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Estudo de alternativas para implantação do ciclo combinado na usina termelétrica de Camaçari: simulação computacional utilizando o software Thermoflow

NÓBREGA, Douglas Balduino Guedes da 31 January 2008 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3807_1.pdf: 4896703 bytes, checksum: 14f0352cc5da610361bf13cab5093492 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Companhia Hidro Elétrica do São Francisco / Considerando a previsão de crescimento da demanda de energia para os próximos anos, não se pode descartar nenhuma das alternativas de aproveitamento energético disponíveis em nosso país. Estudos de viabilidade sobre a conversão de usinas termelétricas de ciclo simples para o ciclo combinado indicam a possibilidade de aumento na potência e na eficiência, em torno de 50 % e, portanto, pode-se inferir que a alternativa da conversão para o ciclo combinado é praticamente inevitável, sendo apenas uma questão de tempo. Utilizando a combinação das melhores tecnologias disponíveis atualmente no mercado, o presente trabalho objetivou a análise de alternativas para conversão de uma usina termelétrica de ciclo simples com 350 MW de potência, geradas por 05 (cinco) turbinas a gás Alstom GT 11DM, em ciclo combinado. A usina é conhecida como UTE Camaçari. Importante aliado na simulação de cenários, programas de computador também são bastante utilizados na simulação de alternativas de ciclos térmicos. Com a utilização do software Thermoflow (Módulos GT PRO e GT Master), foram modeladas diversas alternativas para a implantação do ciclo combinado na UTE Camaçari. Em projetos deste porte, onde há a dependência de diversas variáveis, o regime de operação da planta e as tecnologias para resfriamento do ar de admissão das turbinas a gás demonstraram importância fundamental nos rumos do projeto. A seleção dos parâmetros de temperatura e pressão do vapor no HRSG também teve grande influência nos resultados. A configuração que utilizou sistema fogger para o resfriamento do ar de admissão nas turbinas a gás, com cinco HRSG do modelo vertical e uma turbina a vapor, foi a que apresentou os melhores resultados. Também foi constatada que a disponibilidade de uma poderosa ferramenta computacional, como o Thermoflow, deve estar fortemente aliada a uma sólida base teórica de conhecimentos e à experiência profissional. O conhecimento das condições da usina a ser convertida também tem importância fundamental na seleção das diversas alternativas analisadas durante o projeto. A apresentação das alternativas e seus resultados visam a subsidiar o processo decisório sobre uma futura implantação do ciclo combinado na UTE Camaçari
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Análise de disponibilidade de turbinas a gás empregadas em usinas termelétricas a ciclo combinado. / Analysis of availability for gas turbines used in thermoelectrical power plant.

Guevera Carazas, Fernando Jesús 24 May 2006 (has links)
As usinas termelétricas a ciclo combinado empregadas na geração de energia elétrica são compostas basicamente por três elementos ou sistemas: a Turbina a Gás, a Caldeira de Recuperação e a Turbina a Vapor. A Turbina a Gás é responsável pela transformação da energia química do combustível em energia mecânica para acionar os geradores, e os gases de escapamento com alta temperatura são responsáveis pela geração de vapor para as turbinas de vapor nas caldeiras de recuperação. É por estes motivos que é importante manter disponível a Turbina a Gás. A disponibilidade de um sistema está relacionada com a confiabilidade dos seus componentes e com as políticas de manutenção associadas aos mesmos, que não só influenciam no tempo de retorno à operação após uma ação de manutenção programada ou não programada, como também na degradação da confiabilidade do sistema. Este trabalho apresenta um método de análise empregado para a estimativa da confiabilidade e disponibilidade de Turbinas a Gás empregadas em usinas termelétricas a ciclo combinado, baseado nos conceitos de Confiabilidade e Manutenção Centrada em Confiabilidade. O método baseia-se na avaliação dos tempos entre falhas das causas destas falhas, e dos tempos de reparo associados a cada uma das intervenções de operação associadas à ocorrência de falhas. Adicionalmente, apresenta-se uma aplicação deste método para Turbinas a Gás de grande porte, com potência nominal de 150MW instaladas em uma Usina Termelétrica com capacidade de geração superior a 500MW. Verifica-se a existência da diferencia na disponibilidade das duas turbinas instaladas na usina obtendo um valor de 99,35% e 96%, considerando um período de operação de 8760 horas. Finalmente, apresentam-se as principais conclusões do trabalho e uma discussão sobre a viabilidade de aplicação do método proposto. / The combined cycle thermoelectric power station presents three main equipments: the Gas Turbine, the Heat Recovery Steam Generator and the Steam Turbine. The Gas Turbine transforms the chemical energy generated by combustion in mechanical energy unit to rotate the generator\'s shaft and the exhaust gas in high temperature is used to heat water at the Heat Recovery Steam Generator to generate steam for the Steam Turbine. Taking in view the great importance of the gas turbine for power generation, its availability should be carefully evaluated to guarantee the power station full operational availability. The availability of a system is strongly associated with the parts reliability and their maintenance policy. That policy not only has influence on the parts repair time but also on the parts reliability, affecting the system degradation and availability. This study presents a method for reliability and availability evaluation of gas turbines installed in a combined cycle thermoelectric power station, based on system Reliability concepts and Reliability-Centered Maintenance. The methodology depended on time between failures, failure modes and time to repair associated to each failure that operation interruption. The method is applied on the analysis of a gas turbine with more than 150MW nominal output installed in a 500MW power plant. A difference between the gas turbines availability are identified. The calculator values are 99,35 % and 96 % for 8760 hours operation period. Finally, the main conclusions and a discussion about feasibility of application of the considered method are present at the end of the study.
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Avaliação exergética de uma central termelétrica em ciclo combinado de 532 MW localizada no nordeste do Brasil

de Melo Bezerra, Tales 31 January 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2174_1.pdf: 3046282 bytes, checksum: 87c829a1f1948f4ccc0a750c4a342027 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / A análise exergética vem sendo cada vez mais adotada pelos especialistas em sistemas térmicos de geração, como ferramenta de gerenciamento energético. Esta ferramenta pode promover algumas melhorias no processo, que podem resultar no aumento da eficiência exergética do ciclo, refletindo na redução do custo da geração e das emissões. Esta dissertação teve como objetivo apresentar o balanço exergético da usina termelétrica Termopernambuco, central térmica de 532 MW em ciclo combinado, operando com gás natural, com duas turbinas a gás de 160 MW e uma turbina a vapor de 212 MW. As irreversibilidades dos componentes que constituem o ciclo térmico foram avaliadas, identificando os trechos onde ocorriam as maiores destruições de exergia. O grande desafio desta dissertação esteve relacionado ao levantamento do perfil de comportamento da eficiência exergética do ciclo, em função das horas de fogo das turbinas a gás, de forma a servir como instrumento de acompanhamento da degradação da central, ao longo de sua vida útil. Outro ponto importante desenvolvido correspondeu ao estudo da influência dos parâmetros de processo no comportamento da eficiência exergética do ciclo. A conclusão foi que, para a operação em cargas fora da nominal, houve redução no valor da eficiência exergética
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Análise de disponibilidade de turbinas a gás empregadas em usinas termelétricas a ciclo combinado. / Analysis of availability for gas turbines used in thermoelectrical power plant.

Fernando Jesús Guevera Carazas 24 May 2006 (has links)
As usinas termelétricas a ciclo combinado empregadas na geração de energia elétrica são compostas basicamente por três elementos ou sistemas: a Turbina a Gás, a Caldeira de Recuperação e a Turbina a Vapor. A Turbina a Gás é responsável pela transformação da energia química do combustível em energia mecânica para acionar os geradores, e os gases de escapamento com alta temperatura são responsáveis pela geração de vapor para as turbinas de vapor nas caldeiras de recuperação. É por estes motivos que é importante manter disponível a Turbina a Gás. A disponibilidade de um sistema está relacionada com a confiabilidade dos seus componentes e com as políticas de manutenção associadas aos mesmos, que não só influenciam no tempo de retorno à operação após uma ação de manutenção programada ou não programada, como também na degradação da confiabilidade do sistema. Este trabalho apresenta um método de análise empregado para a estimativa da confiabilidade e disponibilidade de Turbinas a Gás empregadas em usinas termelétricas a ciclo combinado, baseado nos conceitos de Confiabilidade e Manutenção Centrada em Confiabilidade. O método baseia-se na avaliação dos tempos entre falhas das causas destas falhas, e dos tempos de reparo associados a cada uma das intervenções de operação associadas à ocorrência de falhas. Adicionalmente, apresenta-se uma aplicação deste método para Turbinas a Gás de grande porte, com potência nominal de 150MW instaladas em uma Usina Termelétrica com capacidade de geração superior a 500MW. Verifica-se a existência da diferencia na disponibilidade das duas turbinas instaladas na usina obtendo um valor de 99,35% e 96%, considerando um período de operação de 8760 horas. Finalmente, apresentam-se as principais conclusões do trabalho e uma discussão sobre a viabilidade de aplicação do método proposto. / The combined cycle thermoelectric power station presents three main equipments: the Gas Turbine, the Heat Recovery Steam Generator and the Steam Turbine. The Gas Turbine transforms the chemical energy generated by combustion in mechanical energy unit to rotate the generator\'s shaft and the exhaust gas in high temperature is used to heat water at the Heat Recovery Steam Generator to generate steam for the Steam Turbine. Taking in view the great importance of the gas turbine for power generation, its availability should be carefully evaluated to guarantee the power station full operational availability. The availability of a system is strongly associated with the parts reliability and their maintenance policy. That policy not only has influence on the parts repair time but also on the parts reliability, affecting the system degradation and availability. This study presents a method for reliability and availability evaluation of gas turbines installed in a combined cycle thermoelectric power station, based on system Reliability concepts and Reliability-Centered Maintenance. The methodology depended on time between failures, failure modes and time to repair associated to each failure that operation interruption. The method is applied on the analysis of a gas turbine with more than 150MW nominal output installed in a 500MW power plant. A difference between the gas turbines availability are identified. The calculator values are 99,35 % and 96 % for 8760 hours operation period. Finally, the main conclusions and a discussion about feasibility of application of the considered method are present at the end of the study.
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Propuesta para la disposición final de residuos industriales líquidos en una central termoeléctrica de ciclo combinado a gas natura

Román Matthies, Christopher Andrés 01 1900 (has links)
Título de Químico Ambiental / En este Seminario de título se abordó el caso de una central termoeléctrica de ciclo combinado en base a gas natural en proceso de evaluación ambiental, que presenta indicaciones en cuanto a la solución propuesta para la disposición final de sus efluentes líquidos (descarga en un canal de regadío), debido a los potenciales impactos que pueda provocar ya sea en la agricultura, la ganadería y otras actividades en las cuales la comunidad utiliza las aguas del canal. De no ser resuelta satisfactoriamente estas observaciones, el proyecto puede generar conflictos con la comunidad al estar operativo. En virtud de lo anterior, se estudiaron distintas técnicas de tratamientos químicos para la disposición final de los residuos líquidos industriales, proponiéndose una solución para estos residuos líquidos. Con el objetivo de proponer una nueva solución para la disposición de residuos industriales líquidos (RILes) de la central, se recopiló material bibliográfico científico y técnico que contempla técnicas y sistemas para la disposición final de residuos líquidos industriales tratados, tomando en consideración la normativa ambiental, además de los parámetros operacionales y económicos que implica la implementación de estas técnicas. De forma paralela, se analizó y revisó otros EIA´s de proyectos similares, junto con información ambiental de la zona de ubicación de la central, y sistemas para la disposición de residuos líquidos de proyectos ubicados dentro y fuera del país que sean atingentes a la problemática que enfrenta el proyecto. La metodología empleada para buscar técnicas que representen una solución al problema que enfrenta la central corresponde a Mejores Técnicas Disponibles (MTD), que consiste en un conjunto de criterios enfocados en elegir métodos viables tanto técnica como económicamente. Utilizando esta metodología, y teniendo en consideración que cualquier solución propuesta para la disposición de los RILes generados contiene técnicas End-of pipe (es decir, aquellas en donde no se altera la configuración ni funcionamiento de la central, sino sólo están enfocadas a tratar el vertido final), se realizó una comparación entre 37 técnicas disponibles de este tipo sobre la participación en el abatimiento de 13 xi xi contaminantes. Las técnicas escogidas son la evaporación y la cristalización, que participan en el abatimiento de DBO, DQO, halogenuros orgánicos extraíbles y adsorbibles (EOX y AOX), Nitrógeno total, Amonio, fosfatos y metales pesados En base a lo mencionado antes, se propuso una solución para la disposición de residuos líquidos industriales (RILes) basado en las técnicas de evaporación y cristalización, denominado Zero Liquid Discharge (vertido cero, ZLD), debido a que permite el reciclaje de agua al interior de la central, evitando las descargas de residuos líquidos a cuerpos de aguas y de este modo, solucionando el problema ambiental que enfrenta la central. / In this Thesis Seminar, the case of a combined-cycle thermoelectric power plant based on natural gas in the process of environmental impact statement (EIS) was analyzed, which presents remarks regarding the proposed solution for the final disposal of its liquid effluents (discharge into an irrigation canal), due to the potential impacts that may be caused either in agriculture, livestock and other activities in which the local community uses the waters of the canal. If these observations are not satisfactorily resolved, the project may suffer the rejection of the community when it is operational. Thus, different techniques of chemical treatments for the final disposal of industrial liquid waste were studied, proposing a solution for these liquid wastes. With the aim of proposing a new solution for the disposal of industrial wastewater of the plant, scientific and technical research was collected that includes techniques and systems for the final disposal of treated industrial wastewater, considering the nationals environmental regulations, in addition to the operational and economic parameters that the implementation of these techniques implies. On another hand, other EIS of similar works were analyzed and reviewed, along with environmental information on the area where the plant is located, and wastewater treatment systems for projects located within and outside of Chile that are relevant to the problem facing the power plant Using this methodology, and considerating that any solution proposed for the disposition of the generated RILs contains End-of-pipe techniques (that is, those where the configuration or operation of the plant is not altered, but are only focused on treating the final discharge), a comparison was made between 37 available techniques of this type on the participation in the abatement of 13 pollutants. The chosen techniques are evaporation and its derivative, crystallization, which participate in the abatement of BOD, COD, extractable and adsorbable organic halides (EOX and AOX), total nitrogen, ammonium, phosphates and heavy metals. xiii xiii According with the last, a solution was proposed for the disposal of industrial wastewater based on the evaporation and crystallization techniques, called Zero Liquid Discharge (zero discharge, ZLD), because it allows the recycling of water to the inside the plant, avoiding discharges of liquid waste to bodies of water and thus, solving the environmental problem facing the plant.
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Análise computacional de um motor turbo-foguete aspirado como motor auxiliar para veículos lançadores de satélites

Débora Cristina Coutinho Vilas Boas 14 December 2007 (has links)
Os motores de foguetes baseados em ciclos combinados têm sido largamente discutidos e aplicados nos sistemas de propulsão de veículos lançadores reutilizáveis devido ao fato de apresentarem baixa relação empuxo x peso e elevado impulso específico, podendo assim ampliarem a carga útil transportada. Este trabalho tem por finalidade explanar a variedade de motores de foguetes baseados em ciclos combinados. E dentro desta perspectiva apresentar um estudo de um motor de ciclo combinado que é híbrido entre motor turbo-foguete e propulsão aspirada, denominado motor turbo-foguete aspirado - ATR como uma proposta de motor auxiliar reutilizável para veículos lançadores de satélites. A análise do motor turbo-foguete aspirado proposto será feita através do desenvolvimento de uma metodologia computacional baseada em linguagem de programação orientada a objeto (C++) e o código aberto Cantera (GOODWIN, 2002). Esta análise consiste na obtenção de dados termodinâmicos e parâmetros de seus componentes para a configuração do motor ATR proposto, de modo que venha facilitar o desenvolvimento do projeto do motor do tipo ATR. Ao término deste trabalho ter-se-á uma ferramenta de análise do motor ATR bem como demais motores que apresentem a propulsão aspirada em seu sistema de propulsão.
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Simulação experimental do uso de parafina como combustível de sistema propulsivo combinado motor foguete a propelente híbrido / RAMJET

Thiago de Moraes Barros 19 December 2014 (has links)
Os motores foguete a propelente híbrido com combustíveis baseados em parafina podem ser uma tecnologia revolucionária no campo da propulsão aeroespacial. A elevada taxa de regressão da parafina elimina a desvantagem da necessidade de grãos combustível complexos. Esses motores, longe de apenas uma promessa, já foram testados com sucesso em voos tripulados. No futuro, podem ser competitivos em aplicações de turismo espacial e como boosters para veículos lançadores pesados. O uso da parafina é uma grande oportunidade não só em motor foguete. O emprego desse material em ramjets a combustível sólido tem sido tema de investigação por pesquisadores e empresas que já produzem motores foguetes a propelente híbrido. A possibilidade de usar a parafina com eficiência elevada e baixo custo em ramjets e motores foguete estimula sua aplicação em ciclos combinados desses motores, que buscam aproveitar o máximo das vantagens de cada modelo propulsivo em seus envelopes de melhor desempenho. O sucesso da aplicação de ciclos combinados, em particular tendo a parafina como combustível, pode revolucionar em termos de custo o acesso ao espaço e também o cruzeiro atmosférico de elevada velocidade. Para isso, entretanto, cuidadosas investigações experimentais ainda devem responder como se comportam motores foguete e ramjets com propelentes baseados em parafina em ciclos propulsivos combinados. Dentro desse contexto, o presente trabalho apresenta o projeto, a construção e a realização ensaios em uma bancada laboratorial com um motor de variado emprego. A bancada desenvolvida permite o estudo de fenômenos relacionados ao desempenho do motor com queima de parafina em modo motor foguete, em modo ramjet a combustível sólido e, também, em ciclo combinado. De fato, os testes realizados com o motor e a bancada forneceram dados que permitiram o sucessivo ajuste do motor para funcionamento de acordo com as especificações de projeto para o funcionamento com gás oxigênio. Dentre outros parâmetros, dados de empuxo específico e de taxa de regressão da parafina foram levantados. Os resultados mostraram desempenho próximo ao estimado na fase de projeto. A ignição e o funcionamento com ar continuam sendo um desafio que deve ser endereçado em trabalhos futuros por meio do uso de injetores pressure swirl, por meio de aditivos ao grão propelente, pela avaliação do uso de outros tipos de ignitores e, também, através de injeção simultânea de ar com oxigênio.
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Análise termodinâmica e econômica da aplicação de ciclo combinado à repotenciação de centrais nucleares PWR

Rodrigues, Claudio Lima January 2017 (has links)
Orientador: Prof. Dr.Antônio Garrido Gallego / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / Atentando-se à diversificação da matriz energética, expansão da oferta de energia e a aproximação do fim da vida útil de usinas nucleares, como Angra I, planejado para 2025, este trabalho apresenta um estudo de repotenciação de usinas nucleares PWR (Pressurized Water Reactor). A estratégia de repotenciação utilizada baseou-se na combinação da usina nuclear com turbinas a gás, compondo um arranjo similar aos ciclos combinados tradicionais, mas que utiliza energia nuclear e do gás natural paralelamente. A conexão entre as duas fontes ocorre por meio de caldeiras de recuperação, que utilizam os gases de exaustão das turbinas a gás para geração de vapor, que é utilizado na usina nuclear, o que possibilita a redução da potência térmica do reator. Efetuaram-se análises de energia nos ciclos propostos e constatou-se que os ciclos podem atingir eficiências energéticas entre 44% e 46%, no caso de ciclos que ultrapassam a potência nominal da antiga usina nuclear, e eficiências energéticas por volta de 39% no caso de ciclos com potência limitada à da antiga usina nuclear. Também foi possível avaliar qualitativamente as configurações que exigiriam menores modificações na usina nuclear. Foi realizada análise econômica onde estimou-se o custo de geração de energia elétrica dos ciclos propostos, obtendo 69,5 US$/MWh, que foi menor que o custo de uma nova usina a gás natural (80,8 US$/MWh) e uma nova usina nuclear (110,9 US$/MWh). Entretanto, os ciclos de repotenciação apresentaram custo de energia maior do que a possibilidade de extensão da vida útil de usinas nucleares por meio de investimentos em trocas de equipamentos e programas de manutenção (36,2 US$/MWh - Extensão das operações LTO ¿ do inglês: Long Term Operation). / Considering the diversification of the energy matrix, expansion of the energy supply and the approximation of the end of life of nuclear power plants, such as Angra I, planned for 2025, this work presents a repowering study of PWR (Pressurized Water Reactor). The repowering strategy was based on combination of the nuclear power plant with gas turbines, composing an arrangement like traditional combined cycles, but utilizing nuclear and natural gas in parallel. The connection between the two sources occurs through recovery boilers, which use the exhaust gases from gas turbines for steam generation, which is used in the nuclear power plant, which allows the reduction of the reactor thermal power. Energy analyzes were carried out in the proposed cycles and it was found that the cycles can achieve energy efficiencies between 44% and 46% in the case of cycles exceeding the nominal power of the former nuclear power plant, and energy efficiencies around 39% in the case of cycles with power limited to that of the old nuclear power plant. It was also possible to qualitatively evaluate the configurations that would require minor modifications at the nuclear power plant. An economic analysis was carried out to estimate the cost of generating electricity from the proposed cycles, obtaining 69.5 US$/MWh, which was lower than the cost of a new natural gas plant (80.8 US$/MWh) and a new nuclear power plant (110.9 US$/MWh). However, the repowering cycles had a higher energy cost than the possibility of extending the life of nuclear power plants through investments in equipment exchanges and maintenance programs (36.2 US$/MWh, LTO - Long Term Operation).
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Analise técnica e econômica para seleção de sistemas de cogeração em ciclo combinado

Mogawer, Tamer [UNESP] 12 1900 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12Bitstream added on 2014-06-13T19:39:27Z : No. of bitstreams: 1 mogawer_t_me_guara.pdf: 1050701 bytes, checksum: ac5394fa773726920ea684e1c38e8892 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O setor elétrico brasileiro vem continuamente passando por crises energéticas; os consumidores, indústrias que dependem de energia para exercerem as suas atividades passaram a valorizar e a buscar fontes alternativas, confiáveis e ecologicamente adequadas com o objetivo de garantir o fornecimento de eletricidade de forma econômica, possibilitando desta maneira uma certa independência energética. Neste contexto, este trabalho tem a finalidade de selecionar sistemas de cogeração utilizando ciclos combinados com conjuntos a gás associadas a caldeira de recuperação sem queima suplementar e turbina a vapor, assim como realizar o levantamento das curvas de produção de energia e eficiência para os ciclos obtidos. Foram utilizados os parâmetros técnicos e construtivos das turbinas a gás e a vapor de uma mesma empresa fabricante, e através das curvas obtidas é possível selecionar o ciclo combinado mais adequado para cada situação desejada, tanto do ponto de vista energético quanto do ponto de vista econômico. / The electric Brazilian sector is continually subject to energy crisis, the industrial consumers, that depends on energy to do its activities, is nowadays up to valorize and to look for alternative, trustful and environmental appropriate sources with the objective of guaranteeing the supply of electricity in an economic way and warranting a certain energy independence. In this context, this work has the purpose of selecting cogeneration systems based on using combined cycles with gas turbines associated to heat recovery steam generators without supplementary burners and steam turbines, as well as accomplishing the rising of the curves of production of energy and efficiency for the obtained cycles. The technical and constructive parameters of the gas and steam turbines were considered from the same manufacturing company, and through the obtained curves it is possible to select the more appropriate cycle for each process requirement, in the energy and economic point of view.
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Determinação do custo de energia gerada através da utilização de células a combustível de carbonato fundido e turbina a vapor em um ciclo combinado / Determination of the cost of energy of a combined cycle using molten carbonate fuel cell and steam turbine

Silva, Fellipe Sartori da [UNESP] 07 February 2018 (has links)
Submitted by Fellipe Sartori da Silva null (fellipe_sartori@yahoo.com) on 2018-03-20T14:29:37Z No. of bitstreams: 1 Determinação do custo de energia gerada através da utilização de células a combustível de carbonato fundido e turbina a vapor em um ciclo combinado.pdf: 3065864 bytes, checksum: 1b28d8ca48a059ab95292517f0d2d616 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-03-21T13:25:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_fs_me_guara.pdf: 3065864 bytes, checksum: 1b28d8ca48a059ab95292517f0d2d616 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T13:25:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_fs_me_guara.pdf: 3065864 bytes, checksum: 1b28d8ca48a059ab95292517f0d2d616 (MD5) Previous issue date: 2018-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os modelos energéticos atuais são baseados majoritariamente na utilização de combustíveis fósseis, os quais, além de serem fontes finitas, ainda geram gases poluentes que contribuem para o efeito estufa e, consequentemente, para o aquecimento global. As células a combustível, por possuírem alta eficiência de conversão, baixa emissão, simplicidade de operação e flexibilidade em sua utilização, vêm sendo estudadas como opção mais limpa de geração. A célula a combustível de carbonato fundido, em particular, além de ter vantagens estruturais por operar a alta temperatura, possui calor residual que pode ser aproveitado para cogeração. O presente trabalho propõe uma configuração de ciclo combinado de uma célula a combustível de carbonato fundido de 10 MW, que possui reforma interna de gás natural, com um ciclo a vapor que aproveita o calor residual da célula. A reforma a vapor do gás natural, simulada pelo software STANJAN Chemical Equilibrium Solver, apresentou valores satisfatórios de produção de H2 na temperatura de operação da célula. As análises energética e exergética, simuladas através do software Engineering Equation Solver (EES), apontaram aumentos nas respectivas eficiências globais de 4,8 e 4,6%, respectivamente. A análise exergoeconômica indicou custo de geração de 0,4679 USD/kWh, valor acima das tarifas nacionais. Entretanto, a análise de sensibilidade mostrou que plantas de grande porte com essa configuração podem ser economicamente competitivas em diferentes cenários. / Current researches point to a significant increase in energy demand over the next few years. Energy models are mostly based on fossil fuels, which generates greenhouse gases that contribute to global warming. Thus, it becomes necessary to develop equipment and cycles that operate with greater efficiency, as well as new technologies of energy generation with both fossil and renewable sources. Fuel cells are being widely investigated due to their high conversion efficiency, low emissions, structural simplicity and flexibility. Among several fuel cell types, molten carbonate fuel cell has advantages such as fuel flexibility and high operating temperature, which leads to high thermal energy residue. This residue can be used for cogeneration and combined cycles, in order to enhance the global efficiency. This study aimed to introduce a 10 MW internal reforming molten carbonate fuel cell and steam turbine combined cycle. Steam reforming of natural gas was simulated by STANJAN Chemical Equilibrium Solver and presented satisfactory H2 production at MCFC operating temperature. Simulation in Engineering Equation Solver (EES) of energetic and exergetic analysis showed efficiency increases of 4,8 and 4,6%, respectively. Exergoeconomic analysis pointed to a 0,4679 USD/kWh power cost. However, sensitivity analysis showed that higher plants can achieve economic viability in different scenarios

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