05 dezembro 2015

Projeto do Sistema de Combustível do Grupo Gerador - Projeto do Sistema de Combustível do Local - Sistema Típico de Combustível Gasoso - Cálculos da Pressão do Combustível em Sistema de Combustível Gasoso - Tamanho do Tanque - Tamanho Mínimo do Tanque de LPG (50% Cheio) Necessário para Manter 5 psig na Taxa Específica de Retirada e Temperatura Mínima Esperada de Inverno - Dimensionamento de Tubo de Ferro Schedule 40 para Gás Natural – Capacidade Máxima do Tubo em Pés Cúbicos de Gás por Hora. As recomendações para o tamanho do tubo estão baseadas no tubo schedule 40 de ferro preto. As recomendações são baseadas na NFPA 54, Código Nacional de Combustíveis Gasosos, Tabela 9.2. - Dimensionamento de Tubo de Ferro Schedule 40 para Vapor de Propano – Capacidade Máxima do Tubo em Pés Cúbicos de Gás por Hora. As recomendações para o tamanho do tubo estão baseadas no tubo schedule 40 de ferro preto. As recomendações são baseadas na NFPA 54, Código Nacional de Combustíveis Gasosos, Tabela 9.26 - Dimensionamento de Tubo de Ferro Schedule 40 para Propano Líquido – Capacidade Máxima do Tubo em Pés Cúbicos de Gás por Hora. As recomendações para o tamanho do tubo estão baseadas no tubo schedule 40 de ferro preto. As recomendações são baseadas na NFPA 54, Código Nacional de Combustíveis Gasosos, Tabela 9.25 - Manual de Aplicação - Grupos Geradores Arrefecidos a Água T-030d-07 08/03 - Cummins


Projeto do Sistema de Combustível do Grupo Gerador

A Figura 6-31 ilustra os componentes típicos de uma linha de gás de um sistema duplo de combustível (gás natural e GLP) com transferência automática. Os sistemas simples de combustível (gás natural ou GLP) utilizam as partes indicadas dos componentes do desenho. A figura não mostra o vaporizador de GLP fornecido com os grupos geradores da Cummins Power Generation, equipados para o uso de combustível líquido ou GLP (montado apenas em motores de grupos geradores externos). Os reguladores da pressão de serviço, os filtros de gás seco e as válvulas de corte manual geralmente são fornecidos pelo instalador, mas são fornecidos como assessórios pela Cummins Power Generation.


Projeto do Sistema de Combustível do Local

Deve-se considerar o seguinte na instalação de um sistema de combustível de gás natural e/ou GLP:

• No projeto do sistema de suprimento de combustível a gás, os materiais, componentes, fabricação, montagem, instalação, testes, inspeção, operação e manutenção devem atender todas as normas aplicáveis, (Na América do Norte, Os Padrões Nºs 30, 37, 54 e 58 da NFPA são típicos).

• O arranjo e o dimensionamento da tubulação de gás devem ser adequados para o manuseio do volume de gás requerido pelo grupo gerador e todos os outros equipamentos, as como caldeiras de aquecimento do edifício, alimentados pela mesma fonte. O fluxo do gás sob carga plena (veja a Folha de Especificações do grupo gerador recomendado) deverá estar disponível em uma pressão de alimentação não inferior à mínima exigida, geralmente entre 5 a 10 polegadas de coluna d'água, dependendo do modelo. Contudo, a determinação final dos diâmetros dos tubos deverá basear-se no método aprovado pela autoridade com jurisdição local (consulte a Norma NFPA Nº 54).

• A maioria das instalações requer um regulador da pressão do gás de serviço. A pressão de alimentação do gás não deve exceder 13,8 ou 20 polegadas de coluna d'água, dependendo do modelo, na entrada para o grupo gerador. Dependendo da pressão de distribuição do gás, pode ser necessário mais de um estágio de regulagem da pressão. Tubulações de gás com alta pressão não são permitidas dentro de edifícios (5 psig para gás natural e 20 psig para GLP, exceto se as pressões mais elevadas forem aprovadas pelas autoridades locais). Os reguladores de pressão de gás devem ser ventilados para o exterior de acordo com as normas aplicáveis.


• O regulador de pressão instalado na linha de suprimento da fonte de gás para aplicações de gerador nunca deve ser um regulador “piloto”. Num regulador estilo “piloto”, o regulador requer uma linha de pressão entre o gabinete do regulador e o tubo de gás à frente para “detectar” uma queda de pressão na linha à frente. Os reguladores pilotos não funcionam pois o tempo de resposta é inaceitável face às grandes mudanças instantâneas na demanda do grupo gerador.

• Deve ser utilizada uma mangueira flexível de combustível aprovada para as conexões no motor para absorver o movimento e a vibração do grupo gerador.

• A maioria das normas requer os dois tipos de válvulas de corte, manual e elétrica (alimentada pela bateria), na entrada para as mangueiras flexíveis de combustível. A válvula manual deve ser do tipo com visor.

• Deve ser instalado um filtro de combustível seco em cada linha como mostra a Figura 6-31 para proteger os componentes de regulagem sensíveis à pressão e os orifícios à frente contra substâncias estranhas e prejudiciais transportadas juntamente com o fluxo do gás (oxidação, incrustações, etc.).

• Deve haver um sistema de suprimento de combustível GLP dedicado ao sistema de energia de emergência, se este for o combustível alternativo exigido.

• Um vaporizador de GLP aquecido pelo líquido de arrefecimento do motor é instalado pela fábrica nos grupos geradores da Cummins Power Generation equipados para o uso de GLP. Como a tubulação de gás com alta pressão (20 psig ou mais) não é permitia dentro de edifícios, os grupos geradores equipados para o uso de GLP não deverão ser instalados dentro de edifícios.
(A maioria dos modelos a GLP dispõe de gabinetes de proteção contra intempéries para instalações externas.)

• A taxa de vaporização em um tanque de GLP depende da temperatura do ar externo, exceto se o tanque for equipado com um aquecedor, e da quantidade de combustível no tanque. Mesmo em dias frios, o ar externo aquece e vaporiza o GLP (principalmente através da superfície umedecida do tanque) quando a temperatura do ar é superior à temperatura do GLP. A remoção do vapor provoca a queda da temperatura e da pressão. (A –38º C [-37º F], a pressão de vapor no GLP é zero.) A menos ue haja combustível suficiente e calor suficiente no ar ambiente, a taxa de vaporização cairá durante o funcionamento do grupo gerador para um valor menor que o exigido para o funcionamento contínuo apropriado.


Cálculos da Pressão do Combustível em Sistema de Combustível Gasoso

Tamanho do Tanque: Use a Figura 6-32 como uma referência rápida para dimensionar um tanque de GLP em função da temperatura ambiente mais baixa esperada. Por exemplo, em um dia com 40º F, o consumo de 1000 pés3/h requer um tanque de 2000 galões cheio pelo menos até a metade. Nota: Em muitos casos, a quantidade requerida de combustível para a vaporização apropriada é muito maior que a requerida para o número de horas de funcionamento estipulado pela norma.

Por exemplo, em uma aplicação NFPA 110 Classe 6, deve haver combustível suficiente para o grupo gerador funcionar durante 6 horas antes de o tanque ser reabastecido.


Neste caso, o tanque deve ter uma capacidade de pelo menos 2000 galões com base na temperatura mais baixa esperada em vez de no combustível consumido em 6 horas (164 galões).

Dimensionamento da Tubulação do Gás: O dimensionamento da tubulação do gás para suprimento correto do combustível, tanto em função do fluxo quanto da pressão, pode tornar-se bastante complexo. Entretanto, um método simplificado, também usado para calcular outras tubulações (escape e líquido de arrefecimento), é converter todas as conexões, válvulas, etc., nos comprimentos equivalentes do tubo no(s) diâmetro(s) sendo considerado(s). O comprimento total equivalente poderá então ser relacionado com a capacidade de fluxo.

A Tabela 6-3, Comprimentos Equivalentes de Tubos, Conexões e Válvulas, aplica-se para tubulações de gás e de líquidos. As Tabelas 6-10 a 6-12 mostram as capacidades máximas de gás para o comprimento equivalente de vários tamanhos de tubo. Estas tabelas baseiam-se nas tabelas da Norma NFPA 54, Código Nacional de Combustível Gasoso, e foram escolhidas considerando-se os requisitos gerais de operação do sistema de combustível para grupos geradores. Foram incluídas tabelas para o consumo de gás natural, propano líquido e vapor de propano sob determinadas condições.


Consulte a Norma NFPA 54 ou outros códigos aplicáveis, ou os requisitos de instalação de outros sistemas de combustível.


O cálculo do tamanho mínimo do tubo é bastante direto:

• Faça uma lista de todas as conexões e válvulas do sistema proposto e some seus comprimentos equivalentes utilizando a tabela.

• Some a este total todos os comprimentos de tubo reto para chegar ao comprimento equivalente total.

• Escolha a tabela aplicável com base no sistema de combustível.

• Obtenha os requisitos de combustível máximo para o(s) grupo(s) gerador(es) específico(s) usando as Folhas de Especificações dos fabricantes. Converta para pés3/hr conforme necessário. (Não esqueça do teor de BTU, discutido anteriormente nesta seção.)

• Instale o comprimento equivalente do tubo (ou o próximo comprimento equivalente imediatamente superior) na coluna da esquerda. Localize nas colunas o número igual ou maior que o comprimento equivalente total calculado acima. Na parte superior dessa coluna está o tamanho nominal mínimo do tubo ou o tamanho da tubulação requerido para o sistema conforme projetado.







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