GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA PARA CALDEIRAS A VAPOR

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GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA PARA CALDEIRAS A VAPOR

Cogeração de Energia Elétrica Distribuída em Sistemas de Geração de Vapor

1 INTRODUÇÃO

A cogeração de energia elétrica já vem sendo utilizada largamente nas industrias, normalmente em sistemas onde existe uma busca por produção de energia térmica e elétrica como prioritários.

Muitos sistemas de geração de energia térmica que estão em uso nas indústrias não foram planejados para suportarem um sistema de cogeração, pois não previamente projetos para suportarem uma carga extra.

Este projeto tem como objetivo criar um sistema de cogeração que possa ser aplicado a caldeiras a vapor já instaladas nas indústrias e que não foram projetadas para gerar energia elétrica.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA  

2.1. COGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Segundo José Antônio, cogeração corresponde à produção simultânea de diferentes formas de energia útil, como as energia eletromecânicas e térmica, para suprir as necessidades de uma unidade de processo.

2.2. GERAÇÃO ELÉTRICA DISTRIBUIDA

        A geração de energia elétrica em pequenas centrais geradoras ligadas diretamente a redes de distribuição de energia elétrica. Segundo Eduardo Silva Lora E. e Haddad J., 2006, a geração distribuída pode ser definida como uma fonte de geração conectada diretamente a rede de distribuição ou ao consumidor.

A resolução normativa 687 da ANEEL, de 2015 define que micro geração distribuída é: central geradora de energia elétrica, com potência instalada menor ou igual a 75 kW e que utilize cogeração qualificada, conforme regulamentação da ANEEL, ou fontes renováveis de energia elétrica, conectada na rede de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras

2.3. POTENCIAL DE GERAÇÃO ELÉTRICA

Segundo José Antônio, o cálculo de potencial de geração nesses processos pode ser simplificado na seguinte formulá:

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Onde

W = Potencia MW

m = Potencia de Vapor da Caldeira Kg/s

H3 = Pressão do Vapor para o sistema de geração MPa

H4 = Perda de Pressão de Vapor no sistema de geração Mpa

        A formula presentada acima não descrimina tempo de operação do gerador, neste caso, com valores escalares, é possível o cálculo de geração em horas ou meses. Conforme necessidade.

        As perdas mecânicas nesses casos não são consideradas.

3 METODOLOGIA

3.1. APLICAÇÃO

Nosso projeto tem como objetivo a geração elétrica utilizando o vapor que a caldeira produzia para o processo produtivo da empresa, o ponto de instalação do gerador será antes do condensador, ou para caldeiras sem condensador, no final do cano de exaustão.

Os geradores elétricos que vem nas caldeiras de fábrica são, normalmente, colocados logo depois do queimador, para assim aproveitar toda potência da caldeira e gerar a maior quantidade de energia elétrica possível.

A instalação do gerador ao final do processo produtivo tem como a ideia de não alterar as características de pressão e fluxo de vapor para qual a caldeira foi projetada.

O esquema abaixo simplifica a forma de instalação do gerador:

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Fonte: Autor

        Demais informações estão no Anexo 1 Projeto de Gerador.

4 RESULTADOS ESPERADOS

A partir do momento que o projeto tem como objetivo mudar o gerador de local, colocando em local menos abrasivo, o custo dos materiais e do gerador será mais baixo, porém o potencial de geração também será. Sendo assim, espera-se que o gerador possua bom rendimento e potencial de geração atrativo a sua implantação.

5 CUSTOS         

O orçamento de custos realizados abaixo é apenas uma base para quantificar o custo do projeto, considerando que o potencial de geração depende de cada caldeira especifica e quanto maior o potencial, maior o custo do projeto.