8/6/2019 Indstria Brasileira de Turbinas Hidrulicas

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Indstria Brasileira de Turbinas Hidrulicas

A indstria nacional de turbinas hidrulicas est apta a fabricar diferentes tipos deturbinas, como a do tipo Michell-Banki: com ou sem tubo de suco; Pelton: comsimples ou mltiplos injetores; Francis: com rotores simples e geminado; hlice;Kaplan; em diferentes arranjos, com caixa espiral, caixa aberta, caixa cilndrica; tipo

turbilho, tipo tubular. So famlias que cobrem praticamente todo o campo deaplicao das micro, mini e pequenas centrais hidroeltricas. A dificuldade est ematender instalaes com mquinas de rotaes especficas muito altas, como o casodas turbinas bulbo para as instalaes maiores, j para as pequenas instalaes isoladasas turbinas hidrocinticas e as micro turbinas de potncias inferiores a algumas centenasde Watts.

Com a reestruturao do setor eltrico nacional, houve uma retomada do interesse nomercado por parte das empresas internacionais, tradicionais fabricantes de componentesde hidromecnicos. H um crescimento do interesse do capital privado na produoindependente de energia eltrica. Alguns grandes fabricantes tradicionais seestruturaram, tornando-se competitivos em se tratando de equipamentos para PCHs.

Turbinas Hidrulicas

Existem dois tipos de turbinas hidrulicas: as de ao e as de reao. Na primeira aenergia hidrulica disponvel transformada em energia cintica para, depois de incidir nas ps do rotor, transformar-se em mecnica: tudo isto ocorre a presso atmosfrica. Jna turbina de reao, o rotor completamente submergido na gua, com o escoamentoda gua ocorre uma diminuio de presso e de velocidade entre a entrada e a sada dorotor.

Tradicionalmente o uso de turbinas hidrulicas tem-se concentrado no tipo Pelton, comum ou mais jatos, no caso das mquinas de ao; e na Francis, Hlice e Kaplan, no casodo tipo de reao. A escolha do tipo adequado baseia-se nas condies de vazo, quedalquida, altitude do local, conformao da rotao da turbina com a do gerador e alturade suco, no caso de mquinas de reao. Conhecidos a altura (H) e a vazo (Q)disponveis no local, levando-se em conta: a rotao (n) imposta em valores discretosem funo do nmero de pares de plos (z), do gerador eltrico, e altura de suco(H su), no caso da turbina hidrulica ser de reao, determina-se uma rotao especficanq = n . Q 0,5 / H 0,75 , que definir o tipo de rotor da turbina hidrulica adequado.

Definido o tipo de mquina, a preocupao passa ser o tipo de carga a ser atendida.Deve-se procurar adequar a curva de carga com a de comportamento da turbina. Nocaso de grandes variaes na carga, divide-se a instalao em duas ou mais mquinas,

de maneira que atravs de manobras, a instalao atender a demanda sempre com asmquinas trabalhando a cargas adequadas. Neste caso, faz-se necessrio a mudana dotipo do rotor, j que a rotao especfica mudou, devido a diviso da vazo.

Em grandes centrais hidroeltricas as turbinas somente sero construdas aps adefinio de todos os parmetros topogrficas, hidrolgicos e operacionais. Com isto,existe uma perfeita caracterizao da rotao especfica. Neste caso feito um projetoexclusivo para as condies impostas. A preocupao do fabricante obter um ganho dorendimento que resultante de extensos estudos hidrodinmicos na mquina. O alto

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custo desta exclusividade diludo, face s grandes potncias geradas e ao considervelaumento de receita representado por cada percentual acrescido da turbina.

J, em instalaes de pequeno porte, mini e microcentrais hidroeltricas, a maior preocupao obter energia eltrica a baixo custo. Neste caso, o estudo da escolha deturbinas, feito de maneira anloga s das grandes instalaes e tem como fatores

limitantes a rotao mnima admissvel para o gerador, na ordem de 600 rpm (rotaes por minuto), alm da necessidade de utilizar modelos padronizados, ou seja, oferecidos pelo fabricante. Este as oferece dentro de um campo de aplicao pr-definido, divididoem vrias faixas, sendo cada uma atendida por um modelo padro de turbina.Conseqentemente uma turbina assim especificada dificilmente ir operar no seu pontotimo de funcionamento. Alm do que, cada mquina dever atender a uma variao decarga preestabelecida. Impreterivelmente devero ocorrer quedas no rendimento dainstalao.

No Brasil, os fabricantes nacionais mais conhecidos se contentam em oferecer modelos padronizados dos tipos: Pelton, Francis e Hlice. Recentemente, baseados em projetosdesenvolvidos no exterior, passaram a oferecer a Kaplan e suas derivaes como:Bulbo, "S" e Tubular.

Objetivando diminuir os custos e aumentar o seu campo de aplicao as Francis, almde caixa espiral, so oferecidas em caixas cilndricas e abertas. J as Pelton sooferecidas com um ou dois injetores. Normalmente, em se tratando de PCHs, estasmquinas so instaladas com eixo horizontal.

Algumas empresas voltaram seus interesses ao mercado das PCHs, procurandodesenvolver modelos de turbinas hidrulicas para fabricao em srie. Poucas empresas,no tradicionais no mercado, trabalham exclusivamente com a Michell-Banki, a maioriaconcentra suas atividades nas clssicas: Pelton, Francis e Hlice, deixando os carosrotores Kaplan para uma fase posterior, quando o mercado assim o permitir. Em casodas instalaes exigirem este ltimo tipo, os projetos geralmente so importados dassedes de origem do fornecedor.

Alguns tipos de turbinas que, embora bastante utilizadas, so consideradas noconvencionais. Dos tipos descritos a seguir, somente a Michell-Banki bem divulgadana industria nacional, apesar de ser produzida em pequena escala. Todas elasapresentam como vantagens comuns: simplicidade construtiva, adequao

padronizao, baixo custo, simplicidade de operao e manuteno, robustez doscomponentes, bom comportamento em sistemas isolados. Como desvantagem,conseqentes das simplificaes impostas, elas apresentam rendimentos ligeiramenteinferiores s turbinas tradicionais.

Fonte:

http://www.cerpch.unifei.edu.br/turbinas.php