Dissertação

Experimental Investigation of the Novelty Process of Rankine Compression Gas Turbine (RCG) for an Industrial Pilot Test EVALUATED

Nesta tese, foi estudada uma nova patente de ciclo combinado no contexto de uma aplicação industrial. Trata-se do Ciclo de Rankine de turbina de compressão a gás (RCG). Consiste numa combinação dos ciclos de Rankine e de turbina a gás como o ciclo combinado usual, mas com uma disposição diferente. A inovação consiste em que o compressor seja alimentado pela turbina a vapor, deixando a turbina a gás como turbina livre. Com esta tecnologia, fica assegurada a capacidade de produção flexível e uma de resposta transiente rápida, o que promove a sua implementação não só em sistemas descentralizados de produção de energia como também em cargas mecânicas. O objetivo da tese é implementar experimentalmente um protótipo de RCG complementar em indústrias em que esteja instalado um ciclo de geração a vapor. Foi desenvolvido um protótipo de RCG complementar de 5 kWe bem como a avaliação dos seus componentes. No seguimento o protótipo foi instalado na fábrica Houstindustrie Schijndel (HIS), uma fábrica de processamento de madeira em Eindhoven, Países Baixos, onde estão instaladas uma fornalha a biomassa e uma caldeira a vapor. Os resultados experimentais foram analisados e discutidos. O sistema RCG complementar garante uma resposta transiente rápida até 3-4 segundos para cargas energéticas flexíveis para dar resposta á necessidade de nivelamento de energia elétrica. Adicionalmente, foi estudada uma análise económica do sistema RCG complementar para provar a sua viabilidade com um período de retorno de 3 a 5 anos, dependente da escala da aplicação industrial.
Novo ciclo combinado, turbina livre, protótipo complementar, resposta rápida, nivelamento elétrico

novembro 8, 2019, 2:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Rui Pedro da Costa Neto

Centro de Estudos em Inovação, Tecnologia e Políticas de Desenvolvimento (IN)

Auxiliar Researcher

ORIENTADOR

Carlos Augusto Santos Silva

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar