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22 setembro 2012

Ferramenta para dimensionamento de Grupos Geradores


Cummins
 
Por muito tempo tenho divulgado uma ferramenta de dimensionamento de grupos geradores muito bom e que vem ajudando muitos engenheiros e eletricistas. O GenSize da Cummins Power Generation foi criado a vários anos atrás e nem por isso deixou de ser útil e atualizado. No entanto, a Cummins lançou a poucas semanas atrás uma super atualização desta ferramenta.
Agora o PowerSuite (nome oficial da ferramenta que incorpora o GenSize, o GenCalc, a Library - Biblioteca Técnica e o GenSpec) tenha uma nova versão, o 5.0.

Totalmente on line e atualizada constantemente, a ferramenta ganhou mais detalhes e está muito mais amigável e acurada. Agora também está disponível em Português!

Aconselho a todos que usam meu blog como referencia que solicitem uma conta e comecem a utilizar imediatamente.

Acessem @ powersuite.cummins.com


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04 novembro 2011

Aplicações Oil & Gás da Cummins Power Generation

Já faz um tempinho que não posto nada por aqui... mas este aqui vai valer a pena.

O pessoal da Cummins agora embalou na utlização de tecnologia digital para demonstrar suas diversas aplicações de grupos geradores. Estou postando aqui uma das mais novas ferramentas. Chamado de Oil & Gás Learning Module (Módulo Educacional de Óleo e Gás) esta demonstração mostra a aplicação de exploração de óleo onshore (fora do mar). Aqui voce pode verificar um modelo completo de uma típica instalação e aonde motores e geradores Cummins podem ser utilizados.


Deem uma olhada e comente se voce gostou ou não.

Clique aqui para acessá-lo.


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19 julho 2010

Qualidade do Combustível Gasoso para Grupos Geradores

Os combustíveis gasosos são na verdade uma mistura de vários gases hidrocarbonetos diferentes como metano, etano, propano e butano, outros elementos gasosos como oxigênio e nitrogênio, água vaporizada, vários contaminantes, alguns dos quais são potencialmente danosos ao motor ao longo do tempo. A qualidade do combustível é uma função da quantidade de energia por unidade de volume do combustível e da quantidade de contaminantes no combustível.

Teor Energético: Uma das características mais importantes dos combustíveis gasosos utilizados em um grupo gerador é o valor calorífico do combustível. O valor calorífico de um combustível indica a quantidade de energia existe armazenada em um volume específico do combustível. O combustível gasoso possui um baixo valor calorífico (BVC) e um alto valor calorífico (AVC). O baixo valor calorífico é o calor disponível para o funcionamento do motor após a água no combustível ter sido vaporizada. Se o baixo valor calorífico de um combustível for muito baixo, mesmo que o motor receba um volume suficiente de combustível, o motor não será capaz de manter plena potência de saída, porque não foi disponibilizada a energia suficiente ao mesmo para ser convertida em energia mecânica. Se o BVC for inferior a 905 BTU/pé3 o motor não poderá produzir a  potência nominal em condições de temperatura ambiente padrão.
Se o combustível tiver um teor energético superior a 1000 BTU/pé3, os requisitos reais de fluxo em pés3/min serão menores e os requisitos de pressão cairão levemente. Inversamente, se o combustível tiver um teor energético inferior a 1000 BTU/pé3, os requisitos reais de fluxo em pés3/min serão maiores e será necessária uma maior pressão mínima de alimentação para atingir o desempenho indicado para qualquer grupo gerador. Cada motor poderá ter características de desempenho ligeiramente diferentes com base no tipo de combustível fornecido, devido às diferenças na taxa de compressão do motor e se o motor é naturalmente aspirado ou turbocomprimido.
 
Gás Natural Canalizado: O combustível mais comum para grupos geradores é chamado de “gás natural canalizado”. Nos Estados Unidos, o “gás natural canalizado seco” possui qualidades específicas, com base nas normas federais. Em outros países, o gás canalizado pode variar em teor e, portanto, as características do combustível devem ser verificadas antes de seu uso em um grupo gerador. Nos Estados Unidos, o gás canalizado é uma mistura composta de aproximadamente 98% de metano e etano, com os outros 2% formados por hidrocarbonetos como propano e butano, nitrogênio, dióxido de carbono e vapor de água. “Seco” significa isento de hidrocarbonetos líquidos como a gasolina, porém NÃO isento de vapor de água. Geralmente o gás canalizado SECO possui um BVC de 936 BTU/pé3 e um AVC de 1.038 BTU/pé3.
 
Gás de Campo: A composição do “gás natural de campo” varia consideravelmente entre regiões e entre continentes. É necessária uma analise cuidadosa antes de se utilizar o gás natural de campo em um motor. O gás natural de campo pode conter gases hidrocarbonetos “mais pesados” como pentano, hexano e heptano, que podem exigir uma redução da potência de saída do motor. Outros contaminantes, como enxofre, também podem estar presentes no combustível. Um gás de campo típico pode ter um BVC de 1.203 BTU/pé3 e um AVC de 1.325 BTU/pé3.
 
Propano (GLP): O propano encontra-se disponível em dois graus, comercial e trabalhos especiais. O propano comercial é utilizado onde a alta volatilidade é uma exigência. Nem todos os motores de ignição por centelha funcionam de forma aceitável com este combustível devido à sua volatilidade. O propano para trabalhos especiais (também chamado de HD5) é uma mistura de 95% de propano e outros gases, como o butano, que permite um melhor desempenho do motor devido à redução de pré-ignição pela volatilidade reduzida. O gás combustível propano para trabalhos especiais que atende à especificação D-1835 da ASTM D 1835 sobre propano para trabalhos especiais (equivalente ao propano HD5 do Padrão 2140 da Associação dos Produtores de Gás) é adequado para a maioria dos motores. O propano possui um BVC de cerca de 2.353 BTU/pé3 e um AVC de 2.557 BTU/pé3. O maior valor calorífico do combustível requer a mistura de volumes diferentes de ar no sistema de combustível para o propano versus as aplicações de gás natural, de modo que os motores para duplo combustível possuem essencialmente duas disposições de combustível para esta finalidade.

Contaminantes: Os contaminantes mais prejudiciais em combustíveis gasosos são o vapor de água e o enxofre. O vapor de água é prejudicial a um motor porque pode causar uma queima descontrolada, pré-ignição ou outros efeitos que podem danificar o motor. O vapor ou as gotas do líquido devem ser removidas do combustível antes de entrar no motor através de um “filtro seco” que é montado no sistema de combustível antes do regulador principal de pressão do combustível. O ponto de orvalho do gás combustível deve ser pelo menos 11º C (20º F) menor que a temperatura ambiente mínima no local da instalação. O enxofre e os sulfetos de hidrogênio causarão corrosão e sérios danos a um motor em um período relativamente curto. Motores diferentes apresentam níveis diferentes de tolerância à contamin ção por enxofre e alguns motores simplesmente não funcionam com um combustível que contenha um teor significativo de enxofre. Consulte o fabricante do motor para aprovação de motores específicos com combustíveis específicos. Os efeitos do enxofre no combustível podem ser compensados em parte pelo uso de óleos lubrificantes para gás natural com alto teor de cinzas. Em geral, os motores não devem ser operados com combustíveis que contenham mais de 10 partes por milhão (ppm).
Alguns combustíveis, como aqueles derivados de aplicações de aterros, podem ter um teor útil de energia química, porém níveis muito altos de enxofre (>24 ppm). Estes níveis são freqüentemente chamados de “gás ácido”. Se o teor de enxofre de tal combustível for eliminado, o mesmo poderá ser utilizado como um combustível para muitos motores, desde que apresente valor calorífico suficiente em BTU.
 
Análise do Combustível: O fornecedor do combustível gasoso pode fornecer uma análise de combustível que descreva a composição química do combustível a ser fornecido. Esta análise de combustível pode ser utilizada para se certificar de que o combustível seja adequado para uso em motores específicos propostos para uma aplicação específica, e também para certificar-se de que o teor de BTU do combustível seja suficiente para fornecer a saída necessária em kW da máquina. Os fornecedores de gás podem modificar a composição do gás natural canalizado sem aviso, de modo que não existe uma garantia de longo prazo do desempenho, porém o processo de avaliação do combustível pode ser descrito resumidamente como:
• Relacione a porcentagem de cada gás na composição do combustível.
• Calcule a porcentagem do total do combustível que é inflamável. A porcentagem da porção inflamável do combustível é igual a 100% menos as porcentagens dos componentes inertes. Os componentes inertes incluem oxigênio, dióxido de carbono e vapor de água.
• Calcule a porcentagem de cada componente inflamável do combustível.
• Verifique a aceitabilidade do combustível segundo a porcentagem de cada elemento inflamável versus as recomendações do fabricante do motor.
Por exemplo, para uma análise de gás de:
90% Metano
6% Etano
2% Hidrogênio
1% Pentano Normal
1% Nitrogênio
– Porcentagem total de elementos inertes = 1%.
– Total inflamável =100%-1% = 99%.
– % Metano = 90%/99% = 91%.
– % Etano = 6%/99% = 6.1%.
– % Hidrogênio = 2%/99% = 2%.
– % Pentano Normal = 1%/99% = 1%.
Consulte a Tabela abaixo para uma listagem típica dos Inflamáveis Máximos Permitidos em grupos geradores a gás da Cummins. Note que neste exemplo, o combustível será aceitável para um motor com baixa taxa de compressão (geralmente em torno de 8,5:1), porém não para um motor com uma taxa de compressão mais elevada. Um motor com taxa de compressão mais elevada, terá requisitos mais rigorosos de composição do
combustível, porém poderá funcionar de modo satisfatório reduzindo-se sua potência de saída.

Consulte o fabricante do motor.
• Verifique a classificação do grupo gerador com base no uso do combustível proposto.

O teor total de BTU do combustível determinará a classificação do grupo gerador para um combustível de uma determinada composição. Se qualquer componente do combustível tiver um valor específico maior que o permitido, a redução da potência será necessária. Consulte o fabricante do motor quanto aos requisitos do combustível e as instruções para a redução da potência.
Note que a redução de potência devida ao combustível e a redução de potência devida à altitude/temperatura não são somadas. Apenas o valor máximo da redução de potência devida ao combustível ou da redução de potência devida à altitude/temperatura deverá ser aplicado.
Os motores turbocomprimidos possuem requisitos únicos de composição do combustível devido às pressões mais elevadas nos cilindros. Para evitar problemas com préignição ou detonação, a redução da potência de saída será necessária se o teor de propano e/ou iso-butano exceder as porcentagens.

04 junho 2010

Radiador Remoto para Grupos Geradores

Sistemas com radiador remoto são geralmente utilizados em aplicações onde o ar é insuficiente para a ventilação do sistema de arrefecimento montado no chassi. Os radiadores remotos não eliminam a necessidade de ventilação para a sala do grupo gerador, mas podem reduzi-la. Se for exigido um sistema de arrefecimento com radiador remoto, o primeiro passo é determinar qual tipo de sistema remoto é necessário. Isto é determinado pelo cálculo da coluna de estática e de fricção que será aplicada no motor com base em sua localização física. Se os cálculos revelarem que o grupo gerador escolhido para a aplicação pode ser conectado a um radiador remoto sem exceder suas limitações de coluna de estática e de fricção, poderá ser utilizado um sistema simples de radiador remoto.
Se a coluna de fricção for excedida, porém não a de estática, poderá ser utilizado um sistema de radiador remoto com uma bomba auxiliar do líquido de arrefecimento.
Se as limitações de coluna de estática e de fricção do motor forem excedidas, será necessário um sistema isolado de arrefecimento para o grupo gerador. Isto pode incluir um radiador remoto com tanque tipo "hot well", ou um sistema baseado em um trocador de calor líquido-a-líquido.
Qualquer que seja o sistema utilizado, a aplicação de um radiador remoto para arrefecer o motor irá requerer um projeto cuidadoso. Em geral, todas as recomendações para radiadores montados no chassi também aplicam-se a radiadores remotos. Para qualquer tipo de sistema de radiador remoto, considere o seguinte:

• Recomenda-se que o radiador e o ventilador sejam dimensionados com base na temperatura máxima de 93ºC do tanque superior do radiador e a 115% da capacidade de arrefecimento para permitir a formação de incrustações. A menor temperatura do tanque superior (menor que a descrita em Arrefecimento do Motor) compensa a perda de calor da saída do motor ao tanque superior do radiador remoto. Consulte o fabricante do motor para informações sobre o calor dissipado do motor para o líquido de arrefecimento e as taxas de fluxo de arrefecimento.
• O tanque superior do radiador (ou um tanque auxiliar) deve ser instalado no ponto mais alto do sistema de arrefecimento. Ele deve ser equipado com: uma tampa apropriada de abastecimento/pressão, uma linha de abastecimento no ponto mais baixo do sistema (para que o sistema possa ser abastecido da base para o topo) e uma linha de ventilação saindo do motor e que não tenha qualquer depressão ou obstrução. (Depressões e voltas sobre o cabeçote podem acumular líquido de arrefecimento e evitar a ventilação do ar quando o sistema é abastecido.) No ponto mais alto do sistema devem ser instalados também os meios para abastecer o sistema e um interruptor de alarme de nível baixo do líquido de arrefecimento.
• A capacidade do tanque superior do radiador (ou do tanque auxiliar) deve ser equivalente a pelo menos 17% do volume total do líquido de arrefecimento do sistema para fornecer uma “capacidade de perda” (11%) ao líquido de arrefecimento e espaço para a expansão térmica (6%). A capacidade de perda é o volume de líquido de arrefecimento que pode ser perdido por vazamentos não detectados e pelo alívio normal da tampa de pressão antes de o ar ser sugado para a bomba do líquido de arrefecimento. O espaço para expansão térmica é criado pelo bocal de abastecimento quando um sistema frio é abastecido.
• Em ambientes com alto grau de contaminantes e para reduzir a formação de incrustações nas aletas do radiador, devem ser utilizados radiadores com um espaçamento maior entre as aletas (nove aletas ou menos por polegada).
• A coluna de fricção do líquido de arrefecimento externa ao motor (perda de pressão devido à fricção nos tubos, nas conexões e no radiador) e a coluna de estática do líquido de arrefecimento (altura da coluna do líquido, medida a partir da linha de centro da árvore de manivelas) não deve exceder os valores máximos recomendados pelo fabricante do motor. Se não puder ser encontrada uma configuração de sistema que permita ao motor operar dentro das limitações da coluna de estática e de fricção, outro tipo de sistema de arrefecimento deverá ser usado.
NOTA: Uma coluna de estática excessiva do líquido de arrefecimento (pressão) pode causar vazamentos no retentor do eixo da bomba do líquido de arrefecimento. A fricção excessiva da coluna do líquido de arrefecimento (perda de pressão) resultará em arrefecimento insuficiente do motor.
• Para o radiador, deve ser utilizada uma mangueira com comprimento de 152 a 457 mm, de acordo com a norma SAE 20R1, ou equivalente, para conectar a tubulação do líquido de arrefecimento com o motor a fim de absorver o movimento e a vibração do grupo gerador.
• É altamente recomendado que as mangueiras do radiador sejam fixadas com 2 abraçadeiras de grau ideal de “torque constante” em cada extremidade para reduzir o risco de perdas súbitas do líquido de arrefecimento do motor em caso de uma mangueira sob pressão soltar-se. Podem ocorrer danos graves a um motor se for operado sem líquido de arrefecimento no bloco, mesmo por alguns segundos.
• Deve ser instalada uma válvula de dreno na parte mais baixa do sistema.
• As válvulas de esferas ou de comportas (as válvulas globo são muito restritivas) são recomendadas para isolar o motor para que todo o sistema não precise ser drenado para algum serviço no motor.
• Lembre-se que o grupo gerador deverá acionar eletricamente o ventilador do radiador remoto, os ventiladores de ventilação, as bombas do líquido de arrefecimento e outros acessórios necessários para a operação em aplicações com arrefecimento remoto. Dessa forma, a capacidade em kW ganha pelo não acionamento mecânico de um ventilador é consumida geralmente pela adição de dispositivos elétricos necessários ao sistema de arrefecimento remoto. Lembre-se de adicionar essas cargas elétricas à carga total do grupo gerador.

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06 maio 2010

Proteção Contra Incêndio - Grupos Geradores

O projeto, a escolha e a instalação de sistemas de proteção contra incêndio estão além do escopo deste blog devido à ampla gama de fatores a serem considerados, como ocupação do edifício, normas e a eficiência dos vários sistemas de proteção contra incêndio. Entretanto, aí vão algumas dicas gerais:
• O sistema de proteção contra incêndio deve atender as exigências das autoridades locais, como o fiscal de obras, o comandante do corpo de bombeiros ou o agente de seguros.
• Grupos geradores usados para energia de emergência e standby devem ser protegidos contra incêndio pela localização ou pelo uso de uma construção resistente a incêndios na sala do grupo gerador. Em alguns locais, a construção da sala do gerador em instalações consideradas necessárias para a segurança da vida, deve prever uma capacidade de resistência de duas horas a incendios. Alguns locais também exigem um hidrante de proteção contra incêndio. Considere o uso de portas corta-fogo ou anteparos na sala do grupo gerador.
•A sala do grupo gerador deve ser ventilada adequadamente para evitar a concentração de gases do escape ou de gás combustível inflamável.
• A sala do gerador não deve ser usada para fins de armazenamento.
• A sala do gerador não deve ser classificada como local perigoso (conforme definido pela NEC) somente por causa do combustível do motor.
• As autoridades locais geralmente classificam o grupo gerador como uma aplicação de baixo calor quando usado por breves períodos, mesmo que a temperatura dos gases de escape exceda 538ºC. Em locais onde a temperatura dos gases de escape exceda 538ºC, alguns motores diesel e a maioria dos motores a gás podem ser classificados como aplicações de alto calor e podem requerer sistemas de escape classificados para operação a 760ºC. Consulte o fabricante do motor para informações sobre as temperaturas de escape.
• As autoridades locais podem especificar a quantidade, o tipo e os tamanhos de extintores de incêndio portáteis aprovados e exigidos para a sala do gerador.
• Uma estação de parada manual de emergência fora da sala do gerador, ou remota em relação a um grupo gerador num gabinete externo, deverá facilitar o corte do grupo gerador na eventualidade de um incêndio ou de outro tipo de emergência.
• Geralmente, os sistemas de combustível líquido são limitados um edifícios. Entretanto, as autoridades locais podem impor restrições muito mais rigorosas quanto à quantidade de combustível que poderá ser armazenada dentro de um edifício. Além disso, podem ser feitas exceções para permitir o uso de quantidades maiores de combustível na sala do grupo gerador, especialmente se a sala foi projetada adequadamente com sistemas de proteção contra incêndio.
• Os tanques de combustível localizados no interior de edifícios e acima do andar mais baixo ou do porão devem ser protegidos por um dique de acordo com as normas e regulamentações NFPA do meio ambiente.
• O grupo gerador deve ser testado periodicamente conforme recomendado com pelo menos 30% de carga até atingir temperaturas estáveis de operação. Ele também deve ser operado próximo da carga plena pelo menos uma vez por ano para evitar acúmulo de combustível no sistema de escape.

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30 abril 2010

Ruídos do Grupo Gerador

As aplicações de grupo gerador estão sujeitas a problemas relacionados com ruídos, devido aos altos níveis de ruído produzidos por grupos geradores em funcionamento. Por isso, foram criadas normas e padrões para proteger pessoas e usuários contra esses níveis indesejáveis de ruídos.
Em geral, os níveis de ruído exigidos no perímetro de uma propriedade devem estar entre pouco mais de 50 dB(A) e pouco menos de 60 dB(A) (dependendo da hora do dia), enquanto os níveis de som de um grupo gerador "não tratado" podem chegar a 100 dB(A). O ruído do grupo gerador pode ser amplificado pelas condições do local, ou o nível de ruído existente no local pode impedir que o grupo gerador atinja os níveis requeridos de desempenho de ruído. (Para medir com precisão o nível de ruído de qualquer fonte, esta deverá ser 10 dB(A) maior que o ambiente ao seu redor).
O nível de ruído produzido por um grupo gerador no perímetro de uma propriedade será previsível se o grupo gerador for instalado num ambiente de campo aberto. Em um ambiente de campo aberto, não existem paredes refletoras para amplificar o ruído produzido pelo grupo gerador e o nível de ruído segue a regra de “redução de 6 dB(A) para o dobro da distância”. Se a linha da propriedade estiver dentro do campo vizinho de um grupo gerador, o nível do ruído poderá não ser previsível. Um ambiente de campo vizinho é qualquer medição feita dentro duas vezes a maior dimensão da fonte do ruído.
As paredes refletoras e outras superfícies amplificam o nível do ruído que pode ser percebido por uma pessoa. Por exemplo, se um grupo gerador estiver instalado junto a uma parede com superfície sólida, o nível do ruído perpendicular à parede será aproximadamente duas vezes a intensidade esperada do som do grupo gerador num ambiente de campo aberto (p.ex., um grupo gerador funcionando com nível de ruído de 68 dB(A) deverá indicar 71 dB(A) próximo de uma parede refletora). A instalação do grupo gerador num canto amplifica ainda mais o nível do ruído percebido.
As regulamentações de ruídos geralmente são criadas em função de reclamações, e o alto custo de reforma de um local para reduzir os níveis de ruído incentiva a preocupação com os requisitos de desempenho sonoro no início do ciclo do projeto e a instalação de recursos para atenuação dos níveis de ruídos em termos de custo/benefício.


Redução de Ruídos Transmitidos por Estruturas

Estruturas vibratórias criam ondas de pressão sonora (ruído) no ar ao seu redor. As conexões com um grupo gerador podem causar vibrações na estrutura do edifício, criando ruído. Geralmente, estas incluem as fixações do chassi, o duto de descarga de ar do radiador, a tubulação de escape, a tubulação do líquido de arrefecimento, as linhas de combustível e os conduítes da fiação. Além disso, as paredes do gabinete de um grupo gerador podem vibrar e provocar ruído. A montagem de um grupo gerador sobre isoladores de vibração do tipo mola reduz eficientemente a transmissão de vibrações. A prática de isolamento de vibrações é descrita em Isoladores de Vibração no início deste capítulo. As conexões flexíveis com o tubo de escape, duto de ar, linhas de combustível, tubo do líquido de arrefecimento (sistemas com radiador ou trocador de calor remoto) e conduítes da fiação reduzem eficientemente a transmissão de vibrações. Todas as aplicações de grupo gerador requerem o uso de conexões flexíveis com o grupo gerador.

Redução de Ruídos Produzidos pelo Ar

Os ruídos produzidos pelo ar possuem uma característica direcional e geralmente é mais aparente na extremidade alta da faixa de freqüências.
• O tratamento mais simples é direcionar o ruído, como a saída do radiador ou do escape para longe dos receptores. Por exemplo, dirija o ruído verticalmente de modo que as pessoas no nível do solo não fiquem no caminho do som.
• As barreiras na linha de visão são eficazes no bloqueio de ruídos. As barreiras feitas com materiais de alto teor de massa como concreto, blocos preenchidos com cimento ou tijolos são mais indicadas. Elimine caminhos de som através de rachaduras nos pontos de acesso de portas ou da sala (ou gabinete) do escape, combustível ou fiação elétrica.
• Existem materiais acústicos (que absorvem som) para revestimento de dutos de ar e para cobrir paredes e telhados. Além disso, forçar o ruído a circular em curva de 90 graus num duto reduz os ruídos de alta freqüência. Dirigir o ruído para uma parede revestida com material acústico pode ser muito eficaz. Fibra de vidro ou espuma podem ser adequados em termos de custo, disponibilidade, densidade, retardo de chama, resistência à abrasão, estética e facilidade de limpeza. Deve-se selecionar materiais que resistam
à ação do óleo e outros contaminantes do motor.
• Um compartimento de blocos de concreto é uma barreira excelente para todos os ruídos. Os blocos podem ser preenchidos com areia para aumentar a massa da parede e aumentar a atenuação dos ruídos.
• As disposições de radiadores remotos podem ser usadas para limitar o fluxo de ar e para dirigir a fonte de ruído do ventilador do radiador para um local menos incômodo para as pessoas. As instalações com radiador remoto podem ser equipadas com ventiladores de baixa rotação para minimizar o ruído do conjunto.

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21 abril 2010

Grupos Geradores Resistentes a Terremotos?

Os grupos geradores da Cummins Power Generation, quando montados e fixados corretamente, são adequados para aplicações em regiões reconhecidas de risco sísmico (sujeitas a Terremotos).
São necessárias considerações especiais de projeto para a montagem e proteção de equipamentos com densidade de massa típica de grupos geradores. O peso do grupo gerador, o centro de gravidade e as localizações dos pontos de montagem estão indicados nos desenhos dos grupos geradores.
Componentes como linhas de distribuição de eletricidade, líquido de arrefecimento e combustível devem ser projetados para suportar um mínimo de danos e para facilitar os reparos no caso de ocorrência de um terremoto. As chaves de transferência, os painéis de distribuição, os disjuntores e os controles associados para aplicações críticas devem ser capazes de executar suas funções pretendidas durante e após os abalos sísmicos, de modo que devem ser consideradas provisões específicas de montagem e de conexões elétricas.

Nos Estados Unidos existe uma legislação específica para este tipo de aplicação, bem como uma rigorosa bateria de testes (Certificação IBC).
Vejam nos videos abaixo como os equipamentos (Grupos Geradores e Chaves de Transferências) são testados:








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12 março 2010

Apagão provoca caos no centro do Rio de Janeiro

As filas intermináveis do lado de fora do prédio do Detran Rio traduziam o caos provocado pela falta de luz na região central do Rio de Janeiro, nesta quinta-feira. Por conta disso, pessoas perderam o dia de trabalho aguardando atendimento, enquanto outras passavam mal devido ao forte calor.


No comércio, prejuízos pelo terceiro dia consecutivo e improvisação: um restaurante promoveu um "almoço à luz de velas". É o que mostra a reportagem da TV UOL

11 fevereiro 2010

Nessas horas é que lembramos como é importante ter um sistema de geração de energia. Veja a noticia vinculada hoje na Folha Online.

"O apagão que atingiu todo o Nordeste brasileiro e dois Estados do Norte na tarde desta quarta-feira durou de dois minutos a duas horas, e afetou pelo menos oito capitais --Fortaleza, Salvador, Recife, Maceió, João Pessoa, Aracaju, Teresina e Palmas.
O ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico) informou que a pane ocorreu na linha de transmissão que interliga o Norte e o Nordeste. O problema provocou o desligamento em cascata do sistema.
A situação foi pior em Estados como Paraíba, que ficou sem energia por duas horas, e Rio Grande do Norte, afetado em quase 90% das cidades --146 das 167. A Cosern (Companhia Energética do Rio Grande do Norte) informou que 597 mil consumidores foram prejudicados. Segundo a Energisa (companhia que atua na Paraíba), o apagão, que começou às 14h53 (horário de Brasília), afetou todo o Estado.
No Piauí, a pane durou mais de uma hora --das 14h52 às 15h59-- nas regiões norte e central, incluindo a periferia da região metropolitana de Teresina.
Já na Bahia, o problema prejudicou a população por menos tempo --das 12h52 às 13h43. A Coelba (Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia) informou que 62% dos 417 municípios foram afetados.
Nos demais Estados do Nordeste, a duração do problema variou de 2 (caso do Maranhão) a 40 minutos (Ceará).
Sem precisar o número de cidades, a Ceal (Companhia Energética de Alagoas) informou que todas as regiões do Estado ficaram sem energia, incluindo Maceió.
Em Pernambuco, o apagão começou às 14h52 e afetou alguns bairros da zona leste de Recife. Segundo a Celpe (Companhia Energética de Pernambuco), a pane suspendeu o fornecimento de 18% da demanda de energia no Estado. O sistema foi restabelecido às 15h21.
No Maranhão, o sul do Estado foi a região mais atingida. Segundo a Cemar (Companhia Energética do Maranhão), 13 subestações foram desligadas.
Sergipe e Ceará também foram atingidos pelo apagão. Os cearenses tiveram 40% de sua carga elétrica afetada --foram 1,2 milhão de consumidores prejudicados.
O corte atingiu também dois Estados do Norte. Segundo a Celtins (companhia de energia do Tocantins), cerca de 60 municípios do centro e do sudeste do Estado --incluindo Palmas-- ficaram sem energia.
No Pará, Santarém e outras sete cidades, que somam juntas mais de 500 mil moradores, ficaram sem luz.
O ONS não soube informar a causa do apagão, mas descartou que o problema tenha ocorrido na geração de energia. Segundo o operador, foi interrompida a transmissão de 3,1 megawatts, um terço da demanda regional. Ainda de acordo com o ONS, o sistema foi restabelecido, em média, em 15 minutos.
A Eletronorte informou que um problema ainda não identificado na linha de transmissão Norte-Sul, entre os municípios de Colinas do Tocantins (TO) e Miracema (TO), acionou a proteção do sistema elétrico e desligou algumas subestações.
O superintendente de operações da Chesf (Companhia Hidro Elétrica do São Francisco), João Henrique Franklin Neto, informou que o apagão teve perda de 2.400 MW de carga --25,8% da demanda total de energia da região (9.300 MW).
Segundo ele, com a interrupção da transmissão, o sistema atua automaticamente com um alívio de carga para equilibrar a energia gerada e o consumo. Com isso, foram atingidas todas as distribuidoras da região."

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09 dezembro 2009

Sistemas de Partidas de Motores para Grupos Geradores

Basicamente voce poderá encontrar dois tipos de partida para motores de Grupos Geradores. Partida com Baterias ou Partida a ar. Veja abaixo detalhes de ambos.


Partida com Bateria
Os sistemas de partida com bateria de grupos geradores geralmente usam 12 ou 24 volts. Em geral, os grupos geradores menores utilizam sistemas de 12 volts e as máquinas maiores usam sistemas de 24 volts. A imagem ao lado ilustra as conexões típicas da bateria com o motor de partida. Considere o seguinte ao escolher ou dimensionar as baterias e os equipamentos relacionados:
• As baterias devem ter capacidade suficiente (APF, Ampères de Partida a Frio) para fornecer a corrente para o giro do motor, indicada nas especificações do grupo gerador recomendado. As baterias podem ser tanto de chumbo-ácido quanto de níquel-cádmio. As mesmas devem ter sido projetadas para este uso e ter sido aprovadas pelas autoridades locais.
• Um alternador acionado por motor com regulador de voltagem automático integrado é fornecido normalmente para recarregar as baterias durante o funcionamento. Para a maioria dos sistemas de energia através de grupos geradores, um carregador de bateria, tipo líquida, alimentado pela fonte normal de energia, é desejável ou exigido para manter as baterias plenamente carregadas quando o grupo gerador não estiver funcionando. Os carregadores de bateria líquida são exigidos para sistemas standby de emergência.
• As normas geralmente especificam um tempo máximo de carga da bateria. A seguinte regra prática pode ser utilizada para dimensionar os carregadores de baterias auxiliares:

• As normas locais podem exigir aquecedores para manter uma temperatura mínima da bateria de 10ºC se o grupo gerador estiver sujeito a temperaturas muito baixas.
• Os grupos geradores normalmente incluem cabos de bateria e fornecedores podem também oferecer bandejas apropriadas para instalação das baterias.




Distribuição das Baterias de Partida: Se as baterias forem montadas a uma distância do motor de partida maior que o comprimento normal dos cabos, estes deverão ser projetados de acordo com essa distância. A resistência total dos cabos mais as conexões não deverá resultar em uma queda excessiva de voltagem entre a bateria e o motor de partida. As recomendações para o motor são que a resistência total do circuito de partida mais a dos cabos e conexões não exceda 0,00075 ohms para sistemas de 12 volts e 0,002 ohms para sistemas de 24 volts. Veja o seguinte exemplo de cálculo.



Um grupo gerador possui um sistema de partida de 24 VCC, alimentado por duas baterias de 12 volts em série. O comprimento total dos cabos é de 9,52 m, incluindo o cabo entre as baterias. Existem seis conexões de cabos. Calcule a bitola dos cabos necessários como segue:
1. Assuma uma resistência de 0,0002 ohms para o contato do solenóide do motor de partida (RCONTATO).
2. Assuma uma resistência de 0,00001 ohms para cada conexão de cabo (RCONEXÃO), num total de seis.
3. Com base na fórmula que:
• Resistência Máxima Permitida do Cabo
= 0,002 - RCONEXÃO - RCONTATO
= 0,002 – 0,0002 - (6 x 0,00001)
= 0,00174 ohms
4. Confira na figura abaixo as resistências dos cabos AWG (Bitola Americana de Cabos). Neste exemplo, como mostram as linhas pontilhadas, a menor bitola de cabo que pode ser utilizada é 2 cabos No. 1/0 AWG em paralelo.



Partida com Ar Comprimido
Os sistemas de partida do motor com ar comprimido estão disponíveis para alguns grupos geradores maiores. A partida a ar pode ser indicada para algumas aplicações de energia Prime desde que o ar comprimido esteja prontamente disponível. A Figura abaixo mostra um arranjo típico de tubulação para um sistema de motor de partida a ar. 



Considere os itens abaixo para determinar os equipamentos necessários para a instalação de um sistema de partida a ar:
• O fabricante do motor deverá ser consultado quanto à recomendações relativas à bitola da mangueira de ar e o volume mínimo exigido do tanque para cada segundo de partida. O tamanho do tanque dependerá do tempo mínimo de partida necessário. 
• Os tanques de ar (receptores) devem ser equipados com uma válvula de dreno do tipo roscada (outros tipos não são recomendados por serem uma fonte comum de vazamentos de ar). A umidade pode danificar os componentes do motor de partida.
• Todas as válvulas e acessórios do sistema devem ser projetados para a partida a ar de motores diesel.
• As conexões de tubos devem ser do tipo de vedação seca e devem ser feitas com selador de rosca. Não é recomendado uso de fita Teflon pois ela não fixa as roscas adequadamente e é uma fonte de resíduos que podem
obstruir as válvulas.



Nota: As baterias, embora de capacidade muito menor, ainda serão necessárias para o controle do motor e para a monitoração dos sistemas quando for utilizada a partida a ar.

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11 novembro 2009

Lobão: queda de linha em Itaipu provocou apagão


BRASÍLIA - O ministro de Minas e Energia, Edison Lobão, informou que a queda de uma linha que transmite energia da Hidrelétrica de Itaipu acabou tirando todos os 14 mil megawatts gerados pela usina do sistema elétrico. Foi isso o que provocou o apagão que atingiu boa parte do País.

Segundo Lobão, o problema mais grave foi no Estado Rio de Janeiro, que ficou totalmente sem luz. Além disso, o apagão atingiu partes de São Paulo, Minas Gerais, Goiás, Mato Grosso do Sul, Paraná, e parte do Paraguai.
Pouco mais de uma hora após o início do apagão, o ministro disse que estava convencido de que a situação seria normalizada durante a madrugada. "Ainda esta noite deveremos ter resolvido isso", disse. Segundo ele, àquela altura a energia já havia começado a ser religada ao sistema.
Além dos 14 mil MW de Itaipu, outros 3 mil MW foram derrubados. A explicação técnica é que, uma vez que uma linha sai fora do sistema, isso acaba gerando o desligamento de outras linhas de transmissão.

LEONARDO GOY E RENATO ANDRADE - Agencia Estado

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22 setembro 2009

Baterias e Carregadores de Bateria para Grupos Geradores


Talvez o subsistema mais crítico de um grupo gerador seja o sistema da baterias para a partida do motor e controle do grupo gerador. A escolha e a manutenção corretas das baterias e do carregador de bateria são essenciais para a confiabilidade do sistema. O sistema consiste de baterias, racks de baterias, um carregador de bateria que é acionado pela fonte normal de energia elétrica durante o tempo em que o grupo gerador estiver em espera (standby), e um alternador de carga das baterias acionado por motor que carrega as baterias e fornece a energia CC para o sistema de controle quando o grupo gerador estiver funcionando.
Quando os grupos geradores estão em paralelo, os bancos de baterias de cada grupo gerador geralmente são colocados em paralelo para fornecer a energia de controle para o sistema de paralelismo. O fabricante do sistema de paralelismo deve sempre ser consultado para determinar se o sistema de controle do motor é adequado para a aplicação, uma vez que uma queda de voltagem no banco de baterias poderia interromper alguns sistemas de controle de paralelismo e exigir o uso das baterias em estações separadas para alimentar o equipamento de paralelismo. As baterias devem estar tão próximas quanto possível do grupo gerador para minimizar a resistência no circuito de partida. A localização deve permitir fácil acesso de serviço às baterias e minimizar sua exposição à água, sujeira e óleo. O gabinete das bateria deve permitir ampla ventilação para que os gases explosivos gerados pela bateria possam ser dissipados. O projetista do sistema deve especificar o tipo do sistema de baterias (geralmente limitado ao tipo chumbo-ácido ou níquel-cádmio, como explicado a seguir), bem como sua capacidade.
A capacidade necessária do sistema da baterias depende do tamanho do motor (cilindrada), das temperaturas mínimas esperadas do líquido de arrefecimento do motor, do óleo lubrificante e das baterias, a viscosidade do óleo lubrificante e o número necessário e a duração dos ciclos de partida. O fornecedor do grupo gerador deve fazer as recomendações com base nestas informações.
As baterias de chumbo-ácido são o tipo mais comumente escolhido para grupos geradores. Elas são relativamente econômicas e oferecem bom serviço em temperaturas ambientes entre –18ºC e 38ºC. As baterias de chumbo-ácido podem ser recarregadas por carregadores convencionais, que podem ser montados em paredes próximas ao grupo gerador ou em um comutador de
transferência automática (se o grupo gerador NÃO for parte de um sistema de paralelismo). O carregador deve ser dimensionado para recarregar o banco de baterias em aproximadamente 8 horas e ao mesmo tempo atender todas as necessidades de energia de controle do sistema.
Uma bateria de chumbo-ácido pode ser do tipo selada “livre de manutenção” ou do tipo de célula inundada. As baterias livres manutenção suportam melhor as negligências de manutenção porém não são monitoradas e mantidas tão facilmente quanto as baterias de célula inundada. Todas as baterias de chumbo-ácido devem ser carregadas no local antes de sua utilização inicial. Mesmo as baterias livres de manutenção não retêm a carga indefinidamente.
As baterias de célula inundada requerem a adição de eletrólito no local de uso e atingem cerca de 50% da condição de carga total pouco tempo depois da adição do eletrólito.
Os sistemas de bateria NiCad (níquel-cádmio) são geralmente especificados para locais onde as temperaturas ambientes podem ser extremamente altas ou baixas, visto que seu desempenho é menos afetado por temperaturas extremas do que no caso das baterias de chumbo-ácido. Os sistemas de bateria NiCad são consideravelmente mais caros do que as baterias de chumbo-ácido, mas eles têm uma vida útil mais longa.
Uma das maiores desvantagens dos sistemas de baterias NiCad é que seu descarte pode ser difícil e caro, uma vez que os materiais que compõem essas baterias são tóxicos. Além disso, as baterias NiCad requerem carregadores
especiais para que atinjam o nível de carga plena. Esses carregadores devem ser fornecidos com filtros para reduzir o “ruído do carregador” o qual pode interromper os sistemas de controle do motor e do gerador.
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IBC Standards para Grupos Geradores nos EUA

Nos Estados Unidos, fabricantes de Grupos Geradores de energia devem ser certificados pela IBC (International Building Code) para situaçoes emergenciais. Tais situaçoes sao basicamente os constantes terremotos que o pais sofre durante todos os anos. Assista abaixo dois vídeos bem interessantes que mostram um grupo gerador carenado e um QTA serem testados para receberem a certificacao. Reparem que o Grupo Gerador é instalado em uma plataforma vibrante que simula um terremoto. Também veja uma chave de transferência no mesmo tipo de teste.




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