Dimensionamento de trocadores de calor para recuperação de calor residual em sistema ORC de uma FPSO.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/523 |
Resumo: | Nos últimos anos no Brasil o uso de uma FPSO (Floating, Production, Storage and Offloading) vem aumentando, possibilitando a exploração de petróleo em áreas de águas profundas como do pré-sal, bem como em locais que não possuem instalações próximas, ou ainda que torna inviável a construção de dutos para transporte do petróleo. Com a queda dos preços no barril do petróleo nos últimos dois anos, a indústria petrolífera vem buscando o aprimoramento da eficiência energética. O ciclo Rankine orgânico (ORC) desponta como tecnologia a ser utilizada para recuperar o calor residual proveniente dos gases de exaustão das turbinas de potência das plantas industriais e, principalmente, em FPSOs. Isto levará a geração de energia de forma eficiente, permitindo um decréscimo na carga das mesmas, reduzindo as emissões de calor e um menor consumo de combustível. O presente trabalho apresenta o dimensionamento de trocadores de calor compactos para serem utilizados em um ciclo ORC para geração da máxima potência com a menor área de trabalho. O tamanho e o peso são fatores importantes no momento da inserção de novos sistemas em uma FPSO. Sendo assim, neste estudo será realizada uma análise dos tipos de trocadores de calor e as superfícies de transferência de calor mais adequadas para um sistema ORC. Este estudo foi realizado com os dados técnicos de uma FPSO brasileira real e em operação atualmente. Foram realizadas simulações para quatro fluidos de trabalho. Um estudo mais detalhado foi realizado com fluido que produz a maior potência gerada na turbina, avaliando a influência da variação da temperatura e do pinch point no dimensionamento dos trocadores de calor. Uma base de dados computadorizada será criada e utilizada como ferramenta para o dimensionamento dos trocadores de calor, tendo os dados termodinâmicos necessários obtidos através do software comercial de simulação petroquímica ASPEN-HYSYS® v.8.6. Foi realizado o cálculo para custo de investimento de planta ORC, assim como custo de investimento para cada equipamento, através do modelo econômico baseado no CEPCI (Chemical egineering Plant Cost Index). |
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O ciclo Rankine orgânico (ORC) desponta como tecnologia a ser utilizada para recuperar o calor residual proveniente dos gases de exaustão das turbinas de potência das plantas industriais e, principalmente, em FPSOs. Isto levará a geração de energia de forma eficiente, permitindo um decréscimo na carga das mesmas, reduzindo as emissões de calor e um menor consumo de combustível. O presente trabalho apresenta o dimensionamento de trocadores de calor compactos para serem utilizados em um ciclo ORC para geração da máxima potência com a menor área de trabalho. O tamanho e o peso são fatores importantes no momento da inserção de novos sistemas em uma FPSO. Sendo assim, neste estudo será realizada uma análise dos tipos de trocadores de calor e as superfícies de transferência de calor mais adequadas para um sistema ORC. Este estudo foi realizado com os dados técnicos de uma FPSO brasileira real e em operação atualmente. Foram realizadas simulações para quatro fluidos de trabalho. 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Foi realizado o cálculo para custo de investimento de planta ORC, assim como custo de investimento para cada equipamento, através do modelo econômico baseado no CEPCI (Chemical egineering Plant Cost Index).Dimensionamento de trocadores de calor para recuperação de calor residual em sistema ORC de uma FPSO.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisItajubáUniversidade Federal de Itajubá142 p.Trocadores de calorRecuperação de calor residualCiclo Rankine orgânicoUnidades FPSOHeat exchangerOrganic Rankine CycleRecovery of waste heatUnits FPSOCORONADO, Christian Jeremi RodriguezNASCIMENTO, Marco Antonio RosaEngenharia MecânicaTérmica e FluidosSILVA, Tatiane CaetanoPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia MecânicaIEM - Instituto de Engenharia Mecânicaporreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALdissertacao_silva1_2016.pdfdissertacao_silva1_2016.pdfapplication/pdf3117868https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/523/1/dissertacao_silva1_2016.pdf90ecaca216915331bc5670b6cb255162MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/523/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/5232024-03-07 15:58:00.974oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-03-07T18:58Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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