Post on 15-Oct-2015
Sinatub
Caldeiras, Vapor e Gerao de Energias Renovveis Rib i P t J / 2013Renovveis RibeiroPreto,Jun./2013
Eficincia nas Centrais Trmicas das Eficincia nas Centrais Trmicas das Industrias do Setor
Jos Campanari NetoMCE Engenharia e Sistemascampanari@mceprojetos.com.br
TpicosTpicos
Cuidadosparaespecificaodascaldeirasconvencionais.
UtilizaodeCicloRegenerativoE ifi d C ld i T b G d EspecificaodaCaldeiraeTurboGeradorsimultaneamente.
Utilizaodapalhadacana;I li d Bi t l ImplicaesdoBioetanol;
Reduo do Consumo de Vapor Pelo Processo
Exportao de Energia x ConsumoExportaodeEnergiaxConsumoEspecficodeVaporparaoProcessop p p
EXPORTACAO DE ENERGIA x CONSUMO ESPECIFICO DO PROCESSOPOTENCIAL SEM UTILIZACAO DE PONTAS E FOLHASPOTENCIAL SEM UTILIZACAO DE PONTAS E FOLHAS
CICLO EM 67 kgf/cm2g - 520C
500.000
400.000
450.000
300.000
350.000
D
A
(
M
W
h
)
225 kgv/TC300 kgv /TC
200.000
250.000
N
E
R
G
I
A
V
E
N
D
I
D
350 kgv / TC400 kgv / TC450 kgv / TC500 kgv / TC
100.000
150.000
E
0
50.000
500.000 1.000.000 1.500.000 2.000.000 2.500.000 3.000.000 3.500.000 4.000.000500.000 1.000.000 1.500.000 2.000.000 2.500.000 3.000.000 3.500.000 4.000.000MOAGEM ANUAL (TCS)
Ciclos Regenerativos
Ciclo Rankine convencionalCicloRankineconvencional
Ciclo Rankine com RegenerativoCicloRankinecomRegenerativo
96.625 kg/h Gerador 0,96
100 kgf/cm2a Redutor 0,975530 C Condensao 0,828
1aExtr 0,4682a Extr 0,71
EficinciasVapovivo
2aExtr 0,71
39.214 kg/h50 % 21.846 kW
PotnciaLiquidaConsumodeBagao
25 2,5 kgf/cm2a 0,12 kgf/cm2a 12049,4 C
200 CTemp.guadeAlim.
2aExtrP Vcuo
215 21,5 kgf/cm2a
9.870 kg/h 75.000 kg/h 750011.212 kg/h 125,7 C215,3 C
1aExtrP
1aextrao
Condensado2aextrao
4.041 kg/hVaporpDesaerador
Condensda2aExtraao
5.829 kg/h
kg/h15 C
90 C
Makeup
TempCondapsReg
Vazo Total Necessria de Vapor 96 081 kg/hgua desaerada VazoTotalNecessriadeVapor 96.081 kg/h100.000 kg/h125 C
2,4641
0,5571
kgvapor/kgbagao
kW/Kgbagao
guadesaerada
Aspectos Relacionados com a Caldeira Aspectos Relacionados com a Caldeira em Ciclos Regenerativos
Equao bsica para caldeiraEquao bsica para caldeira
Qbagao * PCi * cald = Q vapor * (hv-ta)bagao i cald vapor ( v a)
Qvapor = ( PCi * cald) / ( hv- ta )
P d E fi d V ld iProduo Especfica de Vapor para caldeiras convencionais [kgvapor/kgbagao] x Temp gua
da caldeira 84,5 %
P d E fi d V ld iProduo Especfica de Vapor para caldeiras convencionais [kgvapor/kgbagao] x Temp gua
y=0,0036x+1,82332,55
2,6
2,4
2,45
2,5
2,3
2,35
2,4
2 15
2,2
2,25
2,1580 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210
da caldeira 87,5 %
PRESSO DE OPERAO 65 kgf/cm2TEMPERATURA DO VAPOR 520 CNUMERO DE PAREDES DE GUA 4TEMPERATURA CONSIDERADA PARA O AR AMBIENTE 30 C
97 14,7170
CO2Tem. do gs
520Temp. do vapor
bagao50
Eficiencia ao PciEficiencia ao Pci
85,51 %
65 105
PRODUO DE VAPOR t/h
Presso do vapor Temp. gua alim.
200PRODUO DE VAPOR t/hCONSUMO DE BAGAO kg/hEXCESSO DE AR %CONSUMO ESPECFICO DE BAGAO kgv /kgb2,14
20093.66635,47
PRESSO DE OPERAO 65 kgf/cm2TEMPERATURA DO VAPOR 520 CNUMERO DE PAREDES DE GUA 4TEMPERATURA CONSIDERADA PARA O AR AMBIENTE 30 C30
97 14,7170
CO2Tem. do gs
520Temp. do vapor
bagao50
Efi i i P iEficiencia ao Pci
85,52 %
65 180
PRODUO DE VAPOR t/h
Presso do vapor Temp. gua alim.
223PRODUO DE VAPOR t/hCONSUMO DE BAGAO kg/hEXCESSO DE AR %CONSUMO ESPECFICO DE BAGAO kgv /kgb2,38
22393.56935,47
CONVENCIONAL COM CICLO REG.CO C O CO C C O G
PRESSO DO VAPOR (kgf/cm) 67,00 67,00TEMPERATURA ( C ) 520 520CAPACIDADE NOMINAL (kgv/h) 200.000 200.000CAPACIDADE REAL (kgv/h) 200.000 200.000NMERO PAREDES D'AGUA 4 4NMERO PAREDES D'AGUA........... 4 4
BAGAO
UMIDADE % BAGAO ( % ) 50,00 50,00UMIDADE % BAGAO ( % ) 50,00 50,00POL % BAGAO ( % ) 1,75 1,75PCs ( kcal/kg ) 2.277 2.277PCi ( kcal/kg ) 1.802 1.802
793,15 793,15
GASES68 68
% CO2 ( % ) 14,70 14,70% CO ( % ) 0,01 0,01% O2 ( % ) 5,00 5,00% N2 ( % ) 80,29 80,29% N2 ( % ) 80,29 80,29TEMPERATURA GS ( C ) 180 180
RESULTADOS
PCS (kcal/kgb) 2.277 2.277PESO GAS SECO (kg/kgb) 4,02 4,02PESO AR SECO REAL (kg/kgb) 3,84 3,84PESO AR TERICO (kg/kgb) 2,82 2,82EXCESSO DE AR ( % ) 36,32 36,32ENERGIA SADA CALDEIRA (MBTU/h) 655 90 655 90ENERGIA SADA CALDEIRA.............. (MBTU/h) 655,90 655,90
CLIENTE: FOLHA N-*01/02MCE Engenharia e Sistemas
PERDAS #DIV/0! 678,66 #DIV/0! 678,66 #DIV/0!
PERDA GASES SECOS (kcal/kg) 147,45 147,45PERDA NO QUEIMADOS (kcal/kg) 56,93 56,93PERDA UMIDADE BAGAO (kcal/kg) 325 83 325 83PERDA UMIDADE BAGAO (kcal/kg) 325,83 325,83PERDA GUA FORMADA (kcal/kg) 186,34 186,34PERDA UMIDADE AR (kcal/kg) 3,48 3,48PERDA CO (kcal/kg) 0,89 0,89PERDA RADIAO (kcal/kg) 5,85 5,85PERDA INDETERMINADA (kcal/kg) 22,77 22,77
EFICINCIA ( % PCS ) 67,09 67,09EFICINCIA ( % PCi ) 84,77 84,77
TEMP. DA GUA DE ALIM ( C ) 105 180CONSUMO DE BAGAO ( kg/h ) 94 454 84 635CONSUMO DE BAGAO ( kg/h ) 94.454 84.635
SELEO DO IDF E FDF
VENTILADOR DE AR PRIMRIO ( FDF)
TEMP. AMBIENTE ( oC ) 30 30ALTITUDE LOCAL ( m ) 500 500PRESSO BAROMTRICA (mmHg ) 716,04 716,04VAZO EM MASSA ( kg/h ) 363.103 325.357VAZO VOLUMTRICA ( m3/h ) 330.816 296.427
EXAUSTOR (IDF)
TEMPERATURA DOS GASES.......... (oC ) 180 180VAZO EM MASSA................. ( kg/h ) 457.556 409.993VAZO VOLUMTRICA.............. ( m3/h ) 657.713 589.343VAZO VOLUMTRICA.............. ( )
DADOS PARA SELEO:
OVER FIRE kg/h 83.514 74.832
FDF kg/h 334.054 299.329g
IDF kg/h 526.190 471.492
CLIENTE: FOLHA N-*02/02MCE Engenharia e Sistemas
Partes de uma Caldeira que sofrem modificaes quando aplicamos o ciclo regenerativoaplicamos o ciclo regenerativo
Partes da Caldeira a serem modificadas Quando Aplicamos o ciclo regenerativo em caldeira Aplicamos o ciclo regenerativo em caldeira
convencional
Internosdobalodevapor Superaquecedor PreArPreAr Economizador
Queima de mistura bagao / Palha
Cuidados para Caldeiras Convencionais queimando mistura de bagao com palha.
P l i d l i d j d bPelosurgimentodeelementosindesejadosnobagao,taiscomoSeCl,bemcomopelaquantidadecrescentede impurezas inorgnicas no recomendamosdeimpurezasinorgnicas,norecomendamosespecificarcaldeirasnovascomeficinciatrmicaacima de 84,5% ao PCi.acimade84,5%aoPCi.Naverdadeestamoslimitandoatemperaturanasadados gases da caldeira em 180 C, de modo a reduzir odosgasesdacaldeiraem180 C,demodoareduziroefeitocorrosivodacondensaodosgases.Isso passa a ser importante no balano de massa eIssopassaaserimportantenobalanodemassaeenergia,poisaumentaoconsumodebagaopelascaldeiras.
Seleo Simultnea da Caldeira e Turbo GeradorSeleoSimultneadaCaldeiraeTurboGerador
Quandodaseleodeumciclotrmicocomaaplicaodetrocadoresregenerativos,tornasep gimperativoqueacaldeiraeoconjuntoturbogerador sejam selecionados simultaneamentegeradorsejamselecionadossimultaneamente,poisaofatores:1Temperaturadaguadealimentao; 2 Sangrias de vapor da turbina;alimentao;2Sangriasdevapordaturbina;
Irointerferirnodimensionamentoeseleodosdoisequipamentos.
Produo de lcool de 2 Gerao
Conceitualmente o processo da produo doetanol de segunda gerao, prev a hidrolisecida diluda de matrias ligno-celulsicas, emsolvente aquo-orgnico.Os resultados das pesquisas apontam que Os resultados das pesquisas apontam que possvel chegar a at 149,3 l de bioetanol portonelada de bagao.tonelada de bagao.Somente fermentando as hexoses foramproduzidos aproximadamente 100 l/tb, essaquantidade tende a aumentar devido acapacidade de fermentar as pentoses.
Ponderaes em QuestoPonderaes em Questo
As caldeiras devero sofrer modificaes para permitir queimar a mistura bagao lignina;
Necessidade de processos de produo de acar e lcool, com menor consumo especfico de vapor;
Custo do bagao e custo da recuperao de palha; Preo da Energia Eltrica Preo da Energia Eltrica
COMPOSIODASFIBRASDOBAGAO
%EMMASSADOBAGAOSECO PCsCOMPONENTE [%] [Kcal/kg]
Celulose 43 9 4 066Celulose 43,9 4.066Hemicelulose 26,9 4.186Lignina 21,5 4.808
Obrigado