Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:51:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 88947.pdf: 3328767 bytes, checksum: 06c06addc8cd021b1905291fe56ff8e2 (MD5) Previous issue date: 1992 / Do ponto de vista ergonômico, é provável que, além dos riscos de acidentes inerentes às atividades, os operadores estão submetidos ao risco à saúde ocupacional e ao desconforto, gerados pelas condições de trabalho. Isto é independente de sua vontade, porém torna-se necessária sua presença na operação e controle do sistema de geração do vapor. A partir desta situação, é indispensável uma intervenção ergonômica com o objetivo de avaliar as cargas físicas e mentais do trabalho que atuam nesses operadores, face às agressões dos agentes físicos, químicos e biológicos, assim como os problemas ergonômicos pertinentes à interface operador-caldeira e da exploração do sofrimento psíquico dos operadores pela organização do trabalho. Convém ressaltar que os objetivos desta dissertação é evidênciar que, apesar da introdução de tecnologias avançadas em termos de concepções técnicas, ainda é preciso alguma pesquisa em termos de segurança, devido às poucas considerações ergonômicas nas fases de desenvolvimento do projeto presentes na maioria das caldeiras analisadas.

Estágio realizado na BOsch Termotechnika, S.R.O. (República Checa)e orientado pelo Eng.º Dirk Hofmann / Projecto final do MIM realizado ao abrigo do programa ERASMUS - Estágios / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

A capacidade de avaliar de forma segura a vida remanescente de componentes que operam na zona de fluência, garantindo a integridade estrutural entre inspeções, tornou-se um fator de extrema importância na operação de caldeiras que já operam há muitos anos, freqüentemente já tendo suplantado a vida de projetos. O superaquecedor da caldeira de CO da REFAP que já opera há 30 anos dentro da zona de fluência, foi avaliado baseado na metodologia proposta no API STD 530 para determinação da sua vida remanescente, com o objetivo de garantir a sua continuidade operacional de forma segura. Foram utilizadas duas abordagens para o tratamento dos dados de temperatura e pressão ao longo dos anos: uma baseada em intervalos de inspeção, e outra, baseada em uma metodologia de árvore de decisões, separando os dados em faixas de temperatura. As duas abordagens foram analisadas e mostraram resultados semelhantes. Com base nos resultados, pode-se afirmar que, respeitadas às condições de projeto, não é esperado que o superaquecedor da caldeira de CO da REFAP venha a falhar por fluência nos próximos anos. / The ability to assess correctly the remaining life of components operating in the creep range, ensuring integrity between inspections intervals, has become a major factor in the operation of boilers that have already been operating for many years, often having already supplanted the design life. The superheater of the CO boiler from REFAP, which has been active for 30 years in the creep range, was assessed based on the methodology proposed in API STD 530 to determine their remaining life, aiming at ensuring operational continuity in a safe way. Two approaches are used for the treatment of temperature and pressure data over the years: one based on inspection intervals, and another based on a methodology of decisiontree, separating the data in temperature ranges. Both approaches were analyzed and showed similar results. Based on the results, it is possible to say that, as long as the design conditions are respected, it is not expected that the superheater of REFAP CO boiler will fail by creep in the coming years.

A capacidade de avaliar de forma segura a vida remanescente de componentes que operam na zona de fluência, garantindo a integridade estrutural entre inspeções, tornou-se um fator de extrema importância na operação de caldeiras que já operam há muitos anos, freqüentemente já tendo suplantado a vida de projetos. O superaquecedor da caldeira de CO da REFAP que já opera há 30 anos dentro da zona de fluência, foi avaliado baseado na metodologia proposta no API STD 530 para determinação da sua vida remanescente, com o objetivo de garantir a sua continuidade operacional de forma segura. Foram utilizadas duas abordagens para o tratamento dos dados de temperatura e pressão ao longo dos anos: uma baseada em intervalos de inspeção, e outra, baseada em uma metodologia de árvore de decisões, separando os dados em faixas de temperatura. As duas abordagens foram analisadas e mostraram resultados semelhantes. Com base nos resultados, pode-se afirmar que, respeitadas às condições de projeto, não é esperado que o superaquecedor da caldeira de CO da REFAP venha a falhar por fluência nos próximos anos. / The ability to assess correctly the remaining life of components operating in the creep range, ensuring integrity between inspections intervals, has become a major factor in the operation of boilers that have already been operating for many years, often having already supplanted the design life. The superheater of the CO boiler from REFAP, which has been active for 30 years in the creep range, was assessed based on the methodology proposed in API STD 530 to determine their remaining life, aiming at ensuring operational continuity in a safe way. Two approaches are used for the treatment of temperature and pressure data over the years: one based on inspection intervals, and another based on a methodology of decisiontree, separating the data in temperature ranges. Both approaches were analyzed and showed similar results. Based on the results, it is possible to say that, as long as the design conditions are respected, it is not expected that the superheater of REFAP CO boiler will fail by creep in the coming years.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-11-30Bitstream added on 2014-06-13T18:08:25Z : No. of bitstreams: 1 francojunior_a_me_ilha.pdf: 1767942 bytes, checksum: 2d9c6747eea634729a7e8682fb849965 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A caldeira de uma usina de açúcar e etanol é um dos equipamentos mais importantes neste tipo de indústria, pois é responsável pela geração de vapor para o processo indus- trial e geração de energia. De todas as malhas de controle presentes em uma caldeira, a que desperta maior atenção é a do controle da produção de vapor, pois este controle está envolvido com a alimentação de água e calor do sistema, com a produção de vapor, que é o objetivo da caldeira, e com a pressão do vapor, um parâmetro crítico para o funcionamento da caldeira e até para a turbina responsável pela geração de energia elé- trica em uma planta industrial. O sistema de controle utilizado atualmente é ineficiente, visto que os parâmetros do mesmo são ajustados na maioria das indústrias, utilizando o método da tentativa e erro. Além disso, esse ajuste é feito apenas para um ponto de operação da caldeira, sendo que dada uma mudança no ponto de operação devido a vários fatores que possam acontecer, o sistema deve ser ajustado novamente. Neste trabalho, é descrito o funcionamento de uma caldeira e o seu sistema de automação e controle atual- mente utilizado para a malha de controle da produção de vapor, e consequentemente seus problemas. O sistema de produção de vapor de uma caldeira aquatubular é modelado matematicamente, o modelo não linear obtido é então linearizado. São simulados os dois modelos (linear e não linear) para alguns distúrbios da planta; define-se o desempenho esperado do sistema de controle; é projetado um controlador para este sistema através do uso de Desigualdades Matriciais Lineares, em inglês Linear Matrix Inequalities (LMIs), método este que garante restrições nos sinais do sistema controlado. Finalmente... / A sugarmill drum-boiler is one of the most important equipament in this industry type, because it is responsible for the steam generation for the industrial process and generation of energy. Considering the control systems presented in a drum-boiler, the one that wakes up larger attention is the steam production control, because this control is involved with the water feeding and heat feeding of the system, the steam production, that is the objective of the drum-boiler, and with the pressure of the steam, a critical parameter for the drum-boiler operation and also for the turbine that is responsible for the electric power generation of the industrial plant. This control system used nowadays is inefficient, because it is adjusted, in most of the industries, using trial and error method. Besides, that adjustment is just made for a drum-boiler operation point, and given a change in the operation point due to several factors that can happen, the system should be adjusted again. In this work it is described the drum-boiler operation, its automation system and control nowadays used for the steam production control, and consequently its problems. The drum-boiler steam production system is mathematically modeled, by a nonlinear system and then, this model is linearized. Both models (linear and nonlinear) are simulated for some plant disturbances, the expected control system performance is defined, a controller is designed for this system through the use of Linear Matrix Inequalities (LMIs), which method guarantees constraints on the controlled system signals. Finally, the linear and nonlinear controlled models are simulated for some plant... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Banca: José Paulo Fernandes Garcia / Banca: Alfredo Del Sole Lordelo / Resumo: A caldeira de uma usina de açúcar e etanol é um dos equipamentos mais importantes neste tipo de indústria, pois é responsável pela geração de vapor para o processo indus- trial e geração de energia. De todas as malhas de controle presentes em uma caldeira, a que desperta maior atenção é a do controle da produção de vapor, pois este controle está envolvido com a alimentação de água e calor do sistema, com a produção de vapor, que é o objetivo da caldeira, e com a pressão do vapor, um parâmetro crítico para o funcionamento da caldeira e até para a turbina responsável pela geração de energia elé- trica em uma planta industrial. O sistema de controle utilizado atualmente é ineficiente, visto que os parâmetros do mesmo são ajustados na maioria das indústrias, utilizando o método da tentativa e erro. Além disso, esse ajuste é feito apenas para um ponto de operação da caldeira, sendo que dada uma mudança no ponto de operação devido a vários fatores que possam acontecer, o sistema deve ser ajustado novamente. Neste trabalho, é descrito o funcionamento de uma caldeira e o seu sistema de automação e controle atual- mente utilizado para a malha de controle da produção de vapor, e consequentemente seus problemas. O sistema de produção de vapor de uma caldeira aquatubular é modelado matematicamente, o modelo não linear obtido é então linearizado. São simulados os dois modelos (linear e não linear) para alguns distúrbios da planta; define-se o desempenho esperado do sistema de controle; é projetado um controlador para este sistema através do uso de Desigualdades Matriciais Lineares, em inglês Linear Matrix Inequalities (LMIs), método este que garante restrições nos sinais do sistema controlado. Finalmente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A sugarmill drum-boiler is one of the most important equipament in this industry type, because it is responsible for the steam generation for the industrial process and generation of energy. Considering the control systems presented in a drum-boiler, the one that wakes up larger attention is the steam production control, because this control is involved with the water feeding and heat feeding of the system, the steam production, that is the objective of the drum-boiler, and with the pressure of the steam, a critical parameter for the drum-boiler operation and also for the turbine that is responsible for the electric power generation of the industrial plant. This control system used nowadays is inefficient, because it is adjusted, in most of the industries, using trial and error method. Besides, that adjustment is just made for a drum-boiler operation point, and given a change in the operation point due to several factors that can happen, the system should be adjusted again. In this work it is described the drum-boiler operation, its automation system and control nowadays used for the steam production control, and consequently its problems. The drum-boiler steam production system is mathematically modeled, by a nonlinear system and then, this model is linearized. Both models (linear and nonlinear) are simulated for some plant disturbances, the expected control system performance is defined, a controller is designed for this system through the use of Linear Matrix Inequalities (LMIs), which method guarantees constraints on the controlled system signals. Finally, the linear and nonlinear controlled models are simulated for some plant... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A capacidade de avaliar de forma segura a vida remanescente de componentes que operam na zona de fluência, garantindo a integridade estrutural entre inspeções, tornou-se um fator de extrema importância na operação de caldeiras que já operam há muitos anos, freqüentemente já tendo suplantado a vida de projetos. O superaquecedor da caldeira de CO da REFAP que já opera há 30 anos dentro da zona de fluência, foi avaliado baseado na metodologia proposta no API STD 530 para determinação da sua vida remanescente, com o objetivo de garantir a sua continuidade operacional de forma segura. Foram utilizadas duas abordagens para o tratamento dos dados de temperatura e pressão ao longo dos anos: uma baseada em intervalos de inspeção, e outra, baseada em uma metodologia de árvore de decisões, separando os dados em faixas de temperatura. As duas abordagens foram analisadas e mostraram resultados semelhantes. Com base nos resultados, pode-se afirmar que, respeitadas às condições de projeto, não é esperado que o superaquecedor da caldeira de CO da REFAP venha a falhar por fluência nos próximos anos. / The ability to assess correctly the remaining life of components operating in the creep range, ensuring integrity between inspections intervals, has become a major factor in the operation of boilers that have already been operating for many years, often having already supplanted the design life. The superheater of the CO boiler from REFAP, which has been active for 30 years in the creep range, was assessed based on the methodology proposed in API STD 530 to determine their remaining life, aiming at ensuring operational continuity in a safe way. Two approaches are used for the treatment of temperature and pressure data over the years: one based on inspection intervals, and another based on a methodology of decisiontree, separating the data in temperature ranges. Both approaches were analyzed and showed similar results. Based on the results, it is possible to say that, as long as the design conditions are respected, it is not expected that the superheater of REFAP CO boiler will fail by creep in the coming years.

Orientador: Leonardo Goldstein Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-15T20:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tambellini_Flavio_M.pdf: 4119121 bytes, checksum: a0770ccf83a3b0efbdc8f36389721d75 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O projeto termohidráulico de caldeiras flamotubulares é realizado em geral de maneira empírica. Este trabalho pretende permitir que o cálculo seja feito a partir de equações fundamentais, com ênfase no tratamento da radiação térmica. Para tanto foi feito levantamento e análise da informação disponível e, posteriormente, considerados cada um dos ítens que influem no projeto, como o comprimento da chama, a liberação da energia de combustão e a variação dos parâmetros geométricos, permitindo chegar num projeto otimizado do ponto de vista de atendimento da especificação com um custo mínimo / Abstract: The thermal-hydraulic design of fired tube shell boilers is usually performed in an empirical way. This work proposes a procedure based on fundamental principles, emphasizing the radiation heat transfer. In order to fulfill this premise, the available information was analysed, special consideration being reserved for the itens which most influence the design, as the flame length, the distribution of the energy liberated from the flame and the goemetrical parameters. The procedure wich was developed alowed the design to reach to an optimum in terms of attending the specifications and minimizing costs / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009