EXERCÍCIOS Curso Básico de Turbinas a Vapor Parte 3 Aluno: Instrutor: Gustavo Franchetto 1) Em relação ao sistema de controle das turbinas, marque verdadeiro V, ou Falso F: (V) O sistema de controle atua no fluxo de vapor admitido na turbina, para manter o valor de uma variável desejada constante. (F) O Governador é o responsável por controlar automaticamente a abertura e o fechamento da válvula de extração de vapor, em função da potência solicitada pela carga, para manter a velocidade constante. (F) Se a potência solicitada pelo equipamento acionado (carga) diminuir, a velocidade da turbina irá aumentar, caso a abertura da válvula de controle de admissão não for alterada. Neste caso, o governador comandará uma abertura da válvula de controle de admissão, de forma a diminuir a vazão de vapor e com isso manter constante a velocidade. (F) Se a potência solicitada pelo equipamento acionado (carga) aumentar, a velocidade da turbina irá diminuir, caso a abertura da válvula de controle de admissão não for alterada. Neste caso, o governador comandará um fechamento da válvula de controle de admissão, de forma a aumentar a vazão de vapor e com isso manter constante a velocidade. (V) A vazão de vapor da turbina é em função da abertura da válvula de controle de admissão, que é determinada pela solicitação de potência da carga acionada. 2) Em relação aos governadores, podemos afirmar (marque verdadeiro V, ou Falso F): (F) Governadores hidráulicos, apesar de satisfatórios, não possuem características tais como precisão, velocidade de atuação, confiabilidade e força de saída, requeridos em turbinas de uso especial. Por isso, nestas turbinas, é utilizado um governador puramente mecânico (de massas oscilantes, por exemplo). (V) Nos governadores hidráulicos, o sistema massa-mola é substituído por uma bomba de óleo, acionada pelo eixo da turbina. A pressão de descarga da bomba é proporcional à velocidade do eixo da turbina, e esta pressão atua na válvula de controle de admissão.
(V) Os governadores eletrônicos são particularmente vantajosos quando, além do controle da rotação, é necessário controlar outros parâmetros, como a pressão do vapor extraído, por exemplo. (V) Normalmente o elemento primário sensor de um governador eletrônico é um pick-up magnético, que gera corrente alternada proporcional à rotação da turbina. (F) Em turbinas de uso especial: devido a não necessidade de grande precisão no controle do governador, normalmente usa-se governadores simples e de baixo custo, sendo especificados normalmente governadores NEMA Classe A. 3) São proteções da turbina (marque apenas uma alternativa): da turbina; deslocamento axial do conjunto rotativo; queda na pressão de descarga. da turbina; deslocamento axial do conjunto rotativo; queda na pressão de descarga; nível alto no vaso de sucção. da turbina; deslocamento axial do conjunto rotativo; queda na pressão de descarga; surge. da turbina; deslocamento axial do conjunto rotativo; aumento na pressão de descarga; aumento da vazão de condensado. (X) sobrevelocidade; desarme manual; lubrificação deficiente; vibração da turbina; deslocamento axial do conjunto rotativo; aumento na pressão de descarga. 4) Sobre o sistema de segurança e instrumentação, marque verdadeiro V, ou Falso F: (V) Em turbinas de uso geral, a instrumentação é bem simples, se resumindo a um tacômetro de vibração, e manômetros e termômetros de vapor. (V) Em turbinas de uso especial, a instrumentação é bem mais elaborada. Alguns dos instrumentos mais encontrados neste tipo de turbina. (V) A supervisão das condições operacionais da turbina é feita por uma série de instrumentos, que podem ser indicadores, registradores ou componentes do sistema de controle ou proteção da turbina.
(F) Em turbinas de uso especial, os dispositivos normalmente encontrados se resumem à: desarme por sobrevelocidade; desarme manual local; válvula sentinela. (F) Em turbinas de uso geral, encontramos os seguintes dispositivos: desarme por sobrevelocidade; alarme por nível de vibração elevado na turbina ou no equipamento acionado; alarme e corte por deslocamento axial do conjunto rotativo da turbina ou do equipamento acionado; alarme e corte por temperatura elevada nos mancais da turbina ou do equipamento acionado; entre outros. 5) Em relação ao sistema de giro lento, é correto afirmar (marque apenas uma alternativa): ( ) Estes sistema consiste em uma engrenagem montada na ponta do eixo, junto ao acoplamento, conectada a um motor elétrico (ou hidráulico), que aciona esta engrenagem durante a operação normal da turbina, girando-a em baixa rotação, para aquecimento ou resfriamento. ( ) Estes sistema consiste em uma engrenagem montada na carcaça, conectada a um motor elétrico (ou hidráulico), que aciona esta engrenagem durante a operação normal da turbina, girando-a em baixa rotação, para aquecimento ou resfriamento. (X) Estes sistema consiste em uma engrenagem montada na ponta do eixo, junto ao acoplamento, conectada a um motor elétrico (ou hidráulico), que aciona esta engrenagem durante a partida e a parada da turbina, girando-a em baixa rotação, para aquecimento ou resfriamento. ( ) Estes sistema consiste em uma engrenagem montada na ponta do eixo, junto à selagem, conectada a um motor elétrico (ou hidráulico), que aciona esta engrenagem durante a partida e a parada da turbina, girando-a em baixa rotação, para aquecimento ou resfriamento. ( ) Estes sistema consiste em um conjunto de válvulas automáticas, montadas na ponta do eixo, junto ao acoplamento, conectada a um motor elétrico (ou hidráulico), que aciona este conjunto de válvulas durante a partida e a parada da turbina, girando-a em baixa rotação, para aquecimento ou resfriamento.
6) Em relação ao sistema de lubrificação, marque verdadeiro V, ou Falso F: (F) A viscosidade do óleo é fundamental: deve ser excessivamente viscoso, para evitar que o ocorra tendência ao rompimento do filme de óleo. (V) Os processos mais usados na purificação de óleo são filtração, decantação e centrifugação. Independente do processo, é importante ter certeza de não estar removendo seus aditivos, juntamente com as impurezas. (F) Em turbinas de uso geral, o sistema de lubrificação é mais complexo, pois a lubrificação é forçada. Além disso, os sistemas de controle e de segurança também são hidráulicos, recebendo óleo do mesmo sistema de lubrificação. (F) Em turbinas de uso especial, em que os sistemas de controle e segurança são puramente mecânicos, o sistema de lubrificação é bem simples. (V) são funções deste sistema de lubrificação: reduzir o atrito nos mancais, permitindo que o conjunto gire o mais livremente possível e resfriar os mancais, impedindo que superaqueçam. 7) Em relação à lubrificação de turbinas de uso geral, a única afirmativa correta é (marque apenas uma alternativa): ( ) O óleo para o sistema de controle, para o sistema de segurança, para os mancais da turbina e para os mancais do equipamento acionado são supridos pelo mesmo sistema. ( ) Nestas turbinas, é usada a lubrificação forçada. ( ) Os principais componentes do sistema de lubrificação destas turbinas são: bombas de óleo; válvulas de controle de alta e baixa pressão; acumulador, resfriadores de óleo; filtros de óleo e alarme e trip por baixa pressão de óleo. ( ) As condições de trabalho do óleo nestas turbinas são favoráveis, permitindo vida útil longa dos mesmos, pois a temperatura do óleo é mantida suficientemente baixa pelos resfriadores, evitando oxidação. Além disso, as contaminações são facilmente removíveis, por decantação no reservatório ou por retenção nos filtros. (X) A lubrificação deste tipo de turbina é usualmente feita por meio de um reservatório situado no próprio mancal. O óleo é levado do reservatório até a parte superior do mancal por meio de um anel pescador.
8) Relacione as colunas: 1 Válvula de recirculação de condensado. 2 Ejetores. 3 Condensador. 4 Válvula de segurança. 5 Bombas de extração de condensado. (3) Conhecido como condensador de superfície, é um permutador de calor, do tipo casco e feixe tubular, no qual o vapor é admitido pelo lado do casco, que troca calor com a água de resfriamento do condensador, que é admitida no lado dos tubos. (4) Localizada no condensador, ela se abre para a atmosfera, se o condensador perder completamente o vácuo, impedindo que sua pressão se torne positiva. (5) São normalmente verticais multi-estágio e trabalham em condições críticas de sucção, pois o líquido bombeado está sempre bem próximo da vaporização. (1) Esta válvula permite um retorno controlado para o condensador de parte da vazão de condensado bombeada pela bomba de extração, de maneira a manter o nível da bota constante. (2) têm a função de promover a retirada contínua dos gases não condensáveis que chegam ao condensador, impedindo que o aumento da pressão parcial prejudique o vácuo. 9) Em relação ao condensador do sistema de vapor de uma turbina a vapor, a afirmativa incorreta é: ( ) O condensado que vai se formando no condensador é coletado no poço coletor (parte inferior do casco), também conhecido como bota do condensador, de onde é retirado continuamente pelas bombas de extração de condensado. ( ) Normalmente é colocado abaixo da turbina e ligado a ela por meio de junta de dilatação, que permite acomodar dilatações térmicas do conjunto. (X) É um permutador de calor que trabalha em condições de pressão de descarga ligeiramente acima da atmosférica. ( ) É também chamado de condensador de superfície, onde o vapor é admitido pelo lado do casco, que troca calor com a água de resfriamento do condensador, que é admitida no lado dos tubos. ( ) O casco do condensador deve ser bem vedado contra a entrada de ar do exterior (principalmente nas juntas e tomadas de instrumentos), o que sobrecarregaria os ejetores prejudicando o vácuo.
10) Em relação à especificação de turbinas a vapor, são todas corretas, exceto (marque apenas uma alternativa): ( ) Uma especificação de turbina a vapor deve definir, entre outras, as seguintes características da máquina: - requisitos de potência e velocidade; - condições de serviço (equipamento acionado, pressão e temperatura de vapor de admissão, pressão de descarga, etc.); - eficiência mínima garantida; - sistemas de controle de proteção; - instrumentação; - sistemas auxiliares (lubrificação, selagem, etc.); - componentes e detalhes mecânicos; - materiais dos componentes; - testes; - documentação. ( ) A confiabilidade operacional de uma turbina a vapor pode ser alterada, para mais ou para menos, modificando-se sua especificação. ( ) Deve-se atentar que sempre que se sofistica a máquina, além de encarecê-la, ela torna-se mais complexa a manutenção. ( ) A especificação de turbinas a vapor (para refinarias de petróleo), é baseada, entre outras, na norma NEMA-SM-23 Turbinas a Vapor para Acionamento Mecânico. (X) Normalmente não se especifica turbinas a vapores, pois estas são compradas dos fabricantes que são mais legais e famosos.