Balanço de energia (2)

FPSO – ESBBX - 01

Eduardo Seiji MoriyaFernando Henrique da SilvaGabriele Koti HigaPedro Ivo Palacio

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1 SUMÁRIO

2 Introdução 2

3 Cálculos 5

3.1 Separação trifásica BS&W 50% 5

3.1.1 Trocador de Calor 01 5

3.2 Estágios de compressão BS&W 0% 6






3.2.6 Compressores 11

3.3 Regeneração do TEG 12




3.4 Trocador de calor 10 arrefecimento da água de resfriamento 18

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3.5 Equipamentos da regeneração do TEG 19

4 Sistema de geração de energia 20

5 Bibliografia 21

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Balanço de energia

2 INTRODUÇÃO

No ramo industrial de forma geral a parte energética é fundamental para a existência e sobrevivência de qualquer empresa. Com os choques do petróleo de 1973-74 e 1979-81 a preocupação com os gastos energéticos e eficiência energética cresceram significativamente, dado que o mercado sofreu com a alta nos preços de fontes energéticas e a escassez de fontes até então abundantes. Desde então muitos programas de controle e alternativas energéticas foram lançados ao redor do mundo. O Brasil não ficou fora dessa corrida, a algum tempo o país vem desenvolvendo programas energéticos, alguns exemplos notáveis são o Proálcool (1975, produção de etanol anidro para utilização como combustível automotivo), o PROCEL (1985, Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica) e o CONPET (1991, Programa Nacional de Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do Gás Natural), comprovando a importância da energia independente da área de atuação e o controle do seu dispêndio.

A energia é um elemento relacionado à realização de trabalho, ela pode ser de origem física e química. Muitas formas de energia são utilizadas em um processo produtivo desde forças motrizes, utilidades térmicas até energia elétrica para alimentar os mais diversos equipamentos. As forças motrizes são forças utilizadas para deslocar algo, pode-se ter como exemplo uma esteira que conduz um produto ao longo da linha produtiva, ou uma bomba que promove o deslocamento de um fluido. Antigamente esses processos eram realizados por forças mecânicas, geralmente animal dentre elas a humana. Com a revolução industrial e o desenvolvimento de novas técnicas e fontes de energia, esses módulos evoluíram. Os processos térmicos são na maioria dos casos os maiores ralos energéticos, seguidos de unidades motoras. A principal função do calor como fonte de energia é a troca térmica. Muitos ou quase todos os processos exigem condições ideais de temperatura para o seu funcionamento com uma alta eficiência, por exemplo, a cocção de um alimento, a fixação de corantes, a lubrificação de motores. Em um processo de troca térmica tanto é possível adicionar quanto retirar calor e apesar de existirem novas técnicas, o gradiente de temperatura ainda é a forma mais convencional de viabilizá-lo. No cenário atual da industrialização os equipamentos são completamente automatizados, pois a contenda do mercado mundial exige padronização dos produtos, alta produtividade, pouco desperdício e alta eficiência. Isso tudo é conquistado através do emprego da tecnologia, contudo à custa do uso de energia, na maioria dos casos a elétrica. A energia elétrica apresenta maior eficiência se comparada à energia térmica, pois comprovadamente o calor é algo mais difícil de conter e consequentemente de canalizar. Apesar dos pesares algumas formas de energia térmica apresentam uma grande vantagem econômica, visto que certos comburentes são de baixo custo, alguns até se tratam de dejetos de produção. Dejetos esses que passaram a ter uma função muito mais nobre, a geração de energia. Além de vantagens econômicas e da abundância, várias técnicas vem sendo desenvolvidas a fim de melhorar a eficiência energética dos processos térmicos. A energia pode e em muitos casos deve ser armazenada,

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para previr as falhas do sistema, fatores como esse são decisivos e devem ser levados em conta ao se fazer um projeto.

A energia de um modo geral pode ser dividida em três principais tipos de energia, a energia potencial gravitacional (Epg) relacionada com a altura de elevação, a energia cinética (E k) e a energia interna (Ei) que está relacionada ao grau de agitação a nível molecular diretamente ligado à temperatura, pressão e ao estado físico da matéria.

A energia potencial gravitacional está a cada dia sendo mais valorizada pelo ser humano, o seu uso é completamente limpo, e se conceitua basicamente no uso de um gradiente de altura para efetuar deslocamento de matéria, geração de energia elétrica, entre outros. Vale lembrar que a energia potencial gravitacional em sua forma fundamental não é geralmente a sua forma útil, mas sua transformação em outros tipos de energia o é. Um dos usos importantes da energia potencial gravitacional é nas usinas hidroelétricas, onde se é aproveitado os desníveis existentes em um rio de planalto para criar um represamento de água, e faz-se despencar imensas vazões de água, transformando a energia potencial gravitacional em cinética e usando essa energia para movimentar uma turbina que movimenta um conjunto de espiras entre dois gigantescos eletroímãs, o que acaba por transformar energia mecânica em energia elétrica, que abastece os setores residencial e industrial.

Uma metodologia que está se tornando tendência nas indústrias atuais é aproveitar-se da energia potencial gravitacional construindo as fábricas em altas instalações, onde a matéria-prima é admitida na parte de cima da construção e sendo processada conforme vai descendo, chegando como produto final na parte de baixo do prédio da fábrica. Muitas grandes indústrias estão utilizando esse novo tipo de layout e obtendo grandes benefícios com o aproveitamento dessa energia potencial gravitacional.

A energia cinética é a energia existente na matéria quando ela está em movimento. A todo instante as coisas se encontram em movimento dentro de uma indústria, a movimentação de matérias-primas, equipamentos, utilidades e produtos é obrigatória para o funcionamento da planta de processamento. Aproveita-se a energia cinética tanto em sua forma pura quanto em sua transformação em outros tipos de energia, como a térmica (com a compressão adiabática de um gás, tem-se um aumento da sua temperatura, por exemplo) e a elétrica (como já dito, girando-se espiras entre dois ímãs, por exemplo, com a variação do fluxo magnético no interior das espiras tem-se a geração de uma força eletromotriz, conforme afirma a Lei de Faraday).

A energia interna é uma energia intrínseca da matéria, toda a matéria existente na Terra a possui, as inter-relações entre matéria e energia são a base de todas as indústrias químicas. Um dos aproveitamentos de energia interna mais importantes dentro do setor industrial é a obtenção de energia pela reação de combustão, que ocorre quando materiais orgânicos entram em contato com oxigênio e se oxidam a gases como gás carbônico, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio, entre outros e água. Nessas reações, os reagentes possuem maior energia interna que os produtos, essa energia é então liberada na reação, e utilizada para aumentar a energia interna de água, por exemplo, que acaba por ter a sua temperatura aumentada para que seja utilizada para outras transferências de energia. O controle da energia interna é fundamental nas indústrias, a falta desse controle resulta em superaquecimentos, degradações de matérias-primas e produtos indesejadas, baixo rendimento nas reações, danificação de equipamentos, entre muitos outros problemas.

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O estudo de caso de uma plataforma de produção de petróleo flutuante envolve muito processos energéticos, pois reúne os propulsores da embarcação as necessidades elétricas para a acomodação da tripulação e todo o sistema do topside. A empresa GTX é responsável por parte do “topside” da plataforma FPSO - ESBBX-01, portanto os cálculos demonstrados a seguir comtemplarão somente a parte desenvolvida pela empresa.

Adotou-se para a simulação do processo produtivo um modelo computacional desenvolvido na plataforma do programa Aspen - 7.3.2 com o auxílio da extensão Hysys, além de outras ferramentas como Microsoft Office – Excel. A extensão Hysys possui pacotes de fluidos que são capazes de simular com boa fidelidade as relações de equilíbrio e todas as características dos fluídos do processo. O sistema de cálculo do programa é feito por médias ponderadas, gerando assim as características da mistura. A trama do processo foi montada com todos os fluxos e composições, definindo-se temperatura e pressão a cada equipamento, a partir disso o programa calcula a energia necessária em cada passo.

O balanço de energia será dividido em três principais etapas na separação trifásica, nos estágios de compressão e na regeneração do TEG (trietileno glicol), e será apresentado para estado estacionário com um BS&W de 50% caso de máximo de fluxo e troca térmica no separador trifásico e regeneração do TEG e BS&W 0% caso de fluxo máximo e consequentemente trabalho máximo de compressores no tratamento do gás.

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3 CÁLCULOS

3.1 SEPARAÇÃO TRIFÁSICA BS&W 50%

3.1.1 Trocador de Calor 01Na separação trifásica há um trocador para elevar a temperatura do fluido de entrada para uma melhor separação evitando a emulsão que se torna mais estável a baixas temperaturas, portanto o primeiro balanço trata-se de um trocador de calor com a finalidade de aquecer a corrente que engloba o fluido dos poços mais os reciclos provenientes do sistema. Os dados de entrada foram coletados a partir do sistema e dispostos em uma tabela, antes (MPE) e após(MPE’) a passagem pelo trocador de calor:

Corrente MPE MPE'Fluxo molar (kmol/dia) 560631.1486 560631.1486

Entalpia molar (kJ/kmol) -260992.6468 -257806.1068Entropia molar

(kJ/kmol.°C)87.93879513 97.66338395

Tabela 1 - Corrente de entrada e saída do 1° trocador.

Dado que a variação de energia nesse caso é representada basicamente pela variação de entalpia, uma vez que a corrente é constante, temos que:

Figura 1 - Diagrama ilustrativo do trocador de calor 1 com correntes e utilidades.

Calor Trocado1786473568

kJ/dia

VaporVazão Molar

870601,15 kmol/diaEntalpia Molar52326 kJ/kmolTemperatura

230°C

O+G+WVazão Molar

560631,15 kmol/diaEntalpia Molar

-257806,11 kJ/kmolTemperatura

70°C

VaporVazão Molar

870601,15 kmol/diaEntalpia Molar50274 kJ/kmolTemperatura

180°C

O+G+WVazão Molar



39,16°C

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3.2 ESTÁGIOS DE COMPRESSÃO BS&W 0%

3.2.1 Trocador de Calor 02Após passar pelo separador de baixa pressão a temperatura da corrente gasosa é baixada para condensar uma parte da corrente e ser separada em um flash. Para tanto é utilizado um trocador de calor, as informações das correntes e um diagrama ilustrativo é apresentado a seguir.

Corrente LPG SC1EFluxo molar (kmol/dia) 10042.91504 10042.91504

Entalpia molar (kJ/kmol) -109393.7351 -111257.83Temperatura (°C) 60 40

Tabela 2 - Correntes de entrada e saída do trocador 2.

Calor Trocado18720947,47

KJ/dia

Água ResfriamentoVazão Molar

12422,99 kmol/diaTemperatura

30°C

GásVazão Molar



40°C



50°C

GásVazão Molar



60°C

Figura 2 - Diagrama ilustrativo do trocador de calor 2 com correntes e utilidades.

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3.2.2 Trocador de Calor 03Duas correntes são unidas, uma proveniente do separador trifásico e outra vinda de um sistema de compressão do gás de saída do separador de baixa pressão, essas correntes são então resfriadas para condensar e retirar por um sistema de flash frações mais pesadas ainda presentes no gás, logo é necessário adicionar um trocador de calor.

Corrente SC2E SC2E'Fluxo molar (kmol/dia) 156831.4116 156831.4116

Entalpia molar (kJ/kmol) -83858.72937 -86183.84619Temperatura (°C) 78.25931887 40

Tabela 3 - Dados das correntes de entrada e saída do trocador 3.


KJ/dia



30°C

GásVazão Molar



40°C



50°C

GásVazão Molar



78,26°C

Figura 3 - Diagrama ilustrativo do trocador de calor 3 com utilidades e correntes.

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3.2.3 Trocador de Calor 04Após o primeiro estágio de

compressão completo, onde todo o gás passa pelo compressor, o gás aquece e surge a necessidade de resfriá-lo novamente, com isso um novo trocador de calor. A seguir uma tabela com os dados das correntes que passam pelo trocador e um modelo ilustrativo do trocador com as utilidades envolvidas.

Corrente C2GO SC3EFluxo molar (kmol/dia) 155477.8026 155477.8026




KJ/dia



30°C

GásVazão Molar



40°C



50°C

GásVazão Molar



109,76°C

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3.2.4 Trocador de Calor 05Seguido do segundo estágio de compressão há uma nova elevação de temperatura e um novo torcador de calor é adicionado. A seguir uma tabela com os dados das correntes que passam pelo trocador e um diagrama representativo do trocador de calor.

Corrente C3GO SC4EFluxo molar (kmol/dia) 151038.8497 151038.8497




KJ/dia



30°C

GásVazão Molar



40°C



50°C

GásVazão Molar



114,37°C


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3.2.5 Trocador de Calor 06A corrente que sai do terceiro estágio de compressão deve ser resfriada para entrar no scrubber da base da torre contactora de TEG, logo é adicionado um trocador de calor para abaixar a temperatura. A seguir uma tabela com os dados das correntes que passam pelo trocador de calor 6 e um diagrama o representando, com utilidades e correntes.

Corrente C4GO' SC4EFluxo molar (kmol/dia) 144526.9708 144526.9708

Entalpia molar (kJ/kmol) -82305.26981 -88219.09145Temperatura (°C) 117.7008107 40Tabela 6 - Dados das correntes de entrada e saída do trocador de calor 6.


KJ/dia



30°C

GásVazão Molar



40°C



50°C

GásVazão Molar



117,70°C


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3.2.6 CompressoresO sistema de tratamento do gás é feito para recuperar hidrocarbonetos pesados, retirando-os da fase gasosa, para que isso seja possível adotou-se um sistema de compressão seguido de resfriamento. O sistema de compressão principal possui três compressores todos com uma mesma razão de compressão R ≈ 2,591. O primeiro levando a pressão de 1100 kPa para 2850 kPa (K – 101). O segundo levando de 2850 kPa para 7350 kPa (K – 102). O terceiro levando de 7350 kPa para 19714 kPa (K -103). Além desses três compressores existe um compressor de alavanca (K – 100) utilizado para igualar as pressões de duas correntes. A seguir as tabelas contendo as características dos compressores, encontradas por auxílio computacional.

Compressor K-100Potência (kW) 1043.658954

Eficiência adiabática 75%Eficiência politrópica 77.68%

Tabela 7 - Dados do compressor K - 100.



Tabela 8 - Dados do compressor K -101.



Tabela 9 - Dados do compressor K – 102.

Compressor K-103Potência KW 4816.125464


Tabela 10 - Dados do compressor K - 1


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3.3 REGENERAÇÃO DO TEGA regeneração do TEG serve para retirar a água absorvida na torre de contato do TEG. Esse

processo compreende três trocadores de calor, uma torre de destilação com condensador e refervedor, um flash, uma bateria de filtros e uma bomba. A seguir serão mostradas tabelas com as características das correntes dos trocadores de calor e utilidades e as características do condensador, do revervedor, e da bomba determinadas pelo programa computacional Hysys.

No processo de destilação há demanda de energia no Vaso de Reconcentração de TEG (refervedor) para que a corrente de saída da Torre de Retificação atinja a concentração desejada no processo. No condensador, acima da Torre, se faz necessária a retirada de energia da corrente para que parte da água entre em refluxo e também minimizando perdas de TEG.

Além disso, é necessário o resfriamento da corrente de TEG Pobre para se fazer o reciclo no Sistema de Desidratação, bem como o seu bombeamento, que demanda energia.

Os cálculos de energia foram realizados através do software Hysys, baseando-se nas equações globais de calor.

Calor sensível:

Q=m.Cp. (Tsai−Tentra )

Calor de vaporização:

ΔHvap=m .L

Na tabela a seguir segue um resumo das correntes acima citadas, bem como a

quantidade de energia necessária.

Corrente Tentra (ºC)

Tsai (ºC) m (kg/dia) Cp (KJ/Kg ºC) ∆H (KJ/dia)

TEG Rico 37,5 120 91789,05 3,04202086 23035996,89TEG Pobre 194,3 43 90128,25 3,07967564 -41995701,91Refervedor - - - - 36097991,16Condensador - - - - -12303280,9Bomba 01 - - 90128,25 - 2331903,995

Tabela 11: Regeneração do TEG

Nas correntes de TEG Pobre, TEG Rico e do Condensador são realizadas trocas térmicas através de trocadores de calor (através de integração ou utilidades), enquanto que o Refervedor opera com resistências elétricas e a Bomba 01 com energia elétrica proveniente de nossos sistemas de Geração de Energia.

Integração do Sistema de Regeneração

Visando a diminuição do gasto com utilidades e o menor uso de trocadores de calor possível, foi realizado um plano de troca térmica. Constatou-se inicialmente que uma troca poderia ser realizada

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entre o condensador e a corrente de TEG Rico. Como a demanda de energia do condensador é menor, satisfazemos essa corrente deixando a temperatura da corrente de TEG Rico em 81,46ºC.

1,23. 107 kJ=91789,05 kgdia

.3,04kJ

kg .° C.(Tsai−37,5° C)

Tsai=81,46 ºC

Com isso, chegamos a uma temperatura ideal para o Flash. Saindo do flash a corrente de TEG Rico ainda necessita ser aquecida, portanto, troca calor com a corrente de TEG Pobre, chegando aos desejados 120ºC. a corrente de TEG Pobre é resfriada até 155,9ºC nesse processo.

90128,25kgdia

.3,08kJ

kg .° C. (Tsai−194,3 )=91789,05 kg

dia.3,04

kJkg . ° C

. (120−81,46 ) ºC

Tsai=155,9 ºC

A corrente de TEG Pobre, após trocar calor com a corrente de TEG Rico, passa pela bomba que realiza a compressão até a pressão de operação da Torre Contactora (19714 kPa), atingindo uma temperatura de 159,2ºC.

Depois de bombeada, essa corrente é resfriada pelo uso de utilidades (água de resfriamento) atingindo a temperatura de operação da Torre Contactora (43ºC). Os cálculos de vazão de água de resfriamento são mostrados a seguir (para os cálculos foi considerado para a água o Cp de 4,179 kJ/kg ºC, com uma entrada de água fria de 30ºC e saída de água quente de 50ºC).

Qáguakgdia

.4,179kJ

kg . °C. (50−30 )+90128,05 kg

dia.3,08

kJkg . °C

. (43−159,2 ) ºC=0

Qágua=387928kg /dia

Os gráficos e tabelas a seguir mostram um resumo das necessidades de utilidade e energia do sistema:

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3.3.1 Trocador de Calor 07O TEG rico, como é chamado quando contém uma porcentagem considerável de água, passa por uma válvula de redução de pressão isoentálpica e posteriormente por um trocador de calor (TC07) para então passar por um flash a fim de retirar a fração gasosa. Esse trocador utiliza a saída do condensador para aquecer a corrente de TEG. A seguir a tabela com as dados das correntes que passam pelo trocador e um diagrama representativo das correntes e utilidades.

TC07

Corrente Rich TEG TEG1Fluxo molar (kmol/dia) 714.3676524 714.3676524

Entalpia molar (kJ/kmol) -728005.1271 -710781.9355Temperatura (°C) 37.5 81.47


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3.3.2

Trocador de Calor 08A corrente líquida do flash passa por um trocador de calor (TC08) para então passar por um filtro e entrar na coluna de destilação onde o TEG será recuperado. Esse trocador utiliza a vazão do produto de fundo da torre de destilação para efetuar aquecer a corrente de TEG. A seguir uma tabela com as correntes que passam pelo trocador e um diagrama representativo com as correntes.


kJ/dia

Saída do Condensador

TEG RicoVazão Molar

91789,05 kg/diaTemperatura

81,46°C

Saída do Condensador



37,5°C


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TC08

Corrente TEG2 TEG3Fluxo molar (kmol/dia) 714.3676524 714.3676524

Entalpia molar (kJ/kmol) -710781.9355 -695767.2176Temperatura (°C) 81,47 120


TC08

Corrente TEG5 SC2E'Fluxo molar (kmol/dia) 622.1606716 622.1606716

Entalpia molar (kJ/kmol) -723175.6415 -740425.6967Temperatura (°C) 194,3 155,9




kJ/dia

TEG PobreVazão Molar


194,3°C



120°C



155,9°C



81,46°C

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3.3.3 Trocador de Calor 09O último trocador de calor da regeneração (TC09) é utilizado para abaixar a temperatura do TEG

até a temperatura de utilização da torre de contato. A seguir uma tabela com as correntes de entrada e saída do trocador e um diagrama representativo do trocador de calor 9.

TC09

Corrente Lean TEG2 SC2E'Fluxo molar (kmol/dia) 622.1653799 622.1653799

Entalpia molar (kJ/kmol) -736660.3574 -788317.6178Temperatura (°C) 159,2 43



kJ/dia


387928 kg/diaTemperatura

30°C



43°C


387928 kg/diaTemperatura

50°C



159,2°C


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3.4 TROCADOR DE CALOR 10 ARREFECIMENTO DA ÁGUA DE RESFRIAMENTONesse equipamento será resfriada novamente toda a água de resfriamento que se aqueceu ao

passar pelos trocadores como fluido frio, resfriando-os. Para isso, será feito uso da água do mar. Se utilizará três trocadores com 50% da capacidade total, com revezamentos periódicos para limpeza dos equipamentos, para evitar a incrustação de sal nas paredes destes. Para efetuar o balanço de energia, precisa-se saber a vazão total de água de resfriamento utilizada. Essa vazão é dada pela soma das vazões de água de resfriamento utilizadas nos trocadores. Temos então que:

Qtotal=Q SC1+QSC2+Q SC3+Q SC 4+QSC 5+QRegTEG

Qtotal=12423+241978+468781+522664+567173+21552

Qtotal=1834569kmoldia

A água de resfriamento vem dos outros trocadores a 50°C, e sai desse trocador a 30°C, que é a temperatura que ela entra nos outros trocadores, caracterizando uma “regeneração de falta de calor”. O calor total trocado nesse trocador é, portanto:

q total=1834569kmoldia

∙18kg

kmol∙ 4,186

kJkg ∙ ° C

∙ (50−30 )° C

q total=2.764 .623 .291kJdia

A água do mar é pega do mesmo por volta de 20°C e é despejada a 38°C, para não ferir a legislação e não produzir impacto ambiental significativo na região. Aproximando as propriedades da água do mar as da água doce, temos a seguinte vazão de água do mar utilizada:

Qágua domar=2.764 .623.291

kJdia

18kg

kmol∙4,186

kJkg ∙° C

∙ (38−20 ) °C

Qágua domar=2038410,88kmoldia

A figura a seguir mostra de maneira esquemática o trocador descrito:

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3.5 EQUIPAMENTOS DA REGENERAÇÃO DO TEGComo citado anteriormente a regeneração do TEG envolve alguns equipamentos, a seguir tabelas com dados.

Condensador T.D.TEG energy5Calor (kJ/dia) 12302656.86

Tabela 15 - Energia a ser retirada pelo condensador da torre de destilação.

Refervedor T.D.TEG energy4Calor (kJ/dia) 36896119.98

Tabela 16 - Energia a ser adicionada no refervedor da torre de destilação.

Bomba P - 100Potência (kW) 649.5919411

Eficiência adiabática 75%Delta P kPa 19594

Tabela 17 - Dados da bomba de refluxo de TEG.

Calor Trocado2764623291

KJ/dia

Água do MarVazão Molar2038410,88

kmol/diaTemperatura

20°C

Água ResfriamentoVazão Molar1834569,79

kmol/diaTemperatura

30°C

Água do MarVazão Molar2038410,88

kmol/diaTemperatura

38°C

Água ResfriamentoVazão Molar1834569,79

kmol/diaTemperatura

50°C

Figura 10 - Diagrama ilustrativo do trocador de calor de água de refrigeração.

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4 SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA

O sistema de geração de energia é fundamental para o funcionamento da FPSO ESBBX – 01, pois ele deve fornecer energia elétrica para todos os sistemas do navio: planta de produção e processamento do petróleo, equipamentos submarinos, máquinas de convés, produção de água potável, acomodações, cozinha, ar-condicionado, ventilação, sistema sanitário, luzes interiores e exteriores, aquecimento elétrico, motores, bombas, casa de controle, sistema de segurança, enfim, deve atender tanto o funcionamento industrial da plataforma bem como a sustentação da vida a bordo.

Devido a grande responsabilidade do fornecimento de energia, o navio conta também com um sistema de geração de emergência, garantindo assim a eficiência, visto que a plataforma deve operar sem interrupções.

O sistema de geração de energia é formado por um conjunto de três turbogeradores (conjunto de turbina e gerador) bi-combustivel gás / diesel, dois geradores auxiliares a diesel e um gerador de emergência.

Os turbogeradores estão previstos para operar preferencialmente com o gás combustível, porém, na partida da unidade de produção, será necessário o uso de diesel até a estabilização da produção de gás. Quando operando com gás, a turbina produz energia através das etapas de admissão, compressão, combustão e exaustão. A admissão é a filtragem do ar atmosférico em três estágios, em seguida esse ar é comprimido e é misturado com o gás combustível a alta pressão em uma câmara de combustão, e então os gases gerados são expandidos a uma alta velocidade através dos estágios da turbina, onde a energia disponível dos gases é convertida em potência no eixo para acionar os compressores de gás, e finalmente os gases fluem para o duto de exaustão. Assim a turbina transforma a energia contida no combustível em energia mecânica de rotação que é aproveitada no gerador, onde é transformado em energia elétrica. Uma vez gerada a energia elétrica, existe a necessidade de se compatibilizar o nível da tensão de saída com a tensão do sistema ao qual o grupo gerador será ligado, para isso utiliza-se o transformador para se elevar ou rebaixar o nível de tensão.

Os três conjuntos de turbogeradores estão localizados no convés superior do ESBBX – 01, sendo que apenas dois estarão operando, e o terceiro fica de reserva para eventuais falhas.

Figura 11 - Sistema turbogerador.

Os geradores auxiliares funcionarão em caso de falha dos turbogeradores principais, e deverão ser capazes de alimentar os sistemas essenciais e as acomodações, não fornecendo energia para os

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equipamentos do processo. As máquinas motrizes para os geradores auxiliares são na maioria das vezes motores diesel. Assim como na parte principal, deverão existir pelo menos dois conjuntos de geração, um em funcionamento e um em stand-by.

O sistema de geração de emergência é projetado para fornecer automaticamente energia elétrica caso o FPSO perca o poder de serviço. Ele garante os elementos críticos para a tripulação e fornece a potência necessária para que os geradores principais voltem a funcionar. Tem responsabilidade sobre os sistemas de refrigeração e ventilação, painel de luz de emergência, luzes do heliponto, equipamentos de navegação, sala de maquinas, painel de controle de energia.

5 BIBLIOGRAFIA

http://www.mme.gov.br/mme/galerias/arquivos/PlanoNacEfiEnergetica.pdf

http://www2.pelotas.ifsul.edu.br/denise/caloretemperatura/energiacaltemp.pdf

http://pcc261.pcc.usp.br/Termodin%C3%A2mica%2009-02%20internet.pdf

http://pcc261.pcc.usp.br/Termodin%C3%A2mica%2009-02%20internet.pdf

http://www2.pelotas.ifsul.edu.br/denise/caloretemperatura/energiacaltemp.pdf

http://www.mme.gov.br/mme/galerias/arquivos/PlanoNacEfiEnergetica.pdf

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Balanço de energia (2)