Grupos Geradores a Gás - Fatores para uma instalação de sucesso.

Os grupos geradores acionados por combustível gasoso (também chamados de “grupos geradores com ignição por centelha”) podem utilizar gás natural ou gás propano líquido (PL), ou ambos. Sistemas de duplo combustível, com gás natural como combustível principal e propano como reserva, podem ser utilizados em áreas propensas a abalos sísmicos e onde ocorram eventos naturais que possam interromper o sistema de gás da concessionária pública.
Independentemente do combustível utilizado, os principais fatores para o sucesso da instalação e operação de um sistema de combustível gasoso são:

• O gás fornecido ao grupo gerador deve ser de qualidade aceitável, no mínimo.
• O suprimento de gás deve ter pressão suficiente. Devese certificar de que o suprimento de gás no grupo gerador, e não apenas na fonte, tenha pressão correta para seu funcionamento. A pressão especificada deve estar disponível enquanto o grupo gerador é operado sob plena carga.
• O gás deve ser suprido ao grupo gerador em volume suficiente para operar o grupo gerador. Normalmente, isto depende do diâmetro da linha de combustível que deve ser largo o suficiente para transportar o volume necessário de combustível. Para sistemas que utilizamcombustível PL, o tamanho e a temperatura do tanque de combustível também afetam este requisito. O não atendimento dos requisitos mínimos do grupo gerador nestas áreas resultará na impossibilidade de funcionamento do grupo gerador, ou na impossibilidade de suportar a carga nominal, ou ainda em fraco desempenho de transientes.

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.

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.

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.

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:

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