Governadores de turbinas a vapor

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Atualmente, turbinas a vapor tem ampla utilização industrial, sendo aplicadas para diversas finalidades.
Governador é um acessório das turbinas destinado ao controle de velocidade das mesmas, sendo responsável por manter a rotação e entrada de vapor constante.
Aqui serão abordados três tipos principais de governadores: os mecânicos, hidráulicos e eletrônicos.

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Governadores de turbinas a vapor

  1. 1. GOVERNADORES: MECÂNICOS, HIDRÁULICOS E ELETRÔNICOS
  2. 2. Departamento de Automação e Sistemas Coordenação de Automação e Controle Industrial Autores: Perácio Contreiras, Tauã Azevedo, Victor Canabrava, Victor Said, Victoria Benvenuto e Yasmin Ferreira Docente: Claudio Reynaldo Salvador 2014
  3. 3. Objetivo;  Introdução;  Definição de uma turbina a vapor;  Tipos de turbina a vapor;  Componentes de uma turbina a vapor;  Definição de governadores;  Tipos de governadores;   Mecânico;  Hidráulico;  Eletrônico. Controle de Velocidade da Turbina a Vapor;  Problemas Operacionais;  Considerações Finais;  Referências. 
  4. 4. Atualmente, turbinas a vapor tem ampla utilização industrial, sendo aplicadas para diversas finalidades. Governador é um acessório das turbinas destinado ao controle de velocidade das mesmas, sendo responsável por manter a rotação e entrada de vapor constante. Aqui serão abordados três tipos principais de governadores: os mecânicos, hidráulicos e eletrônicos.
  5. 5. O objetivo desse trabalho é efetuar uma análise descritiva a respeito dos governadores de turbinas a vapor, no que se refere à compreensão do funcionamento destes. Explanando desde sua definição, aos seus tipos, problemas operacionais e componentes, pretende-se abordá-los de forma a compreender sua aplicação processual e importância para a otimização das Turbinas a Vapor.
  6. 6.  TURBINAS EM GERAL:  Motor Rotativo;  Conversão de energia;  Realizar um trabalho;  Hidráulicas (de água), a vapor ou a gás. Turbina Hidráulica Turbina a vapor Turbina a gás
  7. 7.  TURBINAS A VAPOR:  Conversão de energia do vapor em trabalho mecânico;  Duas etapas:  1 ª Etapa - Energia cinética obtida através dos expansores; Energia do Vapor • Alta Pressão; • Alta Temperatura; • Redução da passagem; Expansores • Aumento da velocidade; • Redução da Energia Cinética temperatura; • Redução da pressão;
  8. 8.  TURBINAS A VAPOR:  2ª Etapa – Energia cinética transformada em trabalho mecânico;  Dois princípios: ação e reação; Princípio da Ação ou Impulsão Princípio da Reação
  9. 9. As turbinas a vapor podem ser classificadas: a) De acordo com a pressão de descarga:   Condensantes: Pressão de descarga < P.atm; Não-condensantes: Pressão de descarga > P.atm. b) De acordo com o fluxo de vapor através da turbina:        Fluxo Direto; Com reaquecimento; Com extração automática; Com extração não automática; Com indução; Com extração-indução; Com fluxo dividido na descarga.
  10. 10. c) Quanto ao princípio de funcionamento:  Turbinas de ação: Estágios Rateau e Curtis;  Turbinas de Reação: Estágio Parsons; Estágio de Parsons da Turbina de Ação Tipos de estágios da Turbina de Reação
  11. 11. d) Quanto ao número de estágios:   Simples; Multiestágios. e) Quanto à direção do fluxo de vapor:   Axial; Radial. f) Quanto a ligação ao equipamento acionado:   Ligação Direta; Ligação Indireta.
  12. 12. Carcaça ou Estator;  Eixo da Turbina;  Rotor;  Expansores;  Palhetas;  Diafragmas;  Mancais;  Válvulas de Controle Admissão;  Válvula de Controle de Extração;  Válvula de Bloqueio Automático. 
  13. 13.  A variação da carga provoca a variação da velocidade do eixo turbina e consequentemente a sua potência;  Governador ou regulador de velocidade: tem a função de manter constante a rotação do eixo da turbina;  Realiza tal função atuando na Válvula de Controle de Admissão;
  14. 14.  São instalados no eixo da turbina;  Aumento de carga – Abertura da Válvula de Controle de Admissão/ Diminuição da carga – Fechamento da Válvula de Controle de Admissão;  Os principais tipos de governadores são: mecânicos ou de massas oscilantes, hidráulicos e eletrônicos.
  15. 15.  MECÂNICO:   Governadores mecânicos são utilizados em moinhos de vento desde o século XVII; James Watt “inventa” o governador de velocidade em 1788. Governador Centrífugo Representação do Governador Centrífugo
  16. 16. Haste Haste Peso Conexão Válvula Peso Eixo
  17. 17.  MECÂNICO:
  18. 18.  HIDRÁULICO:  Possui como elemento primário a bomba de óleo;  Classificam-se anisócrono;  Funcionam de forma compensatória;  Pressão de descarga da bomba é proporcional à velocidade do eixo da turbina. como governadores do tipo
  19. 19.  ELETRÔNICO:  Uma grande vantagem de utilizar circuitos eletrônicos é aumentar a rapidez de resposta e aperfeiçoar a confiabilidade do governador;  Possui três elementos básicos: o transmissor-amplificador, um elemento sensor e um elemento final de correção;  Em caso de uma diferença entre a velocidade definida e a real, cria-se uma diferença de potencial que seja proporcional a essa diferença;  A corrente gerada é amplificada e convertida em sinal hidráulico.
  20. 20.  O sistema de controle de uma turbina a vapor, tem como objetivo manter a variável controlada em seu set point (valor desejado) de forma constante;  A variável controlada é a velocidade;  A vazão de vapor é controlada a partir da abertura ou fechamento da válvula de admissão;
  21. 21.  As condições de vapor admitido e descarregado são constantes, a potência e a velocidade do vapor crescem proporcionalmente à vazão do vapor; W = m (h1 – h2)
  22. 22. a) mantendo-se a abertura da válvula de admissão e variando para menos a potência exigida, a velocidade do vapor irá aumentar por causa do excesso de vapor recebido; b) mantendo-se a abertura da válvula de admissão e aumentando a carga no eixo da turbina, a velocidade do vapor cairá.
  23. 23. A função do governador é resolver os problemas operacionais da turbina, dessa forma, são os problemas secundários que interferem no seu funcionamento, são eles:  Redução drástica ou parada da passagem de vapor pela turbina;  Parada da alimentação do governador;  Falta de óleo.
  24. 24. Ao garantirem o controle de velocidade do eixo, uma das mais importantes variáveis da turbina, os governadores são componentes indispensáveis para que se mantenha o correto funcionamento deste equipamento. Foi possível, com esse trabalho, evidenciar a importância desse componente, além de entender melhor seu funcionamento e quais as suas características. Assim, tendo contemplado todos os pilares básicos para o entendimento deste assunto, espera-se que o objetivo inicial proposto tenha sido atingido e almeja-se ainda que discussões pertinentes possam surgir a partir desta apresentação.
  25. 25.  ANDRADE, Alan Sulato. Máquinas térmicas AT-056. Universidade Federal do Paraná. Disponível em: <http://goo.gl/p75Yva>. Acesso em: 09 fev. 2014.  BALANÇO Pesos Governador; Disponível em <http://goo.gl/kUPI1V>. Acesso em: 14 fev. 2014.  CÉSAR, Evelin. Turbinas a Vapor. Disponível em: <http://goo.gl/pey5Bc>. Acesso em: 12 fev. 2014.  CONTROLE da Potência Ativa e da Frequência. <http://goo.gl/EVnDnN>; Acesso em: 02 fev. 2014.  CHRISTINA, Elaine. Turbinas a vapor. <http://goo.gl/3sWTup>. Acesso em: 09 fev. 2014. Disponível Disponível em em:
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