Modelagem de central termelétrica a vapor para simulação dinâmica

Centrais termelétricas a vapor são capazes de utilizar biomassa e fazer o reaproveitamento de resíduos agrícolas, resíduos urbanos ou subprodutos industriais para produzir energia elétrica, condicionadas aos seus projetos. Este trabalho tem como objetivos representar, por meio de modelos matemáticos, os principais componentes que constituem o circuito de vapor de uma planta de geração termelétrica a vapor, com foco em caldeira aquatubular, e apresentar uma avaliação dos diversos modelos encontrados na literatura de referência, visando dar suporte ao desenvolvimento de aplicações de simulação dinâmica. Os modelos apresentados abrangem a conversão da energia térmica em energia mecânica e a conversão da energia mecânica em energia elétrica. O conhecimento das características das respostas dinâmicas dos componentes de uma central termelétrica é importante para a análise de estabilidade e para o projeto do sistema de controle. A partir dos modelos dinâmicos do processo é possível a realização de testes de estratégias de controle que, interagindo com os modelos da planta, possibilitem identificar previamente o comportamento dinâmico esperado. Este trabalho também pode ser utilizado como uma referência básica para o desenvolvimento de um simulador com finalidade de treinamento de operadores, cuja aplicação possibilita que seja feita a integração total do operador aos procedimentos operacionais, antes mesmo da partida da planta, ampliando a sua capacidade de aprendizagemSteam power plants are able to utilize biomass and make the recovering of agricultural residues, urban residues or industrial by-products to produce electric energy, conditioned to its projects. This work aims to represent by means of mathematic modeling the main components that constitute the main steam circuit of a steam power plant, with focus in drum boiler, and to present an analysis of the several models founded at the reference literature, aiming to give support to the development of dynamic simulation applications. The models embrace the conversion of thermal energy in mechanical energy and the conversion of mechanical energy in electric energy. The knowledge of the dynamic response characteristics of power plant components is important for the analysis of stability and control system design. From the dynamic model of process is possible to perform tests of control strategies that, having interaction with the plant models, allow the previous indentifying of its hoped dynamic behavior. This work may be used also as a basic reference to the development of a simulator for operators training purpose, whose application allows the operator to be fully integrated to the operational procedures, before the plant start up, increasing his learning abilit