Proportion of rural household income by source, selected LDCs

6.1. Comentários a R e s p e i t o da S o l u ç ã o Numérica.

A solução numér i c a elabo r a d a para o modelo matemático, n e c e s s i t a do prévio conhecimento de alg u m a s propriedades ao longo do ciclo e de c aracterísticas de fun c i o n a m e n t o de alguns equipamentos, como por exemplo:

- pres s õ e s na saída das turbinas HP e IP; - pres s õ e s de extração;

- d i f e r e n ç a de temperatura terminal (TTD) e difer e n ç a de temperatura de acesso do dreno (DCA) dos trocadores de calor.

E v i d e n temente este tratamento simplifica muito a modelação. No entanto, p o d e r -se-ia argüir que não faz sentido o pr é v i o c o n h ecimento ou o estabelecimento destes pa r â m e t r o s uma vez que, num sistema real, os diversos equipamentos d e v e r i a m buscar o seu ponto de funci o n a m e n t o através de sua inter-relação. Em outras palavras, a própria modelação das turbinas, por exemplo, buscaria o valor de suas pressões conforme estes equipamentos estivessem submetidos ao sistema. Da mesma forma, seria inconsistente o prévio estabelecimento das TTD e DCA dos diversos trocadores de calor sem ao menos terem sido e s t a belecidas as vazões envolvidas nestes equipamentos, já que há uma interdependência entre as vazõe s envolvidas e as TTD e DCA de cada trocador.

No entanto, este quadro pode ser focalizado sob outro ponto de vista. Q uando se tratar de um sistema já existente, não é inválida a u t i l i z a ç ã o deste procedimento, uma vez que será disponível o prévio con h e c i m e n t o destes

parâmetros. Por outro lado, q u a n d o se tratar da elaboração de um projeto, também não é incorreta e s t a postura, pois, ao serem e s t a b e l e c i d o s estes parâmetros, isto c o r r e s p o n d e r á ã e s p e c ificação dos próprios equipamentos, ou seja, uma turbina cujas c a r a c t e r í s t i c a s de operação p r o m o v a m as pressões estabelecidas p r e v i a m e n t e e t r o c a d o r e s de calor que a t e n d a m às condições estabelecidas p ara as vazões, T T D e D C A especificadas. Os setores enc a r r e g a d o s do projeto des t e s equipamentos, responderão pela viabilidade técnica e econômica dos mesmos.

6.2. Características do Cód i g o Computacional.

Uma das c a r a c t e r í s t i c a s b á s i c a s do programa, é a forma simples como foi elaborada a m o d e l a ç ã o d o s equipamentos. Procurou-se enfatizar um tratamento com dados de c a r a c t e r í s t i c a s globais e algumas a p r o x imações empíricas que e l i m i n a r a m p r o c e s s o s iterativos mais complexos.

Este tipo de tratam e n t o r e s u l t o u numa solução numérica que permi t i u o desenvolvimento de um código computacional com a capacidade de reunir três q ualidades importantes: acessibilidade, generalidade e flexibilidade. Estas três qualidades, a s s o c i a d a s à b o a concordância dos resultados, fazem deste programa uma ferram e n t a b a s t a n t e atraente.

Com esta modelação, a t i n g i u - s e um programa pouco iterativo. No entanto, a proposta de r e s p o n d e r por uma generalidade, resu l t o u em um algoritmo dotado de uma lógica consistente. Quanto ao tempo de execução, por ser pouco iterativo, r e s u l t o u e m u m prog r a m a bastante rápido.

6.3. Limitações do Có d i g o Computacional.

0 programa pos s u i a l g u m a s limitações originadas ora pela pró p r i a modelação, ora pela c o n t e n ç ã o de ocup a ç ã o de memórias. Dentre as limitações,

pode-se citar:

b o m b eados p a r a a água de alimentação;

- não pode ha v e r mais de um trocador de calor de contacto no trem de trocadores. 0 n ú m e r o má x i m o de troc adores de calor é 10 e o mí n i m o é 3, sendo que deve haver p e l o menos u m a e x t r a ç ã o em cada secção de pre s s ã o da turbina;

- se houver um trocador de calor de contacto, a bomba de alimentação de v e r á ser instalada imedi a t a m e n t e após este equipamento;

- o limite p a r a a cond i ç ã o de carga (PX) deve estar situado entre 0,2 e 1,1;

- a m o d e l a ç ã o é f e i t a com base na primeira Lei da Termodinâmica e restringe-se ao ciclo de vapor.

6.4. Validação.

Como pode ser v e r i f i c a d o no Capítulo 4, o prog r a m a apresenta bons resultados, a nível global, em todas as ver s õ e s de execução e ao longo das cargas de operação.

Quando houver interesse em resultados de características locais, como por exemplo as vaz õ e s de extração, os fluxos de massa pro v e n i e n t e s dos selos e válv u l a s pod e r ã o prov o c a r erros s i g n i f i c a t i v o s nestes resultados. Estes erros ocorrerão p r i n c i p a l m e n t e q u a n d o as vazões secundárias estiv e r e m diretamente associadas às extrações.

Por outro lado, a p o s s i b i l i d a d e de ser utilizado um modelo que prevê a variação da pressão de c o n d e n s a ç ã o ao longo das condições de operação, p er m i t e a redu ção de erros no c á l c u l o da potên c i a gerada, na perda por e xau s t ã o e na extr a ç ã o do p r i m e i r o trocador de calor. A utiliz a ç ã o deste modelo, quando houver v a r i a ç ã o da p r e s s ã o de condensação, tende a ser mais importante qua n t o menor for a carga de oper a ç ã o do sistema. E s t a é a situação q u a n d o a vari a ç ã o da pres s ã o de c o n d e n s a ç ã o se manifesta de maneira mais expressiva.

valores d e t e r m i n a d o s pelo programa para as vazões de extr a ç ã o e os valores calculados p e l o fabricante. Nestes estudos, é reali z a d a uma identificação das origens dos d e s v i o s a través de anál i s e s de sens i b i l i d a d e p a r a as e x t r a ç õ e s de vapor 1 e 5, onde o c o r reram os mai o r e s desvios. Para a extr a ç ã o 1, existe duas fontes causad o r a s de desvios: as p r o p r iedades do vapor n a extr a ç ã o e as pr o p r iedades da água de alimentaçã o na entrada do trocador d e s t a extração. Para a extr a ç ã o 5, os desvios são oriundos da m o d e l a ç ã o p r e v i s t a para a bomba de a l i m e ntação e da div e r g ê n c i a no cálculo de p r o p r i e d a d e s da água de alimentação n a saída deste trocador. Existe ainda u m a fonte de erro comum às extrações 1 e 5, que é da consideração de T T D e D C A c o n s t a n t e s para os trocadores de calor ao longo das condições de operação.

6.5. Testes Efetuados.

Os testes realizados permit i r a m avaliar as p o t e n c i a l i d a d e s do programa, bem como a consistência física do c o m p o rtamento de seus resultados. D entre as potencialidades, pode-se destacar sua a p l i c a b i l i d a d e como ferramenta a uxiliar no p r o j e t o e estudo de centrais termelétricas. Q u a n t o aos resultados, os mesmos d e m o n s t r a r a m u m c o m p ortamento f i s i c amente consistente.

Os testes efetuados com a variação do número de trocadores de calor, d e m o n s t r a r a m que o d esvio da vazão extraída da turbina HP p a r a as outras secções é b e n é f i c o sob o p o n t o de vista da ger a ç ã o de potência. Quando o critério de p r o j e t o passa a ser o a p r o v eitamento e n e r g é t i c o (GHR), há uma tendência a se distribuir, de man e i r a mais equitativa, os trocad o r e s de calor ao longo das secções de pres s ã o das turbinas.

Outro p a r â m e t r o submetido a testes foi a t e m p e ratura da água de resfriamento do condensador. Teoricamente, era e s p e r a d a uma m e l h o r i a contínua tanto para o G H R como p a r a a potên cia gerada. No entanto, foi detec t a d a uma condição de ó t i m o para o GHR. Isto v e m a denotar a o t i m i z a ç ã o do ciclo,

realizada pelo fabricante, para uma temperatura nominal d a água de resfriamento. Os resultados n u m é r i c o s levam a crer que esta t e m p e r a t u r a é de a prox imadamente 20 °C para a cond i ç ã o de carga nominal.

Outro aspecto que os r e s u l t a d o s obtidos na v a l i d a ç ã o e n o s testes da u sina disponível confirmam, é o f a t o de a mesma ter sido p r o j e t a d a p a r a sua condição de carga nominal, uma v e z que, os m e l h o r e s re s u l t a d o s f o r a m alcançados para esta condição de operação.

6.6. Sugestões para Tr abalhos Futuros.

As ^sugestões aqui apre s e n t a d a s tem o propó s i t o de tornar os result a d o s mais precisos e dotar o p r o g r a m a de uma a b r a n gência mais ampla. Estas sugestões são resumidas nos segui n t e s itens:

i) implementação do c o m p o r t a m e n t o das TTD e D G A de m a n e i r a mais preci sa para os trocadores de calor.

ii) est u d o mais amplo da gen e r a l i d a d e da v e r s ã o d e exec u ç ã o do programa considerando-se as vazões secundárias.

iii) incluir uma m o d e l a ç ã o p a r a o gerador de vapor.

iv) propor a possi b i l i d a d e de ser prevista a m o d e l a ç ã o d a s bombas. v) implementação de aná l i s e do ciclo com base na s e g u n d a Lei da Termodinâmica.

vi) testar a validade do m o d e l o para usinas de ou t r o s fabricantes. vii) eliminar a limitação a s s o c i a d a ao número de t r o c a d o r e s de calor, o que p e r m itiria o estudo de p e q u e n a s centrais termelétricas.

viii) verificar a p o s s i b i l i d a d e de estender esta m o d e l a ç ã o p a r a a simulação de usinas nucleares.

ix) comparar os r e s u ltados do programa com v a l o r e s e x p e r i m e n t a i s obtidos de usinas em operação.