NOÇÕES DE
COMPRESSORES
NOÇÕES DE
Autor: Cleuber Pozes Valadão
Ao final desse estudo, o treinando poderá:
• Reconhecer os principais tipos de compressores, citando ou
identificando os seus principais componentes;
• Diferenciar os princípios de funcionamento e as aplicações específicas dos compressores.
NOÇÕES DE
Este material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos da área de Exploração & Produção da Petrobras. Ele se estende para além dessas páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a experiência de anos de dedicação e aprendizado no exercício das atividades profissionais na Companhia.
É com tal experiência, refletida nas competências do seu corpo de empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes desafios com os quais ela se depara no Brasil e no mundo.
Nesse contexto, o E&P criou o Programa Alta Competência, visando prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força de trabalho às estratégias do negócio E&P.
Realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como premissa a participação ativa dos técnicos na estruturação e detalhamento das competências necessárias para explorar e produzir energia.
O objetivo deste material é contribuir para a disseminação das competências, de modo a facilitar a formação de novos empregados e a reciclagem de antigos.
Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de sucesso que ela é.
Programa Alta Competência
Agradecimentos
Agradeço a todos que direta ou indiretamente colaboraram para a realização deste trabalho, que servirá de instrumento para as aulas dos cursos de formação.
Esta seção tem o objetivo de apresentar como esta apostila está organizada e assim facilitar seu uso.
No início deste material é apresentado o objetivo geral, o qual representa as metas de aprendizagem a serem atingidas.
Autor
Ao fi nal desse estudo, o treinando poderá: • Identifi car procedimentos adequados ao aterramento e à manutenção da segurança nas instalações elétricas; • Reconhecer os riscos de acidentes relacionados ao aterramento de segurança;
• Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.
ATERRAMENTO DE SEGURANÇA
Como utilizar esta apostila
O material está dividido em capítulos.
No início de cada capítulo são apresentados os objetivos específi cos de aprendizagem, que devem ser utilizados como orientadores ao longo do estudo.
No fi nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem. Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do capítulo em questão.
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas
Capítulo 1
Riscos elétricos e o aterramento de segurança
Ao fi nal desse capítulo, o treinando poderá:
• Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e riscos elétricos;
• Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos;
• Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.
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Alta Competência
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Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
A gravidade dos efeitos fi siológicos no organismo está relacionada a quatro fatores fundamentais:
Tensão; •
Resistência elétrica do corpo; •
Área de contato; •
Duração do choque. •
Os riscos elétricos, independente do tipo de •
instalação ou sistema, estão presentes durante toda a vida útil de um equipamento e na maioria das instalações. Por isso é fundamental mantê-los sob controle para evitar prejuízos pessoais, materiais ou de continuidade operacional.
Os
• choques elétricos representam a maior fonte de lesões e fatalidades, sendo necessária, além das medidas de engenharia para seu controle, a obediência a padrões e procedimentos de segurança.
1.4. Exercícios
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser
projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( ) “Nas instalações elétricas de áreas classificadas
(...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.”
( ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.”
( ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 24
Alta Competência
25
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação
Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http:// www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004.
Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med. br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/
parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/
choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança? O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos.
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e
executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser
adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.”
( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.”
( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:
( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes normalmente energizadas da instalação elétrica. ( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer
riscos de choques elétricos.
( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se houver falha no isolamento desse equipamento. ( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um
“fi o terra”.
( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem da corrente elétrica pelo corpo humano.
1.7. Gabarito 1.6. Bibliografi a
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas defi nições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente identifi cados, pois estão em destaque.
48 49
3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança
T
odas as Unidades de Exploração e Produção possuem um plano de manutenção preventiva de equipamentos elétricos (motores, geradores, painéis elétricos, transformadores e outros). A cada intervenção nestes equipamentos e dispositivos, os mantenedores avaliam a necessidade ou não da realização de inspeção nos sistemas de aterramento envolvidos nestes equipamentos. Para que o aterramento de segurança possa cumprir corretamente o seu papel, precisa ser bem projetado e construído. Além disso, deve ser mantido em perfeitas condições de funcionamento.Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico por contato indireto e de incêndio e explosão.
3.1. Problemas operacionais
Os principais problemas operacionais verifi cados em qualquer tipo de aterramento são:
• Falta de continuidade; e
• Elevada resistência elétrica de contato.
É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 defi ne o valor de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo admissível para resistência de contato.
56
Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança
57
Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se
manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma corrente elétrica.
Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica. Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI –
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade – Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008.
3.5. Bibliografi a 3.4. Glossário
O material está dividido em capítulos.
No início de cada capítulo são apresentados os objetivos específi cos de aprendizagem, que devem ser utilizados como orientadores ao longo do estudo.
No fi nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem. Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do capítulo em questão.
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas
Capítulo 1
Riscos elétricos e o aterramento de segurança
Ao fi nal desse capítulo, o treinando poderá:
• Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e riscos elétricos;
• Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos;
• Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.
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Alta Competência
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Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
A gravidade dos efeitos fi siológicos no organismo está relacionada a quatro fatores fundamentais:
Tensão; •
Resistência elétrica do corpo; •
Área de contato; •
Duração do choque. •
Os riscos elétricos, independente do tipo de •
instalação ou sistema, estão presentes durante toda a vida útil de um equipamento e na maioria das instalações. Por isso é fundamental mantê-los sob controle para evitar prejuízos pessoais, materiais ou de continuidade operacional.
Os
• choques elétricos representam a maior fonte de lesões e fatalidades, sendo necessária, além das medidas de engenharia para seu controle, a obediência a padrões e procedimentos de segurança.
1.4. Exercícios
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser
projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( ) “Nas instalações elétricas de áreas classificadas
(...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.”
( ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.”
( ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 24
Alta Competência
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Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação
Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http:// www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004.
Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med. br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/
parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/
choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança? O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos.
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e
executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser
adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.”
( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.”
( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:
( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes normalmente energizadas da instalação elétrica. ( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer
riscos de choques elétricos.
( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se houver falha no isolamento desse equipamento. ( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um
“fi o terra”.
( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem da corrente elétrica pelo corpo humano.
1.7. Gabarito 1.6. Bibliografi a
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas defi nições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente identifi cados, pois estão em destaque.
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Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança
49 3. Problemas operacionais, riscos e
cuidados com aterramento de segurança
T
odas as Unidades de Exploração e Produção possuem um plano de manutenção preventiva de equipamentos elétricos (motores, geradores, painéis elétricos, transformadores e outros). A cada intervenção nestes equipamentos e dispositivos, os mantenedores avaliam a necessidade ou não da realização de inspeção nos sistemas de aterramento envolvidos nestes equipamentos. Para que o aterramento de segurança possa cumprir corretamente o seu papel, precisa ser bem projetado e construído. Além disso, deve ser mantido em perfeitas condições de funcionamento.Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico por contato indireto e de incêndio e explosão.
3.1. Problemas operacionais
Os principais problemas operacionais verifi cados em qualquer tipo de aterramento são:
• Falta de continuidade; e
• Elevada resistência elétrica de contato.
É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 defi ne o valor de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo admissível para resistência de contato.
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Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança
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Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se
manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma corrente elétrica.
Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica. Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI –
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade – Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008.
3.5. Bibliografi a 3.4. Glossário
Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, basta consultar a Bibliografi a ao fi nal de cada capítulo.
Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos.
A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo abordado de um determinado item do capítulo.
“Importante” é um lembrete das questões essenciais do conteúdo tratado no capítulo.
24 Alta Competência
25 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI –
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004.
Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med. br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/ parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/ choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos.
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.”
( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.”
( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.”
3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:
( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes normalmente energizadas da instalação elétrica.
( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer riscos de choques elétricos.
( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se houver falha no isolamento desse equipamento.
( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um “fi o terra”.
( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem da corrente elétrica pelo corpo humano.
1.7. Gabarito 1.6. Bibliografi a
14
Alta Competência
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Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a primeira observação de um fenômeno relacionado com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome dado à resina produzida por pinheiros que protege a árvore de agressões externas. Após sofrer um processo semelhante à fossilização, ela se torna um material duro e resistente.
Os riscos elétricos de uma instalação são divididos em dois grupos principais:
1.1. Riscos de incêndio e explosão
Podemos defi nir os riscos de incêndio e explosão da seguinte forma:
Situações associadas à presença de sobretensões, sobrecorrentes, fogo no ambiente elétrico e possibilidade de ignição de atmosfera potencialmente explosiva por descarga descontrolada de eletricidade estática.
Os riscos de incêndio e explosão estão presentes em qualquer instalação e seu descontrole se traduz principalmente em danos pessoais, materiais e de continuidade operacional.
Trazendo este conhecimento para a realidade do E&P, podemos observar alguns pontos que garantirão o controle dos riscos de incêndio e explosão nos níveis defi nidos pelas normas de segurança durante o projeto da instalação, como por exemplo:
A escolha do tipo de
• aterramento funcional mais adequado ao ambiente;
A seleção dos dispositivos de proteção e controle; •
A correta manutenção do sistema elétrico. •
O aterramento funcional do sistema elétrico tem como função permitir o funcionamento confi ável e efi ciente dos dispositivos de proteção, através da sensibilização dos relés de proteção, quando existe uma circulação de corrente para a terra, provocada por anormalidades no sistema elétrico.
Observe no diagrama a seguir os principais riscos elétricos associados à ocorrência de incêndio e explosão:
Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta dos principais pontos abordados no capítulo.
Em “Atenção” estão destacadas as informações que não devem ser esquecidas.
Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo.
Aproveite este material para o seu desenvolvimento profi ssional!
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose.
É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela!
ImpOrTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas
rESUmINDO...
NÍVEL DE RUÍDO DB (A) DIÁRIA PERMISSÍVEL
85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos
Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA?
?
É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela!
ImpOrTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas
rESUmINDO...
NÍVEL DE RUÍDO DB (A) MÁXIMA EXPOSIÇÃO DIÁRIA PERMISSÍVEL
85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos
Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA?
?
É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela!
ImpOrTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas
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85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos
Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, basta consultar a Bibliografi a ao fi nal de cada capítulo.
Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos.
A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo abordado de um determinado item do capítulo.
“Importante” é um lembrete das questões essenciais do conteúdo tratado no capítulo.
24 Alta Competência
25 Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI –
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004.
Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med. br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/ parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/ choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos.
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.”
( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.”
( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.”
3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:
( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes normalmente energizadas da instalação elétrica.
( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer riscos de choques elétricos.
( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se houver falha no isolamento desse equipamento.
( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um “fi o terra”.
( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem da corrente elétrica pelo corpo humano.
1.7. Gabarito 1.6. Bibliografi a
14
Alta Competência
15
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a primeira observação de um fenômeno relacionado com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome dado à resina produzida por pinheiros que protege a árvore de agressões externas. Após sofrer um processo semelhante à fossilização, ela se torna um material duro e resistente.
Os riscos elétricos de uma instalação são divididos em dois grupos principais:
1.1. Riscos de incêndio e explosão
Podemos defi nir os riscos de incêndio e explosão da seguinte forma:
Situações associadas à presença de sobretensões, sobrecorrentes, fogo no ambiente elétrico e possibilidade de ignição de atmosfera potencialmente explosiva por descarga descontrolada de eletricidade estática.
Os riscos de incêndio e explosão estão presentes em qualquer instalação e seu descontrole se traduz principalmente em danos pessoais, materiais e de continuidade operacional.
Trazendo este conhecimento para a realidade do E&P, podemos observar alguns pontos que garantirão o controle dos riscos de incêndio e explosão nos níveis defi nidos pelas normas de segurança durante o projeto da instalação, como por exemplo:
A escolha do tipo de
• aterramento funcional mais adequado ao ambiente;
A seleção dos dispositivos de proteção e controle; •
A correta manutenção do sistema elétrico. •
O aterramento funcional do sistema elétrico tem como função permitir o funcionamento confi ável e efi ciente dos dispositivos de proteção, através da sensibilização dos relés de proteção, quando existe uma circulação de corrente para a terra, provocada por anormalidades no sistema elétrico.
Observe no diagrama a seguir os principais riscos elétricos associados à ocorrência de incêndio e explosão:
Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta dos principais pontos abordados no capítulo.
Em “Atenção” estão destacadas as informações que não devem ser esquecidas.
Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo.
Aproveite este material para o seu desenvolvimento profi ssional!
Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose.
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Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose.
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Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose.
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Sumário
Sumário
Introdução 17
Capítulo 1 - Compressores - definição, classificação e aplicação
Objetivos 19
1. Compressores - definição, classificação e aplicação 21
1.1. Classificação dos compressores 23
1.2. Aplicação dos compressores 26
1.3. Exercícios 28
1.4. Glossário 30
1.5. Bibliografia 31
1.6. Gabarito 32
Capítulo 2 - Compressores centrífugos
Objetivos 33
2. Compressores centrífugos 35
2.1. Princípios de funcionamento 35
2.2. Principais componentes 38
2.3. Sistemas auxiliares de um compressor centrífugo 42
2.3.1. Sistema de proteção 42 2.3.2. Sistema de selagem 43 2.3.3. Sistema de balanceamento axial 45
2.4. Circuitos auxiliares de um compressor centrífugo 47
2.4.1. Circuito de óleo de selagem 47 2.4.2. Circuito de gás de selagem 49 2.4.3. Circuito de óleo lubrificante 53 2.4.4. Circuito de processamento de gás 54 2.4.5. Circuito de controle anti-surge 55 2.4.6. Circuito de controle de capacidade 63
2.5. Operação 66
2.5.1. Preparação do circuito de gás de selagem 67 2.5.2. Preparação e partida do circuito de óleo lubrificante 68 2.5.3. Partida da unidade 69 2.5.4. Shutdown da unidade 70 2.5.5. Verificações rotineiras 70 2.5.6. Temperatura e pressão de operação de óleo –
2.8. Bibliografia 79
2.9. Gabarito 80
Capítulo 3 - Compressores axiais
Objetivos 83
3. Compressores axiais 85
3.1. Princípio de funcionamento 85
3.2. Principais componentes 88
3.3. Circuito de controle de capacidade 89
3.4. Limites operacionais 89
3.5. Exercícios 94
3.6. Glossário 97
3.7. Bibliografia 98
3.8. Gabarito 99
Capítulo 4 - Compressores de parafuso
Objetivos 101
4. Compressores de parafuso 103
4.1. Princípio de funcionamento 103
4.2. Principais componentes 105
4.3. Circuito de controle de capacidade 106
4.4. Circuito de lubrificação 108
4.5. Exercícios 110
4.6. Glossário 113
4.7. Bibliografia 114
4.8. Gabarito 115
Capítulo 5 - Compressores alternativos
Objetivos 117
5. Compressores alternativos 119
5.1. Princípio de funcionamento 120
5.2. Principais componentes 121
5.3. Circuito de controle de capacidade 124
5.3.1. Tipos de controle de capacidade 125 5.3.2. Problemas de partida 131 5.4. Circuito de lubrificação 132 5.5. Exercícios 134 5.6. Glossário 137 5.7. Bibliografia 138 5.8. Gabarito 139
17
Introdução
O
gás natural ganha cada vez mais destaque na matriz energética do nosso país por ser um combustível limpo e barato. As projeções demonstram a duplicação do suprimento de gás nos próximos cinco anos.Nesse contexto, em que é necessário permitir o escoamento do gás por todo o território nacional, seu transporte ganha notoriedade por ser uma fase fundamental para a logística de aproveitamento deste derivado de petróleo.
Os gasodutos proporcionam o escoamento do gás entre a fonte (reservatório) e o usuário. Os dutos são os meios de transporte; entretanto, a condição necessária para o escoamento depende da contrapressão no duto, ou seja, da pressão mínima necessária para que o escoamento ocorra. Logo, a compressão é uma das fases do condicionamento do gás natural que antecede o transporte e a distribuição e que deve proporcionar a pressão necessária ao escoamento. Entre esses dois pontos de escoamento do gás (reservatório e usuário) pode haver uma ou mais estações de compressores. A compressão do gás é um processo físico no qual são utilizados compressores com o objetivo de proporcionar uma elevação de pressão do gás para o seu escoamento.
Capítulo 1
Compressores -
definição,
classificação
e aplicação
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Definir compressores;
• Classificar os compressores de acordo com seus tipos e aplicações.
21
Capítulo 1. Compressores - definição, classificação e aplicação
1. Compressores - definição,
classificação e aplicação
O
s compressores são máquinas que servem para comprimir um gás à pressão desejada. Podem ser requeridos para as mais variadas condições de operação, de modo que toda a sua sistemática de especificação, projeto, operação e manutenção dependem, fundamentalmente, da sua aplicação.Os compressores são máquinas operatrizes projetadas para proporcionar a elevação da pressão de um gás, transferindo para este energia em forma de trabalho, aplicando-se uma força.
Um compressor, como qualquer equipamento de fluxo, tem o seu comportamento influenciado pelas características do processo no qual está inserido. No caso dos compressores, toda essa influência pode ser precisamente representada por quatro parâmetros denominados características do processo (ou sistema), que são:
Pressão de sucção (P1) • : pressão do gás na entrada do compressor; Temperatura de sucção (T1) • : temperatura do gás na entrada do compressor;
Natureza molecular do gás (composição)
• : composição do gás,
massa molecular;
Pressão de descarga (P2)
• : pressão do gás na saída do compressor.
sucção descarga
22
Assim, podemos considerar que os valores assumidos por esses parâmetros, instantaneamente, definem todas as demais grandezas associadas ao desempenho do compressor, dentre as quais podemos citar:
Vazão de operação (volumétrica ou mássica); •
Potência de compressão (N); •
Temperatura de descarga (T2); •
Eficiência politrópica (eficiência da compressão); •
Intensidade dos esforços. •
A vazão de operação é o volume requerido para ser deslocado, entre a sucção e a descarga.
A temperatura de descarga depende da temperatura de sucção, da relação entre as pressões de descarga e de sucção e do coeficiente politrópico.
A potência depende da vazão mássica e do trabalho cedido ao gás durante a compressão.
A eficiência politrópica é a relação entre a energia específica útil e a energia específica cedida pelo compressor ao gás. A energia específica é a relação entre a energia e a massa de gás para um volume de controle, sendo calculada por cálculos específicos de head politrópico. Por outro lado, calcula-se a energia específica cedida através da variação da entalpia.
Existem vários tipos de compressores, diferenciados para suas aplicações em função dos parâmetros envolvidos, que são:
Vazão de operação (Qo); •
Razão de compressão (P2 / P1); •
23
Capítulo 1. Compressores - definição, classificação e aplicação
Composição do gás; •
Pressão de descarga. •
1.1. Classificação dos compressores
Os projetos de compressores estão fundamentados em dois sistemas conceptivos, no qual se baseiam todos os tipos de compressores de uso industrial, que são:
a) Compressores volumétricos; b) Compressores dinâmicos.
Observe, no diagrama a seguir, de que forma é organizada a classificação dos compressores:
Compressores
Volumétricos
Alternativos Rotativos
Palhetas / Parafusos / Lóbulos
Centrífugos Axiais
Dinâmicos
A seguir, será abordado um pouco mais sobre as características de funcionamento e aplicações que diferenciam esses dois tipos de compressores.
24
a) Compressores volumétricos ou de deslocamento positivo:
Nos compressores volumétricos, também chamados de compressores de deslocamento positivo, em razão de possuírem apenas um sentido de escoamento para o fluido, a elevação de pressão é conseguida através da redução do volume ocupado pelo gás e pode ser alcançada com a utilização de duas concepções diferentes de operação: em um ciclo de funcionamento ou por escoamento contínuo.
Pela concepção de ciclo de funcionamento, há diversas fases para atingir a elevação de pressão e manter o escoamento. Trata-se, pois, de um processo intermitente, no qual a compressão, propriamente dita, é efetuada em um sistema fechado, isto é, sem qualquer contato com a sucção e a descarga. Nesse caso, destacam-se os compressores alternativos.
Na concepção de escoamento contínuo, os rotores empurram o gás, promovendo o seu deslocamento por dentro do compressor, onde é imposta a redução do seu volume, progressivamente, da sucção para a descarga. Em conseqüência, ocorre a elevação de pressão. Nesta categoria, destacam-se os compressores rotativos de palhetas, de parafusos e os de lóbulos.
b) Compressores dinâmicos:
Os compressores dinâmicos também são chamados de compressores cinéticos ou turbocompressores.
Esse tipo de compressor comprime o gás pela ação dinâmica de palhetas ou de impulsores rotativos — os impelidores — que imprimem velocidade e pressão ao gás. Nesses compressores, a elevação de pressão é obtida pela variação de velocidade de um fluxo contínuo de gás. Os compressores dinâmicos são indicados para a movimentação de grandes volumes, à baixa ou média razão de compressão (relação entre a pressão de descarga e a pressão de sucção). Estes compressores operam em alta rotação e são, geralmente, acionados por motores elétricos ou turbinas a gás. O trabalho sobre o gás é efetuado por um rotor provido de palhetas ou impelidores.
25
Capítulo 1. Compressores - definição, classificação e aplicação
A trajetória do fluxo em relação ao rotor da máquina estabelece, ainda, dois grupos desses compressores, com sensíveis diferenças de projeto e performance:
Centrífugos Trajetória radial, ou seja, perpendicular ao eixo.
Axiais Trajetória axial, ou seja, paralela ao eixo.
ATENÇÃO
Os ejetores são mecanismos que podem ser usados como compressores, podendo substituí-los em determinadas aplicações. Entretanto, não são classificados como compressores. Por não possuírem componentes rotativos, seriam considerados como compressores do tipo dinâmicos, mas em uma segunda categoria.
Nos ejetores, uma fonte de gás é conectada à entrada de um difusor, por onde se consegue uma pressão bastante baixa através de um fluxo auxiliar, em alta velocidade. A diferença de pressões entre a fonte e esse ponto faz com que o gás se desloque, adquirindo velocidade e, portanto, energia cinética, que é posteriormente convertida em energia de pressão no difusor.
Os ejetores são usados, em geral, como bombas de vácuo e são capazes de deslocar fluidos líquidos e/ ou gasosos.
26 Fonte de gás PO Fluxo Auxiliar (Vapor d´água) Ar Difusor Ejetor 1.2. Aplicação dos compressores
No E&P os compressores centrífugos são empregados para comprimir os volumes maiores de gás natural (acima de 500 mil m3/d por
máquina), enquanto os compressores volumétricos (alternativos e rotativos) são empregados para compressão de baixos volumes de gás natural.
Nas plataformas de produção, todo o gás natural oriundo do separador de produção primário — gás produzido + gás lift, que processa o petróleo produzido pelos poços — é encaminhado para um depurador de gás para reter e descartar condensado. A partir dessa separação, o gás natural é direcionado para o compressor centrífugo (turbocompressor).
O gás natural oriundo do separador do segundo estágio (separador atmosférico) é comprimido pelo compressor volumétrico (alternativo ou rotativo) e, nessa aplicação, é designado de Unidade Recuperadora de Vapor (URV), por causa da baixa vazão de gás nessa fase do processamento de petróleo.
O gás natural produzido no separador atmosférico é comprimido pela URV e direcionado para o depurador de gás, juntando-se ao gás natural produzido no separador primário, escoando juntos para serem comprimidos no compressor centrífugo.
27
Capítulo 1. Compressores - definição, classificação e aplicação
Os compressores axiais não são empregados para a compressão de gás natural, mas equipam as turbinas a gás dos turbocompressores e turbogeradores, onde comprimem o ar com fluido motriz do ciclo termodinâmico.
A faixa de aplicação de cada tipo de compressor pode ser verificada na tabela a seguir: Tipos de compressores Grandeza Pd (pressão de descarga) Rc / est. (razão de compressão por estágio) Vazão
Unidade bar abs - - - - mil m3/h
Volumé-trico Alterna-tivo 3.500 10 até 8,4 Rotativo 17 10 0,12 a 42 Dinâmico Centrífugo 700 5 3 a 300 Axial 20 20 90 a 2.000
28
1) Defina compressores:
_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2) Correlacione a classificação e as características das duas concepções de compressores a seguir:
( a ) Para compressores volumétricos ( b ) Para compressores dinâmicos
( ) São chamados também de compressores cinéticos ou turbocompressores.
( ) Operam em alta rotação e são, geralmente, acionados por motores elétricos ou turbinas a gás.
( ) São divididos em dois grupos: alternativos ou rotativos. ( ) Comprimem o gás pela ação dinâmica de palhetas ou
impelidores.
( ) São subdivididos em dois grupos - centrífugos e axiais - em função da trajetória do fluxo em relação ao rotor.
( ) Os rotores empurram o gás, promovendo seu deslocamen-to por dentro do compressor, onde é imposta a redução do seu volume progressivamente da sucção para descarga e, conseqüentemente, ocorre a elevação de pressão.
3) Preencha as lacunas a seguir com o tipo de compressor (axial, cen-trífugo ou de parafuso) de acordo com as suas aplicações:
a) Os compressores _______________ comprimem gás do separador atmosférico e são designados de URV.
b) Os compressores _______________ são equipados com impelidores e projetados para grandes volumes de gás.
c) Os compressores _________________comprimem altos volumes de ar e equipam as turbinas a gás.
29
Capítulo 1. Compressores - definição, classificação e aplicação
4) Nas plataformas, todo o gás oriundo dos poços é comprimido por um: ( ) Compressor volumétrico. ( ) Compressor alternativo. ( ) Compressor rotativo. ( ) Compressor centrífugo. ( ) Compressor axial.
30
Ciclo termodinâmico - etapas consecutivas de processos físicos fechando um ciclo. Coeficiente politrópico - coeficiente do processo de compressão.
Entalpia - estado energético do gás, basicamente é a soma da energia de pressão
e energia de temperatura.
Fluido motriz - fluido que faz mover, que imprime movimento motor.
Gás lift - método de elevação artificial do petróleo, assim como os diversos tipos
de bombeio. Consiste na injeção de gás sob pressão na coluna de produção por meio de válvulas situadas próximas ao intervalo produtor. O gás se mistura ao petróleo, diminuindo sua densidade média, fazendo com que a pressão do reservatório seja suficiente para elevar o petróleo até a superfície.
Impelidor - componente do compressor que acelera o gás, mediante a atuação de
uma força centrífuga.
Lóbulo - parte convexa do rotor macho.
Máquina operatriz - máquina acionada por algum tipo de motor.
Palheta - lâmina montada no eixo do compressor axial, sendo responsável pela
aceleração do gás.
Parâmetro - grandeza mensurável que permite apresentar de forma mais simples
as características principais de um conjunto estatístico.
Turbocompressor - compressor rotativo centrífugo de alta pressão, constituído
por uma ou várias rodas com pás, montadas em série em um mesmo eixo e destinado à alimentação de uma rede ou de uma máquina.
Turbogerador - gerador elétrico acionado por uma turbina hidráulica, a gás ou
a vapor.
URV - Unidade Recuperadora de Vapor.
Vazão mássica - escoamento de massa por tempo.
31
Capítulo 1. Compressores - definição, classificação e aplicação
RODRIGUES, Paulo Sérgio B. Compressores Industriais. Rio de Janeiro: Editora Didática e Científica (EDC), 1991.
32
1) Defina compressores:
São máquinas que servem para comprimir um gás à pressão desejada, projetadas para proporcionar a elevação da pressão de um gás, através da transferência de energia ao gás em forma de trabalho.
2) Correlacione a classificação e as características das duas concepções de compressores a seguir:
( a ) Para compressores volumétricos ( b ) Para compressores dinâmicos
( b ) São chamados também de compressores cinéticos ou turbocompressores.
( b ) Operam em alta rotação e são, geralmente, acionados por motores elétricos ou turbinas a gás.
( a ) São divididos em dois grupos: alternativos ou rotativos.
( b ) Comprimem o gás pela ação dinâmica de palhetas ou impelidores.
( b ) São subdivididos em dois grupos - centrífugos e axiais - em função da trajetória do fluxo em relação ao rotor.
( a ) Os rotores empurram o gás, promovendo seu deslocamento por dentro do compressor, onde é imposta a redução do seu volume progressivamente da sucção para descarga e, conseqüentemente, ocorre a elevação de pressão.
3) Preencha as lacunas a seguir com o tipo de compressor (axial, centrífugo ou de parafuso) de acordo com as suas aplicações:
a) Os compressores parafusos comprimem gás do separador atmosférico e são designados de URV.
b) Os compressores centrífugos são equipados com impelidores e projetados para grandes volumes de gás.
c) Os compressores axiais comprimem altos volumes de ar e equipam as turbinas a gás.
4) Nas plataformas, todo o gás oriundo dos poços é comprimido por um: ( ) Compressor volumétrico. ( ) Compressor alternativo. ( ) Compressor rotativo. ( X ) Compressor centrífugo. ( ) Compressor axial.
1.6. Gabarito
Capítulo 2
Compressores
centrífugos
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Identificar os principais componentes dos compressores centrífugos e seus princípios de funcionamento;
• Caracterizar os sistemas auxiliares dos compressores centrífugos.
Capítulo 2. Compressores centrífugos
35
2. Compressores centrífugos
O
s compressores centrífugos utilizam o princípio da aceleração centrífuga para aumentar a pressão do gás. São chamados também de compressores radiais, porque o fluxo do gás direciona-se radialmente em relação ao eixo, na saída de cada impelidor.Esses compressores, em geral, possuem um ou mais impelidores montados em um eixo e dotados de pás, normalmente encurvadas no sentido inverso ao da rotação do eixo, que se dispõem na direção do raio do impelidor. Para melhor compreensão, observe a ilustração a seguir: Disco Gás Cobertura Olho do impelidor Entrada de gás
Fluxo do fluido no rotor
Em função dos seus princípios de funcionamento, as características construtivas de um compressor são diferentes. Isso é o que proporciona diferentes aplicações em relação a características como: vazão, pressão de sucção e pressão de descarga.
2.1. Princípios de funcionamento
Sob o efeito da rotação, forma-se uma corrente de gás, aspirado pela parte central do impelidor e projetado para a periferia, na direção do raio, pela ação da força centrífuga, alcançando os difusores.
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CONJUNTO ROTOR
Conjunto rotor
Os difusores são um conjunto de condutos estacionários que envolvem o rotor, conduzindo o gás em uma trajetória radial e espiral para a periferia. Dessa maneira, a área de passagem é aumentada gradativamente, pois o escoamento é de dentro para fora. Isso faz com que o gás, ao atravessá-lo, sofra uma desaceleração que resulta em um aumento de pressão, chamado efeito difusor.
Normalmente, os difusores são compostos por:
Difusor principal Situado logo em seguida ao impelidor.
Diafragmas Componente estacionário do compressor centrífugo, onde se tem os condutos para o escoamento do gás.
Voluta de forma espiral
Espaço interno do compressor centrífugo que serve para orientar o gás do bocal de sucção para o olhal do primeiro impelidor e na descarga serve para orientar o gás da saída do último estágio de compressão para o bocal de descarga.
Nos compressores centrífugos, o gás é acelerado no impelidor e sua velocidade é, então, convertida em pressão adicional por desaceleração gradual no difusor, ou seja: o impelidor transfere energia ao gás e o difusor converte a energia de velocidade em pressão.
Os compressores centrífugos são idênticos às bombas centrífugas, possuindo ambas as mesmas partes básicas. Contudo, pode-se distinguir uma bomba de um compressor centrífugo de vários estágios pela variação de espessura dos impelidores dos compressores, ao passo que os impelidores das bombas têm a mesma espessura em todos os estágios. Os gases, contrariamente aos líquidos, são compressíveis, portanto, sofrem uma redução de volume a cada pressurização.
