Energy recovery and pressure control in water distribution networks using pumps as turbine

Autor: Gustavo Meirelles Lima
Přispěvatelé: Luvizotto Junior, Edevar, 1961, Ramos, Helena Margarida Machado da Silva, Dalfré Filho, José Gilberto, Soares, Alexandre Kepler, Sebastian, Joaquin Izquierdo, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientador: Edevar Luvizotto Junior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: Potenciais de geração de energia em sistemas de abastecimento de água são cada vez mais estudados e explorados. Devido à baixa potência encontrada na maioria dos locais, a alternativa que apresenta uma melhor relação custo/benefício utiliza as bombas funcionando como turbina (BFTs). Entretanto, há uma grande dificuldade na seleção destes equipamentos e na obtenção de sua curva característica de operação. Para os casos onde se deseja a utilização de BFTs em substituição às válvulas redutoras de pressão (VRPs), esta curva é fundamental para a avaliação técnica e econômica do projeto, devido ao comportamento dinâmico do sistema. Os efeitos de sua operação terão um impacto direto no abastecimento, podendo inclusive causar transitórios hidráulicos, prejudiciais ao sistema. Desta forma, este trabalho busca encontrar uma solução ótima para o uso de BFTs para geração de energia e controle de pressão em substituição às VRPs. Para tanto, foi desenvolvido um modelo de simulação hidráulica em regime permanente e em regime transitório e um método de seleção e localização de BFTs para aplicações em redes de abastecimento de água, otimizando o controle de pressão e a produção de energia. Além disso, alternativas para melhoria da operação, como geração em rotação variável, uso de BFTs em paralelo e redimensionamento da rede também foram estudadas. Por fim, foram avaliados os impactos dos transitórios causados pela sua operação, identificando a necessidade de leis de manobra adequadas Abstract: Energy production in water supply systems are increasingly studied and explored. Due to the low power available in most places, the best cost/benefit alternative uses Pumps as Turbines (PAT). However, it is not an easy task to choose the adequate equipment and its respective characteristic curves. Whenever a PAT is used to substitute a PRV, the PAT operation curve is critical to the technical and economical success of the project, considering the dynamic behavior of the system. The effects of its operation will have a direct impact on the water supply, and may also cause harmful transients to the system. Thus, the objective of this study is to find an optimal solution when using a PAT to substitute a PRV for pressure control and energy production. Therefore, a hydraulic model to simulate both steady and unsteady conditions was also developed. A method to select and to locate PAT in water supply networks was developed, optimizing the pressure control and energy production. In addition, alternatives to improve the operation, such as generation with variable speed, use of PATs in parallel and redesign of network pipes were also studied. Finally, the effects of eventual hydraulic transients due to the operation was evaluated, enabling operation rules, with respective adequate maneuvers Doutorado Recursos Hídricos, Energéticos e Ambientais Doutor em Engenharia Civil CNPQ 142324/2014-0
Databáze: OpenAIRE
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