produção combinada de energia eléctrica e térmica...
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Produção CombinadaProdução Combinada dede Energia EléctricaEnergia Eléctrica eeTérmica na IndústriaTérmica na Indústria -- Cogeração Cogeração
Uma Vantagem Competitiva ou NãoUma Vantagem Competitiva ou Não??
Departamento de Engenharia QuímicaFaculdade de Engenharia do Porto
Manuel Álvaro Neto CoelhoAveiro, 28 de Novembro de 2002
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AvaliaçãoAvaliação
Vantagem competitivaVantagem competitiva
ConcepçãoConcepção
-Desenvolvimentodo Projecto
-Execução
-Operação daInstalação
Integração Integração energécticaenergéctica
LegislaçãoLegislação
Factores Factores ConjunturaisConjunturais
Produção deEnergia Térmica
Produção deEnergia Eléctrica
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Concepção do Sistema
qq Relação entre energia térmicaRelação entre energia térmica ee energia eléctricaenergia eléctrica ;; ExemploExemplo de de Topping cycle e Bottoming cycleTopping cycle e Bottoming cycle
qq PrevisãoPrevisão dasdas variaçõesvariações dede consumoconsumo dede energia eléctricaenergia eléctrica eetérmicatérmica
qq FontesFontes dede energiaenergia
qq AplicaçãoAplicação dede legislaçãolegislação
qq Tecnologias disponíveisTecnologias disponíveis: Cheng Cycle;: Cheng Cycle; AeroderivativeAeroderivative TurbinesTurbines
qq Integração energéticaIntegração energética ee sua interacçãosua interacção com ocom o sistemasistema dedecogeraçãocogeração
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Heat / Power ratio
0
5
10
15
Energia Térmica (v.s.)
Caldeira+
Turbinade
contrapressão
TurbinaTurbina Gas +Gas + CaldeiraCaldeira dede recuperaçãorecuperaçãoMotor Diesel +Motor Diesel + CaldeiraCaldeira dede recuperaçãorecuperação
Turbina a gás+
Pós Combustão
Motor Diesel +Motor Diesel + Pós CombustãoPós Combustão
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0
5
10
15
20
25
0 4 8 12 16 20 24
Time (hr)
Ste
am d
eman
d (
ton
/hr)
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Boiler
Diesel Engine
H.R.B.
Boiler
Diesel EngineH.R.B. (supplementary
fired)
Scheme 1
Scheme 2
Scheme 3
2.5Mw
26 ton/hr
5.6 MWE.E.G.
3 ton/hr
17 ton/hr
5.6 Mw24 ton/hr
Steam Turbine
E.E.G.
Fuel (H.F.O)
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Motor Diesel +Motor Diesel + PósPós--combustãocombustão
40
100
134
117.5
Motor Diesel Pós Combustão
16
Vapor
3.5Perdas deCombustão
Ser.Aux.
12
36
Gás deescapeArref.ar
8.6
Vent.Alternador1.6
Radiação1.8
EficiênciaEficiência 85%85%
Potência Eléctrica
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Topping cycle+Topping cycle+pós combustãopós combustão
117.5
Pós Combustão
3.5Perdas deCombustão
EficiênciaEficiência 85%85%
16
Fuel134
Vapor
Potência Eléctrica
40 / 30
100
Motor Diesel/Turbina
36 / 46
Gás deescape
1212--15% O15% O22
NOx
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Especificações para o Desenho do Sistema
qq FlexibilidadeFlexibilidade dodo sistemasistema
qq OO sistemasistema tem atem a capacidadecapacidade dede operar isolado da rede operar isolado da rede
qq OO sistemasistema dede produçãoprodução de vaporde vapor pode operar pode operar
independentementeindependentemente dasdas condiçõescondições dede operaçãooperação dodo sistemasistema dede
produçãoprodução dede energia eléctrica energia eléctrica
qq GarantirGarantir aa operacionalidadeoperacionalidade dodo sistemasistema com acom a variaçãovariação dodo
consumoconsumo de vaporde vapor
qq MinimizarMinimizar aa emissãoemissão dede NoxNox no gas deno gas de exaustãoexaustão
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0
20
40
60
80
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Prod. vapor (%)
Efi
ciên
cia
(%)
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0
50
100
150
200
250
0 20 40 60 80 100
Prod. Vapor (%)
Co
ns.
Esp
. Eq
.(g
/kw
h)
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0
1000
2000
3000
4000
5000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Steam generation (%)
Nox
(m
g /n
m3
8% O
2)
Supplementary firing
Heat recovery
NOx emissions in the boiler exhaust
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Conclusões
q A fase de concepção e integração energética do sistema decogeração com o processo produtivo é vital
q Só elevadas eficiências energéticas dos sistemas garantem asua competitividade
q A redução das emissões por unidade de energia gerada é um factor determinante
q A cogeração constitui uma vantagem competitiva pouco sensível a condições conjunturais Ü eficiência global dos sistemas for elevadaÜ aproveitamento máximo da energia térmica- factor determinante
nos sistemas de turbina a gas
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