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Title: Estudo das inovações na área da turbina a gás
Authors: Freire Neto, Inácio Araújo
Keywords: Gas Turbine;efficiency;energy;technological innovations;Turbinas a gás;rendimento;energia;inovações tecnológicas
Issue Date: 14-Dec-2018
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: FREIRE NETO,Inácio Araújo. Estudo das inovações na área da turbina a gás. 2018. 70f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: A crise energética ocorrida nos anos 90, no Brasil, abriu os olhos da nação para a necessidade de procurar por novas fontes de energia e processos que fossem mais rentáveis economicamente e no âmbito ambiental. Para que se mudasse a forma como a energia era produzida e distribuída, muitas pesquisas foram feitas em diversas áreas, sendo a de turbina a gás uma das quais recebeu maior foco de atenção nos últimos anos. Nesse sentido, têm sido desenvolvidos e implantados, nas últimas décadas, ciclos combinados com base no ciclo de Brayton e ciclos regenerativos que permitem uma melhor utilização das turbinas a gás, aumentando seu rendimento para valores acima de 50%. Além disso, têm tem sido produzidas classes de turbinas a gás (E, F e H) com inovações que permitem a obtenção de rendimentos ainda melhores, sendo a classe H capaz de obter potências de até 400 megawatts para geração de energia. Este trabalho tem como objetivo apresentar as inovações que foram feitas nas turbinas a gás nos últimos anos, além de mostrar um estudo detalhado de cada componente que constitui a turbina a gás e como a mesma pode ser utilizada para a geração de energia limpa e sustentável, chamando atenção para o processo de cogeração de turbinas, que permite um maior aproveitamento da energia térmica no processo. No presente trabalho, é mostrado também um caso de aplicação de turbina a gás num FPSO (Floating Production Storage and Offloading), mostrando como as turbinas devem ser dimensionadas num caso real e as potências operadas pela mesma. Também são enfocadas as turbinas de hidrogênio, que estão apresentando cerca de 3-5% de melhoria em ciclos combinados, as turbinas avançadas de combustão, ciclos de energias supercríticas, além de serem comentadas as tecnologias de fabricação aditiva de impressão 3D, que têm ganhado destaque no mercado por permitir a realização de projetos de turbinas digitalizados e a sua fabricação com objetivos funcionais. Por fim, fez-se uma avaliação econômica das turbinas de classe E, F e H, mostrando o desempenho econômico de cada uma delas.Ao final do estudo presente no trabalho percebeu-se que as turbinas a gás de classe H apresentaram rendimentos bem mais elevados que as de classe F em nível de geração de energia além de terem uma economia de combustível maior.
Abstract: The energy crisis that occurred in Brazil in the 1990s has opened the nation's eyes to the need of searching for new sources of energy and processes that were more economically and environmentally profitable. In order to change the way energy was distributed, researches were made in several areas, the one of the gas turbine being one of those which received a greater research focus over the years. For the focus of the gas turbine, it has been developed in the past decades, combined cycles based on the Brayton cycle and regenerative cycles that allow a better use of the gas turbines increasing their yield to values above 50%, besides these cycles, it has been developed classes of gas turbines (E, F and H) which allow the turbine to obtain even better yields, the class H being able to obtain power of 400 MegaWatts for power generation. This essay aims to show the innovations that have been made in the gas turbines in recent years, as well as to show a detailed study of each component that constitutes the gas turbine and how it can be used to generate clean and sustainable energy, calling attention to the process of cogeneration of turbines, which allows a greater use of thermal energy in the process. In the present work it was also shown a case of the gas turbine application in a FPSO (Floating Production Storage and Offloading) showing how the turbines should be dimensioned in a real case and the powers operated by it. In this essay we also focused on the hydrogen turbines that are presenting about 3-5% improvement in combined cycles, the advanced combustion turbines, cycles of supercritical energies, besides commenting on the additive manufacturing 3D printing technologies that has gained prominence in the market that allow the operator to create projects of digitized turbines and turn them into really functional objects. Finally, an economic evaluation of the class E, F and H turbines has been made, showing the economic performance of each one of them.At the end of this study, it was noticed that class H turbines show a better efficiency than class F turbines in power generation and fuel cost.
URI: http://monografias.ufrn.br/jspui/handle/123456789/7926
Other Identifiers: 2010050754
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