Análise termodinâmica de uma caldeira de água na indústria - Ramos, Gilvan Eduardo (My University, 2024)
The burning of fossil fuels is a process highly used in global industry since its development in the industrial revolution, with a significant impact on the technological advances that occurred during this period. However, because it is a limited and non-renewable resource, and causes severe damage to the environment, more and more companies are looking to invest more in new technologies or the development of systems that operate more efficiently and economically. The objective of this work is to analyze the operating process of a hot water boiler, using natural gas as fuel, to seek the operating model in which it operates at high efficiency, to reduce possible costs of using raw materials, and maintaining the quality and quantity of energy required for the company's operations. An energy and exergy efficiency analysis will be carried out, as well as a mass balance for the operation of this boiler and new input data will be proposed for better system operation. Based on the variation in the inlet and outlet temperature used in the real operating model, an improvement was identified in the utilization of energy and exergy from fuel oxidation. As a result, better efficiency in the use of raw materials was achieved. There was a 7,14% improvement in energy utilization and a 4,70% increase in the exergy efficiency of the boiler combustion process. [resumo fornecido pelo autor]
A queima de combustíveis fósseis é um processo altamente utilizado no âmbito da indústria mundial desde o seu desenvolvimento na revolução industrial, com impacto significativo no avanço tecnológico que ocorreu nesse período. Porém, por se tratar de um recurso limitado e não renovável, e causar danos severos ao meio ambiente, cada vez mais empresas buscam investir em novas tecnologias ou desenvolvimento de sistemas que operem de forma mais eficiente e econômica. O objetivo deste trabalho foi analisar o processo de operação de uma caldeira de água quente, com a utilização de gás natural como combustível, para buscar o modelo de operação no qual opere com maior eficiência, para diminuir possíveis gastos de utilização de matéria prima, mantendo a qualidade e quantidade de energia necessária para a operação na empresa. Foi realizado a análise de eficiência energética e exergética, assim como balanço de massa e energia para operação dessa caldeira e proposto novos dados de entrada para melhorar a operação do sistema. A partir da variação das temperaturas de entrada e de saída no qual estava sendo utilizada no modelo de operação real, foi identificado uma melhora na utilização da energia e exergia proveniente da oxidação do combustível, com isso foi obtido uma eficiência melhor da utilização das matérias-primas. Foi obtido uma melhora de 7,14% na utilização da energia e um aumento de 4,70% da eficiência exergética do processo de combustão da caldeira. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Caldeiras; Gás natural; Combustão; Gás como combustível; Termodinâmica