Author(s): Assunção, Renato Jorge dos Anjos
Date: 2014
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.22/6350
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Subject(s): Cogeração; Energia térmica; Auditoria; Otimização; Recuperação térmica; Rendimento elétrico equivalente; Cogeneration; Thermal energy audit; Optimization; Heat recovery; Equivalent electrical efficiency
A tese de mestrado teve como objetivo o estudo e análise do funcionamento das centrais de cogeração e térmica da fábrica da Unicer em Leça do Balio, com o intuito de melhorar a sua eficiência, propondo alterações processuais. O trabalho realizado consistiu no reconhecimento das instalações, seguido da formulação e resolução dos balanços de energia globais. Com o acompanhamento diário do funcionamento foi possível propor melhorias sem custos que se revelaram muito benéficas, registando-se um aumento nas recuperações térmicas e por consequência no Rendimento Elétrico Equivalente (R.E.E.), na eficiência da instalação da cogeração e da central térmica. Na cogeração registou-se um aumento de 36,2% na potência recuperada em água quente, aproximadamente 600 kW, sendo já superior à prevista pelo projeto. Na caldeira recuperativa registou-se um ligeiro aumento de 4,0% na potência recuperada. Deste modo o rendimento térmico da central aumentou 6,4%, atingindo os 40,8% e superando os 40,4% projetados. O rendimento global final foi de 83,1% o que representa um aumento de 6,3%. O R.E.E. em Maio de 2014 foi de 76,3%, superior ao valor em Junho de 2013 em 8,7%. Tendo como referência o valor alvo de 70,5% para o R.E.E. apontado no início do estágio, nos últimos 8 meses o seu valor tem sido sempre superior e em crescimento. Existe ainda a possibilidade de aproveitar a energia térmica de baixa temperatura que está a ser dissipada numa torre de arrefecimento, no mínimo 40 kW, num investimento com um período de retorno de investimento máximo de 8,1 meses. Na central térmica registou-se um aumento do rendimento para a mesma quantidade de energia produzida na central, pois esta é a principal variável do processo. Em 2014 a produção de energia apresentou um valor inferior a 2013, 6,9%, e a eficiência registou um acréscimo de 2,0%. A incorporação de biogás na alimentação de combustível à caldeira bifuel não pareceu comprometer significativamente a eficiência da central térmica, pelo que a sua utilização é benéfica. Com o aumento das recuperações térmicas na central de cogeração foram estimadas poupanças de gás natural equivalentes a 3,3 GWh, o que significa 120.680€ economizados nos últimos 11 meses do trabalho. É esperado uma poupança de 18.000€ mensais com a melhoria do funcionamento obtida nas duas centrais.
The master thesis aimed to the study and analysis of the operation of cogeneration and thermal plants of Unicer factory in Leça do Balio, in order to improve its efficiency and propose procedural changes. The work consisted in the recognition of existing installations followed by formulating and solving the global energy balances. With daily monitoring of the operation it was possible to propose improvements without costs which have proved very beneficial, registering an increase in thermal recovery and consequently in the Electric Equivalent Efficiency (EEE), the efficiency of the cogeneration plant and the thermal power plant. Cogeneration registered a 36.2% increase in power recovered in hot water, approximately 600 kW and is already higher than expected for the project. In recuperative boiler there was a slight increase of 4.0% on the power recovered. Thus the thermal efficiency increased 6.4%, reaching 40.8% and surpassing the 40.4% projected. The final overall yield was 83.1% which represents an increase of 6.3. The R.E.E. in May 2014 was 76.3%, higher than the value in June 2013 by 8.7%. With reference to the target value of 70.5% for the REE appointed at the beginning of the stage, in the last 8 months this value has always been higher and consecutivily growing. It is possible to take the low-temperature thermal energy that is being dissipated in a cooling tower for at least 40 kW, an investment with a maximum return period of 8.1 months. Thermal power plant showed an increase in efficiency for the same amount of energy produced, as this is the main process variable. In 2014 the production of energy dicreseaded 6.9% but the efficiency increased by 2.0%. The incorporation of biogas in the feed of the byfuel boiler did not compromise the efficiency of the power plant, so their use is beneficial cause is not a cost to Unicer. With the increase of the thermal recoveries in cogeneration, the total savings are equivalent to 3.3 GWh natural gas, which means 120,680€ saved in the last 11 months of work. A saving of 18,000€ per month is expected, result of the improvements obtained from the two centrals.
