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Sistemas de Compressão de Gás Combustível

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    13/4/2018 Equipe 02: Tomás A. da Cunha Dias (Líder)   Integrantes: Ariel Rennó Chaves Bruno Carvalho Dantas Guilherme J. Renno Teixeira Jamile Carla Albano Moreira Paulo Eduardo Gomes Costa   Sistemas de Compressão de Gás Combustível  Análise,AplicaçõeseTecnologias    1 Sumário 1.   Objetivo  ............................................................................................................................... 2 3.   Sistemas de Compressão de Gás Natural  ................................................................. 2 3.1.   Componentes de uma estação de compressão  .................................................... 3 3.2.   Processo de Compressão de Gás Natural Veicular   ............................................. 5 4.   Normas e Segurança  ....................................................................................................... 8 5.   Tecnologia- Booster   ........................................................................................................ 8 6.   Conclusão  .......................................................................................................................... 9 7.   Referências Bibliográficas  ........................................................................................... 10  2 1. Objetivo Pretende-se com esse trabalho desenvolver o tema relacionado aos sistemas de compressores de gás combustível, suas particularidades e principais aplicações demonstrando tendências com relação às tecnologias empregadas. 2. Introdução Gases combustíveis são definidos como aqueles consumidos durante o processo de queima. Podem ser utilizados em processos de soldagem, corte ou como fonte de energia e, dependendo do gás, pode até mesmo ser utilizado como fluido refrigerante. São exemplos de gases combustíveis: Acetileno, Etileno, Gás Natural (Metano), Hidrogênio, Propano e Propileno. Eles são obtidos de maneira específica e cada um possui suas próprias características químicas bem como pressão e temperatura distinta para armazenamento. Certos gases vêm se destacando na substituição dos combustíveis fósseis e auxiliando no reaproveitamento dos mesmos.  A extração do gás natural de reservas fósseis, o fracionamento do petróleo para a composição de GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) e o aproveitamento de dejetos para produção de biogás, cada vez mais, vem tomando espaço com combustíveis de qualidade e baixo custo, além de apresentarem menos impurezas, com menor ou até mesmo zero teor de enxofre, por exemplo, o que reduz os gastos com o tratamento dos gases de combustão e diminui a emissão de poluentes na atmosfera. Portanto, pela grande demanda atual e devido ao fato de gases combustíveis serem fluidos inflamáveis, deve-se conhecer bem as características do gás e buscar por tecnologias que otimizem o sistema. Neste aspecto, devido a necessidade de se fazer o transporte desses gases, seja para uso direto ou para armazenamento, os compressores e os sistemas de compressão são de total importância. Das tecnologias existentes no mercado, os compressores mais adequados para gases inflamáveis são os compressores centrífugos, especialmente para aqueles gases que não suportam serem armazenados em alta pressão. Porém, em alguns casos de gases mais estáveis são empregados os compressores axiais, como o de pistão alternativo, podendo ser armazenado uma quantidade muito maior do gás com o mesmo volume dos de compressor centrífugo. 3. Sistemas de Compressão de Gás Natural  A compressão do Gás Natural (GN) é essencial para todos os processos que utilizam o Gás Natural como combustível, pois é ela que permite que o gás continue fluindo pelo tubo e, eventualmente, até seu destino final, para distribuição às refinarias e outros usuários finais. Nos sistemas de transporte de GN, a compressão é feita em estações de  3 compressão. Essas estações são instalações localizadas ao longo de uma tubulação de gás natural que comprimem o gás a uma pressão especificada, permitindo assim que ele continue viajando ao longo da tubulação até o destinatário pretendido. Além de prover o transporte, elas também permitem que o gás seja desviado para áreas de armazenamento durante períodos de baixa demanda. O número total de instalações de estações de compressão necessárias para mover o produto varia dependendo da região e suas condições. De acordo com o Grupo STI, prestadora de serviços norte americana na área de petróleo e gás, geralmente estações de compressores estão localizadas entre 40 e 70 milhas ao longo do gasoduto.  Além disso, há, também, uma grande variação na pressão dentro de uma determinada seção do duto, a pressão típica pode variar de 15 bar a 105 bar. Essa ampla variação também se deve ao tipo de área na qual o duto está operando, sua elevação e o diâmetro do duto. Devido à mudança no ambiente, as estações de compressão podem comprimir gás natural em diferentes níveis. A oferta e a demanda também podem ser um fator no nível de compressão necessário para o fluxo do gás natural. 3.1. Componentes de uma estação de compressão  Ainda de acordo com o Grupo STI, as estações de compressores incluem vários componentes, sendo o principal a unidade real do compressor. As principais partes incluem: 3.1.1. Compressor: O compressor é o equipamento que realmente comprime o gás. Algumas estações de compressores podem ter várias unidades de compressor dependendo das necessidades da tubulação. A unidade de compressor normalmente funciona de três maneiras:   Turbinas à Gás com Compressores Centrífugos Este tipo de compressor é acionado por uma turbina à gás que é alimentada por gás natural a partir do próprio duto. A Figura 3.1 mostra o sistema de compressão acionado por turbinas à gás das unidades de processamento de gás natural (UPGN) dentro de uma unidade de tratamento de gás (UTG) da Petrobrás, localizada no norte do Espírito Santo, no município de Linhares. Esse sistema é composto por duas turbinas SGT200, com 7 MW de potência nominal e possui dois expansores, um para acionamento do compressor da turbina, e outro para o acionamento do compressor de gás natural. O compressor de gás natural possui dois estágios de compressão, após cada estágio, equipamentos resfriadores retiram energia térmica do gás antes de injetá-lo no gasoduto.
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