Usina Termelétrica – Ciclo Combinado

Autor: Anderson Clayton Batalha

Boa Vista – Roraima

Curso Operador Usina Termelétrica de Ciclo Combinado

Definição

Uma usina termelétrica operando em ciclo combinado pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de um processo que combina a operação de uma turbina à gás, movida pela queima de gás natural ou óleo diesel, diretamente acoplada a um gerador.

Os gases de escape da turbina a gás, devido à temperatura, promovem a transformação da água em vapor para o acionamento de uma turbina a vapor, nas mesmas condições descritas no processo de operação de uma termelétrica convencional. A potência média dessas centrais vem a ser de 300 MW, muito inferior à de uma termelétrica convencional.

Como Funciona

Turbina a Gás:

A expansão dos gases resultantes da queima do combustível (óleo diesel ou gás natural) aciona a turbina a gás, que está diretamente acoplada ao gerador e, desta forma, a potência mecânica é transformada em potência elétrica.

Turbina a Vapor:

O funcionamento é exatamente igual ao descrito para usina termelétrica convencional, porém a transformação da água em vapor é feita com o reaproveitamento do calor dos gases de escape da turbina a gás, na caldeira de recuperação de calor.

Vantagens:

Além das já descritas na seção relativa à usina termelétrica convencional, deve ser ressaltado o rendimento térmico do ciclo combinado, que proporciona a produção de energia elétrica com custos reduzidos.

Falando um pouco mais sobre caldeiras, abordaremos um assunto ao qual muitas vezes é dado pouca atenção, o ciclo de concentração e a taxa de descarga de fundo. Um ponto importante de controle na operação de caldeiras, com foco na longevidade, eficiência e segurança, é a qualidade da água de alimentação e a qualidade da água dentro da própria caldeira. A menos que se tenha um super tratamento por osmose reversa e zero de contaminação do retorno de condensado, a água de alimentação da caldeira sempre apresentará minerais e outras moléculas em sua composição (Si4+, Cl-, Mg2+, Ca2+, Fe2+…), denominados impurezas. Conforme a caldeira gera vapor, teoricamente água pura no estado gasoso, essas impurezas que não evaporam permanecem dentro da caldeira, e com a entrada de mais água e a contínua geração de vapor, sua concentração aumenta. A esse processo dá-se o nome de Ciclo de Concentração e essa “água concentrada” dentro da caldeira, chama-se comumente de “LODO”. Esse processo de concentração é essencial para elevar o pH da água dentro da caldeira, para minimizar o processo de corrosão e evitar incrustação de sílica por passivação, e ajuda a diminuir a quantidade de O2 dissolvido na mesma, que também minimiza o processo de corrosão do vaso de pressão. Durante o processo de concentração, a quantidade de sólidos dissolvidos (TDS, medido em ppm) também aumenta, aumentando assim a condutividade elétrica da água dentro da caldeira. O valor ideal depende do tipo de caldeira e sua operação, mas como parâmetro de referência, para as caldeiras Fogo tubulares comuns, o ideal é trabalhar com a água da caldeira entre 4.000 e 5.000 micros/cm. Quando a caldeira trabalha com condutividade inferior a esse valor, provavelmente o pH também estará baixo. Quando superior, pode ocorrer o problema de arraste de umidade com o vapor, prejudicando a qualidade do vapor e causando problemas como o golpe de aríete. Para corrigir esse parâmetro, pode-se adotar as seguintes ações: Condutividade muito alta: para esse controle realiza-se a purga da caldeira. Essa purga pode ser realizada manualmente ou por válvulas controladas. A quantidade de água a ser eliminada, o tempo de abertura das válvulas e a frequência dependem fortemente das condições de operação do equipamento, do tratamento de água utilizado e da tubulação de purga do equipamento 

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Compreensões relevantes sobre o SEP (Sistema Elétrico de Potência)

O SEP tem se estruturado para atender as leis e órgãos de expansão de energia elétrica e com isso tem obtido pontos positivos de crescimento quanto a distribuição e alcance para regiões mais remotas do Brasil, melhorando o acesso à comunicação, a bens que utilizam energia elétrica e economia local nestas localidades.

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Autor: GIVANILDO FIGUEIREDO DE SOUZA

Terra Santa – Pará

Curso Operador Usina Termelétrica de Ciclo Combinado

Somática Educar

De acordo com CARLETO 2019, p. 9 um Sistema Elétrico de Potência (SEP) é constituído de inúmeros equipamentos para transportar a energia elétrica desde sua geração até sua utilização (área urbana, rural ou industrial).

A leitura sobre a obra coletado traz entendimentos significativos sobre o SEP permitindo-nos compreender que para ser gerar energia elétrica o sistema precisa de uma Usina Geradora que pode ser: hidrelétrica, termoelétrica, eólica ou solar. Sendo que cada uma destas usinas citadas tem suas características de produção. Resumidamente explicamos um pouco sobre cada uma. Usina hidrelétrica mais usada no Brasil, por exemplo, produz sua energia através do represamento das águas dos rios que são propícios ao movimento de suas grandes turbinas mecânico por meio da considerável queda de água, sendo esta uma forma de energia renovável. As termoelétricas por sua vez, geram energia elétrica através da queima de combustíveis, óleo, carvão mineral e gás, produzindo assim energia cinética obtida pela passagem do vapor por suas turbinas transformando potência mecânica em potência elétrica. Energia eólica por meio dos ventos movimentam os grandes aero geradores convertendo energia mecânica em energia elétrica. E painéis solares transformam energia solar (luz solar) também em energia elétrica.

A transmissão de eletricidade acontece desde as usinas, passando pelas subestações de transmissão, que são um conjunto de equipamentos interligados com o objetivo de controlar o fluxo de energia, alterar os níveis de tensão e corrente elétrica, bem como fornecer proteção e comando ao SEP (CARLETO, 2019). Podemos assim dizer que as subestações funcionam como ponto de convergência entre as linhas de transmissão e distribuição de energia. Valendo destacar as principais funções de uma subestação que são: transformação (altera os níveis de tensão adequando-os aos sistemas de transmissão, distribuição e utilização de energia), regulação (ajusta os níveis de tensão atendendo aos limites admissíveis de transmissão e utilização) e chaveamento (comutação é o liga e desliga entre os dispositivos do SEP, de acordo com a necessidade).

Agora sabemos que as subestações distribuem a energia elétrica. Mas antes de chegar até as nossas casas essa corrente elétrica passa por transformadores que diminuem ou aumentam a tensão, nesse caso quando a tensão é elevada os transformadores evitam grandes perdas de energia ao longo do percurso, porém, quando a tensão é diminuída ocorre a distribuição da eletricidade pela cidade.

Para finalizar ressaltamos que o SEP tem se estruturado para atender as leis e órgãos de expansão de energia elétrica e com isso tem obtido pontos positivos de crescimento quanto a distribuição e alcance para regiões mais remotas do Brasil, melhorando o acesso à comunicação, a bens que utilizam energia elétrica e economia local nestas localidades.

Referencias

CARLETO, Nivaldo. Subestações elétricas / Nivaldo Carleto – 2. – Brasília: NT EDITORA 2019.

Sistemas Elétricos de Potência – Sistemas EEL. https://sistemas.eel.usp.br › arquivos › LOB1011

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