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sexta-feira, 20 de maio de 2011

Análise Comparativa do Desempenho de Compressores de Gás Natural; Características Técnico Econômicas.

RESUMO
Este trabalho tem como finalidade a comparação dos desempenho dos tipos de compressores, abrangendo hidráulicos, eletromecânicos, resfriados a água, resfriados a ar, lubrificados, isentos de óleo e cárter pressurizados, não pressurizados, aplicados nos postos de abastecimento de gás natural automotivo, bem como ilustrar os custos de instalação manutenção e consumo de utilidades, permitindo desta forma a seleção do equipamento que mais se aplica ao projeto.


Introdução
1. Tipos de compressores usuais nos postos de abastecimentos de gás natural automotivos:
- Eletromecânico;
- Horizontal;
- Vertical;
- "W";
- Simples efeito;
- Duplo efeito;
- Resfriamento a água;
- Resfriamento a ar;
- Lubrificado;
- Isento de óleo;
- Cárter pressurizado;
- Cárter não pressurizado.
- Hidráulicos:
- Horizontal;
- Vertical;



2. Comparação entre os compressores eletromecânicos:
2.1 Compressores horizontais, verticais e "W":
Os compressores horizontais e W, possuem esforços dinâmicos menores que os verticais.
Em função de possuírem esforços dinâmicos maiores, os compressores verticais necessitam de bases especiais para suas instalações, bem como dificultam instalações em andares superiores.


2.2 Compressores simples efeito e duplo efeito:
Os compressores de simples efeito consomem mais energia para produzir a mesma vazão de um compressor duplo efeito.


2.3 Compressores com resfriamento a água e compressores com resfriamento a ar:
A eficiência dos compressores com resfriamento a água é maior dos que os resfriados a ar porém, vale ressaltar que o uso de resfriadores a água para os postos de abastecimento de gás natural, ocasiona um custo adicional na instalação bem como provoca mais uma variável a ser monitorada, aumentando assim o custo de manutenção.
Os compressores com resfriamento a água, possuem nível de ruído menor que os com resfriamento a ar.
Os compressores com resfriamento a ar, dependendo da sua localização, necessitam do uso de uma cabine ou um "bunker" acústico para minimizar o nível de ruído provocado pelo resfriador. O nível de ruído, varia de 85 a 95 dba, a 1 metro de distância, dependendo do fabricante do compressor.
Em função do aumento do custo na instalação e na manutenção, os compressores com resfriamento a água são menos eleitos para aplicação nos postos de gás natural automotivo.


2.4 Compressores lubrificados e compressores isentos de óleo:
Os compressores lubrificados possuem uma periodicidade de substituição de partes móveis e anéis, superior a dos compressores isentos de óleo, e o risco de contaminação do gás com óleo é constante.
Para sua aplicação é necessário a instalação de filtros "coalizente" de alta pressão na descarga dos compressores.
Os compressores isentos de óleo, apesar de possuírem uma periodicidade menor de substituição de partes móveis e anéis, não existe risco de contaminação do gás com óleo e portanto não necessitam a instalação
de filtros na descarga.



2.5 Compressores com carter pressurizados e não pressurizados:
Os compressores com carter pressurizados possuem possibilidade concreta de arrastar óleo do carter para
o processo, independente da existência de vasos separadores inter-estágios.
Os compressores de carter não pressurizados eliminam o arrasto de óleo para o processo, porém não devemos descartar o uso de vasos separadores inter-estágios.
O uso de instrumentação para controle de compressores de carter pressurizado acarreta um custo maior na instalação bem como na manutenção.


3. Hidráulicos:
3.1 Horizontal:
Os compressores hidráulicos tipo horizontal são para vazões baixas em torno de 110 m3/h, para sucção de 2 kgf/cm2.
Esses compressores possuem os esforços dinâmicos muito baixos, permitindo o uso de "skid" móvel, ou seja, sobre rodas para o seu deslocamento.


3.2 Vertical:
Os compressores hidráulicos tipo vertical são para altas vazões, com pressão de sucção baixa.
Esses compressores também possuem esforços dinâmicos baixos, porém em função da sua estrutura e peso estático não permite o uso de "skid" móvel.


3.3 Características técnicas dos compressores hidráulicos:
- Alta vazão com baixa pressão de sucção (800 m3/h à 2 kgf/cm2);
- Baixo custo de instalação (não necessita de bases especiais, água e ar para resfriamento);
- Baixo custo de manutenção (pouca instrumentação de proteção e controle e utilidades);
- Baixa rotação (de 9 à 0.68 rpm);
- Baixa temperatura (28o C);
- Baixo nível de ruído (40 dba);
- Unidade modular (possibilidade de incrementar estágios para aumentar a vazão sem substituir o
compressor).


4. Análise econômica:
4.1 Pontos a serem observados na seleção dos compressores para postos de gás natural automotivos:
- Consumo de Kwh/m3 (consumo ideal em torno de 0.12 kwh/m3);
- Esforços dinâmicos e estático (influência na base de instalação civil);
- Custo de peças sobressalente;
- Periodicidade de manutenção (influência no tempo do compressor parado);
- Temperatura de descarga (influência no abastecimento do veículo);
- Tipo de resfriamento;
- Tipo de instrumentação (a prova de explosão ou segurança intrínseca);
- Tipo de partida (chave de partida direta; estrela-triângulo ou auto-compensadora);
- Estocagem fixa (dimensionada em função da capacidade instalada, temperatura, pulsação da descarga do compressor e prováveis condensados. Recomenda-se que a entrada do gás seja pela boca
inferior dos cilindros e a saída pela boca superior);
- Localização física do compressor (uso de cabine acústica ou de "bunker" para compressores eletromecânicos);


4.2 Influência no custo na seleção dos compressores:
Devemos considerar que equipamentos e máquinas a serem usados em um posto de gás natural automotivo devem ser os mais simples possível, com pouca manutenção, pouco consumo de utilidades,com controle e segurança simplificados, porém atendendo as normas brasileiras, evitando agregar técnicos especializados no quadro funcional do posto; eliminando custos constantes com manutenção pelo fabricante dos equipamentos e evitando paradas não programadas dos equipamentos.
Para a análise econômica conclusiva além de considerarmos o exposto no item 4.1 devemos observar: pressão da linha da concessionária de gás ; tensão da linha da concessionária de energia e tipo de zoneamento ( zona industrial; zona residencial e zona comercial ).
Analisando todos os parâmetros expostos, podemos planilhar os custos e verificar a viabilidade da execução do projeto.

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