Avaliação de arranjos cogeradores em siderurgicas brasileiras com auxilio de simulação computacional

Orientador: Arnaldo Cesar da Silva WalterTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Neste trabalho faz-se a avaliação técnico-econômica de arranjos cogeradores em unidades siderúrgicas brasileiras, a partir de instalações de referência implantadas no país e no exterior. Em particular, são analisadas alternativas que podem garantir a auto-suficiência no abastecimento elétrico e, mesmo eventual produção de excedentes elétricos. A simulação computacional é utilizada como ferramenta auxiliar para caracterizar parâmetros essenciais desses arranjos. O objetivo é investigar e caracterizar cenários, alternativas e variáveis essenciais que possam orientar à tomada de decisão no tocante a escolha do arranjo melhor ajustado a cada unidade industrial. Do ponto de vista econômico, são identificados três parâmetros essenciais (custo do combustível, tarifa da eletricidade comprada e, valor de venda de excedentes) para as alternativas tecnológicas associadas a ciclos a vapor, aos ciclos combinados e aos ciclos a gás com caldeiras de recuperação. Conclui-se que há espaço para a cogeração nas unidades siderúrgicas brasileiras e que o melhor arranjo - em função da tecnologia, da capacidade e dos combustíveis - é distinto para cada unidade. Adicionalmente, investiga-se o potencial de inserção de gás natural na matriz energética das unidades siderúrgicas, em adição aos gases residuais disponíveis e, usualmente empregados no atendimento das demandas térmicas e de potênciaAbstract: This work deals with technical and economical assessment of cogeneration schemes ir Brazilian steel industries based on cogeneration plants previously installed in Brazil and abroad In particular, cogeneration schemes that can cover 100 per cent of eletric demand and eventuall) produce surplus eletricity, are considered. Computational simulation is used as an auxiliary too for characterization of essentiaI parameters of such schemes. The main purpose is to characteriz~ scenarios, options and essential parameters which can form a sound basis for the decision mak:el within the selection processs of the best scheme adjusted to a specific site. From an economic point of view three essential parameters are identified (fueI costs, tariff of eletricity purchasec ITom the utilities and tariff of the eIetricity soId to the grid) for the schemes based on steatr cycles, combined cycIes and gas turbine cycIes with heat recovery steam generators. The mair conclusion is that there is enough room for cogeneration in Brazilian steel industry, being th~ scheme selection - based on capacity, technology and fuels - site specific. In addition, ar investigation is made regarding the insertion of natural gas in the energy matrix of steel mills: completing the availability of the residual gases (COG, BFG and LDG) usually used on th~ energy systems of such industriesDoutoradoDoutor em Planejamento de Sistemas Energético