Usina de Ciclo Combinado

Páginas: 12 (2927 palavras) Publicado: 7 de agosto de 2013
Ciclos Combinados de Potência e de Refrigeração
Existem muitas situações onde é desejável combinar dois ciclos, tanto os de potência como os de refrigeração, em série. Por exemplo: estes ciclos são muito utilizados quando a diferença entre as temperaturas máxima e mínima do ciclo é grande ou quando se deseja “recuperar” calor num processo ( o objetivo dessa operação é aumentar a eficiênciatérmica do processo). A fig. 11.39 mostra um ciclo combinado de potência, conhecido como ciclo binário, que opera com um circuito de água e outro de mercúrio. A vantagem dessa associação é que o mercúrio apresenta pressões de vapores menores do que as da água e assim é possível que o processo de mudança de fase do mercúrio ocorra numa temperatura alta, mais alta que a critica da água, e numa pressãomoderada. O condensador de mercúrio se comporta como um reservatório térmico para o ciclo d’água. Assim os dois ciclos são casados pela escolha correta de variáveis operacionais e o ciclo combinado pode apresentar alta eficiência térmica. As pressões de saturação e as temperaturas para um ciclo combinado água- mercúrio típicos estão mostradas no diagrama T- s apresentado na figura abaixo.
Um outrotipo de ciclo combinado, que tem recebido muita atenção ultimamente, é o baseado na utilização do “calor perdido” na exaustão da turbina a gás do ciclo Brayton ( ou de outro motor, como o diesel) como fonte térmica para um ciclo de potência a vapor d’água ou de outro fluido.
Assim, o ciclo a vapor opera como um ciclo de “bottoming” do ciclo de potência a gás e isto é feito


Ciclos combinadosde refrigeração são utilizados quando a diferença entre as temperaturas do meio e a do espaço refrigerado é grande. A fig. 11.41 mostra uma combinação que normalmente é chamada de cascata. Neste caso apresentado, o refrigerante utilizado no ciclo que rejeita calor para o ambiente é o R-22 e a transferência de calor no evaporador desta ciclo é devida a condensação do refrigerante R-23 que escoa nociclo de baixa temperatura. Este segundo fluido de trabalho é utilizado porque apresenta propriedades termodinâmicas adequadas para o funcionamento em baixa temperatura. Como no caso de combinação dos ciclos de potência, a determinação dos tipos de fluidos de trabalho e das características de projeto precisam ser consideradas cuidadosamente para otimizar o desempenho de cada ciclo.CICLO COMBINADO BRAYTON-RANKINE
(TURBINA A GÁS E TURBINA A VAPOR)
O trabalho que se segue procura descrever o que sejam as termelétricas a gás natural de ciclo combinado ("Combined cycle power stations", CCPS's"), um tipo de usina térmica que vem sendo adotado em todo o mundo, desde a década de oitenta, e que deverá ser a solução escolhida para a quase totalidade das termelétricas brasileiras agás natural a serem construídas nos próximos anos - cerca de 35 usinas, totalizando mais de 12.000 megawatts (MW).
Uma usina a ciclo combinado usa turbinas a gás e a vapor associadas em uma única planta, ambas gerando energia elétrica a partir da queima do mesmo combustível. Para isto, o calor existente nos gases de exaustão das turbinas a gás é recuperado, produzindo o vapor necessário aoacionamento da turbina a vapor. Vejamos abaixo as principais características das CCPS's.

PRINCIPAIS COMPONENTES DAS CCPS's
Turbinas a Gás
O principal elemento das termelétricas de ciclo combinado são as turbinas a gás, uma tecnologia em grande parte proveniente dos jatos desenvolvidos para as aeronaves militares e civis, onde o combustível é o querosene. Nas termelétricas, o combustível vem sendocada vez mais o gás natural, embora seja quase sempre dada a possibilidade de operar com um segundo combustível, como o diesel, para evitar interrupções no caso de problemas no suprimento do gás.
Podemos distinguir três componentes principais em uma turbina à gás: o compressor, o sistema de combustão e a turbina propriamente dita, esta última sendo a fonte de acionamento tanto do compressor...
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