ATPS SISTEMAS POTÊNCIA A VAPOR

UNIVERSIDADE ANHANGUERA DE SÃO PAULO-SANTO ANDRÉ-UNIDADE 3

                     NOME: THIAGO VINICIUS DOS REIS        RA: 7474689689

ATPS MÁQUINAS TÉRMICAS I

ATPS SISTEMAS POTÊNCIA A VAPOR

SANTO ANDRÉ

2015

NOME: THIAGO VINICIUS DOS REIS    RA: 7474689689

ATPS SOBRE SISTEMAS A VAPOR

Trabalho que consiste em apresentar pesquisas obtidas em um estudo  sobre sistemas a vapor  referente à matéria de Máquinas Térmicas I durante o 8° semestre do curso de engenharia mecânica da Universidade UNIAN Santo André, sob orientação do professor Fábio.

SANTO ANDRÉ

 2015

RESUMO

Nessa ATPS foram pesquisados sistemas de potência a vapor, bem como os combustíveis mais usados para fornecer energia a estes equipamentos e apontamos os combustíveis mais eficientes usados para a geração de trabalho por sistemas de potência a vapor.

Tipos de Sistemas de Potência a Vapor

Caldeiras de Vapor:                                                                                                                                                    

São os geradores de vapor mais simples, queimam algum tipo de combustível como fonte geradora de calor.

Caldeiras de Recuperação:

São aqueles geradores que não utilizam combustíveis como fonte geradora de calor, aproveitando o calor residual de processos industriais (gás de escape de motores, gás de alto forno, de turbinas, etc.).

Caldeiras de Água Quente:

São aqueles em que o fluido não vaporiza, sendo o mesmo aproveitado em fase líquida (calefação, processos químicos).

[pic 1][pic 2]

                               CALDEIRA                              TURBINA A VAPOR

Geradores Reatores Nucleares:

São aqueles que produzem vapor utilizando como fonte de calor a energia liberada por combustíveis nucleares (urânio enriquecido).

Usinas de Energia Solar

São aquelas que têm receptores para coletar e concentrar a radiação solar, onde uma substância, sal refinado ou óleo,  é aquecida e direcionada  a um trocador de calor interligado que substitui a caldeira das usinas que utilizam combustíveis fósseis e nucleares. O sal refinado ou óleo aquecido fornece energia necessária para vaporizar a água.

Combustíveis mais usados pelos sistemas de potência a vapor

Os combustíveis usados nas caldeiras podem ser sólidos, líquidos ou gasosos.

Gasosos:

Gás do alto-forno, gás natural, outros gases combustíveis (butano, propano);

Líquidos:

Óleo combustível, óleo diesel e outros derivados de petróleo;

Sólidos:  

Lenha (madeira), carvão vegetal ou mineral, casca de arroz, bagaço de cana e outros;

Os combustíveis diferenciam-se  pelo seu poder calorífico que nada mais é que a quantidade de calor (energia) que o combustível por unidade de massa ou de volume ( Kcal/kg ou Kcal/m3). Um bom combustível é aquele que tem em sua composição química: Hidrogênio (H) carbono (C) e enxofre, sendo que quanto maior é o poder calorífico melhor é o combustível.

Combustível                Poder Calorífico

Bagaço da cana         1820 Kcal/Kg

Casca de arroz                 3300 Kcal/Kg        

Madeira                  3500 Kcal/Kg

Gás natural                 5000 Kcal/Kg

Carvão Mineral         7000 Kcal/Kg

Carvão vegetal         7200 Kcal/Kg

Coque                         7500 Kcal/Kg

Gás Óleo                   10000 Kcal/Kg        

Butano/Propano        11000 Kcal/Kg

ASPECTOS COMPARATIVOS DOS COMBUSTÍVEIS

BIOMASSA ÓLEOS E GASES

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

A comparação da biomassa com os óleos e gases, de uma forma geral mostra pontos positivos e negativos para ambos os grupos de combustíveis. A biomassa apresenta vantagens econômicas na aquisição do produto, porém diversas dificuldades técnicas operacionais, como dificuldade de armazenamento devido ao grande volume e à alimentação da caldeira. Já os óleos e gases, os quais são armazenados em recipientes compactos e alimentados de forma automática, no entanto necessitam de maior investimento para o uso. Socialmente, a utilização dos óleos e dos gases resulta em menor empregabilidade, pois seus processos de manuseio e alimentação são praticamente todos automatizados, enquanto a biomassa necessita de trabalho manual e o operador não precisa de qualificação para a atividade. As atividades cm óleos e com gases necessitam de investimento maior com treinamento ou contratação de operadores dos equipamentos.

Ambientalmente, a produção e uso da biomassa se mostram vantajosos, por ser um combustível renovável e se apresentar em grande quantidade. Além disso, a produção de óleos e gases ocasiona a emissão de poluentes para a atmosfera.

Em contrapartida as emissões na queima dos óleos e gases são bem menores e com produção maior de energia, pelo fato de possuírem elevado poder calorífico. Já a biomassa apresenta grande dificuldade de controle da combustão devido sua heterogeneidade, emitindo maior concentração de poluentes para a atmosfera.