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Turbina a Gás

SGT-800

Operação, subsistemas auxiliares, limites, proteções e rotinas de manutenção da turbina a gás.

Treinamento técnico • SGT-800

Entenda o equipamento, a sequência e o motivo de cada proteção

O conteúdo parte do fluxo físico e chega à resposta operacional. Cada equipamento é explicado por função, construção, funcionamento, variáveis e consequência de falha.

ARQUITETURA DO CONJUNTO
15estágios do compressor
30queimadores DLE
3estágios da turbina
2 polosgerador síncrono
SSSembreagem autoengatante
01

Do primeiro permissivo ao cooldown

Sequência operacional consolidada

Reproduza automaticamente ou escolha uma etapa. O destaque mostra equipamentos ativos; o quadro explica objetivo, ação, observação e risco.

ANIMAÇÃO TÉCNICA • 01/12

Verificação para partida

Pré-partida

Motor de partida
Gás
Óleo
Ventilação
Excitação
Objetivo

Confirmar que a máquina pode receber energia sem criar uma condição insegura.

O que acontece

Ventilação e óleo entram em serviço; disponibilidade elétrica, ar de instrumento, combustível, incêndio e gás, válvulas, drenos e permissivos são verificados. O gerador permanece desconectado da rede.

O que observar

Pressão e temperatura do óleo, vácuo dos mancais, ventilação do enclosure, posição de válvulas, filtros, ausência de manutenção e permissivos da sequência.

Ponto crítico

Iniciar com circuito incompleto transfere o problema para uma etapa em que o rotor já está em movimento.

Manual visual por equipamentos

Não basta saber o nome: é preciso entender a interação

Abra cada equipamento para conectar construção, função e efeito no processo.

Da entrada de ar à potência mecânica

Máquina principal

01

Admissão de ar — MBL

Entregar ar limpo e com baixa perda de carga ao compressor.

Construção

Separador de gotas, pré-filtros, dois estágios de alta eficiência, silenciador, dutos e evaporative cooler instalado.

Funcionamento

O ar atravessa a filtragem e, quando habilitado, o meio evaporativo reduz a temperatura pela evaporação da água. A vazão cresce com a rotação.

O que acompanhar

Diferencial por estágio e total, integridade dos filtros, temperatura ambiente, condutividade, nível e circulação de água.

Falha e impacto

Saturação aumenta perda de carga e reduz potência; dano permite erosão e fouling; falha do evaporativo reduz o ganho de densidade.

02

Compressor axial — MBA

Elevar a pressão do ar e fornecer vazão para combustão, resfriamento, selagem e estabilidade.

Construção

15 estágios axiais; três primeiras fileiras de palhetas-guia variáveis; carcaça dividida e acessos para boroscopia.

Funcionamento

As IGVs controlam a admissão. Sangrias intermediárias ampliam a margem contra surge na partida e parada; extrações alimentam auxiliares.

O que acompanhar

Pressão e temperatura de entrada/saída, posição das IGVs, sangrias, vibração, desempenho corrigido e limpeza das pás.

Falha e impacto

Fouling reduz vazão e eficiência; IGV ou bleed fora de posição pode impedir a partida e reduzir a margem de estabilidade.

03

Câmara de combustão — MBA

Adicionar calor ao ar comprimido com chama estável e distribuição térmica uniforme.

Construção

Câmara anular com 30 injetores DLE. Um queimador executa a ignição; dois detectores confirmam chama e três canais acompanham pulsação.

Funcionamento

A chama de ignição é comprovada antes da admissão aos demais queimadores. Fluxos principal, piloto e central são coordenados pelo governador.

O que acompanhar

Chama, pressão e vazão de combustível, dinâmica de combustão, temperatura média e dispersão na exaustão.

Falha e impacto

Falha de chama, flashback, pulsação ou distribuição térmica anormal pode provocar aborto, redução de carga ou trip.

04

Turbina — MBA

Expandir os gases quentes e produzir torque para o compressor e o gerador.

Construção

Três estágios; os dois primeiros recebem resfriamento interno e o primeiro utiliza também film cooling. Selos limitam fugas.

Funcionamento

A expansão transforma entalpia em rotação. Parte importante do trabalho aciona o compressor; o saldo segue ao redutor e gerador.

O que acompanhar

Temperatura e spread da exaustão, vibração, deslocamento axial, temperaturas dos mancais e contrapressão.

Falha e impacto

Sobreaquecimento, resfriamento insuficiente, rub ou vibração exigem ação rápida para limitar dano ao caminho de gases quentes.

05

Rotor e mancais

Posicionar o rotor, suportar cargas radiais/axiais e manter folgas internas.

Construção

Rotor apoiado em dois mancais; óleo forçado remove calor e jacking oil reduz atrito em baixa rotação.

Funcionamento

Filme hidrodinâmico sustenta o eixo em velocidade. Na partida e no barring, o levantamento hidrostático auxilia a formação do filme.

O que acompanhar

Pressão e temperatura de óleo, temperatura de metal, vibração absoluta/relativa, fase e posição axial.

Falha e impacto

Perda de filme, contaminação ou desalinhamento evolui rapidamente para aquecimento, vibração e contato rotor-estator.

Partida, transmissão e geração

Trem mecânico e elétrico

01

Motor de partida — MBJ

Purgar, acelerar até autossustentação e realizar o giro de resfriamento.

Construção

Motor CA de quatro polos, aquecimento anticondensação, três medições de temperatura do estator e controle por conversor estático de frequência.

Funcionamento

O SFC varia frequência e torque. A SSS conecta o starter quando ele supera o trem e desengrena quando a turbina passa a conduzir.

O que acompanhar

Corrente, temperatura das três fases, velocidade, estado do SFC, freio, engate da SSS e permissivos.

Falha e impacto

Indisponibilidade impede partida e barring; sensores defeituosos também podem abortar a sequência sem sobreaquecimento real.

02

Acionamento de backup

Preservar a capacidade de giro quando o acionamento principal não estiver disponível, conforme a solução instalada.

Construção

Arquitetura, potência, acoplamento e lógica precisam ser confirmados na documentação específica da modificação/fornecimento.

Funcionamento

Deve reproduzir torque e faixa de giro requeridos sem conflito com starter, SSS, freio e permissivos.

O que acompanhar

Disponibilidade, sentido de rotação, engate, corrente, temperatura, teste funcional e transferência de comando.

Falha e impacto

Um backup não comissionado ou não testado não pode ser considerado barreira válida contra barring blocked.

03

Embreagem SSS

Acoplar e desacoplar automaticamente o motor de partida do trem principal.

Construção

Luva móvel e estrias helicoidais autoengatantes; transmite torque em um sentido e libera quando ocorre reversão de torque.

Funcionamento

Engrena na aceleração e novamente na desaceleração para barring. Desengrena quando a turbina supera a rotação do starter.

O que acompanhar

Coerência entre rotações, transferência de torque, ruído/vibração e resposta do trem.

Falha e impacto

Falha de engate impede torque; falha de liberação pode sobrecarregar o starter durante o run-up.

04

Redutor — MBK

Compatibilizar a rotação da turbina com a rotação síncrona do gerador.

Construção

Engrenagens e mancais em carcaça dedicada, integrados ao circuito de óleo e ao jacking oil.

Funcionamento

Recebe torque da TG e entrega ao gerador. Durante partida e barring, transmite torque no sentido inverso a partir do starter.

O que acompanhar

Vibração, temperatura de mancais, óleo, ruído, alinhamento e condição dos dentes.

Falha e impacto

Defeito afeta turbina, starter e gerador; partículas no óleo podem ser um primeiro indício.

05

Gerador síncrono — MKA

Converter potência mecânica em energia elétrica trifásica.

Construção

Máquina de dois polos, rotor cilíndrico, excitação estática por anéis, mancais de deslizamento e isolamento térmico classe F.

Funcionamento

O eixo define frequência; o AVR controla tensão e potência reativa. Após sincronismo, o torque determina potência ativa.

O que acompanhar

Tensão, corrente, MW, MVAr, fator de potência, temperaturas de estator/mancais/ar, vibração e proteção elétrica.

Falha e impacto

Faltas internas, resfriamento ou excitação anormal podem abrir o GCB e, conforme a gravidade, comandar trip da turbina.

06

Resfriamento do gerador

Retirar perdas térmicas do estator e rotor mantendo o circuito interno limpo.

Construção

Circuito fechado ar–água com ventiladores montados no rotor e trocadores no topo da máquina.

Funcionamento

O ar interno absorve calor e o transfere à água; aquecedores anticondensação atuam quando a excitação está desligada.

O que acompanhar

Temperaturas de ar frio/quente e enrolamentos, vazamento, fluxo de água e condição dos trocadores.

Falha e impacto

Perda de ambos os caminhos de resfriamento eleva temperatura e pode levar a descarregamento ou trip.

Sistemas que mantêm a unidade operável

Auxiliares essenciais

01

Óleo de lubrificação — MBV

Lubrificar e resfriar mancais da turbina, redutor e gerador.

Construção

Três bombas CA — duas em serviço e uma em espera —, alimentação de continuidade, filtros e resfriadores duplex, tanque, controle térmico, ventilação e jacking oil.

Funcionamento

Óleo filtrado e condicionado segue aos consumidores e retorna por gravidade. A bomba standby assume diante de pressão insuficiente.

O que acompanhar

Nível, pressão, temperatura, diferencial do filtro, disponibilidade das bombas e vácuo do tanque/mancais.

Falha e impacto

Pressão insuficiente é proteção rápida; ar no circuito, filtro colapsado ou ventilação deficiente também ameaça o filme de óleo.

02

Gás combustível — MBP

Isolar, testar, dosar e distribuir gás aos queimadores.

Construção

Isolamento, filtro Y, dois bloqueios rápidos com ventilação intermediária, válvulas principal/piloto/central e circuito de ignição.

Funcionamento

Antes da partida há stroke test e teste de estanqueidade. Na ignição, um circuito alimenta o queimador dedicado; depois o governador dosa os fluxos.

O que acompanhar

Pressão antes/depois do filtro e válvulas, diferencial, posições, testes, vazão, ar de instrumento e chama.

Falha e impacto

Válvula em posição incorreta, teste reprovado, pressão incompatível ou falha de chama aborta a partida.

03

Resfriamento, selagem e sangrias — MBH

Resfriar partes quentes, selar mancais e manter estabilidade do compressor.

Construção

Extrações de diferentes estágios, tubulações, restrições e duas sangrias de partida com atuação pneumática fail-open.

Funcionamento

Sangrias abrem na partida/parada e fecham por faixa. Extrações alimentam selagem, balance piston e resfriamento da turbina.

O que acompanhar

Posição das sangrias, pressão das extrações, ar de instrumento e resposta durante aceleração/desaceleração.

Falha e impacto

Sangria travada altera estabilidade; perda de resfriamento ou selagem afeta folgas, empuxo e temperaturas.

04

Monitoramento de pulsação — MBX

Detectar dinâmica de combustão antes que danifique queimadores ou câmara.

Construção

Três tomadas na câmara ligadas a canais de pressão dinâmica; ar de purga evita condensação nas linhas.

Funcionamento

Acompanha amplitude e frequência das oscilações e informa controle e proteções.

O que acompanhar

Tendência por canal, coerência, ar de purga e correlação com carga/combustível.

Falha e impacto

Linha condensada ou obstruída pode mascarar a combustão; pulsação alta sustentada reduz vida dos componentes.

05

Ar de instrumentação — QFA

Fornecer energia pneumática limpa para válvulas e atuadores.

Construção

Bloqueio manual, filtro coalescente final, indicador de diferencial e medição de pressão.

Funcionamento

Alimenta atuadores de combustível e sangrias; perda de pressão conduz válvulas às posições fail-safe.

O que acompanhar

Pressão, qualidade, drenagem, diferencial do filtro e resposta dos atuadores.

Falha e impacto

Baixa pressão pode fechar bloqueios de gás e abrir vent/sangrias, interrompendo partida ou operação.

06

Ventilação do enclosure — SAG

Remover calor, manter leve depressão e garantir fluxo para detecção de gás.

Construção

Filtro, damper de bloqueio, silenciadores, dois ventiladores selecionáveis e dampers de retorno.

Funcionamento

Um ventilador mantém fluxo e o standby assume quando necessário. Em incêndio, ventilação para e dampers isolam o enclosure.

O que acompanhar

Diferencial, fan running, posição do damper, temperatura e disponibilidade do sistema de incêndio.

Falha e impacto

Perda de fluxo compromete resfriamento e classificação da área e pode provocar trip temporizado.

07

Incêndio, gás e extinção

Detectar atmosfera perigosa e limitar a evolução de um evento.

Construção

Detectores, painel de segurança, interfaces com combustível/ventilação e sistema de extinção.

Funcionamento

A lógica combina detecção, isolamento de combustível, parada da ventilação, fechamento de dampers e agente extintor quando aplicável.

O que acompanhar

Saúde dos detectores, falhas de laço, alimentação de backup, testes e condição da extinção.

Falha e impacto

Detector indisponível reduz cobertura; bypass ou teste pendente é degradação de barreira.

08

Lavagem do compressor — SDB

Recuperar desempenho removendo depósitos aderidos às pás.

Construção

Unidade de solução, bomba, manifold, bicos no inlet e drenos internos/externos.

Funcionamento

Na lavagem offline, solução e enxágue percorrem o compressor; drenos coletam efluente e protegem outros sistemas.

O que acompanhar

Qualidade da água, concentração, alinhamento, pressão, bicos, drenos e secagem.

Falha e impacto

Alinhamento incorreto envia líquido a locais indevidos; drenagem deficiente favorece retenção e corrosão.

05

Proteções e distúrbios

Trips parecidos podem levar a estados diferentes

A primeira tarefa é identificar qual barreira atuou e qual energia foi removida. A sequência de eventos vale mais que o último alarme.

Trip da turbina

Combustível é interrompido, a chama desaparece, o trem desacelera e deve entrar em barring. Óleo e ventilação permanecem conforme a lógica.

Prioridade: combustível seguro + barring disponível

Trip do GCB

O gerador sai da rede e perde carga. O governador reduz combustível para conter aceleração e busca estabilizar em velocidade síncrona sem carga.

Prioridade: velocidade + decisão de manter ou parar

Perda de alimentação CA

A turbina é retirada. O óleo possui alimentação de continuidade para coastdown, mas o sistema de partida pode ficar indisponível para barring.

Prioridade: filme de óleo + risco de barring blocked

Aborto de partida

Chama não confirmada, pressão incompatível, válvula fora de posição, bleed ou permissivo ausente interrompem a sequência.

Prioridade: causa inicial + nova purga conforme procedimento
Método de análise após atuação
  1. Confirmar pessoas e equipamento em condição segura.
  2. Preservar SOE, tendências e estado das válvulas.
  3. Separar primeira causa de alarmes consequentes.
  4. Verificar óleo, ventilação e barring.
  5. Somente liberar nova partida após tratar a causa.

Fontes técnicas

Descrições MBA, MBJ, MBV, MBP, MKA, MBL, MBH, MBX, QFA e SAG; componentes, lógica de partida e matriz de causa e efeito.

Proteção documental

Desenhos originais, tags extensas e ajustes não são publicados. P&IDs, settings e procedimentos vigentes continuam sendo a referência de execução.

Ponto a confirmar

O “motor de backup” é solução de campo e não aparece caracterizado na descrição padrão do MBJ. Potência, acoplamento e lógica dependem do documento específico.