[en] PERFORMANCE SIMULATION OF A THERMOELECTRIC PLANT PREHEATING DIESEL ENGINE SYSTEM VIA SOLAR ENERGY

• Main Author: GUILLAUME LOUIS PRADERE
• Other Authors: JOSE ALBERTO DOS REIS PARISE
• Language: pt
• Published: MAXWELL 2017
• Subjects: [pt] SIMULACAO DE DESEMPENHO; [en] PERFORMANCE SIMULATION; [pt] COLETORES SOLARES TERMICOS; [en] SOLAR THERMAL COLLECTOR; [pt] PRE-AQUECIMENTO MOTORES; [en] PREHEATING DIESEL ENGINE SYSTEM
• Online Access: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=31824@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=31824@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.31824

[pt] Este trabalho tem por objetivo principal a avaliação de desempenho de um sistema piloto de preaquecimento dos motores da central termelétrica Gera Maranhão, via energia solar térmica, em Miranda do Norte, Maranhão, através de uma simulação numérica. Cinco subsistemas independentes, cada um responsável pelo preaquecimento de um motor Wartsila 20V32 de 8,73 MW, foram construídos, somando um total de 500 coletores solares instalados e uma superfície de captação solar total de 1000 metros quadrados. Uma estação meteorológica com sensores de radiação solar global, difusa, direta e temperatura ambiente foi posicionada do lado dos sistemas para medir as condições ambientais na região. A simulação do desempenho do sistema solar foi efetuada ao longo de um ano com dados de radiação solar da estação meteorológica de Buriticupu, no Maranhão, dados que mais se aproximam dos dados disponíveis de Miranda do Norte. Correlações para transformar a radiação global medida numa superfície horizontal para uma superfície inclinada foram selecionadas após uma revisão bibliográfica dentre as disponíveis na literatura. Diferentes cenários de controle do acionamento das bombas de água foram comparados a fim de determinar a melhor configuração de operação. A influência da temperatura de preaquecimento dos motores no desempenho do sistema solar foi avaliada também. Os resultados da simulação foram comparados com os resultados obtidos via o método F-CHART. Uma participação média anual da energia solar de 11,5 por cento foi encontrada para o preaquecimento dos motores levando a uma redução de 24693 kg/ano de óleo combustível usado na caldeira do sistema de preaquecimento dos motores da usina termelétrica. === [en] The present work has as main objective the performance evaluation of a pilot system for preheating the engines of Gera Maranhão power plant, in Miranda do Norte, state of Maranhão, via thermal solar energy using a numerical simulation. Five independent subsystems, each one responsible for the preheating of a Wartsila 20V32 internal combustion engine of 8.73 MW, were installed. These systems amount five hundred solar collectors, with a total solar collecting area of 1000 square meters. A meteorological station with sensors for global, diffusive and beam solar radiation, as well as ambient temperature recorders, was placed by the side of the system in mode to measure ambient condition in the area. The simulation of the solar system performance was processed over a year with data of solar radiation for a meteorological station of Buriticupu, state of Maranhão, Brazil. Correlations to transform the global radiation measured on a horizontal plane to a sloped plane were selected, following a selection from a literature review. For the control of the water pumps, different scenarios were compared in order to determine the best operational configuration. The influence of engine preheating temperature in the performance of the solar system was also evaluated. Simulation results were compared with results obtained with the F-CHART method. An annual average solar energy contribution of 11.5 percent was found for the preheating of the engines. This resulted in a reduction of 24693 kg per year of fuel oil used in the boiler of the traditional preheating system of the power plant.