Centrais Eletricas, Notas de estudo de Eletrônica

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Centrais elétricas

UTE – Centrais termelétricas

• Denominamos centrais termelétricas as que

produzem eletricidade a partir da energia

química ou nuclear.

• Combustíveis: Petróleo e derivados, gás de

alto forno, gás natural, gases de

biodigestores, madeira,bagaço de cana,

álcoois, derivados de xistos, carvões.

• 1 – Centrais Diesel – Potência de geral até 40

MW. São compactas. Apresentam ruído e

vibração.

2 - UTE – central termelétrica

Turbinas a gás

• O principal elemento das termelétricas são as turbinas a gás uma tecnologia em grande parte proveniente dos jatos e as aeronaves militares e civis, onde o combustível é o querosene. Nas termelétricas, o combustível utilizado é o gás natural, embora seja quase sempre dada a possibilidade de operar com um segundo combustível, como o diesel.
• 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 como de um gerador. O a atmosférico captado pelo compressor é comprimido no sistema de combustão à pressão de cerca de 13 bar, e temperatura da ordem de 375º C, a qual se eleva a 1250º C com a queima do gás. A energia gerada na expansão que se segue à queima do gás aciona a turbina, reduzindo-se a pressão à atmosférica e a temperatura a cerca de 550º C nos gases de exaustão da turbina.

TURBINA Anim.exe

I – Turbocompressor II – câmara de Combustão III – Turbina a gás IV – Gerador V - Excitatriz

Turbina a gás sem recuperação, circuito aberto

• Como dissemos ("Combined cycle power

stations" ) CCPS's têm como um dos seus

principais elementos um gerador de vapor

capaz de recuperar parte do calor dos gases de

exaustão das turbinas a gás (Heat Recovery

Steam Generator - HRSG). Com isto, a

eficiência térmica eleva-se substancialmente,

pois o vapor assim produzido aciona uma

turbina, sem necessidade de queima de

combustível adicional.

Com recuperação

Turbina a vapor

• O terceiro elemento básico nas CCPS's é a

turbina a vapor, cuja função é gerar energia

elétrica adicional a partir do vapor produzido no

HRSG. Seu funcionamento não difere das

turbinas usadas em termelétricas convencionais

a vapor, com queima de carvão ou óleo. O

vapor saído da turbina é condensado e volta a

ser usado como água de alimentação do HRSG.

Esquema de

central de

condensação

com

reaquecimen-

to

Em instalações de uma

única turbina a gás, dois

arranjos são possíveis: o

mais tradicional prevê

geradores elétricos

separados, acoplados à

turbina a gás e à turbina a

vapor, mas é possível

acoplar as duas para

acionarem um único

gerador.

• A maioria das térmicas a gás natural em funcionamento ou construção adota a configuração de mais de uma turbina a gás, pois desta forma não há limite à capacidade da usina, e os riscos de paralisação são reduzidos. Como já vimos, um modelo clássico é o chamado 2 + 1, com duas turbinas a gás iguais, cada uma com seu HRSG, e uma a vapor de mesma capacidade. Desta forma, é possível usar três geradores elétricos de mesmo porte para as três turbinas, com transformadores e demais equipamentos elétricos também padronizados.