Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de GoiásCurso Superior de Tecnologia em Manutenção Eletromecânica Industrial

SIMULADOR DIDÁTICO DOS PRINCÍPIOS BÁSICOS DE UMA PLANTA DE GERAÇÃO DE VAPOR E SUA UTILIZAÇÃO

Geraldo Vitorino Da Silva Neto

Orientador: Prof. MSc. Ronay De Andrade Pereira

JUSTIFICATIVA

O presente trabalho descreve a elaboração de um simulador virtual que demonstre o principio de funcionamento dos componentes essenciais de uma planta industrial de geração de vapor, onde o aproveitamento da energia térmica contida no vapor é feito pela sua transformação em energia mecânica através de uma turbina para acionar um dispositivo gerador de energia elétrica.

(falar da carência de simuladores no IFG e de como um simulador auxilia no entendimento da matéria.)

ETAPAS DO TRABALHO

REVISÃO BIBLIOGRÁFICAGeradores de vapor / Caldeiras a vaporTurbinas a vaporGerador de energia elétrica

DESENVOLVIMENTO DO SIMULADORConceitos de simulação e apresentação do Elipse

SoftwareModelagem do simuladorDemonstração do simulador

CONSIDERAÇÕES FINAIS E SUGESTÕES

Caldeiras a vapor

Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior a atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia.

Tipos de Caldeiras a vapor

Caldeiras Aquatubulares

Caldeiras Flamotubulares

Turbinas a vapor

Turbina a vapor é a máquina que utiliza a energia do vapor sob forma de energia cinética. Transforma em energia mecânica a energia contida no vapor sob a forma de energia térmica e de pressão.

Tipos de Turbinas

Turbinas a vapor podem ser de dois tipos distintos. Ação ou reação, de acordo com seu principio de funcionamento.

Gerador de energia elétrica

Gerador é uma máquina que transforma energia mecânica em energia elétrica.

DESENVOLVIMENTO DO SIMULADOR

Conceitos de simulação

O dicionário Aulete define simulação como, representação do funcionamento de um sistema, processo ou fenômeno para treinamento, ensaio, teste ou experiência.

O dicionário Léxico define simulação como, ensaio para verificar o funcionamento de algo.

Simulação computacional

Define-se simulação computacional como sendo o processo de projetar um modelo computacional de um sistema real e conduzir experimentos, com o propósito de entender seu comportamento e/ou avaliar sua operação.

Elipse Software – E3 Studio

Primeiro software: Elipse 21, lançado no início da década de 90 era utilizado em plataforma DOS.

Evolução: Elipse SCADA, Supervisório de Controle e Aquisição de Dados. Lançado em 1996 levou a Elipse a alcançar reconhecimentos internacional.

Terceira Geração: Elipse E3, permite uma visão simples e organizada do projeto facilitando a edição e modificação dos componentes. Tem como ferramenta de configuração o E3 Studio, utilizada na modelagem do simulador.

Modelagem do simulador

O simulador fará a leitura das principais variáveis do processo, descritas abaixo:

Pressão na caldeira; Vazão na caldeira ; Temperatura na caldeira; Nível na caldeira; Pressão na turbina; Vazão na turbina; Potência produzida no gerador; Tensão elétrica no gerador; Corrente elétrica no gerador.

Itens do projeto

O simulador terá os seguintes itens:

1 Viewer

2 Quadros

7 Telas

1 Servidor de alarmes

13 Tags

Quadros

Quadro 1 – Este quadro contém a Tela Menu e a Tela Inicial.

Quadro 2 – Este quadro contém a Tela Projeto.

Telas

Tela Inicial e Tela Menu

Telas

Tela Projeto

Telas

Tela Caldeira

Telas

Tela Turbina

Telas

Tela Gerador

Tela Justificativa

Considerações Finais

O usos de simuladores virtuais proporciona a possibilidade de uma melhor visualização e uma “quase materialidade” dos processos estudados, além da possibilidade de se poder obter resultados sob diversas condições de operação de um sistema, sem ter de construí-lo ou destruí-lo.

Ao simulador desenvolvido, pode-se acrescentar ou suprimir elementos e assim adaptar o mesmo a uma situação real de funcionamento.

Sugestões para Trabalhos futuros

REFERÊNCIAS

SPIRAX SARCO INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. Apostila Mundo do Vapor. 1976.

SPIRAX SARCO INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. Apostila Mundo do Vapor. 1990.

SPIRAX SARCO INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. O Uso do Vapor para Geração de Energia e Aquecimento. Ministério de Minas e Energia Conselho Nacional de Petróleo.1984.

BIZZO, Waldir A. Geração, Distribuição e Utilização de Vapor. Faculdade de Engenharia Mecânica. Apostila Primeiro Semestre. Universidade de Campinas, 2003.

MARQUES, Iomar Neves. Máquinas de Vapor. Jornal do Comércio. Rodrigues & Cia. 1954.

CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA. Caldeiras de Vapor Produção e Utilização. Departamento Econômico.

BEGA, Egidio Alberto. Caldeiras Instrumentação e Controle. 2ª Ed. Editora Técnica LTDA. Rio de Janeiro 1989.

UCHIMURA, Marcelo Shiniti. Caldeiras – Cálculo de Vapor por Gás Consumido. Disponível em:http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAQwIAF/caldeiras-calculo-vapor-por-gas-consumido Acesso em Dezembro de 2012.

UNESP. História da Engenharia. Disponível em: http://www.dee.feb.unesp.br/~jfranc/dowloads/introducao/Historia_da_Eng.pdf Acesso em Dezembro de 2012.