Repotenciação de Termelétricas
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- Rafaela Aranha Fonseca
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1 Repotenciação de Termelétricas por meio do Aproveitamento do Calor Rejeitado O caso da UTE Viana Prof. Dr. José Joaquim C. S. Santos [email protected] ou [email protected]
2 Sumário Introdução Energia e o Desafio da Sustentabilidade Termelétricas: eficiência versus impacto Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclos a Vapor Termelétricas de Ciclos a Gás P&D ANEEL da TEVISA com a FEST Diagnóstico Operacional da UTE Viana Otimização da Repotenciação da UTE Viana
3 Energia e o Desafio da Sustentabilidade Energia ao Longo dos Tempos
4 Energia e o Desafio da Sustentabilidade Da Geração de Eletricidade até o Consumidor Final Central de Geração Elétrica
5 Energia e o Desafio da Sustentabilidade Conversão de Energia em Centrais Elétricas Definição do Tipo de Central Elétrica Potência Elétrica Gerador Elétrico Potência Mecânica ou de Eixo Máquina ou Sistema Motor de Acionamento Primário Fonte Primária
6 Energia e o Desafio da Sustentabilidade Conversão de Energia em Centrais Elétricas
7 Termelétricas: eficiência versus impacto Conversão de Energia em Centrais Termelétricas Maiores Oportunidades: Repotenciação, Eficiência, Impacto Ambiental e Economia Potência Elétrica 90% a 98% Gerador Elétrico Potência Mecânica ou de Eixo Máquina ou Sistema 5% Motor a de Acionamento 62% Primário Fonte Primária
8 Termelétricas: eficiência versus impacto Eficiência e Tipos de Centrais Termelétricas
9 Termelétricas: eficiência versus impacto Eficiência e Potência de Centrais Termelétricas
10 Termelétricas: eficiência versus impacto Eficiência de Centrais de Ciclo Combinado (MACI) ~ 5% ~ 47%
11 Termelétricas: eficiência versus impacto Eficiência de Centrais de Ciclo Combinado (TG) ~ 22% ~ 20% ~ 20%
12 Termelétricas: eficiência versus impacto Tipos de Combustíveis e de Centrais Termelétricas
13 Termelétricas: eficiência versus impacto Eficiência e Emissões Específicas de Gás Carbônico
14 Termelétricas: eficiência versus impacto Exemplos aplicáveis à Grande Vitória Não Queimar Combustíveis Gasosos em Caldeiras!! Gás de Aterro Serra - ES Ciclo a Vapor 1 MW (< 15%) Gás de Aterro Caieiras - SP Moto-geradores 3 MW (> 42%) Gás Siderúrgico Vitória - ES Ciclo a Vapor 280 MW (< 35%) Gás Siderúrgico Santa Cruz - RJ Ciclo Combinado 480 MW (> 61%)
15 Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclo a Vapor
16 Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclo a Vapor
17 Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclo a Vapor
18 Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclo a Vapor
19 Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclo a Vapor
20 Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclo a Gás
21 Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclo a Gás
22 Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclo a Gás
23 Repotenciação de Termelétricas Termelétricas de Ciclo a Gás
24 1. Diagnóstico Operacional da UTE Viana
25 1. Diagnóstico Operacional da UTE Viana
26 1. Diagnóstico Operacional da UTE Viana Coordenadora: Profa. Carla César Martins Cunha (UFES/DEL) Pesquisadores: Prof. João Luiz Marcon Donatelli (UFES/DEM) Prof. José Joaquim C. S. Santos (UFES/DEM) Mestrandos: Graduandos: Estagiário: 2 Alunos do PPGEM (ex: Dissertação do Ciro) 3 Alunos do Curso de Eng. Mecânica (ex: Allan, hoje da TEVISA) 1 Técnico Administrativo da FEST
27 1. Diagnóstico Operacional da UTE Viana DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA MONITORAMENTO E DIAGNÓSTICO DE DESEMPENHO DE UNIDADES TERMELÉTRICAS COM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA
28 1. Diagnóstico Operacional da UTE Viana DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA MONITORAMENTO E DIAGNÓSTICO DE DESEMPENHO DE UNIDADES TERMELÉTRICAS COM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA
29 1. Diagnóstico Operacional da UTE Viana DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA MONITORAMENTO E DIAGNÓSTICO DE DESEMPENHO DE UNIDADES TERMELÉTRICAS COM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA
30 1. Diagnóstico Operacional da UTE Viana
31 1. Diagnóstico Operacional da UTE Viana
32 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana MODELAGEM, SIMULAÇÃO E OTIMIZAÇÃO TERMOECONÔMICA DAS ALTERNATIVAS DE REPOTENCIAÇÃO DAS USINAS TERMELÉTRICAS COM MOTORES ALTERNATIVOS DE COMBUSTÃO INTERNA PARA O APROVEITAMENTO DO CALOR REJEITADO
33 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Coordenadora: Profa. Carla César Martins Cunha (UFES/DEL) Pesquisadores: Prof. João Luiz Marcon Donatelli (UFES/DEM) Prof. José Joaquim C. S. Santos (UFES/DEM) Doutorandos: 2 Alunos do PPGEM Mestrandos: 2 Alunos do PPGEM Graduandos: 2 Alunos do Curso de Eng. Mecânica Estagiários: 2 Técnicos Administrativos da FEST
34 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Sistema com modelagem de uma superestrutura contendo diversas alternativas de sistemas térmicos para aproveitar o calor rejeitado em termelétricas equipadas com motor de combustão interna, permitindo simulações e otimizações termoeconômicas para diferentes condições de contorno. Relatório técnico final que apresente e descreva a melhor alternativa estrutural e paramétrica para a repotenciação da UTE Viana, com todos os subsídios para tomada de decisão gerencial quanto aos investimentos necessários para aumentar a potência elétrica líquida e a eficiência energética da UTE Viana.
35 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana 27% 46% 100% 5% 6% 13%
36 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana 27% 46% 100% 24%
37 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana 345 C 46% 100% 55 C 95 C 70 C
38 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana 345 C 46% 100% 80 C
39 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Rede UTE Viana CRC Recuperação de Calor CRO Kalina Refrigeração por Absorção
40 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Rede UTE Viana CRC Recuperação de Calor CRO Kalina Refrigeração por Absorção
41 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Combustível Gases de Exaustão Eletricidade Água Quente Água de Retorno
42 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Combustível Vapor de Água Água de Retorno Eletricidade Água Quente Água de Retorno
43 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Combustível Vapor de Água Eletricidade Água de Retorno
44 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Combustível Água Quente Eletricidade Água de Retorno
45 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Limites de Geração e Eficiência: Tecnologia:227 MW (62%) até 234 MW (62%), ou seja, mais 60 MW 1200 C 46% 150 C 16%
46 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Limites de Geração e Eficiência: Tecnologia:227 MW (62%) até 234 MW (62%), ou seja, mais 60 MW 1200 C 46% 150 C 16%
47 Custo da Eletricidade (R$/MWh) P&D ANEEL da TEVISA com a FEST 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Limites Máximos de Geração e Eficiência: Otimização:186 MW (49%) < Resultado do Projeto < 234 MW (62%) Total = Investimento + Combustível (O&M) Preço de Mercado Lucro (segurança) Custo Atrativo Combustível (O&M) Investimento Geração ou Eficiência (MW ou %)
48 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Rede UTE Viana CRC Recuperação de Calor CRO Kalina Refrigeração por Absorção
49 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana
50 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Rede UTE Viana CRC Recuperação de Calor CRO Kalina Refrigeração por Absorção
51 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana
52 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana
53 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Rede UTE Viana CRC Recuperação de Calor CRO Kalina Refrigeração por Absorção
54 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Eletricidade Água Quente ou Vapor
55 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Rede UTE Viana CRC Recuperação de Calor CRO Kalina Refrigeração por Absorção
56 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana A Vapor A Água Quente Água Gelada Ar Condicionado
57 2. Otimização da Repotenciação da UTE Viana Com a exaustão dos 15 motores gera 9,3 MW, aumento da potência em 5,4%. Com o resfriamento dos 20 motores, 1,3 MW e aumento da potência em 0,76%. +10,6 MW, que equivale 6%
58 Algumas Referências
59 Algumas Referências Indicadas
60 Agradecimentos
61 Repotenciação de Termelétricas por meio do Aproveitamento do Calor Rejeitado O caso da UTE Viana Prof. Dr. José Joaquim C. S. Santos [email protected] ou [email protected]
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