Modelagem e otimização termoeconômica de superestruturas de ciclos kalina para aproveitamento do calor rejeitado em usinas termelétricas com motores de combustão interna

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Schiaffino, Manuel Ernesto Dionisio
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10719
Resumo: In this work, the modeling and optimization is performed using the Engineering Equation Solver (EES) software to harness the heat from two thermal rejects, cooling water and exhaust gas, from internal combustion engines (MCI) of a thermoelectric plant using Kalina cycles, with a Kalina superstructure integrated into the thermoelectric plant which takes into account the consumption of the radiators, the cooling tower and the back pressureeffect. Themodelinginvolvesseveral basic alternatives capable of producing, individually or in association, electric energy and counts with ahighcycle taking advantage of the exhaust gases and another lowcycle taking advantage of the engine cooling water. The optimization performed is parametric and structural, with the objective of maximizing profit, and selecting which cycle produces power withlower cost.Thermodynamic and economic modeling are performed for this work, which considerfourteen decision variables to meet the high and low cycles. The main contribution is to determine the best configuration based on the thermoeconomic optimization,aiming to increase the power generation of the Viana UTE without the need for additional fuel use. The results showed that in the optimum condition it is possible to obtain an increase of about 7.5% of the power generated by the thermoelectric plant.
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spelling Donatelli, João Luiz MarconSantos, José Joaquim Conceição SoaresSchiaffino, Manuel Ernesto DionisioArrieta, Felipe Raúl PonceLourenço, Atílio Barbosa2018-12-20T13:40:03Z2018-12-202018-12-20T13:40:03Z2018-08-31In this work, the modeling and optimization is performed using the Engineering Equation Solver (EES) software to harness the heat from two thermal rejects, cooling water and exhaust gas, from internal combustion engines (MCI) of a thermoelectric plant using Kalina cycles, with a Kalina superstructure integrated into the thermoelectric plant which takes into account the consumption of the radiators, the cooling tower and the back pressureeffect. Themodelinginvolvesseveral basic alternatives capable of producing, individually or in association, electric energy and counts with ahighcycle taking advantage of the exhaust gases and another lowcycle taking advantage of the engine cooling water. The optimization performed is parametric and structural, with the objective of maximizing profit, and selecting which cycle produces power withlower cost.Thermodynamic and economic modeling are performed for this work, which considerfourteen decision variables to meet the high and low cycles. The main contribution is to determine the best configuration based on the thermoeconomic optimization,aiming to increase the power generation of the Viana UTE without the need for additional fuel use. The results showed that in the optimum condition it is possible to obtain an increase of about 7.5% of the power generated by the thermoelectric plant.Neste trabalho, é realizada a modelagem e otimização utilizando o software EES (Engineering Equation Solver) para aproveitar o calor proveniente de dois rejeitos térmicos: água de resfriamento e gás de exaustão, dos motores de combustão interna (MCI) de uma termelétrica. A modelagem contempla várias alternativas básicas capazes de produzir, individualmente ou em associação, energia elétrica e conta com um ciclo de alta aproveitando os gases da exaustão e outro ciclo de baixa aproveitando a água de resfriamento do motor. A otimização realizada é paramétrica e estrutural, com o objetivo de maximizar o lucro, e selecionar qual ciclo produz potência com menor custo. São realizadas modelagens termodinâmica e econômica para este trabalho, que levam em conta catorze variáveis de decisão para atender os ciclos de alta e de baixa. A principal contribuição é determinar a melhor configuração com base na otimização termoeconômica, visando aumentar a geração de potência da UTE Viana, sem que seja necessário o uso adicional de combustível. Os resultados mostraram que na condição ótima é possível obter um aumento em torno de 7,5% da potência gerada pela termelétrica.TextSCHIAFFINO, Manuel Ernesto Dionisio. Modelagem e otimização termoeconômica de superestruturas de ciclos kalina para aproveitamento do calor rejeitado em usinas termelétricas com motores de combustão interna. 2018. 112 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2018.http://repositorio.ufes.br/handle/10/10719porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFESBRCentro TecnológicoKalina cycleThermoeconomic optimizationSuperstructureDiesel enginesWaste heat recoveryMotor de combustão internaRecuperação de calor residualTermodinâmica - CiclosTermoeconomia - Otimização estruturalSuperestrutura como materialMotores de combustão internaCalor residual - Recuperação do calorEngenharia Mecânica621Modelagem e otimização termoeconômica de superestruturas de ciclos kalina para aproveitamento do calor rejeitado em usinas termelétricas com motores de combustão internaModeling and thermoeconomic optimization of kalina cycle superstructures for waste heat recovery in thermoelectric power plants with internal combustion enginesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALMANUEL ERNESTO DIONISIO SALAZAR SCHIAFFINO .pdfapplication/pdf1907920http://repositorio.ufes.br/bitstreams/2eb696e7-1fb1-4454-847b-8c0c6768d850/download0bd712215584f6ba4ab280b875ab84baMD5110/107192024-07-17 17:00:31.729oai:repositorio.ufes.br:10/10719http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T17:52:11.045273Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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