Avaliação da qualidade de óleos combustíveis pesados utilizados em usinas termelétricas

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Química Analítica

Autores

Menezes, L.C. ((LPQAP/NEPE/UFMA)) ; Oliveira, D.S. ((LAPQA/NEPE/UFMA)) ; Silva, M.A.P. ((LAPQA/NEPE/UFMA)) ; Silva, G.C. ((LAPQA/NEPE)) ; Marques, E.P. ((LAPQA/NEPE/UFMA)) ; Rolemberg, M.P. ((UNIFAL)) ; Marques, A.L.B. ((LAPQA/NEPE/UFMA)) ; Lacerda, C.A. ((LAPQA/NEPE/UFMA))

Resumo

As usinas termelétricas que utilizam óleo combustíveis para geração de energia são acionadas sob demanda quando há uma diminuição nos reservatórios das usinas hidrelétricas. Quando não estão em operação as termelétricas necessitam estocar grandes quantidades de óleo combustível por um tempo indeterminado. Até o momento não tem estudos que avaliem a qualidade de óleo combustível estocados por muito tempo. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a qualidade do óleo combustível armazenado por um período de 12 meses sob diferentes condições de temperatura. Os resultados das análises físico-químicas mostraram que as características do óleo combustível se apresentaram estáveis e com variações mínimas durante o período de armazenagem, mesmo em condições distintas de temperatura.

Palavras chaves

Óleo combustível; análise físico-química; termelétrica

Introdução

No Brasil existem em operação atualmente 26 usinas termelétricas (UTE) que utilizam óleo combustível e que podem gerar aproximadamente uma potência de 2476 MW - ANEEL(2015). Estas UTE’s são acionadas sob demanda para geração de energia elétrica, consumindo uma grande quantidade de óleo combustível que, devido a fatores diversos, pode permanecer armazenado por várias semanas ou meses. Em geral, a estocagem por períodos de tempo relativamente curtos não é usual e não reflete as reais condições de operação das termelétricas que depende do despacho do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS).Entretanto, durante um longo período de armazenamento, o óleo combustível pode reter quantidades de água e sedimentos em suspensão, o que pode afetar o valor do seu PCI e outras variáveis químicas, repercutindo desfavoravelmente na eficiência energética do processo de geração de energia utilizado nas termelétricas.As recomendações dos fornecedores de óleo combustível são para evitar estocar o material por longos períodos ou, caso isso não seja possível, manter o óleo sob condições específicas de temperatura e agitação esporádica. O controle da temperatura permitiria diminuir a absorção de água no óleo e a agitação a sedimentação de partículas. O custo operacional para manter o óleo combustível estocado sob condições específicas de temperatura e agitação é relativamente alto, porém não se sabe ao certo qual a influência das variações ambientais no comportamento das propriedades do óleo combustível como, por exemplo, densidade, viscosidade e, principalmente, o PCI. O objetivo principal desse estudo foi avaliar a qualidade de óleo combustível utilizado nas termelétricas após um longo período de armazenamento.

Material e métodos

O óleo combustível utilizado foi o OCB1, inicialmente foi realizada a caracterização das principais propriedades físico-química do óleo combustível. Tais propriedades foram utilizadas como referência para análises posteriores. Após a caracterização, o óleo combustível foi distribuído em tanques encamisado de aproximadamente 3 litros, confeccionados em aço inox e armazenados por um período de 12 meses. O óleo no interior dos tanques foi mantido a diferentes temperaturas predeterminadas de 50°C, 70°C, 90°C e a temperatura ambiente. A temperatura da água de recirculação nos tanques foi controlada utilizando-se banho termostáticos (marca Solab) com precisão de ± 1°C. Os principais parâmetros físico-químicos analisados foram viscosidade cinemática, teor de enxofre, água e sedimentos, ponto de fulgor, cinzas, densidade, resíduo de carbono, asfaltenos e PCI. As análises físico-químicas foram realizadas de acordo com as normas ASTM. As análises foram realizadas mensalmente.

Resultado e discussão

As características dos óleos combustíveis sofrem grande influência das frações do petróleo que o compõem. O conhecimento do significado e das influências que cada uma destas características exerce no armazenamento, transporte e uso dos óleos combustíveis são importantes para se obter o melhor desempenho e aproveitamento do combustível (SANTOS,2003). A Tabela 1 apresenta os resultados da caracterização físico-química do óleo combustível, antes de ser armazenados sob diferentes temperaturas. Os resultados da análise físico-química estão de acordo com a especificação para os óleos combustíveis (Portaria ANP n° 80/99). Dentre os parâmetros físico-químicos avaliados apenas alguns considerados mais relevantes foram monitorados periodicamente: a densidade relativa, o ponto de fulgor, a viscosidade, o teor de água e sedimentos, micro resíduo de carbono, enxofre total, viscosidade e o PCI. A Tabela 2 mostra os resultados das análises do óleo combustível armazenado em tanques por um período de 12 meses nas temperaturas de 90°C e 30°C. Devido à grande quantidade de dados os resultados apresentados na Tabela 2 são a média dos parâmetros físico- químicos avaliados. De acordo com os dados da Tabela 2 verificamos que não houve variação significativas nas propriedades físico-química com o tempo de armazenamento para as amostras analisadas em nas temperaturas de 90°C e 30°C, esses resultados também foram observados para todas as amostras armazenadas pelo mesmo período em outras temperaturas. As pequenas variações apresentadas não são significativas visto que, todos os resultados estão de acordo com os limites controle definidos pela Agência Nacional de Petróleo – ANP, na Portaria 80 de 30 de abril de 1999 e compõem a especificação oficial dos óleos combustíveis.

Caracterização físico-química do óleo combustível.


Análises físico-química do óleo combustível após um período de 12 meses.

Conclusões

Os resultados das análises mostraram que as características físico-químicas do óleo combustível se apresentaram estáveis e com variações mínimas no período de análise, mesmo em condições distintas de armazenamento. O PCI praticamente não difere do PCI das amostras analisadas no início do processo de armazenamento. Portanto, para manter as características físico-químicas dos óleos combustíveis, não é necessário armazená-los sob temperatura controlada.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Departamento de Assuntos Estudantis (DAE/UFMA), ao Programa de P&D ANEEL e a Gera Maranhão pelo apoio financeiro ao projeto.

Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA – ANEEL. Banco de Informações de Geração (BIG). Disponível em:http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.cfm. Acesso em: 22 de junho de 2015.

AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO. PORTARIA ANP n° 80 de 30 de abril de 1999. Disponível em:http://nxt.anp.gov.br/NXT/gateway.dll/leg/folder_portarias_anp/portarias_anp_tec/1999/maio/panp%2080%20-%201999.xml>. Acesso em: 22 julho de 2015.

SANTOS, J. A.Manual do Óleo Combustível. Belo Horizonte: Guanabara, 2003.