Combustíveis – Os navios e o Petróleo III

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Neste artigo começaremos a ver as aplicações dos óleos combustíveis e suas especificidades. É sempre bom sabermos destes detalhes técnicos, pois a maioria passa despercebido por nós em nosso dia a dia. Esperamos que gostem e que seja realmente útil pata todos.

Não esqueçam de acessar a segunda parte, no link que segue ao final deste post.

Aplicações do Óleo Combustível

Todas as aplicações de óleo combustível baseiam-se na geração de energia pela queima dele. A queima de Óleo Combustível (reação de oxidação) libera uma grande quantidade de calor, que pode ser usada para geração de vapor, por exemplo, em turbinas a vapor.

Devido ao grande volume e elevada pressão de gases gerados pela combustão pode ser usada para movimentar um motor, ou (menos comum no uso do HFO, mas bem comum em se tratando de MGO), uma turbina a gás.

Quando o Óleo Combustível é queimado, uma certa quantidade de calor, que é definida pelo Calor de Combustão (unidade no SI: MJ / kg) do combustível, é liberada. Calor de Combustão (ΔHc0) é energia liberada em forma de calor quando um composto se submete à completa combustão com oxigênio. A reação química é tipicamente um hidrocarboneto reagindo com o oxigênio e formando dióxido de carbono, água e calor. As usinas termoelétricas usam este calor para produzir vapor, que então movimenta turbinas a vapor, ou então usam o combustível para a queima direta nos motores diesel. Nas suas diferentes aplicações, a energia mecânica gerada pela queima de combustível pode ser usada para a propulsão ou para ser convertida em energia elétrica.

Para motores marítimos e turbinas a gás, a energia mecânica fornecida pelos gases de combustão é utilizada diretamente para propulsão ou convertida em energia elétrica para usinas de energia. Para instalações maiores, a relação custo benefício, a necessidade de um melhor rendimento das instalações e as restrições ambientais levaram à introdução da co-geração. Na co-geração, uma parte da energia elétrica perdida é utilizada para alimentar uma planta de baixa pressão de vapor, apropriada para uma ampla gama de aplicações de aquecimento.

Especificações de Combustíveis

As diferentes aplicabilidades dos óleos Combustíveis, somadas às considerações ambientais, levaram à criação diferentes tipos de especificações de combustíveis. Estas especificações são muito mais exigentes do que as do antigo Óleo Combustível nº 6 ou do Bunker C, da época em que todo o combustível pesado era utilizado para as usinas termoelétricas ou na geração de vapor para alimentar turbinas. As normas que regulamentam as emissões de gases para as termoelétricas podem variar amplamente, dependendo da região geográfica. Uma vez que todo SO2 emitido provém do Enxofre existente no combustível, as normal que regulamentam as emissões do SO2, automaticamente, visam limitar o teor de Enxofre presente no combustível, com exceção das grandes instalações de combustão, onde o padrão pode ser economicamente reunido com a dessulfurização de gás combustível.

No final da década de 60, os motores diesel foram o principal meio de propulsão de navios. Ao final dos anos 70, as séries de motores marítimos que queimavam óleo cru mantiveram-se especificadas apenas pela sua viscosidade máxima. Isso funcionou bem com combustível pesado proveniente das refinarias por destilação atmosférica Problemas operacionais relacionados ao combustível surgiram com o desenvolvimento das refinarias, na segunda metade da década de 70, quando a maioria deixou de  fazer o refino por destilação direta para fazerem o refino complexo. Em 1982 houve a publicação das pela British Standard Organization, uma espécie de ABNT do Reino Unido (BS MA 100), e pela CIMAC (Conseil International de Machines à Combustion).

Uma norma internacional ISO já existe desde 1987: a ISO 8217. O objetivo declarado da ISO 8217 é definir os requisitos para os combustíveis fósseis para uso marítimo, tanto em motores a diesel como em caldeiras, para orientação do pessoal envolvido na atividade, tais como designers de equipamentos marítimos, fornecedores e compradores dos combustíveis marítimos. Estas especificações são periodicamente revistas para adequarem-se às alterações na tecnologia de motores navais e ao desenvolvimento constante dos processos de refino de petróleo e aspectos ambientais.

As especificações mais importantes para garantir um bom funcionamento de um motor com combustível proveniente de refino complexo são:

• Limite de densidade máxima: Importante para a operação dos purificadores (separadores centrífugos) e para assegurar a qualidade de ignição satisfatória na câmara de combustão, quando usando combustíveis de baixa viscosidade.

• Limite máximo de Al + Si: no refino complexo, os HCO’s são utilizados como componentes de uma mistura. No craqueador catalítico, as partículas de catalisador Silicato de Alumínio que estão mecanicamente danificadas não são completamente removidas do montante de HCO, e são encontradas em concentrações da casa dos mG / kG, em montantes de combustível pesado misturados com HCO. A fim de evitar danos abrasivos no sistema de combustível a bordo dos navios, é necessário limitar a quantidade de Al + Si a um nível em que possa ser adequadamente removido pelo sistema de purificação de combustível a bordo.

• Limite máximo de sedimento total potencial: a estabilidade de asfaltenos é deteriorada pelo processo de viscorredução e os problemas de instabilidade podem causar sérios problemas tanto nos purificadores quanto nos filtros do sistema de combustível, daí a necessidade de se ter um combustível dentro das especificações corretas, certificando-se que o mesmo possui uma estabilidade adequada.

A aplicação mais generalizada de combustível pesado é encontrada em turbinas a gás de uso severo. Aqui a especificação correta do combustível antes da injeção é muito específica, só podendo ser obtida por uma limpeza e purificação extremamente complexa do combustível. O tratamento de combustível consiste na remoção dos metais alcalinos e pela inibição da corrosão induzida por Vanádio, que é feita através de aditivos a base de Magnésio, que reagem com o Vanádio, formando compostos não corrosivos.

Não deixe de acessar a segunda matéria desta série, clicando aqui.

Por Rodrigo Cintra

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