Fonte: O autor, 2015.

Transcrição

1 29 Figura 10 - Especificações técnicas Transformador de Corrente PFIFFNER De olho no mercado de transmissão e distribuição, a WEG adquiriu a linha de chaves seccionadoras da LAELC, uma das mais tradicionais fabricantes deste produto no mercado brasileiro. Esta operação agrega valor ao negócio de subestações e aumenta a gama de produtos no mercado de sistemas de alta tensão. As chaves seccionadoras são equipamentos de manobra, capazes de interromper ou estabelecer correntes desprezíveis e suportar condições anormais de corrente, como curto-circuito. Também são utilizadas para efetuar isolamento de equipamentos ou trechos de subestações, permitindo que o trecho isolado esteja visualmente desenergizado. A escolha do tipo de abertura do

2 30 seccionador é geralmente efetuada com base no espaço disponível para sua utilização, custo, suportabilidade a curtocircuito e também com a aplicação a que se destina dentro de uma subestação. A chave seccionadora é do modelo HE com corrente nominal 1250A, tensão nominal de 145 KV, frequência 60Hz. (Figura 11) Figura 11 - Chave seccionadora Fonte: O autor, 2015 Os transformadores WEG são projetados e construídos segundo normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), em suas últimas edições, assim como normas internacionais, sempre que especificado. A empresa possui 2 transformadores trabalhando em paralelo com potência de 15MW com tensão de 138KV rebaixando para 13,8KV, no qual a figura 10 representa as especificações técnicas do transformador.

3 31 Figura 12 - Transformador WEG 15MW Figura 13 - Dados técnico transformador WEG

4 GERAÇÃO DE ENERGIA Na visita realizada no setor de cogeração foi possível compreender o funcionamento e controle da geração de energia através de resíduos da madeira. Para um melhor entendimento, será detalhado como é o processo de geração de energia na empresa. A biomassa utilizada na produção de energia térmica é oriunda das diferentes áreas geradoras de resíduos da madeira da fábrica, onde tem o máximo aproveitamento de biomassas, os quais são citados e descritos a seguir: pó de lixadeira, fibra seca, fibra úmida, pó de serra, casca e finos, cavacos de madeira Pó de lixadeira: Este pó é resultado do processo de lixamento dos painéis de madeira e depositado em silo específico. Para a geração de energia térmica a queima deste pó é considerada muito importante nas fornalhas, pois apresenta alto poder calorífico, sua característica é de grãos bastante fino, umidade baixa, queima em suspensão 1 e alto poder de explosão. A queima desta biomassa é utilizada como controle da temperatura das fornalhas por apresentar rápida geração de energia desejada no processo. Fibra seca: Derivado do rejeito da linha formação Prensa MDF, também é depositada em silo. Possui como característica baixa densidade e é normalmente queimado (dosado) em pequenas proporções misturado a outros tipos de biomassa. Fibra úmida: A fibra úmida é resultante do sistema de partida e parada do desfibrador e também armazenada em silo. A fibra úmida contém as mesmas características da fibra seca, citada anteriormente, porém com uma exceção, o excesso de água (umidade) composto no mesmo. A fibra úmida apresenta alta umidade, correspondendo em baixa eficiência na produção de energia em sua queima, assim como a fibra seca é queimada em pequenas proporções. Pó de serra: Assim como os demais, também é estocado em silo específico, proveniente do processo de corte dos painéis MDF. Similar ao pó de lixadeira apresenta características com baixa umidade deste material, alto poder de explosão e poder 1 Condições de se queimar todo ou quase todo em suspensão, movimento turbilhonar. Portanto para a queima de combustíveis sólidos finos, o melhor processo é a queima em suspensão.

5 33 calorífico. O seu transporte de biomassa ocorre em quantidades específicas em uma esteira transportadora junto a outros tipos de biomassa. Casca e finos: As cascas e os finos são resíduos resultantes do processo de produção, onde a casca é obtida do descascamento de toras do pátio de madeiras e os finos do processo de classificação dos cavacos para a fabricação de painéis MDF. Do mesmo modo que os outros resíduos, são estocados também em silo. A casca é a biomassa mais utilizada por conter mais volume disponível para queima, mesmo tendo como características alta umidade. Cavacos de madeira: Esta biomassa oriunda do processamento de toras na serraria. Estes cavacos apenas são utilizados na falta dos outros tipos de biomassa, pois o cavaco é matéria-prima para produção de painéis de MDF. Figura 14 - Amostra dos tipos de biomassa (a) Fibra seca (b) Fibra úmida (c) Cavaco (d) Finos. (a) (b) (c) (d)

6 34 O processo de fornecimento de biomassa na unidade geradora de energia é composto por silos de armazenagem, roscas de extração, correias transportadoras e transportadores pneumáticos, conforme pode ser observado na figura 15. Este local de armazenamento da biomassa, é dividida por uma parede de concreto onde de um lado encontra-se todo o material utilizado para biomassa no qual é triturado para que fique uma mistura homogênea, após este processo com o auxílio de um trator o operador carrega o material triturado para o outro lado, a espera de ser transportado para a caldeira. Figura 15 - Local de armazenagem de biomassa Para o processo de combustão é utilizado as biomassas como casca, finos, fibra seca, fibra úmida e pó de serra, bem como a quantidade necessária para queima destes materiais são selecionados a partir de um certo valor extraído de cada silo, onde variam

7 35 de 0 a 100%, resultando na quantidade de ciclos de acionamento das correias transportadoras que abastecem as fornalhas. Através de transporte pneumático o pó de lixadeira é transportado diretamente para a fornalha, diferente dos demais materiais transportados por correias transportadoras até a fornalha para então acontecer a combustão. O calor dos gases quente é utilizado na geração de vapor na caldeira, aquecimento do óleo térmico da prensa e secagem da fibra úmida para produção de MDF. A caldeira contém uma fornalha onde é feito a combustão da biomassa de modo que começa a produzir calor, este calor então aquece a água a uma temperatura de mais ou menos 500ºC e transformado em vapor (processo de ebulição), com pressão de 87bar e com capacidade de 85T/h. Esta transformação produz vapor saturado também chamado de vapor vivo, podendo variar de acordo com a pressão da água fervente, tendo em vista que a produção de vapor será rápida em razão da temperatura da fornalha, quanto mais alta a temperatura mais produção de vapor terá. Há uma enorme vantagem no vapor saturado pois mantêm constante a temperatura durante o processo de condensação. O vapor vivo produzido segue através de tubos até a turbina, no qual este vapor com alta pressão força a turbina a girar, fazendo com que a energia do vapor é transformada em energia mecânica. A turbina tem o seu eixo acoplado ao eixo do gerador, portanto a medida em que a turbina gira o eixo do gerador irá girar e assim consequentemente gerando energia elétrica. Como toda empresa contém sala de comando na Berneck não é diferente, a sala de comando onde ficam operadores com a função de controlar a caldeira para eventuais falhas, pode contar com profissionais treinados e altamente qualificados para exercer esta função. A figura 5 representa uma das telas de comando do operador, o que mostra o momento em que o vapor vivo entra na turbina para que se inicie o processo de geração de energia.

8 36 Figura 16 - Tela de controle vapor da turbina Fonte: O autor, 2015 A figura 17 representa a tela de acompanhamento das válvulas redutoras de pressão para que não ocorra desperdício do fluxo de pressão da água. Na figura 18 mostra o diagrama unifilar do controle dos cubículos de cogeração, pode-se notar a baixo da figura um pequeno check list no qual identifica se há falhas ou não, sendo a cor verde o significado de que está tudo correto no momento em que foi salva a tela de comando.

9 37 Figura 17 - Tela de controle de válvulas redutoras Fonte: O autor, 2015

10 38 Figura 18 - Unifilar cubículo de cogeração Fonte: O autor, 2015 Por fim as imagens a baixo mostram o controle de demanda da geração, onde no rodapé da figura 19 mostra todos os controles de emergência do gerador sendo que se houver alguma situação de emergia irá acionar o alarme e identificar a falha no check list, e na figura 20 mostra a leitura do gerador e do cubículo de cogeração. Pode-se observar na figura 19 a leitura do gerador a tensão é de 13.7KV potência ativa de 11MW o que representa uma potência que efetivamente realiza trabalho gerando, calor, luz, movimento e outros, é sempre consumida na execução de trabalho. E na figura 20 a leitura do cubículo de cogeração e gerador onde mostra a leitura da tensão, corrente, potência ativa e reativa, frequência e fator de potência.

11 39 Figura 19 - Tela de controle do gerador

12 40 Figura 20 - Tela leitura de gerador e cubículo cogeração Responsável Técnico O Sr. Delso Tadeu Vargas foi o responsável técnico que relatou como é o processo de geração de energia elétrica através dos resíduos da madeira na empresa. Delso é colaborador da empresa a 5 anos diretamente sua função é Supervisor de Utilidades, ou seja, responsável por tratamento de água, efluentes, produção de vapor, ar comprimido e energia elétrica. As informações transmitidas pelo Sr. Delso foram de suma importância, pois foi possível compreender melhor como é o sistema de geração de energia elétrica através de biomassa oriunda da produção de painéis e serrados.

13 Fornecedores Para o processo de geração de energia o que precisa é basicamente de correia transportadora, caldeira, gerador e turbina, serão descritas a baixo os fornecedores e especificações técnicas Correia transportadora A empresa responsável por correia transportadora do silo de biomassa até a caldeira é ZANELLA ENGENHARIA E INDÚSTRIA DE MÁQUINAS, na qual é conhecida na área de fornecimento de equipamento e sistemas para as indústrias de base florestal, com maior enfoque nas fábricas de papel e celulose, chapas de fibra, serrarias, indústrias moveleiras, além de atuar também no manuseio de fertilizantes, cimentos, carvão, minérios e granéis sólidos em geral. A Zanella atua no ramo de engenharia e fabricação de equipamentos para processamento, manuseio e armazenagem de materiais diversos desde 1979, reconhecida pela confiabilidade dos seus produtos e por suas soluções funcionais, fornece desde equipamentos mecânicos isolados até plantas completas nas modalidades EPC (Engenharia, Suprimentos e Construção) ou Turn Key (planta completa). As etapas de projeto, execução e controle garantem que os produtos sejam fabricados dentro das normas técnicas ABNT, ASTM, NR-10, NR-12 dentre outras aplicáveis. Transportadores de correia são utilizados no transporte de cavacos de madeira, biomassa, bagaço de cana, carvão, fertilizantes e granéis sólidos em geral. As figuras a baixo mostram onde estão localizadas estas transportadoras.

14 42 Figura 21 - Correia transportadora Caldeira Vyncke Clean Energy Technology é a empresa fornecedora de caldeira da empresa sendo esta que forneceu a caldeira de produção de MDP e está montando a caldeira da linha de produção de MDF. A Vyncke é uma empresa multinacional fabricante de caldeiras onde seu objetivo é fornecer soluções completas de energia com grandes referências de aquecedores de óleo térmico, caldeiras de água quente e a vapor, gerador de gases quentes, produtor de energia e avançado em sistemas combinados.

15 Gerador O gerador utilizado na cogeração (Figura 22) é da marca WEG umas das maiores fabricantes de equipamentos elétricos do mundo, empresa multinacional brasileira com sede na cidade de Jaraguá do Sul SC. A WEG atua nas áreas de comando e proteção, variação de velocidade, automação de processos industriais, geração e distribuição de energia e tintas e vernizes industriais, entre outros produtos. Figura 22 - Gerador WEG A figura 23 representa o estator do gerador, na qual o estator é parte do gerador que se mantem fixado a carcaça com função de conduzir o fluxo magnético para transformar a energia cinética em indução elétrica.