Modelagem do gerador de vapor da termelétrica de Pecém com rede de trocadores de calor

Abstract

O presente trabalho apresenta uma simulação do gerador de vapor da termelétrica a carvão de PECÉM-CE utilizando-se três modelos em sequência. Com um modelo de combustão calcula-se a composição e a vazão do carvão, bem como a vazão de ar total. Um balanço de energia na região da fornalha foi realizado para estimar sua temperatura de saída. Para o cálculo das temperaturas entre os trocadores de calor, utilizou-se uma abordagem combinando o método de rede de trocadores de calor com método dos mínimos quadrados para representar o coeficiente de transferência térmica global como uma função da vazão mássica de gases de combustão. Os resultados da combustão apresentaram um desvio em torno de 3% em comparação com o caso garantido pelo fabricante. O valor de temperatura na saída da fornalha obtido com o balanço de energia apresentou um desvio de 10,75 % em relação ao fornecido pela usina. As temperaturas obtidas entre os trocadores de calor são comparadas com o heat mass balance da usina e apresentaram um desvio relativo na ordem de 5% para a maioria dos valores e atingiram um desvio máximo de 18% no pior caso.

The present work presents a simulation of the PECÉM-CE coal-fired steam generator using three models in sequence. A combustion model calculates the composition and flow of coal as well the total air mass flow. An energy balance in the furnace region was performed to estimate its outlet temperature. For the calculation of temperatures between heat exchangers, an approach was used combining the heat exchanger network method with the least squares method to represent the global heat transfer coefficient as a function of the flue gas mass flow. The combustion results showed a deviation around 3 % compared to the case guaranteed by the constructor. The temperature value at the furnace outlet obtained with the energy balance showed a 10.75%deviation from that provided by the plant. The temperatures obtained between the heat exchangers were compared with the heat mass balance of the plant and showed a relative deviation of 5 % for most values and reached a maximum deviation of 18 % in the worst case.