Centrais Termeletricas a Gas

7/31/2019 Centrais Termeletricas a Gas

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Universidade Federal de Ouro PretoEscola de Minas

Departamento de Controle e AutomaoDECATCAT134 Termodinmica Tcnica

Centrais Termeltricas

a Gs

Grupo :Andr Endo

Helton Costa

Rafael Brasil

Ricardo Oliveira


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O que

uma instalao industrial usada para gerao de energia eltrica a partir da energialiberada em forma de calor, normalmente por meio da combusto de algum tipo decombustvel.

Chamam-se termoeltricas por que so constitudas de 2 partes, uma trmica onde seproduz muito vapor a altssima presso e outra eltrica onde se produz a eletricidade.

Figura : Termoeltrica de Cuiab


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Como funciona

O funcionamento das centrais termeltricas semelhante, independentementedo combustvel utilizado e o processo consiste em trs etapas:

1. A primeira etapa consiste na queima de um combustvel fssil, como carvo, leoou gs, transformando a gua em vapor com o calor gerado na caldeira.

2. A segunda consiste na utilizao deste vapor, em alta presso, para girar a turbina,que por sua vez, aciona o gerador eltrico.

3. Na terceira etapa, o vapor condensado, transferindo o resduo de sua energiatrmica para um circuito independente de refrigerao, retornando a gua

caldeira, completando o ciclo.


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Tipo de Termoeltrica

H vrios tipos de usinas termoeltricas, sendo que os processos de produo de energiaso praticamente iguais porm com combustveis diferentes.

Usina a gs: usa gs natural como o combustvel para alimentar uma turbina de gs.Porque os gases produzem uma alta temperatura atravs da queima, e so usados paraproduzir o vapor para mover uma segundo turbina. Com a diferena da temperatura, que produzida com a combusto dos gases liberados, torna-se mais elevada do que umaturbina a vapor.


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Turbina a Gs

A expanso dos gases resultantes da queima do combustvel, aciona a turbina a gs, queest diretamente acoplada ao gerador e, desta forma, a potncia mecnica transformada em potncia eltrica.


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Ciclo Aberto

Os gases quentes gerados na queima do gs na turbina so liberados na atmosfera,alcanando rendimentos em torno de 35%.


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Ciclo Combinado

Uma usina a ciclo combinado usa turbinas a gs e a vapor associadas em uma nicaplanta, ambas gerando energia eltrica a partir da queima do mesmo combustvel. Paraisto, o calor existente nos gases de exausto das turbinas a gs recuperado,produzindo o vapor necessrio ao acionamento da turbina a vapor.


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Tempo de atendimento


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Vantagens

O gs natural pode ser usado como matria-prima para gerar calor, eletricidade efora motriz, nas indstrias siderrgica, qumica, petroqumica e de fertilizantes;

So mais seguras do que as termeltricas convencionais;

Podem ser construdas prximo aos centros de consumo;

So economicamente mais vantajosas;

Dispensam reas para estocagem de carvo ou parque de tanques de leo;

Podem ser construdas em menos tempo e com menor investimento, se

comparadas s convencionais;

Necessitam de menos funcionrios para o seu funcionamento.


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Desvantagens

O alto preo do combustvel um fato desfavorvel.

Dependendo do combustvel, os impactos ambientais, como poluio do ar,aquecimento das guas.

O impacto da construo de estradas para levar o combustvel at a usina.


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Eficiente?

As usinas trmicas no so propriamente eficientes, em algarismos sua produo

global cerca de 38%, ou seja, somente 38% da energia trmica colocada na usina

pelo combustvel torna-se aproveitvel como energia eltrica.

Atende ao crescimento da demanda,

Construoem pequeno prazo, ocupa pouco espao.


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Termoeltrica no Brasil

Usada em pequeno, mdio e grande porte teve maior importncia depois dosriscos de Blackout no sistema eltrico brasileiro;

Maior eficincia com a construo do gasoduto Brasil - Bolvia.

Uso do Gs Natural Combustvel fssil mais limpo da natureza, alm de mais

econmico, eficiente e seguro.


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Ciclos Utilizados

Ciclo Brayton

Tambm denominado ciclo de Joule, o processo terico dos motores de turbina ags, ou simplesmente turbinas a gs.


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o O rendimento funo da relao de presso isentrpica.o Quanto maior a relao de presso, maior a eficincia.

o No ciclo aberto a eficincia de cerca de 36%, ou seja, mais

de 60% do calor gerado perdido.

= w/q23 = 1 + q41/q23 .

Onde q41 e q23 so respectivamente as quantidades de

calor cedida e fornecida.

Ciclo Brayton (Ciclo

ideal)


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1 - 2 Compresso adiabtica e isentrpica.

2 - 3 Transferncia de calor isobrica da fonte

quente (cmara de combusto).

3 - 4 Expanso adiabtica e isentrpica.

4 - 1 Transferncia de calor isobrica para a

fonte fria (ambiente).

Presso x volume especfico

q23 = cpT = cp (T3 T2)

q41 = cpT = cp (T1 T4)


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Termeltricas a gs natural de ciclo combinado so capazes de atingir 56% deeficincia trmica.

O vapor gerado em uma caldeira de recuperao de calor permite acionar uma

turbina de potncia igual metade da turbina a gs correspondente.

O arranjo mais comum so duas turbinas a gs e uma a vapor, todas de mesmacapacidade.

Ciclo Brayton combinado com Rankine


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As irreversibilidades no compressor e na turbina diminuem a eficincia de Brayton;

A potncia utilizada no compressor representa de 40 a 80% da potncia desenvolvidana turbina;

Irreversibilidade significa menor trabalho produzido na turbina e maior trabalhorequerido no compressor.

Ciclo real


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Impacto Ambiental

O gs natural , em princpio, isento de enxofre e de cinzas, o que torna dispensveis ascustosas instalaes de dessulfurizaro e eliminao de cinzas que so exigidas nastrmicas a carvo e a leo;

O problema da chuva cida mnimo em uma trmica a gs natural;

A contribuio para o aquecimento global, por KW gerado, muito menor que nascorrespondentes a carvo e leo;

Como o gs natural rico em hidrognio quando comparado aos demais combustveisfsseis, a proporo de gs carbnico gerado por sua queima significativamente mais

baixa;

O problema ambiental mais acentuado nas instalaes a gs natural o de emisso dexidos de nitrognio, conhecidos por "NOx".


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Bibliografia

http://www.gasnet.com.br/novo_termeletricas/ciclo.asp

http://termoeletrica.blogspot.com/

http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/usina_termoeletrica.htm

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