seleção de motores elétricos para áreas classificadas em uma

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  • SELEO DE MOTORES ELTRICOS PARA REAS CLASSIFICADAS EM

    UMA UNIDADE DE PRODUO DE PETRLEO E GS

    Fbio Casale Padovani Neto

    Projeto de Graduao apresentado ao Curso de

    Engenharia Eltrica da Escola Politcnica,

    Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

    parte dos requisitos necessrios obteno do

    ttulo de Engenheiro Eletricista.

    Orientador: Jorge Nemsio Sousa

    Professor do Departamento de Engenharia Eltrica da Escola Politcnica da UFRJ

    Rio de Janeiro

    Agosto de 2013

  • ii

    SELEO DE MOTORES ELTRICOS PARA REAS CLASSIFICADAS EM

    UMA UNIDADE DE PRODUO DE PETRLEO E GS

    Fbio Casale Padovani Neto

    PROJETO DE GRADUAO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO

    DE ENGENHARIA ELTRICA DA ESCOLA POLITCNICA DA UNIVERSIDADE

    FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS

    NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE ENGENHEIRO

    ELETRICISTA.

    Examinada por:

    ________________________________________________

    (Professor Jorge Nemsio Sousa M. Sc.)

    (Orientador)

    ________________________________________________

    (Professor Sergio Sami Hazan Ph D.)

    ________________________________________________

    (Eng Eletricista Marco Antonio Silva Malfitano)

    .

    RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL

    AGOSTO de 2013

  • iii

    Neto, Fbio Casale Padovani

    Seleo de Motores Eltricos para reas Classificadas

    de uma Unidade de Produo de Petrleo e Gs / Fbio Casale

    Padovani Neto. Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politcnica,

    2013.

    XI, 63p.: il; 29,7cm.

    Orientador: Jorge Nemsio Sousa

    Projeto de Graduao UFRJ / Escola Politcnica/

    Curso de Engenharia Eltrica, 2013.

    Referncias Bibliogrficas: p. 61.

    1. O petrleo. 2. Equipamentos eltricos 3. reas

    Classificadas. 4. Confiabilidade 5. Estudo de Caso.

    I. Nemsio Sousa, Jorge. II. Universidade Federal do Rio de

    Janeiro, Escola Politcnica, Curso de Engenharia Eltrica. III.

    Seleo de Motores Eltricos para reas Classificadas de

    Uma Unidade de Produo de Petrleo.

  • iv

    Agradecimentos

    Agradeo primeiramente a Deus, sem ele nada disso seria possvel.

    Agradeo a minha famlia. Ao meu Pai, Fbio, pelo apoio e inspirao a ter

    seguido a carreira de engenheiro. Um verdadeiro dolo, campeo, a quem devo todos

    meus valores e meu carter. Agradeo tambm ao meu irmo Davi, meu melhor amigo

    que sempre me deu foras para seguir em frente. Aquele que sempre me escutou e

    tentou mostrar o melhor caminho para atingir meus objetivos. Agradeo a minha

    namorada Marceli, por representar tanto para mim, me apoiar e incentivar nos

    momentos difceis nesse ano. Sempre esteve comigo, me ouvindo e me ajudando da

    melhor forma possvel.

    Agradeo a minha me, Rita, que sempre esteve comigo durante minha vida,

    mas que no pode estar presente fisicamente nesse momento to especial. Tenho certeza

    que de l de cima est muito feliz por eu estar concluindo a graduao. Me, voc faz

    parte de tudo isso, essa conquista tambm sua!

    Agradeo aos meus amigos que tambm so irmos. Seja em So Paulo, Minas

    ou no Rio, cada um de vocs me ajudou a vencer.

    Agradeo tambm ao meu orientador professor Nemsio, sempre disposto a me

    ajudar. Seu apoio foi fundamental para tudo isso. Agradeo por aceitar esse desafio,

    sempre me dando suporte e orientao para a concluso dessa fase to importante de

    minha vida.

    Agradeo ao engenheiro Malfitano, pelo apoio e ensinamentos que vo alm do

    dia-a-dia de trabalho. Mais que um Job Leader, um professor, tornando cada instante

    uma oportunidade de aprendizagem. Obrigado pela disponibilidade de fazer parte desse

    momento.

  • v

    Resumo do Projeto de Graduao apresentado ao Departamento de Engenharia Eltrica

    como parte dos requisitos necessrios para obteno do grau de Engenheiro Eletricista.

    SELEO DE MOTORES ELTRICOS PARA REAS CLASSIFICADAS EM UMA

    UNIDADE DE PRODUO DE PETRLEO E GS

    Fbio Casale Padovani Neto

    Agosto/2013

    Orientador: Jorge Nemsio Sousa

    Curso: Engenharia Eltrica

    Um importante marco para a indstria brasileira foi a descoberta de reservas de

    petrleo de dimenses colossais na camada do pr-sal. O desenvolvimento de novas

    tecnologias tornou-se fundamental para possibilitar o avano na explorao em guas

    profundas. Alm disso, tcnicas mais apuradas de seleo de equipamentos eltricos em

    plataformas de produo de petrleo e gs so imprescindveis para garantir segurana e

    confiabilidade em instalaes eltricas cada vez mais complexas. O presente trabalho

    consiste em apresentar as diretrizes necessrias para a correta seleo de motores

    eltricos em atmosferas explosivas, atravs do uso de normas brasileiras e

    internacionais. O risco de ignio inerente aos equipamentos eltricos e deve ser

    mitigado para uma operao segura de toda a plataforma. O trabalho prope tambm um

    estudo de caso, que permite verificar a conformidade de equipamentos eltricos em

    reas classificadas.

    Palavras-chave: Plataforma de Produo de Petrleo e Gs, Motor Eltrico, reas

    Classificadas, Confiabilidade.

  • vi

    Abstract of Undergraduate Project presented to Electrical Engineering Department as a

    partial fulfillment of the requirements for the degree of Electrical Engineering.

    SELECTION OF ELECTRICAL MOTORS FOR HAZARDOUS AREAS IN AN OIL

    AND GAS PLATFORM

    Fbio Casale Padovani Neto

    August/2013

    Advisor: Jorge Nemsio Sousa

    Course: Electrical Engineering

    An important fact to the Brazilian Industry was the discovery of colossal

    dimensions of oil and gas reserves on the pre-salt zone. The development of new

    technologies has become critical to enable an advanced deep water exploration. In

    addition, better techniques for selection of electrical apparatus in oil and gas platforms

    were essential to ensure safety and reliability in complex electrical installations. The

    present work aims to show the necessary guidelines for the correct selection of electrical

    apparatus in a hazardous area using Brazilian and International standards. The ignition

    risk is inherent to the electrical equipment and it must be mitigated for a safe operation

    on the whole platform. This study also offers a case study to check compliance of

    electrical equipment in areas with explosive atmospheres.

    Keywords: Oil and Gas Platform, Electrical Motor, Hazardous Area, Reliability.

  • vii

    Stay hungry, stay foolish!

    Steve Jobs

  • viii

    Sumrio 1 Introduo.................................................................................................................. 1

    1.1 Apresentao ................................................................................................................. 1

    1.2 Objetivos Gerais e Especficos ................................................................................... 1

    1.3 Importncia do Estudo .................................................................................................. 2

    1.4 Limitaes do Estudo .................................................................................................... 2

    1.5 Descrio do Trabalho .................................................................................................. 3

    2 Viso Geral do Estudo............................................................................................... 5

    2.1 O Petrleo ...................................................................................................................... 5

    2.2 Petrleo no Brasil .......................................................................................................... 7

    2.3 Desafios do Pr-Sal ....................................................................................................... 8

    2.4 Tipos de Unidades ......................................................................................................... 9

    2.4.1 Plataformas Fixas ................................................................................................ 10

    2.4.2 Plataformas Auto-Elevveis ................................................................................ 11

    2.4.3 Plataformas Flutuantes ........................................................................................ 12

    2.4.4 Plataformas Submersveis ................................................................................... 14

    2.5 Equipamentos Eltricos e Dispositivos em Plataformas ............................................. 14

    2.5.1 Gerao................................................................................................................ 16

    2.5.2 Distribuio ......................................................................................................... 17

    2.5.3 Cargas .................................................................................................................. 18

    3 reas Classificadas ................................................................................................. 21

    3.1 Definio e Histrico .................................................................................................. 21

    3.2 Critrios de Classificao ............................................................................................ 21

    3.2.1 rea No Classificada .............................................................