Trabalho

Tema: Válvula controladora de fluxo de vapor para controlar a rotação da turbina

Título:Manipulação semiautomático da válvula controladora

A caldeira aquatubular ocupa um lugar indispensável dentro de uma Unidade Termoelétrica por ser o equipamento responsável por produzir enérgia elétrica (vapor). No entanto, ainda há dificuldades em desenvolver medidas de manipulação da válvua responsável em manter o abastecimento de água necessário para a alimentação da caldeira aquatubular. Não há, de forma efetiva, uma disponibilidade por parte do funcionário na operação de manuseio da vávula por colocar em risco a segurança dos funcionários.

Com o intuito de proporcionar uma mudança nesse processo, houve o estudo a fim de criar um controle semiautomático com o objetivo de implantar uma válvula que possa ser controlada através do COI (Centro de Operação Industrial) tornando assim, dispensável a atuação de um operador para manipular a vávula com o propósito de alimentar a caldeira aquatubular.

Justificativa

Com o objetivo de proporcionar um maior rendimento profissional e até em termos quantitativos, surgiu a necessidade de implantação de um sistema semiautomático no controle de rotação da turbina da caldeira aquatubular onde o mesmo proporcionará um manuseio da válvula à distância através do COI.

O manuseio da válvula à distância trará benefícios ligados à segurança do profissional, pois o mesmo não estará exposto aos riscos de rompimento das tubulações, o que poderá acarretar em queimaduras gravíssimas. No processo de manuseio da válvula, há um período de tempo que dispõe de abrir e fechar a válvula, o que consome um enorme esforço físico.

Hipótese        

O desenvolvimento de um controle semiautomático da rotação da turbina da caldeira aquatubular através do atuador eletromecânico é suficiente para sanar todas as dificuldades de manuseio situadas no processo, juntamente com o regulador de velocidade manual o que acarretará num controle efetivo e preciso.

Objetivos

Objetivos gerais:

• Substituição do sistema manual por um sistema semiautomático para controle de rotação da turbina;

Objetivos específicos:

• Dimensionação do novo dispositivo;
• Implantar do sistema semiautomático;
• Redução da exposição do operador à riscos de acidentes.
• Redução da mão de obra.

Referencial Teórico

Sensor Magnético Tipo Pick-Up

Sensores pick-up magnético são sensores ideais para medição de rotação ouMonitoração de velocidade de máquinas diversas a partir de rodas dentadas (engrenagens). (DLG, 2015)

Os sensores pick-up fornecem uma tensão alternada de forma quadrada em sua saída quando um objeto ferroso se movimenta em sua face sensível magnética e possui frequência proporcional ao número de dentes da roda dentada e a rotação. Utiliza o princípio da geração de energia elétrica por indução. (DLG, 2015)

Indicador Multifunção

É um Indicador MultifunçãoMicroprocessado com entrada de tensão, corrente, frequência ou PT-100, além de saída com retransmissão da variável de processo em 0/4~20 mA ou em 0~10 Vdc. Possui 2 relés de alarme totalmente configuráveis pelo usuário. Toda a configuração do aparelho é feita através do teclado e DIP switch internos. Assim, a seleção do tipo de entrada, os tipos de atuação dos alarmes, além de outras funções especiais, são quase todas acessadas e programadas via teclado frontal. Possui visor com cinco dígitos de LED’s para indicação do valor medido e demais parâmetros de programação do instrumento. (DLG, 2015)

Inversor de Frequência

O inversor de frequência é uma forma de se controlar com precisão torque e velocidade de um motor trifásico quer seja a partir de uma entrada de alimentação monofásica, que seja a partir de uma entrada de alimentação trifásica é através de um inversor de frequência. (BRAGA, 2014)

Os inversores de frequência possuem uma entrada ligada à rede de energia comum de alimentação e uma saída que é aplicada ao dispositivo que deve ser alimentado, no caso um motor trifásico. Como o controle se faz variando a frequência e a tensão circuitos com características especiais devem ser usados. Esses circuitos se baseiam em configurações complexas formadas por dispositivos semicondutores de potência, dispositivos lógicos de controle, sistemas de proteção e de monitoramento do funcionamento.(BRAGA, 2014)

Um inversor de frequência possibilita o controle da velocidade de um motor trifásico através da frequência da tensão gerada. A frequência de operação de um inversor normalmente está entre 0,5 Hz e 400 Hz, dependendo do modelo e da marca. (BRAGA, 2014)

Deve-se, entretanto, notar que quando a velocidade de um motor é alterada pela variação da frequência, seu torque também é modificado.Para se manter o torque constante, basta fazer com que a relação tensão/frequência ou V/F seja constante.(BRAGA, 2014)

Conforme foi apresentado, para manter o torque quando a velocidade varia, basta ter a relação V/F constante. Os inversores que seguem este padrão de funcionamento são ditos escalares.(BRAGA, 2014)

Motoredutor

Os motoredutores são sistemas complexos de força motriz que consistem em um motor elétrico e uma engrenagem de redução integrados em um único pacote de fácil montagem e configuração. Isso reduz significativamente a complexidade e custo no desenvolvimento e construção de ferramentas poderosas, máquinas e aparelhos telefônicos que requerem alto torque em velocidades de eixo ou RPM relativamente baixas. Os motoredutores permitem o uso de motores com poucos cavalos de potência, que são mais econômicos, ao mesmo tempo em que proporcionam uma grande força motriz em baixas velocidades, como as que são necessárias em elevadores, guindastes, camas de hospital, macaco para carros e robôs. Eles podem ser grandes o suficiente para levantar construções ou pequenos o suficiente para fazer um pequeno relógio funcionar. (GILL, 2015)

Acoplamento

Os acoplamentos  são elementos mecânicos com a finalidade de absorver desalinhamento entre eixos, oferecendo assim maior vida útil e proteção aos motores e dispositivos.Seu objetivo é a ligação mecânica entre a máquina que irá ser acionada e a acionadora, normalmente um motor elétrico. (VISÃO, 1985)

Relés

Responsáveis pela lógica de atuação do sistema de proteção, que através das condições dos sinais de entrada, sejam tensão e/ou corrente, atuam ou não sobre os disjuntores locais ou remotos associados. (USP, 2015)