Turbinas a vapor de alto desempenho ganham popularidade em siderúrgicas, solucionando problemas do setor e facilitando a transformação verde.

O princípio da geração de energia a gás é semelhante a uma versão em escala industrial de uma brisa que faz girar um catavento de papel, e a chave para alcançar uma conversão eficiente de vapor em eletricidade reside precisamente nessa turbina a vapor de alto desempenho. No campo da geração de energia a gás para siderurgia e metalurgia, unidades de grande escala acima de 135 megawatts já adotaram amplamente parâmetros ultrassupercríticos, demonstrando vantagens significativas em termos de eficiência. No entanto, na faixa principal de 80 a 120 megawatts, persiste um dilema de longa data: embora a tecnologia ultrassupercrítica ofereça eficiência excepcional, seus custos de investimento permanecem proibitivos — semelhantes a equipar um carro de passeio com um motor de avião, resultando em uma baixa relação custo-benefício. Por outro lado, a tecnologia subcrítica tradicional sofre com eficiência energética insuficiente, lutando para acompanhar os esforços de transformação industrial para uma economia de baixo carbono, resultando em uma produção de energia relativamente fraca.

Diante desse desafio complexo da indústria, a equipe de P&D concentrou seus esforços precisamente na zona técnica intermediária, acima do nível subcrítico, mas ainda não ultrassupercrítico, alcançando um avanço inovador. Baseando-se na vasta experiência técnica de unidades ultrassupercríticas de 150 megawatts, a equipe de P&D rompeu com as convenções da indústria ao aplicar, pela primeira vez, a combinação de parâmetros elevados de 16,7 MPa e 600 °C a uma unidade de 100 megawatts. Isso equivale a equipar um SUV de porte médio com a tecnologia de preparação de motor de um carro esportivo de ponta. A solução mantém as características de alta eficiência das unidades ultrassupercríticas, preservando a estabilidade das unidades subcríticas, maximizando a eficiência energética e controlando os custos. Isso resolveu com sucesso o principal problema da indústria para unidades da classe de 100 megawatts, que não eram nem altas o suficiente nem baixas o suficiente, impulsionando as unidades de geração de energia a gás dessa classe para a era dos 600°C.

Além do avanço em parâmetros elevados, o projeto interno da unidade também demonstra um acabamento meticuloso. Seu sistema de fluxo emprega a mais recente tecnologia de fluxo reativo multiestágio, com pequena queda de entalpia e alta eficiência, desenvolvida independentemente. Cada estágio de pás e cada ponto de vedação são calculados com precisão para minimizar vazamentos de vapor e perdas de energia, de forma semelhante à construção de comportas sofisticadas para um rio caudaloso, garantindo que cada unidade de energia seja totalmente utilizada. Simultaneamente, a equipe de P&D integrou completamente as necessidades operacionais reais das siderúrgicas, otimizando o sistema de controle da unidade para garantir operação estável e regulação flexível. Sua facilidade de operação é muito superior à das unidades subcríticas convencionais, conquistando amplo reconhecimento por parte das equipes de operação e manutenção. Para lidar com as restrições de espaço e as densas redes de tubulação típicas das siderúrgicas, a unidade adota um projeto estrutural compacto de dois cilindros e exaustão única, reduzindo significativamente sua área ocupada, diminuindo efetivamente os custos de construção no local e maximizando o aproveitamento do espaço.

Um projeto de alta qualidade exige o suporte de processos de fabricação requintados. Para criar um equipamento de energia robusto e adaptável, a fase de produção utiliza tecnologia de montagem digital. Isso permite o controle preciso do alinhamento dos componentes e das folgas de fluxo, alcançando uma correspondência perfeita entre os componentes com precisão em nível micrométrico. Cada processo é rigorosamente controlado quanto à qualidade, garantindo que cada etapa seja executada com exatidão, incorporando a filosofia da manufatura enxuta. Durante a execução do projeto, as equipes de P&D e produção aprimoraram o planejamento e o gerenciamento integrados do projeto, coordenando todas as etapas, desde o desenvolvimento da tecnologia e a aquisição de materiais até a fabricação, garantindo uma integração perfeita dos processos. Esse esforço estabeleceu um novo recorde no setor, entregando um modelo recém-desenvolvido em 12 meses. Desde o envio dos componentes principais da fábrica, como o rotor de média-baixa pressão, até o comissionamento bem-sucedido da unidade, foram necessários apenas 40 dias, demonstrando alta eficiência na execução para cumprir o compromisso de entrega e superar o triplo desafio de alta complexidade de desenvolvimento, cronograma apertado e rigorosos requisitos de qualidade.

Às 19h45 do dia 20 de março, a unidade alcançou com sucesso a operação conectada à rede, com excelentes parâmetros operacionais e desempenho estável, demonstrando uma melhoria significativa na rentabilidade em comparação com as unidades subcríticas tradicionais de 100 megawatts. No dia do comissionamento, o cliente presenteou a unidade com uma faixa comemorativa, expressando seu profundo reconhecimento por este equipamento de forma simples, porém significativa. Hoje, este coração energético da siderúrgica continua a operar de forma suave e eficiente, recuperando e utilizando a energia térmica dos gases industriais. Ele auxilia a siderúrgica na geração de energia limpa e na redução das emissões poluentes, diminuindo os custos operacionais da empresa e promovendo a transformação verde, escrevendo um novo capítulo sobre como equipamentos industriais robustos impulsionam a modernização da indústria com suas formidáveis ​​capacidades.