Análise energética da capacidade de geração de energia de uma indústria de celulose em  ciclo combinado para diferentes níveis de produção

No presente trabalho foi realizada uma análise energética da capacidade de geração de energia em uma indústria de celulose, para diferentes patamares de produção da unidade, de forma a observar a influência da produção no rendimento do sistema de geração de energia. O objetivo principal do trabalho, é analisar o quanto a redução de produção da fábrica implica na potência térmica proveniente das caldeiras e, consequentemente, na produção de energia pelas turbinas a vapor. A análise foi realizada por meio de balanço de massa e energia, utilizando a primeira Lei da Termodinâmica, a partir de dados reais extraídos do processo, para três casos distintos. No primeiro caso, a fábrica permanece operando com 100% de capacidade produtiva, ou seja, capacidade nominal. No segundo caso, a fábrica reduz sua operação a 65% de sua capacidade nominal. No terceiro caso, a unidade mantém sua operação a 65% de capacidade, mas com a diferença de estar com uma turbina fora de operação, de forma a concentrar todo o vapor produzido em apenas duas máquinas. Em todos os casos observados, a unidade fabril foi mantida a operação em paridade térmica. De acordo com os dados estudados e os cálculos realizados, quando comparado os resultados do caso um para o caso dois e três é possível observar uma redução de 25% da potência proveniente das caldeiras e uma redução de 30% na geração de energia pelas turbinas a vapor. Além disso, foi possível observar uma piora no consumo específico de vapor por megawatt de energia gerado, passando de 9,23 toneladas de vapor/MW para o caso um, para 10,44 e 9,97 toneladas de vapor/MW para os casos dois e três, respectivamente. Como última análise é levado em consideração, os rendimentos individuais de cada turbogerador e comparando - os as consequências de redução de produção para uma turbina a gás e uma turbina a vapor. Dessa forma foi possível concluir que a variação de produção de uma unidade tem grande influência no sistema de geração de energia proveniente das turbinas a vapor.

Resumo (inglês)

In this work was done an energetic study in a pulp industry. The idea is to get to know how does the range of the production induces the capacity os power generation from the turbines. For doing this test it was necessary to get back to literature and do the analyse from mass and energy balance from the first low of thermodynamics. All the data necessary for doing the word were real numbers from the process. For that were tested three different cases, the first scenario the plant was working with 100% of the capacity of production, the second scenario because of an a company strategic the rhythm got down to 65% of the capacity and the third scenario the plant still working with 65% of the capacity but they decided to put in stand by one of the turbines to see how the process were going to respond. For all those scenarios the plant still always working in thermal parity. According with the cases and the data studied when the results from scenario one two the case two and three it is possible to see a shrinkage of 25% of thermal power from the boilers and also 30% of the steam turbines electric generation. Other statistic that also shows that the process got worse with the changes in the production of the factory was specific steam consumption per megawatt generated in the turbines the result for the first scenario was 9,23 steam ton/MW while for the second and the third were 10,44 and 9,97 steam ton/MW respectively. The last work done was to compare the output from all the steam turbines and see how they worked at the differences scenarios and also to compare the results of the energy generated from steam turbines and gas turbines. In this way was possible to imply that the changes in the range of the production will turn over at to the energy generated system that come from the steam turbine.

Palavras-chave

Celulose Energia elétrica - Consumo Turbinas a vapor

Idioma

Português

Citação

ZUCULO, Luiz Henrique. Análise energética da capacidade de geração de energia de uma industria de celulose em ciclo combinado para diferentes níveis de produção. Orientador: José Antonio Perrella Balestieri. 2019. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2019.