Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-19Bitstream added on 2014-06-13T20:39:47Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_etf_me_guara.pdf: 940503 bytes, checksum: f4252f0750808c6fc7b5f6a45716b23c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O setor de celulose e papel é intensivo no uso de energia e apresenta uma alta participação no contexto industrial, especialmente baseado em fonte renovável gerada no processo de celulose. Embora a gaseificação de licor preto (BLG) ainda não seja dominada completamente, tem o potencial de se tornar uma alternativa importante para o setor de celulose e de papel: a queima de BLG em turbinas de gás deve garantir eficiências térmicas mais elevadas, um melhor uso dos recursos renováveis disponíveis, assim como permitir a recuperação química de insumos do processo, da mesma maneira que atualmente se faz com geradores de vapor de recuperação química Tomlinson. Neste trabalho será desenvolvida uma análise do setor de celulose e de papel que identifica a energia nele consumida e sua participação ambiental no contexto da matriz nacional. Baseado inicialmente no ciclo de Rankine, assumido como o estado atual de conhecimento dentro do setor, uma análise energética e exergética de um sistema de cogeração baseado em sistema de BLG associado com turbina a gás, gerador de vapor para recuperação de calor e turbina a vapor de contrapressão com extrações foi desenvolvida. O esquema proposto será desenvolvido para produzir energia elétrica/mecânica e dois níveis de vapor de pressão por garantir melhores condições operacionais comparativamente ao sistema tradicional. / The pulp and paper sector is intensive in the use of energy, and presents a high participation in industrial context, specially based in renewable source produced as byproduct in the pulp process. Although the black liquor gasification (BLG) is not a completely dominated technology, it has the potential of becoming an important alternative for the pulp and paper sector, once the burning of BLG in gas turbines should guarantee higher efficiencies, better use of the available renewable resources, also allowing the chemical recovery, just as is done nowadays with Tomlinson chemical recovery steam generations. In this dissertation, an analysis of the pulp and paper sector will be developed identifying its energy and environmental participation in the context of the national matrix. Based on the Rankine cycle, considered as the current state of knowledge, an energetic and exergetic analysis of a cogeneration system based on BLG system associated to gas turbine, heat recovery steam generator and backpressure steam turbine with extractions will be developed. The proposed scheme will be developed to produce electric/mechanical power and two pressure steam for guaranteeing better operational conditions comparatively to the traditional system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T13:24:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A energia ocupa uma posição estratégica no mercado nacional, podendo ser considerada como insumo essencial à realização de praticamente todas as atividades humanas e ao desenvolvimento da sociedade. É compreensível a preocupação crescente e a importância de novos projetos de implantação ou ampliação da matriz energética brasileira, tanto em relação a geração como com a distribuição. Tais considerações são oportunas ao se propor também a geração distribuída ou plantas de cogeração como alternativas energéticas, onde se busca melhorar os procedimentos de conversão reduzindo perdas e garantindo uso racional de energia. Este trabalho apresenta um modelo de análise termodinâmica, o projeto, a montagem e o monitoramento de uma planta de cogeração compacta para geração de energia elétrica e água gelada para climatização. A planta é constituída por uma microturbina de 28 kWe e uma máquina de refrigeração por absorção água/amônia de 17 kWT, ambos operando originalmente via queima direta de gás natural. Para aumentar o nível de aproveitamento da energia do combustível utilizado na microturbina, o sistema de queima direta da máquina de refrigeração foi substituído por um sistema de recuperação de calor. Os resultados experimentais comprovam a viabilidade técnica da adaptação da máquina de refrigeração por absorção à microturbina. Operando em carga máxima, a planta de cogeração atinge um índice de utilização de energia primária (CP) em torno de 37 %, o que corresponde a um aumento de 75 % na utilização do combustível quando comparado com a eficiência da microturbina operando em modo simples. Os ensaios realizados mostram ainda que a adaptação da máquina de refrigeração não trouxe prejuízo significativo nos parâmetros de desempenho da microturbina. Em contrapartida, o COP da máquina de refrigeração atinge a 0,26 devido à diminuição da temperatura da fonte quente que alimenta o gerador.

Orientador: José Antônio Perrella Balestieri / Banca: Maurício Araújo Zanardi / Banca: Rogério José da Silva / Resumo: O setor de celulose e papel é intensivo no uso de energia e apresenta uma alta participação no contexto industrial, especialmente baseado em fonte renovável gerada no processo de celulose. Embora a gaseificação de licor preto (BLG) ainda não seja dominada completamente, tem o potencial de se tornar uma alternativa importante para o setor de celulose e de papel: a queima de BLG em turbinas de gás deve garantir eficiências térmicas mais elevadas, um melhor uso dos recursos renováveis disponíveis, assim como permitir a recuperação química de insumos do processo, da mesma maneira que atualmente se faz com geradores de vapor de recuperação química Tomlinson. Neste trabalho será desenvolvida uma análise do setor de celulose e de papel que identifica a energia nele consumida e sua participação ambiental no contexto da matriz nacional. Baseado inicialmente no ciclo de Rankine, assumido como o estado atual de conhecimento dentro do setor, uma análise energética e exergética de um sistema de cogeração baseado em sistema de BLG associado com turbina a gás, gerador de vapor para recuperação de calor e turbina a vapor de contrapressão com extrações foi desenvolvida. O esquema proposto será desenvolvido para produzir energia elétrica/mecânica e dois níveis de vapor de pressão por garantir melhores condições operacionais comparativamente ao sistema tradicional. / Abstract: The pulp and paper sector is intensive in the use of energy, and presents a high participation in industrial context, specially based in renewable source produced as byproduct in the pulp process. Although the black liquor gasification (BLG) is not a completely dominated technology, it has the potential of becoming an important alternative for the pulp and paper sector, once the burning of BLG in gas turbines should guarantee higher efficiencies, better use of the available renewable resources, also allowing the chemical recovery, just as is done nowadays with Tomlinson chemical recovery steam generations. In this dissertation, an analysis of the pulp and paper sector will be developed identifying its energy and environmental participation in the context of the national matrix. Based on the Rankine cycle, considered as the current state of knowledge, an energetic and exergetic analysis of a cogeneration system based on BLG system associated to gas turbine, heat recovery steam generator and backpressure steam turbine with extractions will be developed. The proposed scheme will be developed to produce electric/mechanical power and two pressure steam for guaranteeing better operational conditions comparatively to the traditional system. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-10-29Bitstream added on 2014-06-13T20:47:20Z : No. of bitstreams: 1 pazian_ja_me_bauru.pdf: 3795722 bytes, checksum: c33803a688414138a90aa4842de14d37 (MD5) / Usina da Barra S/A Acucar e Alcool / As usinas de açúcar e álcool do Brasil, apresentam um grande potencial para geração de energia elétrica excedente através da cogeração. Para que esse potencial seja explorado em sua plenitude é necessário que ocorra nas usinas uma implementação de tecnologias mais eficientes energeticamente. Tais implementações compreendem entre outras, substituição de caldeira que operam a pressão de 21 kg/'cm POT.2' à temperatura do vapor de '300 GRAUS' C por caldeiras que operam a pressões e temperaturas mais elevadas, como por exemplo, 64 hg/'cm POT.2' à temperatura de '480 GRAUS' C e substituição das turbinas a vapor de simples estágio por de multi-estágio ou motores elétricos. Tomando-se como base o software MATLAB/SIMULINK, o objetivo deste trabalho... / The sugar and alcohol mills in Brazil own a great potential for generation of exceeding electric through co-generation. For this potential to be exploited to its fullest the mills need to implement more efficient technologies for electricity. Such implementations comprise, among others, the replacement of boilers that operate under the pressure of 21 kg/'cm POT.2' and steam temperature of '300 GRAUS' C by boilers that operate under pressure of 64 hg/'cm POT.2' and temperature of '480 GRAUS' C and replacement of single stage steam turbines by multiple stage or electric motors. Using as tools for the software MATLAB/SIMULINK, the goal of this work is to present a program for the analysis of the co-generation process in a sugar and alcohol mill. The program allows through the inlet data collected in a model plant, in according with the industrial configuration of production. In case... (Complete abstract click electronic access below)

Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo. / Orientador: Agnelo Marotta Cassula / Coorientador: José Celso Freire Júnior / Mestre

Orientador: José Ângelo Cagnon / Banca: Antonio Carlos Delaiba / Banca: Edwin Avólio / Resumo: As usinas de açúcar e álcool do Brasil, apresentam um grande potencial para geração de energia elétrica excedente através da cogeração. Para que esse potencial seja explorado em sua plenitude é necessário que ocorra nas usinas uma implementação de tecnologias mais eficientes energeticamente. Tais implementações compreendem entre outras, substituição de caldeira que operam a pressão de 21 kg/'cm POT.2' à temperatura do vapor de '300 GRAUS' C por caldeiras que operam a pressões e temperaturas mais elevadas, como por exemplo, 64 hg/'cm POT.2' à temperatura de '480 GRAUS' C e substituição das turbinas a vapor de simples estágio por de multi-estágio ou motores elétricos. Tomando-se como base o software MATLAB/SIMULINK, o objetivo deste trabalho... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The sugar and alcohol mills in Brazil own a great potential for generation of exceeding electric through co-generation. For this potential to be exploited to its fullest the mills need to implement more efficient technologies for electricity. Such implementations comprise, among others, the replacement of boilers that operate under the pressure of 21 kg/'cm POT.2' and steam temperature of '300 GRAUS' C by boilers that operate under pressure of 64 hg/'cm POT.2' and temperature of '480 GRAUS' C and replacement of single stage steam turbines by multiple stage or electric motors. Using as tools for the software MATLAB/SIMULINK, the goal of this work is to present a program for the analysis of the co-generation process in a sugar and alcohol mill. The program allows through the inlet data collected in a model plant, in according with the industrial configuration of production. In case... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-05Bitstream added on 2014-06-13T19:25:34Z : No. of bitstreams: 1 nascimento_lc_me_guara.pdf: 1312840 bytes, checksum: ca1b5c02fd0bab86aca91dd348b35fd1 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08Bitstream added on 2014-06-13T18:40:02Z : No. of bitstreams: 1 delcarlo_fr_me_guara.pdf: 764020 bytes, checksum: 13ef2c57c767e8dcc46f6f5a069a44fe (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Uma das questões mais importantes, do ponto de vista da cogeração, é a definição dos custos dos produtos obtidos a partir da operação de uma determinada configuração, como forma de garantir-se ou não a viabilidade de um empreendimento. Do ponto de vista da modelagem de sistemas energéticos, há atualmente uma tendência para que sejam empregados equacionamentos baseados na Segunda Lei da Termodinâmica, uma vez que os mesmos computam o valor econômico dos insumos e dos produtos numa base que leva em conta as perdas (irreversibilidades) de cada fluxo, ao passo que os modelos baseados na Primeira Lei da Termodinâmica não distinguem essa parcela dos fluxos, mascarando a real contribuição de cada um deles. Neste projeto de pesquisa são identificados os valores reais de custos de investimento, operação e manutenção dos principais componentes de um ciclo combinado associado a um sistema de refrigeração por absorção e realizado seu equacionamento a partir dos conceitos de análise energética e exergética para uma posterior análise de custos baseada em diferentes metodologias para que se atestem suas vantagens e desvantagens nas aplicações de cogeração. Pelo presente estudo pode-se realizar uma avaliação real a partir de valores coletados com fornecedores com base nos modelos tradicionais de análise econômica, bem como comparar alguns dos modelos de alocação de custos descritos na literatura. / One of the most important questions regarding to the cogeneration issue is the cost definition obtained through the operation of a certain configuration as a form to guarantee the viability of a certain enterprise. From the viewpoint of power systems modeling, there is currently a tendency of developing analysis based on the Second Law of Thermodynamics, once it considers the economic value of inputs and also of the products on a basis that takes into account the irreversibility of each flow. On the other hand, the models based on the First Law of Thermodynamics does not distinguish this part of the flows, hiding the real contribution of each one. In this dissertation it can be identified the real investment amount, operation, and maintenance on the main components of a combined cycle associated to an absorption cooling system and its equations based on energetic and exergy analysis concepts for an afterwards cost analysis based on different methodologies in order to state their advantages and disadvantages on cogeneration applications. Through the current study it is possible to consider a real evaluation using the data, which was obtained with some suppliers, based on traditional economic analysis models, in such a way that is possible to compare some of the cost allocation models described on the classic literature.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004Bitstream added on 2014-06-13T20:00:03Z : No. of bitstreams: 1 florentino_fs_me_guara.pdf: 3087569 bytes, checksum: 1b6c330a3ac53a8983793b216fc537a2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Com os avanços humanos observados desde os tempos pré-históricos houve uma crescente necessidade de se obter cada vez mais energia, de modo a sustentar o desenvolvimento das civilizações e de seus meios de produção. Atualmente grande parte do consumo energético mundial é proveniente de fontes não renováveis de energia, ou seja, fontes energéticas cuja formação pela natureza ocorre num tempo muito maior do que a velocidade com que são consumidas, tornando-se passíveis de se esgotarem, além das substâncias indesejáveis e dos impactos ambientais decorrentes de sua utilização. O presente trabalho enfoca a aplicação de uma forma renovável de energia na utilização em pequenas comunidades ou propriedades rurais. O objetivo geral é a obtenção de um produto de valor energético originado da biomassa que possa suprir as necessidades energéticas do local considerado (granja de frangos de corte), com o emprego de um processo de transformação adequado. Para efetuar o aproveitamento da energia contida na biomassa em benefício do local onde ela é disponível, duas tecnologias são apresentadas e comparadas quanto a aplicabilidade nas condições locais, realizando-se uma análise sobre a quantidade e forma de energia produzidas, a quantidade e forma de energia necessárias no local, a possibilidade do emprego de um sistema de cogeração para satisfazer tais condições, os custos do investimento e o tempo de retorno do capital. / With the human advances observed since the pre-historic ages have grown the needing of more and more quantities of energy to feed the development of the civilizations and their production ways. Nowadays, a big part of the world energetic demand is obtained from unrenewable energy sources, that means sources of energy formed naturally during a time so much longer than their consumption velocity, being possible to become exhausted, moreover undesirable products are generated and environmental impacts are caused by their utilization. The present work studies an aplication of a renewable source of energy in small villages or properties. The general objective is the obtainment of an energetic product from the biomass, to supply the local energy needings (broiler chicken farm), employing an adequate transformation process. To make the biomass energy profit, looking for the benefit of the place where the biomass is available, two technologies of are presented and compared as regards the quantity and kind of produced energy, the quantity and kind of necessary energy in the place, the possibility of the utilization of a cogeneration system to satisfy the local conditions, the costs of the investment and the pay-back period.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-04Bitstream added on 2014-06-13T20:39:47Z : No. of bitstreams: 1 carvalho_mb_me_guara.pdf: 1667182 bytes, checksum: 466e1d7987c5db03c6d55f35bb29386b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Neste trabalho analisa-se a viabilidade técnica e econômica da instalação de sistemas de cogeração, com emprego de turbinas a gás e dois diferentes tipos de trocadores de calor: um utilizando vidro e o outro convencional. Os sistemas são aplicados em uma indústria de transformação de cevada em malte, de médio porte, localizada no Vale do Paraíba. Para cada tipo de tecnologia empregada, seja por operação em paridade elétrica ou térmica, seleciona-se diferentes turbinas comercialmente disponíveis no mercado. Os resultados demonstram que existe viabilidade técnica e econômica para o emprego desta tecnologia na referida indústria. O período de amortização do capital investido é relativamente pequeno em relação à vida útil dos equipamentos empregados. PALAVRAS-CHAVES: Cogeração, Gás Natural, Conservação de Energia, Turbina a Gás. / The purpose of this work is to analyses the technical and economic feasibility to install cogeneration systems, using gas turbine associated with two different kinds of heat exchanger: the first utilize glass heat exchanger and second utilize conventional heat exchanger. These systems are being applied in medium sized barley transformation industry into malt located in Vale do Paraíba . To each kind of technology, is made a comparison in cogeneration operating in electric parity or thermal parity. Different turbines commercially available are chosen. The results show that there are technical and economic feasibility to make use of this technology in the industry in question. The pay-back period of investment is determinate as a function of annual interest rate, electricity tariff and fuel price. Key Words: Cogeneration, natural gas, energy conservation, Gas turbines.