Desenvolvimento e teste de um programa computacional para simulação de plantas térmicas e de potência

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e teste de um protótipo de um programa computacional para simulação de plantas térmica e de potência, com os principais recursos de programas comerciais existentes, com baixo custo e com interface gráfica mais amigável. O referido programa foi denominado TPPS (abreviação de Thermal Power Plant Software), tendo sido desenvolvido na linguagem object pascal, utilizando a IDE do DELPHI e a biblioteca FLUIDPROP, na qual constam os componentes para cálculo das propriedades termodinâmicas envolvidas. Para tanto, inicialmente é apresentada uma breve descrição de alguns programas computacionais disponíveis no mercado que comumente são utilizados no meio acadêmico sendo que, dentre eles, foram escolhidos três (Cycle-Tempo, EES e IPSEpro) para efeito comparativo dos resultados das simulações com o programa desenvolvido, tendo como base duas plantas básicas, uma de geração e outra de cogeração de energia. Foi utilizada uma metodologia de simulação que consiste na avaliação dos processos, dos dados e do resultado dos cálculos obtidos. Para tanto, foram consideradas as hipóteses de regime permanente; variações das energias cinéticas e potencial são desprezadas em virtude de se desejar apenas um simples comparativo de valores das propriedades termodinâmicas calculadas; processos adiabáticos em todos os equipamentos que fazem parte dos ciclos, exceto para trocadores de calor, para os quais um parâmetro de eficiência define a quantidade de calor transferida ao meio. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios, tendo em vista que não houve discrepâncias entre os resultados obtidos por cada um dos programas, mostrando que a ferramenta desenvolvida, em sua primeira versão, atende os requisitos a que se propôs. Por fim, são apresentados resultados de uma simulação de uma planta de cogeração mais complexa, através do TPPS

This study aimed to develop and test a prototype of a computer program for simulation of thermal and power plants, with the main sources of existing commercial programs, with low cost and friendlier graphical interface. The program was denominated TPPS (abbreviation for Thermal Power Plant Software), and has been developed in Object Pascal language, using the Delphi IDE and FLUIDPROP library, which contains the components for calculating the thermodynamic properties involved. Therefore, initially presents a brief description of some computational programs available that are commonly utilized in the academic environment and among them, three were chosen (Cycle-Time, EES and IPSEpro) for comparison of the simulation results with the program developed, based on two basic plants, one of power generation and the other one of cogeneration. The simulation methodology consists of the evaluation of the processes, data and results obtained from the calculations. Therefore, it was considered the hypothesis of steady state and the variations of kinetic and potential energies were neglected because just a simple comparison of calculated values of thermodynamic properties; adiabatic processes in all devices of the cycles, except for heat exchangers, for which an efficiency parameter defines the amount of heat transferred to the environment. The results were quite satisfactory, considering that there were no discrepancies between the results obtained by each one of the programs, showing that the first version of the software developed meets the proposed requirements. Finally, results of simulation of a more complex cogeneration plant through the TPPS are presented