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Estudo da Viabilidade Técnica de uma Bancada de Cogeração Baseada em uma Micro-turbina a Gás Natural LabCET/EMC/UFSC Campus Universitário – Trindade Florianópolis,

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Apresentação em tema: "Estudo da Viabilidade Técnica de uma Bancada de Cogeração Baseada em uma Micro-turbina a Gás Natural LabCET/EMC/UFSC Campus Universitário – Trindade Florianópolis,"— Transcrição da apresentação:

1 Estudo da Viabilidade Técnica de uma Bancada de Cogeração Baseada em uma Micro-turbina a Gás Natural LabCET/EMC/UFSC Campus Universitário – Trindade Florianópolis, SC – Fone: Rafael R. Romanos, Edson Bazzo, José A. Matelli (UFSC) Newton R. Moura (Cenpes/Petrobras), Luiz G. M. Freire (Petrobras) IBP0663_05 FINEP RedeGásEnergia (Petrobras, TBG, SCGÁS) PRH/ANP

2 Introdução/Objetivos Cogeração Produção simultânea de energia elétrica e térmica útil a partir de um mesmo combustível Sistemas de cogeração Alta eficiência Médio e grande porte (MW) Brasil apresenta expressivo potencial Plantas de pequena escala (kW) Setor terciário (e. elétrica, vapor, água quente, água gelada) Falta de investimento em novas usinas e crescimento significativo do consumo de energia elétrica Novas tecnologias Gás natural Praticidade de uso, suprimento garantido, custos de manutenção reduzidos, menores impactos ambientais Falta de investimento em novas usinas e crescimento significativo do consumo de energia elétrica

3 Introdução/Objetivos Objetivo Apresentar análise termodinâmica de um sistema compacto de cogeração a gás natural, baseado em micro-turbina e com recuperação de calor para produção de água gelada através de uma máquina de refrigeração por absorção a água quente ou vapor; Apresentar resultados experimentais do sistema existente no LabCET, com recuperação de calor para produção de água quente.

4 Descrição da planta de cogeração

5 Especificações da micro-turbina Fabricante: Capstone Modelo: 330 Low Pressure Natural Gas Potência (ISO): 28 ± 1 kW Eficiência (PCI): 25 ± 2 % Temperatura dos gases (ISO): 261 °C Especificações do trocador de calor Fabricante: Endesa Modelo: Fluxos cruzados, não misturados Temperatura dos gases (e): 261 °C Temperatura da água (s): 95 °C Coef. global de troca: 0,52 kW/m 2 K Efetividade: 78,5 %

6 Metodologia Modelo Termodinâmico para Simulação. Conservação da massa e de energia aplicadas a cada um dos componentes da planta; Hipóteses: Regime permanente Variações de energia cinética e potencial desprezíveis Conservação da massa: Conservação de energia (1ª Lei da Termodinâmica):

7 Metodologia Dados considerados na simulação W t =28 kWP 9 =2*(101,35) kPaCOP=0,65 m 6 = 0,311 kg/sPP=T 7p -T 9 ºCΔT tr =7ºC η t = 0,25AP=T 9 -T 8p = 20ºCΔT fc =5ºC T 6 =268ºCT 8 =80ºCT 11 = T 10 + ΔT tr ºC T 10 =29ºCT 13 =T 12 + ΔT fc ºC

8 Resultados Resultados teóricos Calor recuperado (kW) Produção de água gelada (kW) Eficiência (%) Água quente503269,6 Vapor442864,3

9 Resultados Resultados experimentais

10 Resultados Resultados teóricos vs experimentais

11 Conclusões Pequenas diferenças entre o modelo e a experiência Incertezas na medição; Interpolação dos dados do manual do fabricante da micro-turbina; O sistema é tecnicamente viável Opção por água quente para futura utilização em chillers de simples efeito é melhor do ponto de vista termodinâmico A opção por vapor saturado a 120 °C limita a a recuperação de calor na caldeira a 44 kW: Pintch point de 20 °C; Temperatura dos gases na chaminé de 136 °C.

12 Rafael R. Romanos, Edson Bazzo, José A. Matelli, Newton R. Moura e Luiz G. M. Freire LabCET/EMC/UFSC Campus Universitário – Trindade Florianópolis, SC – Fone: AGRADECIMENTOS Rafael R. Romanos FINEP, RedeGásEnergia (Petrobras, TBG e SCGÁS) CNPq e ao PRH09


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