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Title in Portuguese: Avaliação de desempenho e emissões de caldeiras de vapor híbridas aplicada à biomassa
Author: Mororó, Vanessa Costa
Advisor(s): Barcellos, William Magalhães
Keywords: Caudeira de vapor
Combustão de biomassa
Emissões
Steam Boiler
Biomass combustion
Emissions
Issue Date: 2016
Citation: MORORÓ, V. C. (2016)
Abstract in Portuguese: A utilização de caldeiras híbridas, resultante da conjunção de projeto do modelo flamotubular com o aquatubular, tem se difundido no meio industrial, como uma alternativa tecnológica adequada à combustão da biomassa sólida, assim a eficiência e diminuindo a emissão de poluentes. Entretanto, poucos dados estão disponíveis sobre as reais condições de funcionamento desse tipo de caldeira no meio industrial, quanto ao desempenho e quanto às emissões, tais como: do monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos nãoqueimados e material particulado, dentre outros. Por essa razão, há o interesse na avaliação dessa questão in loco, focando especialmente o desempenho e as emissões, mas também, os aspectos de segurança operacional, a luz de normas regulamentadoras aplicáveis. Neste contexto, esse Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia de Energias Renováveis se presta a identificar as não-conformidades de uma instalação térmica a vapor operante, como estudo de caso, onde se aplicam alguns fundamentos da Termodinâmica Clássica, como base de conceituação para análise de processo, e Normas de Construção e Operação de Caldeiras (NRs), como referência para caracterização da instalação térmica, enquanto ativo empresarial. Por essa razão, decidiu-se por um levantamento minucioso de dados sobre o uso desses equipamentos na indústria, dividido em duas partes: i) visitas a várias instalações térmicas, verificando quando possível sistemas montados e desmontados, para análise das condições estruturais; e ii) estudo de um sistema térmico de geração de vapor a biomassa em uma instalação relativamente moderna, pertencente a uma grande organização empresarial, para servir como parâmetro de referência para avaliação comparativa. A partir desse trabalho, foi possível ter uma visão relativamente consistente sobre os problemas operacionais e os riscos, que estão presentes nesse tipo de instalação industrial voltada à utilização da biomassa sólida, incorporando os acessórios componentes da instalação, no âmbito do Estado do Ceará. Destacam-se as irregularidades detectadas especialmente quanto à rotina de manutenção preventiva e ao cumprimento da NR-13, particularmente a respeito da calibração de instrumentos e, ainda, percebeu-se emissões de NOx e CO superiores às especificações do próprio fabricante e às normas internacionais com base na norma ISO.
Abstract: The use of hybrid boilers, resulting from the conjunction of the flame-tube design model with the water-tube one, has been widely spread in the industrial environment as a technological alternative proper to solid biomass combustion to be more efficient and for producing lower emission of pollutants. However, few data are available on the actual operating conditions of this type of boiler in the industrial environment, concerning the performance and emissions, such as: carbon monoxide, nitrogen oxides, unburned hydrocarbons and particulate matter, among others. For this reason, there exist interest in evaluating this question on the spot, especially focusing the performance and emissions, but also on operational safety aspects, the light of applicable regulatory standards. In this context, this Completion Work of Renewable Energy Engineering Course lends itself to identify non-compliances of a steam thermal facilities, through case study, where it is possible to apply some principles of Classical Thermodynamics to the process analysis and Standards of Building and Operation for steam boiler (NRs) as a reference to characterize the facility conditions, in terms of assets. For this reason, it was opted by a detailed data survey on the use of such equipment in the industry, divided into two parts: i) visits to several heating systems, checking if possible the assembled and disassembled systems for analysis of structural conditions; and ii) study of a thermal system of steam generation biomass into a relatively modern facility, owned by a large business organization, to serve as a benchmark for comparative assessment. From this work, it was possible to have a relatively consistent view on operational problems and risks, which are present in this type of industrial facility, focused on the use of solid biomass, encompassing the components of the installation accessories, on scope of Ceará province. Some irregularities were checked out, especially concerning the preventive maintenance routine and compliance with NR-13, particularly regarding instrument calibration, as well as CO and NOx emissions exceeding the specifications of the manufacturer and international standards were detected, based on ISO standard.
Description: MORORÓ, Vanessa Costa. Avaliação de desempenho e emissões de caldeiras de vapor híbridas aplicada à biomassa. 2016. 90 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Energias Renováveis)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/36559
metadata.dc.type: TCC
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