CASE STUDY
Motores de cogeração a gås
Figura 1. Depósitos devido à presença de Siloxanos.
1. O DESAFIO DA ENERGIA PARA 2050
E
WXMQE WI UYI IQ E TSTYPEÂąÂS QYRHMEP GVIWÂąE HSW EXYEMW 7 biliĂľes de pessoas para os 9 biliĂľes. 4 GVIWGMQIRXS GSRX¸RYS HE TSTYPEÂąÂS E QEMSV YVFERM^EÂąÂS Ćł TVIZ´ WI UYI RIWWE EPXYVE GIVGE HI HE TSTYPEÂąÂS QYRHMEP ZMZE IQ GMHEHIW Ćł EW EXMZMHEHIW MRHYWXVMEMW S HIWIRZSPZMQIRXS HI MRJVEIWXVYXYVEW I S EPXS GVIWGMQIRXS IQ TE¸WIW GSQS E —RHME I E (LMRE HIZIVÂS VIWYPXEV RYQ EYQIRXS WMKRMÇťGEXMZS HS GSRWYQS HI IPIXVMGMHEHI IWtimando que o ÂœĹ‡ĹšÄŽĂšĆ?)ĝüŚÄ?Ç…Ć? ŇƣĝĂ?ĞĎ ;*( WINE S HSFVS HS ZEPSV EXYEP Os sistemas de cogeração utilizam motores a gĂĄs para produzir IRIVKME IPÂłXVMGE HI YQE JSVQE GSRX¸RYE & YXMPM^EÂąÂS HI QSXSVIW E KÂŤW no setor das utilities Âł GSRWMHIVEHE TEVXMGYPEVQIRXI ZERXENSWE WI RÂS LSYZIV YQE JSRXI ǝZIP FEWIEHE RYQE GIRXVEP HI TVSHYÂąÂS HI IPIXVMcidade ou sempre que fatores econĂłmicos e de disponibilidade do gĂĄs REXYVEP SY HI EXIVVS WÂS GSRWMHIVEHSW JEXSVIW GV¸XMGSW &PÂłQ HMWWS E YXMlização de motores a gĂĄs ĂŠ tambĂŠm considerada muito importante para fazer face a picos de necessidade. Em todo o Mundo vĂĄrios foram os serviços e utilities que testemunharam um rĂĄpido aumento nas necesWMHEHIW IQ TMGS HI GSRWYQS TEVXMGYPEVQIRXI RS TIV¸SHS HE QERL SY RS ÇťREP HE XEVHI (SQS E GSRWXVYÂąÂS HI RSZEW GIRXVEMW HI TVSHYÂąÂS I PMRLEW HI XVERWTSVXI HI IPIXVMGMHEHI X´Q EWWSGMEHSW GYWXSW IPIZEH¸WWMQSW I QYMXEW ZI^IW IRJVIRXEQ FEVVIMVEW WSGMEMW I TSP¸XMGEW QYMXS VIWMWXIRXIW As utilities sĂŁo formas mais baratas de manter a crescente necessidade de eletricidade. Com a crescente pressĂŁo para integrar o gĂĄs natural na KIVEÂąÂS HI IRIVKME I GSQ E QIPLSVME HEW MRJVEIWXVYXYVEW SW QSXSVIW E KÂŤW HI TVSHYÂąÂS HI IPIXVMGMHEHI ETEVIGIQ GSQS YQE WSPYÂąÂS IGSRžmica para as empresas que necessitam de utilities c & HMQMRYMÂąÂS HSW TVIÂąSW HS KÂŤW REXYVEP IQ ZÂŤVMSW TE¸WIW GSQS SW *WXEHSW 9RMHSW HIZI EYQIRXEV EMRHE QEMW E TVSGYVE TSV IWXI XMTS HI QSXSVIW 5SV ÇťQ QEW WIQ HĂ…ZMHE QYMXS MQTSVXERXI E PIKMWPEÂąÂS cada vez mais exigente em termos da qualidade do ar e da redução HI IQMWWĂ€IW TSPYIRXIW EWWSGMEHE ES EYQIRXS HS TVIÂąS HS fuel no QIVGEHS MRXIVREGMSREP XEQFÂłQ TSXIRGMEVEQ YQE QEMSV TVSGYVE HI QSXSVIW E KÂŤW IQ ZÂŤVMSW TE¸WIW HS 2YRHS Substituir o carvĂŁo pelo gĂĄs para produzir eletricidade ĂŠ a forma mais barata e rĂĄpida de cumprir as metas de redução de produção de CO2.
XEQFÂłQ -2S e NH3. O gĂĄs proveniente da decomposição biolĂłgica TVSGIWWEHE IQ IWXE¹ÀIW HI XVEXEQIRXS HI ÂŤKYEW VIWMHYEMW RSVQEPmente contĂŠm H2 I WMPS\ERSW I S ,ÂŤW HI &XIVVS TVSZIQ HI EXIVVSW sanitĂĄrios. Tipicamente composto por H2 LMHVSGEVFSRIXSW LEPSKIREHSW GSRXIRHS (PSVS I +PĂ…SV I WMPS\ERSW (SQ S ,ÂŤW HI &XIVVS TIPE TVIWIRÂąE HSW LEPSKÂłRISW TSHIQ ETEVIGIV TVSFPIQEW X¸TMGSW RS QSXSV EXEUYI ÂŤGMHS JSVQEÂąÂS HI HITžWMXSW EFVEWÂS I ZMXVMÇťGEÂąÂS PMRIEV Os fabricantes de motores tĂŞm vindo a desenvolver os seus motoVIW RE TVSGYVE HI YQE QEMSV IÇťGM´RGME QIRSVIW IQMWWĂ€IW I QIRSVIW GYWXSW HI STIVEÂąÂS & LIPP TSV WIY PEHS IQ GSPEFSVEÂąÂS GSQ SW JEFVMGERXIW HIWIRZSPZIY SW PYFVMÇťGERXIW HE KEQE 2]WIPPE UYI TIVQMXIQ YQ QEMSV TIV¸SHS HI YXMPM^EÂąÂS IQ WIVZMÂąS VIHY^MRHS EWWMQ EW TEVEKIRW TEVE E QYHERÂąE HI žPIS I E TVSHYÂąÂS HI VIW¸HYSW HI žPIS YWEHS 4W QSXSVIW E KÂŤW IQ VIPEÂąÂS ESW QSXSVIW HI GMGPS 4XXS SY GMGPS )MIWIP • 6YIMQEQ GSQFYWX¸ZIMW QEMW TYVSW GSQ YQE FEM\E GSRXEQMREÂąÂS por lamas do Ăłleo de motor; • 7IUYIVIQ QIRSW EHMXMZSW HIXIVKIRXIW HMWTIVWERXIW S UYI TIVQMXI UYI SW PYFVMÇťGERXIW YXMPM^EHSW RIWXIW QSXSVIW XIRLEQ QIRSW GMR^EW • 6YIMQEQ YQ GSQFYWX¸ZIP KEWSWS I TSV MWWS RÂS LÂŤ HMPYMÂąÂS TSV GSQFYWX¸ZIP “ QEMW GV¸XMGS RIWXI GEWS IZMXEV S EYQIRXS HI ZMWGSWMHEHI HS PYFVMÇťGERXI • Queimam a temperaturas superiores (165°C a 235°C) Ă s de um motor a gasĂłleo. Estas condiçþes aumentam a oxidação e nitração do Ăłleo bem como o risco de desgaste nas vĂĄlvulas; • 4TIVEQ E ZIPSGMHEHIW GSRWXERXIW S UYI JE^ GSQ UYI S QSXSV XIRLE YQE QEMSV XIRH´RGME E ÇťGEV GSQ HITžWMXSW I MRGVYWXE¹ÀIW
/b.b +ČŹČ• + ČŹ # , ȕ›ȏDŽƚ ' , + +'ȏ› šƜ, + ČŹ -Ćś+ 4W QSXSVIW E KÂŤW GSPSGEQ I\MK´RGMEW IWTIGMEMW ES PYFVMÇťGERXI • CombustĂŁo a temperaturas elevadas com pouca presença de humidade; maior sensibilidade Ă detonação knocking e prĂŠ-ignição; • 4 EYQIRXS HEW XIQTIVEXYVEW I TVIWWĂ€IW ES R¸ZIP HE GÂŹQEVE HI GSQFYWXÂS ƸimpĂľemâ€? um maior stress ES PYFVMÇťGERXI VIWYPXERHS IQ › 7ÂŤTMHS IRZIPLIGMQIRXS S\MHEÂąÂS RMXVEÂąÂS HITPIÂąÂS HS RĂ…QIVS FÂŤWMGS '3 EYQIRXERHS E RIGIWWMHEHI HI PYFVMÇťGEÂąÂS e custos de manutenção; › &YQIRXS HE ZMWGSWMHEHI HS PYFVMÇťGERXI VIHY^MRHS E IÇťGM´RGME do motor; › +SVQEÂąÂS HI HITžWMXSW EYQIRXERHS S HIWKEWXI RS QSXSV •
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Permutadores de calor dos gases de escape e os sistemas de traXEQIRXS HSW KEWIW HI IWGETI IWXÂS WYNIMXSW E GSVVSWÂS TSV HITSsição de componentes ĂĄcidos. Os novos motores com ĂŞmbolos em aço permitem uma maior resistĂŞncia a temperaturas e pressĂľes elevadas. Como desvantagem ETVIWIRXEQ YQE QIRSV GETEGMHEHI HI HMWWMTEÂąÂS HI GEPSV UYERHS GSQTEVEHSW GSQ WIKQIRXSW HI EPYQ¸RMS I\MKMRHS ES PYFVMÇťcante uma maior resistĂŞncia Ă degradação tĂŠrmica e uma melhor capacidade de retirar o calor destas zonas para garantir o arrefeciQIRXS IÇťGE^ HS QSXSV
2. MOTORES DE COGERAĂ‡ĂƒO A GĂ S Os motores a gĂĄs sĂŁo equipamentos de fĂĄcil instalação e normalmente X´Q YQ TIV¸SHS HI VIGYTIVEÂąÂS HI GETMXEP QEMW VÂŤTMHS HS UYI EW XYVFMREW ÂS TEVXMGYPEVQIRXI IÇťGE^IW UYERHS I\MWXIQ TMGSW HI GSRWYmo energĂŠtico permitindo um acesso fĂĄcil a mais energia. Podem ser utilizados com vĂĄrios tipos de gases alĂŠm do gĂĄs naXYVEP GSQS S FMSKÂŤW QMWXYVE HI (- I (42 UYI Âł TVSZIRMIRXI HE HIGSQTSWMÂąÂS FMSPžKMGE HI QEXIVMEP SVKÂŹRMGS 3SVQEPQIRXI GSRXÂłQ
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MANUTENĂ‡ĂƒO 142/143
O tipo de gĂĄs utilizado tambĂŠm tem um impacto direto muito imporXERXI RS HIWIQTIRLS HSW PYFVMÇťGERXIW YXMPM^EHSW 5SV I\IQTPS SW KEses de aterro ou biogĂĄs podem conter inĂşmeros contaminantes: • -EPSKÂłRISW +PĂ…SV I (PSVS UYI TSHIQ JSVQEV ÂŤGMHSW EYQIRXERHS E TSWWMFMPMHEHI HI GSVVSWÂS GSRHMGMSRERHS E ZMHE Ă…XMP HS PYFVMÇťGERXI • Siloxanos (presença de enxofre) que formam depĂłsitos sĂłlidos duVSW EYQIRXERHS S HIWKEWXI RS QSXSV