Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao de Valter Barbosa de Oliveira Junior.pdf: 5244754 bytes, checksum: 0e5a4d27ed2f4da1d96089d0041ddaaa (MD5) Previous issue date: 2009-08-28 / Centrais termelétricas a vapor são capazes de utilizar biomassa e fazer o reaproveitamento de resíduos agrícolas, resíduos urbanos ou subprodutos industriais para produzir energia elétrica, condicionadas aos seus projetos. Este trabalho tem como objetivos representar, por meio de modelos matemáticos, os principais componentes que constituem o circuito de vapor de uma planta de geração termelétrica a vapor, com foco em caldeira aquatubular, e apresentar uma avaliação dos diversos modelos encontrados na literatura de referência, visando dar suporte ao desenvolvimento de aplicações de simulação dinâmica. Os modelos apresentados abrangem a conversão da energia térmica em energia mecânica e a conversão da energia mecânica em energia elétrica. O conhecimento das características das respostas dinâmicas dos componentes de uma central termelétrica é importante para a análise de estabilidade e para o projeto do sistema de controle. A partir dos modelos dinâmicos do processo é possível a realização de testes de estratégias de controle que, interagindo com os modelos da planta, possibilitem identificar previamente o comportamento dinâmico esperado. Este trabalho também pode ser utilizado como uma referência básica para o desenvolvimento de um simulador com finalidade de treinamento de operadores, cuja aplicação possibilita que seja feita a integração total do operador aos procedimentos operacionais, antes mesmo da partida da planta, ampliando a sua capacidade de aprendizagem / Steam power plants are able to utilize biomass and make the recovering of agricultural residues, urban residues or industrial by-products to produce electric energy, conditioned to its projects. This work aims to represent by means of mathematic modeling the main components that constitute the main steam circuit of a steam power plant, with focus in drum boiler, and to present an analysis of the several models founded at the reference literature, aiming to give support to the development of dynamic simulation applications. The models embrace the conversion of thermal energy in mechanical energy and the conversion of mechanical energy in electric energy. The knowledge of the dynamic response characteristics of power plant components is important for the analysis of stability and control system design. From the dynamic model of process is possible to perform tests of control strategies that, having interaction with the plant models, allow the previous indentifying of its hoped dynamic behavior. This work may be used also as a basic reference to the development of a simulator for operators training purpose, whose application allows the operator to be fully integrated to the operational procedures, before the plant start up, increasing his learning ability

Orientador: Ivonete Ávila / Resumo: O crescimento populacional e o progresso tecnológico têm levado a crescente demanda por recursos naturais e energia, resultando na intensificação de impactos ambientais. O setor de energia é um dos principais emissores de CO2 antropogênico, principalmente devido a utilização de combustíveis fósseis, o que tem levado à busca por soluções tecnológicas visando a redução dos impactos ambientais associados à sua geração. Nesse contexto, esse trabalho visa realizar uma avaliação de desempenho ambiental da geração de energia elétrica das centrais termelétricas Fernando Gasparian e Piratininga com inserção da técnica de captura de CO2 por oxicombustão. Essa avaliação é realizada por meio de uma proposta conceitual própria que inclui avaliação do ciclo de vida (ACV) e avaliação termodinâmica com bases exergéticas. A avaliação termodinâmica abrange a operação das termelétricas, por meio de análise energética e exergética utilizando a teoria do custo exergético e o método CExC (cumulative exergy consumption). A ACV abrange desde a extração dos recursos até o fim de vida das instalações, utilizando os métodos de contabilização de recursos CED (cumulative energy demand), CExD (cumulative exergy demand) e CML IA baseline. Os resultados da avaliação termodinâmica permitiram verificar que a câmara de combustão é a principal destruidora de exergia e a inserção da técnica de oxicombustão impõe maior penalidade energética por causa da inserção dos componentes de separação de ar e processamento ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Population growth and technological progress have led to an increasing demand for natural resources and energy, resulting in the intensification of environmental impacts. The energy sector is one of the main emitters of anthropogenic CO2, mainly due to the use of fossil fuels, which has led to the search for technological solutions aimed at reducing the environmental impacts associated with its generation. In this context, this work aims to carry out an environmental performance evaluation of the electric power generation at the Fernando Gasparian and Piratininga thermoelectric plants with the insertion of the CO2 capture technique by oxy-combustion. This assessment is carried out through a conceptual proposal that includes life cycle assessment (LCA) and thermodynamic assessment with exergetic bases. Thermodynamic evaluation covers the operation of thermoelectric plants, through energy and exergetic analysis using the theory of exergetic cost and the CExC method (cumulative exergy consumption). ACV covers everything from resource extraction to the end of the facility's life, using the resource accounting methods CED (cumulative energy demand), CExD (cumulative exergy demand) and CML IA baseline. The results of the thermodynamic evaluation allowed to verify that the combustion chamber is the main destroyer of exergy and the insertion of the oxy-combustion technique imposes a greater energy penalty due to the insertion of the air separation unit and CO2 processing unit for CO2... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor