Análise do uso de gás de síntese em microturbinas a gás
Joice Laís Pereira1; Electo Silva Lora2
1 Universidade Federal de Itajubá UNIFEI; 2 UNIFEI
doi:10.20906/CPS/CON-2016-1202
Resumo
A biomassa tem despontado como fonte de energia com potencial para substituição dos combustíveis fósseis. Quando gaseificada a biomassa produz um gás, chamado gás de síntese, que apresenta características como baixo poder calorífico e composição variável. Esse gás pode ser utilizado em máquinas térmicas como motores e turbinas a gás. A maior dificuldade em se utilizar esse gás em micro-turbinas está relacionada ao aumento do fluxo de combustível para compensar o baixo poder calorífico que tal combustível possui em relação ao gás natural, principal combustível utilizado nesses dispositivos. As alternativas para a sua utilização em micro-turbinas podem ser i) misturas com outros combustíveis com alto poder calorífico, ii) ajustes nos parâmetros operacionais como razão de compressão e temperatura de entrada na turbina (TIT), iv) modificações técnicas na turbina e no compressor e v) aumento do poder calorífico do gás de síntese produzido a partir da operação com diferentes fluidos de trabalho durante a gaseificação. Este artigo apresenta uma revisão bibliográfica holística dos principais estudos realizados sobre o uso do gás de síntese em micro-turbinas apresentando os principais resultados e potenciais para desenvolvimento de novos estudos. Estudos recentes demonstram que um poder calorífico mínimo de 8 MJ/Nm³ é o necessário para garantir um funcionamento estável da micro-turbina sem afetar sua eficiência e quando se tem um poder calorífico de 11 MJ/Nm³ a turbina atinge condições de estabilidade muito próximas as condições atingidas quando se utiliza apenas gás natural. Percebe-se que os ajustes dos parâmetros da micro-turbinas, como razão de compressão, temperatura de entrada na turbina e velocidade de rotação variável do compressor não são viáveis sob o ponto de vista da potência de saída, eficiência e campo de temperatura do combustor. As modificações no compressor e na turbina, apesar de não serem comumente empregadas devido à dificuldade de se alterar as configurações das micro-turbinas como palhetas do compres
Palavras-chave: Biomassa; Gaseificação; gás de síntese; micro-turbinas a gás