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metadata.dc.type: Tese
Title: Aprimoramento da eficiência de um sistema de geração de energia elétrica por grupo gerador alimentado com gás pobre
metadata.dc.creator: Bezerra, Alexandre Freire
metadata.dc.contributor.advisor1: Jaguaribe, Emerson Freitas
metadata.dc.description.resumo: Comprovadamente, nem todas as pessoas, em nosso planeta, têm acesso a energia elétrica, sobretudo, aquelas situadas em comunidades distantes das grandes cidades. A busca de solução para esse problema, geralmente esbarra em questões econômicas, quando se observa o crescente aumento do preço dos combustíveis tradicionais, ou longas estiagens em países onde a fonte principal é a hidrelétrica. Nesses casos, a regra geral é buscar nas energias alternativas a saída. Em um país, como o nosso, onde a biomassa tem tornado possível a geração de energia industrial, seja através do bagaço de cana-de-açúcar, do endocarpo de coco, do eucalipto, etc., percebe-se a possiblidade da ampliação desse potencial quando se faz uso da tecnologia da gaseificação da biomassa. RUMÃO (2013), alimentando um motor Diesel MWM D229-4, convertido, não apenas ampliou a potência de geração de energia elétrica estabelecida pelos construtores de um gaseificador indiano, mas melhorou o rendimento do sistema gaseificador/motor/gerador. O propósito deste trabalho foi de ampliar os valores significativos obtidos por RUMÃO (2013), criando um mapa onde se associou potência motriz ao ângulo de avanço que garantia menor consumo de gás pobre. Para tanto, foi empregado o controlador comercial de ignição FT 400. Além do mais, promoveu-se o isolamento térmico da tubulação que leva o gás pobre até o motor e incorporou-se antes do filtro de manga do gaseificador, um reservatório de gás, com dois propósitos: evitar o encharcamento do filtro de manga, criar uma reserva de gás para demandas maiores do motor. Introduzidas essas modificações foram realizados testes cujos resultados foram comparados com os de RUMÃO (2013): o consumo foi reduzido em 0,512 kg/kW.h para um ângulo de 9° e potência de 13 kWe; com relação às eficiências térmicas do gaseificador constatou-se, neste trabalho, uma certa redução, embora, a do sistema gaseificador/grupo gerador, que é o que, realmente, é importante, passou de 20%, em Rumão (2013), para 27% no ângulo de 9°. Para todos os ângulos de avanço a potência elétrica máxima atingida foi superior às de RUMÃO (2013), sendo o valor máximo de 29 kWe, para o ângulo de ignição de 7°. O mapa de ignição foi montado depois de se levantar as curvas de consumo. Este mapa foi construído a partir dos ângulos de ignição que proporcionavam menores consumos de biomassa nos intervalos de potência estudados. O mapa de ignição pode funcionar tanto por MAP como por TPS, sendo o de MAP melhor aplicado para este conjunto, devido a resolução no FT 400, juntamente com as variações de pressão no coletor. Com as modificações introduzidas (mapa de ignição, reservatório de gás e isolamento térmico) ampliou-se a eficiência do gaseificador até 18%, a eficiência do grupo/gerador em 5% e a eficiência térmica do sistema em 9 % com relação ao que havia sido conseguido por RUMÃO (2013), além de se reduzir o consumo de combustível para mesmas potências alcançadas.
Abstract: certainly, not all people on our planet have access to electricity, especially those located in remote communities of large cities. The solution to this issue, usually meets economic difficulties, due to the frequent increase in the prices of traditional fuels, or long droughts in countries where the main source is the hydroelectric. In such cases, the usually idea to overcome the problem has in the alternative energy the easiest and the cheapest solution. So in a country like ours, where biomass has made possible the generation of industrial energy, either through sugarcane bagasse, coconut shells, eucalyptus, etc., we see the possibility of expand this potential through the use of the biomass gasification technology. RUMÃO 2013, fueling a converted diesel engine MWM D229-4, not only expanded the limit of electricity generation established by the Indian gasifier builders, but improved the performance of the gasifier system/engine/generator. The purpose of the present study was to promote advances in the parameter values obtained by RUMÃO 2013 creating a map based on the engine power and on the admission angle, to guarantee fuel consumption reduction. For this purpose, it was used the commercial FT 400 ignition controller. Moreover, we took care of the thermal insulation of the pipe that leads the poor gas to the engine, and incorporated into the gasifier before the cloth filter system, a gas reservoir with two purposes: to prevent the fabric of the filter to be water clogged, and to create a gas storage for the engine higher demands. After the introduction of these innovation tests were conducted and all results were compared with those of Rumão 2013: consumption was reduced by 0,512 kg/kW.h at an angle of 9° and power of 13 kWe; regarding the thermal efficiency just of the gasifier Rumão presented better results, but when it came to the system formed by the gasifier system and generator, which really counts, our results overpassed those of Rumão 2013 in 7%, reaching 27%; for all advance angles chosen gave electric power higher than that of Rumão 2013; the best result happened at the ignition angle or 7° resulting in 29 kWe. This map was constructed from the ignition angles which provided lower consumption in biomass power ranges studied. The ignition map can be a function of TPS or of MAP. The MAP is best applied to our case, because the equipment has better resolution to it than to TPS, concerning the sensitivity to the pressure variation in the collector, needed to build the map. With the modifications introduced (ignition map, gas reservoir and thermal insulation) the gasifier efficiency was increased up to 18%, the efficiency of the generator / group by 5% and the thermal efficiency of the system by 9%, compared to what had been achieved by RUMÃO (2013), in addition to reducing fuel consumption to the same achieved power.
Keywords: Gaseificador de biomassa
Controlador de Ignição
Geração de eletricidade
Biomass gasifier
Ignition controller
Electricity generation
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Paraíba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Engenharia Mecânica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/11774
Issue Date: 11-Nov-2016
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