ESTUDO DE USINA TERMOELÉTRICA PELO CILCO DE RANKINE

FACULDADE SATC

ENGENHARIA MECÂNICA

ANDERSON DOS SANTOS

GUILHERME BROCCA

HENRIQUE WARMILING

RICHARD COSTA

ESTUDO DE USINA TERMOELÉTRICA PELO CILCO DE RANKINE

Criciúma

5 de Julho de 2018

SÚMARIO

1        INTRODUÇÃO        3

2        DESENVOLVIMENTO        4

3        EXEMPLO PRÁTICO        8

3.1        CODIFICADORES        8

4        REFERÊNCIAS        9

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1. INTRODUÇÃO

Estudo de caso de uma usina termoelétrica que opera utilizando combustível carvão pulverizado, com o objetivo de obter resultados de desempenho, rendimento taxa de calor e razão de trabalho reversa, visando otimizar o modelo através da análise de dois ciclos de Rankine ideal sendo utilizado uma combinação de duas turbinas, dois geradores de vapor e duas bombas, seguindo a orientação da norma ASME.

 

1. OBJETIVO

Primeiramente decidimos separar o problema em duas partes, sendo eles dois ciclos de Rankine ideal, com seus componentes iguais, porém com suas grandezas de medidas distintas.

Com o objetivo de obter os principais parâmetros de eficiência energética, como: Eficiência Térmica, taxa de calor, e razão de trabalho reversa, através do trabalho liquido e o calor fornecido.

Assim podendo fazer uma análise da planta e decidir se a mesma está adequada ou precisa ser otimizada.

1. ciclo de rankine

O Ciclo Rankine é um ciclo termodinâmico reversível em seu funcionamento é converter calor em trabalho. O calor é fornecido à caldeira por uma fonte de calor externa, geralmente utilizando a água como fluido operante.

Sendo geralmente utilizado nas usinas de geração elétrica a partir da combustão de combustíveis fósseis como o carvão, gás natural, e gasolina e também da fissão nuclear de forma a obter calor, uma vez que quanto maior a temperatura, melhor a produção de energia.

[pic 1]

1-2 Compressão isentrópica do liquido saturado (bomba)

2-3 fornecimento de calor a pressão constante (caldeira)

3-4 expansão isentrópica do valor superaquecido (turbina)

4-1 rejeição de calor a pressão constante (condensador)

1. ANELISE DO PRIMEIRO MODELO

1. GRANDEZAS DO PRIMEIRO CICLO

GRANDEZA MEDIDA
Local de coleta	Grandeza medida	Valor
Gerador de vapor I	Entrada	Temperatura (°C)	159
Pressão (Mpa)	11,57
Saída	Temperatura (°C)	481
Pressão (Mpa)	5,91
-	Vazão (ton/hora)	62,5
Turbina I	Potência (MW)	12,4
Bomba de compressão I	Potência demandada (MW)	175,2

1. definição do estado ii

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 Liquido comprimido (Bomba)

Dados:

T= 159 ºC    

W=175,2 KW

m= 62,50 Ton/h ou 17,36 Kg/s

 Interpolando a temperatura T=159 ºC

T	h
155	653,71
159	h2
160	675,47

(159 – 155) / (160 -155) = (h2 – 653,79 )/ (675,47 – 653,79)

H2 = 671,134 KJ/Kg

Logo:

W = m (H1 – H2)

-175,2 = 17,36 ( H1 – 671,134 )

H1 = 661,042 KJ/Kg

1. DEFINIÇÃO DO ESTADO III

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Vapor superaquecido

Dados:

T= 481 ºC    

P3= 5,91 MPa

 Interpolando a temperatura T3=481 ºC para uma pressão de 6,0 MPa.

T	h
450	3302,9
481	ha
500	3423,1

(481 – 450) / (500 -450) = (ha – 3302,9 )/ (3423,1 – 3302,9)

Ha = 3377,424 KJ/Kg

Interpolando a temperatura T3=481 ºC para uma pressão de 5,0 MPa.

T	h
450	3317,2
481	hb
500	3434,7

(481 – 450) / (500 -450) = (ha – 3317,2 )/ (3434,7– 3317,2)

Hb = 3390,05 KJ/Kg

Interpolando a pressão T3=5,91 MPa

T	h
5	3390,05
5,91	h3
6	3377,42

(5,91 – 5) / (6 -5) = (h3 – 3390,05)/ (3377,42– 3390,05)

H3 = 3378,55 KJ/Kg

1. definição do estado iv ( TURBINA )

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Dados:

W = 12,4 MW

W = m (h3 – h4)

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