Otimização Operacional de um Sistema de Trigeração para Atender Demandas Variáveis

Cláudio Lovati¹; José Santos¹; João Donatelli¹

¹ Universidade Federal do Espírito Santo

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0467

Resumo

Nos dias atuais cada vez mais os sistemas térmicos estão mais complexos. O sistema de trigeração do centro de pesquisa estudado é composto de um sistema de cogeração com motor de combustão interna e caldeira de recuperação que produz eletricidade e também calor (na forma de vapor e água quente) para acionar dois chillers por absorção (um a vapor e outro a água quente). Este sistema ainda conta com outros grupos geradores e chillers complementares. Além destes equipamentos também tem a opção de usar uma demanda elétrica adicional contratada com a concessionária. Este trabalho visa apresentar e discutir os procedimentos e resultados da otimização das estratégias operacionais do sistema de trigeração para atender a demanda horosazonal de eletricidade, vapor e água gelada de modo que, minimize o custo de operação da planta. O principal objetivo da otimização é determinar como operar o sistema de em função da variação da demanda e quando usar a demanda elétrica contratada. Para isso, todos os dados dos equipamentos e custos da central, e também os dados da demanda do centro, foram levantados e o modelo matemático foi desenvolvido. Existem muitos métodos matemáticos que podem ser empregados na otimização de sistemas térmicos, dependendo do tipo de problema. Neste trabalho é usado o método do gradiente reduzido generalizado (GRG) por meio do Solver do MS Excel. Os resultados mostram que esta ferramenta pode ser usada para a otimização. Os resultados obtidos pela otimização são comparados aos obtidos em um trabalho anterior usando a análise exergoeconômica na mesma planta. Embora os resultados da otimização e da exergoeconomia estejam próximos, as estratégias operacionais definidas usando a otimização resultou, em quase todos os casos, o menor custo operacional do que as definidas pela exergoeconomia. Os casos em que isso não ocorreu, podem ser devido um erro na hora de transformar o comportamento dos equipamentos em equações, ou devido a pequenas armadilhas que fizeram com que a otimização caísse num mínimo local. Isto

Palavras-chave: Otimização; Estratégia Operacional; Trigeração; Demanda Horosazonal; GRG