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Previous issue date: 2016-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Seeking to meet the electricity demand in Brazil, power plants, industries and businesses
showed an increase in consumption of natural gas by 17.5% between 2013 and 2014
(RESENHA ENERGÉTICA BRASILEIRA, 2015). Most of these facilities use generators
for electricity through natural gas. Such groups are formed generally by a Diesel engine
coupled to an electric generator. The engines of these groups may be classified as aspirated
or turbocharged. It is known, moreover, that the gaseous emissions generated by the Diesel
engine, make replaced by clean fuels such as natural gas, an attractive alternative.
Converstion of Diesel engines for the Otto cycle, may be an option for generating
electricity from natural gas, mainly because it is a low cost compared to the price of gas
gensets technology. However, in turbocharged engines converted to natural gas, are
identified during operations, temperatures higher than those allowed in the turbine,
limiting thus the possibility of reaching the rated power of these motors. The use, however,
a heat exchanger gives rise to a Diesel engine converted to Otto cycle work without
restriction in all its power domain. This paper examines the issues related to the choice of
a heat exchanger, construction, installation and the results of its operation in a motor
Perkins turbocharged converted to Otto cycle for natural gas. In performance tests, we
used a hydraulic dynamometer, with a maximum of 500 hp capacity. All tests were
performed with the rotation set at 1800 RPM, for all powers of labor, including the original
maximum power that had diesel, stand-by time of 153 cv (112.4 kW). The maximum
thermal efficieny of the engine was 39.1 % for 153 cv power. The NOx and CO levels,
were, respectively, 348 ppm and 3.48 % when the engine is operated at power of 153 cv.
The effectiveness of the introduced heat exchanger ranged between 33 and 33.7 %. / Buscando suprir a demanda de energia elétrica no Brasil, as termelétricas, indústrias e
estabelecimentos comerciais apresentaram um aumento no consumo de gás natural de 17,5%
entre 2013 e 2014 (RESENHA ENERGÉTICA BRASILEIRA, 2015). A maioria dessas
instalações utilizam grupos geradores para obter energia elétrica. Tais grupos são formados,
geralmente, por um motor Diesel acoplado a um gerador elétrico. Os motores desses grupos,
podem ser classificados como aspirados ou turboalimentados. Sabe-se, por outro lado, que os
níveis de emissões gasosas geradas pela combustão do diesel, torna sua substituição por
combustíveis não poluentes, como o gás natural, uma alternativa atrativa. A conversão dos
motores Diesel para o ciclo Otto (Ottolização), pode ser uma opção para a geração de energia
elétrica a partir do gás natural, sobretudo, por ser uma tecnologia de baixo custo frente aos
preços dos grupos geradores a gás. No entanto, nos motores turboalimentados convertidos para
gás natural, são identificadas, durante suas operações, temperaturas superiores àquelas
permitidas na turbina, limitando, desta forma, a possibilidade de se chegar às potências
nominais desses motores. O uso, todavia, de um trocador de calor dá margem para que um
motor Diesel ottolizado funcione, sem restrições, em todo seu domínio de potência. Este
trabalho examina os aspectos relacionados à escolha de um trocador de calor, sua construção,
instalação e os resultados de seu funcionamento em um motor Perkins turboalimentado
Ottolizado para gás natural. Nos testes de desempenho, utilizou-se um dinamômetro hidráulico,
com capacidade máxima de 500 cv. Todos os ensaios foram feitos com a rotação fixada em
1800 RPM, para todas as potências de trabalho, inclusive a potência máxima original que se
tinha com diesel, em stand-by, de 153 cv (112,4 kW). O máximo rendimento térmico do motor
foi de 39,1 % para a potência de 153 cv. Os níveis de NOx e de CO, ficaram, respectivamente,
em 348 ppm e 3,48 % quando o motor operava na potência de 153 cv. A efetividade do trocador
de calor introduzido variou de 33 a 33,7 %.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/8980 |
| Date | 17 February 2016 |
| Creators | Alves, André Felipe Alves |
| Contributors | Jaguaribe , Emerson de Freitas |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, Brasil, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 3562149281793654633, 600, 600, 600, 600, 5792267035407506340, -6956026795191561793, 3590462550136975366 |
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