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Projecto de Rede de Distribuição de Gás · PDF fileProjecto de Rede de Gás Natural Resumo Pedro Relvas Marques ii RESUMO O gás natural foi introduzido em Portugal em 1997

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  • Departamento

    de Engenharia Mecnica

    Pedro Relvas Marques 0

    Projecto de Rede de Distribuio

    de Gs Natural Projecto apresentado para a obteno do grau de Mestre em

    Equipamentos e Sistemas Mecnicos

    Especializao em Projecto, Instalao e Manuteno de Sistemas Trmicos

    Autor

    Pedro Daniel Relvas Dias Marques

    Orientador

    Eng Antnio Manuel de Morais Grade

    Instituto Superior de Engenharia de Coimbra

    Coimbra, Dezembro, 2014

  • Projecto de Rede de Gs Natural Agradecimentos

    Pedro Relvas Marques i

    AGRADECIMENTOS

    Agradeo minha famlia e amigos.

    Agradeo instituio ISEC a oportunidade que me deu de poder valorizar o meu percurso

    acadmico, a todos os professores e em particular ao meu orientador Eng. Antnio Manuel

    de Morais Grade, pela forma motivada e profissional como leccionaram este mestrado.

  • Projecto de Rede de Gs Natural Resumo

    Pedro Relvas Marques ii

    RESUMO

    O gs natural foi introduzido em Portugal em 1997. Desde essa data, a estrutura de consumo

    de gs natural evidencia que, logo aps o sector da produo de electricidade, o sector

    industrial que regista o maior consumo de gs natural.

    O consumo de gs natural reduz de forma significativa as emisses de CO2 para a atmosfera,

    em comparao com outros combustveis fsseis (p. ex.: carvo, nafta), pois uma energia

    mais limpa e menos poluente. Apresenta tambm a vantagem ser energeticamente mais

    eficiente.

    Este trabalho prope a realizao de um projecto, de carcter real, de uma rede de gs natural

    para abastecimento de uma unidade industrial.

    O projecto pretende definir os critrios de caracterizao e dimensionamento de uma rede de

    gs, passando pela determinao das condies tcnicas, procedimentos de construo,

    montagem, inspeces e ensaios necessrios ao abastecimento, com gs natural, dos

    equipamentos/queimadores existentes em uma unidade industrial.

    O projecto envolver a definio das caractersticas da instalao, como a categoria de

    localizao, tipo de funcionamento do posto de regulao e medida, presso de operao e

    caudal do gs, assim como a determinao dos caudais de operao, dimetros e espessuras

    das tubagens, perdas de carga e velocidades de escoamento. Para o posto de regulao e

    medida acresce o dimensionamento para a determinao dos respectivos equipamentos, tais

    como os filtros, reguladores de presso, vlvulas de alvio e contadores.

    PALAVRAS-CHAVE

    Gs natural, rede de gs, dimensionamento, posto de regulao e medida, perdas de carga,

    velocidades de escoamento, espessura das tubagens, procedimentos de construo, inspeces

    e ensaios.

  • Projecto de Rede de Gs Natural Abstrat

    Pedro Relvas Marques iii

    ABSTRACT

    The natural gas was introduced in Portugal in 1997. Since then the structure of natural gas

    consumption shows that, after the sector of electricity production, is the industrial sector that

    registers the highest consumption of natural gas.

    The consumption of natural gas significantly reduces the CO2 emissions to the atmosphere,

    compared to other fossil fuels (e.g. coal, thick fuel-oil), because it is a cleaner and less

    polluting energy. It also presents the advantage to be more energy efficient.

    This work proposes the implementation of a real world project, of a natural gas network for

    supply an industrial unit.

    The project intends to define the criteria for characterization and sizing of a gas network, the

    determination of technical conditions, construction procedures, assembly, inspection and

    testing, required to supply natural gas to the existing equipment/burners in an industrial unit.

    The project will involve defining the characteristics of the installation, such as location

    category, type of operation of the regulation and metering station, pressure operation and gas

    flow rates, as well as the calculations for determining the working flow rates, pipe diameters

    and thickness, pressure drops and gas velocities. For the regulation and metering station, is

    also needed to make the calculations for the determination of its equipment, such as filters,

    pressure regulators, relief valves and flow meters.

    KEYWORDS

    Natural gas, gas network, pipe sizing, regulation and metering station, pressure drops, flow

    velocities, pipe thickness, construction procedures, inspections and testing.

  • Projecto de Rede de Gs Natural ndice

    Pedro Relvas Marques iv

    ndice

    1. INTRODUO ................................................................................................................................................. 1

    2. TERMINOLOGIAS E DEFINIES ............................................................................................................. 3

    3. RESPONSABILIDADES DO PROJECTISTA .............................................................................................. 6

    4. DESCRIO GERAL ...................................................................................................................................... 7

    4.1 REA DE INFLUNCIA ................................................................................................................................... 7 4.2 DESCRIO DO PROJECTO ........................................................................................................................... 7 4.3 CONDIES DE OPERAO E DE PROJECTO ................................................................................................ 7 4.4 CARACTERSTICAS DO GS A TRANSPORTAR .............................................................................................. 8 4.5 CARACTERSTICAS DOS APARELHOS CONSUMIDORES ................................................................................ 8 4.6 DESCRIO DA REDE DE GS PROJECTADA ................................................................................................ 9

    5. CARACTERSTICAS DA INSTALAO .................................................................................................. 10

    5.1 CARACTERSTICAS DO PRM E REDE DE DISTRIBUIO ........................................................................... 10 5.1.1 Classificao ........................................................................................................................................ 11

    5.1.1.1 Categoria de Localizao ............................................................................................................... 11 5.1.1.2 Tipo de Funcionamento ................................................................................................................. 11 5.1.1.3 Presso de Operao ...................................................................................................................... 11 5.1.1.4 Caudal de Gs ................................................................................................................................ 11

    5.1.2 EQUIPAMENTOS E MATERIAIS ................................................................................................................. 12 5.1.2.1 Tubagem e Acessrios ................................................................................................................... 12 5.1.2.2 Juntas Dielctricas ......................................................................................................................... 14 5.1.2.3 Vlvulas de Seccionamento ........................................................................................................... 15 5.1.2.4 Filtros ............................................................................................................................................. 16 5.1.2.5 Reguladores de Presso ................................................................................................................. 18 5.1.2.6 Vlvulas de Alvio ......................................................................................................................... 19 5.1.2.7 Contadores ..................................................................................................................................... 20 5.1.2.8 Manmetros ................................................................................................................................... 22 5.1.2.9 Termmetros .................................................................................................................................. 23

    6. DIMENSIONAMENTO DA INSTALAO ............................................................................................... 24

    6.1 PRM ............................................................................................................................................................ 24 6.1.1 Pressupostos ........................................................................................................................................ 24 6.1.2 Clculo da Tubagem ........................................................................................................................... 24

    6.1.2.1 Caudal Mximo ............................................................................................................................. 24 6.1.2.2 Dimetro da Tubagem ................................................................................................................... 25 6.1.2.3 Perdas de Carga ...........................................