ANÁLISE TERMODINÂMICA DE TECNOLOGIAS DE RECUPERAÇÃO DE ENERGIA EM SISTEMA DE COGERAÇÃO VISANDO A REDUÇÃO DE EMISSÕES DE CO2 EM PLATAFORMA OFFSHORE DO TIPO FPSO
Plataformas marítimas do tipo FPSO são navios flutuantes projetados para extração e processamento de gás natural e óleo extraído de regiões de águas profundas e ultraprofundas. A autossuficiência desta unidade produtora é provida pela planta de cogeração, que é o maior emissor de 𝐶𝑂2 da instalação e o foco deste trabalho, visando a redução de emissões e melhoria de desempenho. A planta de cogeração estudada é equipada com 3 turbogeradores principais e um reserva modelo GE LM2500+, responsáveis tanto pelo suprimento elétrico quanto térmico da instalação. Adicionalmente à planta principal, há 2 turbinas a gás GE LM2000 responsáveis pelo acionamento da planta de compressão de 𝐶𝑂2 para reinjeção no poço de petróleo. Ao longo da vida útil de um campo de petróleo as demandas térmica e elétrica variam em função da composição percentual de óleo, gás e água no óleo extraído. Por sua vez, as condições operacionais dos turbogeradores são alteradas em função das oscilações de demanda e de fatores como as condições atmosféricas do local de operação da plataforma. A proposta deste trabalho é, de posse das curvas de produção e de demandas térmica e elétrica previstas, conduzir análise termodinâmica da mencionada planta de cogeração e de configurações alternativas de recuperação de energia sob condições reais de funcionamento, baseadas no estudo de tecnologias presentes no estado da arte. É estudado o funcionamento do sistema com resfriamento do ar de admissão dos turbogeradores com sistema de refrigeração por compressão (SRC) e sistema de refrigeração por absorção (SRA), e com sistemas ORC (Ciclo Rankine Orgânico) para recuperação de calor dos gases de exaustão dos turbogeradores. Os resultados das simulações demonstram viés positivo, já que todas as configurações propostas apontaram redução de emissões de 𝐶𝑂2 de até 19% e aumento da eficiência exergética de até 12%. Por outro lado, análises de área ocupada e peso total da planta de cogeração para algumas configurações mostram que dimensões indesejadas podem ser alcançadas.