UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

Centro de Treinamento de Operadores de Centrais Termelétricas

Núcleo de Excelência em Geração Termelétrica e Distribuída

Prof. Dr. Osvaldo José Venturini(responsável pelo centro de treinamento)

Centro de Treinamento de Operadores de Centrais Termelétricas

Objetivos do Treinamento em Simulador

• Desenvolver os princípios fundamentais da operação de CCGT’s.

• Conhecer os procedimentos de manipulação segura de interfaces de operação.

• Familiarização com os processos operacionais básicos para carga normal, partida a frio (cold startup) e parada programada (normal shutdown).

• Apresentar os conceitos relacionados à operação otimizada das unidades, em condições normais.

• Desenvolver capacidade de resposta segura e eficiente, para condições anormais de operação (malfunctions), bem como operação adequada após a identificação de falhas.

• Auxiliar na preparação dos operadores e engenheiros para o comissionamento de CCGT’s

Central Termelétrica de Referência• Ratchaburi Electricity Generating Holding (Tailândia)

Equipamento• Turbinas a Gás: 02 x GE MS9001 FA (225MW)

• Turbina a Vapor: 01 x GE D-11 (275MW)

• HRSG: 02 x três níveis de pressão (130/26/6,5 bar) com damper

• Geradores: 03 x geradores elétricos trifásicos resfriados a hidrogênio

Características• Potência Líquida: 712 MW

• Eficiência Líquida: 58%

• Combustível principal: gás natural

• Combustível secundário: óleo diesel

Fabricante do Simulador:• TRAX Corporation (VA, USA)

Instrumentação e Controle• INFI90 - ABB/Bailey (Control Logic)

• HRSG (Caldeira de Recuperação)• Balance of Plant (BOP), excluindo os controles das turbinas• Sistemas Auxiliares (lubrificação, selagem, combustível, água circulação, etc)

• Outros: GE Mark V (Non INFI90 - Control Logic)• Sistema de Controle da Turbina a Vapor (GE)• Sistema de Controle das Turbinas a Gás (GE)• Painel Elétrico

Interface de Operação• INFI90 HMI (Human Machine Interface)

• Múltiplos displays c/ emulação gráfica de alta fidelidade • 08 estações INFI90 + 02 estações Mark V

• Atualização dinâmica• Alarmes, trends, etc.

• Outros (Non DCS) • Painel elétrico (emulado)

Esquema Térmico da Central Simulada

Painel Elétrico

Painel Elétrico

ABB/BaileyINFI90

GE Mark V GE Mark V

Estação do Instrutor

ABB/BaileyINFI90

Tela Principal do Mark V – Turbina a Vapor

Tela Principal do Mark V – Turbina a Gás

Tela Principal do INFI90

Teclado Customizado (ABB)

Painel Elétrico Emulado

Sistemas Simulados• Sistema de fornecimento de gás• Armazenamento e fornecimento de óleo diesel• Turbinas a gás, incluindo controles e sistemas auxiliares• Extração de ar do condensador• Água de circulação• Sistema de alimentação das caldeiras (HRSG) • Sistema de condensado• Caldeiras de recuperação (HRSG)• Suspiros (vents) e sistema de drenos • Sistema principal de vapor• Desaerador• Sistema de reaquecimento• Turbina a vapor, incluindo controles e sistemas auxiliares• Geradores (excitação, resfriamento, selagem, purga, etc)• Transformadores principais, auxiliares e de campo• Sistema de fornecimento de energia AC (416 V, 6,9 kV, 18 kV e 230 kV)• Sistema de controle integrado de carga• Redutor catalítico seletivo (SCR)• Queimador Suplementar• Outros…

CURSO DE OPERAÇÃO DE USINAS TERMELÉTRICAS - PARTE TEÓRICA

• Turbinas a Gás. Fundamentos das turbinas a gás. Principais componentes: compressores, câmaras de combustão e turbinas. Sistema de alimentação de combustível, lubrificação e partida.

• Turbinas a Vapor. Fundamentos das turbinas a vapor. Componentes e características construtivas das turbinas a vapor. Sistemas de lubrificação e selagem.

• Caldeiras de Recuperação (HRSG). Fundamentos das caldeiras de recuperação. Componentes e características construtivas. Queima suplementar e redução catalítica seletiva (SCR)

• Sistemas de Controle. Controle das turbinas a gás. Controle das HRSG. Controle da turbina a vapor. Controle dos sistemas de água de alimentação e de condensação

• Centrais Termelétricas de Ciclo Combinado (CCGT). Fundamentos dos ciclos combinados. Principais parâmetros operacionais e sua influência no desempenho da central. Sistema de bypass. Fundamentos da operação das CCGT

Programa – Primeira Parte

• Aspectos básicos da operação

de CCGT.

• Sistemas de condensado, água

de resfriamento e água de

alimentação.

• Sistemas de Combustível

• HRSG, sistemas de vapor e de

bypass.

• Turbina a gás e a vapor, e

sistemas elétricos.

M

M

M

M

M

M

DEAERATOR

STORAGE TANK

M

M

M

COND. FOR 1AHPDRUM FILL

M

M

M

M

M

M

M

M

M

HRSG"1B"HP

DRUM

HRSG"1A"HP

DRUM

HRSG"1B"LP

DRUM

HRSG"1B"

IPDRUM

HRSG"1A"LP

DRUM

HRSG"1A"

IPDRUM

IP/LPECON

1A

1B

HPTER

ECON(2)

HPSEC

ECON(2)

HPPRIMARY

ECON

A

B

C

A

B

C

COND. FOR 1BHPDRUM FILL

M DUMP TOCONDENSER

HP BOILERFEEDWATER

PUMPS

IP/LP BOILERFEEDWATER

PUMPS

1A 1A 1A

1B 1B 1B

FEEDWATER M/A CONTROL STATION

HIGH FLOW

LOW FLOW

FWCS

RECIRCULATIONVALVES

SECONDARYECONOMIZER

L

F

F

L

L

F

FWCS

FWCS

F

F

F

F

L

L

L

FWCS

FWCS

FWCS

FWCS

L

1A HPSHSPRAY

1B HPSHSPRAY MCOND. FOR IB

IP/LP DRUM FILL

MCOND. FOR IAIP/LP DRUM FILL

IPSEC

ECON

IPSEC

ECON

1A HP BYPASSSPRAY

1B HP BYPASSSPRAY

1A HP DRUMLCVs

1A IP/LPDRUM LCVs

1B IP/LPDRUM LCVs

1B HP DRUMLCVs

CURSO DE OPERAÇÃO DE USINAS TERMELÉTRICAS - PARTE PRÁTICA

Programa – Segunda Parte

• Interfaces de controle (DSC) e navegação através dos diagramas funcionais

• Painel Elétrico.

CURSO DE OPERAÇÃO DE USINAS TERMELÉTRICAS - PARTE PRÁTICA

Programa – Terceira Parte

1. Partida a Frio (Cold Unit Startup): de tubulões drenados até a carga máxima.• Preparação do sistema de água desmineralizada, bombas de água de circulação,

torres de resfriamento, etc...• Preparação dos sistemas de lubrificação, ar comprimido e hidráulico• Enchimento do condensador (hotwell) e do Desaerador• Enchimento dos tubulões (HP, IP e LP);• Preparação do sistema de combustível ;• Partida e carregamento das turbinas a gás ;• Aquecimento das HRSG;• Estabelecimento da HRSG• Pré-rolagem da turbina a vapor;• Partida e carregamento da turbina a vapor;• Elevação da carga e estabilização da mesma...

CURSO DE OPERAÇÃO DE USINAS TERMELÉTRICAS - PARTE PRÁTICA

Programa – Terceira Parte

2. Parada da Central Termelétrica

• Parada normal – Ambas TG/HRSGs são retirados de serviço:

• Retirar do serviço as CTs, a ST e as HRSG

• O ciclo a vapor permanece pressurizado e se reduz a queda de temperatura na TV.

• Desta forma é possível a rápida entrada em operação da máquina, minimizando o desgaste e reduzindo custos ao longo da vida útil

• Parada para manutenção:

• Parada para manutenção – Saem de linha as TG, a TV e as HRSG

• Reduz-se a temperatura e pressão do vapor

• Reduz-se o tempo de resfriamento para evitar atrasos nas atividades demanutenção

• Parada de emergência de uma turbina a gás

• Parada de emergência da turbina vapor, etc...

CURSO DE OPERAÇÃO DE USINAS TERMELÉTRICAS - PARTE PRÁTICA

Programa – Terceira Parte

3. TRIPS:

• Por perda de vácuo no condensador

• Problema em bomba do circuito fechado de água de resfriamento

• Problema (travamento) da válvula de controle de nível de um tubulão

• Perfuração/ruptura de tubos

• Problema (travamento) da válvula de alimentação de combustível de uma CT

• Perda de bomba de lubrificação

• Formação de incrustação no condensador

• Problema em bomba de condensado.

• etc...

• Reprodução e análise de problemas ou situações de interesse do grupo.

CURSO DE OPERAÇÃO DE USINAS TERMELÉTRICAS - PARTE PRÁTICA

Curso Básico I. • Apresentar aos operadores os conceitos básicos relacionados à construção,

controle e operação das CCGT.

Curso Básico II• Apresentar os conceitos relacionados à operação otimizada das unidades, em

condições normais.

• Preparar os operadores para e detecção de falhas e para a operação da unidade após a identificação das mesmas.

CURSO DE RECICLAGEM DE OPERADORES DE CCGT• Promover a reciclagem e o aprofundamento dos conceitos apresentados nos

cursos básicos I e II.

CURSOS DE OPERAÇÃO DE USINAS TERMELÉTRICAS

Contatos: Prof. Osvaldo José VenturiniUniversidade Federal de Itajubá – UNIFEITel 35 36291408 Fax 35 36291355osvaldo@unifei.edu.br

Fundação de Pesquisa e Assessoramento à Industria – FUPAITel 35 36223477 Fax 35 36221477fupai@fupai.com.br