Análise energética de um sistema de cogeração aplicado à um laticínio de médio porte.

Abstract

Atualmente, há uma preocupação muito grande com o setor energético brasileiro visto que estudos comprovam que a demanda de energia do país vai superar a capacidade de geração. Com isso, muitos estudos estão sendo realizados para buscar novas tecnologias de geração de energia e/ou aprimorar a eficiência das tecnologias já existentes. A cogeração, que é a geração combinada de calor e eletricidade, tem como objetivo aproveitar ao máximo o potencial térmico disponibilizado por uma fonte primária, minimizando desperdícios. O presente trabalho tem como objetivo fazer uma análise energética e propor um sistema de cogeração a ser aplicado à uma indústria de laticínios de médio porte, que tem demanda térmica de vapor e de produção de frio, além de demanda de energia elétrica. Optou-se por trabalhar em paridade térmica, ou seja, dando prioridade para atender a demanda térmica da empresa, para isso, analisou-se sistemas de cogeração com emprego de turbinas a vapor e turbinas a gás. Para o emprego de turbinas a vapor estratificou-se o estudo em turbinas operando em contrapressão e extração condensação, obtendo eficiências de cogeração de aproximadamente 77% e 53% respectivamente. Embora mais eficiente, o sistema que opera em contrapressão atendeu somente aproximadamente 22% da demanda elétrica da empresa. Para este sistema, selecionou se a turbina a vapor SST-300 da Siemens e da caldeira Heros da Babcock & Wilcox. No sistema com turbina a gás estudou-se três turbinas em que a de melhor eficiência de cogeração foi a Centaur 40 da Solar Turbines com aproximadamente 65%, a mesma atendeu a demanda térmica da empresa e gera um excedente em torno de 637 kW de energia elétrica, que pode ser comercializado. Ambos sistemas a vapor e a gás possuem viabilidade técnica e atendem às demandas da empresa, entretanto, optou-se por selecionar o sistema a vapor por ser mais barato, de mais fácil instalação e manutenção, portanto, mais condizente com o porte da empresa. Para a escolha do modo de operação desta turbina sugeriu-se uma análise econômica a fim de verificar se é mais viável a compra de 78% de energia elétrica para complementar o sistema de contrapressão ou a compra de 88% a mais combustível para atender a demanda da caldeira no sistema de extração-condensação.