Título

OTIMIZAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE ÁGUAS DE EMERGÊNCIA POR GRAVIDADE PARA PROCESSOS MINERAIS E METALÚRGICOS

OPTIMAL DESIGN FOR GRAVITY-FED EMERGENCY WATER SYSTEMS IN MINERAL AND METALLURGICAL PROCESSES

Autoria

Marinho, Bernardo Furquim Werneck; Chiquito, Saulo Henrique; Lopes, Camila Cristina de Freitas; Ribeiro, Pedro Garcia; Sant'Anna, Andréia Abrahão

DOI

10.5151/2594-5327-22956

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Resumo

Sistemas de águas de emergência são frequentemente utilizados nos processos minerais e metalúrgicos para suprir determinados serviços na ausência de energia elétrica, tais como o resfriamento de fornos e granulação do metal fundido, contribuindo para a segurança operacional da planta. Redes de abastecimento que operam por gravidade desempenham um papel primordial nesse processo, seja como sistema de emergência principal, seja atuando em redundância com bombas diesel. Entretanto, como o escoamento gravitacional resulta em condições limitadas de vazão e pressão, projetar o sistema corretamente é vital para o seu funcionamento. Para redes que servem diferentes ramais, é necessário um estudo detalhado, envolvendo arranjo, condições de processo e modi operandi de cada equipamento a ser alimentado, entre outros. Além disso, a construção desses sistemas é em geral onerosa, uma vez que as condições operacionais não raro exigem tanques elevados de alta capacidade e longos trechos de tubulações de grandes diâmetros. Um procedimento de otimização de redes de emergência, baseado no critério da diferença de energia disponível foi proposto e aplicado a um estudo de caso. A utilização da metodologia levou a uma rápida convergência dos resultados e determinação do conjunto de menores diâmetros que atendem aos requisitos de projeto do sistema estudado.

 

Emergency water systems are often used in mineral and metallurgical processes to supply specific services in electric power outage, such as furnace cooling and molten metal granulation, contributing to plant operational reliability. Gravity fed supply networks play a key role in this process, either acting as the main emergency system or as backup for diesel pumps. However, as the gravity flow provides limited pressure and flow conditions, a correct and precise system design is vital to ensure proper operation. For networks that supply several spots, a detailed study is demanded, involving layout, process conditions and modi operandi of each equipment to be supplied, among others. Furthermore, building costs in this case are normally high, since operating conditions often require elevated tanks with high capacity and long pipe runs with large diameter. A procedure to optimize emergency water networks based on energy availability criteria is proposed and applied to a case study. The use of this methodology led to a quick convergence of results and to the determination of the set of the smallest diameters that meet the design requirements of the studied system.

Palavras-chave

Águas de emergência; Utilidades; Otimização de processos.

Emergency water; Utilities; Process optimization.