Démonstration d’un système de récupération de la chaleur résiduelle des stations de compression, Great Northern Power Corp.

Promoteur principal : Great Northern Power Corporation
Lieu : Stations de compression en Alberta
Contribution du FEP :  $ 987 K
Total du projet : $ 3,2 M

Contexte du projet :

Les moteurs alternatifs produisent de l’électricité au moyen d’un générateur et d’un combustible. Les moteurs alternatifs au gaz naturel servent communément dans l’industrie du gaz naturel aux stations de compression et de stockage et dans les usines de traitement du gaz. Ces moteurs fournissent une puissance mécanique à l’arbre d’entraînement aux fins des compresseurs et des pompes par la combustion de combustible. Cependant, seulement un tiers de l’énergie consommée est converti en puissance mécanique à l’arbre d’entraînement, les deux tiers de l’énergie étant normalement perdus comme chaleur résiduelle.

Great Northern Power Corporation (GNP) a créé un système qui convertit la chaleur résiduelle en électricité. Le système prêt à l’emploi du nom « EXPANDER » est conçu pour récupérer la chaleur résiduelle des moteurs alternatifs, comme ceux qui servent dans les systèmes de collecte de gaz naturel ou dans des milieux hors réseau (les communautés éloignées et les mines), et pour produire de l’électricité. Le système capte la chaleur résiduelle pour produire de l’énergie sous forme de puissance à l’arbre et on s’attend à ce qu’il permette d’accroître l’efficience globale des moteurs alternatifs de 10 à 15 %.

GNP a proposé un projet de démonstration afin de faire valoir la technologie de son système EXPANDER et de montrer sa capacité de récupérer la chaleur résiduelle de moteurs de 1 000 HP ou plus pour la production d’énergie. Le projet de « démonstration d’un système de récupération de la chaleur résiduelle des stations de compression » a été accordé 0,8 M$ du Fonds pour l’énergie propre (FEP).

Résultats :

Le système EXPANDER de GNP est monté sur patins et produit de l’électricité à partir de la chaleur résiduelle au moyen du processus à cycle organique de Rankine (ORC). Aux fins du projet, le système EXPANDER-175 a été conçu pour capter la chaleur résiduelle d’un moteur alternatif stationnaire de la marque Caterpillar, soit le moteur qui sert communément en Amérique du Nord pour la transmission de gaz naturel. Le système EXPANDER-175 a été fabriqué dans des installations à Calgary. L’entreprise est un fournisseur de systèmes de compression de gaz naturel, de traitement du pétrole et du gaz et de réfrigération, ainsi que d’équipements de production d’énergie. Une fois monté, le système a été connecté au compresseur de gaz naturel à pleine échelle du fabricant qui a fourni la chaleur résiduelle aux fins des essais. Le système EXPANDER-175 s’est avéré capable de produire de l’électricité à partir de la chaleur résiduelle dégagée du compresseur.

Ensuite, le système a été expédié au site de l’hôte de la démonstration : une station de compression dans le sud de l’Alberta. Là, il a été connecté à un moteur à turbocompresseur Cat 3516 dont la puissance nominale est de 1 156 HP. Le temps d’arrêt du compresseur aux fins du montage du système EXPANDER était moins de 18 heures. Une fois monté, le système a été testé et connecté au réseau. Le système a réussi à effectuer une douzaine de cycles de fonctionnement entièrement automatisés et à produire de l’énergie, mais des problèmes avec les joints d’arbre dans EXPANDER ont nui au fonctionnement continu. Pour cette raison, EXPANDER a été modifié pour prendre en charge un nouveau système de joints.

Avantages pour le Canada :

Il est estimé que 5 000 moteurs alternatifs au Canada peuvent être munis du système EXPANDER pour produire de l’électricité, sans modification ou peu de modifications au moteur et au système EXPANDER. Avant ce projet, aucun des milliers de moteurs à compresseur de gaz naturel exploités dans le bassin sédimentaire de l’Ouest canadien n’a été muni d’un dispositif de récupération de la chaleur résiduelle. Il y a aussi le potentiel des centaines d’installations de groupes électrogènes à moteurs alternatifs fonctionnant à titre de source d’alimentation principale dans des communautés éloignées. Ces moteurs, une fois munis du système EXPANDER, fonctionneront de manière plus efficiente, sans accroître les émissions.

Prochaines étapes :

Le système de démonstration a été construit en vue d’une vie de service de plus de 20 ans. En attendant la réussite des essais sur le terrain des nouveaux joints, le système sera exploité pour en déterminer la fiabilité et les données sur le rendement seront consignées.

Pour en savoir davantage

S'il vous plaît communiquer avec le Programme du Fonds pour l’énergie propre pour obtenir une copie Great Northern Power Rapport public.