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Type: TESE DIGITAL
Title: Cogeração em plataformas de produção de petróleo e gás natural utilizando motores de combustão interna bicombustíveis diesel/gás
Title Alternative: Cogeneration in oil and gas platforms using dual fuel diesel/gas internal combustion engines
Author: Viana, Alexandre Magno Magalhães, 1993-
Advisor: Gallo, Waldyr Luiz Ribeiro, 1954-
Abstract: Resumo: É analisado um sistema de cogeração para plataformas de exploração de petróleo e gás utilizando 6 motores bicombustíveis diesel/gás natural com potência nominal de 15200 kW cada um para suprir a demanda de uma plataforma com carga máxima de 75000 kW. É feita a otimização das condições de operação desses motores para identificar a condição de maior eficiência na geração de energia elétrica e o aproveitamento dos gases de exaustão para aquecimento de uma corrente de água, a partir do projeto e simulação de trocadores de calor em cargas parciais. Posteriormente, investiga-se como seria o atendimento da demanda de cogeração de um FPSO genérico do pré-sal brasileiro com esses motores e compara-se com as turbinas usadas atualmente. Há ainda um estudo da exergia do sistema de cogeração. Conclui-se os motores podem atender a demanda com o auxílio de queimadores auxiliares ou aquecedores elétricos, além da utilização da energia dos gases de exaustão de uma outra turbina conectada a um trem de compressão de CO2 presente na plataforma. Usando aquecedores elétricos, foi possível alcançar uma eficiência de geração de 45,43%; 28,54% maior do que o cenário atual (turbinas em ciclo simples), além de uma emissão de CO2 39,91% menor. Usando queimadores, a eficiência seria 45,54%; 28,69% maior do que o cenário atual, com uma emissão de CO2 40,28% menor

Abstract: It is analysed a cogeneration system for oil and gas platforms that uses 6 dual fuel engines diesel/natural gas with nominal power of 15200 kW each to supply the demand of a platform with maximum load of 75000 kW. The operating conditions of the engines are optimized to identify the condition that have the highest power generation efficiency. A heat exchanger that uses the exhaust gases to heat a stream of water is designed and simulated at off-design conditions. Afterwards, it is investigated how the power and heat demand of a generic platform operating at Brazilian pre-salt layer would be supplied using these engines and it is compared with the turbines used nowadays. There is also an exergetic analysis of the cogeneration plant. It is concluded that the engines can supply the demand with aid from electrical heaters or burners, besides using the energy available at the exhaust gases of another existing turbine connected to a CO2 compression system. Using electrical heaters, it was possible to achieve a generation efficiency of 45.54%; which is 28.54% higher than the current scenario (turbines in simple cycle), besides a 39.91% lower CO2 emission. Using burners, the efficiency would be 45.54%; 28.69% higher than the current scenario, with a 40,28% lower CO2 emission
Subject: Cogeração
Gas natural - Motor diesel
Trocadores de calor
Exergia
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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