Gv 11 cogeração

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Gv 11 cogeração

  1. 1. Tecnologias Comercializadaspara Cogeração de Energia
  2. 2. DefiniçãoCogeração é a produção combinadade energia térmica eelétrica/mecânica a partir de ummesmo combustível.
  3. 3. Sistema de Cogeração TipoToppingVapor para oprocessoVaporCombustívelÁguaWtCaldeiraTurbina
  4. 4. Vapor parao processoVaporCombustívelÁguaCaldeiraTurbinaSistema de Cogeração TipoBottoming
  5. 5. BombaPara ogeradorAltapressãoCaldeiraCondensadorTurbinaCiclo Rankine Convencional – produção deenergia elétrica (Não é cogeração)
  6. 6. AltapressãoCondensadodo processo(Baixa P/T)Vapor para oprocessoBombaPara ogeradorCaldeiraCondensadorTurbinaCiclo Rankine com CogeraçãoLiquido –alta PVapor d´agua
  7. 7. Compressor TurbinacombustívelArgases de saídaPara o geradorCâmara de combustãoCiclo Brayton (Turbina a gás)Compressorde arTurbina a gásGases quentes daCâmara deCombustão – AltaP/TAr – altaP/T
  8. 8. Compressor TurbinaPara ogeradorÁgua de alimentaçãoVapor p/ oprocessoexaustãogases de saídaArcombustívelCâmara de combustãoCaldeira deRecuperaçãoCiclo Brayton com CogeraçãoCompressor de arTurbina a gás
  9. 9. combustívelC TGPara ogeradorVapor p/ oprocessoVapor para ocondensador(se necessário)Para ogeradorÁgua de alimentação ExaustãoGases deexaustãoArc.c.Caldeira derecuperaçãoar Turbina avaporCiclo Combinado
  10. 10. Rendimentos TípicosCicloOtto ouDieselRankine Brayton CombinadoTermelétrico 40 a 46% 30 a 35% 35 a 45% 57%Cogeração(en. térm/elétrica)62% 50% 70 a 75% 70 a 75%
  11. 11. Geração Descentralizada -CogeraçãoVantagensTecnologias comercializadas no país.Combustível e equipamento nacionais.Vantagens ambientais (substituição de outroscombustíveis fósseis e grandes hidrelétricas).Cogeração – processo mais eficiente (produçãosimultânea de calor e energia elétrica).Elevado potencial para geração de energia combiomassa no país.
  12. 12. Cogeração com Bagaço de Cana• Usinas brasileiras: todas as necessidades energéticas supridas comresíduos de biomassa (bagaço de cana de açúcar).• Grande quantidade debagaço produzido (30%da cana de açúcarmoída)• 2000-2002 - Momentoadequado para substituiras tecnologiasineficientes em uso:equipamentos existentedesde o princípio doProálcool (há 30 anos);final da vida útil.Bagaço
  13. 13. Cogeração com Bagaço deCana• Potencial enorme paratecnologias mais eficientes:• cerca de 4.000 MW deeletricidade excedente.• 5% da capacidade instaladabrasileira de energia.• Tecnologia eficientecomercialmente disponível nopaís (caldeiras de pressão maiselevada, etc).• Nova legislação para incentivaras fontes de energia renováveispara geração de eletricidade(PROINFA).
  14. 14. Tecnologias para geração deenergiaCaldeiras de baixa pressão /turbinas de contra pressãoCaldeiras de alta pressão /turbinas de extração-condensaçãoGaseificação
  15. 15. Setor SucroalcooleiroCaldeirasde21 bar – 300ºCPara Processo 1,5 barAcionamentosMulti-estágioGeradoresMulti-estágioSubstituição dos acionamentos mecânicos do preparo eda moenda por turbinas de múltiplo estágios.Adicional para exportação até 10 kWh/tcCusto estimativo da implantação sem aquisição decaldeira R$ 650 / kW adicional instalado em geração deenergia elétricaConsumo de vapor de processo500 kg/tcSobra de bagaço ~ igual a atual.
  16. 16. Caldeirasde42 bar – 400ºCPara Processo 1,5 barAcionamentosMulti-estágioGeradoresMulti-estágioUtilização de todo o vapor vivo em 42 barUtilização de toda a geração de energia elétrica em 42 barSubstituição dos acionamentos mecânicos do preparo e damoenda por turbinas de múltiplo estágios em 42 bar / motoreselétricosAdicional para exportação até 20 kWh/tcCusto estimativo da implantação com aquisição de caldeira R$1 100 /kW instalado em geração de energia elétricaConsumo de vapor de processo500 kg/tcSobra de bagaço ~ igual a atual.Setor Sucroalcooleiro
  17. 17. Setor SucroalcooleiroUtilização de todo vapor em 60 barUtilização de toda a geração de energiaelétrica 60 barSubstituição dos acionamentos mecânicos dopreparo e da moenda por turbinas de múltiploestágios (ME) em 21 bar.Adicional para exportação até 30 kWh/tcCusto estimativo da implantação comaquisição de caldeira R$ 1 500 / kW instaladoem geração de energia elétricaCaldeirasde60 bar – 450ºCPara Processo 1,5 barAcionamentosMulti-estágioGeradoresMulti-estágio21 barConsumo de vapor de processo500 kg/tcSobra de bagaço ~ igual a atual.
  18. 18. Caldeirasde60 bar – 450ºCPara Processo 1,5 barGeradoresMulti-estágioConsumo de vapor de processo500 kg/tcSobra de bagaço ~ igual a atual.Utilização de todo vapor em 60 barUtilização de toda a geração de energia elétrica 60bar com turbina de contrapressãoSubstituição dos acionamentos mecânicos dopreparo e da moenda por motores elétricos ehidráulicos.Adicional para exportação até 40 kWh/tcCusto estimativo da implantação com aquisição decaldeira R$ 2 000 / kW instalado em geração deenergia elétricaSetor Sucroalcooleiro
  19. 19. Utilização de todo vapor em 80 barUtilização de toda a geração de energiaelétrica 80 bar com turbina de extração econdensaçãoSubstituição dos acionamentos mecânicosdo preparo e da moenda por turbinas demúltiplo estágios em 21 bar.Adicional para exportação até 126 kWh/tcCusto estimativo da implantação comaquisição de caldeira R$ 2 500 / kWinstalado e geração de energia elétricaCaldeirasde80 bar – 480ºCPara Processo 1,5 barAcionamentosMulti-estágioGeradoresMulti-estágio21 barPara o Condensador0,11 bar absolutoConsumo de vapor de processo340 kg/tcNecessita combustível adicional (todo obagaço + 40 % de palha com 15%Umidade)Geração de energia elétrica 7 450h/anoSetor Sucroalcooleiro
  20. 20. Caldeira (63 bar / 480ºC) – Usina SantaAdélia
  21. 21. Pilha de bagaço – Usina Santa Adélia
  22. 22. Emissões em Caldeiras aBiomassaRecomendação da CETESB 120 0,5Caldeiras monitoradas pela CETESB 150 0,6Caldeiras com multiciclone 500 2,00Caldeiras sem retentor de fuligem 4000 a 6000 15 a 25Emissões departiculados(mg/Nm3)Condições de operaçãoQuantidade emitida departiculados por tonelada debagaço queimado (50% umid.)Poluentes kg/t de bagaçoSO2 0NOx 0,6CH4 0CO 0Particulados 0,6Emissões nas caldeiras de bagaçoFonte: Coelho, 1999
  23. 23. Limites de emissão para caldeiras abagaço de canaFonte: Resolução CONAMA 382/2006

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