaque chambre dispose
d’injecteurs de démarrage, permettant une montée en régime rapide (~30 mn) et d’un
injecteur « de croisière » pour la marche continue. La température en chambre de
combustion est de l’ordre de 1.300 à 1.500 °C. Les métaux utilisés sont des « super
alliages » résistant aux efforts mécaniques de pression à chaud (fluage) et à la corrosion /
érosion par les gaz de combustion. On peut y injecter éventuellement une fraction minime
d’eau afin de réduire la teneur en NOx à l’échappement.
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-
les aubages directeurs (fixes et creux) de la turbine refroidis par injection d’air comprimé
prélevé sur le dernier étage du compresseur, réalisés en« super alliages »
-
le cône d’échappement des gaz de combustion (température d’échappement 400 à 500°C)
3.2 - Une partie mobile (rotor – vitesse de rotation 3.000 trs/mn )
Composée de :
-
Un arbre longitudinal unique, accouplé à une extrémité à un moteur de démarrage (~ 800
tr/mn) et à l’autre directement à l’alternateur entrainé par la TG.
-
Plusieurs disques clavetés en acier spécial (12 % ou 35 % Cr selon les niveaux)
supportant les aubages mobiles des différents étages (10 à 12) du compresseur. Les
aubages sont fixés sur les disques par un assemblage du type tenon / mortaise
particulièrement robuste et précis (pied de sapin).
Au niveau du dernier étage (HP) du compresseur, une rainure entre disques, connectée à
un perçage longitudinal dans l’arbre du rotor permet d’alimenter en air comprimé
(relativement) froid les aubes de turbine afin de les refroidir.
-
Les 2 ou 3 disques (selon la taille de TG) de turbine sur lesquels sont montés les aubages
mobiles (« buckets ») de la turbine. Comme les aubages fixes de la même section, ceux –
ci sont creux et refroidis par l’air provenant de la section HP du rotor (cf. ci-dessus).
En raison des énormes contraintes subies par ces éléments (force centrifuge +
température + oxydation + par les gaz de combustion éjectés à grande vitesse) ces
éléments de turbine sont également réalisés en en« super alliages ».
3.3 - Des auxiliaires (pas tous fournis par GE) :
-
l’alternateur, dont l’entrainement est la raison d’être de la TG
-
Moto - réducteur de démarrage
-
« Vireur » = moteur auxiliaire de faible puissance faisant tourner sur lui-même à très faible
vitesse (quelques tr/mn) l’ensemble du rotor lorsque la turbine est arrêtée, de façon à
éviter sa déformation par flexion ou dilatations différentielles
-
Filtre à air d’aspiration (évite l’ingestion de sable & poussière, feuilles,... + limite le
sifflement à l’aspiration)
-
Silencieux d’échappement (ou système de récupération de chaleur – V. note jointe)
-
Caisse à huile + installation de lubrification (une des sources principales d’incendie)
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-
Shelter insonorisé abritant la TG + protection incendie (CO2, brouillard d’eau – V. réunions
AGREPI Est du 07/03/2008 et AGREPI /SIEMENS)
3.4 - Remarques
Les temps entre révisions varient entre 8.000 h (inspection simple) et 24.000 h (visite
approfondie) = 3 ans de marche continue.
La durée de vie est de l’ordre de 20 à 30 ans en marche continue.
4 - GE France – Turbines à gaz
La branche « turbines à gaz « de GE-France est issue de la reprise de cette activité à ALSTHOM
dans les années 1990. Elle concerne 3 établissements :
-
CHONAS : fonderie par injection des aubages (fixes + mobiles) de la parie « turbine »
-
BOUROGNE : finition des aubages ci-dessus, usinage des disques du rotor, fabrication
des chambres de combustion (dites aussi tubes de flamme)
-
BELFORT : montage final des turbines à gaz et essais à vide (bancs d’essai)
Les autres éléments sont sous-traités :
-
les 2 demi - corps, à des fonderies spécialisées dans la coulée d’acier spéciaux dans la
région de SAINT-ETIENNE ou du CREUSOT.
-
les aubages de compresseur proviennent du MEXIQUE.
-
les disques de rotor fournis par différents sous-traitants (MEXIQUE, CHINE...). Nos
interlocuteurs soulignent la grande compétence de certains industriels chinois en matière
de machines - outil et d’usinage mécanique)
4.1 - BOUROGNE
Travail posté
4.1.1 – Les aubages
Les aubages fixes et mobiles de l’étage turbine (creux pour refroidissement) réalisés à CHONAS
par moulage – injection d’un super- alliage type Hastelloy sont usinés avec précision (en
particulier les pieds d’aubes). Pour résister à la température, les aubages sont revêtus d’une
couche d’oxyde de Zirconium (réfractaire), puis d’une couche de Cobalt (très dur, anti-abrasion).
Le revêtement se fait par projection de poudre fondue sous flamme ou torche plasma selon les
températures recherchées, alimentées en Hydrogène ou une variété de kérosène selon le point
de fusion du matériau à projeter.
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Cette activité, du fait de la présence d’oxygène, de kérosène et surtout d’hydrogène diffusant très
facilement et formant un mélange explosif avec l’oxygène, constitue le risque principal de l’usine.
L’hydrogène est livré en gaz comprimé (en bouteilles sous 200 bars par cadres de 8 bouteilles,
détendu à 15 ou 8 bars pour utilisation) ; l’oxygène en vrac, sous forme liquide, par citerne.
Un système sophistiqué de détection d’hydrogène (limite inférieure d’explosivité avec l’air = LIE, 2
seuils de détection à 20% et 40% LIE) et de contrôle des purges des tuyauteries sous H2 assure
la sécurité de cette zone de l’usine
4.1.2 – Les chambres de combustion
Les chambres de combustion (tubes de flamme) à double paroi (Schéma de principe dans note
jointe) sont réalisées en tôles d’Hastelloy C, roulées, doublées éventuellement selon l’usage, et
soudées par arc sous plasma.
4.1.3 – L’usinage des disques de rotor
L’usinage des disques de rotor est effectué sur des machines - outil classique (à la taille près), à
l’exception du taillage - oblique/à l’axe longitudinal du rotor - des rainures de pied des aubages
par une machine complexe (machine à brocher).
4.2 – BELFORT
Travail de jour.
Le site GE constitue une partie de l’ancienne usine ALSTHOM (Cf. réunion AGREPI-Est du
23/09/2011 chez LGE – Belfort).
Le montage inclut :
Le montage des éléments fixes de différentes provenances sur les 2 demi - corps de turbine à
gaz (Cf. & 3.1 ci-dessus), plan de joint vers le haut.
-
Le montage des aubages mobiles sur les disques rotor correspondant.
Pour équilibrer chaque disque, les aubages l’équipant sont pesés individuellement et les
pièces de poids identiques placées diamétralement opposées. Le disque complet est
ensuite équilibré par ajout de masselottes ou enlèvement de matière.
-
Le montage du rotor en enfilant les différents disques successivement sur l’arbre du rotor
maintenu verticalement au-dessus d’une fosse ou descend progressivement la partie
équipée du rotor.
-
La mise à l’horizontale du rotor assemblé et son équilibrage.
-
Le montage du rotor dans le demi corps inférieur assemblé.
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-
Le montage du demi corps supérieur assemblé sur l’ensemble précédent
-
L’ « habillage » (tuyauteries gaz et huile, matériel de contrôle-commande, câblages
électriques, …)
-
La mise en peinture de l’ensemble par LGE.
-
L’essai de fonctionnement au banc d’essai, à vide (alternateur ou dispositif de charge non
installé) mais à la vitesse nominale.
Le site GE de Belfort dispose de 4 bancs d’essai utilisables en fonction de la taille de la
turbine à gaz, chaque banc étant muni des filtres d’entrée et des silencieux
d’échappement correspondant.
Un 5e banc, polyvalent et permettant d’accueillir les plus gros modèles prévus est en cours
d’achèvement.
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AGREPI EST
Nos prochaines réunions :
12 sept. 2014
Thème : risque incendie et ADR (Transport Matières Dangereuses)
Animée par : Isabelle MICHALAK (WELEDA) - Raphaël ERCA et Stéphanie LAVALLEE
(BUREAU VERITAS)
Lieu : encore à définir.
21 Nov. 2014
Thème : Organisation de la sécurité incendie dans un centre hospitalier
Animée par : M. NETO du Centre Hospitalier de COLMAR
Lieu : Centre Hospitalier de COLMAR
Mars 2015 :
Thème : Innovations techniques en détection incendie et en supervision de sites + visite
d’un site industriel
Animée par : Franck ROBILLARD (DEF)
Lieu : secteur de Strasbourg.
Mai 2015 :
Thème : Décontamination après incendie avec démonstration des techniques et du matériel
spécifiques
Animée par : SOCIETE BELFOR (organisation JM VERDET)
Lieu : à définir
DATES A FIXER :
- CONVERTIMES à NANCY (visite de site) (organisation via S. BINDER)
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- Mise en conformité réglementation ERP du Château du HAUT KOENIGSBOURG (visite de site)
(organisation E. PERRIN)
- LIGNE MAGINOT / FORT CASSO – BITCHE (organisation F. JUNG)
- Dispositions constructives et sécurité incendie – Réunion thématique animée par M. GARCIN
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