Desenvolvimento de um Sistema de Informação para Monitoramento e Diagnóstico de Desempenho Termodinâmico de uma Central Termelétrica Com Motores de Combustão Interna
Nome: CIRO COLONNA RIBEIRO
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 27/10/2014
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| JOSÉ JOAQUIM CONCEIÇÃO SOARES SANTOS | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| JOÃO LUIZ MARCON DONATELLI | Coorientador |
| JOAQUIM FERREIRA MARTINS FILHO | Examinador Interno |
| JOSÉ JOAQUIM CONCEIÇÃO SOARES SANTOS | Orientador |
| OSVALDO JOSÉ VENTURINI | Examinador Externo |
Resumo: Um sistema de informação para o monitoramento e diagnóstico de desempenho de centrais termelétricas é uma ferramenta capaz de auxiliar no gerenciamento das atividades de manutenção. Nos últimos anos, muitos trabalhos vêm sendo desenvolvidos neste sentido, a maioria para aplicação em centrais termelétricas de ciclo combinado e alguns em centrais de ciclos a vapor. Estes tipos de centrais representam as maiores capacidades termelétricas instaladas, devido a algumas das suas características das quais se destacam as grandes potências instaladas por unidade geradora. Porém, as centrais termelétricas com motores alternativos de combustão vêm ganhando espaço pelas altas eficiências que vem alcançando e pela capacidade de operar a carga parcial com pequena redução da eficiência relativamente a operação à carga total, podendo ainda alcançar grandes potências instaladas usando vários módulos, entre outras vantagens. Sendo assim, e também devido à especificidade das termelétricas equipadas com motores de combustão interna, esta dissertação tem por objetivo desenvolver um sistema de informação para o monitoramento e diagnóstico de desempenho termodinâmico em uma central termelétrica equipada com motores alternativos de combustão interna, sistema este capaz de ser implementado em uma aplicação em ambiente MS Windows. O diagnóstico é a identificação dos sistemas ou subsistemas de uma central que estão operando com desempenho abaixo do esperado, e é geralmente seguido de um prognóstico visando avaliar e quantificar o ganho total no desempenho da central caso estes sistemas ou subsistemas voltassem a operar com o desempenho esperado. Este processo baseia-se na comparação entre dois estados: o estado real de operação e o estado de referência. O estado real é definido a partir de dados disponíveis pelo sistema supervisório da central. Já o estado de referência é definido por meio de um modelo termodinâmico desenvolvido para determinar o desempenho esperado com base nas curvas de desempenho dos sistemas e subsistemas da central. É evidente que a qualidade do diagnostico depende da quantidade e qualidade das informações e curvas de desempenho dos sistemas subsistemas disponibilizados, o que permite desenvolver um modelo termodinâmico capaz de simular o comportamento esperado para a planta tanto no ponto de projeto quanto fora do ponto de projeto devido a variação das condições de contorno, como: demandas, combustível e variáveis ambientais. Ou seja, o ideal é que o modelo termodinâmico para a definição da condição de referência responda às variações de carga, qualidade do combustível e condições ambientais (temperatura, pressão e umidade relativa).Neste trabalho, não foi possível obter informações do comportamento da central em função das variáveis ambientais. Para contornar este problema, neste trabalho, a condição de referencia foi estabelecida nas condições ISO. Consequentemente, o diagnóstico é feito corrigindo também a condição real de operação para a condição ISO. Mesmo assim, para maior confiabilidade dos resultados foram definidas duas condições de referencia: uma com base nas informações do fabricante e outra com base num teste realizado na planta, corrigodo para as condições ISO. Por ter a consciência de que nenhuma das condições são as ideias, uma vez que a primeira deveria ser corrigida pelos testes de aceitação e a segunda pode já conter a degradação da planta após algum tempo de operação, uma vez que são unidades e módulos iguais, com o sistema de informação desenvolvido, é também possível comparar os parâmetros de duas unidades geradoras, permitindo assim comparar os parâmetros operacionais de qualquer uma das unidades com os da unidade avaliada como a de melhor desempenho, em termos de consumo especifico de combustível. Desta forma, apesar das dificuldades para definir o estado de referência, o sistema de informação desenvolvido permite cumprir o seu objetivo que é o de fornecer subsídios para auxiliar no monitoramento, diagnóstico e prognóstico da central.
Palavras chave: Diagnóstico, Monitoramento, Desempenho, Termelétrica, Referência
