Análise de ciclo combinado gás-vapor empregando metano com comburente enriquecido com oxigênio

Resumo

O presente trabalho teve por objetivo a avaliação da variação da eficiência térmica de um ciclo de potência combinado (gás-vapor), quando do enriquecimento da corrente de comburente com oxigênio, através da remoção de nitrogênio por adsorção, em sistema PSA (Pressure Swing Adsorption). Como resultado principal foi verificado que a eficiência térmica do ciclo combinado aumenta em 7,5% quando a concentração de oxigênio na corrente de gás comburente aumenta de 21 para 50%, enquanto a energia disponível para cogeração é reduzida em aproximadamente 32%. A variação da eficiência térmica é decorrente dos efeitos sobre os sistemas de geração de potência, onde o sistema a gás apresenta uma redução de aproximadamente 9% na potência desenvolvida enquanto o sistema de potência a vapor apresenta um aumento da ordem de 100%. O aumento no sistema de potência a vapor é decorrente principalmente das elevadas pressões de trabalho atingidas no vapor superaquecido decorrente da elevada energia fornecida pelos gases que saem da turbina a vapor. Por outro lado, é observado que a potência requerida para bombeamento da água no ciclo a vapor aumentou em até 400%, decorrente do bombeamento até pressões mais elevadas.