No Brasil a geração de energia elétrica é predominantemente baseada no uso de fontes renováveis e obtida por meio de centrais hidroelétricas. Ainda assim é necessária a diversificação das fontes de suprimento de energia para a geração de eletricidade quando o recurso hídrico for escasso. Uma alternativa é utilizar gás natural como combustível para as usinas termoelétricas, como vem sendo introduzido na matriz energética de outros países, permitindo a diversificação das fontes energéticas dos mesmos. A indústria do gás natural, assim como outras atividades industriais, não está isenta de acidentes que podem provocar graves consequências à integridade das pessoas e das propriedades. Por este motivo, é necessário desenvolver estudos para determinar quais são as possíveis causas que poderiam ocasionar estes acidentes, e quais são os possíveis cenários associados a estas falhas especificamente na área do transporte de GNL (Gás Natural Liquefeito). É neste contexto que este trabalho de pesquisa tem por objetivo desenvolver um método, baseado nas técnicas de análise de risco, que permita identificar os principais cenários de falha associados à ocorrência de um vazamento de GNL ou de boil-off durante as operações de carga e/ou descarga de navios. Neste cenário, considera-se a presença das barreiras de proteção destinadas a conter esse evento iniciador de perigo no sistema de carga e descarga do navio transportador de GNL, quando o navio está atracado no porto. Adicionalmente à apresentação do método, e como resultado do trabalho, são identificados quais os componentes que pertencem ao circuito de carga e descarga de GNL, e que tenham uma categoria de risco denominada como Crítica (C), Moderada (M) ou Não Crítica (NC). Finalmente, a implantação do método propõe medidas que ajudam a diminuir o nível de risco associado aos componentes denominados críticos, a fim de garantir uma operação segura e livre de acidentes que ponham em risco a integridade dos operadores, dos equipamentos e do ambiente. / Although the electricity generation in Brazil is predominantly based on renewable sources and obtained by means of hydroelectric power plants, it is still necessary to diversify sources of energy supply to generate electricity when the water resource is scarce. An alternative is the use natural gas as fuel for power plants, once it has been introduced in the energy matrix of other countries, allowing the diversification of their energy sources. The natural gas industry, as well as other industrial activities, is not free from accidents, which can cause serious consequences to the integrity of people and properties. For this reason, it is necessary to develop studies to determine what are the possible causes that could lead to serious accidents and what are the possible scenarios of these faults specifically in the area of LNG (Liquefied Natural Gas) transportation. In this context, this research aims to develop a method based on risk analysis concepts which identifies the main failure scenarios given the occurrence of LNG or boil-off leakage during ship loading and unloading operations, considering the presence of containment barriers designed to hold this hazard initiator event in loading and unloading system of the LNG carrier when the ship is in harbor. In addition to the method presentation this research identifies which are the components of LNG loading and unloading circuit, which have a risk category classified as Critical (C), Moderate (M) and NonCritical (NC). Finally, the method implementation allows the proposal of safety and maintenance measures to help reducing the risk level in order to ensure safe operation, free of accidents that endanger the integrity of the operators, the equipment and the environment.

Thesis (M.Eng. (Development and Management Engineering)--North-West University, Potchefstroom Campus, 2008.

In this work, a source term model for estimating the rate of spreading and vaporization of LNG on land and sea is introduced. The model takes into account the composition changes of the boiling mixture, the varying thermodynamic properties due to preferential boiling within the mixture and the effect of boiling on conductive heat transfer. The heat, mass and momentum balance equations are derived for continuous and instantaneous spills and mixture thermodynamic effects are incorporated. A parameter sensitivity analysis was conducted to determine the effect of boiling heat transfer regimes, friction, thermal contact/roughness correction parameter and VLE/mixture thermodynamics on the pool spreading behavior. The aim was to provide a better understanding of these governing phenomena and their relative importance throughout the pool lifetime. The spread model was validated against available experimental data for pool spreading on concrete and sea. The model is solved using Matlab for two continuous and instantaneous spill scenarios and is validated against experimental data on cryogenic pool spreading found in literature.

Thesis (M.Eng. (Development and Management Engineering)--North-West University, Potchefstroom Campus, 2008.

Thesis (M.Eng. (Development and Management Engineering)--North-West University, Potchefstroom Campus, 2008.

Thesis (M.M.A.S.)--U.S. Army Command and General Staff College, 2007. / Cover title. AD-A475 516. Includes bibliographical references. Electronic version available on the Public STINET.

A motivação para este trabalho originou-se da atual tendência do Gás Natural Liquefeito (GNL) se tornar uma importante opção para a diversificação da matriz energética brasileira. Atualmente, os terminais de gás natural liquefeito (GNL) são na maioria estruturas onshore, a construção destes terminais é custosa e muitos investimentos são necessários para atender as legislações ambientais e de segurança. Além disso, um acidente em uma destas instalações poderá produzir um grande impacto em áreas adjacentes. Sob esta perspectiva, surge uma nova proposta: uma unidade flutuante de armazenagem e regaseificação de gás natural liquefeito (FSRU - Floating Storage and Regasification Unit), o qual é uma unidade offshore e que pode trabalhar a quilômetros de distância da costa. O objetivo desta pesquisa é desenvolver uma metodologia de análise de Confiabilidade com o uso de Redes Bayesianas (RB) e aplicá-la na análise do sistema de Regaseificação do FSRU. O uso de RB, entre outras vantagens, permite a representação de incertezas no modelo e de dependências condicionais o que não é possível com as técnicas tradicionais, como por exemplo, as árvores de falhas e de eventos. Como resultado do trabalho, além da apresentação da metodologia a ser desenvolvida, serão identificados os pontos críticos do sistema contribuindo para o desenvolvimento de um plano de manutenção que assegure uma boa operabilidade do sistema com níveis razoáveis de dependabilidade. / The motivation for this research is the propensity of the Liquefied Natural Gas (LNG) becomes an important source of energy. Nowadays, LNG Import Terminals are mostly onshore; the construction of these terminals is costly and many adaptations are necessary to abide by environmental and safety laws. Moreover, an accident in one of these plants might produce considerable impact in neighboring areas. Under this perspective, a new option arises: a vessel known as FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), which is an offshore unit, that can work miles away from de coast. The goal is to develop a Bayesian Network Reliability Modeling, which will show a preview of FSRUs Regasification System behavior. Using BN is possible to represent uncertain knowledge and local conditional dependencies. The results intend to clarify the critical equipment of the system and might improve the development of an effective maintenance plan, which can provide good operability with reasonable dependability levels.

Orientador: Sergio Valdir Bajay / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T02:09:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_FranciscoJoseRochade_M.pdf: 2082998 bytes, checksum: 6b17535d59d9d8fe0bb7be02166c05d0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo desta dissertação é ampliar a compreensão da geração termelétrica, em particular das termelétricas a gás natural, e da relação entre os setores elétrico e de gás natural no Brasil. Especial atenção é conferida aos leilões públicos de energia, particularmente aqueles na modalidade disponibilidade de energia, opção que tem permitido a contratação de empreendimentos termelétricos a combustíveis fósseis. O trabalho faz avaliação da atratividade do investimento em térmica a Gás Natural Liquefeito - GNL já contratada em leilões públicos. Traz, também, estimativa da competitividade de termelétricas, com ênfase para as termelétricas a GNL. Verificou-se que a capacidade instalada das termelétricas a gás natural deverá ser significativamente ampliada até 2017, o que reforçará o vínculo entre os setores elétrico e de gás natural. Foi constatado que o custo de geração em uma termelétrica a gás natural é fortemente influenciado pelo período de tempo durante o qual ela permanece em operação e pelo preço do gás natural. Adicionalmente, constatou-se que o investimento na construção das termelétricas a GNL contratadas na modalidade disponibilidade de energia mostra-se bastante atrativo / Abstract: The objective of this thesis is to improve the understanding of thermal power, in particular natural-gas-fired power plants, and the relationship between the power sector and the natural gas sector in Brazil. Close attention is paid to the public auctions to hire energy, especially the ones aimed at hiring capacity, option which has allowed the hiring of fossil-fuel power plants. The thesis gives an idea of the attractiveness of the investment in a Liquefied Natural Gas - LNG powered plant hired in a public auction. It also presents an assessment of the competitiveness of thermal plants, with emphasis to the LNG-fired power plants. It was learnt that the natural-gasfired power plant capacity will increase significantly until 2017, which will reinforce the bond between the power sector and the natural gas sector. Another important finding is that the generation cost of a natural-gas-fired power plant is strongly influenced by the length of time it operates and by the natural gas price. Furthermore, the study shows that the investment in the construction of a LNG powered plant hired in a public auction is very attractive / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

A motivação para este trabalho originou-se da atual tendência do Gás Natural Liquefeito (GNL) se tornar uma importante opção para a diversificação da matriz energética brasileira. Atualmente, os terminais de gás natural liquefeito (GNL) são na maioria estruturas onshore, a construção destes terminais é custosa e muitos investimentos são necessários para atender as legislações ambientais e de segurança. Além disso, um acidente em uma destas instalações poderá produzir um grande impacto em áreas adjacentes. Sob esta perspectiva, surge uma nova proposta: uma unidade flutuante de armazenagem e regaseificação de gás natural liquefeito (FSRU - Floating Storage and Regasification Unit), o qual é uma unidade offshore e que pode trabalhar a quilômetros de distância da costa. O objetivo desta pesquisa é desenvolver uma metodologia de análise de Confiabilidade com o uso de Redes Bayesianas (RB) e aplicá-la na análise do sistema de Regaseificação do FSRU. O uso de RB, entre outras vantagens, permite a representação de incertezas no modelo e de dependências condicionais o que não é possível com as técnicas tradicionais, como por exemplo, as árvores de falhas e de eventos. Como resultado do trabalho, além da apresentação da metodologia a ser desenvolvida, serão identificados os pontos críticos do sistema contribuindo para o desenvolvimento de um plano de manutenção que assegure uma boa operabilidade do sistema com níveis razoáveis de dependabilidade. / The motivation for this research is the propensity of the Liquefied Natural Gas (LNG) becomes an important source of energy. Nowadays, LNG Import Terminals are mostly onshore; the construction of these terminals is costly and many adaptations are necessary to abide by environmental and safety laws. Moreover, an accident in one of these plants might produce considerable impact in neighboring areas. Under this perspective, a new option arises: a vessel known as FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), which is an offshore unit, that can work miles away from de coast. The goal is to develop a Bayesian Network Reliability Modeling, which will show a preview of FSRUs Regasification System behavior. Using BN is possible to represent uncertain knowledge and local conditional dependencies. The results intend to clarify the critical equipment of the system and might improve the development of an effective maintenance plan, which can provide good operability with reasonable dependability levels.

Rapporté à la tonne de fret, le trafic maritime est un mode de transport relativement « propre ». Néanmoins, par l’intensification des échanges mondiaux, sa part dans les émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) au niveau mondial est appelée à augmenter. Conscients des effets néfastes associés aux GES, les pays membres des nations unies, via l’organisation maritime internationale, imposent le cadre réglementaire pour que ce secteur, vital dans une économie mondialisée, demeure écologiquement acceptable. Des objectifs ambitieux sont établis à court (2020) et moyen terme (2050). Or, d’après l’hypothèse faible de Porter, fixer des objectifs environnementaux sans imposer les moyens à mettre en oeuvre favorise l’innovation. Aussi, dans l’industrie du « shipping », les solutions fleurissent au premier rang desquelles figure l’emploi du Gaz Naturel Liquéfié (GNL) en tant que combustible. D’un point de vue thermodynamique, les inévitables infiltrations thermiques à travers les parois des réservoirs cryogéniques entraînent une variation de la pression dans le réservoir et des fluctuations de la qualité du gaz à l’admission moteur. Selon le schéma d’exploitation navire, ces deux phénomènes impactent significativement la pertinence de l’option GNL. En réponse, cette thèse propose un ensemble de modèles 0D pour, à partir d’un profil opérationnel, évaluer :1. l’évolution de la pression dans les réservoirs ;2. l’évolution de la qualité du gaz à l’admission moteur.Dans une première partie, des modèles sont proposés pour simuler les infiltrations thermiques à travers le réservoir, l’évaporation du GNL, son vieillissement (altération des propriétés du gaz par évaporation différenciée des composés) et l’évolution du taux de méthane à l’admission moteur. Puis, les modèles sont assemblés à travers une étude de cas apportée par un acteur du transport maritime. / In proportion to the ton of cargo, shipping is a relatively “clean” transportation mode. Nevertheless, due to global trade intensification, its share in the global greenhouse gas (GHG) emissions should increase. Aware that GHG adverse effects are a major concern for humanity, united nation member states impose, via the international maritime organization, a regulatory framework so that this vital sector in a global economy remains sustainable. Short (2020) and medium (2050)-term goals are set. According to the weak version of Porter’s hypothesis, strict environmental regulations encourage innovations. Hence, in the shipping industry solutions flourish among which the use of Liquefied Natural Gas (LNG) as a fuel. On a thermodynamic basis, the unavoidable heat leaks into the cryogenic tanks cause variations of the tank pressure and the natural gas quality at engine inlet. Depending on the ship’s operational profile, those two phenomena will impact significantly the LNG as a fuel option relevance. One major bottleneck slowing the uptake of LNG as a marine fuel is the lack of methods and models to perform, at a concept design level, the feasibility study. In response, this thesis proposes 0D models to assess from the operational profile:1. the tank pressure evolution;2. the gas quality evolution at engine inlet.In the first part, models are proposed to simulate heat leaks into the tanks, LNG vaporization, ageing (the alteration of natural gas thermophysical properties by a differentiate vaporization of its compounds) and methane number evolution at engine inlet. Then, the models are put together and applied on a case study. The ship concept is proposed by a freight company.