UHE JIRAU E UNIDADES GERADORAS BULBO SINGULARIDADES E IMPLICAÇÕES

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BRENO BELLINATI DE CARVALHO
GUILHERME GORGA AZAMBUJA
LEANDRO LUIZ o. SILVA
VONEI CORDEIRO DE ANDRADE
UHE JIRAU E UNIDADES GERADORAS BULBO SINGULARIDADES E IMPLICAÇÕES
TUBARÃO/SC, BRASIL
2010
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	1
1.1	TEMA	1
1.2	PROBLEMA INVESTIGADO	2
2	OBJETIVOS	4
2.1	OBJETIVO GERAL	4
2.2	OBJETIVOS ESPECÍFICOS	4
3	METODOLOGIA	5
4	JUSTIFICATIVA	6
5	USINA HIDRELÉTRICA JIRAU	7
5.1	PLANEJAMENTO ANUAL DE MANUTENÇÃO	9
5.2	TEMPERATURA UHE JIRAU	10
5.3	PARADA DE EMERGÊNCIA DA UNIDADE GERADORA	11
5.4	INTERLIGAÇÃO UNIDADES GERADORAS E TRANSFORMADORES	13
5.5	CASA DE FORÇA 1 E CASA DE FORÇA 2 - DIFERENÇAS	15
5.5.1	DIMENSIONAMENTO DAS MÁQUINAS	16
5.5.2	SISTEMA DE REGULAÇÃO DE VELOCIDADE	19
5.5.3	SISTEMA DE FRENAGEM	20
5.5.4	SISTEMA DE RESFRIAMENTO GERADORES	25
5.6	FLUXO DE MADEIRAS NO RIO MADEIRA	28
6	UNIDADES GERADORAS BULBO	29
6.1	DIFERENÇAS ESTRUTURAIS	31
6.1.1	SUPORTES E FIXAÇÃO DA UNIDADE	32
6.1.2	ACESSOS À UNIDADE – INSPEÇÕES SEGURANÇA	35
6.2	REGULADOR DE VELOCIDADE E UNIDADE HIDRÁULICA	39
6.2.1	UNIDADE HIDRÁULICA	39
6.2.2	SISTEMA DE AR COMPRIMIDO DA REGULAÇÃO	40
6.2.3	ANEL DE REGULAÇÃO E LINKS (HIDRÁULICO E FLEXÃO)	40
6.2.4	ANEL DE REGULAÇÃO - LUBRIFICAÇÃO	44
6.2.5	SISTEMA DE FECHAMENTO DISTRIBUIDOR	45
6.2.6	CABEÇOTE KAPLAN E PISTÃO HIDRÁULICO	46
6.2.7	TANQUE AR/ÓLEO PRESSURIZADO DO ROTOR KAPLAN	48
6.2.8	TANQUE DE INFILTRAÇÃO DE ÓLEO	48
6.3	MANCAIS DA UNIDADE	49
6.3.1	MANCAL COMBINADO DO GERADOR	50
6.3.2	MANCAL GUIA DA TURBINA	51
6.3.3	SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO POR GRAVIDADE	52
6.3.4	INJEÇÃO DE ÓLEO PRESSURIZADO	55
6.4	GERADOR E SISTEMAS AUXILIARES	57
6.4.1	CARCAÇA E SISTEMA DE RESFRIAMENTO DO GERADOR	57
6.4.2	ARANHA DO ROTOR E FIXAÇÃO DOS PÓLOS	62
6.4.3	SISTEMA ANTI-INCÊNDIO	65
6.5	SISTEMA DE DRENAGEM BULBO	68
6.6	TUBO DE SUCÇÃO E JUNTA DESLIZANTE	69
7	CONCLUSÃO	72
8	REFERÊNCIAS	75
INTRODUÇÃO
TEMA
Atualmente, a expansão da matriz energética no Brasil encontra-se em acelerado desenvolvimento devido à alta demanda por energia no país. Uma vez que os recursos hídricos com altas quedas estão cada vez mais escassos, muitos dos novos Projetos de Usinas Hidrelétricas estão sendo desenvolvidos com Unidades Geradoras Bulbo de eixo horizontal, as quais possuem características hídricas de baixa queda.
O atual planejamento nacional de crescimento da oferta de energia prevê para o ano de 2012 o início de operação da Usina Hidrelétrica Jirau, cujo projeto contempla 46 Unidades Geradoras de 75MW utilizando-se da tecnologia Bulbo de eixo horizontal.
A utilização desta tecnologia em grande escala, como na Usina Hidrelétrica Jirau, necessita da ampliação de estudos em relação às suas particularidades, uma vez que possam apresentar impactos na Operação e Manutenção das Unidades quando comparadas aos procedimentos adotados nas Unidades Geradoras de eixo vertical.
A Usina Hidrelétrica Jirau, coordenada pelo grupo Energia Sustentável do Brasil – ESBR, encontra-se em fase de construção civil, aprovação dos projetos e fabricação de equipamentos eletromecânicos.
Com as maiores Unidades Geradoras Bulbo e maior Usina em potência instalada no mundo utilizando-se desta tecnologia, a Usina Hidrelétrica Jirau representa um grande desafio para a Engenharia no país, cuja larga experiência se desenvolveu em Unidades Francis e Kaplan ao longo dos anos.
PROBLEMA INVESTIGADO
Este trabalho propõe a partir do estudo dos Projetos Eletromecânicos da Usina Hidrelétrica Jirau uma análise comparativa entre as Unidades Geradoras Bulbo de eixo horizontal e as Unidades Geradoras Kaplan e Francis com eixo vertical. O estudo descreve singularidades existentes nos Sistemas Eletromecânicos das Unidades Geradoras Bulbo, as quais serão analisadas ressaltando possíveis impactos no processo de Manutenção e Operação, destacando-se:
Estrutura e Dimensionamento.
Suportes e Fixação da Unidade.
Inspeção Gerador e Turbina.
Segurança.
Regulador de velocidade e Unidade Hidráulica.
Anel de Regulação – links hidráulicos.
Anel de Regulação – Lubrificação.
Sistema de fechamento do Distribuidor.
Cabeçote Kaplan e pistão hidráulico.
Mancais da Unidade.
Mancal Combinado do Gerador.
Mancal Guia da Turbina.
Sistema de lubrificação por gravidade.
Injeção de óleo pressurizado.
Gerador e Sistemas Auxiliares
Aranha do Rotor e fixação dos Pólos.
Sistema de Resfriamento do Gerador.
Sistema Anti-Incêndio.
Coletores de pó de escova e pó de freio.
Sistema de Drenagem Bulbo.
Tubo de Sucção.
Da mesma forma, o estudo da Usina Hidrelétrica Jirau permite analisar algumas concepções particulares deste empreendimento, conforme apresentado abaixo, as quais as equipes de Operação e Manutenção da Usina deverão estar integradas a fim de implantar e controlar procedimentos adequados que maximizem a confiabilidade e disponibilidade da Planta. 
Planejamento Anual de Manutenção.
Temperatura UHE Jirau.
Parada de Emergência das Unidades Geradoras.
Interligação Unidades Geradoras e Transformadores.
Casa de Força 1 e Casa de Força 2 – Diferenças
Dimensionamento das Máquinas.
Sistema de Regulação de Velocidade.
Sistema de Frenagem.
Sistema de Resfriamento Geradores.
Fluxo de madeiras no Rio Madeira.
Através da análise dos Sistemas Eletromecânicos da Unidade Geradora Bulbo e particularidades da Usina Hidrelétrica Jirau objetiva-se fornecer informações à Engenharia de Operação e Manutenção, de forma a fomentar discussões e análises particulares das Unidades de eixo vertical e da Usina como um todo.
OBJETIVOS
OBJETIVO GERAL
A pesquisa tem por objetivo investigar os novos desafios de Operação e Manutenção, os quais a Usina Hidrelétrica Jirau com 46 Unidades Geradoras tipo Bulbo de eixo horizontal estará sujeita após o início de sua operação, previsto para o primeiro semestre de 2012.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Os objetivos específicos da análise do Projeto da Usina Hidrelétrica Jirau, destacando-se análise de singularidades da Planta e das Unidades Geradoras Bulbo são:
Desenvolver conhecimento sobre a UHE Jirau e Unidades Geradoras Bulbo.
Analisar criticamente os Sistemas Eletromecânicos das Unidades Geradoras Bulbo da UHE Jirau.
Analisar diferenças entre Unidades Geradoras de Eixo Vertical e Unidades Geradoras de Eixo Horizontal.
Indicar aspectos críticos sobre segurança, operação e manutenção nas Unidades Geradoras Bulbo.
Fomentar discussões na Engenharia de Operação e Manutenção de Usinas Hidrelétricas.
METODOLOGIA
O trabalho realizado foi desenvolvido a partir da análise da documentação do Projeto da Usina Hidrelétrica Jirau, focando-se na documentação dos equipamentos eletromecânicos da Casa de Força n˚2 elaborados pela empresa Dong Fang Electric Company.
Para o aprimoramento do trabalho foram realizadas entrevistas com os Coordenadores Técnicos do Projeto Elétrico e Projeto Mecânico da Leme Engenharia. Da mesma forma, foi desenvolvida entrevista com o Coordenador Geral de Inspeções do fornecimento da empresa Dong Fang Electric.
Além da experiência dos autores desenvolvida nas Usinas Hidráulicas Cana Brava, São Salvador, Itá, Machadinho e Passo Fundo, as quais possuem Unidades de eixo vertical, foi realizado uma visita Técnica às Usinas Hidrelétricas Hong Yanzi e Xi Zhen, as quais possuem Unidades Bulbo de eixo horizontal, localizadas na cidade de Nan Chong na China.
JUSTIFICATIVA
A Usina hidrelétrica Jirau, com as maiores Unidades Geradoras Bulbo e maior Usina em potência instalada no mundo utilizando-se desta tecnologia, representa um grande desafio para a Engenharia no Brasil, cuja larga experiência se desenvolveu em Unidades Francis e Kaplan ao longo dos anos.
A crescente utilização de Unidades Geradoras Bulbo em larga escala demanda a ampliação de estudos em relação às suas particularidades, uma vez que podem surgir desafios diferenciados na Operação e Manutenção das Unidades quando comparados aos procedimentos adotados nas Unidades Geradoras de eixo vertical.
Desta forma, o trabalhorealizado apresenta características singulares da Usina Hidrelétrica Jirau e Unidades Geradoras Bulbo e suas implicações de forma a fomentar a análise crítica da Engenharia de Operação e Manutenção de Usinas Hidrelétricas.
USINA HIDRELÉTRICA JIRAU
A Usina Hidrelétrica Jirau, localizada na Ilha do Padre no Rio Madeira, a cerca de 120 km da capital de Rondônia, Porto Velho, no norte do Brasil, será composta por 46 Unidades Geradoras de 75MW cada e possuirá capacidade instalada total de 3450MW*, configurando-se como a Usina com as maiores Unidades Geradoras Bulbo e maior capacidade instalada do mundo utilizando-se desta tecnologia.
	
	Figura 01 – Localização UHE Jirau
Prevista para início de operação no primeiro semestre de 2012, a Usina Hidrelétrica Jirau será composta de duas Casas de Força, compostas por 28 Unidades na Casa de Força n˚1 e 18 Unidades na Casa de Força n˚ 2. Na figura 02 é ilustrada a configuração da Usina Hidrelétrica Jirau.
	
	Figura 02 – Configuração UHE Jirau
* Atualmente, encontra-se em fase de análise a ampliação da capacidade instalada para 3750MW, com a adição de mais 4 Unidades Geradoras Bulbo a serem fornecidas pela Dong Fang Electric Company, na China.
A Usina Hidrelétrica Jirau, composta por Unidades Geradoras de Eixo Horizontal tipo Bulbo e 02 Casas de Força, possui características e configurações particulares as quais destacam-se:
Planejamento Anual de Manutenção.
Temperatura UHE Jirau.
Parada de Emergência das Unidades Geradoras.
Interligação Unidades Geradoras e Transformadores.
Casa de Força 1 e Casa de Força 2 – Diferenças
Dimensionamento das Máquinas.
Sistema de Regulação de Velocidade.
Sistema de Frenagem.
Sistema de Resfriamento Geradores.
Fluxo de madeiras no Rio Madeira.
De forma a informar e fomentar discussões na área de Engenharia de Operação e Manutenção de Usinas Hidrelétricas são apresentadas e analisadas em detalhes as características singulares da Usina Hidrelétrica Jirau.
PLANEJAMENTO ANUAL DE MANUTENÇÃO
As equipes de Operação e Manutenção da Usina Hidrelétrica Jirau terão grandes desafios considerando-se a grande quantidade de Unidades Geradoras pela qual é composta, no total 46 Unidades. Considerando a necessidade de estabelecer um Plano de Manutenção Preventiva assim como análises preditivas para os equipamentos eletromecânicos da Usina, verifica-se a necessidade de realizarem-se inspeções conjuntas em mais de uma Unidade Geradora, fato não convencional nas políticas de intervenções em Unidades Geradoras seguidas pelo Operador Nacional do Sistema – ONS e seguidas pela Tractebel Energia.
Ressalta-se que o fator de capacidade da Usina é bastante reduzido em um período de 6 meses no ano, devido à baixa afluência do Rio Madeira. Desta forma, as intervenções de manutenção com as Unidades Geradoras paradas devem ser realizadas no período de Maio à Setembro, enquanto não há recursos hídricos suficientes para manter a geração nominal da Usina.
Segundo análises preliminares, juntamente com as atuais políticas de manutenção preventiva da Tractebel Energia, verifica-se que haverá a necessidade de realizar aproximadamente 12 paradas quatrienais, 12 paradas bienais e 22 paradas anuais em um período de 6 meses, as quais deverão despender de grande quantidade de recursos humanos e financeiros. Considerando esta necessidade verifica-se que são necessárias intervenções preventivas em 4 ou 5 Unidades Geradoras simultâneas, segundo uma análise de viabilidade dos recursos necessários.
Uma vez que esta atividade de rotina será intensa em um período de 6 meses, acredita-se que estes trabalhos deverão ser realizados em horários normais de trabalho, sem considerar a necessidade de utilização de horas-extras (exceto em serviços especiais).
Além de ampliar as necessidades de gerenciamento das equipes de Operação & Manutenção, conforme os aspectos descritos acima, a Usina Hidrelétrica Jirau necessitará de participação ativa dos serviços de engenharia e segurança especializados, pois se trata de uma tecnologia relativamente nova no Brasil e as Unidades Geradoras tipo Bulbo possuem características singulares, conforme apresentado no tópico 6 deste trabalho.
Atualmente, a Tractebel Energia vem desenvolvendo estudos de dimensionamento e viabilidade de recursos necessários para Operar e Manter a Usina Hidrelétrica Jirau.
TEMPERATURA UHE JIRAU
Segundo Normas Internacionais, tais como IEC 60034-1, as condições ambientais para operação e dimensionamento de Sistemas de Resfriamento para Máquinas Elétricas Rotativas são definidos a partir de temperaturas ambiente entre 0 e 40˚C e temperatura da água de resfriamento entre 5˚C e 25˚C.
A Usina Hidrelétrica Jirau, localizada no Estado de Rondônia, no norte do Brasil, possui temperatura média anual de 25,2˚C variando de 10,0˚C a 37,0˚C, entretanto a temperatura da água do lago utilizada para o Sistema de Resfriamento é de 31,2˚C variando entre 25,7˚C e 38,5˚C, acima dos requisitos normativos. 
Desta forma, o Sistema de Resfriamento da Unidade, incluindo Gerador, Caixa de Vedação, Mancais e Sistema Hidráulico do Regulador de Velocidade, deverá ser analisado em detalhes e procedimentos operacionais deverão ser elaborados de forma a minimizar possíveis indisponibilidades das Unidades Geradoras, considerando a elevação de temperatura dos equipamentos além dos requisitos máximos exigidos.
PARADA DE EMERGÊNCIA DA UNIDADE GERADORA
As Unidades Geradoras da Usina Hidrelétrica Jirau não possuem Comportas de montante e jusante com controle automático, desta forma impactando nos procedimentos convencionais de Parada de Emergência e isolação da Unidade. Abaixo é apresentado o projeto da Unidade Geradora, onde é possível identificar a ausência de sistema hidráulico para operação das comportas e os pórticos utilizados para a operação manual das mesmas.
	
	Figura 03 – Unidade Geradora Casa de Força 2 – Comportas Montante e Jusante
A principal razão para a utilização da configuração da Unidade Geradora com Comporta de montante e jusante sem controle automático é a redução de custos. Contudo, esta decisão implica na confiabilidade da Usina, a qual não deverá apresentar sistema de desligamento de emergência redundante com fechamento automático da comporta de montante ou jusante.
Comumente utilizado como retaguarda do controle de paradas de emergência (Relés de Bloqueio 86M e 86E) ou falhas no sistema hidráulico do Regulador de Velocidade, o bloqueio de emergência hidráulico (Relé de Bloqueio 86H) com fechamento da Comporta de montante ou jusante, não será implementado uma vez que não há controle automático das Comportas.
Para as Unidades Geradoras da Usina Hidrelétrica Jirau a seqüência de parada de emergência será realizada conforme o diagrama esquemático apresentado abaixo que exemplifica a atuação do Relé de Bloqueio 86E/H – Parada Total da Unidade, o qual inclui as atuações do Relé de Bloqueio 86E e 86H, comumente utilizado.
	
	Figura 04 – Diagrama Esquemático Paradas de Emergência
* O Sistema Hidráulico do Regulador de Velocidade não possui trava mecânica quando do seu fechamento, necessitando a atenção aos procedimentos operacionais de isolação destes equipamentos. Na abertura do Distribuidor o Projeto contempla a utilização de trava mecânica.
** A aplicação de óleo em alta pressão para o levantamento da Unidade Geradora é realizado no Mancal Guia do Gerador e Mancal Guia da Turbina, devido à estrutura da Unidade Bulbo ser horizontal.
Através da análise do diagrama esquemático apresentado na Figura 04 ressalta-se que o fechamento do Distribuidor é realizado por Contrapeso sem a necessidade de pressão hidráulica no Servomotor e o perfil das pás do Distribuidor possui uma tendência de fechamento exercida pela pressão hidráulica. Através destas características, o projeto da UHE Jirau busca ampliar a confiabilidade do Sistema de Parada das Unidades Geradoras.
Esta característica peculiar da Usina Hidrelétrica Jirau exigirá às equipes de Operação e Manutençãoa análise e elaboração de procedimentos operacionais de emergência de forma a assegurar a parada da Unidade principalmente caso haja “Falha de Atuação do Relé de Bloqueio 86E/H”. Nesta análise deve se considerar possíveis falhas de comando no Regulador de Velocidade e Válvula de Emergência e rompimento dos links do sistema de fixação das Pás.
Esta característica intrínseca das Unidades também afetará os procedimentos convencionais de isolação da Unidade Geradora e tempos de isolação da Unidade, uma vez que manobras nas Comportas de montante e jusante são manuais e com 6 segmentos cada (exceto comporta ensecadeira de jusante da Casa de Força 01 com 5 segmentos). Intervenções que exijam a drenagem do conduto e sucção tais como, inspeções e manutenções no Sistema da Vedação do Eixo, Distribuidor e Turbina terão tempos de isolação acima do usual.
INTERLIGAÇÃO UNIDADES GERADORAS E TRANSFORMADORES
A configuração das Unidades Geradoras da Casa de Força 01 e Casa de Força 02 da Usina Hidrelétrica Jirau apresenta 01 Transformador Elevador para cada 04 Unidades Geradoras, sendo assim o Transformador apresenta 02 enrolamentos no primário e 01 enrolamento no secundário com uma relação de 13,8kV para 525kV. Na figura 05 é demonstrado o Diagrama Unifilar Geral de uma Unidade Transformadora típica, a qual possui 02 Unidades Geradoras interligadas a cada enrolamento primário do Transformador Elevador.
	
	Figura 05 – Unidade Transformadora Típica
A principal razão pela qual se estabelece configurações da Unidade Transformadora com interligação de mais de uma Unidade Geradora é a redução de custos do empreendimento. Entretanto ressalta-se que implicações tais como redução de confiabilidade e disponibilidade dos equipamentos deverá ser justificada. Desta forma, estudos avançados de aspectos tais como Análise de Curto-Circuito, Sistema de Proteção e Manutenção dos Geradores e Transformadores são realizados para buscar tecnologias ou procedimentos operacionais que minimizem os impactos negativos desta configuração.
Esta configuração singular da Unidade Transformadora da UHE Jirau apresenta altos níveis de curto-circuito sobre os Geradores e equipamentos do Serviço Auxiliar da Unidade, uma vez que as impedâncias do Sistema são inferiores quando comparadas a configurações convencionais de um Transformador Elevador para cada Unidade ou até mesmo um Transformador Elevador com dois enrolamentos primários interligados a duas Unidades Geradoras. Esta característica impactará no projeto do Gerador e dimensionamento dos equipamentos do Serviço Auxiliar, assim como na Estabilidade das Unidades Geradoras.
Além do projeto e dimensionamento dos componentes da Unidade Geradora, o Sistema de Proteção do Gerador deverá ser analisado pelas equipes de Engenharia de Manutenção uma vez que a atuação da proteção dos Geradores deverá ser reduzida em um terço dos tempos convencionais.
Os impactos decorrentes da configuração da Unidade Transformadora da UHE Jirau devem implicar em estudos e análises específicas da Engenharia de Operação e Manutenção, ressaltando-se:
Análise, especificação e parametrização do Sistema de Proteção dos Geradores e Transformadores Elevadores, assim como Planos de Manutenção;
Análise de Estabilidade Estática e Dinâmica das Unidades Geradoras, principalmente considerando falhas e curto-circuito em Unidade integrada a mesma Unidade Transformadora;
Minimizar manobras de risco e ensaios que possam comprometer o rendimento de Unidades Geradoras vizinhas;
Análise de impacto em atividades e frequência na manutenção preventiva dos Transformadores Elevadores. Considerando a necessidade de parada de 04 Unidades Geradoras para a realização e manutenção periódica no Transformador Elevador, é comum que a disponibilidade das Unidades Geradoras seja afetada. Sendo assim, recomenda-se que o planejamento anual de paradas de máquina seja sincronizado com as inspeções nos Transformadores.
CASA DE FORÇA 1 E CASA DE FORÇA 2 - DIFERENÇAS
A Usina Hidrelétrica Jirau possui duas Casas de Força, as quais são compostas por 28 Unidades Geradoras na Casa de Força 01, localizada na margem direita do rio, e 18 Unidades Geradoras na Casa de Força 02, localizada na margem esquerda. O contrato de fornecimento das Unidades Geradoras está dividido entre duas empresas: Consórcio Fornecimento Jirau – CFJ (composto pelas empresas Alstom, Voith e Andritz), suprindo as Unidades da Casa de Força 01; e Dong Fang Electric Company fornecedora das Unidades da Casa de Força 02.
Devido aos fornecedores diferentes entre as duas Casas de Força, verificam-se diferenças nos projetos das Unidades Geradoras e equipamentos fornecidos, os quais são apresentados nos próximos tópicos. 
DIMENSIONAMENTO DAS MÁQUINAS
As Unidades Geradoras fabricadas pela empresa chinesa Dong Fang Electric Company (DEC) e pelo Consórcio Fornecedor Jirau, composto pelas empresas ALSTOM, ANDRITZ e VOITH, possuem algumas importantes diferenças quanto a dimensão e velocidade.
Em linhas gerais o projeto da empresa Dong Fang, referente à Casa de Força 2, é mais conservador, utilizando-se de estruturas dotadas de altos coeficientes de segurança, enquanto o Consórcio ALSTOM/ANDRITZ/VOITH, referente à Casa de Força 1, se foca claramente na otimização máxima em termos de materiais para a minimização de custos. 
Sendo assim, a máquina chinesa é mais pesada e possui um maior GD2 não somente pelo fato da maioria dos componentes possuírem maiores dimensões, mas também, por exemplo, por usar chaparias de maior espessura em todos os equipamentos comparativamente ao outro fornecedor – Consórcio Fornecedor Jirau. 
Na Tabela 01 é possível comparar algumas dimensões importantes da Unidade: 
Tabela 01 - Comparativo Consórcio CFJ x Dong Fang
	
	Consórcio CFJ
	DONG FANG Co.
	Diâmetro da Turbina
	7500 mm
	7900 mm
	Diâmetro do Cubo do Rotor
	2850 mm
	3002 mm
	Diâmetro do Bulbo
	10100 mm
	10200,1 mm
	Diâmetro de Entrada do Sucção
	7732 mm
	8226 mm
	Diâmetro de Saída do Sucção
	10800 mm
	10730 mm
	Comprimento do Sucção
	8700 mm
	7105 mm
	Número de Segmentos do Sucção
	5
	3
	Altura da Palheta Diretriz
	2793 mm
	2834,7 mm
	Velocidade da Máquina (RPM)
	94,7
	85,71
	Número de Pólos no Gerador
	76
	84
Como existem parâmetros de velocidade e GD2 diferentes então devem ser realizadas análises operacionais e de manutenção diferenciadas para as duas Casas de Máquina. Alguns pontos importantes a se atentar de forma separada para cada Casa de Máquina são:
Análise e parametrização das proteções contra sobrevelocidade da Unidade Geradora.
Parametrização dos Limites e Proteções do Sistema de Excitação e Gerador.
Outra diferença dimensional interessante entre as máquinas da chinesa Dong Fang Electrical Company (DEC) e do Consórcio ALSTOM/ANDRITZ/VOITH diz respeito ao Nariz Bulbo (Bulb Nose).
O Consórcio ALSTOM/ANDRITZ/VOITH optou por uma só estrutura cujo formato se aproxima a uma calota esférica, como se pode visualizar na Figura 06. Essa estrutura se fixa diretamente a Carcaça do Estator (Stator Frame) por meio de flanges. Entre estes existe uma vedação que deve ser montada cuidadosamente e testada. 
Já o projeto Dong Fang Electric Company (DEC) estabeleceu uma divisão do Nariz Bulbo em duas partes, conforme projetos convencionais das Unidades Bulbo, sendo uma parte esférica e outra cônica também flangeadas. Essas duas partes são montadas e posteriormente afixadas a Carcaça do Estator. Na figura 07 pode-se visualizar a estrutura no Nariz Bulbo.
Uma particularidade interessante para análise das equipes de manutenção é que as Unidades da DEC possuem uma vedação a mais, pois existem duas peças a montante da Carcaça do Estator, enquanto nas unidades do Consórcio ALSTOM/ANDRITZ/VOITH existe somente uma. Da mesma forma, percebe-se que haverá maior facilidade na montagem e desmontagem das Unidades fornecidas pelo Consórcio ALSTOM/ANDRITZ/VOITH.
	
	
	
Figura 06 – Nariz Bulbo Casa de Força 1
	
Figura 07 – Nariz BulboCasa de Força 2
SISTEMA DE REGULAÇÃO DE VELOCIDADE
O Sistema de Controle Digital do Regulador de Velocidade da Casa de Força 02 está sendo desenvolvido e fabricado pela empresa ABB, a qual possui grande experiência e reconhecimento no mercado de Sistemas de Excitação e Regulação de Tensão. Uma vez que, os Reguladores de Velocidade manufaturados pela ABB não possuem comprovada experiência de operação no mercado, as equipes de comissionamento, operação e manutenção deverão buscar participar efetivamente em todos os testes de fábrica e no comissionamento, buscando verificar a confiabilidade do equipamento assim como elaborar os procedimentos e instruções de operação e manutenção específicos.
Ressalta-se ainda que o Regulador de Velocidade desenvolvido pela ABB está utilizando o mesmo Hardware utilizado pelos Reguladores de Tensão. Testes de qualificação do software do Regulador de Velocidade foram realizados na Dong Fang na China, os quais apresentaram bons resultados, atingindo todos os requisitos exigidos pela Especificação Técnica do equipamento.
Uma pequena particularidade do projeto do Regulador de Velocidade se refere ao monitoramento da posição das Válvulas Distribuidoras (utilizadas para o circuito de óleo do Distribuidor e para o circuito de óleo das pás do Rotor), a qual possui somente um sensor, podendo impactar na supervisão e confiabilidade da Unidade.
Ensaios de confiabilidade e supervisão do Sistema de Regulação de Velocidade serão realizados no início de 2011 de forma a validar a operação e confiabilidade deste equipamento. Uma vez que não há supervisão de falhas dos sensores de posição das válvulas distribuidoras as equipes de operação deverão definir procedimentos específicos de inspeção e monitoramento deste Sistema, o qual afeta a operação e regulação da Unidade Geradora.
O fornecimento do Regulador de Velocidade da Casa de Força 1 será realizado pela ALSTOM, a qual já possui experiência comprovada no mercado.
SISTEMA DE FRENAGEM
O Sistema de Frenagem destaca-se principalmente pelas diferenças significativas entre os equipamentos utilizados na Casa de Força 1 e Casa de Força 2. 
A Casa de Força 2 possui o Sistema de Frenagem comumente utilizado nas Usinas, com o uso de Macacos Pneumáticos e Pista de Frenagem interligada ao Rotor, como mostrado na figura 08.
 Já a Casa de Força 1, de forma singular, apresenta o Sistema de Frenagem composto por Pinças Pneumáticas as quais atuam sobre um Anel de Frenagem, conforme pode ser verificado na Figura 10. Em ambos os projetos os equipamentos do freio são fixados na cruzeta do Gerador.
	
MACACOS PNEUMATICOS
ESTATOR
ROTOR
	Figura 08 - Sistema de Frenagem por Macaco Hidráulico – Casa de Força 02
	
	Figura 09 – Macaco Pneumático de Freio – Casa de Força 02
	
ROTOR
PINÇAS PNEUMATICAS
ESTATOR
	Figura 10 – Sistema de Frenagem por Pinças – Casa de Força 01
	
	Figura 11 – Pinça Pneumática de Freio – Casa de Força 01
O Sistema de Frenagem da Casa de Força 01 é composto por 06 Pinças Pneumáticas enquanto a Casa de Força 02 é composta por 12 Macacos Pneumático, ambos os Sistemas com pressão de 7 bar.
O Sistema de Frenagem da Casa de Força 01 e Casa de Força 02 é acionado por comando pneumático e possuem supervisão individual de aplicação de freios. Diferente das Unidades Geradoras verticais este sistema não possui a função de levantamento da Unidade para realização de manutenção. Demais características de acionamento e operação não se diferenciam.
Ressalta-se ainda que todas as Unidades Geradoras possuem Sistema de coleta de pó de freio, conforme a figura 12, de forma a não permitir que o pó de freio venha a ser conduzido ao Rotor e Estator pelo Sistema de Ventilação.
	
EXAUSTOR DE PÓ DE FREIO
CRUZETA DO GERADOR
SAPATA DE FREIO
	Figura 12 – Diagrama sistema coleta de pó de freio – Casa de Força 01
SISTEMA DE RESFRIAMENTO GERADORES
O Sistema de Resfriamento por ventilação das Unidades Geradoras tipo Bulbo, devido à restrição de espaço físico, possuem configuração e equipamentos diferenciados de Sistemas utilizados em Unidades Geradoras de eixo vertical, as quais geralmente possuem circulação de ar em ciclo aberto utilizando de ventiladores fixados ao Rotor.
O Sistema de Ventilação forçada utiliza-se de ventiladores axiais e ação da Aranha do Rotor em movimento para realizar a circulação de ar. O ar frio proveniente da saída dos Trocadores de Calor flui radialmente através do Anel Magnético, dos Pólos e do Núcleo do Estator. Após o resfriamento destes equipamentos o fluxo de ar circula axialmente pela Carcaça do Estator retornando aos Trocadores de Calor, conforme pode ser visualizado na figura 13 e 14 (maiores detalhes no item 6.4.1 deste trabalho).
	
	Figura 13 – Sistema de Resfriamento – Casa de Força 01
	
ANEL MAGNÉTICO
PÓLO
ESTATOR
ARANHA DO ROTOR
VENTILADOR AXIAL
DUTO
TROCADORES DE CARLOR
	Figura 14 – Sistema de Resfriamento – Fluxo de Ar – Casa de Força 02
Entretanto, o ciclo de resfriamento pode ser por ciclo aberto ou ciclo fechado utilizando-se de dutos para condução do ar. O projeto da Usina Hidrelétrica Jirau contempla o Sistema de Resfriamento em ciclo aberto para as Unidades Geradoras da Casa de Força 01 e ciclo fechado para as Unidades Geradoras da Casa de Força 02. Conforme pode ser observado na Figura 15, o Sistema da Casa de Força 01 não possui dutos para condução do ar.
	
	Figura 15 – Sistema de Resfriamento – Casa de Força 01
	
	Figura 16 – Sistema de Resfriamento – Fluxo de ar – Casa de Força 01
Ressalta-se ainda que o Sistema de Resfriamento em ciclo aberto utilizado no projeto da Casa de Força 01 contribui para o controle da umidade interno à Unidade Bulbo que está submersa na água, enquanto nas Unidades da Casa de Força 02 é necessária a utilização de maior número de desumidificadores de ar.
FLUXO DE MADEIRAS NO RIO MADEIRA
O Rio Madeira, o qual banha os Estados de Rondônia e Amazonas e contempla os projetos da Usina Hidrelétrica Jirau e Usina Hidrelétrica Santo Antônio, recebe este nome, pois no período de chuvas seu nível sobe e inunda as suas margens, trazendo troncos e restos de madeiras das árvores.
Estima-se que no período de cheia do Rio Madeira nos meses de dezembro a maio, o qual haverá o maior número de Unidades Geradoras em operação, haverá um montante de 6.000 unidades/dia de madeira fluindo através da Usina Hidrelétrica Jirau, das quais 300 unidades podem ser consideradas troncos de árvores que possam impactar na operação da Usina, seja na redução de carga das Unidades Geradoras, ou confiabilidade dos equipamentos de geração ou do Vertedouro.
Atualmente, a empresa Energia Sustentável do Brasil – ESBR está realizando estudos e desenvolvendo projetos para o controle da afluência de madeiras e mitigar os possíveis impactos negativos causados pela grande quantidade de madeiras.
Ressalta-se que as equipes de operação e manutenção deverão desenvolver Plano de Operação, Plano de Inspeção e Plano de Contingências para a supervisão, controle e ações proativas para evitar ou mitigar possíveis impactos operacionais na Usina Hidrelétrica Jirau que possam ser causados pelo fluxo de madeiras no rio.
UNIDADES GERADORAS BULBO
As Unidades Geradoras Bulbo apresentam-se como uma solução compacta às Turbinas criadas por Victor Kaplan. São adaptadas para quedas ainda mais baixas e vazões mais altas, podendo ser utilizada tanto para pequenos quanto para grandes aproveitamentos. 
Sua vista em corte assemelha-se a um submarino. O Gerador é montado na mesma linha da Turbina em posição horizontal sendo envolto por um casulo em formato de bulbo que o protege do fluxo normal da água. Assim, o Gerador está completamente protegido da água, mas encontra-se “submerso” como se pode atestar na Figura 17. 
	
	Figura 17 – Unidade Geradora Bulbo de eixo vertical
A primeira Unidade tipo Bulbo que se tem registro foi construída em 1936 pela empresa ESCHER WYSS. Atualmente,os Grupos Geradores Bulbo de maior potência estão em operação na Usina Tadami, no Japão, com 65,8 MW e queda de 19,8 metros.
Além das características de vazão e queda, as Unidades Geradoras Bulbo quase sempre se utilizam de reservatórios fio d’água sendo, assim, uma solução pertinente às modernas e rígidas diretrizes ambientais além dos recursos disponíveis no Brasil. Sua concepção compacta reduz consideravelmente o volume das obras civis, tornando a mesma de menor custo. Em compensação, o custo dos equipamentos eletromecânicos, Turbina e Gerador são maiores que os das Turbinas convencionais, pela tecnologia e processos de fabricação aplicáveis em termos de ajustes e vedações.
Em território brasileiro é possível encontrar alguns exemplares já instaladas cujas potências variam de 0,43 MW (UHE Aripuanã.– MT –CEMAT) até 42 MW (UHE Igarapava –SP/MG – CEMIG). Os grandes projetos das Usinas Hidrelétricas Santo Antônio e Jirau serão os grandes expoentes brasileiros e mundiais de uso dessa tecnologia. A UHE Jirau será a Usina de maior potência instalada e com a maior Unidade Geradora Bulbo do mundo (75MW).
As Turbinas utilizadas nas Unidades Bulbo podem ser do tipo Hélice ou Kaplan e, sendo assim, podem variar o número de pás dependendo da queda e vazão do aproveitamento. Particularmente, as Unidades da UHE Jirau utilizarão regulação de velocidade feita através da ação do Distribuidor e com auxílio da variação do ângulo de ataque das pás do Rotor, o que lhes confere uma grande capacidade de regulação e uma ampla faixa de operação. Cada pá está individualmente presa à ogiva, possuindo movimento de rotação em torno de seu próprio eixo, mudando de ângulo. Tal movimento é simultâneo ao movimento das pás do Rotor.
Os principais componentes da Unidade Geradora tipo Bulbo são apresentados logo a seguir. A Figura 18 apresenta a localização dos principais componentes da Unidade. A Tabela 02 relaciona os números da Figura 18 aos nomes dos respectivos componentes.
	
	Figura 18 – Visão de um corte longitudinal de um grupo bulbo
Tabela 02 – Componentes principais de um grupo bulbo
	Número
	Componente
	Número
	Componente
	1
	Nariz do bulbo
	6
	Tubo de acesso à turbina
	2
	Tubo de acesso ao gerador
	7 e 9
	Mancais Combinado e Guia
	3
	Câmara de adução
	10
	Distribuidor
	4
	Cabeçote Kaplan
	11
	Pás do rotor
	5
	Gerador Síncrono
	12
	Cone ou ogiva
	6 e 8
	Estrutura de sustentação
	13
	Cubo
	
	
	14
	Tubo de sucção/descarga
DIFERENÇAS ESTRUTURAIS
Diferentemente das máquinas de Eixo Vertical onde as Unidades Geradoras ficam assentadas em uma robusta estrutura de concreto, as unidades Bulbo possuem uma complexa fixação ao concreto através de estruturas específicas que proporcionam ancoragem rígida ao conjunto deixando a unidade submersa ao fluxo de água, já que estas possuem fluxo estritamente axial. 
A seguir serão descritas algumas estruturas particulares das Unidades Geradoras Bulbo.
SUPORTES E FIXAÇÃO DA UNIDADE
A fixação e suporte das Unidades Geradoras Bulbo da UHE Jirau tem sido um grande desafio para os projetistas, pois demandam um minucioso estudo das interações dos complexos esforços estáticos e dinâmicos relacionados à grande dimensão da máquina e seu formato e as características de trabalho do conjunto. 
Os principais componentes estruturais das Unidades são: Coluna de acesso ao Gerador (Access Shaft), Suportes verticais, Suportes horizontais, Stay Cone e Stay Column, como pode ser visto na figura 19.
	
EIXO DE ACESSO AO GERADOR
STAY COLLUM
 E ACESSO À TURBINA
SUPORTE VERTICAL
ANEL INTERNO DO DISTRIBUIDOR
SUPORTE
S HORIZONTAIS
	Figura 19 – Estruturas de Fixação – Unidade Geradora Bulbo
Abaixo são descritos em detalhes o Stay Cone e Stay Column, pelo fato de serem estruturas críticas de extrema importância para a concepção Bulbo e por serem consideradas particularidades deste tipo de Unidade.
STAY CONE
O Stay Cone é uma secção longitudinal entre o Stay Columm e o Distribuidor. Usualmente, na etapa de montagem, é levada ao poço já montada ao Stay Column para posteriormente realizar a concretagem de ambos.
Este equipamento de fixação é projetado para aumentar a rigidez e sustentação do Bulbo interagindo diretamente com o a estrutura civil. Sua fixação é realizada diretamente ao concreto e constitui uma parte fixa da Unidade Geradora. Quaisquer empuxos, golpes ou momentos resultantes de carregamentos complexos que incidam nos mancais serão descarregados no concreto pelo Stay Cone e Stay Column.
	
	 Figura 20 – Stay Cone
STAY COLLUM
O Stay Column é principal estrutura de sustentação do bulbo e geralmente é a primeira peça mecânica a ser instalada. Sua função é fixar e sustentar a Unidade Geradora tipo Bulbo na estrutura da Casa de Força, além de direcionar o fluxo de água pela turbina. A maioria das concentrações de esforços durante a operação da Unidade Geradora acontece próximo da junção do Stay Column com o concreto, tanto na parte inferior quanto na parte superior. Testes mostraram que a segurança desta coluna é maior quando equipada com tubos “cravados”, o que acarreta a redução da concentração de tensões na junção crítica do Stay Column com o concreto.
Como já salientado, quaisquer empuxo, golpe ou momento resultante de cargas complexas será descarregado no concreto pelo Stay Cone e Stay Column.
	
	Figura 21 – Stay Column
ACESSOS À UNIDADE – INSPEÇÕES SEGURANÇA
Os acessos aos equipamentos da Unidade Geradora Bulbo é bastante restrito e é realizado através da coluna de acesso do Gerador (Access Shaft) e Stay Column, geralmente através de escadarias tipo “marinheiro”, conforme demonstra a Figura 22. Esta restrição de acesso e espaços físicos representam riscos envolvidos aos trabalhos de operação e manutenção, mesmo em inspeções de rotina e/ou manutenções envolvendo transporte de ferramental ou equipamentos.
	
	Figura 22 – Acesso pelo Stay Column
As Unidades Geradoras Bulbo também caracterizadas como ambiente confinado, necessitam adequação aos requisitos da Norma Regulamentadora NR-33 – Ambiente Confinado, assim como o controle de acesso por pessoas habilitadas acompanhadas de vigias.
Considerando os procedimentos de serviço de operação e manutenção atuais da Tractebel Energia, ressalta-se que para todo o acesso interno à Unidade Geradora será necessária a elaboração de Análise Preliminar de Risco (APR) mesmo para simples inspeções visuais a essas áreas.
Outra área de acesso de risco é parte externa do Distribuidor e Aro da Câmara, conforme apresenta a Figura 23.
	
	Figura 23 – Acesso ao Distribuidor e Aro da Camâra
Uma particularidade apresentada no projeto da Casa de Força 2 é a presença de um elevador para acesso ao Gerador (Access Shaft), porém este sistema ainda encontra-se em análise de viabilidade. No mês de outubro de 2010 deverá ser realizada uma avaliação deste Sistema em uma Usina em operação na China.
Na Figura 24 pode-se ver um desenho preliminar da concepção do Sistema de acesso com elevador hidráulico.
	
	Figura 24 – Acesso ao Gerador com Elevador
Em primeira análise seria de grande valia do ponto de vista da segurança e também da praticidade o fornecimento de tais elevadores, porém, é necessário mensurar minuciosamente os riscos envolvidos caso, por exemplo, haja alguma falha do conjunto ou ocorra algum acidente na área interna à Unidade Bulbo e o elevador em questão esteja fora de serviço.
Os acessos limitados na área interna da Unidade Geradora Bulbo, assim como a disposição dos equipamentos eletromecânicos em um eixo horizontal, dificultam a realização de manutenção da Unidade, principalmente quando há a necessidade de montagem/desmontagem de equipamentos.
Como exemplo, verifica-se dificuldade de acesso às palhetas do Distribuidor para inspeções de folga e cavitação, assim como avaliação de cavitação e vazamentos nas pás da Turbina que estão dispostasem locais com alto risco de queda. Da mesma forma, os Planos de Trabalho dos Geradores deverão ser avaliados criticamente, uma vez que há restrição de movimentação do Gerador com a Unidade parada e dificuldade de acesso para inspeções nas cabeças de bobina do Estator.
Sendo assim, é necessário salientar que todos os Planos de Inspeção e Planos de Manutenção terão que ser adequados à nova disposição do eixo da máquina com espaço reduzido e dificuldades de acesso. Recomenda-se que as equipes de operação e manutenção desenvolvam estudos e procedimentos durante as etapas de montagem e comissionamento das Unidades Geradoras de forma a facilitar a análise “in loco” dos espaços físicos para levantar as novas necessidades, diferenças e limitações.
Além dos aspectos de manutenção é necessário adequar os procedimentos de trabalho às exigências estabelecidas pela NR-33 e Análise Preliminar de Risco, assim como elaboração de um completo e específico Plano de Evacuação em caso de Emergências a fim de garantir sempre a qualidade do trabalho aliada à segurança.
REGULADOR DE VELOCIDADE E UNIDADE HIDRÁULICA
O Sistema de Regulação de Velocidade desataca-se pelas diferentes formas de funcionamentos no que diz respeito à abertura e fechamento do Distribuidor.
A abertura do Distribuidor, como em qualquer outra planta, é utilizado o sistema hidráulico pressurizado com uma pressão nominal de 64 bar, porém, o fechamento é realizado pelo uso de um contrapeso de 26.000 Kg, fixado através de um pino no Anel de Regulação do Distribuidor da Unidade. 
Abaixo são relacionados os principais componentes envolvidos no Sistema de Regulação de Velocidade:
Painel de Controle do Regulador de Velocidade;
Painel de Comando da Unidade Hidráulica; 
Unidade Hidráulica;
Tanque Ar/Óleo;
Tanque de Ar;
Servomotor (abertura do distribuidor);
Contrapeso (fechamento do distribuidor);
Tubulações;
Tanque de dreno/vazamentos (Infiltration Tank);
Compressores (para ar de regulação).
UNIDADE HIDRÁULICA
No sistema hidráulico de regulação de velocidade existem três conjuntos motobomba, sendo um considerado como “principal” e outros dois como “secundários”. A lógica de funcionamento das motobombas de regulação será implementada no automatismo da Central e/ou CCM da unidade.
O grupo motobomba principal estará em funcionamento enquanto a Unidade estiver em funcionamento e os grupos motobomba reservas entrarão somente para auxiliar a motobomba principal, em caso de um maior deslocamento de óleo.
O sistema de óleo pressurizado opera com uma pressão nominal de 64 bar. Esta pressão é responsável pela abertura do Distribuidor, das pás e fechamento das pás do Rotor da Turbina, uma vez que o fechamento do Distribuidor é feito pela força que o Contrapeso exerce no Distribuidor.
SISTEMA DE AR COMPRIMIDO DA REGULAÇÃO
Um sistema é utilizado para compensação de ar para o acumulador Ar/óleo de regulação para cada 4 (quatro) Unidades. A lógica de comando e operação dos compressores de ar é realizada através do painel local. O comando da válvula de injeção de ar comprimido nos acumuladores Ar/óleo é feito pelo sistema digital (automatismo da central).
ANEL DE REGULAÇÃO E LINKS (HIDRÁULICO E FLEXÃO)
O Anel de Regulação tem o objetivo de ligar as 16 palhetas diretrizes existentes no Distribuidor e transmitir o movimento do Servomotor e do Contrapeso para tais palhetas. 
A seqüência de montagem do distribuidor se dá primeiramente entre a Tampa Externa (Outer Gate Ring) e palhetas diretrizes. Posteriormente esse conjunto é levantado e colocado sobre a Tampa interna (Inner Gate Ring). Tudo isso é feito na posição vertical.
Após a montagem das tampas e palhetas, todos os 16 links e anel de regulação são montados. Concluída essa etapa são montados dispositivos para rotação e levantamento para que se possa levar o conjunto completo (excluindo o contrapeso) ao poço.
Na Figura 25 pode-se visualizar como o distribuidor é levado ao poço.
	
	Figura 25 – Distribuidor sendo levado para o poço
Os dezesseis links citados se diferenciam em dois tipos: oito links de Flexão (Bending Links) e oito links Hidráulicos. Seu funcionamento é análogo ao pino de ruptura em maquinas Francis e Kaplan no caso de algum material interferir no fechamento do distribuidor, conforme apresenta a Figura 26. 
	
LINK HIDRÁULICO
LINK DE FLEXÃO
INTERFERÊNCIA ENTRE AS PALHETAS
	Figura 26 – Links do Distribuidor e interferência
Os links de Flexão, vistos na Figura 27, se deformam em caso de interferência no distribuidor enquanto os links Hidráulicos se recolhem quando a força é maior que a força proporcionada pela pressão interna no pistão.
	
	Figura 27 – Link de Flexão
Os links hidráulicos, vistos na Figura 28, trabalham em um sistema independente de pressão contendo dois acumuladores, dois pressostatos, dois manômetros, duas válvulas reguladoras de pressão e um conjunto motobomba para a pressurização do sistema.
	
	Link 28 – Link Hidráulico
Sua operação se dá a uma pressão nominal superior ao sistema de regulação de velocidade. O sistema é monitorado automaticamente pelos instrumentos supracitados. As equipes de operação e manutenção terão que realizar manualmente a reposição de óleo até a pressão nominal quando surgirem perdas de pressão por vazamento de óleo durante a operação normal da Unidade. Reparos deverão ser realizados em caso dessa ocorrência, pois o sistema deverá ser estanque.
Na Figura 29 é mostrado o fluxograma dos links hidráulicos.
	
LINKS HIDRÁULICOS
ACUMULADORES
	Figura 29 - Fluxograma do sistema pressurizado dos link´s hidráulicos
ANEL DE REGULAÇÃO - LUBRIFICAÇÃO
O sistema de lubrificação do Anel de Regulação foge ao cotidiano de operação e manutenção da Tractebel Energia pelo fato de ser utilizada graxa para este fim. Ao invés dos mancais auto-lubrificantes temos um mancal de esferas, consagrado em Unidades Bulbo.
Deverão ser realizadas análises de contaminação periódicas dessa graxa assim como os tempos corretos de reposição e vida útil. Em suma, a manutenção proativa iniciada para o tratamento de óleo deverá ser estendida a graxa.
Na figura 30 é possível visualizar o anel de regulação e as esferas do mancal lubrificado a graxa. São dois os bicos previstos para injeção do lubrificante.
	
PALHETA MÓVEL
MANCAL DE 
ESFERA
S
ARO CÂMARA
ANEL DE REGULAÇÃO
TAMPA INTERNA
TAMPA EXTERNA
LINKS
	Figura 30 – Anel de Regulação e Mancal de Esferas
SISTEMA DE FECHAMENTO DISTRIBUIDOR
O sistema de fechamento do distribuidor se dá através da drenagem da câmara pressurizada do Servomotor e através da força que o Contrapeso (26.000 Kg) exerce para baixo, no sentido de fechamento. Por trabalhar na vertical o anel de regulação permite realizar o fechamento do distribuidor através desse contrapeso. Com sua utilização, o projeto tem seu custo minimizado, pois utiliza apenas um Servomotor para a movimentação do distribuidor garantindo também o fechamento em qualquer eventual problema no sistema de óleo pressurizado do Sistema de Regulação, como, por exemplo, rompimento de tubulação, falta de alimentação elétrica, dentre outros.
Na figura 31 é possível visualizar o Distribuidor com o Contrapeso.
	
	Figura 31 – Distribuidor com Contrapeso
CABEÇOTE KAPLAN E PISTÃO HIDRÁULICO
O Cabeçote Kaplan (Kaplan Head) é o responsável pelo acionamento de abertura e fechamento das pás do Rotor da Turbina. Este acionamento das pás e feito por um Servomotor interno ao Cubo do Rotor, acionado pelo Cabeçote Kaplan. As pás do Rotor são movimentadas por meio de bielas e alavancas, vinculadas ao citado Servomotor, como é possível visualizar na Figura 32. Uma particularidade daS Unidades da Casa de Força 02 é a utilização da área interna do Eixo principal como duto do óleo de lubrificação para os mecanismos do Cubo do Rotor.
	
SERVOMOTOR
ÓLEO DE ABERTURA
ÓLEO DE LUBRIFICAÇÃO
ÓLEO DE FECHAMENTO
	Figura 32 – Cubo do Rotor (Mecanismo)
A lubrificação do Rotor Kaplanse dá através do Cabeçote Kaplan por meio de tubulação e do Eixo principal da Unidade, tendo um reservatório de óleo pressurizado para as devidas reposições de nível e pressão da lubrificação, que por sua vez trabalha em regime de pressão nominal de 4,4 bar. Esta pressão positiva faz com que as vedações das pás sejam eficientes evitando vazamento de óleo lubrificante do Rotor Kaplan no Rio Madeira.
TANQUE AR/ÓLEO PRESSURIZADO DO ROTOR KAPLAN
A pressurização do Cubo do Rotor (Runner Hub) ocorre no caso do Consórcio Fornecedor Jirau através de um pequeno tanque ar/óleo pressurizado, sendo que o ar comprimido é o mesmo do Sistema de Ar do Regulador de Velocidade, mas com pressão e vazão reduzidas por um diafragma durante a injeção manual do ar.
Eventuais perdas de ar são compensadas manualmente. A injeção de ar é condicionada pela pressão do tanque cuja detecção é feita por um contato de pressão.
Esse tanque não existe no fornecimento chinês Dong Fang (DEC) já que essa pressão positiva é proporcionada através de uma coluna de óleo advinda do Tanque de Compensação, que fisicamente está junto ao Tanque Superior do Sistema de Lubrificação (Upper Oil Tank) que será descrito na seqüência.
TANQUE DE INFILTRAÇÃO DE ÓLEO
A recuperação de óleo de eventuais vazamentos do Cabeçote Kaplan é feita por um reservatório que contém dois conjuntos motobomba, chamado Tanque de Infiltração, visto na Figura 33. O óleo ao chegar a certo nível é recalcado a Unidade Hidráulica do Regulador de Velocidade.
	
	Figura 33 – Tanque de Infiltração
MANCAIS DA UNIDADE
Mancal por definição é um dispositivo mecânico usado para permitir movimento relativo, porém limitado, entre duas partes. No caso das Unidades Geradoras Hidráulicas trata-se de uma parte estática e outra rotativa.
Em Unidades Hidráulicas usualmente os Mancais recebem nomes característicos relacionados às suas funções, ou seja, o Mancal Guia cuja função é manter a máquina em um eixo de rotação limitado, e o Mancal de Escora, que é o responsável por absorver e transmitir o empuxo hidráulico e a força peso da máquina, além de mantê-la girando em equilíbrio sobre um filme óleo-dinâmico.
A concepção se modifica quando se trata de uma Unidade de eixo horizontal. Nesse caso, a força peso repousa sobre os Mancais Guia sendo necessário um artifício especial nestes para possibilitar a partida, parada e giro manual da máquina. Tal artifício nada mais é que a injeção de óleo pressurizado, feita exclusivamente nos Mancais de Escora em máquinas de eixo vertical como as Francis e as Kaplan. Detalhes sobre esse sistema serão dados no tópico 6.3.4.
Os Mancais da Unidade Geradora Bulbo da UHE Jirau são dois: Mancal Combinado e Mancal Guia da Turbina.
MANCAL COMBINADO DO GERADOR
O Mancal Combinado engloba as funções de Guia do Gerador, Escora e Contra-escora, como pode ser visto na Figura 34.
	
	Figura 34 – Mancal Combinado
Em relação ao Mancal Guia presente nesse Mancal Combinado, como a máquina possui eixo horizontal, foi previsto pelo projeto uma quantidade diferente de sapatas em relação ao eixo x da seção do Eixo principal, ou seja, o lado inferior possui seis sapatas referentes aos 180˚ da parte inferior do eixo e somente quatro na parte superior. Isso se dá pelo fato da força peso carregar as sapatas inferiores quando parada, até que a máquina alcance o equilíbrio óleo-dinâmico na velocidade nominal ou desacelerando.
Uma particularidade interessante desse Mancal Guia é a existência de injeção de óleo pressurizado para permitir a partida, parada e giro manual das Unidades Geradoras. 
Os Mancais de Escora e Contra-escora possuem 16 sapatas cada. Todas as 32 sapatas são monitoradas quanto a sua temperatura e serão colocadas no Sistema Digital. A função de ambos é relacionada exclusivamente as cargas hidráulicas de empuxo, no caso do Mancal Escora, e de um eventual golpe, no caso do Mancal Contra-escora. 
MANCAL GUIA DA TURBINA
O Mancal Guia da Turbina (Shell Bearing) é tipo “casquilho” assemelhando-se a uma bucha, ou seja, não existem sapatas nessa concepção. 
Este mancal é dividido em duas partes como se pode ver na Figura 35. São dois os RTDs monitorando a temperatura desse mancal e ambos estão posicionados na parte inferior já que esta está sujeita à força peso e conseqüente maior predisposição a fricção e acréscimo de temperatura.
	
	Figura 35 – Mancal Guia da Turbina
O Mancal Guia também possui injeção de óleo a alta pressão para permitir a partida, parada e giro manual das Unidades Geradoras. Como já explicitado, esse sistema é imprescindível já que toda força peso da máquina é descarregada nos Mancais Guia quando a Unidade está em repouso, saindo deste ou tendendo a este.
SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO POR GRAVIDADE
O sistema de lubrificação e resfriamento dos Mancais possui uma central com dois conjuntos moto-bomba, dois trocadores de calor e, anexo, um sistema de filtragem absoluto. Excluindo os mancais e tubulações, todo o restante do sistema encontra-se de fora do bulbo.
 Basicamente o Sistema de óleo dos Mancais é composto pelo Tanque de Óleo Superior (Upper Oil Tank), tubulações, mancais, Tanque de Óleo Inferior (Low Oil Tank), válvulas e instrumentação. 
Dado interessante é que o Tanque de Óleo Superior e o Tanque de Compensação do Cabeçote Kaplan são externamente um só tanque, porém, são internamente separados e possuem suas funções e circuitos bem definidos como se pode ver na Figura 36.
	
	Figura 36 - Tanque Superior + Tanque de Compensação (vista lateral)
A lubrificação dos Mancais é feita por gravidade iniciando-se no Tanque de Óleo Superior que possui três saídas e uma entrada (Figura 37): 
Uma saída para os mancais Combinado e Guia da Turbina (diferenciada se as unidades são pares ou ímpares);
Uma saída sempre aberta para o Tanque Inferior em caso de nível alto;
Uma saída para drenagem total do tanque ligada a tubulação que leva ao Tanque Inferior (válvula fechada);
Uma entrada de óleo recalcado pelas bombas do Tanque Inferior.
	
	Figura 37 – Vista do Fundo do Tanque Superior + Tanque de Compensação
O Tanque de Óleo Superior possui volume de 12m3 e o Tanque de Óleo Inferior 20m3. O volume do tanque inferior é maior para promover uma primeira troca de calor por condução e convecção natural antes de passar pelo Trocador de Calor. 
Os Mancais não possuem cuba já que o óleo é circulado por gravidade e há um sistema de resfriamento independente. 
Todos os tanques de óleo do Sistema de Lubrificação foram especificados com respiro com elemento dissecante para se adequar a nova filosofia proativa de manutenção da Tractebel Energia, na qual se procura proteger ao máximo o óleo do contato com a água, também presente no ar. 
Na Figura 38 tem-se o fluxograma de como é o Sistema de Lubrificação. Há uma linha que se subdivide para os dois mancais após passar por um filtro magnético. O óleo passa pelos Mancais lubrificando-os e resfriando-os e então escoa até o Tanque de Óleo Inferior onde é recalcado ao Tanque de Óleo Superior, sempre passando pelo filtro absoluto e pelo trocador de calor. Pressostatos diferenciais com sinal no Sistema Digital estão presentes tanto nos filtros quanto nos trocadores de calor.
A tubulação que liga os dois tanques do sistema adentra o tanque superior e se eleva a uma determinada altura. Esta escoa o óleo em caso de nível alto. Para esgotar totalmente o óleo do Tanque Superior para manutenção ou limpeza é necessário abrir a válvula da tubulação menor, próxima ao Tanque de Compensação.
	
	Figura 38 – Fluxograma do Sistema de Lubrificação
INJEÇÃO DE ÓLEO PRESSURIZADO
Diferentemente das Unidades Geradoras de eixo vertical, como as Francis e as Kaplan, as Unidades Bulbo da UHE Jirau possuem sua injeção de óleo pressurizada para partida, parada e giro manual localizada nos dois Mancais Guia da Unidade, ou seja, Mancal Guia localizado no Mancal Combinado e Mancal Guia da Turbina (Casquilho). Isso acontece, logicamente,devido ao eixo ser horizontal e pelo fato de toda a força peso da máquina ser descarregada nos Mancais de Guia.
O projeto da Dong Fang Electric Company (DEC) prevê sete pontos de injeção de óleo pressurizado sendo seis no Mancal Combinado e um no Casquilho. As seis sapatas providas desse sistema no Mancal Combinado localizam-se na parte inferior para efetuar o levantamento do eixo. Pela mesma razão o ponto de injeção no Mancal Guia da Turbina é na metade inferior. 
Na Figura 39, vê-se um corte do Mancal Combinado e o ponto e injeção de óleo pressurizado na sapata cujo centro tem a cota mais baixa (serão 6 pontos neste mancal). Também é possível visualizar o ponto único de injeção no mancal Guia. 
	
	
	Figura 39 – Pontos de Injeção de óleo pressurizado nos Mancais
GERADOR E SISTEMAS AUXILIARES
As Unidades Geradoras de eixo horizontal possuem características construtivas dos Geradores diferenciadas das Unidades de eixo vertical, das quais se destacam singularidades da Carcaça do Estator, Aranha e Coroa do Rotor, fixação dos Pólos, Sistema de Resfriamento e Sistema Anti-incêndio. 
CARCAÇA E SISTEMA DE RESFRIAMENTO DO GERADOR
Nas Unidades Geradoras tipo Bulbo a Carcaça do Estator possui função estrutural para Unidade e é fixada no Cone e Stay Cone contribuindo com o perfil hidráulico da máquina, conforme pode ser verificado na figura 40.
	
CARCAÇA ESTATOR
CONE
STAY CONE
	Figura 40 – Carcaça do Gerador – Casa de Força 02
O projeto da Carcaça do Gerador possui reforços estruturais em “V” que auxiliam na dilatação e contração da carcaça devido à temperatura e pressão hidráulica, e contribuem também com o Sistema de Resfriamento do Gerador. A Figura 41 apresenta a estrutura da Carcaça do Gerador.
	
	
	
	Figura 41 – Carcaça do Gerador com reforços em “V”
A estrutura em “V” apresentada possui, além da função estrutural, papel fundamental no Sistema de Resfriamento do Gerador, atuando como dutos de admissão do ar para os Trocadores de Calor.
O Sistema de Resfriamento por ventilação dos Geradores da UHE Jirau, diferente das Unidades Geradoras de eixo vertical, possui ventilação forçada através da utilização de ventiladores axiais. O Sistema de Resfriamento do Gerador geralmente é composto por ventiladores axiais, trocadores de calor e dutos de orientação do ar, conforme apresenta a Figura 42.
	
VENTILADORES AXIAIS
DUTO DE AR
TROCADORES DE CALOR
	Figura 42 – Componentes Sistema de Resfriamento do Gerador
 
O Sistema de Resfriamento por ventilação forçada, conforme projeto da UHE Jirau, é concebido pela circulação de ar forçada através de ventiladores axiais e Aranha do Rotor em movimento. Na figura 43 é apresentado o fluxo e vazões de ar definidos no memorial de cálculo do Sistema de Resfriamento das Unidades Geradoras da Casa de Força 02 da UHE Jirau.
. 
	
	Figura 43 – Sistema de Resfriamento – Fluxo de Ar
O Sistema de Ventilação forçada utiliza-se de ventiladores axiais e ação da Aranha do Rotor em movimento para realizar a circulação de ar. O ar frio proveniente da saída dos Trocadores de Calor flui radialmente através do Anel Magnético, dos Pólos e do Núcleo do Estator. Após o resfriamento destes equipamentos o fluxo de ar circula axialmente pela Carcaça do Estator retornando aos Trocadores de Calor.
As Unidades Geradoras tipo Bulbo, usualmente, são providas com Sistemas de Ventilação forçada em ciclo fechado, entretanto, o Sistema de Resfriamento das Unidades Geradoras da Casa de Força 01 possuem um Sistema com ciclo aberto, conforme pôde ser verificado no item 5.5.4 deste trabalho.
O Sistema de Resfriamento das Unidades Geradoras tipo Bulbo, devido à restrição de espaço físico, possuem configuração e equipamentos diferenciados de Sistemas utilizados em Unidades Geradoras de eixo vertical, as quais geralmente possuem circulação de ar em ciclo aberto utilizando de ventiladores fixados ao Rotor.
A singularidade do Sistema de Resfriamento de Geradores das Unidades Geradoras tipo Bulbo, o qual possui maior quantidade de equipamentos para operação, supervisão e controle, exigirá das equipes de operação e manutenção maior controle sobre os trocadores de calor e supervisão e manutenção dos ventiladores axiais, os quais quando em falha exigirão o trip da Unidade Geradora de forma a prevenir falhas no Rotor e Estator por altas temperaturas. Recomenda-se à equipe de Engenharia realizar testes e análise térmica do Estator e Rotor quando da falha dos ventiladores e/ou redução da capacidade dos trocadores de calor. 
Uma vez que a Unidade Geradora tipo Bulbo é submersa na água, além do fator térmico, é imprescindível o controle interno da umidade relativa do ar, o qual pode afetar o desempenho do Sistema de Resfriamento, ou até mesmo dos materiais isolantes das barras do Estator e Pólos. Desta forma, ressalta-se também, como particularidades destas máquinas, a utilização de desumidificadores de ar, os quais são comumente instalados na parte interna do Nariz Bulbo, conforme apresenta a figura 44.
	
VENTILADOR AXIAL
RESISTÊNCIA DE AQUECIMENTO
DESUMIDIFICADOR
	Figura 44 – Componentes Auxiliares do Gerador – Casa de Força 02
ARANHA DO ROTOR E FIXAÇÃO DOS PÓLOS
O Rotor dos Geradores da Usina Hidrelétrica Jirau possuem características singulares, uma vez que a tradicional Coroa Polar composta por lâminas é substituída por um Anel Magnético e a fixação dos Pólos não é realizada por chavetas, e sim por parafusos passantes que unem os Pólos ao Anel magnético e à Aranha do Rotor. Na Figura 45 pode ser verificado um desenho de montagem do Rotor da Casa de Força 02.
PISTA DE FRENAGEM
	
PÓLO
PARAFUSOS PASSANTES
CHAPA DE FIXAÇÃO
ANEL
MAGNÉTICO
ARANHA DO ROTOR
	Figura 45 – Montagem do Rotor – Casa de Força 02
Os componentes do Rotor da Casa de Força 01 e Casa de Força 02 são os mesmos, mas diferenciam-se na suas dimensões, ressaltando-se a Aranha do Rotor e o número de parafusos passantes de fixação dos Pólos, conforme demonstra a Figura 46.
	
PISTA DE FRENAGEM
ARANHA DO ROTOR
ANEL MAGNÉTICO
PÓLO
PARAFUSOS PASSANTES
	Figura 46 – Montagem do Rotor – Casa de Força 01
Nas Unidades Geradoras da UHE Jirau, o Anel Magnético, responsável pela condução do campo magnético conjugado entre Rotor e Estator, é composto por 7 anéis fixados por dutos de ventilação os quais podem ser visualizados na Figura 47.
ANEL MAGNÉTICO
	
DUTOS DE VENTILAÇÃO
	
	Figura 47 – Anel Magnético do Rotor – Casa de Força 02
A fixação dos Pólos no Rotor é realizada através de parafusos passantes, os quais podem ser visualizados na Figura 48.
	
	
	
	Figura 48 – Parafusos de Fixação dos Pólos no Rotor – Casa de Força 01
Uma vez que a Unidade Geradora estiver em operação verifica-se grande dificuldade de manutenção e remoção dos pólos devido a restrições de espaço físico da Unidade Bulbo. Com a disponibilidade de dispositivos especiais de montagem dos Pólos, a serem fornecidos, a montagem/desmontagem destes equipamentos será realizada pela parte superior do Gerador, conforme apresenta a Figura 49.
	
	Figura 49 – Dispositivos de Montagem dos Pólos – Casa de Força 02
O procedimento de retirada de Pólos é realizado com o travamento do Rotor, o qual está contemplado no projeto, entretanto verifica-se que as inspeções no Estator utilizando-se da retirada dos pólos e giro da máquina não serão possíveis.
Desta forma, recomenda-se que as equipes de manutenção desenvolvam uma análise da manutenção preditiva dos Geradores contemplando restrições de acesso e movimentação do Rotor.
SISTEMA ANTI-INCÊNDIO
Os Geradores das Unidades Geradoras tipo Bulbo da Usina Hidrelétrica Jirau possuem Sistema Anti-incêndio com proteção de risco de incêndio por meio de um sistema fixo de água nebulizada, proveniente do Sistema de Resfriamento, conforme demonstra a Figura 50. 
	
SISTEMA DE RESFRIAMENTO
SISTEMA
ANTI-INCÊNDIO
	Figura 50 – Sistema de Resfriamento – Fornecimento água para Sist. Anti-incêndioA partir do Sistema de Resfriamento, o Sistema Anti-incêndio é composto pela Válvula de Dilúvio e circuitos de comando além de painel elétrico de supervisão e controle, sensores e acionadores. Na Figura 51 é apresentado o diagrama esquemático deste Sistema.
	
PARA GERADOR
VÁLVULA DE DILÚVIO
SISTEMA DE RESFRIAMENTO
	Figura 51 – Sistema de Descarga do Anti-incêndio
 Diferente do Sistema Anti-incêndio com CO2 comumente utilizado nas Unidades Geradoras de eixo vertical, a localização do Gerador nas Unidades tipo Bulbo é caracterizado como ambiente confinado e possuem riscos associados à extinção do oxigênio no caso de utilização de um Sistema com CO2. Desta forma, as Unidades Geradoras tipo Bulbo utilizam-se, preferencialmente, de Sistemas à água.
A Norma NFPA – National Fire Protection Association 15:2007 e 851:2000 empregada para Sistemas Anti-incêndio em Usinas Hidrelétricas designa que a utilização de Sistemas com água podem ser empregados para Geradores desde que seu acionamento esteja condicionado ao desligamento da Unidade Geradora do Sistema Elétrico e desligamento do Sistema de Excitação. Da mesma forma, esta norma recomenda que imediatamente após o acionamento do Sistema Anti-incêndio a Unidade Geradora deverá permanecer por 24 horas rodando à vazio desexcitada de forma a reduzir a absorção da água e umidade nos equipamentos. 
Porém, em contrapartida a norma NFPA é visto que tanto tempo com a máquina rodando a vazio pode trazer danos aos mancais da unidade devido à operação instável. Deve ser feita uma análise de engenharia criteriosa desse procedimento. 
As diferenças estabelecidas pelo Sistema Anti-incêndio nas Unidades Geradoras da UHE Jirau exigirá uma análise da Engenharia de Operação e Manutenção de forma a estabelecer procedimentos com maior atenção ao restabelecimento da Unidade em caso de acionamento do Sistema Anti-incêndio, e também a aspectos de isolação do Sistema de Resfriamento.
Ressalta-se também que, uma vez que o Sistema Anti-incêndio utiliza-se da água do reservatório, a análise química da água deverá levar em conta a sua utilização nos Geradores e conseqüente contato com os barramentos e núcleo do Estator e Pólos.
Alerta-se que todos os procedimentos estabelecidos pelas equipes de operação e manutenção se refletirão nas exigências e requisitos estabelecidos pela empresa Seguradora a ser contratada.
SISTEMA DE DRENAGEM BULBO
Existem basicamente quatro tubulações para drenagem de água do bulbo e imediações sendo duas relacionadas ao Gerador (internas ao Bulbo) e duas à Turbina (externas ao Bulbo). Cada uma delas sempre se localiza no ponto mais baixo da região na qual estão inseridas.
Quanto ao Gerador tem-se uma tubulação para eventuais vazamentos internos ao Cone e/ou Nariz Bulbo (Bulb Nose) e outra nas proximidades da Carcaça do Estator. As duas tubulações se conectam em uma só que desce pelo Stay Cone e direciona essa água ao poço de drenagem, conforme Figura 52.
 
	
	Figura 52 – Drenagem do Cone e Área do Gerador
Quanto a Turbina tem-se uma tubulação para eventuais vazamentos das palhetas diretrizes e outra localizada no anel de deslizamento (Expansion Ring).
O coletor de vazamentos das palhetas circunda toda a tampa externa (Outer Gate Ring) ficando próximo a todo o perímetro do Anel de Regulação como é possível ver na Figura 53, no corte radial à direita. 
Já as tubulações para dreno do anel de deslizamento ou junta deslizante encontram-se em dois pontos baixos do próprio anel entre as vedações. 
No corte axial da Unidade Bulbo, a esquerda da Figura 53, vê-se a montante a drenagem das buchas das palhetas enquanto imediatamente a jusante do Aro Câmara inserido na própria junta tem-se o dreno desta. 
	
	Figura 53 – Drenagem das Palhetas e Anel de Deslizamento
TUBO DE SUCÇÃO E JUNTA DESLIZANTE
O Tubo de Sucção (Draft Tube) da Usina Hidrelétrica Jirau possui um perfil menos complexo que os conhecidos e utilizados nas máquinas Francis e Kaplan. Pelo fato do fluxo ser estritamente axial, as Unidades Bulbo possuem um Tubo de Sucção sem curvatura com formato assemelhando-se a um simples cone. 
No caso dos Tubos de Sucção da Casa de Força 2 tem-se três segmentos que em campo serão soldados, aparafusados e embutidos no concreto.
O acesso ao Tubo de Sucção se mostra mais simples e menos arriscado que em máquinas Francis e Kaplan, pois há uma escotilha no terceiro segmento que pode facilmente ser acessada por baixo da Unidade. Na figura 54 pode-se visualizar um corte do Tubo de Sucção e escotilha de acesso.
	
	Figura 54 - Tubo de Sucção e Escotilha de acesso
Um equipamento que surge diferenciado nas Unidades Bulbo é a chamada Junta ou Anel Deslizante (Expansion Ring). Tal junta nada mais é que um elo entre o Tubo de Sucção e o Aro Câmara que permite uma limitada movimentação relativa entre estes. No projeto DEC essa movimentação/expansão está limitada a 15mm. 
A junta deslizante se faz necessária nesse tipo de concepção, pois o Tubo de Sucção e o Aro Câmara estão em meios diferentes e, conseqüentemente, estão sujeitos a dilatações térmicas diferentes, já que o primeiro encontra-se embutido no concreto enquanto o segundo está exposto. 
Na Figura 55 pode-se ver a fixação da Junta Deslizante (em amarelo) no Tubo de Sucção por meio de parafusos e o Aro Câmara com grau de liberdade no sentido axial. Nesse corte também é possível visualizar as três vedações da superfície deslizante e a tubulação para drenagem de possíveis vazamentos.
	
	Figura 55 - Junta Deslizante
CONCLUSÃO 
A Usina Hidrelétrica Jirau, composta por 46 Unidades Geradoras tipo Bulbo de eixo horizontal representa um grande desafio para a Engenharia. Com as maiores Unidades Geradoras e maior capacidade instalada no mundo utilizando-se da tecnologia Bulbo, o projeto da UHE Jirau apresenta muitas singularidades que exigem uma análise crítica das equipes de engenharia e elaboração de procedimentos de operação e manutenção.
Com um grande número de Unidades Geradoras e um período de 6 meses com baixo fator de capacidade, verifica-se que a elaboração dos Planos Anuais de Manutenção das Unidades Geradoras deverá ser gerenciado de forma a otimizar os recursos humanos e financeiros (recursos próprios e de terceiros) garantindo a confiabilidade das máquinas. Outro fator a ser verificado ao estabalecer os Planos Anuais de Manutenção são as atividades preventivas nas Unidades Transformadoras, as quais são interligadas cada uma à quatro Geradores.
Características singulares da UHE Jirau, tais como ausência de controle automático de Comportas de montante e jusante, alta temperatura do lago e alto fluxo de madeira no rio deverão ser investigados criteriosamente pela Engenharia. Também deverão ser estabelecidos procedimentos operacionais adequados ao Sistema de Resfriamento da Unidade e a Parada de Emergência. Análise de impactos e sistemas de controle do alto fluxo de madeira ainda estão sendo analisados pela empresa Energia Sustentável do Brasil – ESBR.
Diferenças de projeto das Unidades Geradoras da Casas de Força 1 e Casa de Força 2 tais como dimensionamento das máquinas, Sistema de Regulação de Velocidade, Sistema de Frenagem e Sistema de Resfriamento dos Geradores deverão ser analisados minuciosamente pela Engenharia, uma vez que a parametrização de faixas operacionais, alarmes, proteções e limitadores serão diferenciados.
As Unidades Geradoras Bulbo de eixo horizontal apresentam particularidades significativas quando comparadas as Unidades Geradoras Francis e Kaplan de eixo vertical, as quais influenciam nos procedimentos de operação e manutenção das mesmas.
A concepção da Unidade Bulbo, submersa na água, é um fator crítico para o seu dimensionamento. Sendo assim, estas Unidades apresentam reduzido espaço interno e restrição de acessos à sua área interna. Caracterizada como um ambiente confinado, os procedimentos de segurança, incluindo Análise Preliminar de Risco e adequação aos requisitos da NR-33, deverão ser analisados criticamente,incluindo a elaboração de planos de evacuação para casos de emergência. Da mesma forma, os espaços e acessos restritos à Unidade, assim como disposição dos equipamentos, impõem risco e/ou impedimento à realização de inspeções e atividades da manutenção, comumente realizadas em Unidades de eixo vertical tais como inspeções no Rotor (inspeção/retirada de pólos), Estator (inspeção do núcleo e cunhas), Distribuidor (inspeção nas palhetas) e Turbina (medição de folga do Aro Câmara e análise de cavitação).
Recomenda-se a elaboração dos Planos de Inspeções e Planos de Manutenção, incluindo aspectos de montagem e desmontagem da Unidade e seus equipamentos, durante o período de montagem e comissionamento das Unidades Geradoras da UHE Jirau. Nesta análise deverão ser considerados os tempos de inspeção e impacto nos tempos de parada de Unidade para a realização de cada atividade.
Particularidades relacionadas ao Regulador de Velocidade, Unidades Hidráulicas e Mancais da Unidade devem ser avaliadas metodicamente e procedimentos operacionais e de manutenção específicos devem ser elaborados, uma vez que existem circuitos hidráulicos diferenciados quando comparados aos já vistos nas máquinas Francis e Kaplan. O Sistema de Lubrificação é outra novidade que deve ter suas particularidades e novidades (como os respiros dissecantes) bem estudadas e cercadas contra imprevistos que possam comprometer a disponibilidade da Usina.
Os Sistemas Auxiliares dos Geradores das Unidades Bulbo apresentam diferenças significativas quando comparados às Unidades de eixo vertical, ressaltando-se o Sistema de Resfriamento e Sistema Anti-incêndio à água. O Sistema de Resfriamento por ventilação forçada através de ventiladores axiais demonstra a necessidade de análise térmica dos Geradores em caso de falhas dos mesmos. Quanto ao Sistema Anti-incêndio as equipes de operação e manutenção deverão elaborar procedimentos específicos, principalmente para o retorno da Unidade em caso de acionamento do mesmo.
Diferenças estruturais do Rotor e fixação dos Pólos também são verificados, entretanto não diferenciam a operação da Unidade. Aspectos de montagem e desmontagem destes equipamentos deverão ser analisados pela Equipe Tractebel Energia durante a montagem e comissionamento, uma vez que há redução dos espaços internos à Unidade. 
As Unidades Geradoras Bulbo possuem também pontos adicionais de drenagem localizados na parte inferior do Gerador e na Junta deslizante. Estes são utilizados para drenagem de algum vazamento que venha a ocorrer dentro do Bulbo. Deve ser dada bastante atenção as vedações que necessitam ser inspecionadas e testadas periodicamente já que, por concepção, a estanqueidade é um ponto critico nas unidades Bulbo.
Em suma, trata-se de um tipo de Unidade Geradora ainda pouco explorado no Brasil e inédito na Tractebel Energia então, sugere-se que as etapas de montagem e comissionamento sejam acompanhadas desde seu inicio pelas equipes de manutenção, operação e engenharia. Desta forma, objetiva-se que todos sejam colocados a par das particularidades e criticidades existentes na concepção das Unidades Bulbo e possam promover análises de engenharia, além de elaborar procedimentos adequados de forma prévia ao período de operação.
REFERÊNCIAS
Especificação Técnica Projeto UHE Jirau; LEME ENGENHARIA.
Desenhos, Manuais, Memoriais de Cálculo, Fluxogramas, e Diagramas Projeto Casa de Força 2; Dong Fang Electic Company - DEC. 
Desenhos, Manuais, Memoriais de Cálculo, Fluxogramas e Diagramas Projeto Casa de Força 1; Consórcio Fornecedor Jirau – CFJ (ALSTOM, ANDRITZ, VOITH).
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