UTE Santa Cruz (RJ) vai gerar 50% a mais de energia com ciclo combinado

Augusto Diniz – Rio de Janeiro (RJ)

A UTE Santa Cruz de Furnas Centrais Elétricas está em obras para transformar a planta existente que funciona hoje em ciclo aberto para ciclo combinado. O projeto está sendo realizada pela OEC – Odebrecht Engenharia & Construção na modalidade de EPC completo, que inclui engenharia, obras civis, descomissionamento, montagem eletromecânica, fornecimento de materiais, equipamentos e sistemas, comissionamento e operação assistida. O contrato é de R$ 578,6 milhões.

A mudança para o ciclo combinado representará aumento de 50% na geração de energia da planta, passando a unidade a ter capacidade nominal para 507 MW. Hoje, estão 290 colaboradores na obra, mas no pico em julho serão 400.

Segundo o engenheiro mecânico José Luis Coutinho, a parte mais complexa do projeto é fazer a integração dos novos equipamentos com os existentes, com paradas programadas na usina. A operação comercial da planta modernizada está marcada para abril de 2021.

A Usina Termelétrica de Santa Cruz, localizada no extremo da Zona Oeste do Rio de Janeiro (RJ), foi inaugurada há 50 anos e operava com quatro turbinas a óleo. Na crise de energia de 2001, foi decidido instalar duas caldeiras e dois turbo geradores dual fuel (gás natural e óleo diesel) na planta.

Entre 2004 a 2012, por conta de o gás natural ainda não estar disponível na planta, as turbinas operaram somente com diesel, combustível que não permite realizar o ciclo combinado.

Quando chegou o fornecimento de gás na unidade em 2012, tentou-se comissionar as caldeiras existentes (instaladas mas até então inativas) para realizar o fechamento do ciclo combinado existente. O projeto, porém, não deu certo, com as duas turbinas operando a gás (cada uma com capacidade nominal de 175 MW), mas em ciclo aberto – sem aproveitamento do calor.

Assim, Furnas contratou a OEC, após licitação pela Lei 8.666, para implantar em definitivo o ciclo combinado. As obras tiveram início em abril de 2018.

Novas caldeiras

Para instalar o novo ciclo combinado, pelo projeto, a OEC teve que remover as duas caldeiras existentes. Assim, foram instaladas duas novas caldeiras da marca Nooter Eriksen (italiana), cuja montagem está em fase final.

Também pelo projeto será necessário instalar uma turbina a vapor de 176,4 MW (o fornecedor nesse caso é a Siemens) para fechar o fluxograma do ciclo combinado.

Na ampliação da planta, a parte civil abrange a fundação das caldeiras, turbo gerador a vapor, edifícios das salas elétricas, de controle e gerador de emergência e fundações da tubulação de água de resfriamento.

O engenheiro José Luis Coutinho explica que apesar da importância das obras civis e da engenharia, a parte de suprimentos é essencial e responde por 70% do custo da obra.

A desmontagem das duas caldeiras ocorreu de abril a setembro do ano passado. As novas caldeiras, que chegaram em dezembro e janeiro último, foram embarcadas em seis conjuntos, com o máximo de montagem possível executado na fábrica, segundo Coutinho.

Ele esclarece que o projeto das caldeiras, uma vez que elas foram projetadas e fabricadas em um elevado nível de pré-montagem dos módulos de pressão (metodologia conhecida como Cframes), tem contribuído para a produtividade na montagem delas no canteiro, eliminando muitos serviços.

O turbo gerador a vapor chegará em abril em três partes e deve seguir direto para instalação. Ele conta ainda com sistema de lubrificação, condensador, sistema de vácuo e bombas de condensado.

O diretor de contratos explica que o conjunto do turbo gerador também terá a sua montagem facilitada, uma vez que seus componentes (turbinas de alta, baixa e gerador) serão fornecidos totalmente montados em skids (conjuntos).

Logística

As duas chaminés que se acoplam às caldeiras estão no porto de Itaguaí, que fica a cerca de 15 km da planta e foi o terminal marítimo por onde chegaram as caldeiras e turbo gerador importados.

Coutinho conta que para passagem da chaminé do porto à planta será feito o alteamento da rede elétrica e uma passarela de pedestres de estrutura pré-moldada deverá ser içada. É que cada chaminé tem 8 m de diâmetro.

Para montagem das caldeiras, foi usado um guindaste adaptado com extensão da Manitowoc para possibilitar a carga de 600 t. A montagem das chaminés usará o mesmo equipamento.

Interligações

A interligação das caldeiras com os turbo geradores a gás, para que o ciclo combinado se efetive, começa em março. Na junção do turbo gerador a gás com a chaminé há uma série de tubulações e componentes a serem instalados.

O diverter dumper, o módulo que determina a saída do calor do turbo gerador para ciclo aberto ou ciclo combinado, será instalado no lugar do existente, que operou apenas em ciclo aberto.

Assim, após desmontar o diverter dumper existente, será executada a base de instalação do novo equipamento, seguido de instalação do novo diverter dumper.

Essa operação será feita nos dois turbo geradores a gás, sendo um de cada vez. Cada mudança do diverter dumper levará 90 dias e será autorizado pelo ONS (Operador Nacional do Sistema) o não funcionamento da turbina a gás para realização dos trabalhos.

Em outubro, os diverters dumpers serão interligados às caldeiras. As tubulações para as caldeiras, sistemas auxiliares e utilidades deverão chegar ainda em abril.

A tubulação que faz a interligação da caldeira com o turbo gerador a vapor opera em alta pressão. Essas tubulações de aço liga têm padrão P11, P22 e P91, medem de 2 a 20 polegadas, com espessura de 7 mm a 32 mm.

O piperack será montado em cima do existente, com cabos elétricos, cabos de instrumentação e outras tubulações.