Modelagem e simulação de operação de turbinas a gás em ciclo combinado em usina siderúrgica visando maximização de receita

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dc.contributor.advisor1Santos, Walbermark Marques dos
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000298716028
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5558697161842579
dc.contributor.authorCosta, Geisa Moura
dc.contributor.referee1Freitas, Tiara Rodrigues Smarssaro de
dc.contributor.referee2Silva, Mauren Pomalis Coelho da
dc.date.accessioned2024-05-29T20:55:28Z
dc.date.available2024-05-29T20:55:28Z
dc.date.issued2023-02-07
dc.description.abstractThermal Power Plants operating in a combined cycle have higher thermal efficiency (up to 60%) and greater generating power compared to traditional single cycles, such as single gas or steam turbines. Gas turbines (GT) have unique characteristics in the steelmaking process, being able to operate with gases of low calorific value from steel plants, such as blast furnace gases (BFG), and with conventional fuels, such as natural gas, and even with a mixture of these gases enriched with the steel plant gas (BOF). This study aims to model and dynamically simulate the behavior of gas turbines, presenting solutions for the optimization of the fuel gases blend in gas turbines operating in a combined gas/steam cycle, finding the ideal solution in terms of cost reduction and maximization of net income. The studied plant has a combined cycle formed by two gas turbines of 90 MW each one, and a steam turbine of 310 MW, totaling 490 MW. The model was simulated with the GT operating in parallel with the power grid being the cycle combined by controlling the inlet guide vane (IGV) control. The model was developed in MatLab's Simulink®.
dc.description.resumoUsinas termelétricas operando em ciclo combinado possuem maior eficiência térmica (mais de 60%) e maior potência de geração quando comparadas às de ciclos simples tradicionais, como turbinas a gás (TG) ou a vapor operando com um único tipo de gás. As turbinas a gás têm características únicas no processo siderúrgico, podendo operar com gases de baixo poder calorífico proveniente de usinas de aço, como gases do alto forno (BFG) e com os combustíveis convencionais, como o gás natural e ainda com uma mistura destes gases enriquecida com o gás de aciaria, o BOF. Desta maneira, nesta dissertação têm-se por objetivo modelar e simular dinamicamente e otimizar a mistura de combustíveis em turbinas a gás operando em ciclo combinado gás/vapor com o foco na redução do custo de operação e maximização da receita líquida. A usina estudada possui uma etapa de ciclo combinado formado por duas turbinas a gás de 90 MW cada uma e uma turbina a vapor de 310 MW, totalizando 490 MW. O modelo foi simulado com a TG operando em paralelo com a rede elétrica sendo o ciclo combinado com controle de palheta guia de entrada (VIGV - Variable Inlet Guide Vane) do compressor. O modelo foi desenvolvido em Simulink do MatLab®.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/12577
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectTermoelétricas
dc.subjectCiclo combinado
dc.subjectModelagem
dc.subjectGases combustíveis
dc.subjectOtimização
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleModelagem e simulação de operação de turbinas a gás em ciclo combinado em usina siderúrgica visando maximização de receita
dc.typemasterThesis

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