sousse_ucc1_description générale de la centrale-rev1

Manuels de Formation Exploitation et Entretien

Section 0 Unit Cycle Combin Tome S0T1 Ch. 1 Description gnrale de la centrale

Centrale Cycle CombinC.le Sousse (Tunisie) 400 MW

cole de Formation - Ansaldo Energia File : SOUSSE_UCC1_Description gnrale de la centrale-rev1.doc Octobre 2012 Rev.1

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1. DESCRIPTION GNRALE DE LA CENTRALE





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INDICE

1.1 INTRODUCTION 3

1.2 DESCRIPTION GNRALE DE LINSTALLATION 4

1.3 CONDITION DU SITE ET FONCTIONNEMENT 5 Localisation de linstallation Aspects climatiques Seismicit Conditions de marche

1.4 LAYOUT DE LA CENTRALE 7

1.5 ELMENTS PRINCIPAUX 10

1.6 SYSTMES DU CYCLE COMBIN 12

1.7 SYSTMES AUXILIAIRES 13

1.8 SYSTME LECTRIQUE 15

1.9 SYSTME DE CONTROLE Distributed Control System DCS 16

1.10 DOCUMENTS ANNEXS 19





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1.1 INTRODUCTION

La centrale Thermolectrique en cycle combin mono-arbre, construite Sousse, est compose dune turbine a gaz, dune chaudire de recuperation sans feu additionel dune turbine vapeur et dun alternateur et leur auxiliares.

La turbine a gaz et la chaudire de rcuperation sont conues pour fonctionner au gaz naturel comme combustible principal, avec comme combustible de secours ( en cas dindisponibilit du gaz ) le gasoil.

La puissance brute totale, mesure aux bornes de lalternateur du cycle combin est environ de 430 MW avec le gaz et de 350 MW avec le gasoil.

Le systme a t conu et ralis pour tre utilis en service continue, cependant les dmarrages et arrets constituent des conditions normales de service.





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1.2 DESCRIPTION GNRALE DE LINSTALLATION

CONFIGURATION Le module en cycle combin mono-axe est constitu dune turbine gaz et dune turbine vapeur qui, relies le long du meme axe, entrainent le gnrateur lectrique plac au milieu de celles-ci.

La turbine gaz installe est le modle Ansaldo V94.3A4 , avec des brleurs faibles missions de Nox.

La turbine vapeur est celle condensation modle Ansaldo MT 15 dchargement axial et est dote dun clabotage de type SSS, tandis que le gnrateur lectrique est celui synchrone deux ples, refroidi en hydrogne.

Le module gnrateur dnergie (appel Power Island) est complt par une chaudire de rcupration (CMI) de type vertical trois niveaux de pression, avec une section de resurchauffe vapeur installe lechappement de la turbine gaz.

La condensation du vapeur seffectue dans un condenseur reli la turbine vapeur et refroidiss avec eau de mer.

Le module en cycle combin est quip de diffrents systmes auxiliaires, indispensables pour le faire fonctionner et pour la gestion gnrale, parmi ceux-ci: une poste pour la rduction de la pression et le filtrage du gaz naturel, un circuit dalimentation gazoil, un systme de refroidissement circuit ferm et un systme de refroidissement avec eau de mer, une poste lectrique, travers laquelle la puissance lectrique produite est introduite haute tension (225 kV) dans le Rseau National Electrique.

Pur la conduite et la supervision de la centrale un systme de controle commande ralise les taches de rgulation, dautomatisme et de protection depuis la salle de commande centralise.





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1.3 CONDITIONS DU SITE ET FONCTIONNEMENT

Localisation de linstallation Le site se situe prs le deux villes de Sousse et Monastir qui se trouvent sur la cote Tunisienne du mer mditerrane.

Aspects climatiques En ce qui concerne les aspects climatiques du site, nous rapportons les donnes suivantes caractristiques qui ont t utiliss comme base pour la conception de la plante:

Tempratures ambiantes Maximale absolue + 43,8 C Minimale absolue 0 C

Humidit ambiante

Intervalle d'humidit relative: 51 89% Pluies

Gnralement sous forme dorages dassez courte dure, la rgion se situe entre le iso hydriques 300 400 mm

Vent

Les vents ont une rpartition sasonnire et ils subissent linfluence de la mere t de la terre. Les vents de terre venant douest soufflent en priode froide et les vents dest en saison chaude rafraichissent le climat. Le sirocco est un vent entre SO et SE sec et chaud amenant gneralement beaucoup de poussires et de sable en suspension qui souffle par rafales. Sur le mer se charge de vapeur deau et il peu faire monter la temperature.

Mare

Les mares ont une caractre semi-diurne avec une amplitude moyenne de lordre de 0,5 mtre

Seismicit Lintensit maximale probable pour la rgion est de VIII de lechelle Mercalli correspondant 5.5 de lechelle Richter qui en compte 9.





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Conditions de marche Le cycle combin est destin assurer une production de semi-base et pourtant il est capable de fonctionner sans limitation de dure la puissance nominale.

En cas dincident sur le reseau auquel il est raccord, le cycle combin est capable de supporter labsence de tension dalimentation de ses auxiliaires pendant une dure maximale inferieur 0,5 sec.

La tyrbine gaz est en mesure de dmarrer rapidement partir de ltat froid tandis que pour la turbine vapeur il y a une installation que permet un conditionnement correct lors des operations de dmarrage ltat froid, tide et chaud.

La mise en arret du groupe turboalternateur (TG+TV+alternateur) est possible dans toutes les conditions dexploitation.

Une mise allarret impose, inopinment et brusquement par un incident dexploitation est supporte sans dommage.

Le groupe turboalternateur peut fonctionner vide et au minimum technique sans limitation de dure.

Marche en ilotage: aprs la perte totale de la charge une puissance quelconque, la turbine a gaz peut fonctionner en alimentant les auxiliars de la central pendant une dure limite.

Il est possible le transfer dun combustible lautre en suivant une procedure de rduction de charge et de melange temporaire des deux combustibles inject avec une charge costante.





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1.4 LAYOUT DE LA CENTRALE

Les lments et les systmes de la centrale sont placs selon une logique qui privilgie les critres de fonctionnement et lentretien, mais qui ne nglige pas les consquences des missions acoustiques et de lenvironnement.

Laire est subdivise en zones fonctionnelles que lon peut rsumer de la manire suivante:

Zone entre principale, sud-ouest outre le poste de garde et les parkings, gauche il y a le btiment qui abrite les bureaux administratifs et la salle de contrle avec les cabines dautomatisation de la centrale. En face de le batiment technique se trouvent les transformateurs lectrique.

Zone du cycle combine Plac dans la zone centrale, il comprend le module de gnration thermolectrique cycle combin. Les turbomachines, avec leurs panneaux lectriques, se trouvent lintrieur dun btiment ferm (salle des machines) pour faciliter les interventions oprationnelles et dentretien, ainsi que pour limiter ultrieurement les missions acoustiques. Dans la mme zone, on trouve les autres lments principaux du module, qui nont pas besoin dtre couverts, mais qui sont quips de protections acoustiques : dans le secteur nord, la chaudire rcupration et la chaudire auxiliaire.

Zone quipements auxiliaires Situe nord de lentre de la centrale. En se dplaant de sud au nord, nous trouvons latelier, les rservoirs deau dmineralise et de service - anti-incendie, le btiment des pompes anti-incendie, les systmes pour la production et le stockage deau dminralise, les traitements des eaux contamines.

A lextremit nord se trouvent la poste de stockage et traitement du gasoil, avec les pompes de transfert ainsi que la station de pompage eau de mer et la poste de conditionnement de gaz.





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1.5 ELMENTS PRINCIPAUX

Le gruope cycle combin est form des lments suivants:

o Turbine gaz du type haut rendement heavy duty axe unique, modle V94.3A4 est alimente au gaz naturel comme combustible principal, le gazoil est utilis comme secours en cas dindisponibilit du gaz. La chambre de combustion est de type annulaire, et les 24 brleurs sont raliss avec une technologie qui rduit les missions dNOx sec, pour limiter au maximum les polluants prsents dans les gaz dchappement, qui sont surveills travers un systme spcial.

La machine se trouve dans une cabine insonorise, quipe de dtecteurs qui relvent la prsence de gaz et un systme anti-incendie.

o Chaudire de rcupration de type vertical, trois niveaux de pression circulation naturelle, avec une section de resurchauffe. Le dgazeur est intgr par une tourelle, place sur le ballon de sparation de la vapeur basse pression. La conduite de fumes du TG au GVR nest pas dote dune chemine de by-pass fumes, cest pourquoi les transitoires de dmarrage et de blocage de la turbine vapeur, doivent tre grs travers le systme de vapeur by-pass.

o Gnrateur lectrique synchrone triphas deux ples (50 Hz 3000 rpm) refroidi lhydrogne. Le systme dexcitation est de type statique et est associ un systme convertisseur pour le lancement de la turbine gaz.

Le gnrateur lectrique est reli laxe du turbo gaz de manire permanente, tandis que la liaison avec la turbine vapeur se fait travers un joint branchement automatique de type SSS.

o Turbine vapeur, modle Ansaldo MT 15 decharge de vapeur axial et installation au sol. Lquipement est a deux corps distincts : le premier pour la section de Haute pression et le deuxime flux opposs pour les sections de Moyenne et Basse Pression.

La turbine vapeur est relie au gnrateur lectrique, travers un joint mcanique automatique de type SSS, pour en assurer le fonctionnement partir de la turbine gaz de manire indpendante.





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o Condenseur eau de mer, dimensionn pour condenser la vapeur vacue par la turbine vapeur pendant le fonctionnement normal en cycle combin et quand elle provient du systme de by-pass en cas de fonctionnement en cycle simple. Pour le refroidissement et la condensation de la vapeur est utilise eau de mer en circuit ouvert.

o Transformateur de groupe dune puissance nominale de 440 MVA et 225/20 kV de tension. Isolation huile ODAF (circulation huile guide et force, refroidissement air forc).





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1.6 SYSTMES DU CYCLE COMBIN

Le cycle est form des systmes suivants :

Systme de vapeur principale avec les stations de by-pass correspondantes, a pour mission dalimenter la turbine vapeur, grce la vapeur produite par la chaudire de rcupration trois niveaux diffrents de pression, y compris la vapeur RH (surchauffe).

Systme condens, prlve le condenst lintrieur du puits de condenseur et lenvoie travers deux pompes dextraction (une qui fonctionne et lautre prte intervenir) la section de basse pression de la chaudire de rcupration o se trouve le dgazeur. En outre, Il alimente les dsurchauffeurs des stations de by-pass de la moyenne et basse pression.

Systme deau dalimentation, prlve leau du ballon de chaudire basse pression et alimente, travers deux pompes dalimentation, (une qui fonctionne et lautre prte intervenir) les sections de moyenne et haute pression de la chaudire, outre les dsurchauffeurs de SH et RH ainsi que des stations de by-pass de haute pression.

Systme de purge et drainages, recueille, travers des tuyaux spciaux, les ventations et les purges dair de la chaudire qui, aprs un refroidissement indispensable, sont transportes dans une baignoire de neutralisation ou dans le rservoir de leau de service. Les drainages sous vide du cycle thermique et de la turbine vapeur sont recueillis dans le rservoir dexpansion, et ensuite transfrs au condenseur.

Systme de dosage chimique, permet dinjecter des produits chimiques dans des endroits spciaux du cycle eau-vapeur qui amliorent le dgazage, ils prviennent la corrosion et facilitent la chute des matires insolubles dans les ballons de chaudire partir desquels ils sont vacus avec le systme de purge.

Systme dchantillonnage et analyse, a pour but de prlever des chantillons de vapeur et de condenst, afin den valuer les caractristiques chimiques travers une analyse et, si ncessaire, dagir sur le rglage du systme dinjection chimique.





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1.7 SYSTMES AUXILIAIRES

Il y a plusieurs Systmes dans la Centrale, appels auxiliaires, car ils ne sont pas directement concerns par le cycle thermique de production nergtique, mais tout de mme ncessaires pour faire fonctionner la centrale dans son ensemble.

Les systmes sont les suivants:

Poste gaz naturel: ce systme a pour objectif dalimenter les circuits de la centrale (constitus par la TG et par la chaudire auxiliaire) un niveau de pression stable et appropri.

Systme de refroidissement en circuit ferm: veille au refroidissement dune srie de circuits, travers la circulation force deau dminralise avec des lectropompes. La chaleur extraite est ensuite vacue travers un changeur refroidi avec eua de mer. Parmi les principaux circuits, nous pouvons citer le gnrateur lectrique, les circuits de lubrification des deux turbines, les pompes dalimentation de la chaudire, les changeurs de drainage, le systme dchantillonnage chimique.

Systme de la vapeur auxiliaire: la vapeur auxiliaire est une vapeur pression rduite, qui est utilise pendant le fonctionnement pour la mise en route des jecteurs vide en direction du condenseur, et pendant la mise en marche pour alimenter le systme de tenue de la turbine vapeur et le prchauffage de la chaudire. La vapeur est produite par le biais dune chaudire auxiliaire.

Systme eau industrielle: elle est prleve de laqueduc, ou provient de la desalinisation de leau de mer et est stocke dans un rservoir spcial, pour tre ensuite utilise comme suit : alimentation du systme deau sanitaire, rserve anti-incendie, alimentation systme demi, lavage des sols.

Systme de production et distribution de leau dminralise: la production deau dminralise, reprsente un aspect important dans le fonctionnement dune Centrale thermolectrique cycle combin, car cest grce ce fluide quon ralise le cycle eau/vapeur, et avec lequel on refroidit les circuits du cycle ferm. Il est donc indispensable de prvoir sa production, qui sert non seulement pour le remplissage mais surtout pour combler les pertes qui ont naturellement lieu pendant le fonctionnement normal de la centrale. Leau demi est produite en partant de leau industrielle prleve de laqueduc, en utilisant un systme dosmose invers. Leau que lon obtient est stocke dans un rservoir spcial, partir duquel on procde sa distribution aux diffrents circuits par le biais de pompes.





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Systme de traitement des eaux uses: elles sont classes comme huileuses, de process ou sanitaires, en fonction du type de contaminant et, par consquent, sont recueillies et traites de manire spare, afin dtre rutilises comme eau industrielle.

Systme air comprim: obtenu par le biais de compresseurs sans lubrification, il est filtr et assch, pour tre utilis comme air instrument ou seulement filtr pour lemploi comme air puissance.

Systme anti-incendie: cet important systme, a pour mission dempcher la formation de flammes et den limiter au maximum la propagation dautres parties de la centrale. Il est form dun systme dextinction fixe, dun systme de dtection et dun systme dalarme. Les fluides utiliss varient en fonction du type denvironnement et des quipements, et sont en gnral de leau ou du gaz come le CO2 et lFM200 qui sont rpandus travers des distributeurs fixes et automatiss.

Systme de ventilation et de conditionnement (HVAC): la centrale est dote dun systme de ventilation qui est charg de maintenir une temprature adquate lintrieur des btiments. Il est prvu aussi un conditionnement de lenvironnent dans les btiments, qui abritent les panneaux de contrle ou du personnel oprationnel.





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1.8 SYSTME LECTRIQUE

Le systme lectrique de la Centrale, a comme objectif de transfrer la puissance lectrique produite par les turbines au rseau de transmission externe, mais aussi dalimenter tous les circuits lectriques de la centrale aux niveaux de tension correspondants.

A partir du gnrateur la puissance lectrique est produite une tension de 20 kV et est transfre au transformateur de group, travers les barres lectriques, qui soccupe dhausser la tension au niveau du rseau externe (225 kV).

Pour la distribution interne on prvoit trois niveaux de tension, une moyenne (6.6 kV) et deux basse (400 V triphas, 230 V monophas), en fonction de la puissance demande et des types de circuits. Le systme lectrique est quip en outre dun systme de protections et de dispositifs pour la synchronisation automatique avec le rseau externe.

Pendant le fonctionnement de la centrale le systme de moyenne tension est aliment par un transformateur de soutirage qui reoit lnergie du gnerateur ou par le reseau externe.

Ce systme de moyenne tension alimente, outre les moteurs avec une puissance suprieure 200 kV, les cadres de distribution lectrique basse tension aussi que les transformateurs pour le systme dexcitation et de lancement du turbo gaz.

En outre, il y un systme de courant continu batterie, un systme dalimentation sans interruption (UPS) pour les circuits privilgis et un systme durgence aliment par un moteur disel de 1100 kVA.





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1.9 SYSTME DE CONTROLE Distributed Control System DCS

Description gnrale La Centrale de Sousse est quipe dun Systme de Contrle centralis, pour effectuer le monitorage et lautomatisation des diffrents lments et systmes. Etant donn que les systmes de contrle des deux turbo machines en place (GTCMPS pour la TG et STCS pour la TV) sont construits grce la mme technologie que le systme DCS (qui gre le reste de la centrale), lensemble apparat compltement intgr. Les principales fonctions du DCS (Systme commande directe) sont : Acquisition des donnes, laboration et visualisation des fluctuations de la centrale Contrle des loop de rglage local Enregistrement et archivage des variables du systme Coordination de la centrale Contrles squentiels (de groupe/sous-groupe fonctionnel) Contrle on/off (utilisation) Prsentation et gestion des alarmes Rglages Interface HMI (interface homme/machine) Calcul des variables pour la supervision et calcul des prestations Coordination protection de la centrale Calcul des prestations de la centrale Mise en route automatique des groupes fonctionnels

En gnral, dans des conditions de travail normales, le contrle et la supervision des installations principales et auxiliaires sont effectus par la salle de contrle.

Le DCS est configur, de manire permettre la gestion automatique de la centrale, aprs que celle-ci ait t positionne de manire stable.

Loprateur gre et surveille la centrale partir dune salle de contrle centralise, exclusivement par le biais de stations de travail, places sur un terminal vidographique, clavier et mouse.





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Le DCS est form principalement par :

o Stations de contrle de process, pour linterfaage du systme en direction du domaine et de llaboration des algorithmes de contrle et de surveillance de la centrale: une station de contrle process est normalement consacre une zone fonctionnelle de la centrale, et est forme par une srie de cabines o sont placs les chargeurs, les fiches lectroniques et les botes bornes.

o Stations oprateur (places sur ordinateur portable, vido en couleurs LCD, clavier et mouse) partir desquelles il est possible de contrler et de surveiller la centrale, par le biais de synoptiques vido, c'est--dire par exemple surveiller les fluctuations de process acquises par le systme, ou lventuelle mise en place dalarmes, rgler les dispositifs on/off de la centrale, mettre en place les points de rglages de la centrale, faire larchivage historique des donnes de la centrale (dans les stations operateur o cette fonction est prvue).

Niveau dautomatisation Dans des conditions de fonctionnement normal, le systme dautomatisation coordonne et gre le fonctionnement complet de la centrale par charges, comprises entre le minimum technique et la charge maximale. En gnral, la gestion des changements dtat normaux, accidentels et le fonctionnement normal seront contrls (de manire automatique dans de nombreux cas) par le DCS, par le biais de stations oprateur; toutes les informations indispensables seront disponibles auprs de loprateur (ltat de fonctionnement des appareils mis en route), les valeurs des fluctuations du systme, lvolution des squences, ltat et les paramtres de fonctionnement de tous les contrles boucle ferme.

Mission de loprateur En gnral, loprateur est appel effectuer les missions suivantes: - Un rle actif, quand il doit entreprendre des actions spcifiques, par exemple pour

grer le rgime transitoire dun appareil. - Un rle passif quand on lui demande de surveiller uniquement la centrale.

Pour le premier type de mission loprateur a: - La possibilit dagir sur lactionneur unique (mis part les ventuels actionneurs

pilots seulement sur place et non par le DCS). - La possibilit dintervenir sur plusieurs appareillages (exemple: squences qui

oprent auprs d un ensemble dactionneurs et qui ont une fonction prcise pour la centrale.





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Pour le deuxime type de mission, loprateur a le rle de superviseur du DCS, comme les page-cran, les page-alarme, les missions de diagnostic, qui lui permettent de surveiller la centrale diffrents niveaux (systme, sous ensemble, domaine).

En gnral, il est prvu que la centrale fonctionne de manire indpendante et continue, en sadaptant aux variations de charge, sans que loprateur intervienne.

Une intervention sera prvue systmatiquement, chaque fois que la centrale ou le systme deviendront dangereux pour soi ou lgard dautres personnes, et de toute faon chaque fois quil y a une modification au niveau de la centrale, dont la rapidit est incompatible avec les temps de rponse de lOprateur.

Fonctions du DCS Pendant le fonctionnement normal de la centrale, les crans vido des stations oprateur sont le moyen utilis en principe pour la contrler.

Les page-cran seront ainsi organises:

a) Lensemble des crans de la centrale, qui reprsentent le cycle thermique complet avec la situation des lments principaux et les valeurs des fluctuations principales du systme.

b) Ecrans concernant les lments de processus principaux, partir desquels on peut distinguer: - Lidentification de chaque donne reprsente - La situation de chaque systme (soupape ouverte/ferme, Moteur On/Off) - La valeur actuelle des changements observs (et ventuellement la balise et

ses udm) - Alarmes.

c) Ecrans concernant les principaux lments (Turbine gaz, turbine vapeur, Chaudire de rcupration, Gnrateur, etc.), partir de chacun desquels on peut voir les principaux paramtres oprationnels de ces machines, c'est--dire des donnes analogiques, ltat de chaque lment et des alarmes.

En ce qui concerne les systmes lectriques, on effectue le type de surveillance suivant:

d) Ecran vido de lunifilaire lectrique, uniquement le montant de la machine, le transformateur lecteur est exclu, avec les paramtres lectriques les plus importants reprsents.

e) Barres lectriques et interrupteur de la machine avec lindication de la tension, du courant, facteurs de puissance active et ractive et de ltat de linterrupteur.





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1.10 DOCUMENTS ANNEXS

SOUSSE C.C.P.P. SCHEM GNRAL DE MASSE (rev.3)

0485 A1VV*S015

SOUSSE C.C.P.P. PLANT BLOCK DIAGRAM (rev.3)

0485 SNC867254-40SK0011

SOUSSE C.C.P.P. PLAN DIMPLANTATION (rev.5)

0485 Y0VV*O060

SOUSSE C.C.P.P. PLAN DIMPLANTATION ALTERNATIF A (rev.0)

0485 Y0VV*O061

SALLE DE MACHINES AMENAGEMENT DES EQUIPMENTS MECANIQUE (rev.3)

0485 A1VVBP001 (3 fueilles)

TURBINE GAZ AE94.3A4 ARRANGEMENT GNRALE (rev.5)

0485 S1MB*P051 (3 fueilles)

CHAUDIRE RECUPERATION (HRSG) ENSAMBLE GNRALE (rev.A)

0485 B1HA*P991

TURBINE VAPEUR ENSAMBLE GNRALE (rev.0)

0485 T1MA*M002

CONDENSEUR EAU DE MER ENCOMBREMENT GNRALE (rev.6)

0485 F1MAGM005

GENRATEUR LCTRIQUE DISPOSITION MECANIQUE DE LALTERNATEUR (rev.0)

0485 G1MKAU006

SOUSSE C.C.P.P. SCHMA LCTRIQUE UNIFILAIRE GNRALE (rev.2)

0485 A1VVCU001

SOUSSE C.C.P.P. ARCHITECTURE DE LES PROTECTIONS (rev.2)

0485 A1VVCU003

SOUSSE C.C.P.P. ARCHITECTURE DU SYSTME DCS (rev.4)

0485 D1VVHI950 (4 fueilles)

SOUSSE C.C.P.P. AMENAGEMENT SALLE DE COMMANDE (rev.D)

0485 A1UCBE100

Cover Tome S0T1 - Unit cycle combinCh.1 - Dscription gnrale de la centraleIndex chapitre 11.11.21.31.41.51.61.71.81.91.10

sousse_ucc1_description générale de la centrale-rev1

Documents

description gnrale

cycle combin tome s0t1

sousse tunisie

cycle combin monoaxe

centrale thermolectrique

cycle combin monoarbre

constitu dune turbine

ansaldo energia file