Autor: Kamille Vieira Machado (Currículo Lattes)
Resumo
Na presente dissertação de mestrado foi realizada uma análise termoeconômica, tendo o intuito de reduzir o desperdício do calor residual dos gases de exaustão de motores marítimos e otimizar o sistema termodinâmico, unindo aumento de eficiência energética e redução econômica. Para isso, foi utilizada como ciclo de potência para o ciclo binário de vapor o qual utiliza dois fluidos de trabalho para seu funcionamento. Neste estudo, serão utilizados como fluido de trabalho a água para o ciclo superior e os fluidos orgânicos R601a, R134a e R32 para o ciclo inferior. A análise foi realizada para dois motores marítimos, modelos 8X52 e 12X92 do fabricante Wärtsilä, para duas pressões diferentes do gerador de vapor de recuperação, 7 bara e 9 bara. Para verificar a influência do ciclo binário, o título de saída da turbina do ciclo superior foi variado de 85% a 99% com um passo de 1%. Verificou-se a capacidade de reaproveitamento de calor residual para geração de potência elétrica com a utilização do ciclo binário. Além disso, com o intuito de realizar a análise termoeconômica, composta pelas análises energéticas, exergéticas e econômicas foram verificadas as taxas de destruição exergéticas em cada um dos equipamentos do ciclo binário e o custo dos equipamentos. Deste modo, verificou-se que apesar do aumento de potência elétrica gerada, a inserção de mais equipamentos, a qual compõe o ciclo inferior, não compensa devido ao aumento da taxa de destruição exergética e no custo da planta de potência e produção de energia. Verificou-se que a otimização do ciclo binário ocorre nas extremidades, onde apenas uma das partes do ciclo é predominante. Além disso, os melhores resultados das análises ocorrem com o fluido orgânico seco R601a.