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2APOSTILA DE TURBINAS SENAI - SP - 2005

Trabalho editorado pela Escola SENAI "Hessel Horcio Cherkassky" do Departamento Regional de SoPaulo

Coordenao Geral Adauir Rodrigues Castro Coordenao Mrcio Antnio Barbosa Maristela de S

Elaborao Carlos Ribeiro Pinheiro da Silva

Reviso Carlos Ribeiro Pinheiro da Silva

3SUMRIO1 TURBINAS..............................................................................................................................1

1.1 FINALIDADES:.............................................................................................................12 TURBINAS HIDRULICAS....................................................................................................1

2.1 Turbina Pelton:............................................................................................................12.2 Turbina Francis: ..........................................................................................................22.3 Turbina Kaplan:...........................................................................................................3

3 TURBINA A GS....................................................................................................................44 TURBINA ELICA .................................................................................................................65 TURBINA A VAPOR...............................................................................................................7

5.1 TIPOS: ..........................................................................................................................75.1.1 Uso geral: .................................................................................................................85.1.2 Especiais: .................................................................................................................8

5.2 CARACTERSTICAS: ..................................................................................................85.3 FUNCIONAMENTO:.....................................................................................................85.4 APROVEITAMENTO DA ENERGIA CINTICA: ...................................................105.5 CLASSIFICAO QUANTO AO FUNCIONAMENTO:.............................................10

5.5.1 Turbina de Reao; ................................................................................................115.5.2 Turbina de Ao ou Impulso:.............................................................................115.5.3 Turbina Mista (de Reao e Impulso); .............................................................12

5.6 APROVEITAMENTO DA ENERGIA CINTICA: ...................................................135.7 CONSIDERAES TERMODINMICAS SOBRE VAPOR....................................145.8 PERDAS DA EFICINCIA DA TURBINA............................................................155.9 Turbina de Ao........................................................................................................175.10 Carcaa ......................................................................................................................175.11 CONJUNTO ROTATIVO ............................................................................................185.12 DIAFRAGMA ..............................................................................................................205.13 MANCAIS ...................................................................................................................20

5.13.1 Mancais de Deslizamento ..................................................................................215.13.2 Rolamentos ........................................................................................................22

5.13.2.1 Rolamentos de esfera....................................................................................225.13.2.2 Rolamentos de rolos cilndricos.....................................................................235.13.2.3 Rolamento de rolos de tronco cnico ............................................................235.13.2.4 Rolamentos de Agulhas.................................................................................235.13.2.5 Rolamento autocompensadores tipo esfera ..................................................245.13.2.6 Rolamentos autocompesadores de rolos ......................................................245.13.2.7 Rolamentos axiais de esferas e rolos cnicos...............................................24

5.14 VEDAO ..................................................................................................................245.14.1 Labirintos............................................................................................................255.14.2 Anis de Carvo.................................................................................................26

5.15 VLVULA DE ADMISSO DE VAPOR: ...................................................................275.15.1 Vlvulas de Admisso Mltiplas.........................................................................27

5.16 CONTROLE E DISPOSITIVOS DE SEGURANA....................................................285.16.1 Governador da Turbina ......................................................................................285.16.2 Variador de Velocidade......................................................................................315.16.3 Desarme por Alta velocidade .............................................................................315.16.4 Lubrificao: .......................................................................................................33

5.16.4.1 Lubrificao das Turbinas pequenas:............................................................335.16.4.2 Lubrificao das turbinas grandes : ...............................................................345.16.4.3 Desarme por baixa presso no leo:.............................................................35

5.16.5 Outros Dispositivos de Segurana.....................................................................365.17 Turbina de extrao................................................................................................365.18 OPERAO ...............................................................................................................38

5.18.1 Operao de Pequenas Turbinas ...................................................................395.18.2 Operao de Grandes Turbinas.........................................................................40

5.19 VERIFICAES PERIDICAS: ................................................................................415.20 VARIAO DAS CONDIES DE OPERAO: ..................................................415.21 PARADA:....................................................................................................................42

45.22 PRECAUES OPERACIONAIS: ........................................................................... 425.23 ANLISE DE DEFEITOS:........................................................................................ 43

5.23.1 Falta de Potncia ............................................................................................... 435.23.2 Consumo Excessivo de Vapor........................................................................ 435.23.3 Vibrao ............................................................................................................. 445.23.4 Vazamento Excessivo no Engaxetamento do Eixo ........................................ 455.23.5 Aquecimento e Desgaste dos Mancais .......................................................... 455.23.6 Conjunto Rotativo no Permanece Alinhado................................................. 465.23.7 Aumento Excessivo da Velocidade com Perda de .Carga .......................... 475.23.8 Oscilao de Velocidade ................................................................................. 475.23.9 Resposta Lenta ................................................................................................. 475.23.10 Vlvula de Emergncia .................................................................................... 475.23.11 Vlvula de Emergncia .................................................................................... 48

6 EJETORES........................................................................................................................... 496.1 Funcionamento / Descrio................................................................................. 50

6.1.1 Bocal:...................................................................................................................... 516.1.2 Zona de mistura: .................................................................................................. 516.1.3 Difusor: ................................................................................................................... 51

6.2 Tipos / Instalao / Operao.................................................................................. 516.2.1 Ejetores a Vapor:.................................................................................................... 516.2.2 Ejetores a Lquido: ................................................................................................. 52

6.3 INSTALAO: ........................................................................................................... 526.4 OPERAO:.............................................................................................................. 52

7 REFERNCIA BIBLIOGRFICA......................................................................................... 54

11 TURBINAS

1.1 FINALIDADES:Mquina motriz destinada a transformar em energia mecnica a energiacintica de um fluido em movimento. O movimento do fluido atravs daturbina sempre causado por diferencial de presso entre pontos situadosantes e depois da turbina. As turbinas possuem essencialmente dois rgosprincipais: Um fixo, chamado estator, no qual existem os dispositivos que permitem ao

fluido adquirir energia cintica custa de perda de presso (teorema deBernouilli)

E um mvel, chamado rotor, destinado a transformar em movimento rotativo(energia mecnica) a energia cintica do fluido.

Os rgos auxiliares so: Os reguladores de velocidade; Os componentes do sistema de lubrificao; Os engaxetamentos e selagem.

Quando toda a transformao da energia de presso em energia cintica feitanos rgos fixos, as turbinas so ditas de ao; quando parte da transformao tambm feita por rgos mveis, as turbinas so denominadas de reao.

Dependendo do fluido empregado, as turbinas so classificadas em: Hidrulicas; A gs; Aerodinmicas; Elicas (vento) A vapor.

2 TURBINAS HIDRULICASAs turbinas hidrulicas, surgiram na Frana em 1824, com Claude Burdin, e foramaperfeioadas com o correr dos tempos, e com esses melhoramentos emodificaes, hoje em dia essas mquinas podem atingir rendimentos superioresa 90%. Basicamente elas so divididas em trs tipos principais:

2.1 TURBINA PELTON:Neste tipo, a gua age exclusivamente por sua energia cintica. Ela passa atravsde um ejetor e dirigida sobre as palhetas do rotor. O controle da potnciafornecida pela turbina feito atravs de uma agulha existente no ejetor, e que

2permite regular, dentro de certos limites, a quantidade de gua. A velocidade comque a gua sai do ejetor aproximadamente constante, pois s depende da alturada queda. Por essa razo, tais turbinas so apenas aplicveis onde s quedasd'gua apresentam alturas considerveis, capazes de provocar grandesvelocidades na sada do ejetor.

2.2 TURBINA FRANCIS:Neste tipo, a gua, aps convenientemente orientada nas palhetas diretoras doestator, penetra no rotor agindo tanto por seu peso como por sua velocidade. Esta

3turbina, com projeto adequado das palhetas no rotor, pode ser usada numa faixamuito ampla de valores da descarga e de altura.

2.3 TURBINA KAPLAN:

Em princpio parecidas com as turbinas Francis de alta velocidade especfica, estetipo de turbina, cujo rotor se assemelha a uma hlice de navio, sobretudo usado

4nas grandes vazes e pequenas quedas. Diferentemente dos tipos anteriores, nocontrole das turbinas Kaplan altera-se o passo das palhetas do rotor.

Os tipos de turbinas hidrulicas anteriormente descritos so principalmenteusados nas centrais hidrulicas, onde se constri uma barragem no leito do rio,formando o que se denomina reservatrio ou lago. A diferena de altura entre oreservatrio e o rio a jusante da barragem fornece a presso necessria para oescoamento da gua. Ao entrar na turbina, a gua, j perdeu quase toda a energiade presso e possui apenas energia cintica (menos no caso de certas turbinasFrancis e sobretudo das turbinas Kaplan, essencialmente de reao, nas quais agua age principalmente por seu peso). Ao sair da turbina, possui apenas aenergia necessria para o escoamento at o rio. Nestas centrais hidrulicas, asturbinas, geralmente de eixo vertical, acionam geradores de energia eltricadiretamente acoplados. A energia eltrica gerada, que nas grandes usinasatingem centenas de milhares de quilowatts, ento transmitida a grandesdistncias.

3 TURBINA A GSConquanto tambm no seja novo o princpio de funcionamento das turbinas ags, sua aplicao prtica bastante recente. Nelas, o ar atmosfrico comprimido por um compressor rotativo (axial ou centrfugo) e em seguidaconduzido s cmaras de combusto nas quais queimado o combustvelinjetado. Com o aumento de temperatura, os gases resultantes, consistindo emparte do ar inicialmente comprimido misturado aos produtos da combusto,aumentam de volume. Usando-se a diferena de presso existente entre a cmarade combusto e a atmosfera, provoca-se a expanso destes gases nos

expansores, com o conseqente aumento da velocidade.

Estes gases em alta velocidade so ento dirigidos para as palhetas do rotor,havendo uma composio de vetores semelhante uma turbina a vapor. Este rotorcom as palhetas mveis, ou turbina, propriamente dita, est quase sempre fixadosobre o mesmo eixo do compressor. Se assim , entende-se que uma mquinaconstruda segundo este princpio s poder funcionar se a potncia desenvolvidapela turbina for superior potncia absorvida pelo compressor. Na primeira

5mquina construda isto no se verificou pois os rendimentos do compressor e daturbina eram ainda muito baixos. Estiveram ento as turbinas a gs relegadas aoabandono, at que os conhecimentos adquiridos em aerodinmica permitiramatingir os rendimentos mnimos necessrios para a obteno de potncia til.

Embora sejam, basicamente, mquinas de construo muito simples, h um srioproblema. a enfrentar: a eficincia global proporcional temperatura absolutados gases na entrada do rotor, isto , quanto mais alta esta temperatura maior aeficincia do conjunto. Entretanto, restries metalrgicas impedem que taistemperaturas ultrapassem a faixa de 800C a 1.200C, dependendo do materialdas palhetas, embora este seja, sempre, uma liga de altssima resistncia. Estasrestries tm origem no fenmeno do creep, isto , a elongao lenta pormpermanente do material quando submetido a tenses de trao a temperaturaselevadas.

Por outro lado, as temperaturas nas cmaras de combusto atingem facilmente de1.800C a 2.200C, e o processo usado para resfriar estes gases consiste emintroduzir um grande excesso de ar. Isto faz com que os gases que passam pelaspalhetas contenham bastante oxignio, obrigando, por isso, ao uso de ligasinoxidveis no rotor. Este problema j foi, em parte, resolvido, mas ainda assim asturbinas a gs so os motores de combusto interna de menor eficincia. Estaeficincia pode, em verdade, ser aumentada custa de algumas sofisticaes noprojeto, como colocao de resfriadores intermedirios entre os vrios estgios de

6compresso e preaquecimento do ar da cmara, custa dos gases de escape.Tais solues, por outro lado, encarecem sobretudo a construo.

Graas, no entanto, a algumas caractersticas especiais como a grandesimplicidade mecnica; a ausncia de peas submetidas a movimento alternativo,proporcionando deste modo um funcionamento isenta de vibraes; a capacidadede operar com urna gama muito ampla de espcies de combustveis; a granderelao entre a potncia produzida e o peso e o volume ocupado; e a grandefacilidade de partida, as turbinas a gs impuseram-se nos mais variados camposde aplicao.

Em aeronutica, por exemplo, esto substituindo totalmente os motoresconvencionais, seja na propulso a jato ou nos turbo-hlices (no primeiro caso, orotor produz apenas a energia necessria para o compressor, sendo o restante daenergia aproveitada para a obteno de empuxo; no segundo caso, o prpriorotor que atravs de um sistema redutor de velocidade angular, movimenta ahlice). Outras aplicaes das turbinas a gs so o acionamento de sopradorespara alto-forno de siderurgia, compressores para gasodutos, bombas e geradoresde energia eltrica. Neste ltimo emprego, as turbinas a gs apresentam a grandevantagem de serem as nicas mquinas motrizes de centrais eltricas quedispensam totalmente o uso de gua.

4 TURBINA ELICAA energia dos ventos vem sendo considerada umaalternativa interessante para a crise de energia deorigem trmica.

75 TURBINA A VAPOREmbora a idia do aproveitamento da energia do vapor remontasse a 130 a.C.,com Heron, somente em 1883 o engenheiro sueco Carl G. P. de Lavaldesenvolveu a primeira turbina a vapor de aplicao prtica, empregada noacionamento de uma batedeira centrfuga para leite, produzindo a potncia de 5c.v. Nas turbinas a vapor, utiliza-se a diferena de presso entre o gerador devapor (caldeira) e a atmosfera, ou, no caso das instalaes maiores, entre acaldeira e o condensador baromtrico.

Portanto a turbina a vapor uma mquina trmica que transforma a energiainterna do vapor em trabalho mecnico rotativo de um eixo. Nas turbinas a vapor,como em qualquer outra mquina trmica, somente parte da energia do vapor transformada em trabalho; a parte restante permanece inerente ao vapordescarregado pela mquina. A transformao de energia em trabalho feita emduas etapas.

Na primeira etapa a energia interna do vapor convertida em energiacintica.

Na segunda etapa, a energia de velocidade transformada em trabalhomecnico.

5.1 TIPOS:Nas indstrias so empregados dois tipos de turbinas: as de uso geral e asespeciais.

85.1.1 Uso geral:Para acionamento de bombas, batedeiras centrfugas e ventiladores. Normalmenteso pequenas e compactas, com potncia inferior a 1000HP, so produzidas emsrie, em que se visa principalmente um baixo custo, mesmo com sacrifcio daeficincia da mquina e sua descarga na grande maioria das vezes se d para aatmosfera.

5.1.2 Especiais:So mquinas de grande porte, bastante sofisticadas, com potnciasuperior a 1000HP. So fabricadas especialmente para cada aplicao, e aeficincia tem fundamental importncia e a descarga do vapor exausto sed para um condensador baromtrico.

5.2 CARACTERSTICAS:As turbinas a vapor apresentam as seguintes caractersticas:a- Mquinas puramente rotativas;b- Possibilidade de variao de velocidade;c- Ausncia de lubrificao interna;d- Facilidade de operao e controle;e- Grande confiabilidade operacional;f- No produzem fascas;g- Suportam campanhas operacionais longas;h- Manuteno simples e econmica;i- Vida til bastante longa.

5.3 FUNCIONAMENTO:As turbinas a vapor funcionam, do seguinte modo:

Primeiro lugar:,H necessidade de possuirmos vapordgua (vindo de uma caldeira ougerador de vapor) com uma certatemperatura de preferncia o vapordever ser seco ou, por outraspalavras, no conter umidade (que prejudicial ao funcionamento daturbina). Este vapor chamado vaporvivo ou superaquecido. Para cadanvel de presso h tratamentosdiferenciados da gua de caldeira.

Segundo lugarDevemos entender que o vapor sob presso e com alta temperatura possui altaenergia - energia potencial. A energia potencial aquela que se encontra

9disponvel, represada, aguardando apenas a abertura de uma vlvula oucomporta para que ela se torne efetivamente utilizvel.

Terceiro lugarVem finalmente a nossa turbina. Ela possui logo na entrada, uma vlvula decontrole que se abre na medida exata para permitir a passagem da quantidade devapor vivo, necessria para o uso na turbina, nas condies de operao em queela se encontra (vlvula governador). Logo depois, o vapor chega a uma cmara,onde existe uma srie de perfis especiais, chamados bocais, ou tambmexpansores.

Quando o vapor passa por esses orifcios bocais ou expansores, presa parte fixada turbina; esta transformao feita custa da evoluo do vapor de umapresso alta para uma presso mais baixa: esta evoluo chamada de saltoentlpico do vapor, sendo que a velocidade com que ele sai dos expansores proporcional raiz quadrada deste salto. O vapor em alta velocidade dirigidoento de encontro s palhetas do rotor, de tal modo que a resultante entre avelocidade absoluta do vapor e a velocidade perifrica das palhetas, que avelocidade relativa entre o vapor e as palhetas, determine o ngulo com que estasdevem ser colocadas. Como o formato das palhetas obriga a uma mudana dedireo no escoamento do vapor, obtm-se atravs de reao a energia mecnicadesejada.

Em outras palavras, quando o vapor passa pelos bocais, ele se expande. Aexpanso quer dizer: perda de presso, junto com aumento de volume e comalgum abaixamento de temperatura, ou seja o vapor perdeu parte da energiapotencial que possua. E que ganho com isso? O vapor ganhou velocidade.

Ao passar pelo bocal ou expansor, o vapor troca parte da sua energia potencialpor energia cintica. Esta ltima forma de energia tem muito a ver com amecnica, pois est ligada velocidade. O aproveitamento da energia cinticapara obteno de trabalho mecnico pode ser feito de duas maneiras, princpiosde ao, e de reao.

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5.4 APROVEITAMENTO DA ENERGIACINTICA:

O dispositivo da figura baseia-se no princpio de que para modificar a velocidadede um corpo em movimento, necessrio exercer uma fora sobre ele.

O jato de vapor (corpo em movimento) que sai do bocal de uma caixa fixa, tem suavelocidade modificada ao encontrar o anteparo de um carrinho situado em suafrente. A fora resultante empurra o carrinho no sentido de levantar peso P. Odispositivo baseia-se no princpio de que a cada ao corresponde uma reaoigual e contrria.

O jato de vapor que sai do bocal de uma caixa mvel d origem uma fora reativaque empurra o carrinho no sentido de levanta o peso P.

Todas as turbinas a vapor esto baseadas nestes dois princpios descritosanteriormente. No primeiro caso tem-se o princpio de ao ou de impulso, e nosegundo, tem-se o princpio de reao. Dispositivos rudimentares elucidando comoos princpios de ao e de reao so aproveitados nas turbinas .

5.5 CLASSIFICAO QUANTO AOFUNCIONAMENTO:

As turbinas a vapor so classificadas em trs tipos:

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5.5.1 Turbina de Reao;

Na turbina de reao, o vapor est dentro do rotor, exercendo presso igualmenteem todas as paredes internas. As palhetas fixas do corpo orientam o vapor atravsde passagens entre as palhetas mveis instaladas na periferia do rotor. O vaporperde presso em ambos os tipos de palhetas (fixas e mveis) e s tem avelocidade elevada nas palhetas fixas. O vapor na turbina, diminui de presso coma expanso, enquanto que, o fluido do no compressor (ou na bomba) aumenta depresso pela compresso sofrida. O vapor cede energia na turbina e o fluidorecebe energia no compressor (ou bomba).

A expanso do vapor pode ser realizada em um ou mais estgios dentro daturbina. De forma anloga compresso do fluido no compressor.

A velocidade do rotor funo da velocidade do vapor. Esta por sua vez, funoda queda de presso nos bocais. Logo de grande utilidade a expanso porestgios. Isto elimina oinconveniente de elevada velocidadepor causa de uma grande expansoem um s estgio.

5.5.2 Turbina de Ao ouImpulso:Turbina de ao ou impulso.

Na,figura A abaixo, onde se v naparte central um corte longitudinal,na parte inferior o desenvolvimentodos bocais e palhetas; e na partesuperior o diagrama de variao dapresso e velocidade do vapor. Ovapor, aps passar pela vlvula de

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admisso, entra no bocal com presso p0 e velocidade v0. Ao fluir pelo bocal apresso cai para o valor p1 e a velocidade elevada para o v1, havendo a atransformao de energia de presso em energia de velocidade (energia cintica).As partculas do vapor animadas com velocidade v1 incidem sobre as palhetasmveis causando o aparecimento da fora motora.

No caso mostrado na, fig. A, tem-se uma turbina de um nico estgio. Nas turbinasde mais de um estgio, figuras. B e C, o vapor que est saindo das palhetasmveis do primeiro estgio entra nas palhetas fixas ao corpo da turbina, sofrendouma mudana na sua direo, e valor numrico conforme o tipo da palheta fixa. Aosair destas palhetas fixas, tambm denominadas bocais, o vapor incide naspalhetas mveis do segundo estgio, dando origem outra fora motora. A somadas foras motoras do primeiro e segundo estgio dar a fora motora resultante.Se a turbina fosse de mais estgios, o processo continuaria como descrito acima, ea fora motora total seria a soma das foras dos vrios estgios.

5.5.3 Turbina Mista (de Reao e Impulso);Turbinas combinadas: existem casos em que oprojetista associa em uma nica turbina os doistipos descritos acima. Este tipo de turbina,logicamente, deve ser de mltiplos estgios,como exemplo, pode ser citado o caso de umaturbina com os primeiros estgios do tipo deimpulso simples e os ltimos, formando umconjunto separado, do tipo impulso-reao.

Na figura ao lado temos uma turbina mista GE.

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5.6 APROVEITAMENTO DA ENERGIACINTICA:

Com os melhoramentos introduzidos na construo das caldeiras, as pressesiniciais tornavam-se cada vez maiores. Isto acarretava velocidades tambm cadavez mais elevadas na sada dos expansores e, para que as turbinas tivessem umrendimento aceitvel, as velocidades perifricas dos rotores deveriam atingirvalores muito altos. Como estas velocidades estavam limitadas pela resistnciados materiais empregados, as potncias das turbinas ficava tambm limitada.

Vrias solues foram ento imaginadas com o objetivo de contornar esteproblema. Nos EUA, o engenheiro Curtis construiu uma turbina com estgiosvelocidade, isto , embora todo o salto entlpico fosse feito numa nica placa deexpansores, havia vrias rodas de palhetas mveis, todas naturalmente fixadas aum eixo apenas, sendo colocado entre cada roda mvel um conjunto de palhetasdiretrizes destinadas a reorientar o vapor. Tal soluo teve imediatamente amplaaceitao, mas os estudos posteriores vieram demonstrar que, para um nmeromaior do que duas rodas mveis e urna diretriz, a turbina tornava-seexcessivamente cara.

Na Frana, Rateau idealizou a turbina com estgios de presso, que consistiaapenas em dividir o salto entlpico total numa srie de saltos menores, cada umdeles dispondo de sua placa de expansores e de sua roda mvel, estas semprefixadas a um eixo comum.

Na Inglaterra, Parsons apresentou a sua turbina de reao, na qual parte do saltodo vapor se d nos expansores e parte nas palhetas.

Cada uma das solues acima descritas apresenta suas vantagens edesvantagens. Com o desenvolvimento crescente da tcnica de projeto dasturbinas, as grandes mquinas passaram a ser construdas mesclando-se as trssolues apontadas: na entrada do vapor, apresentam uma roda Curtis, quasesempre com dois estgios de velocidade; na parte intermediria, vrios estgiosRateau e, na parte final, estgios Parsons.

As modernas turbinas a vapor desenvolvem potncias elevadssimas, da ordem decentenas de milhares de cavalos-vapor. O principal campo de aplicao dasturbinas consiste no acionamento de hlices para navios ou de geradores deenergia eltrica, e, neste caso, so instalados em locais onde no h quedasd'gua para aproveitamento.

Embora o vapor circula em circuito fechado entre a caldeira e a turbina, isto ,embora a gua de alimentao da caldeira provenha da condensao do vapor quepassou pela turbina, as centrais trmicas a vapor necessitando de uma enormequantidade de gua para o resfriamento dos condensadores. As turbinas a vaporde pequena e mdia potncia so usadas onde existe sobra de vapor gerado parauma outra finalidade qualquer, como, por exemplo, acionar um compressor oubombas em processos industriais nas fbricas de tecidos, de papel e celulose,usinas de acar, refinarias, petroqumicas, etc.

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5.7 CONSIDERAES TERMODINMICASSOBRE VAPOR

Energia trmica uma forma de energia associada com o movimentodesordenado das molculas dentro de uma substncia. Para uma dada substncia,a quantidade de energia trmica medida pela temperatura, quanto maior atemperatura mais energia trmica est presente. Todavia, um aumento de energiatrmica no eleva necessariamente a temperatura se h uma mudana de fase,como na gua em ebulio. Portanto:

Calor, uma modalidade de energia que transmitida de um corpo para outroquando, entre eles, existe uma diferena de temperatura

Temperatura, uma grandeza que permite avaliar o grau de agitao trmica dasmolculas de um corpo, energia trmica.

Energia Trmica, est associada ao movimento desordenado ou energia cinticadas molculas.

Entalpia, uma funo termodinmica de estado (presso, volume e temperatura)igual soma da energia interna com o produto da presso pelo volume. H = E +PV

Adiabtico, esse termo aplicado termodinmica implica na ausncia de troca decalor entre o sistema e o ambiente. Isto pode ser conseguido na prtica, (1)isolando o sistema; (2) mantendo a vizinhana prxima mesma temperatura queo sistema; (3) realizando o processo rapidamente.

Entropia, as equaes termodinmicas nos dizem como calcular as variaes deentropia e uma funo de estado, da matria que tende sempre a aumentar,quando consideramos o universo como um todo. Embora a termodinmica no dum quadro significativo da entropia ao nvel molecular, a mecnica estatstica baseada numa interpretao molecular da entropia. Sem levar em considerao,neste momento, os argumentos matemticos de mecnica estatstica, pode serobservado, porm, que a entropia uma medida direta, quantitativa daprobabilidade relativa de um estado particular de um sistema e, ao mesmo tempo,uma medida da desordem ou caos do estado. Ex.: O ferro magnetizado, menorentropia que o ferro no magnetizado, pois tem um arranjo mais ordenado que ono magnetizado. O vapor de gua antes de entrar num bocal de uma turbina, asmolculas de vapor dgua esto juntas, quando se expande no bocal s molculasse distribuiro ao acaso com aumento daentropia.

Temperatura crtica, de um gs atemperatura acima da qual o gs nopode ser liquefeito por compresso.

Presso crtica, de um gs a pressomnima que deve ser exercida sobre elepara liquefazei-lo em sua temperaturacrtica.

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Distino entre gases e vapores Gs: qualquer substncia que se encontra a uma temperatura maior que a

sua temperatura crtica.

Vapor: qualquer substncia gaseiforme que se encontre a umatemperatura menor que a sua temperatura crtica.

Presso de vapor: Suponhamos um lquido encerrado em um vaso fechado,munido de manmetro sensvel. As molculas do lquido vaporizado chocam-secom as paredes do recipiente e exercem uma presso idntica exercida porqualquer gs. Esta presso denomina-se presso de vapor do lquido.

Ebulio: a vaporizao tumultuosa que se processa a uma temperaturadeterminada, em toda a massa lquida, acompanhada de abundante formao debolhas.

Evaporao: a vaporizao lenta que se processa em qualquer temperatura,apenas na superfcie livre do lquido.

Calefao: a vaporizao que se processa quando se coloca um lquido sobreuma superfcie aquecida a uma temperatura bastante superior temperatura deebulio do lquido.

Presso mxima de vapor: a presso mxima de um lquido s depende danatureza do lquido e da temperatura. a presso exercida pelo vapor, emequilbrio com o lquido que lhe deu origem.

Temperatura de ebulio: de uma substncia lquida aquela na qual a pressomxima de vapor do lquido se torna igual presso que ele suporta.

Vapor saturante: ou saturado aquele que se encontra em equilbrio com olquido que deu origem.

Vapor seco, superaquecido, no saturante ou no saturado: aquele queexerce uma presso menor que a mxima para a temperatura em que se encontra.

5.8 PERDAS DA EFICINCIA DA TURBINAUma turbina a vapor normalmente calculada utilizando a taxa de vapor, que aquantidade de vapor requerida pela turbina para produzir uma potncia (HP/h) parauma velocidade especfica. A taxa de vapor uma funo direta da eficincia daturbina.O consumo de vapor pode ser expresso em (kg de vapor por HP. H ou kg de vaporpor kWh).

A energia total disponvel do vapor calculada por uma expanso isoentrpica.Para um dado inicial da presso de vapor, temperaturas de entrada e exausto

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(kcal / kg de vapor) podem ser obtidas de tabelas (do fabricante) ou pelo grfico deMollier.A energia calculada pode ser convertida em HP, kW, como a taxa de vapor tericapor HPh ou kWh. A taxa terica de vapor para uma eficincia de turbina de100%.

A eficincia da turbina dada por: EficinciavapordeatualTaxavapordetericaTaxaou

hhhh

..................

21

31

=

A taxa atual de vapor para uma turbina maior do que a taxa terica, por causadas perdas que ocorrem na turbina quando convertida da energia trmica(potencial, energia de presso) em energia mecnica. A energia que resta no vaporexausto da turbina maior do que aquele depois de uma expanso isoentrpica.Temos o grfico.

1- Energia no vapor na temperatura e presso inicial;2- Energia no vapor exausto para uma expanso isoentrpica;3- Energia atual no vapor na presso e temperatura de exausto.

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(Tabela 1) Eficincias tpicas para Turbinas a vaporEstgios ( HP ) Eficincia

(%)Entalpia exausto(kcal/kg)

H(kcal/kg)

Taxa de vaporKg/kwh

Simples 500 30 691,7 75,0 11,575 1000 55 630,6 136,1 6,317 4000 65 605,6 161,1 5,339 10000 75 566,7 200,0 4,63Baseado na entalpia de entrada = 766,7 kcal/kg

5.9 TURBINA DE AO

5.10 CARCAAA carcaa, constituda pelo cilindro envoltrio da turbina. No seu interior giram osdiscos, ou o tambor, montados no eixo.As carcaas dispem de dispositivos adequados para suportar diversas peasestacionrias tais como, os diafragmas (nas turbinas de ao), as palhetas fixas(nas turbinas de reao), os bocais, as vlvulas de controle e de desarme rpido,os mancais, etc.

Normalmente as carcaas so fundidas ou de chapas trabalhadas e soldadas, partidas radialmente ou axialmente por permitir maior facilidade para manuteno.

A simples remoo da metade superior da carcaa permite pleno acesso a seusinternos para inspeo e reparos.

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O tipo de carcaa partida radialmente s usado em turbinas pequenas, compotncia inferior a 100HP.

Em turbinas de grande porte, ascarcaas so construdas em duassees: Carcaa de alta presso; Carcaa de baixa presso.Devido ao seu tamanho, alm departidas axialmente, so tambmseccionadas transversalmente.

As faces justapostas das carcaas sorigorosamente usinadas, com finoacabamento, para se constiturem emjuntas estanques ao seremaparafusadas.

Os materiais mais usados na construodas carcaas so: ferro, ao carbono eao-liga, fundidos.

Para reduzir a perda de calor com oexterior, as carcaas so revestidasexternamente com isolamento trmico e recobertas de chapas finas protetoras.

5.11 CONJUNTO ROTATIVONas turbinas de ao o conjunto rotativo constitudo pelos discos ou rotoresmontados no eixo . Na periferia dos discos so fixadas as palhetas mveis,atravs das quais a energia cintica do vapor transformada em trabalhomecnico.

Os discos so de ao carbono ou ao-liga, forjados, usinados, e montados no eixopelo processo de prensagem a quente e enchavetados.

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O conjunto eixo/discos tambm pode ser feito de construo integral, isto , emuma s pea. Esta opo adotada para turbinas de alta rotao e/ou operando aalta temperatura.

As palhetas das turbinas devem ter um perfil tal que, quando instalados nos discosformem canais de seo uniforme, pois tero a funo apenas de modificar adireo de escoamento do vapor.

Devem ser em nmero suficiente para orientar adequadamente o fluxo de vaporsem turbilhonamento. Teoricamente, a presso do vapor deveria ser a mesma emambos os lados das palhetas, entretanto, na prtica, h uma pequena diferenadevido perda de carga.

Para dar maior rigidez s palhetas de uma mesma fila, estas tm seu topoencaixado numa cinta externa. Quando a altura das palhetas grande, a cinta substituda por um arame amortecedor que interliga as palhetas numa posiointermediria.As palhetas so geralmente forjadas e usinadas com um esmerado acabamentopara reduzir ao mnimo as perdas por atrito. So feitas de ao liga, base decromo-nquel-mangans.

Nas turbinas de reao o conjunto rotativo constitudo pelo tambor montado noeixo, e as palhetas encaixadas na sua periferia. Estas palhetas tm umaconfigurao de modo a formar canais de sees variveis, como os expansores.As presses so diferentes em cada lado das palhetas, necessitando portanto, dese reduzir ao mnimo fuga do vapor pelo topo das mesmas.

O eixo o elemento transmissor do trabalho mecnico. Nele esto montados osdiscos ou o tambor.

O eixo deve ser projetado para que as deflexes sofridas sejam menores que asfolgas radiais entre as partes estacionrias e rotativas. Deve ser, tambm,concntrico ao longo de toda sua extenso. Eixo empenado causa vibrao, almde acelerar o desgaste dos mancais, labirintos, etc.

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Em uma extremidade do eixo, fica montado o acoplamento que o elemento detransmisso do movimento rotativo da turbina para a mquina acionada. Na outraextremidade, est o mecanismo de ligao com o regulador de velocidade emecanismos de desarme.

5.12 DIAFRAGMAOs diafragmas, so os elementosque separam dois discosadjacentes de uma turbina deao de multi-estgios. Nelesesto instalados os arcos deexpansores dos estgiosintermedirios e finais.

Normalmente, os diafragmas soconfeccionados em duas metadeshavendo um dente numa metadee uma reentrncia na outra, a fimde permitir o perfeitoassentamento de ambas. Elesso montados na carcaa por umsistema de ranhuras.

Na parte central dos diafragmas,esto instalados os labirintos, que so elementos de vedao entre os estgiosintermedirios.

5.13 MANCAISOs mancais so peas destinadas a apoiar o eixo e suportar outros esforosradiais e axiais que atuem sobre o conjunto rotativo.

Segundo a direo da carga que suportam, os mancais podem ser: Radiais, Axiais ou de escora, Mistos (combinao radial/axial).Os mancais radiais so tambm responsveis pela manuteno das folgas radiaisentre o conjunto rotativo e as partes estacionrias, e o mancal axial responsvelpelo posicionamento do conjunto rotativo, ou em outras palavras, pela manutenodas folgas axiais.

Outra classificao genrica para os mancais segundo a predominncia do tipode atrito atuante. Nestas condies, podem ser:

rolamentode

todeslizamendemancais

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5.13.1 Mancais de DeslizamentoOs mancais de deslizamento, so empregados para condies de cargas severase baixas velocidades, enquanto que os mancais de rolamentos, s soempregados para cargas moderadas, menor atrito e altas velocidades .

Nas turbinas de ao, o critrio de emprego de mancais o seguinte:

{

todeslizamenaxialmancaltodeslizamenradiaismancais

HPdeacima

rolamentoaxialmancaltodeslizamenradiaismancais

HPat

rolamentodemancaisHPat

potncia

......1......2

......1000......

......1......2

................1000....

.........2.....................20....

Geralmente, nas turbinas de reao, os mancais empregados so dedeslizamento. So usados em mquinas pesadas, sujeitas a grandescarregamentos ou em equipamentos de baixa velocidade.

A figura mostra mancais radiais de deslizamento. No caso particular do mancalapresentar parede muito delgada, ele chamado de casquilho.Os mancais so ajustados com um dimetro interno um pouco maior que odimetro do eixo. Esse espao entre o eixo e o mancal chamado de folga. Afolga prevista para compensar dilatao para introduo e distribuio delubrificante, para neutralizar pequenos desalinhamentos e para permitir a rotaolivre do eixo a qualquer momento. Normalmente so peas bipartidas comranhuras na parte internas, mas podem ser inteirias denominadas buchas. Sofabricados de matrias macios como bronze e ligas de metais leves.

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O tipo de mancal axial de deslizamento mais usado nas turbinas a vapor ochamado mancal Kingsbury .

O eixo com o colar esto na parte superior do desenho apenas para facilitar avisualizao do conjunto.

Compe-se basicamente de um colar preso ao eixo e de vrias sapataspivotadas em anis, chamados anis de nivelamento, montados na carcaa. Assapatas tm apoio semi-esfrico a fim de permitir que elas se acomodem emdiferentes inclinaes de acordo com a pelcula de leo.

5.13.2 RolamentosOs rolamentos empregados nas turbinas so, em geral, de uma carreira deesferas. So empregados em mquinas sujeitas a maiores velocidades emenores atritos.Eles tm capacidade de absorver cargas tanto nos sentidos radiais, como nossentidos axiais. Podem ser: De esferas so apropriados para velocidades mais elevadas; De rolos podem ser cilndricos, tronco cnicos ou abaulados (na forma de

barril); De agulhas so recomendados para sistemas oscilantes, com cargas

elevadas e choques.

5.13.2.1 Rolamentos de esferaFabricaes simples,robustas e versteis,exigem poucamanuteno eapropriados parabaixas cargas ealtas velocidades.

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5.13.2.2 Rolamentos de rolos cilndricosCom uma carreira de rolos e comgaiola podem suportar cargas radiaispesadas e operar em altas rotaes.

Sem gaiola, suportam cargas radiaispesadas porem com velocidades maisbaixas que os com gaiola.

5.13.2.3 Rolamento de rolos de tronco cnicoPossuem pista simples ou dupla, so apropriados para cargas combinadasnas direes axiais e radiais. A capacidade de suportar a carga axial determinada pelo ngulo da pista do anel externo, quanto maior for estengulo tanto maior a capacidade de carga axial.

5.13.2.4 Rolamentos de AgulhasTm alta capacidade de suportar cargas e so delgados, aplicados onde oespao limitado.

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5.13.2.5 Rolamento autocompensadores tipo esferaPossuem duas carreias de esferas.

5.13.2.6 Rolamentos autocompesadores de rolosPossuem duas carreiras de rolos . As duaspistas do anel interno so inclinadas.

Alm de cargas radiais, os rolamentospodem tambm suportar cargas axiais,atuando em ambos os sentidos.

5.13.2.7 Rolamentos axiais de esferas e rolos cnicos.So construdos para suportar cargas puramente axiais

5.14 VEDAOPelas folgas existentes entre as partes estacionrias e o conjunto rotativo podeocorrer fuga de vapor das zonas de maior presso para as de menor presso.

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Nos pontos onde o eixo atravessa a carcaa, se a presso no seu interior forinferior que a presso atmosfrica (caso das turbinas de condensao), haverinfiltrao de ar para dentro da turbina. Em situao inversa, presso no interior dacarcaa maior que a atmosfrica, haver vazamento de vapor para o exterior.

A infiltrao de ar tende a elevar a presso no condensador influindonegativamente na potncia til da turbina.

O vazamento de vapor tambm reduz a potncia til da mquina alm deaumentar o consumo especfico de vapor.

Da ento a necessidade de se reduzir ao mnimo s perdas provocadas por fugasde vapor ou por infiltrao de ar para dentro da turbina.

Os principais sistemas de selagem utilizados nas turbinas so:

{

oslabirerestgiosmisto

carvodeanisoslabir

eixodosadasnasselagem

intint

int

5.14.1 LabirintosOs labirintos so peas anelares dotadas internamente de uma srie de aletascirculares, e externamente, de um dispositivo de encaixe. Podem ser partidos emdois ou mais segmentos.

Os labirintos devem ser ajustados de tal maneira que a folga entre o eixo e asbordas das aletas seja mnima.O vapor se expande progressivamente ao atravessar as aletas sofrendo umaqueda de presso e ainda provocando uma perda de carga por turbilhonamento.

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5.14.2 Anis de Carvo

Como o prprio nome indica, so segmentos circulares de carvo formando umanel e mantidos juntos ao redor do eixo pela ao de uma mola helicoidal detrao que se encaixa na sua periferia.

Em geral, os anis so tripartidos em segmentos iguais de tal modo que, quandomontados, deixem uma pequena folga entre o anel e o eixo a fim de reduzir aomnimo a passagem de vapor.Para evitar que os anis de carvo girem com o eixo, instalam-se dispositivos detrava.

Quando a selagem visa impedir a entrada de ar para dentro da turbina, como ocaso da descarga das turbinas de condensao, costuma-se injetar vapor numapresso ligeiramente superior atmosfrica, num trecho intermedirio doslabirintos ou dos anis de carvo.

A selagem mista uma associao de labirinto e anis de carvo.

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5.15 VLVULA DE ADMISSO DE VAPOR:A vlvula de admisso, de vapor, tambm chamada de vlvula do governador,

tem a funo de controlar a passagem de vapor para os bocais da turbinacomandada pelo governador atravs de um sistema de transmisso mecnico(sistema de alavanca), ou hidrulico (servo-motor), ou a combinao de ambos.As vlvulas de admisso de vapor das turbinas podem ser: Simples ; Mltiplas.

As vlvulas simples abastecem de vapor todos os bocais simultaneamente.

A vlvula de admisso simples torna-se ineficiente para c caso de turbinasfuncionando com carga baixa, pois o pequeno fluxo de vapor ser divididoigualmente com cada bocal, a uma vazo inferior sua vazo de projeto.

Alguns fabricantes contornam esse problema instalando a carcaa da turbina,vlvulas extras, chamadas de vlvulas de sobrecarga, com a finalidade de suprirou cortar vapor para grupos de bocais.

As vlvulas de sobrecarga so operadas manualmente. Quando a turbina estiverfuncionando com baixa carga, o operador deve fechar uma ou mais vlvulas desobrecarga, a fim de melhorar a eficincia da turbina.

5.15.1 Vlvulas de Admisso MltiplasAs vlvulas de admisso mltiplas como o prprio nome indica, so vriasvlvulas em paralelo, cada uma abastecendo um grupo de bocais. Sua abertura(ou fechamento) gradativa.

Cada vlvula vai sendo aberta (ou fechada) medida que a carga aumenta (oudiminui). Neste caso, o fluxo de vapor em cada bocal pode ser mantidoconstante.

A abertura e fechamento seqencial podem ser obtidos:

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Por um sistema de cames; Por uma barra atuando em vlvulas com hastes de comprimento varivel.

5.16 CONTROLE E DISPOSITIVOS DESEGURANA

Como qualquer mquina motriz, a turbina a vapor tem que atender carga que lhe imposta pela mquina acionada; ou, em outras palavras: a turbina deve fornecera potncia exata que lhe solicitada pela mquina acionada.

Havendo variao de carga, haver alterao na potncia fornecida pela turbina. Avariao de carga tambm tende a provocar uma variao na velocidade daturbina. Por isso, as turbinas tm um mecanismo de comando capaz de assumir ocontrole das situaes operacionais.

Normalmente esse controle feito no fluxo de vapor admitido na turbina atravs deuma ou mais vlvulas projetadas especificamente para esse fim; so as chamadasde vlvulas do governador ou vlvulas de admisso de vapor.

O mecanismo que comanda a abertura e o fechamento da(s) vlvula(s) deadmisso de vapor chamado de governador ou regulador de velocidade.Normalmente esse comando atua automaticamente.

O controle das turbinas pode ser empregado para:

a- Manter constante sua rotao como no caso de acionar geradores eltricos;b- Manter estvel a presso descarga de compressores ou bombas acionadas

pela turbina;c- Manter constante a presso do vapor na sada da turbina, no caso de turbinas

de contrapresso.

5.16.1 Governador da TurbinaNas turbinas a vapor so empregados diversos tipos de governador.

O governador mais elementar, oregulador tipo Watt, de esferas giratrias,baseado na ao da fora centrfuga.Consiste basicamente de dois pesosarticulados que giram a uma velocidadeigual velocidade da turbina e atuamcontra a compresso de uma mola. Sob aao da fora centrfuga, os pesos podemoscilar em torno da articulao emovimentar uma haste central.

Se a velocidade da turbina, aumenta, ospesos articulados se abrem forando ahaste central empurrar uma alavanca que,por sua vez, atuar na vlvula de admisso no sentido de reduzir a rea depassagem de vapor; passando menos vapor, a velocidade volta a decrescer.

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Se a velocidade da turbina diminui, essa operao se efetua de maneira inversa.Os pesos articulados se fecham e a haste central atuar na vlvula de admissono sentido de aumentar a rea de passagem de vapor; passando mais vapor, avelocidade volta a crescer.

Note-se, porm, que a velocidade da turbina varia na razo inversa da carga quelhe imposta. Isto : s a carga aumenta, a velocidade diminui, ou ao contrrio,se a carga diminui, a velocidade aumenta.

Esse tipo de governador chamado de governador mecnico, oferecesimplicidade e robustez, mas sua aplicao limitada devido a dois fatoresbsicos:

a- Lentido de resposta corretiva;b- A fora que ele capaz de exercer s pode ser aumentada pelo aumento

do tamanho do governador.

Para contornar esses fatores adversos, os fabricantes associam ao mecanismode pesos centrfugos, sistemas hidrulicos dos mais variados.

A figura ao lado, por exemplo, apresenta um desenho esquemtico bastanteelementar de um governador mecnico associado a um sistema hidrulicocomposto de uma vlvula piloto ligado a um servo-motor.

A haste do governador, atravs de uma alavanca flutuante, atua na vlvulapiloto, que por sua vez, efetua uma dessas operaes: Envia leo de alta presso para o servo-motor obrigando o pisto a se

mover no sentido de abrir 2 vlvula de admisso (caso de reduo develocidade da turbina);

Drena o leo do servo-motor obrigando o pisto a se mover, devido aoda mola, no sentido de fechar a vlvula de admisso (caso de aumento develocidade da turbina).

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Um governador puramente hidrulico mostrado na figura abaixo, onde omecanismo de pesos centrfugos substitudo por uma bomba de engrenagens,recebem o sinal de variao de rotao atravs de um sistema hidrulico. Osistema de pesos substitudo por uma bomba de leo cuja rotao igual ouproporcional rotao da turbina. As variaes de rotao implicam numavariao da presso de descarga da bomba, presso esta que atua atravs deum sistema hidrulico na vlvula de admisso de vapor.

Este sistema mais empregado para turbinas de grandes capacidades. Oesquema da figura mostra um regulador deste tipo que se v, na parte inferioresquerda, um eixo que aciona duas bombas. A bomba centrfuga A de duplasuco no interessa diretamente para o controle, servindo apenas parapressurizar a sua descarga no importando qual seja a variao de sua pressocom a variao de rotao. Esta bomba A serve apenas como umaalimentadora de leo.

A bomba B constituda simplesmente de um cilindro oco, admite leo supridopela bomba A atravs do orifcio E para a cmara F entra no cilindro em rotaopelos diversos orifcios radiais C existentes. Pela ao da fora centrfuga, oleo da cmara F tem alguma dificuldade em escoar pelos furos C, pois criadauma presso na cmara F pela rotao da bomba B. Esta presso variadiretamente com a rotao da bomba. O leo que entra pelos furos C se escoapelos orifcios D para o reservatrio. No centro do cilindro existe uma aberturapara suspiro.

A variao na rotao da turbina causa uma variao na presso leo nascmaras F e G. Esta presso de leo atua no fole H contra a ao da mola Jcuja regulagem feita pelo volante V, aumentando ou diminuindo a abertura depassagem de leo na bandeja K, o leo suprido pela bomba principal A atravs

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do orifcio regulvel M, que vaza para o reservatrio atravs de K, ter suapresso alterada na linha L aciona o pisto N, abrindo as passagens de leo dealta presso (leo do servo-motor), atravs do carretel P. Este leo de altapresso (note-se que outro sistema de leo, com bomba independente)aciona o pisto U que, atravs de um sistema de alavancas, controla a aberturada vlvula T.

As turbinas de maior porte, geralmente usadas em centrais termeltricas noacionamento de geradores de energia eltrica, tm controle de rotao etambm de presso de exausto ou contrapresso, dependendo do tipo.Quando se trata de turbina de condensao, isto , aquelas em que todo ovapor consumido condensado no condensador a uma presso abaixo daatmosfrica (vcuo), o controle feito praticamente s na rotao.

A presso de descarga da bomba, proporcional rotao da turbina, atua sobreum fole conectado vlvula de admisso de vapor. H governadores que secomportam de modo a conservar constante a velocidade da turbina, mesmo quehaja variao de carga. Outros, no ter esta propriedade; permite una queda develocidade quando a carga aumenta; ou vice-versa, permitem um aumento develocidade quando a carga diminui.

5.16.2 Variador de VelocidadeDe um modo geral, as turbinas a vapor vm equipadas de outro dispositivo decontrole, alm do governador, chamado de variador de velocidade ou ajustadorde velocidade.

O variador de velocidade visa alterar uma caracterstica de comando dogovernador. No caso de governador mecnico, o variador de velocidade modificaa tenso da mola do governador; enquanto que no governador hidrulico, ovariador atua modificando a presso de descarga da bomba de leo.

Um tipo de variador de velocidade, bastante simples e muito empregado nasturbinas de uso geral, consiste de um volante A uma haste roscada presa a umamola conectada extremidade da alavanca do governador.

5.16.3 Desarme por Alta velocidadeToda turbina tem um mecanismo de segurana para proteg-la contra umaumento excessivo de velocidade, em conseqncia de uma retirada sbita decarga ou de falha no governador.

Esse mecanismo, chamado de limitador de velocidade, tem atuao automtica eindependente do governador. Sua funo impedir que a velocidade da turbinaultrapasse o limite de segurana compatvel com a resistncia mecnica doconjunto rotativo.

O limitador de velocidade possui trs elementos bsicos: Um captador de sinal;

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Um sistema de transmisso; Um elemento que corta

rapidamente o suprimento devapor.

Em geral, o elemento captador desinal constitudo de um pinoencaixado diametralmente naextremidade do eixo mantido dentrodele pela ao de uma mola. O pinodeve ter um lado mais pesado que ooutro.

A transmisso do sinal efetuadapor uma alavanca tendo numaextremidade um gatilho.

Na figura (1) alavanca de rearme na posio normal, (2) alavanca de rearme naposio de parada.

O corte de vapor feito por uma vlvula de atuao instantnea. Esta vlvula projetada para cortar instantaneamente o suprimento de vapor para os bocais daturbina. Tem funcionamento independente da vlvula do governador e comandada por um mecanismo de atuao.

Esse mecanismo s atua automaticamente no sentido de fechar a vlvula seestiver corretamente armado. Ocorrendo o desarme, ele no tem condies de

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rearme automtico. O rearme deve ser feito manualmente pelo operador damquina.

Seu princpio de funcionamento o seguinte: se a rotao da turbina aumentardemasiadamente, a fora centrfuga faz o pino vencer a ao da mola e suacabea saindo do eixo aciona uma alavanca que desarma um sistema de gatilho,permitindo fechar rapidamente uma vlvula de entrada de vapor. Caso necessrio,esse desarme tambm pode ser feito manualmente pelo operador da mquina.

Convm ressaltar que o rearme do sistema no automtico; deve ser feitomanualmente pelo operador.

5.16.4 Lubrificao:Nas turbinas a vapor como em qualquer mquina, tm-se sempre peasinterligadas cujas superfcies em contato esto animadas de movimentosrelativos, dando origem s foras de atrito, que se ope a esses movimentos.

O atrito produz calor, aquecendo as peas de mquina que ficam cada vez maisquentes at ocasionar a paralisao do mecanismo, virtude de dilataoacentuada ou at mesmo fuso das peas superaquecidas.

Por conseguinte v-se que da maior importncia reduzir ao mnimo atritometlico a fim de minorar a perda decalor como tambm diminuir o desgastedas peas. Isso se consegue pelainterposio de um fludo adequadoentre as superfcies, chamadolubrificante, que impede o contatodireto dessas superfcies. Alm deimpedir contato direto de duassuperfcies em movimento relativo, olubrificante ainda tem a funo de : Dissipar o calor gerado; Proteger as superfcies contra a

corroso; Remover as partculas provenientes

do desgaste das peas, ou outrosmateriais estranhos.

5.16.4.1 Lubrificao das Turbinas pequenas:A lubrificao dos mancais das turbinas, de pequeno porte feita, geralmente,por anel em banho de leo.Um anel de dimetro bem maior que o do mancal fica repousando sobre o eixoe com a parte inferior mergulhada no leo. Com a rotao do eixo, o anel giralentamente e arrasta o leo do crter para o eixo, e da, para o mancal.

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5.16.4.2 Lubrificao das turbinas grandes :As turbinas de grande porte so lubrificadas normalmente por um sistema decirculao forada do leo. O leo tambm serve para o sistema hidrulico deregulagem da turbina.

Uma bomba principal de leo, acionada pelo eixo da turbina, aspira leo docrter descarrega no sistema.

O leo passa por um filtro F1 (ou F2, pois h 2 filtros de leo para se poderlimpar um quando o outro estiver em operao). Aps o filtro, parte do leo vaipara o sistema de regulagem. voltando desses elementos ao crter.

Uma parte do leo passa por um resfriador e da para os mancais, retornandodepois ao crter.

As vlvulas de alvio instaladas ao longo das tubulaes servem para controlaras presses de leo dos sistemas de regulagem e de lubrificao.

Alm da bomba principal de leo, existe uma bomba auxiliar com dispositivopara entrar automaticamente em operao. Quando houver falha na principal.

Esta bomba auxiliar utilizada tambm nas partidas e paradas da turbinaprincipal para suprir de leo o sistema de lubrificao. No crter, h umindicador de nvel de leo e um dreno para extrao de gua contaminada noleo.

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5.16.4.3 Desarme por baixa presso no leo:

Toda turbina com mancais lubrificados por um sistema forado, sob presso,tem um dispositivo que desarma o sistema de gatilho do limitador de velocidadeno caso da presso de leo cair abaixo de um valor prefixado.

As figuras apresentam desenhos esquemticos de um sistema de atuaomltipla. O desarme funciona por sobrevelocidade e por baixa presso de leo.Alm disso, tem uma particularidade importante: a instalao de uma vlvulasolenide permite atuar no desarme, distncia.

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5.16.5 Outros Dispositivos de SeguranaDependendo da necessidade, ainda pode-se instalar outros dispositivos desegurana nas turbinas. Exemplos:a- Desarme por baixa presso diferencial entre mancais;

b- Vlvula sentinela na carcaa;

c- Desarme por alta temperatura nos mancais;

d- Desarme por alta temperatura no vapor de sada;

e- Desarme por vibrao elevada; etc.

5.17 TURBINA DE EXTRAONas centrais termeltricas da refinarias, e nas industrias em geral, e comum oemprego de do tipo de extrao ou de contrapresso. Isto se deve ao fato de se ternecessidade de vapor para aquecimento na rea industrial.

Empregam-se ento turbinas que admitem vapor superaquecido a uma pressoalta retirando parte de sua energia para transformao em energia eltrica,fornecendo o vapor saturado para o aquecimento industrial. Para estes casos, autilizao mais comum de turbinas de extrao sero descritas superficialmentelogo abaixo sob o ponto de vista operacional.

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A figura acima, mostra o esquema em corte, de uma turbina de extrao. Pode serobservados que entra uma quantidade de vapor W1 com presso P1 nos estgiosde alta presso (conjunto do lado esquerdo), sendo que uma parte deste vapor eextrado aps passar pelos estgios de alta presso (quantidade W2 com pressoP2) e a parte restante W3 entra para os estgios de baixa presso saindo destespara o condensador com presso P3.

Ento, o vapor consumido realmente pela turbina para gerar energia eltrica oque passa pelos estgios de alta e baixa presso (quantidades diferentes). Ovapor retirado entre os estgios de alta e de baixa, denominados vapor deextrao, enviado para o consumo em aquecimento industrial.

Nota-se que sempre deve ser W1 = W2 + W3.

No caso de haver uma solicitao maior de carga eltrica ou motriz, a rotaotende a baixar, mas o regulador de rotao abre automaticamente a vlvula deadmisso de vapor para suprir a demanda maior de energia solicitada pelogerador. Aumentando ento a quantidade de vapor W1, considerando que aquantidade demandada para aquecimento industrial W2 permaneceu constante,haver um aumento na presso P2. Isto resultar numa atuao do regulador depresso de extrao abrindo a vlvula de admisso de vapor para os estgios debaixa presso aumentando o valor de W3.

Desta maneira, quantidades W1 e W3 maiores passaro pelos estgios da turbinafornecendo a energia demandada pelo gerador, enquanto que a quantidade W2permaneceu praticamente constante.

Se acontecer de haver uma demanda maior de vapor exausto para aquecimento,a presso P2 diminuir fazendo atuar o regulador de presso para fechar a vlvulade admisso para os estgios de baixa presso. Isto causar uma diminuio napotncia fornecida ao gerador pela turbina que far cair rotao. Esta quedaprovoca a atuao do regulador da rotao no sentido de abrir a vlvula deadmisso devapor para osprimeirosestgiosaumentando aquantidadeadmitida,restabelecendo oequilbrio.

Qualquer queroutra situao deoperao podeser analisadacomo as situaes consideradas acima mostram um esquema de regulagem emturbinas de extrao.

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Um outro componente da turbina que pode ser considerado como integrante dosistema governador o dispositivo de desligamento de emergncia. Estedispositivo atua atravs do sistema governador para fechar totalmente a entradade vapor para a mquina quando uma situao anormal indesejvel existir.

Pode ser operado manual ouautomaticamente. Geralmente comandando automaticamente porsistemas de proteo contrasobrevelocidade da turbina,superaquecimento de mancais, vibraoexcessiva, lubrificao deficiente, etc.

5.18 OPERAOA operao de turbinas a vapor requer que sejam tomados certos cuidados, muitosdeles comuns a todos os tipos e tamanhos de turbinas, e outros inerentes a cadauma delas em particular.

Os fabricantes fornecem todas as instrues e cuidados operacionais que so degrande valia para o bom funcionamento da turbina. Logicamente, a dificuldade ecomplexidade operacional funo de cada mquina em particular. Por exemplo,uma turbina de pequeno porte, de estgios simples, de condensado total, que

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aciona uma bomba comum, e de operao muito mais simples do que uma turbinade grande porte, de mltiplos estgios, de extrao e condensao, com controlede rotao e presso de extrao rigorosos, que acionam um gerador de energia eeltrica de uma Central Termeltrica. Os cuidados a serem tomados e acomplexidade operacional no segundo caso so muito maiores que no primeiro.

Embora existam muitas diferenas entre os vrios tipos de turbina sob ponto devista operacional, muita coisa existe em comum. De um modo geral, as seguintesconsideraes devem ser levadas em conta na operao de umaturbina a vapor.

5.18.1 Operao de Pequenas TurbinasPara turbinas de pequeno porte, proceda como se segue:

1- Drene todo o vapor condensado das linhas de admisso e vapor exausto;

2- Abra todas as vlvulas de dreno situadas na parte inferior da carcaa;

3- Verifique o nvel de leo nos mancais e restabelea, se necessrio;

4- Rearme os mecanismos de desarme rpido;

5- Abra totalmente a vlvula de vapor exausto;

6- Abra a vlvula de admisso de vapor o suficiente para fazer girar o rotor,fechando-a em seguida;

7- Certifique-se que no h rudos estranho;

8- Estabelea a circulao de gua de refrigerao nos mancais;

9- Abra novamente a vlvula de admisso de vapor at turbina atingir umarotao de 200 a 300 rpm;

10- Feche os drenos quando tiver certeza que no h mais condensado no interiorda turbina;

11- Certifique-se que os anis de lubrificao esto girando e carregando leopara os mancais;

12- Abra mais, gradativamente, a vlvula de admisso de vapor at a turbinaatingir sua velocidade normal de operao;

13- Verifique se o governador assumiu o controle da mquina; caso positivo, abratotalmente a vlvula da linha de admisso de vapor.

OBS.: No ponha a turbina em servio sem estar sendo controlada pelogovernador.

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5.18.2 Operao de Grandes TurbinasPara dar partida a uma turbina a vapor, com condensao, proceda como sesegue:1- Verifique o nvel de leo no reservatrio; se estiver baixo, abastea-o at

atingir o nvel correto;

2- Ligue a bomba auxiliar de leo e verifique se a presso de descarga estnormal e se o leo est circulando pelos mancais;

3- Abra todas as vlvulas de dreno situadas na parte inferior da carcaa daturbina, para extrair o vapor condensado;

4- Drene tambm o condensado das linhas de alimentao de vapor;

5- Abra as vlvulas de injeo de vapor de selagem;

6- Estabelea a circulao de gua no condensador;

7- Ligue a bomba de extrao de condensado;

8- Ponha a selagem do vapor de alta presso nas condies de partida;

9- Ponha a selagem do vapor exausto nas condies de partida;

10- Ligue o ejetor de ar do condensado e feche quebrador de vcuo;

11- Feche os drenos da carcaa nos estgios onde j h vcuo;

12- Teste o sistema de desarme por baixa presso de leo lubrificante;

13- Com o vcuo parcialmente estabelecido, abra rapidamente a vlvula deadmisso de vapor o suficiente para fazer girar o rotor, fechando-a logo emseguida;

14- Verifique se h rudos estranhos;

15- No havendo rudos estranhos, abra novamente a vlvula de admissodeixando passar vapor suficiente para fazer girar o rotor numa rotao de 200a 500 rpm; mantenha essa rotao por 1/2 hora a fim de aquecergradativamente por igual o rotor e a carcaa da turbina;

OBS. IMPORTANTE - No se deve permitir que o rotor fique parado portempo aprecivel, enquanto o vapor estiver sendo admitido na turbina.

16- Restabelea o fluxo de vapor e aumente pouco a pouco a velocidade daturbina, demorando de 10 a 15 minutos para atingir a velocidade normal deoperao: se o rotor vibrar muito, reduza a rotao e continue o quecimentocom 200 a 500 rpm at o aumento de velocidade no produzir maisvibraes;

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17- Ajuste as selagens de alta e baixa para condies de operao;

18- Feche os drenos da carcaa quando tiver certeza que toda a gua j foiremovida e a condensao tiver terminado;

19- Estabelea a circulao de gua no resfriador de leo para manter o leo desada numa temperatura de 40 a 45C;

20- Abra completamente a vlvula de admisso de vapor e certifique-se que ogovernador assumiu o controle da mquina;

21- Sincronize a mquina e aplique 20% da carga;

OBS. IMPORTANTE - Evite operar a mquina a toda velocidade e comvcuo completo se no houver carga.

22- Aumente gradativamente a carga at o normal.

5.19 VERIFICAES PERIDICAS:Durante o perodo em que a turbina estiver em funcionamento, verifiqueperiodicamente:

a- o nvel de leo no reservatrio;

b- A temperatura do leo nos mancais; no deve ser superior a 85C ou outratemperatura recomendada pelo fabricante do equipamento;

c- A presso do leo nos mancais, se a lubrificao for forada: no deve serinferior a 0,4kgf/cm2;

d- A presso de leo do sistema de regulagem;

e- A presso e a temperatura do vapor de admisso: a presso e a temperaturado vapor exausto.

5.20 VARIAO DAS CONDIES DEOPERAO:

A regulagem das turbinas pode ser feita:

a- Atravs do variador manual de velocidade;

b- Atuando na vlvula da tubulao de admisso de vapor; nas nunca operando avlvula da tubulao de vapor exausto.

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5.21 PARADA:As turbinas de pequeno porte podem ser paradas fazendo-se desarmar omecanismo limitador de sobrevelocidade ou fechando-se a passagem de vaporpara a turbina. Abra os drenos e feche a vlvula de vapor exausto.Para as turbinas de grande porte, recomenda-se proceder assim:

1- Reduza pouco a pouco toda a carga de turbina e, rapidamente tire a unidadede linha;

2- Feche as vlvulas de vapor de extrao;

3- Paralise depois a turbina desarmando manualmente o mecanismo desobrevelocidade;

4- Abra o quebrador de vcuo;

5- Desligue os ejetores de ar;

6- Verifique se a bomba auxiliar de leo parte quando a presso leo deregulagem cair ao ponto preestabelecido;

7- Pare a bomba de condensado;

8- Interrompa a circulao de vapor de selagem;

9- Abra todos os drenos para a atmosfera;

10- Interrompa a circulao de gua no resfriador de leo;

11- Mantenha a bomba auxiliar de leo em funcionamento at gua na se tornarrelativamente fria pelo menos 1 hora aps a parada total.

5.22 PRECAUES OPERACIONAIS:Siga as instrues do fabricante, mas, a boa tcnica recomenda:

1- Evitar operaes que causem expanses desiguais;

2- Evitar passar vapor na turbina com o rotor parado;

3- Evitar a entrada de ar pela selagem com o rotor parado;

4- Testar sempre o sistema de segurana na partida da mquina depois,quinzenalmente;

5- Durante a operao normal. testar ocasionalmente entrada da bombaauxiliar de leo;

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6- No operar a turbina sem estar sendo controlada automaticamente pelogovernador;

7- Certificar-se da inexistncia de condensado dentro da turbina antes daadmisso de vapor;

8- Sanar os vazamentos que aparecem em qualquer parte dos sistemas;

9- Anotar periodicamente num quadro de leituras ou folha de operao (datasheet) as presses e temperaturas do vapor e do leo;

10- Analisar periodicamente o leo lubrificante (acidez; ponto de fulgor;viscosidade; umidade; resduos)

5.23 ANLISE DE DEFEITOS:Causas provveis e suas Medidas corretivas

5.23.1 Falta de PotnciaCausa: Vlvula manual aberta insuficientemente;Correo: Fazer a correta combinao de abertura da vlvula manual paravrias cargas.

Causa: Vlvula reguladora no abre o suficiente;Correo: Ajustar articulao.

Causa: Filtro de vapor obstrudo;Correo: Limpar o filtro e localizar a fonte de partculas estranhas. Limpar alinha de vapor (o que deve ser sempre feito antes da primeira partida inicial).

Causa: Alguns expansores obstrudos;Correo: Remover o rotor e verificar com um pedao de arame.

Causa: Excesso de carga;Correo: Reduzir a carga;

Causa: Baixa presso de vapor na admisso ou alta presso de vapor descarga(linha de vapor pequena ou excesso de queda de vapor atravs das vlvulas);Correo: Medir a presso de admisso sob as condies mximas de cargapara presso mnima na caldeira. Se as condies no puderem se corrigidas, aturbina deve ser reprojetada.

5.23.2 Consumo Excessivo de VaporCausa: Excesso de carga;Correo: Reduzir a carga;

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Causa: Baixa velocidade;Correo: Medir as presses de admisso e descarga do vapor. Assegurar-sede que o regulador abre completamente a vlvula. Verificar se as vlvulasmanuais esto sendo usadas devidamente.

Causa: Muitas vlvulas manuais abertas;Correo: Esta situao d turbina uma excessiva capacidade, a qual requerum estrangulamento pela vlvula do regulador, para manter a velocidadeadequada. Isto ineficiente e usa mais vapor quando for necessrio. Feche asvlvulas manualmente para evitar o estrangulamento.

Causa: Baixa presso de admisso de vapor ou alta presso de descarga;Correo: Se a turbina for desenvolver carga total, corrigir essas condies;

Causa: Vapor mido ou baixo superaquecimento;Correo: Corrigir as condies de vapor pois alm da perda de potncia podecausar uma excessiva corroso nos expansores e palhetas.

Causa: Expansores ou palhetas gastas ou danificadas;Correo: Trocar expansores e/ou palhetas.

5.23.3 VibraoCausa: Eixo acionado desalinhado;Correo: Revisar o alinhamento enquanto a turbina estiver quente. Se a turbinaestiver acoplada a um redutor levar em considerao a tendncia do pinho semovimentar para cima ou para baixo quando em carga.

Causa: Desbalanceamento;Correo: Limpar as palhetas drenar completamente o condensado antes delongos perodos de parada, para evitar a formao de ferrugem ou corroso.Vibraes podem ser o resultado de parada de algumas palhetas ou fitas dereforo.

Causa: Atrito;Correo: Corrigir a posio axial do rotor. Ajustar o mancal de escora,certificar-se de que o eixo acionado no possa ser impelido contra o eixo daturbina;

Causa: Eixo empenado;Correo: Pode ser causado por mancais excessivamente quentes,engaxetamento muito apertado ou danos mecnicos.

Causa: Rodas frouxas;Correo: extremamente raro, porm pode ser causada por excessivatemperatura do vapor, carga de impacto ou disparo da turbina.

Causa: Engaxetamento do eixo muito apertado;Correo: Anis de carvo muito apertados podem causar vibrao esuperaquecimento.

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5.23.4 Vazamento Excessivo no Engaxetamento do EixoCausa: Anis de carvo excessivamente gastos ou quebrados;Correo: Substituir os anis. Os anis de carvo devem ter uma folga pequenasobre o eixo quando frio, porque o carvo se dilata menos, com o calor, do que oao.

Causa: Anis de carvo sujos por partculas trazidas pelo vapor.Correo: Os anis devem estar livres para movimentar-se axialmente, e a faceinferior do anel deve assentar perfeitamente contra a superfcie (lisa, plana elimpa) do espaador do anel de carvo adjacente.

Causa: Linha de dreno no est completamente livre;Correo: Assegurar-se de que a linha de dreno no retenha gua ou criecontrapresso;

Causa: Excessiva presso de descarga;Correo: As sedes dos engaxetamentos so projetadas para uma determinadacontrapresso, que, quando excessiva, provoca vazamentos (os quais so acausa mais comum da presena de gua nos leos Iubrificantes).

Causa: O composto usado para vedao das carcaas cobriu os anis decarvo;Correo: Ao substituir os anis use o vedante cuidadosamente, pois umaquantidade excessiva pode sujar os anis e a superfcie contra qual os mesmosse ajustam.

5.23.5 Aquecimento e Desgaste dos MancaisCausa: Uso de leo inadequado;Correo: Usar leo limpo e de viscosidade adequada.

Causa: Resfriador inoperante; gua de resfriamento excessivamente quente;Correo: Esta situao pode causar uma deteriorao do leo esuperaquecimento do mancal de escora e dos casquilhos. Para cada instalaodeve-se prever um sistema de refrigerao, de modo que o leo saia doresfriador a 120F (49C) quando se tratar de lubrificao forada.

Causa: gua no leo;Correo: Isto pode ser causado por vazamentos no engaxetamento, noresfriador de leo ou condensao da umidade ar atmosfrico. Para minimizar acondensao da umidade do ar atmosfrico, cortar o fluxo da gua do resfriadorde leo aps a parada da mquina, logo que a turbina esteja suficientemente fria,para que o calor excessivo no seja transferido para os mancais. Eventualmentedrene a gua, porventura existente, no reservatrio de leo.

Causa: Desalinhamento;Correo: Causa comum para o excessivo desgaste do mancal. O metalantifrico (Babbitt) pode rachar ou soltar fragmentos devido a vibrao de umeixo desalinhado.

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Causa: Desbalanceamento;Correo: Isto freqentemente devido a depsitos nas palhetas ou na roda.Pode ser causado tambm, porm mais raramente, pela perda de uma ou maispalhetas ou fitas de reforo. Inspecionar e limpar os elementos rotativos.

Causa: Superfcie do casquilho spera;Correo: Recuperar os casquilhos se no estiverem muito danificados. Emalguns casos os casquilhos precisaro ser trocados.

Causa: Fora axial do eixo acionado, atravs do acoplamento, sobre eixo daturbina;Correo: Ajustar a folga correta entre os eixos da turbina e acionador.Certificar-se de que o acoplamento est livre para mover-se Iateralmente e semsujeiras.

Causa: Regulador de velocidade tentando fechar uma vlvula reguladoravazando ou emperrada.Correo: Uma vlvula vazando ou emperrada deve ser reparada, pois constituium risco segurana, alm de ser prejudicial ao mancal de escora e impor umdesgaste excessivo ao mancal de escora do regulador.

Causa: gua de vapor;Correo: Evitar com um controle adequado na caldeira. pois podem danificaros mancais de escora e rodas.

Causa: Anis de encosto do mancal de escora (tipo sapata) sperosdesalinhados;Correo: Reparar ou trocar os anis.

5.23.6 Conjunto Rotativo no Permanece AlinhadoCausa: Esforos da tubulao de descarga no previstos;Correo: Prever junta de expanso adjacente turbina e suportes adequados.

Causa: Esforos excessivos da tubulao de admisso;Correo: Prever suportes adequados, abraadeiras, ganchos ou cintas.

Causa: Os elementos de fixao da turbina esquentam devido ao poucoisolamento;Correo: Isolar estes elementos, mas deix-los livre para uma boa ventilao.

Causa: Fundaes da turbina ou das mquinas acionadas movendo-se;Correo: Se a turbina e as mquinas acionadas esto em fundaesseparadas, qualquer movimento causar desalinhamento. Se as fundaes noforem projetadas para suportar ambas as unidades, uma camada de concretosobre ambas as bases para assegurar a operao das unidades ou conjuntonum mesmo plano.

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Causa: Base estrutural exposta ao calor da tubulao de vapor;Correo: A distoro causada pelo excessivo calor na base pode causardesalinhamento . Isolar as tubulaes e afast-las da base .

5.23.7 Aumento Excessivo da Velocidade com Perda de .CargaCausa: Vazamento na vlvula do regulador;Correo: Reparar ou trocar a vlvula reguladora e sede, pois, caso contrrio, aturbina continuar a admitir vapor, mesmo com a vlvula fechada.

Causa: O regulador responde lentamente devido a peas gastas ou emperradas.Correo: Soltar a vlvula emperrada e inspecionar todos os pinos articuladosquanto a emperramentos ou desgaste.

Causa: O regulador no fecha a vlvula completamente.Correo: Reparar e/ou ajustar o acionamento da vlvula.

5.23.8 Oscilao de VelocidadeCausa: Emperramento ou atrito excessivo no regulador, vlvula ou haste dasvlvulas.Correo: Limpar, reparar ou trocar.

Causa: Vlvula do regulador no obedece ao comando do regulador.Correo: Trocar os anis e pinos do acionamento pois pode haver desgasteexcessivo nos mesmos.

5.23.9 Resposta LentaCausa: Emperramento ou atrito excessivo no regulador, vlvula ou haste dasvlvulas;Correo: Limpar, reparar ou trocar.

Causa: Vlvula do regulador no obedece ao comando do regulador;Correo: Trocar os anis e pinos do acionamento pois pode haver desgasteexcessivo nos mesmos.

Causa: Turbina suportando carga excessiva com poucas reservas;Correo: Abrir as vlvulas manuais necessrias para aumentar potncia.

5.23.10 Vlvula de EmergnciaCausa: Ajuste incorreto ou m condio do mecanismo de desarme, molas outrincos;Correo: Testar freqentemente a vlvula de emergncia, para isso desarmarmanualmente o mecanismo de proteo por excesso de velocidade e assegurar-se de que a vlvula fecha imediatamente e para a turbina.

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Causa: Atrito excessivo no engaxetamento do eixo da vlvula. Incrustao,desgaste ou danos na vlvula ou seus suportes;Correo: Limpar, reparar ou trocar as peas para que esse importantedispositivo de segurana possa operar eficientemente.

5.23.11 Vlvula de EmergnciaCausa: O dispositivo no desarma na rotao prevista ou prxima a ela;Correo: Examinar o dispositivo. Assegurar-se de que est limpo, em boaordem e que o peso de emergncia possa ser fcil e livremente movido por umapequena chave de fenda ou uma ferramenta similar. Testar a unidade para umexcesso de velocidade real, caso no desarmar na velocidade prevista,reajustar. Se forem fornecidos dispositivos de desarme por baixa presso deleo, por solenide, por alta presso de descarga ou aparelhos similares,verific-los na mesma ocasio.

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6 EJETORES

Em essncia um ejetor usa a energia cintica de um fluido para impulsionar outro.Suas principais vantagens so as seguintes: Leveza, pequeno nmero de peas e inexistncia de peas mveis. o que

redunda em no apresentarem problemas de manuteno; Operao e instalao fcil, silenciosa, no necessitando de bases especiais

e podendo ser suportados por quaisquer equipamentos; Trabalham com lquidos corrosivos ou no, no apresentando riscos de

contaminao de produtos. Manipula grandes quantidades de fluido;As desvantagens: Necessita de um fluido acionador de alta presso; O fluido acionador deve estar sempre dentro das condies de projeto do

ejetor para no prejudicar sua eficincia; No caso de utilizar vapor como fluido motor, a presena de condensado causa

eroso acentuada;

O seu uso na indstria. principalmente qumica. tornou-se bastante popularprincipalmente para:a) -Bombeamento de produtos qumicos corrosivos ou no.b) Manuteno de vcuo em processos qumicos e de refino.c) - Mistura de lquidos e gases.d) - Purificao e exausto de ambientes industriais fechados.

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6.1 FUNCIONAMENTO / DESCRIO

A figura mostra o esquema de um ejetor no qual apresentam as suas partesprincipais: Entrada do fluido motor (a) Bocal (b) Entrada do fluido induzido (c) Cmara de arraste (d) Zona de mistura (e) Difusor (f)

Um fluido expande-se de uma regio de alta presso (a) por meio de um bocal (b)para uma regio de menor presso (e). Atravs desta expanso o fluido adquirevelocidade elevada e, devido a um mecanismo que ainda no est perfeitamentedefinido, arrasta o fluido secundrio da vizinhana do jato (d) para o difusor (f),diminuindo ainda mais a presso reinante em (d) e dando origem a umescoamento do fluido secundrio de (c) para (e). No difusor a mistura dos dois

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fluidos escoa com menor velocidade e maior presso, de tal modo que oescoamento continua no sentido da descarga que est a uma presso inferior.

6.1.1 Bocal: a parte responsvel pela transformao da energia de presso em energia develocidade.

6.1.2 Zona de mistura: a regio do ejetor onde se d o encontro do fluido motor com o fluido induzido. Ofluido motor que sai em alta velocidade do bocal, se mistura com o fluidoinduzido que est com uma velocidade baixa, resultando em uma mistura queescoa com velocidade intermediria.

6.1.3 Difusor:Executa a funo inversa da do bocal, pois transforma a energia cintica damistura em energia de presso, permitindo o escoamento dos fluidos para umaregio cuja presso mais elevada que a da zona de mistura. O jato no difusor,tendo de passar por reas cada vez maiores, perde velocidade gradativamentecom o concomitante aumento da presso.

6.2 TIPOS / INSTALAO / OPERAO

6.2.1 Ejetores a Vapor: o mais comum, sendo usados para qualquer finalidade. Podem ser usados paracriar vcuo elevado e por vezes so instalados em srie, sendo usual o empregode condensadores entre eles. muito importante manter-se a presso do fluidomotor dentro da especificao de projeto para no afetar a eficincia do ejetor.

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6.2.2 Ejetores a Lquido:Os ejetores que trabalham com lquido como fluido motor so chamados deedutores.

So tambm bastante comuns e podem transferir tanto lquido como gases evapores. Os ejetores lquido-lquido e lquido-gs no tm capacidade de um ejetora vapor, sendo muito utilizados como misturadores em tanques.

perfeitamente possvel usar como fluido motor, ar ou gases comprimidos.

6.3 INSTALAO:Em princpio eles podem ser instalados da maneira mais conveniente ao usurio.Porm, os ejetores movidos com lquidos devem ser instalados verticalmente, coma descarga para baixo, para facilitar a operao e quando necessrio, a drenagem.

Nos ejetores a vapor, evitar a ocorrncia do condensado que acentua eroso nobocal.

Nos ejetores dos sistemas de vcuo evitar entrada de ar na suco, para isso fazerinspees rotineiras nas juntas e unies das tubulaes de suco.

6.4 OPERAO:

Ela muito simples desde que se observe a particularidade do sistema onde estinstalado. Em princpio, depois de alinhar o ejetor, basta abrir o fluido motor.

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Em instalaes de ejetores em srie, o primeiro a entrar em operao o de ltimoestgio, e a seguir o penltimo at o primeiro.

Para se retirar de operao um sistema de ejetores em srie segue-se a seqnciainversa.

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7 REFERNCIA BIBLIOGRFICA CHEMICAL ENGINEERS' HANDBOOK - Perry & Chilton - 5th Edition REVISTAS CHEMICAL ENGINEERING Pump Application Engineering Tyler G. Hicks & T.W. Edwards Mc Graw Hill Pump Handbook Igor J. Karassik Mc Graw Hill MAN Turbomaschinen AG www.manturbo.com TOSHIBA CO. www.toshiba.co.jp De Laval Turbinas GEA Jet-Pumps GmbH (www.geajet.com)