PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE TURBINAS A VAPOR E APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA

  • Jonathan da silva Borba FACEG
  • Liliene Gondim de Oliveira
  • Danillo Godinho Gomes
Palavras-chave: Turbina, vapor, usina, fluido, pressão, energia

Resumo

Turbinas á vapor são máquinas térmicas que transformam energia do escoamento contínuo do fluido em energia mecânica por meio de rotação. São frequentemente utilizadas em conjuntos de acionamento de diversos tipos de equipamentos, dentre eles geradores e moendas em usinas de açúcar e álcool. As turbinas podem ser classificadas em dois princípios básicos de funcionamento: por ação ou reação, elas diferem basicamente na forma como ocorre a redução de pressão do vapor. Em turbinas de ação a queda de pressão do vapor acontece nos bocais, ao reduzir a pressão, reduz-se também temperatura e entalpia, porém em compensação aumenta-se o volume especifico e a velocidade dos jatos de vapor. Com a expansão do vapor a energia potencial é convertida em energia cinética e posteriormente será novamente transformada pelas palhetas do rotor em energia mecânica. Esse tipo de turbina trabalha com vapor a pressão constante. No princípio de reação a energia potencial não é totalmente convertida nos bocais, parte será transfigurada diretamente no rotor onde continuará a perder pressão. Conforme a pressão e reduzida no componente móvel, gera-se uma força de reação que auxilia os jatos de vapor no palhetamento fixo. Contrário as turbinas de ação, nas de reação à pressão do vapor não é constante. Essas máquinas térmicas possuem vários estágios relacionados à condição do vapor, podendo ser classificadas em três tipos quanto a esse critério: de alta, intermediária e baixa pressão. Comercialmente essas turbinas são encontradas pelas nomenclaturas curtis: funcionamento por ação e indicadas para aplicações de alta pressão, rateau: funcionamento por reação, usualmente aplicadas em situações de baixa pressão e turbinas de estágios combinados (curtis-rateau): funcionamento por ação/reação apresentando maior eficiência para cada ciclo. Outra forma usual de categorizar turbinas é quanto a condição de saída do vapor podendo ser por condensação ou contrapressão, na primeira o vapor e dispensado com pressão menor que a atmosférica já na de contrapressão o vapor encontra-se com pressão superior à da atmosfera. O uso de turbinas de contrapressão, ou seja, com pressão superior, apresentam vantagens no processo de produção visto que pode ser reaproveitado em aplicações onde exista demanda de altas temperaturas. Exemplo disso é o setor sucroalcoolero onde esse vapor é consumido principalmente na parte inicial da fabricação do açúcar.  Nos geradores as turbinas recebem vapor fornecido pela caldeira gerando energia elétrica tanto para abastecimento da própria usina quanto para venda. Outra aplicação no setor de extração são no acionamento do picador e das próprias moendas (ternos), o picador consiste em um eixo que sustenta diversas facas e ao girar irá cortar e romper a cana preparando-a para moagem enquanto os ternos são responsáveis por extrair o caldo esmagando a cana desfibrada por meio de rolos. Por fim conclui-se que as turbinas são máquinas de grande importância para os processos industriais em especial nos segmentos de energia e açúcar e álcool, sua classificação se dá pelas condições do vapor, pressão de trabalho, redução de pressão, tipos de estágios dentre outros, podendo ainda contribuir com setores de produção fornecendo fontes de calor.

Publicado
2019-11-04