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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Análise exergoeconômica da cogeração em instalações marítimas petrolíferas
Title Alternative: Exergoeconomic analysis of cogeneration on oil offshore platforms
Author: Dias, Rodrigo, 1992-
Advisor: Gallo, Waldyr Luiz Ribeiro, 1954-
Abstract: Resumo: As plataformas de petróleo são estruturas complexas de processamento de óleo, gás e água, abastecidas por plantas de utilidades internas, incluindo turbinas a gás, sistemas de tratamento de água e combustível. Neste trabalho, são realizadas as análises exergética e termoeconômica da principal planta de utilidades da plataforma, que é a planta de cogeração de calor e eletricidade, que abastece uma rede de trocadores de calor dos processos da plataforma, e proporciona o suprimento elétrico dos sistemas de compressão, bombeamento, aquecimento, além de cargas fixas. Sua capacidade elétrica instalada é da ordem de 100 MW, com quatro turbinas a gás, sendo uma reserva. O sistema de cogeração é a maior fonte de irreversibilidades entre todas as plantas, e é possível, através da metodologia empregada, mensurar as irreversibilidades e eficiências dos equipamentos, buscando trazer um diagnóstico completo. Através da análise termoeconômica, são atribuídos custos monetários aos produtos do sistema, mediante critérios determinados de alocação dos custos, que são decisivos para fornecer um método de avaliação para o âmbito industrial. Apesar da cogeração instalada, a eficiência exergética do sistema, que oscila entre 30 e 37%, a depender do modo de operação, pode ser considerada baixa. Isso se relaciona à alta irreversibilidade associada à rede de trocadores de calor, apesar da boa qualidade dos geradores de eletricidade. Além disso, pela análise termoeconômica constatou-se que o custo específico do calor é o mais alto em comparação com a eletricidade e a potência mecânica produzidas, entre cerca de US$ 35 e 100 por gigajoule de calor, enquanto a eletricidade fica no intervalo entre US$ 32 e 54 por MWh (ou US$ 9 e 15 por gigajoule), e a potência mecânica entre US$ 11 e 16 por gigajoule

Abstract: Oil platforms are complex oil, gas and water processing structures, fed by internal utility plants, including gas turbines, water and fuel treatment systems. This work presents exergetic and thermoeconomic analyses of the main utility plant installed, which is the cogeneration plant, that generates power and heat, and feeds a process heat exchanger net, providing the necessary electricity for compression, pumping and heating, besides constant loads. There are 100 MW of power installed, approximately, in four gas turbines, one of which is kept for backup purposes. The cogeneration system is the greatest irreversibility source among all of the plants, and it is possible, through the adopted methodology, to measure the equipment irreversibilities and efficiencies, seeking a complete diagnosis. Thermoeconomic analysis makes it possible to assign monetary costs to the system products, by certain cost allocation criteria, which are decisive for the industrial assessment. Even with the cogeneration installed, the exergetic efficiency, oscillating between 30 and 37%, depending on the operation mode, can be regarded as low. That result has to do with the high irreversibilities associated with the heat exchanger net, despite the good quality of the power generators. Furthermore, the thermoeconomic analysis has shown that the heat specific cost is the highest compared to electricity and shaft power, between US$ 35 and 100 per heat gigajoule, while electricity stands between US$ 32 and 54 per MWh (or US$ 9 and 15 per gigajoule), and shaft power between US$ 11 and 16 per gigajoule
Subject: Petróleo
Gás natural
Exergia
Termoeconomia
Cogeração
Editor: [s.n.]
Citation: DIAS, Rodrigo. Análise exergoeconômica da cogeração em instalações marítimas petrolíferas. 2017. 1 recurso online ( 173 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/322337>. Acesso em: 1 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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