Termelétricas - uma visão geral: combustíveis, ciclos térmicos, arranjos, eficiência

Abstract

Neste trabalho será desenvolvida uma revisão bibliográfica sobre os principais combustíveis utilizados em termelétricas e os principais arranjos de ciclos termodinâmicos utilizados, que estão relacionados com a eficiência geral da planta termelétrica. Com o intuito de situar a geração termelétrica no sistema elétrico, é feita uma breve exposição do sistema elétrico brasileiro e sua operação. A geração termelétrica é caracterizada pela transformação de energia térmica em elétrica, através de turbinas acopladas ao eixo de um gerador elétrico. A queima dos combustíveis provê gases de exaustão, no caso de turbinas a gás, ou o vapor gerado pelo aquecimento da caldeira, no caso de turbinas a vapor, que são os elementos geradores de trabalho nas turbinas. Os diferentes tipos de usinas termelétricas derivam dos arranjos dos ciclos termodinâmicos de Rankine - baseado em turbinas a vapor – e Brayton – baseado em turbinas a gás. De acordo com cada arranjo que se faz com estes ciclos, utilizando-se da inserção de equipamentos diversos, tem-se um tipo de combustível possível de ser utilizado e obtém-se um grau de potência útil gerada pela usina e de eficiência.

In this work, a literature review will be developed on the main fuels used in thermoelectric plants and the main thermodynamic cycle arrangements used, which are related to the overall efficiency of the thermoelectric plant. In order to locate the thermoelectric generation in the electric system, a brief exposition of the Brazilian electrical system and its operation is made. The thermoelectric generation is characterized by the transformation of thermal energy into electric, through turbines coupled to the axis of an electric generator. The combustion of the fuels provides exhaust gases -in the case of gas turbines - or the steam generated by the heating of the boiler - in the case of steam turbines - which are the working elements in the turbines. The different types of thermoelectric plants derive from the arrangements of Rankine's thermodynamic cycles - based on steam turbines - and Brayton - based on gas turbines. According to each arrangement that is made with these cycles, using the insertion of diverse equipment, there is a possible type of fuel to be used and obtain a degree of useful power generated by the plant and efficiency.