[pt] Problemas com incrustações em equipamentos são frequentes em
equipamentos de resfriamento de mancais de turbinas hidráulicas e
hidrogeradores, drasticamente comprometendo a sua eficiência de operação.
Pesquisas aplicadas buscam a eficiência térmica dos trocadores de calor por meio
da mitigação do fouling formado nesses equipamentos. Esta dissertação de
mestrado tem por objetivo avaliar a eficácia de uma alternativa tecnológica de
limpeza dos tubos do trocador de calor que faz uso de esferas abrasivas para
mitigar indesejáveis incrustações em trocadores de calor utilizados no
arrefecimento de hidrogeradores. A motivação da pesquisa deu-se no contexto do
projeto de PeD Light-Aneel Ref.: 07/2011, Proposição de solução inovadora
para o sistema de resfriamento dos hidrogeradores da Usina Fontes Nova,
desenvolvido pelo Programa de Pós-graduação em Metrologia da PUC-Rio.
Superando o desafio de oferecer um método de limpeza que evita a raspagem
mecânica e o uso de produtos químicos, o trabalho construiu um equipamento e
validou uma alternativa tecnológica de limpeza, que opera on-line, portanto sem a
necessidade de parada técnica da usina para realizar a manutenção. A metodologia
utilizada fundamenta-se na análise do desempenho hidrodinâmico e térmico do
trocador de calor quando assistido pelo sistema proposto. Dentre os resultados,
destacam-se (i) o caráter prático da alternativa de limpeza proposta, que realiza a
limpeza sem a necessidade de interromper a geração e (ii) o estudo da velocidade
ótima das esferas para assegurar eficácia do processo de desobstrução dos
trocadores. Os resultados favoráveis dos testes de desempenho realizados em
laboratório e no campo consubstanciam a conclusão do trabalho, permitindo
validar a técnica e o protótipo de equipamento construído para ser utilizado nas
condições reais de operação da usina. / [en] Formation and deposit of fouling is a common problem encountered in heat
exchangers, bearings of hydraulic and hydro turbines, drastically reducing their
operation efficiency. Applied research continuously seeks for gains in thermal
efficiency by encouraging fouling mitigation in the internal passages of heat
exchangers. This dissertation aims to evaluate the effectiveness of a technological
alternative for cleaning heat exchanger tubes by the use of abrasive spheres to
mitigate undesirable fouling in heat exchangers used in hydro generators cooling.
The motivation of the research took place in the context of the ReD project Light-
Aneel 07/2011, entitled Innovative solution for fouling mitigation of heat
exchangers used in the cooling system of the Fontes Nova Power Plant, developed
by the postgraduate Metrology Programme of Catholic University of Rio de
Janeiro, financed under a Brazilian government regulated R&D Programme.
Overcoming the challenge of providing a cleaning method that prevents the
mechanical scraping and the use of chemicals, a prototype of an equipment was
built and validated as a technological alternative cleaning tool, which operates
online, therefore without the need to shutdown the power plant to perform the heat
exchanger maintenance. The methodology is based on the analysis of
hydrodynamic and thermal performance of the heat exchanger when assisted by
the envisioned system. Among the results achieved, the work highlights (i) the
practical character of the cleaning alternative proposed, which performs the
cleaning without the need to interrupt the electrical energy generation and (ii) the
study of the optimum speed that must be imposed to the abrasive spheres to ensure
effectiveness of the unclogging process of the exchangers. The favourable results
emerged from the performance tests carried out in the laboratory and in the field
environments substantiate the conclusion of the work, validating the technical
method and the prototype of the equipment to operate in the real conditions of the
power plant.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:26413 |
| Date | 17 May 2016 |
| Creators | VELFE HOLLANDINO DE OLIVEIRA JÚNIOR |
| Contributors | MAURICIO NOGUEIRA FROTA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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