CICLO COMBINADO OTIMIZADO PARA MOTORES COM BAIXO TEOR DE OXIGÊNIO NOS GASES DE ESCAPAMENTO

Classificação IPC

Resumo técnico

CICLO COMBINADO OTIMIZADO PARA MOTORES COM BAIXO TEOR DE OXIGÊNlO NOS GASES DE ESCAPAMENTO. Trata-se de patente de invenção na área de geração de energia elétrica e/ou vapor, calor e frio em usinas termelétricas movidas a motores a óleo combustível, gás natural ou outros combustíveis liquidos ou gasosos cujo teor de oxigénio nos gases de saída seja insuficiente para permitir a queima de combustível suplementar na caldeira de recuperação. O sistema tem dois objetivos: aumentar a eficiência energética das usinas termelétricas a motores baixando o consumo de combustível e reduzir o custo da planta. Alem do elevado custo do óleo combustível, em especial com baixo teor de enxofre, o custo do investimento nestes motores é elevado e poderia ser reduzido com a adoção de turbinas a vapor em ciclo combinado como é comum em termelétricas utilizando turbinas a gás natural onde grande parte da potencia é produzida em turbinas a vapor. A dificuldade em se usar o ciclo combinado com motores, a oleo ou gás, é a baixa temperatura dos gases de exaustão associada ao seu menor teor de oxigênio, cerca de 11% em volume, ao contrário do valor aproximado de 15% para turbinas a gás, sendo insuficiente para a queima de combustível suplementar necessário a elevação da temperatura para gerar vapor com qualidade suficiente para geração elétrica. A presente invenção permite a queima suplementar através da introdução de ar puro pré-aquecido em parte com o calor residual dos gases da caldeira e parte com os gases de exaustão de alguns dos motores da usina. Deste modo podemos reduzir em até cerca de 15% o número de motores necessários substituindo-os por uma ou mais turbinas a vapor de baixa pressão, entre 15 e 20 bar / 350 C e 450 C, com grande economia de capital alem de cerca de até 12% de redução no consumo de combustível. A patente solicitada melhora o projeto da usina nos dois principais aspectos das usinas termelétricas a motores a óleo combustível ou gás natural: menor investimento com maior eficiência, cerca de 5% maior do que em ciclo aberto resultando em grande redução do impacto ambiental da usina. O sistema é original pois permite a utilização de motores em usinas de ciclo combinado, que só era usado com turbinas a gás, devido ao baixo teor de oxigênio na exaustão dos motores que somente eram empregados na cogeração de calor ou frio.