Orientador: Saulo Philipe Sebastião Guerra / Banca: Kléber Pereira Lanças / Banca: José Mauro Santana da Silva / Resumo: A cogeração de energia elétrica é um potencial de receita para as unidades industriais com o aproveitamento da biomassa de cana-de-açúcar, que são o excedente de bagaço da operação industrial e o palhiço proveniente da operação agrícola. Em relação ao palhiço de cana-de-açúcar, considerando os aspectos ambientais e operacionais agrícolas, o seu emprego na cogeração tem se tornado atrativo. Aliado ao compromisso de eliminação de 100% de queimadas nas áreas mecanizáveis, prevista pelo Protocolo Agroambiental para 2017 no Estado de São Paulo, também é favorável à retirada do palhiço do campo a susceptibilidade à infestação de pragas possibilitada pela permanência deste resíduo da colheita mecanizável sobre o solo, além de impacto em produtividade e custo das novas brotas da cana-de-açúcar após a colheita em relação ao manejo de plantas invasoras e ervas daninhas. Com foco no rendimento e qualidade do palhiço recebido na indústria, o objetivo deste trabalho foi avaliar propriedades físico-químicas de umidade e impurezas minerais do palhiço de cana-de-açúcar utilizado em duas unidades industriais do centro-oeste paulista para cogeração de energia, da ordem de 100.000 toneladas de palhiço processadas entre 2009 e 2010. Buscou-se correlação estatística entre as propriedades físico-químicas de umidade e impurezas minerais para representar este fornecimento de palha. Foram avaliadas a influência da precipitação pluviométrica em relação à umidade do palhiço e a influência da classificação textural dos solos em relação à impureza mineral do palhiço. Sob os aspectos técnico e econômico, é relevante para a indústria reduzir os impactos de impureza mineral e umidade do palhiço. Quanto menor a impureza mineral, menor abrasividade no processamento do palhiço, desde o preparo... (Resumo completo, clicar aesso eletrônico abaixo) / Abstract: The electrical energy cogeneration with sugar cane bagasse excess is a opportunity for earings. Considering envaironmental and agricuture aspects, the use of sugar cane trash becames a atractive business. At the same way according betwing sugar cane produtors in São Paulo States have a target for 100% harvister burn elimination until 2017, the possibilities of sics with trash take away under soil and low productive of new plant to next season. With focus in quality of the trash received at industry, the subjective of this study it was analise properties of sugar cane trash used to eletrical energy cogeneration in a Mill industrial plant, about 100.000 tons of cane sugar trash processed during the study. The properties studied was moisture, mineral contents and calorific power. Addedly it was analise the influence of pluviometric indice in the sugar cane trash. About tecnical and economic aspects, it is important to industry decreese impacts of mineral contents and moisture. How many low is the mineral content, less abrasivity conditions in the process, since trash prepar thruthly burnnig until ash discharge in the boiler, resulting in betther equipament conservation and less solids dust. How many low is the moisture, means high prouctive in the cut operation in trash prepar, and higther is the trash calorific power. The statistical correlation showed low relavance betwen mineral content and trash moisture than indicate that there are agronomic factors of soil and/or harvester process that determine mineral content independent of trash moisture in the trash delivered at industry / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-08Bitstream added on 2014-06-13T19:11:18Z : No. of bitstreams: 1 costa_mxr_me_botfca.pdf: 817928 bytes, checksum: b58b21fc896164657a96331a23590d24 (MD5) / A cogeração de energia elétrica é um potencial de receita para as unidades industriais com o aproveitamento da biomassa de cana-de-açúcar, que são o excedente de bagaço da operação industrial e o palhiço proveniente da operação agrícola. Em relação ao palhiço de cana-de-açúcar, considerando os aspectos ambientais e operacionais agrícolas, o seu emprego na cogeração tem se tornado atrativo. Aliado ao compromisso de eliminação de 100% de queimadas nas áreas mecanizáveis, prevista pelo Protocolo Agroambiental para 2017 no Estado de São Paulo, também é favorável à retirada do palhiço do campo a susceptibilidade à infestação de pragas possibilitada pela permanência deste resíduo da colheita mecanizável sobre o solo, além de impacto em produtividade e custo das novas brotas da cana-de-açúcar após a colheita em relação ao manejo de plantas invasoras e ervas daninhas. Com foco no rendimento e qualidade do palhiço recebido na indústria, o objetivo deste trabalho foi avaliar propriedades físico-químicas de umidade e impurezas minerais do palhiço de cana-de-açúcar utilizado em duas unidades industriais do centro-oeste paulista para cogeração de energia, da ordem de 100.000 toneladas de palhiço processadas entre 2009 e 2010. Buscou-se correlação estatística entre as propriedades físico-químicas de umidade e impurezas minerais para representar este fornecimento de palha. Foram avaliadas a influência da precipitação pluviométrica em relação à umidade do palhiço e a influência da classificação textural dos solos em relação à impureza mineral do palhiço. Sob os aspectos técnico e econômico, é relevante para a indústria reduzir os impactos de impureza mineral e umidade do palhiço. Quanto menor a impureza mineral, menor abrasividade no processamento do palhiço, desde o preparo... / The electrical energy cogeneration with sugar cane bagasse excess is a opportunity for earings. Considering envaironmental and agricuture aspects, the use of sugar cane trash becames a atractive business. At the same way according betwing sugar cane produtors in São Paulo States have a target for 100% harvister burn elimination until 2017, the possibilities of sics with trash take away under soil and low productive of new plant to next season. With focus in quality of the trash received at industry, the subjective of this study it was analise properties of sugar cane trash used to eletrical energy cogeneration in a Mill industrial plant, about 100.000 tons of cane sugar trash processed during the study. The properties studied was moisture, mineral contents and calorific power. Addedly it was analise the influence of pluviometric indice in the sugar cane trash. About tecnical and economic aspects, it is important to industry decreese impacts of mineral contents and moisture. How many low is the mineral content, less abrasivity conditions in the process, since trash prepar thruthly burnnig until ash discharge in the boiler, resulting in betther equipament conservation and less solids dust. How many low is the moisture, means high prouctive in the cut operation in trash prepar, and higther is the trash calorific power. The statistical correlation showed low relavance betwen mineral content and trash moisture than indicate that there are agronomic factors of soil and/or harvester process that determine mineral content independent of trash moisture in the trash delivered at industry

Orientador: Arnaldo César da Silva Walter / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T22:40:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_DaniloJose_M.pdf: 1240411 bytes, checksum: 5887d6534bb4ffb2821f350141189bab (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Atualmente, os sistemas de cogeração das usinas de açúcar e etanol operam com o bagaço de cana disponível, mas há perspectivas de que no futuro seja possível a produção de etanol a partir da sua hidrólise, devido à grande disponibilidade nas usinas e a seu baixo custo. Há, então, interesse na análise da operação dos sistemas de cogeração utilizando apenas a palha da cana, cuja disponibilidade aumenta na medida em que avança a colheita mecanizada. Ocorre que a palha é uma biomassa potencialmente problemática se a geração de vapor ocorrer a temperaturas elevadas, podendo haver a formação de depósitos, incrustações e corrosão das superfícies de troca térmica. Os pré-tratamentos convencionais impõem a lavagem da biomassa, para redução da concentração de alguns inorgânicos críticos, mas tal alternativa não é adequada dos pontos de vista ambiental, econômico e energético. Nesta dissertação foram consideradas duas configurações alternativas dos sistemas de cogeração. No Caso 1, que corresponde a uma solução elementar e mais segura, a geração de vapor ocorre a temperaturas abaixo de 400°C, e a pressões compatíveis. Já no Caso 2, a geração de vapor só com queima da palha ocorre a pressões elevadas, mas sempre com temperaturas abaixo de 400°C, e o superaquecimento externo do vapor é feito com queima do biogás produzido no processo de biodigestão da vinhaça. Em ambos os casos foram impostas condições de contorno que correspondem à disponibilidade máxima de palha de cana (50% da existente no campo), necessidade de atendimento da demanda de vapor de processo, e geração de eletricidade para, no mínimo, garantir a auto-suficiência da unidade industrial. O Caso 2 tem vantagens em um contexto em que há necessidade de produção de eletricidade excedente e quando a opção é economicamente viável. A análise de viabilidade econômica não era objetivo desta dissertação. A produção de eletricidade excedente no Caso 2 é considerável, tendo em conta a baixa disponibilidade de biomassa, mas os resultados podem ser melhorados, já que não foi feita a otimização do sistema do ponto de vista termodinâmico / Abstract: Currently, the cogeneration systems installed in sugarcane mills operate only burning sugarcane bagasse but in the future this biomass can be used as raw material for the production ethanol through the hydrolysis. Sugarcane bagasse has been considered for hydrolysis due to its availability at the mill site and to its lower cost. As consequence, there is interest on assessing cogeneration systems only burning sugarcane trash, also because its availability is increasing due to the continuous growth of the mechanized harvesting. However, burning sugarcane trash could be problematic if steam is raised at high temperatures, and operational problems as slagging, fouling and corrosion of the heat transfer surfaces are predicted. The conventional pre-treatment for reducing the concentration of critical inorganic components are mostly based on leaching; this process seems inadequate from an environmental, economic and energetic point of view. In this dissertation two alternative cogeneration systems were analyzed. The so-called Case 1 is a basic solution that allows the reduction of operational risks, in which steam is raised at temperatures below 400°C and at compatible pressures. In Case 2 steam is raised at temperatures below 400°C but at high pressures, and is subsequently superheated outside the boiler, using as fuel the biogas produced from vinasse biodigestion. In both cases the conditions imposed are: maximum sugarcane trash availability corresponds to 50% of the amount available at the field, before harvesting; steam demand shall be always matched; and electricity production should be enough, at least, for matching the industrial demand. Case 2 has advantages in case surplus electricity is necessary and in case of economic feasibility, but this was not an aim in this dissertation. Surplus electricity in Case 2 can be considered significant, taking into account the constraints regarding sugarcane availability. Case 2 results could be improved as the analyzed cogeneration system was not optimized from a thermodynamic point of view / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Arnaldo Cesar da Silva Walter, Isaias de Carvalho Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T16:31:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcante_JoseAparecido_M.pdf: 6372683 bytes, checksum: b1a207d1d57ed9915853e751ccf18ea3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo deste trabalho é trazer subsídios para o planejamento da integração de sistemas de cogeração, com geração de excedentes de energia elétrica, aos sistemas de suprimento de energia, exemplificando com um estudo de caso na área de concessão da CPFL, no estado de São Paulo. Após analisar a evolução da cogeração no âmbito da CPFL desde 1980 e as tendências mais recentes, e revistos alguns estudos sobre o planejamento da integração de sistemas de cogeração, foram estimados os potenciais "práticos" para 2015, considerado os aumentos de produção no setor de cana de açúcar. Na avaliação desses potenciais foram consideradas restrições de tecnologia, de oferta de matéria prima, e restrições comerciais. A distribuição espacial das unidades industriais do setor foi considerada, e foram incluídas as unidades em fase de instalação. A legislação atual (em rápida mudança) sobre o acesso de cogeradores ao Sistema de Distribuição e Transmissão das Concessionárias foi revista, e um estudo de caso completo baseado em uma solicitação de conexão é apresentado como exemplo. Tendo como exemplo as regiões Noroeste e Nordeste do estado de São Paulo, os mapas de oferta potencial foram sobrepostos aos mapas de demanda regional futura estimada, além de terem sido consideradas as restrições existentes dos sistemas de distribuição e de transmissão. Os resultados desta dissertação são subsídios para o planejamento da expansão da cogeração nos próximos anos. Ao fim, são apresentadas sugestões para futuros estudos no tema / Abstract: The objective was to collect and process information to help in the planning of integration of co-generated surplus electricity from distributed systems with the SIN, with focus in the state of São Paulo, exemplifying with the area of concession of CPFL. After analyzing co-generated energy utilization by CPFL since 1980 and the recent trends, and having considered the last studies on the integration, "practical" potentials were estimated (2015 horizon) for the sector of sugar cane processing. The estimates considered the expected growth for each sector in the period, and restrictions due to technology availability, as well as economic and commercial constraints. The sugar cane sector presents the largest potential than the others, and its space distribution was established including the units in the implementation phase. The legislation and regulations for connection with the distribution systems (changing very rapidly in the last years) are summarized, and a complete Case Study was prepared (analysis of a specific connection required by a potential supplier) as an example, to indicate the main parameters for decision. The information for the expansion planning for the next years is provided (with the sugar cane potential suppliers) adding the mapping of the potential supply from each unit to the maps with estimates of the regional future demand and local projected restrictions (distribution and transmission). Suggestions are presented for advancing the present studies / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutZJS.pdf: 1318890 bytes, checksum: 8af8fb950a57d0d932f8e30174091a58 (MD5) Previous issue date: 2003-12-18 / Given the estimated potential of electric energy generation around 18 thousand MW and the necessity to expand and diversify the installed national capacity of energy generation, this dissertation investigates the reasons for the low performance in the exploitation of the investment opportunities in electric energy commercialization by the sugarcane sector. With this purpose, the research presents a diagnosis of the main structural obstacles and transaction costs present in the generation of electric energy surpluses, showing the importance of the institutions in the decision of expansion of the activity by the sugarcane sector. The results were contrasted with the proposal of governmental energy policy for incentive this activity. It was verified the necessity of improvement in the current institutional environment. The main contribution of the dissertation was to present directives to public policies. These directives focus the financing for the expansion of the activity; the commercialization of the excesses; the tax incentive; and the concession of direct subsidies to the expansion of the activity. The directives related to financing were: official lines differentiated by technology use, index of mechanization and scale; the Ethical Fund Formation for the sector; and projects finance involving Emissions Reduction Certificate. Regarding commercialization, directives were: subvention to the transport tariffs; the extension of the universe of potentially free consumers; formation of trading pools and inclusion in the Energy Replacement Mechanism; the insertion of the sugarcane energy in the composition of Factor X and in the National Energy Reserve; changes in the retailers' auto-supplement; and incentive to the commercialization of energy surpluses and of Emissions Reduction Certificates. Directives related to tax incentive were also presented. Regarding direct subsidies, it is interesting the use of the resources that come from the Use of Public Good and Fuel Consume Account to foster the expansion of the energy surpluses commercialization. / Considerando um potencial estimado de geração de energia elétrica da ordem de 18 mil MW e a necessidade de expandir a capacidade nacional instalada de geração, bem como, de diversificá-la, a tese investigou os motivos para o baixo desempenho no aproveitamento das oportunidades de investimento presentes na geração de excedentes comercializáveis de energia elétrica pelo setor sucroalcooleiro. Para tanto, a pesquisa apresenta um diagnóstico dos principais entraves estruturais e custos de transação presentes na atividade de geração de excedentes de energia elétrica, mostrando a importância das instituições na decisão de expansão da atividade pelo setor sucroalcooleiro. Os resultados obtidos foram confrontados com a proposta de política setorial governamental para incentivo à atividade em pesquisa. Verificou-se a necessidade de aprimoramento do Ambiente Institucional proposto, conforme estipulado na hipótese central do trabalho. As diretrizes para políticas setoriais governamentais, propostas por esta tese, enfocam o financiamento à expansão da atividade; a comercialização dos excedentes; o incentivo tributário; e a concessão de subsídios diretos à expansão da atividade. Especificamente, as diretrizes apresentadas quanto ao aspecto de financiamento foram: linhas oficiais diferenciadas por tecnologia empregada, por índice de mecanização e por porte de empresa; a Formação de Fundo Ético para o setor; e projects finance envolvendo Certificados de Redução de Emissões. No enfoque da comercialização, as diretrizes foram: subvenção às tarifas de transporte; a extensão do universo de consumidores potencialmente livres; a formação de um pool de usinas sucroalcooleiras e inclusão no Mecanismo de Realocação de Energia; a inserção da energia sucroalcooleira na composição do Fator X e na Reserva Nacional de Energia; alterações na questão do auto-suprimento das distribuidoras; e o incentivo à comercialização de excedentes de energia e de Certificados de Redução de Emissões. Foram também apresentadas diretrizes quanto ao incentivo tributário à atividade. Com relação ao aspecto de subsídios diretos, as diretrizes apresentadas abordam a utilização dos recursos advindos do Uso do Bem Público e da Conta de Consumo de Combustíveis para estímulo à expansão da atividade de comercialização de excedentes.