Universidade Federal de Santa Catarina
Centro Tecnológico
Departamento de Engenharia Mecânica
Coordenadoria de Estágio do Curso de Engenharia Mecânica
CEP 88040-970 - Florianópolis - SC - BRASIL
www.emc.ufsc.br/estagiomecanica
[email protected]
RELATÓRIO DE ESTÁGIO 1/3 (primeiro de três)
Período: de 01/04/2007 a 31/05/2007
Engevix Engenharia S/A
Nome do aluno: Victor de Martins Faria Junior
Nome do supervisor: Maykel Alexandre Hobmeir
Nome do orientador:
Florianópolis 31 de maio de 2007.
ÍNDICE
PÁG.
1 - INTRODUÇÃO .........................................................................................................3
2 - ENGEVIX ENGENHARIA S/A. ................................................................................3
2.1 - História.............................................................................................................3
2.2 - Exterior ............................................................................................................4
3 - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA................................................4
4 - ATIVIDADES DESENVOLVIDAS ............................................................................5
4.1 - Sistemas Mecânicos .......................................................................................6
4.1.1 - Sistema de Drenagem:.......................................................................................6
4.1.2 - Sistema de Esgotamento e Enchimento: ...........................................................6
4.1.3 - Sistema de Água de Resfriamento:....................................................................6
4.1.4 - Sistema de Água de Serviço: .............................................................................7
4.1.5 - Sistema de Proteção Contra Incêndio:...............................................................7
4.1.6 - Sistema de Água Tratada:..................................................................................7
4.1.7 - Sistema de Ventilação:.......................................................................................8
4.1.8 - Sistema de Ar Condicionado: .............................................................................8
4.1.9 - Sistema de Ar Comprimido: ...............................................................................8
4.1.10 - Sistema de Esgoto Sanitário: ...........................................................................9
4.1.11 - Sistema de Óleo Lubrificante: ..........................................................................9
4.1.12 - Sistema de Medições Hidráulicas: ...................................................................10
4.1.13 - Oficina Mecânica:.............................................................................................10
4.2 - PCH Abelardo Luz...........................................................................................11
4.2.1 - Sistema de Proteção Contra Incêndio................................................................11
4.2.2 - Sistema de esgotamento e enchimento das unidades geradoras......................15
5 - PRÓXIMAS ATIVIDADES .......................................................................................18
6 - BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................18
1 - INTRODUÇÃO
Este relatório tem por objetivo descrever as atividades realizadas durante os
primeiros dois meses de estágio realizado no departamento de Engenharia
Mecânica da ENGEVIX ENGENHARIA S/A, escritório Florianópolis, responsável
pela elaboração de projetos de Usinas Hidrelétricas. Neste período foram exercidas
atividades, a grande maioria delas até então desconhecida pelo relator, tal como:
desenvolvimento de fluxogramas.
2 - ENGEVIX ENGENHARIA S/A.
A ENGEVIX Engenharia S/A. é uma empresa brasileira, especializada na prestação
de serviços de engenharia consultiva, com escritórios permanentes em São Paulo,
Rio de Janeiro, Brasília, Florianópolis e Curitiba. Empresa com 40 anos de
experiência, tem continuamente ampliado suas atividades, graças ao emprego de
capacidade técnica e gerencial de alto nível, exercida por especialistas integrados
no processo brasileiro de desenvolvimento. Utilizando recursos técnicos e gerenciais
modernos, a ENGEVIX mantém uma visão objetiva das necessidades e
peculiaridades de seus clientes, exercendo também controle rigoroso de custos,
qualidade e prazos de seus serviços, tendo como missão e valores, prestar serviços
de engenharia inteligentes para agregar valor aos empreendimentos de seus
Clientes.
2.1 - História
Desde sua constituição, em 1965, a empresa tem participado de estudos e projetos
de grande expressão, tanto de obras públicas como privadas, no Brasil e no exterior.
Presente nos principais projetos de infra-estrutura do cenário nacional, tem atuação
destacada nos setores de energia elétrica, gás, petróleo, siderurgia, abastecimento
de água e irrigação, saneamento, transporte, arquitetura e urbanismo, sistemas de
controle e telecomunicações e meio ambiente.
Prova de sua capacidade de realização são os projetos de obras do porte das usinas
hidrelétricas de Itaipu, Tucuruí, Itá, Itaúba, Usina Nuclear Angra II; Trens
Metropolitanos de São Paulo, Rio de Janeiro, Belo Horizonte e Porto Alegre, Metrôs
de São Paulo, Bagdá e Rio de Janeiro, Projetos de Expansão das Siderúrgicas
COSIPA, USIMINAS, Açominas e CST; Ferrovia e oficinas de Carajás; Conversão
da rede da COMGÁS; Fábrica da Alunorte em Barcarena; Aeroportos de São Paulo
e do Rio de Janeiro (2ª etapa); Rodovias dos Bandeirantes, Ayrton Senna e
Carvalho Pinto.
Na área de Privatização, foi contratada pelo BNDES para a realização de estudos de
avaliação econômico-financeira e o estabelecimento dos preços mínimos para leilão
de diversas empresas. Os serviços incluíram estudos comparativos de eficiência
com outras concessionárias de energia elétrica nacionais e de outros países. A
empresa tem atuado na formação de pacotes, tipo turn-key em conjunto com outros
fornecedores (montadoras, supridores de equipamentos, empreiteiras de obras civis)
no sentido de proporcionar ofertas a empresas públicas ou privadas, assumindo os
riscos inerentes a este tipo de operação. Destacam-se nesta modalidade os
sistemas de injeção de finos de carvão no Alto Forno AÇOMINAS, a reforma do Alto
Forno 2 da ACESITA, a instalação completa de produção de fluxantes para a
indústria siderúrgica STOLLBERG em Guaratinguetá/SP, o fornecimento, em regime
“turn-key”, de 140 km de linhas de transmissão e 3 subestações 230 kV, associadas
do sistema Uruguaiana (RS) – 600 MW, concluído em maio de 2000, para a AES
Uruguaiana, o empreendimento, também em regime “turn-key” para a Rolls Royce,
de uma termelétrica de 64 MW, sendo duas turbinas a gás e uma a vapor, incluindo
suprimentos, construção e montagem, gerenciamento, acompanhamento,
supervisão, inspeção, diligenciamento, comissionamento, integração, start up e a
instalação completa da UTE TermoCeará. com 200 MW.
A ENGEVIX produz seus trabalhos conforme os procedimentos de qualidade que a
certificaram desde março de 1999, de acordo com as Normas ISO 9001, que
atualmente são vinculados a processos informatizados e bancos de dados. Em
fevereiro de 2004 foi certificada pela ISO 14001 e OHSAS 18001 por seus sistemas
de prevenção de saúde e segurança de seus colaboradores e pelos cuidados
ambientais de seus empreendimentos.
2.2 - Exterior
No exterior a ENGEVIX possui escritórios no Equador, Argentina, Peru, México,
Chile e um escritório em Angola.
Realizando diversos trabalhos, destacando-se o projeto detalhado do Metrô de
Bagdá (Iraque), o projeto detalhado da Usina Hidrelétrica de Palmar (300 MW) no
Uruguai, o estudo ambiental para despoluição dos rios Matanza e Riachuelo, que
atravessam Buenos Aires (Argentina) e o projeto de engenharia para a transposição
de águas dos Rios Chone e Portoviejo no Equador, este último em construção.
A ENGEVIX participa como acionista da BRASPOWER (51%), empresa formada em
conjunto com a COPEL (49%), já responsável por contratos na área energética, no
Nepal e China.
3 - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
O Departamento de Engenharia Mecânica, localizado no 4º andar do escritório
Florianópolis, tem como objetivo desenvolver os projetos dos Sistemas Mecânicos
relacionados com cada Projeto de Usinas Hidrelétricas, podendo estes projetos
serem PCHs (Pequenas Centrais Hidréltricas) e UHE (Usinas Hidrelétricas),
segundo a resolução da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) 394, de
04/12/98, estabelece que os aproveitamentos com característica de PCH são
aqueles que têm potência entre 1 e 30 MW e área inundada até 3,0 km2 , para os
valores fora desta faixa são determinadas com características de UHE.
Entende-se por Sistemas Mecânicos tudo que está relacionado com Sistema de
Drenagem, Esgotamento e Enchimento, Água de Resfriamento, Ventilação, Água de
Serviço, Água Tratada, Ar Comprimido, Esgoto Sanitário, Óleo Lubrificante, Proteção
Contra Incêndio, Medições Hidráulicas, Ar Condicionado e Oficina Mecânica.
Todas os Sistemas Mecânicos desenvolvidos neste setor são desenvolvidas por
uma equipe composta por engenheiros mecânicos e técnicos, com o auxílio de
engenheiros eletricistas e engenheiros civis, de seus respectivos departamentos, no
momento em que a matriz de interfaces se sobrepõe.
4 - ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
Nos primeiros dias fui apresentado a toda equipe e me foi passado de forma geral o
funcionamento de uma usina hidrelétrica, com ajuda de alguns livros, especialmente
um editado pela própria ENGEVIX: USINAS HIDRELÉTRICAS, Gerhard P.
Schreiber. No segundo dia fui para a Palestra Introdutória, que todo Colaborador
participa, a qual apresenta em linhas gerais a empresa, seus escritórios,
informações sobre segurança e saúde ocupacional, meio ambiente, política da
empresa, benefícios e o SIG (Sistema Integrado de Gestão) que é um conjunto de
normas que todo colaborador deve seguir e encontra-se disponível na intranet da
empresa.
Os dias seguintes foram dedicados ao estudo do planejamento de uma usina
hidrelétrica, o que inclui assuntos como:
• Estudos hidrológicos e energéticos;
• estudo do projeto dos componentes para o aproveitamento hidrelétrico, como
vertedouros, chaminés de equilíbrio, e equipamentos da casa de força;
• usinas reversíveis ou de acumulação;
• viabilidade econômica e suplemento (volume de barragens, volume da caixa
espiral de concreto e aço, peso das comportas e pontes rolantes).
Na semana seguinte participei do treinamento no software Microstation PowerDraft
de CAD, oferecido pelo programa de treinamento no período matutino e o período
vespertino foi dedicado ao estudo de Sistemas Mecânicos Gerais das usinas.
Nas semanas seguintes fui alocado para auxiliar um Engenheiro na
complementação de alguns documentos do Sistema de Proteção Contra Incêndio da
PHC Abelardo Luz, realizando estudos sobre este sistema, normas técnicas e a
elaboração de fluxogramas.
No mês seguinte com o término destes documentos continuei auxiliando no Projeto
Básico da PCH Abelardo Luz até o término do mesmo.
Seguem alguns tipos de documentos padronizados contidos em qualquer projeto de
Usina Hidrelétrica.
• Folha de Dados – HD ou FD: definem as informações técnicas para compra
de equipamentos, baseadas nos RT (Reletórios Técnicos) e ET. Tais compras
são efetuadas pelo departamento de fornecimento.
• Especificações Técnicas – ET: documento referente ao projeto, fabricação,
operação e manutenção de equipamentos.
• Relatórios Técnicos – RT ou RL: dimensionam o sistema mecânico como um
todo e determinam a capacidade dos equipamentos necessários ao sistema.
4.1 - Sistemas Mecânicos
4.1.1 - Sistema de Drenagem:
O sistema de drenagem é projetado para coletar e transportar as águas, lançadas no
ambiente da casa de máquinas, provenientes de percolação, condensação dos
equipamentos de refrigeração, vazamentos das tubulações e equipamentos e das
limpezas dos pisos. Uma rede de tubos, canaletas e ralos coletarão e conduzirão por
gravidade a água até o poço de drenagem, onde será bombeada devolta para o rio.
4.1.2 - Sistema de Esgotamento e Enchimento:
O sistema de esgotamento e enchimento das unidades geradoras tem por finalidade
esvaziar total ou parcialmente cada conduto forçado, caixa espiral e tubo aspirador
quando necessário para permitir a inspeção, manutenção e reparação das unidades
submersas.
Este esgotamento é feito por bombas verticais submergíveis de esgotamento e uma
bomba submersível de drenagem para limpeza do poço de esgotamento, casa de
máquinas e juntas de expansão.
O sistema de esgotamento é feito em uma unidade por vez. Depois de fechada as
palhetas do distribuidor da turbina e a comporta da tomada d’água, é aberta a
válvula mariposa para que o nível da água do conduto forçado se equilibre com a
água do canal de descarga. Seguidamente é acionada a comporta do tubo de
sucção para esvaziamento total através de bombeamento.
O sistema de enchimento é feito por etapas. Começa-se enchendo o tubo aspirador,
caixa espiral e a parte do conduto forçado, até que ao nível d’água se equilibre com
o nível do canal de descarga, depois o restante do conduto forçado é enchido
através de bombeamento.
4.1.3 - Sistema de Água de Resfriamento:
A finalidade deste sistema é captar , filtrar e distribuir a água para os seguintes
serviços:
• Trocadores de calor dos mancais a óleo das Unidades Geradoras;
• Trocadores de calor do óleo dos freios reguladores das turbinas;
• Trocadores de calor do sistema de exaustão;
• Eixo da turbina;
• Resfriamento dos compressores de cargas parciais;
• Fornecimento da água de serviço para os sistemas de proteção contra
incêndio.
4.1.4 - Sistema de Água de Serviço:
O sistema de água de serviço tem por finalidade fornecer água filtrada, proveniente
do sistema de água de resfriamento, para todos pontos de utilização da Casa de
Força, assim como suprir o tanque separador de água/óleo, suprir o tanque coletor
de esgoto sanitário e suprir a Estação de Tratamento de Água (ETA).
4.1.5 - Sistema de Proteção Contra Incêndio:
Os sistemas de proteção contra incêndio têm por finalidade detectar e combater
incêndios nos equipamentos e ambientes da central sujeitos a ocorrência de fogo.
A central poderá ter dois sistemas gerais de proteção contra incêndio, um com água
pressurizada e outro por extintores. A proteção por água pressurizada é composta
de dois ramais, água nebulizada para os transformadores e um ramal com hidrantes.
O ramal de água nebulizada tem a finalidade de detectar e combater
automaticamente qualquer ocorrência de incêndio nos transformadores elevadores e
nos transformadores auxiliares, quando necessário.
O ramal de hidrantes é de funcionamento manual e pode atender a Central, a galeria
de equipamentos mecânicos (oficina), a galeria de equipamentos elétricos, o pátio
de estacionamento e o pátio de serviços. Os extintores são móveis e de comando
manual e são utilizados em ambientes menores onde não se admite água.
4.1.6 - Sistema de Água Tratada:
Este sistema por finalidade tratar, armazenar e distribuir água potável para os pontos
da Central, como cozinha, copa, ambulatório, sala de solda, sala de baterias,
lavabos, sala de coleta e bombeamento de esgoto, sala da ETA, oficina mecânica,
umidificadores do ar condicionado da sala de controle, sanitários e bebedouros.
De forma geral a água tratada vem do sistema de água de serviço (água filtrada),
passa por uma válvula redutora de pressão para ajuste final da pressão (definida
pelo fabricante do filtro) e depois por uma válvula solenóide/bloqueio. Dali segue
para a ETA onde é tratada através da mistura dosificada de produtos químicos,
floculação, decantação, filtração e clorificação, tornando-a potável. Seguindo para o
reservatório inferior, de onde é bombeada para o reservatório superior comandado
pelos controladores de nível.
A
retrolavagem do filtro da ETA é feito automaticamente sempre quando a
perda de carga entre os filtros alcançar o valor máximo especificado pelo fabricante.
4.1.7 - Sistema de Ventilação:
O Sistema de Ventilação tem por objetivo garantir aos ambientes e locais atendidos
pelo Edifício de Serviços, Casa de Máquinas e Área de Montagem, através da
renovação de ar, níveis de temperatura e qualidade do ar adequados as condições
requeridas por pessoas e equipamentos.
Os ventiladores de insuflamento são geralmente instalados em uma sala específica.
Uma outra central pode ser instalada no Edifício de Serviços, atendendo
exclusivamente este prédio. O ar filtrado é distribuído por uma rede de tubulações
que distribui inclusive o ar do sistema de climatização.
Juntamente serão instalados nas salas exaustores para garantir a retirada da parte
de ar insuflado, remoção de odores e contaminantes em geral, provenientes dos
banheiros, sala de tratamento de água, sala de bombeamento de esgoto sanitário,
sala de armazenagem de óleo lubrificante, poço das turbinas, além da eventual
remoção de umidade e CO2.
4.1.8 - Sistema de Ar Condicionado:
O sistema de ar condicionada tem por objetivo manter as condições internas de
qualidade do ar, como temperatura e umidade relativa adequadas ao conforto
térmico dos ocupantes da usina, bem como o funcionamento de todos os
equipamentos das salas climatizadas. O sistema aplicado é o do tipo de expansão
indireta, com resfriamento de água nos equipamentos de refrigeração mecânica com
condensação a ar e tratamento de ar nas unidades instaladas no ambiente atendido.
O sistema de ar condicionado será constituído por radiadores de água e bombas de
circulação de água gelada, instalada na cobertura do edifício de serviços e por
climatizadores instalados nos ambientes necessários, integrado por um tubo de
água gelada, que percorre todo o Edifício de Serviços e a Galeria de Equipamentos
Elétricos da Casa de Máquinas.
O aquecimento de ambientes, onde necessário, pode ser realizado por meio de
resistências elétricas instaladas nos climatizadores. A umidificação dos ambientes é
feita por resistências elétricas imersas em água, instaladas no interior dos
climatizadores.
4.1.9 - Sistema de Ar Comprimido:
O sistema de ar comprimido de serviço tem por finalidade, armazenar e suprir as
necessidades de ar comprimido indicadas para limpeza geral (linhas, equipamentos,
superfícies), ferramentas pneumáticas, sistema de frenagem do gerador, vedação de
emergência do eixo da turbina, atuação no quadro de válvulas pneumáticas,
detectores do sistema de proteção contra incêndio dos Transformadores Elevadores
e acionamento da válvula pneumática da retrolavagem do filtro do sistema de água
de resfriamento.
O controle dos compressores é automático baseado na pressão do tanque. Se a
pressão cai a uma pressão setada o compressor principal parte em vazio e é
acelerado até sua velocidade nominal, depois colocado automaticamente posto em
carga. Quando a pressão no tanque atingir a pressão máxima setada o compressor
é posto em vazio, mantendo seu funcionamento por um período de 10 min. Se o
consumo de ar durante esse período não for suficiente pra fazer a pressão no
tanque caia até um limite mínimo, o motor do compressor será desligado. O
compressor auxiliar parte a uma pressão menor do que a pressão setada para o
compressor principal e entra em vazio na mesma pressão que o compressor
principal.
4.1.10 - Sistema de Esgoto Sanitário:
A água do esgoto sanitário proveniente do Edifício de Serviços é coletada por ramais
de descarga e encaminhada por gravidade até o tanque coletor da sala de coleta e
bombeamento de águas de esgoto. Quando é alcançado um nível no tanque coletor,
a bomba principal é acionada. E a água de esgoto é recalcada para a Estação de
Tratamento de Esgoto Sanitário (ETAN – Estação de Tratamento de Águas Negras).
A bomba de águas negras se apaga quando o nível do tanque coletor alcançar um
nível mínimo pré-determinado. Os níveis de parada e partida da bomba, assim como
as indicações dos níveis alto e baixo, são definidos nos documentos específicos.
Todos os efluentes encaminhados para a estação de tratamento de águas negras
passam por um processo de digestão, sendo o liquido rejeitado transferido, por
transbordamento, da fossa para o tanque de cloração, onde é feito a desinfecção
pela dosificação controlada da solução de hipoclorito de sódio.
O processo de digestão é um fenômeno bioquímico pelo qual as bactérias presentes
na águas negras retiram o oxigênio de matérias orgânicas existentes e decompõe
essas matérias por oxidação. Na oxidação, os nitrogênios existentes no esgoto, nas
proteínas e na uréia combinam-se com o hidrogênio, produzindo amônia e
compostos amoniacais. Os compostos amoniacais se combinam com os sais
dissolvidos e produzem compostos inócuos que se apresentam em forma de lodo no
fundo da fossa. O líquido rejeitado da estação é encaminhado e descartado por
gravidade ao Canal de Descarga, acima do nível máximo de água. Os resíduos
sólidos retidos na fossa são removidos por limpeza através de tampas de acesso.
4.1.11 - Sistema de Óleo Lubrificante:
O sistema de óleo lubrificante consiste basicamente em uma tubulação de
fornecimento e retorno que vai até a área de descarga, na Área de Montagem A, até
o transformador de serviços auxiliares, passando pelos transformadores elevadores.
Para cada transformador, as tubulações terão conexões para mangueiras providas
de válvulas de bloqueio e válvulas de retenção.
Uma bomba móvel é utilizada para bombear óleo lubrificante limpo para o caminhão
da tubulação de fornecimento. A mesma bomba pode ser utilizada para retirar óleo
contaminado do transformador para a tubulação de retorno.
A bomba móvel é conectada através de uma mangueira flexível e a conexão de
saída da tubulação de retorno se conecta ao caminhão tanque ou nos tambores,
também por mangueira flexível.
4.1.12 - Sistema de Medições Hidráulicas:
As medições hidráulicas têm por finalidade efetuar as seguintes medições:
• Nível da Tomada de Água e do Reservatório;
• Nível de água no Canal de Descarga;
• Pressões equilibradas nas comportas de manutenção e operação da tomada
de água e tubulação do conduto forçado;
• Pressões equilibradas na comporta de manutenção do tubo de sucção;
Na tomada d’água das Unidades Geradoras, os sensores/transmissores de pressão
instalados, tem como função de medir a diferença de pressões de água acima e
abaixo de cada comporta, estabelecendo a compensação de pressão da comporta
ensecadeira, comporta de serviço e tubulação forçada.
Os sinais provenientes de cada sensor são enviados ao quadro de medições
hidráulicas das Tomada de Água, onde estarão os instrumentos que indicam e
compram as pressões, permitindo conhecer o nível em cada ponto e a diferença de
pressão.
4.1.13 - Oficina Mecânica:
Uma oficina mecânica de uma Usina pode ter vários layouts bem como o tipo de
equipamentos e ferramentas, ficando a critério do cliente a definição, mas uma
oficina mecânica é composto geralmente de:
• Um torno paralelo;
• Uma furadeira de bancada;
• Uma serra fita;
• Uma prensa Hidráulica;
• Um esmeril pedestal;
• Uma Prensa de Cadena;
• Uma bancada para solda;
• Uma solda elétrica portátil;;
• Um equipamento de Oxi-ocorte;
• Um carro para carregar tambores;
• Um gabinete para ferramentas;
• Uma talha hidráulica manual;
• Uma Fresadora Universal;
• Solda semiautomática Elétrica M.I.G. – M.A.G;
• Alimentação Elétrica dos Equipamentos;
4.2 - PCH Abelardo Luz
O projeto da PCH Abelardo Luz encontra-se na fase de projeto Básico. Nesta fase
os documentos tem um detalhamento mais superficial e os cálculos necessários,
muitas vezes não passam de estimativas.
4.2.1 - Sistema de Proteção Contra Incêndio
Para a elaboração do fluxograma e do relatório técnico do Sistema de Proteção
Contra Incêncio da PCH Abelardo Luz são usadas normas técnicas:
• IT n: 21/2004 – Instrução Técnica – Sistema de Proteção por Extintores de
Incêndio;
• IT n: 22/2004 – Sistema de Hidrantes e de Mangotinhos para Combate a
Incêndio;
• IT n: 37/2004 – Subestação Elétrica;
• NBR 12693 – Sistema de Proteção por Extintores de Incêndio;
• NBR 13231 – Proteção contra incêndio em Subestações Elétricas de
Geração, Transmissão e Distribuição;
• NFPA 15 – Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection;
Com as normas, arranjo geral civil e arranjo eletromecânico em mãos, foi desenhado
o fluxograma da PCH Abelardo Luz em Microstation, mostrando as elevações de
onde se encontrariam os hidrantes, um no Transformador Elevador e outro na Área
de Montagem, a linha das tubulações com a sua referência de diâmetro e
especificação, bem com o local de captação da água para o levar aos hidrantes, que
é feita no filtro que se encontra na planta da casa de força.
Com o fluxograma pronto foi elaborado segundo os padrões de qualidade e
documentação da ENGEVIX o relatório técnico. Este mostra o funcionamento do
sistema, o dimensionamento dos extintores e a determinação das pressões
necessárias para os hidrantes, se é ou não necessário a colocação de uma placa de
orifício para reduzir a pressão a níveis aceitáveis, 3,5 kgf/cm2 , segundo a norma (IT
n: 22/2004).
• Dimensionamento do sistema
Sistema de Hidrantes
Considerando a classe de risco “A”, onde a vazão mínima em cada tomada de
hidrante deve ser de 250 l/min (15 m3/h) e 2 tomadas funcionando simultaneamente,
tem-se :
Vah = 2 x 250 l/min.
Vah = 500 l/min = 30 m3/h.
Portanto, considerando a possibilidade de uso simultâneo de 2 tomadas de hidrante,
a vazão total do sistema é de 30 m3/h.
Cálculo da Placa de Orifício
Cálculo da perda de carga
• Tubulação a montante do filtro
Descrição
Quantidade
Comprimento Equivalente (m)
Válvula Borboleta DN 6”
1
2,2
Tomada com grelha
1
5,0
Curva 90º - 6”
6
11,4
Tê passagem lateral
1
10,0
Tubulação 6”
--
23,2
Comprimento Equivalente Total
--
51,8
Coeficiente de Perda (m/m)
--
0,015
Perda de carga a montante do filtro
--
0,78 mca
Quantidade
Comprimento Equivalente (m)
Válvula Borboleta DN 6”
1
2,2
Válvula retenção
1
12,5
Curva 90º - 6”
2
3,8
Curva 45º - 6”
1
1,1
Tê passagem lateral
1
10,0
Redução 6”x 4”
1
0,76
Tubulação 6”
--
3,5
Comprimento Equivalente Total
--
33,86 m
• Tubulação a jusante do filtro
Trecho com Ø 6”
Descrição
Coeficiente de Perda (m/m)
--
0,015
Perda de carga Ø 6”
--
0,51 mca
Quantidade
Comprimento Equivalente (m)
Válvula Borboleta DN 4”
1
1,4
Válvula Globo
1
17,0
Curva 90º - 4”
8
10,4
Curva 45º - 4”
6
4,2
Tê passagem lateral
2
13,4
Redução 4”x 1 ½”
1
0,61
Tubulação 4”
--
82,5
Comprimento Equivalente Total
--
129,51 m
Coeficiente de Perda (m/m)
--
0,0198
Perda de carga Ø 4”
--
2,56 mca
Perda de carga total a jusante do filtro
--
3,07 mca
Trecho com Ø 4”
Descrição
• Pressão estática na entrada no filtro = nível mínimo na tomada d’água – nível
do filtro = 660,00 – 572,40 = 87,60 mca
• Perda de carga na tubulação a montante do filtro = 0,78 mca.
• Pressão normal na saída do filtro = pressão estática na entrada do filtro –
perda de carga na tubulação a montante= 86,82 mca.
• Pressão mínima necessária no requinte do esguicho regulável: 35 mca.
• Perda de carga máxima admitida no filtro: 3,5 mca.
• Perda de carga na tubulação a jusante do filtro (até o hidrante mais
desfavorável) = 3,07 mca.
• Diferencial estático entre hidrante e filtro = 590,00 – 572,40 = 17,60 m.
• Perda de carga na mangueira de incêndio com 30 metros de comprimento =
10,8 mca.
Pressão dinâmica disponível no requinte do esguicho
86,82 – (3,5 + 3,07 + 17,60 + 10,8) = 51,85 mca
Pressão excedente = Pressão a ser reduzida através da placa de orifício
Pressão excedente = h = 51,85 – 35 = 16,85 mca
Q = Vazão do sistema = 500 l/min. = 0,0083 m3/s
Aorifício = Q
d orifício =
0,6
2 g h
4 Aorifício
= 0,0083
0,6
2 9,81 16,85
= 0,00076m 2
4 0,00076 = 31,10mm
p =
p
Portanto, será adotado uma placa de orifício em aço inox com diâmetro de 4” e
espessura de 3/8” contendo um furo concêntrico de 31,10 mm.
Componentes principais do sistema
Extintores
Geral
Para o dimensionamento do sistema de proteção por extintores, foi adotada a norma
de proteção de incêndio por extintores - NBR-12693; e a Norma de proteção contra
incêndio em subestações elétricas de geração, transmissão e distribuição - NBR13231
Características Principais dos Componentes do Sistema
A seguir são apresentadas as características principais dos componentes deste
sistema:
Extintores de Incêndio portáteis (CO2 e Pó Químico)
• Natureza do fogo:........................................................................................ B/C;
• Capacidade:................................................................................................6 kg.
Extintores de Incêndio sobre rodas com carga de Pó Químico
• Capacidade: .............................................................................................20 kg;
• Natureza do fogo: ....................................................................................... B/C.
Descrição do Sistema
O sistema de proteção de incêndio é composto por extintores de acordo com a
tabela abaixo:
Local - Elevação
Tipo de
Extintor
Agente
Extintor
Capacidade
Qtdade
Classe de
Risco
Norma de
Seleção
Área de Montagem El.
589,00
Sala de Controle – El.
582,00
Casa de Força –
El. 573,95
Sala do Gerador Diesel
de Emergência –
El. 589,00
Subestação 69 kV –
El.589,00
Tomada d’água – El.
572,40
Portátil
Pó químico
6 kg
1
B/C
Portátil
CO2
6 kg
2
B/C
Portátil
CO2
6 kg
2
B/C
NBR-12693
Portátil
CO2
6 kg
4
B/C
NBR-12693
Carreta
Pó químico
20 kg
2
B/C
NBR-12693
Carreta
Pó químico
20 kg
1
B/C
NBR-12693
Carreta
Pó químico
20 kg
1
B/C
NBR-13231
Portátil
CO2
6 kg
1
B/C
NBR-12693
NBR12693
Linha de Materiais
Os materiais das tubulações seguem a Linha de Materiais indicada na tabela abaixo.
Material
TUBOS
CONEXÕES
DN de - até
Classe Sch.
Ext. (*)
4” – 8”
Aço Carbono preto s/ costura ASTM A 53
Sch. 40
BI
4” – 8”
Aço Carbono Preto
Std
BI
1½“
Ferro Maleável Preto
150
RO
1½“
Esguicho Regulável, União STORZ, latão
fundido
-
-
1½“
Esguicho Regulável, União STORZ, latão
fundido
-
-
1½“
Globo Angular 45 º, Bronze
150
RO
ACESSÓRIOS
Válvulas para Hidrantes
Denominação do Material
(*) RO=rosqueada - BI=biselada – EP=ponta e bolsa - FL=flangeada - WF=wafer - LI=face lisa
RE=face c/ ressalto
4.2.2 - Sistema de esgotamento e enchimento das unidades geradoras
O sistema de esgotamento e enchimento das Unidades Geradoras tem por
finalidade esgotar (esvaziar) e encher cada Conduto Forçado, Caixa Espiral e Tubo
de Sucção quando necessário.
Estas operações de esgotamento são realizadas para permitirem a inspeção e
reparo do Tubo de Sucção, da Turbina e do rotor da Turbina. O enchimento é
realizado para a unidade reentrar em operação.
O Sistema de Esgotamento e Enchimento das unidades está baseado nos seguintes
critérios:
• Um (1) poço que será utilizado tanto para drenagem quanto para
esgotamento das unidades;
• Serão utilizadas duas (2) bombas submersíveis para esgotamento das
unidades, sendo comuns ao sistema de drenagem e sistema de esgotamento
e enchimento das unidades.
• Duas (2) bombas do tipo horizontal que serão responsáveis por esgotar o
conduto e parte do túnel de adução que fica situado abaixo do nível de
equilíbrio com jusante.
O esgotamento da unidade só poderá ser realizado em uma unidade geradora de
cada vez;
O sistema é composto basicamente de uma rede de esgotamento, poço de
drenagem/esgotamento, duas bomba submersíveis de drenagem/esgotamento,
controladores de nível no poço e duas bombas centrifugas horizontais para
esgotamento do conduto.
Para a etapa de esgotamento por gravidade o sistema contempla dois drenos, um
na geratriz inferior do conduto forçado e outro na geratriz inferior da caixa espiral de
cada unidade geradora. A água coletada é direcionada para o respectivo tubo de
sucção onde é descarregada no canal de fuga. Nesta etapa a comporta do tubo de
sucção estará na calagem aguardando o termino da operação de esgotamento por
gravidade.
Após o esgotamento por gravidade, para esgotar o conduto forçado é utilizado duas
bombas centrifugas horizontais, as quais recalcarão a água para o canal de fuga
abaixo do NA mínimo de jusante. O sistema de esgotamento do conduto forçado é
composto basicamente por uma tubulação de esgotamento, sensores de pressão e
vazão que controlam o funcionamento das bombas
Para realização do esgotamento de cada unidade o sistema possui um ralo de fundo
em cada tubo de sucção. Através deste a água a ser esgotada da caixa espiral e do
tudo de sucção são encaminhadas para o poço de coleta, e lá bombeada para o
canal de fuga acima do NA MÁX. MAX elevação 655,600 m.
Todas as tubulações que forem passíveis de entupimento por detritos são providas
de tomada para mangueira de ar comprimido para desobstrução.
As bombas submersíveis do poço de drenagem/esgotamento serão alimentadas
pelo quadro das bombas de drenagem/esgotamento (QCDE) e as bombas
centrifugas horizontais para esgotamento do conduto forçado serão alimentadas
pelo quadro (QCEC), onde estão instalados os demarradores para acionamento dos
motores e proteção dos circuitos de alimentação, bem como todos os instrumentos
necessários a supervisão e ao controle de operação das bombas.
A partida das bombas horizontais será realizada manualmente no (QCEC). O
controle de parada da bomba será realizado por um fluxostato tipo paleta.
A operação de esgotamento dos condutos forçados se dá da seguinte forma:
Após o fechamento da válvula borboleta de isolamento da unidade a se esgotar o
conduto forçado, e da comporta ensecadeira da tomada da água, com as comportas
ensecadeiras dos tubos de sucção abertas e a abertura da válvula borboleta na
tubulação de interligação entre o conduto forçado e o tubo de sucção. Inicia-se o
esgotamento do conduto forçado, descarregando a água para o tubo de sucção e
destes para o canal de fuga até se obter o equilíbrio entre os níveis de jusante e de
montante dentro do conduto.
Ao término do esgotamento por gravidade dá-se o início ao esgotamento do conduto
forçado e parte do túnel de adução que fica abaixo do nível de jusante por
bombeamento. Para tanto, faz-se as seguintes operações:
fecham-se as válvulas borboletas das tubulações que interligam os condutos
forçados aos tubos de sucção das unidades;
abrem-se as válvulas borboletas das tubulações de sucção das bombas de
esgotamento do conduto (BODC 1 e BODC 2).
Aciona-se as bombas através de botoeira no quadro local de controle e comando
das bombas de esgotamento do conduto (QCDC);
A água após ter passado pelas bombas será recalcada para o canal de fuga.
Após o esgotamento terminado, o fluxostato localizado na tubulação de sucção de
cada bomba, o mais afastado possível das bombas, vai acusar falta de fluxo e irá
parar as bombas, indicando assim o término da operação de esgotamento.
A operação de esgotamento de uma unidade é realizada como segue:
Fecham-se:
• o distribuidor da turbina;
• a válvula borboleta de isolamento da turbina;
• coloca-se a comporta ensecadeira no tubo de sucção da unidade a ser
esgotada;
Abrem-se:
• a válvula borboleta da tubulação de interligação do trecho localizado entre a
válvula borboleta de isolamento da unidade e a caixa espiral com o tubo de
sucção;
Na unidade que se desejar esgotar, é colocada a comporta ensecadeira no tubo de
sucção, abre-se a válvula borboleta da tubulação que interliga o tubo de sucção ao
poço de drenagem/esgotamento, através do pedestal de manobra localizado na laje
superior do poço de drenagem/esgotamento. No momento da abertura da válvula
borboleta a água é conduzida para o poço de drenagem/esgotamento.
No poço, quando o nível da água atingir as elevações pré-determinadas, os
controladores de nível acionarão as bombas, recalcando a água para o canal de
fuga. O término do esgotamento é constatado pela parada das bombas e a
verificação do nível d´água no poço, no indicador de nível. Concluído o esgotamento
deverão ser fechadas a válvula borboleta da tubulação de interligação do trecho
localizado entre a válvula borboleta de isolamento da unidade e a caixa espiral com
o tubo de sucção, assim como a válvula borboleta da tubulação que interliga o tubo
de sucção ao poço de drenagem/esgotamento.
O enchimento do tubo de sucção, caixa espiral e parte do conduto forçado será
realizado por meio de válvula by-pass instalada na comporta ensecadeira do tubo de
sucção, até que o nível de água se equilibre com o do Canal de Fuga. Após a
retirada da comporta ensecadeira, o enchimento final do conduto forçado é feito por
meio do by-pass da comporta ensecadeira da tomada d’água.
5 - PRÓXIMAS ATIVIDADES
Nos próximos dois meses de estágio continuarei auxiliando na executação de
documentos (Folhas de Dados e Especificações Técnicas) no contrato 8975 – PCH
Abelardo Luz juntamente com o contrato 8708 – PCH Santa Laura.
6 - BIBLIOGRAFIA
• SCHREIBER, Gerhard, P.. Usinas Hidrelétricas. São Paulo: Editora Edgard
Blucher LTDA, 1977.
• IT n: 21/2004 – Instrução Técnica – Sistema de Proteção por Extintores de
Incêndio;
• IT n: 22/2004 – Sistema de Hidrantes e de Mangotinhos para Combate a
Incêndio;
• IT n: 37/2004 – Subestação Elétrica;
• NBR 12693 – Sistema de Proteção por Extintores de Incêndio;
• NBR 13231 – Proteção contra incêndio em Subestações Elétricas de
Geração, Transmissão e Distribuição;
• NFPA 15 – Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection;
• ELETROBRÁS – Diretrizes Para Projeto de PCH
http://www.eletrobras.gov.br/EM_Programas_PCH-COM/capitulos.asp