Turbina a Gás certo

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA 
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
TURBINA A GÁS E SUA APLICAÇÃO NO SETOR DE 
OLÉO E GÁS 
 
 
Bruna de Almeida Santos – 20151000090 
Bruno Fidelis Barbosa - 20151000016 
Bruno Richard R. dos Santos - 2015100091 
Caio Henrique P. dos Santos - 201510000 
Igor Medeiros Fontes da Silva – 20141001201 
José Carlos Sandim - 20141001005 
Juvenal Lucio da Silva Basilio Junior – 20151000093 
Lucas Souza A. Silva - 20151000051 
Marcos Vinicios de Carvalho Silva - 20151000007 
Mateus Henrique Tolentino - 20151001414 
Matheus Guimarães Alves - 20161000252 
Thaiane Fernandes da Silva - 20151001460 
Vinicius Silva da Cruz – 20151000088 
 
 
 
 
 
 
 
 
BARRA MANSA 
2018 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA 
 PRÓ-REITORIA ACADÊMICA 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
TURBINA A GÁS E SUA A 
PLICAÇÃO NO SETOR DE OLÉO E GÁS 
 
Bruna de Almeida Santos – 20151000090 
Bruno Fidelis Barbosa - 20151000016 
Bruno Richard R. dos Santos - 2015100091 
Caio Henrique P. dos Santos - 201510000 
Igor Medeiros Fontes da Silva – 20141001201 
José Carlos Sandim - 20141001005 
Juvenal Lucio da Silva Basilio Junior – 20151000093 
Lucas Souza A. Silva - 20151000051 
Marcos Vinicios de Carvalho Silva - 20151000007 
Mateus Henrique Tolentino - 20151001414 
Matheus Guimarães Alves - 20161000252 
Thaiane Fernandes da Silva - 20151001460 
Vinicius Silva da Cruz - 20151000088 
 
Trabalho apresentado ao Curso de 
Engenharia Mecânica do Centro 
Universitário de Barra Mansa, como 
requisito parcial para a obtenção da 
nota 2 na disciplina de Máquinas 
Térmicas, sob a orientação do 
Professor Wilson Faria. 
 
Barra Mansa - RJ 
2018 
RESUMO 
 
A proposta desse trabalho, tem como objetivo realizar uma pesquisa 
bibliográfica sobre o tema de uma turbina a gás e suas aplicações no setor de 
óleo e gás, tem como a finalidade de obter conhecimento sobre a matéria 
abordada. Nessa pesquisa foi demostrado a linha cronológica do 
desenvolvimento de uma turbina a gás, como seus principais 
componentes atuando em um sistema termodinâmico e tipo de ciclo que é 
utilizando, logo identificando o tipo ciclo aberto ou fechado, funcionamento, 
combustíveis ideias que devem ser utilizados, principais defeitos dos materiais 
e falhas de materiais durante o tempo e os tipos de manutenção em uma 
turbina a gás. 
Com todas essas informações que obtemos com a pesquisa 
bibliográfica, podemos concluir que a turbina a gás é uma maquina térmica, na 
qual se aproveita diretamente a energia liberada na combustão que são 
armazenadas nos gases produzidos que ocasionalmente se expandem. 
Nos dias atuais utilizam-se turbina a gás para acionar equipamentos 
como compressores, bombas e gerados, devido a sua construção compacta, 
menor peso e a alta potência quando comparado com os motores tradicionais 
de combustão interna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Palavra-chave: Turbina à gás, expansão, combustão e partida 
ABSTRACT 
 
The purpose of this work is to carry out a bibliographical research on 
the subject of a gas turbine and its applications in the oil and gas sector, in 
order to obtain knowledge about the matter addressed. In this research was 
demonstrated the chronological line of the development of a gas turbine, as its 
main components acting in a thermodynamic system and type of cycle that is 
using, soon identifying the type open or closed cycle, operation, ideas fuels that 
should be used, major defects of materials and material failures over time and 
types of maintenance in a gas turbine. 
With all this information that we obtain with the bibliographical 
research, we can conclude that the gas turbine is a thermal machine, in which 
the energy released in the combustion is directly utilized that are stored in the 
gases that occasionally expand. 
Nowadays, a gas turbine is used to drive equipment such as 
compressors, pumps and generators, due to its compact construction, lower 
weight and high power when compared to traditional internal combustion 
engines. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Keyword: gas turbine, expansion, combustion, match 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
FIGURA 1: Primeira turbina a gás 
FIGURA 2: Primeiro motor de uma turbina a gás de uma aeronave. 
FIGURA 3: Ciclo de Brayton 
FIGURA 4: Ciclo Brayton aberto 
FIGURA 5: Ciclo Brayton Fechado 
FIGURA 6: Componentes de uma turbina a gás 
FIGURA 7: Representação de uma compressor. 
FIGURA 8: Representação da câmara de combustão. 
FIGURA 9: Representação da turbina 
FIGURA 10: Compressor axial 
FIGURA 11: Conjunto rotor do compressor axial de uma turbina. 
FIGURA 12: Compressor radial 
FIGURA 13: Esquema de uma fratura em eixo 
FIGURA 14: Fratura por fadiga em uma parafuso 
FIGURA 15: Exemplo de oxidação 
FIGURA 16: Motor de partida pneumática 
FIGURA 17: Partida por combustão (Triple-breech cartridge – cartucho culatra 
tripla) 
FIGURA 18: Trocador de calor 
FIGURA 19: Filtro de óleo 
LISTA DE TABELA 
 
 
TABELA 1: Valores característicos de combustíveis para turbina a gás 
TABELA 2: Temperaturas obtidas por termopares 
TABELA 3: Temperaturas obtidas por termopares 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................... 9 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFIA .................................................................... 10 
2.1 HISTÓRICO DO DESENVOLVIMENTO DA TURBINA A GÁS.10 
2.2 PRINCIPIOS TERMODINÂMICOS ASSOCIADOS AS TURBINAS A 
GÁS 13 
2.2.1 FUNCIONAMENTO EM CICLO ABERTO DE UMA TURBINA A 
GÁS 14 
2.2.2 FUNCIONAMENTO EM CICLO FECHADO DE UMA TURBINA A 
GÁS 15 
2.3 CLASSIFICAÇÃO DA TURBINA A GÁS ................................. 16 
2.3.1 PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA TURBINA A GÁS 
2.3.1.1 COMPRESSOR ............................................. 18 
2.3.1.2 CÂMARA DE COMBUSTÃO ....................... 18 
2.3.1.3 TURBINA ...................................................... 19 
3. CARACTERISTICAS TÍPICAS DOS COMPRESSORES ..................... 20 
4. CONSTRUÇÃO E PRINCÍPIOS DE OPERAÇÃO ................................ 23 
4.1 MATERIAS ............................................................................... 23 
4.2 COMBUSTIVEIS ...................................................................... 24 
4.3 COMBUSTÃO .......................................................................... 24 
5. COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS ................................................ 25 
5.1 FLUÊNCIA ................................................................................ 25 
5.2 FADIGA ................................................................................... 26 
5.3 CORROSÃO ............................................................................. 28 
5.4 EROSÃO ................................................................................. 29 
6. TIPO DE COMBUSTIVEIS ..................................................................... 30 
6.1 COMBUSTIVEL SÓLIDO. ......................................................... 30 
6.2 COMBUSTIVEL LÍQUIDO. ........................................................ 31 
6.2.1 COMBUSTIVEL PESADO. ........................................... 31 
6.2.2 ÓLEO CRU .................................................................. 31 
6.2.3 DIESEL. ....................................................................... 32 
6.2.4 ÓLEO DE XISTO. ........................................................ 32 
6.2.5 ÁLCOOL. ..................................................................... 33 
6.3 COMBUSTIVEIS GASOSOS..................................................... 33 
6.3.1 GÁS POBRE. ................................................................ 33 
6.3.2 GÁS NATURAL. .......................................................... 33 
6.3.3 GASES DE ALTO FORNOS ......................................... 34 
6.3.4 GASEIFICAÇÃO DE CARVÃO .................................... 34 
6.4 DERIVADOS DE PETRÓLEO ..................................................... 35 
7. SISTEMA DE PARTIDA E IGNIÇÃO ...................................................... 35 
7.1 – SISTEMA DE PARTIDA ........................................................... 35 
7.1.1 – PARTIDA ELÉTRICA................................................. 36 
7.1.2 – PARTIDA PNEUMÁTICA ........................................... 36 
7.1.3 – PARTIDA POR COMBUSTÃO ................................... 37 
7.2 – SISTEMA DE IGNIÇÃO ........................................................... 37 
8. NOÇÕES BÁSICAS DE MANUTENÇÃO ................................................ 38 
8.1 – CONDIÇÕES QUE AFETAM A MANUTENÇÃO DAS TURBINAS 
A GÁS 39 
8.1.1 – TIPO DE CARGA ................................................................... 39 
9. ASPECTOS DE MANUTENÇÃO .................................................. 44 
9.1 – MANUTENÇÃO CORRETIVA ........................................ 44 
9.2 – MANUTENÇÃO PREVENTIVA ....................................... 45 
9.3 – MANUTENÇÃO PREDITIVA ......................................... 46 
10. SISTEMA DE PROTEÇÃO DA TURBINA A GÁS ....................... 47 
10.1 – INSTRUMETAÇÃO ....................................................... 48 
10.2 – PRINCIPAIS VARIAVEIS .............................................. 50 
11. PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO DO CONTROLE DE 
COMBUSTIVEL ............................................................................................. 53 
12. SISTEMAS AUXILIARES ........................................................................ 53 
12.1 – SISTEMA DE AR DE COMBUSTÃO ........................................53 
12.2 – CAIXA ACÚSTICA ....................................................................54 
10 
 
12.3 – SISTEMA DE AR DE VENTILAÇÃO........................................ 55 
12.4 – SISTEMA DE ÓLEO DE LUBRIFICANTE ................................56 
12.5 –SISTEMA DE ÓLEO PARA COMANDO. .................................... 60 
12.6 – SISTEMA DE PARTIDA ............................................................ 61 
12.7 – SISTEMA DE COMBUSTIVEL .................................................. 61 
12.8 SISTEMA DE CONTROLE FLUXO DE AR ................................... 62 
13. CONCLUSÃO ............................................................................................ 63 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O desenvolvimento das turbinas a gás começou paralelamente ao 
desenvolvimento do motor a vapor. 
Somente a partir da década de 30, a turbina a gás tornou-se um produto 
comercial devido à necessidade da indústria aeronáutica de desenvolver 
propulsão com menor relação peso/potência. 
A turbina a gás é uma máquina térmica na qual se aproveita diretamente 
a energia liberada na combustão armazenada nos gases produzidos que se 
expandem, de forma parecida que o vapor nas turbinas a vapor, sobre as 
palhetas móveis de um rotor. O termo turbina a gás é mais comumente 
empregado em referência a um conjunto de três 
equipamentos: compressor, câmara de combustão e turbina propriamente dita. 
Esta configuração forma um ciclo termodinâmico a gás, cujo modelo ideal 
denomina-se Ciclo Brayton, concebido por George Brayton em 1870. 
A denominação turbina a gás pode ser erroneamente associada ao 
combustível utilizado. A palavra gás não se refere à queima de gases 
combustíveis, mas, sim ao fluido de trabalho da turbina, que é neste caso a 
mistura de gases resultante da combustão. O combustível em si pode ser 
gasoso, como gás natural, gás liquefeito de petróleo (GLP), gás de síntese ou 
líquido, como querosene, óleo diesel e até mesmo óleos mais pesados. 
12 
 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFIA 
 
 
2.1 HISTÓRICO DO DESENVOLVIMENTO DA TURBINA A GÁS 
 
No período do século XVIII na Inglaterra John Barber, patenteou um 
método que elevaria o ar inflamável com efeito de adquirir movimentos, 
contribuindo com o desenvolvimento das operações industriais, o método 
possuía características semelhantes a de uma turbina a gás. 
No entanto, o criador da primeira turbina a gás, foi Egidius Elling (1861- 
1949), um Norueguês engenheiro. Considerado, sendo o pai da turbina a gás, 
patenteou a primeira turbina em 1884. No ano de 1903, finalizou sua primeira 
turbina a gás, a mesma possuía um sistema de compressão do ar e a turbina 
giratória, capaz de produzir aproximadamente 11 cavalo força. 
Em 1912, o engenheiro desenvolveu um sistema de turbina, separando 
a turbina do compressor em série, seu maior desafio era desenvolver materiais 
capaz de resistir as altas temperaturas para que as turbinas possuísse uma 
boa potência em sua saída. No mesmo ano, sua turbina tinha a capacidade de 
suportar temperaturas aproximadamente 400º Celsius de entrada. Esse tipo 
de turbina era ideal para os aviões. 
13 
 
Figura 1: Primeira turbina a gás 
 
 
Fonte:www.omnia.ie/index.php?navigation_function=2&navigation_item=%2F2022608%2FNTM 
_NTM_C_4466&repid=1 
 
 
 
Depois de vários anos, surgiu uma estudante de aeronáutica Frank 
Whittle (1907-1996), o mesmo estudou o trabalho realizado pelo engenheiro 
Egidius Elling, assim conseguindo desenvolver o primeiro motor de turbina a 
gás de uma aeronave. 
Em 16 de janeiro 1930, Whittle, solicitou sua primeira patente. Seu 
estudo exibia compressor com dois estágios axial seguido por um outro 
compressor centrífugo simples. O primeiro motor desenvolvido por whittle, teve 
seu funcionamento no ano de 1937. 
14 
 
Figura 2: Primeiro motor de turbina a gás de uma aeronave. 
 
 
Fonte: Pet metrologia e automação. 
 
 
 
A turbina a gás é uma máquina térmica que utiliza o ar como fluído 
motriz para geração de energia. O ar é acelerado, onde ganha um aumento de 
energia cinética. Para que esse fenômeno aconteça, o fluído tem um ganho de 
pressão e, logo é adicionado o calor, gerando a combustão. Devido o aumento 
da energia (entalpia), toda essa energia liberada se transforma em potência no 
eixo da turbina. 
Os componentes quando juntos atuam sobre a terceira lei de newton, que seria 
a seguinte: 
“Toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: as 
ações mútuas de dois corpos sobre o outro são sempre iguais e 
dirigidas em sentidos opostos” (Isaac Newton.) 
15 
 
O comportamento das turbinas se da pelo deslocamento da força que é 
propulsionada, assim formando a criação de massa através da aceleração das 
partículas. 
 
2.2 PRINCIPIOS TERMODINÂMICOS ASSOCIADOS AS TURBINAS A 
GÁS 
 
Na termodinâmica, a turbina a gás utiliza o ciclo padrão de ar Brayton é 
um ciclo ideal para turbinas a gás simples. O ciclo apresenta um diagrama 
esquemático de ciclo aberto, que atua um processo de combustão interna na 
turbina a gás simples, quanto ao ciclo fechado utiliza dois processos de 
transferência de calor (SONNATA; BORGNAKKE; VAN WYLEN, 2003). 
Figura 3 : Ciclo de Brayton 
 
Fonte: SONNATA; BORGNAKKE; VAN WYLEN, 2003 
 
Uma das caracteristicas mais importante do ciclo Brayton, consisti em 
que o compressor utiliza grande quantidadede trabalho em sua operação, em 
relação ao confronto com o trabalho gerado na tubina. A potência utilizada no 
compressor com o relato de 40% a 80% de potência que e desenvolvida na 
turbina, isso e particulamente essencial quando se considera o ciclo real, 
devido ao efeito de perdas de cargas que requer uma maior quantidade de 
trabalho exercido no compressor e assim realizando uma menor quantidade de 
trabalho na turbina. Com o remdimento global diminui rapidamente, com a 
diminuição das eficiencias do compressor e da turbina. (SONNATA; 
BORGNAKKE; VAN WYLEN, 2003). 
16 
 
Principal diferença do ciclo da turbina a gás real do ciclo ideal está 
relacionada à irreversibilidade do compressor e da turbina, com isso a perda de 
carga nas passagens do fluido e na câmara de combustão. A principal 
importância do ciclo padrão a ar Brayton consiste no acontecimento de permitir 
analisar qualitativamente a influência de variáveis no desempenho do ciclo. 
 
 
 
2.2.1 FUNCIONAMENTO EM CICLO ABERTO DE UMA TURBINA A 
GÁS 
 
Com a partida de uma turbina é necessário ter uma sistema de 
arranque, assim podendo por o compressor em funcionamento. Quando o 
compressor atinge uma determinada velocidade, o ar atmosférico é aspirado, 
logo o ar é comprimido e conduzido automaticamente até a câmara de 
combustão, onde é misturado com o combustível líquido ou gasoso. A energia 
resultante de combustão libera gases quentes que se expandem através da 
turbina, assim produzindo energia mecânica. O equilíbrio da combustão resulta 
com a temperatura na secção da turbina, mantendo através do controle da 
relação do ar e combustível. 
Após o ar comprimido passar pelo combustor, a temperatura se eleva 
devido a queima do gás, em seguida a mistura é direcionada para o 
acionamento da turbina. A pressão gerada é reduzida à pressão atmosférica e 
a redução da temperatura. 
Quando uma turbina estiver operando isoladamente, resultando no ciclo 
simples, como o ciclo das aeronaves, sua eficiência térmica é baixa, em média 
de 36%, ou seja, cerca de 64% do calor motivado pela queima do combustível 
é perdido nos gases de exaustão. Pode-se elevar a eficiência térmica através 
da elevação de temperatura e pressões de entrada. Com tudo, isso pode 
elevar o custo de construção e manutenções dos equipamentos dos processos. 
17 
 
Figura 4: Ciclo Brayton Aberto 
 
 
Fonte: www.researchgate.net/figure/264084421_fig1_FIGURA-1-Fluxogramas-das- 
turbinas-a-gas-a-Ciclo-aberto-b-Ciclo-fechado-Fonte 
 
 
 
2.2.2 FUNCIONAMENTO EM CICLO FECHADO DE UMA TURBINA A 
GÁS 
 
Os gases do escape que sai da turbina é diretamente excluído em forma 
não reciclada, classificando como um ciclo aberto. 
No ciclo fechado, o processo de compressão e expansão tende os 
mesmos princípios, no entanto, o processo de combustão é substituído por um 
processo de troca de calor para que o aproveitamento da parte da energia seja 
perdida no ciclo em forma de calor. O clico Brayton fechado utiliza o calor 
perdido para gerar mais trabalho. 
Para realizar uma construção do ciclo Brayton fechado, é necessário 
que a câmara de combustão seja removida e que o caminho de fluido de 
trabalho seja quase integralmente refeito e acrescentando um trocador de calor 
ao sistema. A finalidade desse equipamento é preservar um parte do calor 
gerado dentro do processo, visando manter a temperatura de operação do ciclo 
18 
 
em valores altos de maneira à tirar várias vantagem, obtendo uma relação de 
boa eficiência de conversão do ciclo Brayton operando em altas temperaturas. 
 
 
Figura 5: Ciclo Brayton fechado 
 
 
Fonte: www.researchgate.net/figure/264084421_fig1_FIGURA-1-Fluxogramas-das- 
turbinas-a-gas-a-Ciclo-aberto-b-Ciclo-fechado-Fonte 
 
 
 
2.3 CLASSIFICAÇÃO DA TURBINA A GÁS 
 
Apesar das muitas aplicações e dos diversos tipos de turbinas a gás, há 
entre elas uma série de aspectos que possibilitam uma classificação. Entre 
várias classificações, pode-se citar: 
 
Quanto ao Ciclo: Aberto e Fechado. 
 
Quanto à Construção: Leves (Jet-derived GT- derivadas de turbinas 
aeronáuticas) e Pesadas (Heavy-Duty GT). 
Quanto ao Método de Transmissão de Força: Livres, Transmissão Direta e 
Transmissão por Engrenagens (Caixa de Redução ou Ampliação da Rotação). 
19 
 
 
 
Quanto à Rotação: Operação em Velocidade Constante (turbo-alternadores)e 
Operação em Velocidade Variável (turbo-bombas e turbo-compressores). 
 
Quanto ao Número de Eixos: De um eixo e De vários eixos 
 
 
Quanto à Localização: On Shore (Interna), Offshore (Externa) e Móvel (on- 
board) ,especialmente aplicações marítimas. 
 
Quanto à Aplicação: Industrial, Marítima e Aeronáutica. 
 
 
 
2.3.1 PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA TURBINA A GÁS 
 
 
A turbina a gás e composta por esses principais componentes como 
demostra figura: 
 
Figura 6: Componentes de uma turbina a gás 
Fonte: Magnetiismo.blogspot.com/2012/04/north-american-eagle.html. 
 
 
2.3.1.1 COMPRESSOR 
 
O compressor de ar da turbina a gás pode ser centrifugo ou axial, ambos 
são construídos por um rotor e um difusor, assim podendo construir um 
20 
 
estágio. Geralmente, são constituídos por vários estágios, e que permite a 
instalações de resfriadores intermediários que melhoram o rendimento da 
instalação, ao reduzi a temperatura do ar entre uma compressão e outra. Ainda 
com relação ao rendimento, o compressor axial apresenta um maior 
rendimento que o compressor centrifugo. 
 
 
Figura 7: Representação de uma compressor. 
 
 
Fonte: www.aeromagazine.uol.com.br/artigo/onde-esta-turbina_3402.html 
 
 
 
2.3.1.2 CÂMARA DE COMBUSTÃO 
 
A câmara de combustão pode ser simples ou múltipla. As múltiplas são 
sempre tubulares e as simples podem ser tubulares ou anulares. Por sua vez 
todos estes tipos podem ser de construção horizontal ou vertical. As que são 
construídas na horizontalmente são montadas em cima ou ao redor da turbina 
21 
 
já as que são construídas na vertical são montadas ao lado da turbina. 
A câmara de combustão realiza as seguintes operações: 
 
 Pulverização do combustível. 
 Vaporização do combustível. 
 Faz a mistura ar-combustível. 
 Inflamação e combustão da mistura. 
 Diluição dos produtos de combustão. 
 
 
 
Figura 8: Representação da câmara de combustão. 
 
Fonte: www.aeromagazine.uol.com.br/artigo/onde-esta-turbina_3402.html 
 
 
 
2.3.1.3 TURBINAS 
 
A turina a gás propriamente descrita como axial ou radial. As axiais são 
as mais utilizadas. São construídas de uma forma parecida com as turbinas a 
vapor e assim podendo ser de ação ou reação. 
22 
 
Figura 9: Representação da turbina. 
 
 
Fonte: : www.aeromagazine.uol.com.br/artigo/onde-esta-turbina_3402.html 
 
 
 
3. CARACTERISTICAS TIPICAS DOS COMPRESSORES 
 
A compressão do ar é a primeira etapa do processo que ocorre dentro 
de uma turbina a gás. O compressor é responsável por capturar o ar 
atmosférico, em pressão e temperatura ambientes, comprimindo o ar antes de 
injetá-lo no combustor, onde a queima é realizada com o combustível. A 
entrada de ar e combustível no combustor deve ser estabelecido de forma 
correta a fim de promover uma queima eficiente. O compressor tem a 
responsabilidade de fornecer a vazão de ar comprimido necessária regulando a 
vazão de entrada do ar atmosférico. A manipulação da vazão do ar que entra é 
realizada pelo sistema de controle, que atua nas palhetas localizadas na 
entrada do compressor, chamadas de IGV (Inlet Guide Vanes), e que são 
capazes de modificar seu ângulo de abertura. 
23 
 
Existem dois tipos de compressoresque conseguem atingir os objetivos: 
compressor axial e compressor radial. 
Compressor axial: o fluxo segue um caminho praticamente paralelo ao 
eixo de rotação e há múltiplos estágios de compressão para conseguir alcançar 
a razão de compressão desejada. Cada estágio de um compressor axial é 
formado por uma fileira de palhetas rotativas, chamada rotor, seguida por uma 
fileira de palhetas fixas, chamada estator. Normalmente, os compressores 
axiais podem vir a ter até 19 estágios. 
 
 
Figura 10: Compressor axial 
 
 
Fonte: (COHEN, ROGERS e SARAVANAMUTTOO, 1996). 
 
 
 
 
 
Figura 11: Conjunto rotor do compressor axial de uma turbina. 
24 
 
 
 
 
Fonte: www.br.pinterest.com/pin/152981718576309178/ 
 
Compressor radial: redireciona o fluído de trabalho para uma caminho 
paralelo ao raio do seu rotor e seus estágios são formados por um rotor 
centrífugo e um difusor. Normalmente, os compressores radiais podem ter 
apenas 1 ou 2 estágios. 
25 
 
Figura 12: Compressor radial 
 
 
Fonte: (COHEN, ROGERS e SARAVANAMUTTOO, 1996). 
 
 
 
4. CONSTRUÇÃO E PRINCÍPIOS DE OPERAÇÃO 
 
4.1 MATERIAS 
 
A confiabilidade e disponibilidade das turbinas a gás são normalmente 
uma importante preocupação para seus operadores. Limitações à continuidade 
operacional das plantas, são frequentemente impostas por falhas prematura de 
componentes críticos das partes quentes, tais como palhetas e expansores ou 
camisas do combustor. 
Estes componentes operam em difíceis condições combinadas de 
tensão e temperatura, em um fluxo de gases a alta velocidade, que pode conter 
produtos agressivos, provenientes do combustível ou do ar ambiente. Os 
materiais usados para estes componentes precisam ter propriedades físicas e 
26 
 
mecânicas adequadas para atender às solicitações específicas impostas ao 
componente. 
Estes materiais usados nas partes quentes das turbinas a gás, 
compreendem um conjunto de ligas à base níquel ou à base de cobalto, 
conhecidas, por sua superior desempenho em temperaturas elevadas, como 
superligas (“superalloys”). As superligas de níquel são normalmente as 
preferidas para componentes rotativos, devido à sua ótima resistência à 
fluência, enquanto as superligas de cobalto são usualmente empregadas nos 
componentes estacionários, devido á ótima resistência à temperatura e a 
fadiga térmica. 
 
 
4.2 COMBUSTIVEIS 
 
O combustível utilizado é especificado pelo ambiente em que a turbina 
se encontra. Os mais comumente usados são o gás natural e substratos 
líquidos do petróleo, óleo cru, diesel, querosene e gás liquefeito de petróleo 
(GLP) , embora atualmente também existam turbinas com sistema de dual-fuel, 
ou seja, podem operar com dois tipos de combustível, basicamente gás natural 
com combustíveis líquidos. 
 
 
4.3 COMBUSTÃO 
 
O sistema de combustão da turbina a gás é bastante complexo por ser 
um processo que envolve dinâmica dos fluídos, combustão e design mecânico. 
Por muitos anos, o estudo dedicado a esta parte da turbina era feito com 
embasamento em tentativas e erros. Somente a partir do desenvolvimento de 
programas computacionais dedicados a análise da dinâmica dos fluídos, pode 
aprofundar nos conceitos teóricos do sistema de combustão. 
Para as aplicações offshore, serão levados em consideração os 
combustíveis citados acima e injeção constante, tendo em vista a não 
ocorrência de variações abruptas no meio externo. O que não é o caso de 
27 
 
aviões, que por conta das subidas e descidas em sua trajetória sofrem 
variações de pressão, temperatura externas, densidade ou vazão mássica de 
ar que entra no compressor. 
Estas variações se tornam uma complicação à medida que a proporção 
ar/combustível deve ser mantida, deste modo, a injeção do combustível deve 
ser ajustada constantemente para que a máquina não exceda sua temperatura 
limite. Em uma turbina a gás comum de ciclo aberto, a combustão é um 
processo contínuo no qual o combustível é borrifado e inflamado juntamente 
com o ar fornecido pelo compressor. O processo é iniciado por uma faísca 
elétrica uma única vez, a partir daí a chama é autossustentável. 
 
 
5. COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS 
 
5.1 FLUÊNCIA 
 
 
A fluência é a deformação plástica que ocorre no material, sob tensão 
constante ou quase constante, em função do tempo. A temperatura tem um 
papel importantíssimo nesse fenômeno. A fluência ocorre devido à 
movimentação de falhas, que sempre existem na estrutura cristalina dos 
metais. Não haveria fluência se estas falhas não existissem. Existem metais 
que exibem o fenômeno de fluência mesmo à temperatura ambiente, enquanto 
outros resistem a essa deformação mesmo a temperatura elevada. As 
exigências de uso têm levado ao desenvolvimento de novas ligas que resistam 
melhor a esse tipo de deformação. A necessidade de testar esses novos 
materiais, expostos a altas temperaturas ao longo do tempo, define a 
importância deste ensaio. 
Palhetas de rotores de turbinas a gás sofrem fluência porque operam em 
temperaturas elevadas e estão submetidas a elevados esforços centrífugos. As 
condições combinadas de tensão e temperatura costumam ocorrer a meia 
altura da palheta, sendo nesta região que costumam ocorrer as fraturas por 
fluência. A fluência é o principal fator limitante da vida das palhetas 
principalmente quando a turbina trabalha com combustível isento de 
contaminante e em regime de operação contínua. 
28 
 
É bastante difícil definir antecipadamente à vida das palhetas 
considerando-se a fluência porque as condições operacionais da turbina 
influenciam bastante este tempo estimado. Uma maneira de fazer esta 
avaliação é medirmos o alongamento das palhetas, sendo uma prática comum 
substituí-las quando sua deformação atingir 0,5%. Uma outra maneira é 
monitorar as alterações sofridas pela microestrutura metalúrgica das palhetas e 
a partir daí determinar o estado de fluência das palhetas. O ponto ótimo para a 
troca é o inicio da fase terciária que pode ser identificado pelo aparecimento de 
vazios e micro trincas na estrutura metalúrgica do material. 
 
 
5.2 FADIGA 
 
A fadiga é um processo que causa a falha do componente pela 
aplicação de tensões cíclicas. Quando estas tensões são pequenas e de alta 
frequência temos a fadiga de alta frequência. Quando as tensões são altas e 
baixa frequência temos a fadiga de baixa frequência. A aplicação repetitiva de 
gradientes térmicos transitórios em um determinado componente causa a 
fadiga térmica. A maioria dos componentes da parte quente de uma turbina a 
gás está sujeita a alguma forma de tensão cíclica e pode, portanto, falhar por 
fadiga. A fadiga de alta frequência nas turbinas a gás está associada à 
vibração mecânica de algum componente causada por uma força excitadora de 
alta frequência, por exemplo, uma frequência de passagem de palhetas. 
Fadiga de baixa frequência e fadiga térmica são problemas associados 
com os processos de partida e parada da turbina ou com variações de carga 
durante sua operação. Ambas são importantes causas de preocupação em 
turbinas de aviação, que operam em regime de partidas e paradas frequentes. 
Turbinas industriais, em muitos casos, são sujeitas também a este tipo 
de fadiga, devido à ocorrência de frequentes paradas, ocasionadas por 
proteções do próprio equipamento ou pelo próprio processo onde a turbina 
opera. Durante o processo de partida os discos e palhetas são fortemente 
tensionados por uma combinação de esforços de origem mecânica e térmica, 
29 
 
que após um determinado número de ciclos causam o aparecimento de 
pequenas trincas no material. 
Figura 13: Esquema deuma fratura em eixo 
 
 
Fonte: Apostila turbina á gás UMNAL 
 
 
 
Para garantir a segurança operacional da turbina é necessário submeter 
os componentes da parte quente a inspeções periódicas, usando técnicas não 
destrutivas de detecção de trincas. Expansores são componentes 
particularmente sujeitos à fadiga térmica porque as tensões induzidas pela 
dilatação térmica são acentuadas pela dificuldade estrutural de expansão 
destes componentes. O aparecimento de trincas por fadiga térmica no bordo de 
saída das pás dos expansões é um problema bastante frequente em turbinas a 
gás. 
30 
 
 
 
 
Figura 14: Fratura por fadiga em um parafuso 
 
 
Fonte: Apostila turbina a gás UMNAL 
 
 
 
 
5.3 CORROSÃO 
 
A corrosão galvânica é o fenômeno associado à diferença de potencial 
elétrico que se estabelece na presença de materiais diferentes quando 
justapostos ou perante substâncias ativas que reagem com os metais com os 
quais entram e em contacto. Este fenômeno é agravado na presença de certas 
substâncias químicas como por exemplo sal (dissolvido na água do mar e é 
aspirado pela turbina durante os vôos sobre o mar ou quando a mesma está 
instalada próxima ao mar), substâncias ácidas (aspiradas durante os vôos 
sobre zonas altamente poluídas e produzidas pela combustão dos 
hidrocarbonetos presentes no combustível) e outros elementos químicos e na 
presença de temperaturas elevadas. A condensação do ar, já com a turbina 
parada, tende a concentrar-se nas partes baixas de algumas zonas do motor 
criando focos de corrosão por contacto com a água. Se água contiver agentes 
químicos nocivos o efeito será muito mais pronunciado. Por esta razão é 
aconselhável efetuar lavagens frequentes no compressor. A frequência das 
lavagens dependerá do grau de severidade do meio em que turbina opera. 
Uma das formas de combater a corrosão é efetuar da lavagem interna 
para eliminar as substâncias químicas, substâncias ácidas e outros elementos 
31 
 
químicos que aceleram o processo de corrosão. A principal função da lavagem 
interna da turbina, mais especificamente no compressor de ar, é de recuperar a 
eficiência da máquina, que é prejudicada devido a presença das sujeiras que 
são depositadas nas superfícies das blades e vanes. Estas sujeiras aumentam 
a rugosidade dificultando a passagem o ar, provocando perda de pressão de 
descarga, e por sua vez perda de potência. Outra finalidade é retirar as 
impurezas dos orifícios de refrigeração. Normalmente este processo de 
lavagem é usado água destilada misturado com um tipo de desengraxante 
especial para aviação. 
 
 
Figura 15: Exemplo de oxidação 
 
 
Fonte: Apostila turbina a gás UMNAL 
 
 
 
5.4 EROSÃO 
 
A erosão está ligada à qualidade do ar aspirado pelo compressor e à 
qualidade do tratamento do combustível usado para a turbina a gás. A 
consequência deste fenômeno é a perda progressiva de material provocado 
pela colisão do fluxo de gases quentes contra a superfície da peça, com o ar 
fortemente comprimido e escoado a elevada velocidade nas superfícies 
32 
 
metálicas dos componentes e peças dos motores. O desgaste assim produzido 
origina perda de material, alteração de dimensões e diminuição de eficiência. 
Algumas formas de prevenir a erosão durante a operação do equipamento 
seria manter o sistema de filtragem eficiente, tratamento do combustível a ser 
utilizado e controle de combustível bem ajustado. 
 
 
6. TIPOS DE COMBUSTIVEIS 
 
Normalmente os combustíveis são de origem fóssil, constituindo os 
hidrocarbonetos podem conter impurezas como enxofre e cinzas. Gases 
combustíveis sintéticos (artificiais) como gás de alto forno, carvão de madeira 
gaseificado também pode ser usado. No caso de circuitos fechados pode-se, 
ainda, utilizar calor de rejeito de processos químicos (uso de trocador) ou ainda 
calor proveniente de reator nuclear onde o hélio é usado como fluído de 
trabalho. A tabela a abaixo apresenta os principais combustíveis e suas 
principais características. 
 
 
Tabela 1: Valores característicos de combustíveis para Turbinas a Gás 
 
Fonte : VARELLA, Sebastião; Introdução às Turbinas à Gás; Apostila FUPAI 
 
Dos combustíveis tradicionais temos 3 tipos: sólido, líquido e gasoso. 
 
6.1 COMBUSTÍVEL SÓLIDO 
 
Devido ao conteúdo de cinzas e demais impurezas (metal, enxofre, etc.), 
este tipo de combustível é geralmente utilizado em turbinas com circuitos 
33 
 
fechados (podendo, em alguns arranjos, ser um circuito aberto- caso onde há 
necessidade de um trocador de calor). 
Particularmente aqui no Brasil existe um potencial bastante grande para 
uso deste tipo utilizando cavaco de madeira ou bagaço de cana encontrados 
em abundância. 
 
 
6.2 COMBUSTÍVEL LÍQUIDO 
 
Diversos tipos ocorrem desde os leves como a Querosene de uso 
aeronáutico até aos pesados como óleo cru (petróleo), cujo preço é o menor, 
porém com a desvantagem de ter um conteúdo de cinzas muito grande o que é 
altamente prejudicial ao funcionamento da turbina. 
 
 
6.2.1 ÓLEO PESADO 
 
 Conteúdo de cinza 0,010 – 0,04% 
 Necessita chama muito quente 
 Diminui vida útil - Diminui tempo carga parcial 
 Formam depósitos - contém asfalto e betume (alcatrão) 
 Perigo de formação de depósitos na câmara de combustão e nas 
pás 
 Piora escoamento - perigo de danificação das pás devido ao 
desprendimento de pedaços de coque. 
 Trabalho com temperatura 750ºC 
 Deve conter pouco sódio. 
 
 
6.2.2 ÓLEO CRÚ 
 
Bom, mas a maior parte dos componentes voláteis têm a tendência de 
formar coque Flutuante. 
34 
 
6.2.3 DIESEL 
 
O óleo diesel é um combustível fóssil, derivado do petróleo, formado 
basicamente por hidrocarbonetos, possuindo também uma pequena 
quantidade de oxigênio, nitrogênio e enxofre (DEMEC, 2009) 
O óleo diesel é um combustível considerado nobre e muito pouco 
utilizado para queima em caldeiras. Apresenta características como o baixo 
ponto de fulgor e alta inflamabilidade, o que facilita o seu manuseio e queima. 
O que praticamente inviabiliza o seu uso é o alto custo. É usado como 
combustível em motores de combustão interna, nos quais a ignição ocorre pelo 
aumento de temperatura ao invés de faiscação (ANP, 2009). 
O óleo diesel é considerado um óleo combustível leve por apresentar 
viscosidade menor do que dos óleos pesados. Apresenta poder calorífico 
inferior de 10.200 kcal/kg, e teor de enxofre de 0,05 % (CTGAS, 2009; 
RAVATO, 2009). 
 
 
6.2.4 ÓLEO DE XISTO 
 
Óleo de xisto é obtido através do processamento do xisto betuminoso, 
sendo um produto de alto poder calorífico e se apresenta como uma melhor 
alternativa para os óleos combustíveis derivados de petróleo. Mostra-se um 
combustível energeticamente equivalente e com maior fluidez resultando em 
um fácil manuseio, reduzindo custos de operação para o usuário e eliminando 
os transtornos associados ao aquecimento do óleo. Apresenta características 
técnicas melhores que os óleos pesados. 
O óleo de xisto refinado é idêntico ao petróleo de poço, sendo um 
combustível muito valorizado. Os EUA detêm a maior reserva mundial, 
seguidos pelo Brasil, cujo principal depósito fica no Paraná na formação Irati 
(DALLABONA et al, 2007). 
Apresenta poder calorífico inferior de 9.700 kcal/kg, ponto de fluidez de 
3 °C e teor de enxofre de 1 %. (RAVATO, 2009). 
35 
 
6.2.5 ÁLCOOL 
 
É adequado, porém o custo é alto. 
 
 
 
6.3 COMBUSTÍVEIS GASOSOS 
 
Os principais são gás pobre (gás de alto forno) e gás natural. 
 
 
 
6.3.1 GÁS POBRE 
 
- Subproduto barato 
 
- Baixo poder calorífico inferior 
 
- Necessita umadispendiosa Purificação (despoeiramento) 
 
- Grande volume - dutos e câmara de Combustão grandes. 
 
- Diferentes misturas podem causar corrosão. 
 
 
 
6.3.2 GÁS NATURAL 
 
O gás natural (GN) é um combustível fóssil encontrado em rochas 
porosas no subsolo. Ele possui aplicações domésticas, industriais e 
automotivas, sendo composto por gases inorgânicos e hidrocarbonetos 
saturados, predominando o metano. 
A combustão do gás natural é limpa, isenta de fuligem e outros 
materiais que prejudicam o meio ambiente. Geralmente apresenta baixos 
teores de contaminantes como o nitrogênio, dióxido de carbono, água e 
compostos de enxofre (PETROBRÁS, 2009). 
Mostra-se como o combustível fóssil mais limpo entre os consumidos no 
mundo. Sua queima emite baixíssimas quantidades de dióxido de enxofre e 
material particulado. 
36 
 
Caracteriza-se principalmente por sua eficiência, limpeza e versatilidade. 
Contribui para reduzir o desmatamento e diminuir o tráfego de caminhões que 
transportam óleos combustíveis para as indústrias (PETROBRÁS, 2009). 
Apresenta o valor de poder calorífico inferior de 9.400 kcal/kg, massa 
específica de 0,7 kg/m3 e teor de enxofre de 70 mg/m3 . (CTGAS, 2009; 
CONPET, 2009). 
A Resolução ANP n° 16, de 17 de junho de 2008, estabelece a 
especificação do gás natural, de origem nacional ou importada, a ser 
comercializado em todo o território nacional. 
 
 
- É o combustível ideal para turbinas 
 
- Não há necessidade de limpeza 
 
- Pressão é suficiente para injetar diretamente na câmara de 
combustão. 
 
 
6.3.3 GASES DE ALTO FORNOS 
 
Como a quantidade de pó neste combustível é geralmente elevada, 
deve ser instalado um filtro na entrada do compressor para sua utilização. 
Embora seja barato, não é um combustível ideal, pois sem poder calorífico por 
unidade de volume é baixo necessitando-se de grande quantidade do mesmo. 
 
 
6.3.4 GASEIFICAÇÃO DE CARVÃO 
 
 É também indicado, porém mais caro. 
 No momento está em grande desenvolvimento 
37 
 
6.4 DERIVADOS DE PETRÓLEO 
 
Constituídos por hidrocarbonetos destilados (gasolina, querosene, óleo 
Diesel, nafta, etc.), são bastante convenientes desde que produzam pouca 
cinza. Algumas das principais características que devem ter os combustíveis 
para as turbinas a gás são: 
• ser abundante na natureza e ter extração rentável; 
• ter um poder calorífico por unidade de peso ou volume elevado; 
• produzir gases de combustão que não poluam tanto o meio 
ambiente; 
• não atacar as partes que estão em contato com ele ou com os seus 
produtos de combustão. 
 
 
7. SISTEMA DE PARTIDA E IGNIÇÃO 
 
7.1 SISTEMA DE PARTIDA 
 
Para a partida da turbina precisamos que exista um acessório para dar 
ao compressor uma rotação mínima a fim de que a massa de ar que está 
mandando para a câmara de combustão. Esses dois acessórios, motor de 
partida e sistema de ignição, são coordenados para funcionarem 
satisfatoriamente durante a partida, por um sistema automático, que corta a 
ignição após o motor atingir uma certa velocidade, em que a chama não se 
extinga. 
A partida pode ser: 
 
 Partida Elétrica 
 Partida Pneumática 
 Partida por Combustão 
38 
 
7.1.1 PARTIDA ELÉTRICA 
 
Usa-se um menor acoplado diretamente à turbina, por meio de redução 
e embreagem. Esse motor elétrico deve girar o compressor até uma 
determinada velocidade, de acordo com uma curva de aceleração própria de 
cada turbina. A partir dessa rotação a turbina deverá ter potência suficiente 
para continuar a acelerar-se e girar todos os demais acessórios, bem como o 
compressor. 
 
 
7.1.2 PARTIDA PNEUMÁTICA 
 
Consiste de uma pequena turbina a ar que serve para girar o 
compressor - Figura. O ar para acionar essa turbina deve provir de um 
compressor auxiliar externo (GPU). Em aviões com várias turbinas somente 
uma delas tem partida deste modo, enquanto que as demais usam ar do 
compressor do primeiro motor para acionar as respectivas turbinas de partida. 
 
 
Figura 16: Motor de partida pneumática 
 
 
Fonte: Apostila turbina a gás UMNAL 
39 
 
7.1.3 PARTIDA POR COMBUSTÃO 
 
Para pequenas turbinas para partidas em aeroportos mal equipados. 
Queima um combustível especial (por exemplo: nitrato de isopropril) que não 
precisa de oxigênio, fornecendo elevado torque de partida. Geralmente a carga 
desse combustível especial dá apenas para 2 ou 3 partidas, uma vez que seu 
peso irá comprometer a carga do avião . 
 
 
Figura 17: Partida por combustão (Triple-breech cartridge – cartucho culatra tripla) 
 
 
Fonte: Apostila turbina a gás UMNAL 
 
 
 
7.2 SISTEMA DE IGNIÇÃO 
 
Durante o período de aceleração, na partida, o sistema de ignição é 
acionado e o combustível é alimentado nos queimadores. A vela (plug) de 
ignição é colocada próxima ou na zona primária, no caso da câmara de 
combustão cannular somente em um ou dois tubos de chama. No caso 
aeronáutico usa-se “Surface- discharge igniter” alta potência – 3 J/s. No caso 
industrial é o usado “Touch igniter” que é composto de uma vela de ignição e 
um queimador de pulverização auxiliar em uma carcaça comum. 
Observação: O queimador auxiliar utiliza combustível destilado 
40 
 
8. NOÇÕES BÁSICAS DE MANUTENÇÃO 
 
O enorme crescimento da demanda de energia elétrica nos últimos 10 
anos e o crescimento estimado para as próximas décadas criaram uma grande 
oportunidade para usinas utilizando turbinas a gás industriais. O conceito de 
“pacotes” geradores demonstrou muitas vantagens que permitiram o 
surgimento de novas aplicações. Algumas características que aceleraram esse 
crescimento são: 
 A flexibilidade da localização desses pacotes permitem acesso à áreas 
de demandas sem custosas linhas de transmissão e distribuição. 
 O tamanho reduzido desses pacotes-usinas requerem o mínimo de 
terreno e obras civis. 
 O tempo de instalação é mínimo, pois já vem praticamente montados da 
fábrica. 
 O tempo de entrega pelo fabricante é relativamente curto. 
 O R$/kW instalado compete com o de usinas térmicas maiores. 
 O custo de operação está continuamente caindo. 
 Os pacotes podem operar de acordo com condições de demanda, sendo 
ligados ou desligados em poucos segundos. 
 Não compromete a ecologia, de acordo com as normas atuais. 
 
 
A aplicação do pacote para geração contínua é menos severa que a 
aplicação em pico devido aos frequentes ciclos térmicos. Entretanto, quando 
pensamos em termos de tempo decorrido da instalação da unidade, não 
haverá muita diferença. As instalações para pico são comumente controladas e 
operadas remotamente, necessitando consequentemente de maior grau de 
sofisticação do sistema de controle do que as operadas manualmente. 
O sistema de controle remoto, bem como os necessários dispositivos de 
supervisão é muitas vezes mais complexo do que aquele necessário para 
operação manual. Quando outros requisitos adicionais como: queima de dois 
tipos de combustíveis, partida sem energia, partida elétrica, partida com motor 
diesel ou com outras turbinas menores, operação em sistemas de energia total, 
41 
 
a complexidade do sistema de controle é aumentada. Esse alto grau de 
sofisticação resulta num novo aspecto de se encararem essas usinas, bem 
como na determinação da falha e manutenção desses equipamentos. Torna-se 
imprescindível o treinamento em eletrônica dos operadores e do pessoal de 
manutenção. A manutenção, em geral, não é bem vista pelo proprietário do 
grupo, por razões conhecidas. O procedimento de manutenção é muito 
controvertido. A gama de tipos de manutenção varia desde planejamento 
criteriosoe execução das inspeções e revisões com relatórios completos das 
ações e contabilidade de custos, à operação das turbinas até a falha de algum 
equipamento e, aí, fazendo reparo necessário. 
Enfim, cada companhia escolhe o tipo de manutenção que melhor se 
adapte as suas necessidades. Como as variáveis em jogo são muitas, um 
critério razoável para guiar a manutenção é o registro dos requisitos reais de 
manutenção de equipamentos similares operando em condições similares 
(quando disponíveis). 
Em geral, os custos de manutenção podem ser minimizados com 
operação correta do equipamento. Similarmente se obtém melhores resultados 
da manutenção quando esta tem um planejamento cuidadoso. Em geral é a 
operação imprópria do equipamento a causa de sua deterioração ou quebra. 
 
 
8.1 CONDIÇÕES QUE AFETAM A MANUTENÇÃO DAS TURBINAS A GÁS 
 
8.1.1 TIPO DE CARGA 
 
Geração contínua: A condição mais desejável de trabalho para uma 
turbina a gás é em carga máxima e continuamente. Esse tipo de operação 
resulta em menores custos de manutenção por MW.h. As temperaturas nas 
palhetas das turbinas são constantes e as altas temperaturas das partidas 
deixam de existir, isto é, as palhetas não são submetidas a ciclos térmicos. 
Geração contínua com picos: A máxima carga possível é jogada na 
turbina por pouco tempo. Nesse tipo de operação visto que as palhetas das 
turbinas trabalham até uns 500C acima da temperatura ideal, estas (bem como 
42 
 
todas a “parte-quente”) são prejudicadas. A fluência dos metais se torna mais 
acelerada. 
Geração de pico: Somente na hora de picos de demanda ou de 
emergência é que a turbina é acionada, recebendo carga normal ou sobrecarga 
por pequeno tempo, diariamente. Como o número de partidas é grande, a 
observância desse número é tão importante como a observância do número de 
horas de funcionamento da turbina. Durante à variação da temperatura durante 
a partida, cada partida pode ser comparada com 5 a 25h de funcionamento da 
parte quente do motor. 
Política de manutenção: É a expressão do modo com que a companhia 
pode melhor cuidar da manutenção. Deve estabelecer um programa prático, 
econômico e confiável. Deve ser uma combinação das recomendações dos 
fabricantes de recomendações que saiam dos dados adquiridos durante 
inspeções anteriores. Recomendações dos fabricantes: Obediência sega às 
recomendações dos fabricantes é obrigatória nos primeiros meses de uso. A 
vida provável da parte quente e os períodos entre inspeções e revisões são 
fixados de acordo com certos critérios, que variam de fabricante para 
fabricante. 
Programa de manutenção relatórios e dados: O programa deve ser 
prático a fim de que possa ser modificado em virtude de mudanças nas cargas 
das turbinas ou dos procedimentos de partida. Deve ser confiável a fim de 
garantir o funcionamento da turbina e deve também ser econômico. Turbinas 
para trabalho de pico diário devem ser inspecionadas diariamente. Turbinas 
para trabalho de pico em certas estações do ano devem ter o seu programa de 
manutenção para ser executado durante a época de baixa demanda. 
Turbinas para geração contínua devem ser inspecionada e revisadas de 
acordo com planos preestabelecidos, de tal forma que a geração de energia 
necessária não seja prejudicada. É nesses casos que a manutenção preventiva 
é de suma importância, para que uma turbina não fique fora de operação por 
longo período à necessidade de uma manutenção corretiva (há casos em que a 
turbina deve ser mandada para a fábrica para reparos). 
43 
 
É óbvio que é preciso ter um retrato fiel das condições internas da 
máquina em todo instante. Quando o registro manual de dados for possível, 
fichas de inspeções diárias, semanais, mensais, devem ser preenchidas 
criteriosamente. Em instalações remotas, funcionando sem operadores, devem-
se providenciar registradores adequados. Esses dados, enviados aos 
fabricantes, possibilitam melhor assistência e a formulação de um programa de 
manutenção adequado. 
Programa de manutenção: Um programa de manutenção corretiva 
deve seguir as observações dos fabricantes e só pode ser iniciado após o 
conhecimento geral do equipamento. A experiência de manutenção ganha 
durante a operação do motor pode ser aproveitada para melhorar o programa e 
para formular outro programa de manutenção preventiva. Muitos usuários 
acham extremamente importante o preenchimento de fichas diárias, semanais 
anuais, compostas de itens que devem ser conferidos ou de trabalhos a serem 
feitos. 
Classificação da manutenção: Em geral, a manutenção de todos os 
tipos de turbinas a gás pode ser classificada nos seguintes itens: 
 
 
a) EM OPERAÇÃO 
 
É o tipo de manutenção que deve ser feita durante a operação da máquina 
e pode ser incluído normalmente nos trabalhos do operador. 
 
 
b) INSPEÇÕES DE ROTINA 
 
Nesse tipo de inspeção é necessário desligar a turbina por pequeno período 
(até uma semana), para inspeção e troca de peças. Ocorre comumente após 
3000 a 6000h de funcionamento (ou 150 a 250 partidas). A câmara de 
combustão deve ser inspecionada para ver se apresenta rachaduras ou áreas 
de superaquecimentos. 
44 
 
c) REVISÃO PARCIAL 
 
Geralmente de ser feita após o 1 ano de uso: 8000h ou 250 partidas e um 
prazo de 7 a 30 dias pode ser previsto. Deve-se remover a parte da carcaça a 
fim de que se examine minuciosamente todo o caminho dos gases quentes. O 
aspecto geral desse caminho irá determinar o intervalo entre a revisão e a 
próxima. 
 
 
d) REVISÃO GERAL 
 
Requer de 1 a 2 meses de parada e é feito após 24. 000 horas de serviço 
ou 800 partidas e requer revisão geral do motor. 
 
 
e) OUTROS ASPECTOS 
 
A primeira inspeção ou revisão fornecem os mais importantes dados 
para a história da manutenção do motor e deve ser feito sob as vistas de 
engenheiro da fábrica. Todos os dados devem ser anotados e comparados 
com os padrões de fábrica para se saber há algum problema em curso. As 
inspeções subsequentes são também importantes no sentido de conferir as 
recomendações dos fabricantes e para ajudar na formação do programa de 
manutenção. Ao se aproximar a data para essas inspeções, deve-se procurar 
o fabricante para acertar tudo o que for necessário. Antes de se retirar a turbina 
deve-se fazer um teste geral de funcionamento, de preferência na presença de 
engenheiro da fábrica. 
Cuidados especiais devem ser tomados com referência a: 
 
 Aumento ou mudança na vibração 
 Mudança na temperatura ou pressão do óleo de lubrificação 
 Vazamento de ar ou de gases através dos labirintos 
 Leituras desconcertantes dos termopares 
 Vazamentos 
 Funcionamento das válvulas de controle de combustível 
45 
 
 Variações das pressões hidráulicas de controle 
 Barulho diferente no governador 
 Aumento de barulho nas engrenagens de caixa de redução 
 Funcionamento correto dos protetores de sobre velocidade 
 Variação da temperatura de escape para mesma carga e condições 
ambientes 
 Diminuição de queda de pressão através dos trocadores de calor. 
 
Como fixamos anteriormente, a turbina a gás deve ser inspecionada em 
períodos pré-estabelecidos a fim de detectar qualquer tipo de anormalidades 
do funcionamento ou do material. Em caso de motor aeronáutico, quando o 
motor atinge um certo número de horas ou quando se verifica qualquer defeito, 
o mesmo é retirado do avião e submetido à revisão parcial ou total. 
O tempo entre duas revisões (TBO) varia consideravelmente de motor 
para motor e é estabelecido por acordo entre fabricante, órgão oficial de 
aviação e operador. Nestas discussões, a idoneidade do fabricante, as 
condições climáticasdo local onde o motor irá operar, tipo de operação, 
experiência anterior, serão levados em conta. 
Houve muita discussão se considerava o motor revisado como novo, 
zerando suas horas e se levava em conta o total já utilizado. Hoje em dia a 
maioria dos fabricantes considera o motor que saiu de revisão geral como 
novo, dando-lhe todas as garantias. A importância da manutenção inclui fatores 
econômicos e de segurança. Assim sendo, a manutenção correta e periódica 
irá prolongar a vida do motor além de conservar suas características e 
confiabilidade. 
Entretanto, convém lembrar que a manutenção de um motor, pelas 
sérias implicações que pode acarretar, deve ser feita em oficina credenciada. 
Por oficina credenciada queremos entender uma que satisfaz os requisitos de 
pessoal e de material, da comissão de homologação de órgãos oficiais. 
Uma oficina de revisão credenciada deve ter condições para efetuar 
quaisquer tipos de reparos que sejam necessários para uma boa revisão. Por 
uma boa revisão não só entendemos a qualidade do serviço, mas também os 
46 
 
métodos e técnicas utilizadas. Uma oficina deverá ter uma disposição de 
setores bem estudada, para evitar estrangulamento e permitir o fluxo livre de 
materiais, necessitando ser, portanto, espaçosa. 
Pelo tipo e qualidade de serviço, as condições ambientes de uma oficina 
de revisão deverão ser ótimas, para permitir leituras precisas e constância na 
qualidade. Numa oficina de revisão, o setor mais solicitado deverá ser o de 
controle de qualidade. Esse departamento deverá ser autônomo, com poderes 
de rejeitar lotes de peças que entram no almoxarifado e oficina ou de parar a 
produção se julgar necessário, a bem da qualidade. 
 
 
9. ASPECTOS DE MANUTENÇÃO 
 
A atividade da manutenção precisa, portanto deixar de ser apenas 
eficiente para se tornar eficaz; ou seja, não basta, apenas, reparar o 
equipamento ou instalação tão rápido quanto possível, mas principalmente, é 
preciso manter a função do equipamento disponível para a operação, evitar a 
falha do equipamento e reduzir os riscos de uma parada não programada, 
podemos também dizer como maior disponibilidade e confiabilidade ao menor 
custo possível. 
A maneira pela qual é realizada a manutenção nos equipamentos, 
sistemas ou instalações, caracteriza os vários tipos de manutenção, 
basicamente, as atividades de manutenção podem ser classificadas em três 
categorias: manutenção corretiva, manutenção preventiva e manutenção 
preditiva. 
 
 
9.1 MANUTENÇÃO CORRETIVA 
 
Manutenção Corretiva é a atuação para a correção da falha ou do 
desempenho menor do que o esperado, não sendo necessariamente a 
manutenção de emergência. 
47 
 
Classicamente, é tida como um tipo de manutenção indesejada e que, 
por isso mesmo, deve ser evitada, pois pode indisponibilizar a turbomáquina 
num momento indevido e por um prazo indefinido que a compromete a 
produção envolvida. Um bom planejamento pode minimizar esse tipo de 
manutenção. 
A manutenção corretiva também pode ser dividida em dois aspectos: 
 
a) Manutenção corretiva não planejada; 
 
b) manutenção corretiva planejada; 
 
a) Manutenção corretiva não planejada: é a correção da falha 
aleatória, ou seja, é a atuação em um fato já ocorrido, seja ela a falha ou 
desempenho menor que o esperado. Ela implica em custos altos, pois acarreta 
algumas perdas, como na produção, qualidade e etc 
b) Manutenção corretiva planejada: é a correção do desempenho 
menor do que o esperado ou falha, porém por decisão gerencial, isto é, mesmo 
em função do acompanhamento preditivo ou pela decisão de operar até a 
quebra, é uma decisão conhecida e algum planejamento pode ser realizado 
quando a falha ocorre. 
 
 
9.2 MANUTENÇÃO PREVENTIVA 
 
Manutenção preventiva é a atuação realizada de forma a minimizar ou 
evitar a falha ou queda no desempenho, dentro de um plano de manutenção 
previamente elaborado, baseado em INTERVALOS definidos DE TEMPO. Os 
intervalos são indicados pelos fabricantes com base principalmente na vida útil 
dos componentes. 
As informações nem sempre são precisa para adoção em um plano de 
manutenção e também existem outros fatores que implicam na degradação do 
componente, como as condições operacionais e ambientais. Em fases iniciais 
de operação há ocorrências de falhas antes de completar o período estimado 
48 
 
A manutenção preventiva nos permite um gerenciamento das atividades, 
previsibilidade de consumo de materiais e sobressalente. 
 
 
9.3 MANUTENÇÃO PREDITIVA 
 
Manutenção Preditiva é a atuação realizada com base em modificação 
de parâmetro de condição ou desempenho. Seu objetivo é prevenir falhas nos 
equipamentos ou sistemas através de acompanhamento de parâmetros 
diversos, permitindo a operação contínua do equipamento pelo maior tempo 
possível. O termo está associado ao predizer as condições do equipamento, ou 
seja, a manutenção preditiva privilegia a disponibilidade à medida que não 
promove a intervenção do equipamento ou sistema, pois são efetuadas com o 
equipamento produzindo. Quando o grau de degradação se aproxima ou atinge 
o limite previamente estabelecido, é tomada a decisão de intervenção, 
podemos dizer que a manutenção prediz as condições dos equipamentos. 
São usualmente acompanhados via campanhas periódicas de coleta de 
dados no campo ou monitoração remota contínua (“on line”), podemos citar: 
 Vibrações; 
 Performance; 
 Análise de óleo; 
 Parâmetros operacionais (temperatura, pressão, etc) 
 
 
 
Para que a manutenção preditiva possa ser adotada existem condições 
básicas como, o sistema ou equipamento deve permitir algum tipo de 
monitoramento, custos, falhas devem ser oriundas de variáveis controladas e 
acompanhadas a progressão, estabelecer um programa de acompanhamento, 
análise e diagnóstico, sistematizado. 
A redução de acidentes por falhas “catastróficas” em equipamentos é 
significativa. Também a ocorrência de falhas não esperadas fica extremamente 
reduzida, o que proporciona, além do aumento de segurança pessoal e da 
49 
 
instalação, redução de paradas inesperadas da produção, as quais, 
dependendo do tipo de planta, implicam consideráveis prejuízos. 
Manutenção Preditiva é a que oferece melhores resultados, pois 
intervém o mínimo possível na planta, conforme mencionado anteriormente. 
 
 
10. SISTEMA DE PROTEÇÃO DA TURBINA A GÁS 
 
Turbinas a gás são dotadas de uma válvula reguladora de velocidade e 
carga no gerador, equipadas com atuador hidráulico por ser de velocidade 
elevada, e uma outra válvula de fecho rápido para emergências por sobre 
velocidade. Estas válvulas de emergência normalmente são acionadas por dois 
ou três sistemas locais e autônomos distintos ( através de sensor eletrônico de 
rotação, interruptor centrifugo e pressão do óleo ). 
Em paralelo, estas máquinas são freadas naturalmente pela carga. No 
momento em que o disjuntor se abre o freio natural some repentinamente, e 
quando o rotor sofre uma verdadeira estilingada e a sua rotação tende ao 
infinito (caso a reguladora de velocidade não consiga controlar) nesta ocasião e 
que a válvula XV de fecho rápido entra em funcionamento. Em situação de 
emergência ou pane quando é desfeito o paralelismo em uma destas 
maquinas, normalmente a primeira a cair é a de menor potência. 
Por ser mais compacta e de menor custo estas válvulas são do tipo 
globo gaiola. Válvulas globo gaiola possuem uma superfície de guia entre o 
obturador e gaiola muito elevada em relação as válvulas globo convencional 
(menos compacta de custo mais elevado).Estas máquinas de menor potência 
normalmente também são acionadas por vapor geradoem caldeiras de menor 
pressão (20 ou 42 Kgf/Cm2) que não requer um tratamento químico da água 
tão eficiente. Caso o vapor possua alguma impureza por deficiência no 
tratamento da água , estas irão acumular nas guias entre a gaiola e o obturador 
(globo gaiola), pois a válvula de fecho rápido fica totalmente aberta, no 
momento de seu acionamento a mesma irá travar, provocando a sobre rotação 
e total destruição da turbina e gerador. 
50 
 
Para evitar este acidente, instala se antes da turbina uma outra válvula 
de bloqueio e fecho rápido “XV” de acionamento pneumático. Dimensionada 
para evitar perda de carga e queda no rendimento da turbina e com atuador 
ultra rápido (normalmente um atuador pneumático para válvula desta bitola leva 
30 segundos para fechar). Acionada por um sistema redundante autônomo e 
monitorado pelo supervisório do sistema de utilidades. 
 
 
10.1 INSTRUMENTAÇÃO 
 
Um de ensaios de turbinas, em testes de desenvolvimento ou de 
durabilidade, é vital o controle e registro do maior número possível de 
parâmetros. Os principais de medidas são: temperatura, pressão, vazão, 
vibração e ruído. Nesses tipos de testes não só é importante a precisão com 
que os instrumentos dão a leitura como também o conhecimento de matéria do 
pessoal que neles está trabalhando. São essas informações que permitirão ao 
fabricante desenvolver um produto que, além de responder à demanda, seja 
seguro quando em operação. 
Ciente de que seu produto satisfaz as exigências e regulamentos 
normalmente existentes nos países, o motor é entregue ao usuário sem a 
maior parte dos instrumentos que o acompanharam durante o desenvolvimento 
e ensaios de durabilidade, por serem praticamente desnecessários. Seguem 
com o motor apenas os instrumentos essenciais, como medidores de 
temperatura dos gases de escapamento (que dão indiretamente a temperatura 
de entrada no estágio de turbina), de pressão de óleo (uma vez que a 
lubrificação é vital nas turbinas), indicadores de RPM (comumente em % de 
RPM). 
Cada fabricante tem sua peculiaridade no que se refere às instruções 
para operação do motor ou do grupo. Para que a garantia possa ter variedade, 
os manuais devem ser seguidos à risca. Gostaria de enfatizar somente dois 
aspectos que são alarmantes no tocante á operação de turbinas, em geral. 
51 
 
O primeiro se refere à temperatura de entrada da turbina. Uma 
operação fora dos limites estabelecidos pelo fabricante pode inutilizar 
completamente o motor, com riscos de catástrofe total. Como exemplo, 
notemos que uma determinada turbina, com palhetas feitas de um determinado 
aço especial, apresenta a seguinte característica quanto à vida dessa pá. 
 
 
Tabela 2: Temperaturas obtidas por termopares 
 
TEMPERATURA NA ENTRADA 
DA TURBINA (ºC) 
NÚMERO DE HORAS DE VIDA 
903 1000 
916 600 
932 300 
957 100 
980 40 
Fonte: Apostila turbina à gás UMNAL 
 
 
 
A conclusão é evidente, bastando lembrar que um aumento da 
temperatura de 800C anula a vida da palheta. Assim, a observação constante 
dos termopares que indicam a temperatura de escapamento é um dos itens 
importantes da manutenção. A utilização de termopares adequados é outra 
observação a que nos devemos ater. Por exemplo, mesma temperatura se 
medida em termopares diferentes ligados a um mesmo aparelho calibrado para 
um determinado tipo de termopar, pode dar leituras errôneas. O aparelho lê a 
tensão do termopar e a converte para a escala desejada (por exemplo ºC). 
Uma tensão de 16 mV na saída dos termopares abaixo será interpretada 
como segue: 
52 
 
Tabela 3: Temperaturas obtidas por termopares 
 
TIPO DE TERMOPAR TEMPERATURA (ºC) 
Fe-constantã 290 
Ni-Cr-Ni 391 
Pt-Rh-Pt 1535 
Fonte: Apostila turbina à gás UMNAL 
 
 
 
A ligação dos termopares aos indicadores deve ser cuidadosa e os fios 
de compensação devem ser utilizados O segundo aspecto se refere a rotação 
do grupo. 81 São projetados para trabalhar com segurança na RPM 
recomendada. Se, por algum motivo, passa a trabalhar em rotação mais 
elevada, as tensões nos discos e palhetes aumentam com o quadrado da 
rotação. Em alguns casos, como em turbinas pequenas cujos rotores são 
presos aos eixos por ajustagem fretada, pode haver o completo 
desprendimento do rotor. Além dos requisitos para operação da turbina deve- 
se levar em conta os estabelecidos pela parte de geração de energia, como no 
caso dos grupos geradores. 
 
 
10.2 PRINCIPAIS VARIAVEIS 
 
As principais variáveis que este sistema protege são: 
 
 Temperatura Excessiva 
 Sobrevelocidades 
 Vibrações Elevadas 
 Deslocamento 
53 
 
TEMPERATURA DOS MANCAIS 
 
Os mancais são componentes importantes para o bom funcionamento 
da turbina, o peso dos conjuntos rotores e a alta velocidade de rotação aliada a 
alta temperatura que estes mancais estão sujeitos, principalmente no mancal 
traseiro, acarretando em um grande esforço que estão sujeitos durante o 
funcionamento da turbina. 
Na turbina industrial (heavy duty), normalmente, são usados mancais de 
deslizamento do tipo “tilt pad”, as pastilhas são de aço revestidos de metal 
patente (liga que contém estanho e chumbo). Dependendo de sua composição 
o metal começa a escoar a partir de 140ºC. Por razões de segurança, sua 
temperatura é limitada, geralmente em 125ºC para trip e em 110ºC para 
alarme, quando a medição é efetuada diretamente nos mancais. Geralmente 
são usados termopares ou RTD’s para este fim. 
É comum identificar medição indireta nos retornos de óleo dos mancais, 
apesar de não ser uma medição tão precisa quanto a leitura direta. O valor de 
alarme situa-se em 115ºC para trip e 90ºC para alarme. 
 
 
TEMPERATURA DE QUEIMA 
 
As partes quentes da turbina, constituídas pelos injetores de 
combustível, câmara de combustão, peça de transição, distribuições e rotores 
são submetidos a temperaturas muito altas devido à combustão e a 
consequente passagem dos gases. Os vários materiais, utilizados são 
resistentes às altas temperaturas, porém existem limites aos quais não podem 
ser ultrapassados durante a operação da máquina com 20ºC à 25ºC acima da 
temperatura dos gases de exaustão. 
54 
 
SOBREVELOCIDADE 
 
Os rotores possuem limites superior de velocidades devido a força 
centrífuga aos quais estão submetidos. Como também estão submetidos a alta 
temperatura a palheta está sujeita a “fluência” de sua estrutura molecular, o 
que poderá levar a quebra da palheta. Devido a isso, é importante o controle 
das rotações, evitando que ultrapasse a máxima rotação de GG ou PT e 
supervisão/Inter travamento para alarme e trip caso atinja a sobrevelocidade. 
A norma API 616 exige duplo sensores de velocidade PT, sendo que um 
sensor para controle e supervisão/intertravamento e o outro é usado 
exclusivamente para proteção máquina, através de um circuito redundante e 
externo ao circuito que realiza o controle. 
Os sensores são constituídos de uma bobina, no qual é passado uma 
corrente elétrica, criando um campo magnético, o sensor está montado junto a 
uma roda dentada acoplada ao eixo ou da turbinas GG ou da PT. A roda 
dentada ao girar permitirá a variação do fluxo magnético. Quando o sensor está 
em um vale da roda dentada, a relutância magnética é alta, portanto o fluxo 
magnético é baixo, quando o sensor está próximo ao dente, a relutância é 
baixa e consequentemente o fluxo é alto, com a variação do fluxo magnético, o 
sensor envia ao painel um trem de pulsos de frequência proporcional à 
velocidade da turbina. 
 
 
MONITORAÇÃO DE VIBRAÇÃO E DESLOCAMENTO AXIAL 
 
Devido a alta rotação do gerador à gás (GG) e da turbina de potência(PT)e as 
folgas entre estas partes rotativas e as partes estacionárias serem muito 
pequenas, na ordem de 0,1 à 0,6 mm, a monitoração das vibrações é 
importantíssima. 
Vibrações elevadas podem aumentar o desgaste dos mancais, contato 
de partes móveis nas partes fixas, esforços cíclicos elevados, fadiga, etc. 
Levando a queda na eficiência e dano permanente e com isso elevado índice 
de indisponibilidade. 
55 
 
DESLOCAMENTO 
 
Como a turbina é uma máquina de fluxo e o eixo GG e PT estão sujeitas 
a deslocamento axial, e o deslocamento excessivo do eixo da turbina pode 
levar ao contato dos rotores nas partes estatoras, portanto é necessário a 
monitoração do deslocamento axial. 
A monitoração de deslocamento axial é feita por meio dos mesmos 
sensores de proximidade e informando ao painel o passeio axial do colar. Os 
níveis de alarme e trip adotados são respectivamente 0,4 mm e 0,6 mm. 
 
 
11. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO CONTROLE DE COMBUSTIVEL 
 
É constituído de um reservatório e um pulverizador de refluxo. 
Geralmente, a quantidade de combustível que chega ao injetor é constante e 
as variações na quantidade injetada se efetuam variando a quantidade de 
refluxo mediante uma válvula intercalada no conduto de retorno ao depósito. 
Quando um determinado combustível entra em combustão, dentro de 
uma câmara de combustão, gera gases que rapidamente se expandem dentro 
dela. Esses gases são expulsos do motor em forma de jato contínuo. Como 
existe um orifício na parte inferior do motor os gases saem comprimidos nessa 
direção. No sentido oposto os gases também empurram a parte superior do 
motor, formando um par de ação e reação. O somatório das forças decorrentes 
da expansão tem-se uma resultante no sentido oposto ao da ejeção dos gases 
que movimenta o conjunto. 
 
 
12. SISTEMAS AUXILIARES 
 
12.1 SISTEMA AR DE COMBUSTÃO 
 
Fornecer ar atmosférico filtrado, com grau de impureza, umidade 
e características controlados. Conduzindo o ar ao compressor da turbina e, 
também conduzir os gases da descarga para a atmosfera ou para o sistema de 
56 
 
recuperação, conforme a configuração do sistema, com menor ruído e mínimas 
perdas de cargas possíveis 
A principal função é eliminar as partículas superiores a 1 micra e 
desumidificar o ar externo e, consequentemente o sal que está em solução 
iônica na água. Este ar deve ser suficientemente puro para evitar incrustação, 
erosão, deterioração e corrosão dos componentes internos da turbina, 
principalmente as palhetas estatores e rotores do compressor de ar e das 
turbinas, como também evitar o entupimento dos canais de refrigeração das 
aletas e palhetas da turbina. Normalmente feita de aço carbono ou aço 
inox. caixa, em geral, é constituída de: 
 
 Filtros e Telas: Usadas para retenção de insetos 
 Venezianas: Proteção contra chuva e impacto de objetos de grandes 
dimensões. 
 Estágio do tipo inercial: Elimina as partículas pesadas e gotas de 
água. A eficiência é diretamente proporcional a velocidade do fluxo do 
ar. 
 Estagio do tipo Coalesce: Retém as partículas maiores que 8 a 10 
micros, com a eficiência de 90%. Formado por fibras sintéticas. 
 Sistema de recolhimento de água: Recolhe a água retira nos primeiros 
estágios com sifões para evitar a entrada do ar pelo mesmo. 
 Estágio do tipo de Alta Eficiência: Retendo as partículas iguais ou 
maiores que 1 micro com a eficiência de 90%. Normalmente são usando 
filtros tipo bolsa. 
 Janelas By-Pass: Abre evitando a excessiva pressão negativa, devido a 
alta perda de carga quando os filtros estão muitos sujos, evitando danos 
no Gerador de Gás (G) caso este succione os dutos ou filtros. 
 
12.2 CAIXA ACÚSTICA 
 
É um invólucro para isolar a turbina, tendo como principal função a 
proteção acústica diminuindo o ruído até níveis aceitáveis, máximo de 85 Db a 
57 
 
1 metro de hood. Como funções secundárias temos a proteção térmica e o 
aumento da eficiência no combate a incêndio. 
Constituição do HOOD. 
 
 Paredes 
 
Chapa externa: De aço carbono pintada ou de aço inox. 
 
Camada de material anti-vibratório de insonorização: Na parte interna 
da chapa. 
Camadas de lã de rocha: Lã de rocha de diferentes densidades, 
insonorizastes e anti-inflamáveis. 
Película de proteção: Contra respingos de óleo e hidrocarbonetos 
diversos, resistindo às temperaturas máximas do invólucro. 
Chapa perfurada: De aço inoxidável. 
 
 
 Portas
 
Duas a quatro grandes para manutenção e diversas portas menores de 
acesso com abertura anti-pânico e visor. 
 
 
 Resistência de aquecimento
 
Aquece o interior do hood diminuindo a umidade quando a máquina está em 
stand-by. 
 
 
12.3 SISTEMA AR DE VENTILAÇÃO 
 
As lâminas (blades) e as palhetas (vanes) da turbina a gás devem ser 
resfriadas o tempo todo, para evitar que as temperaturas nestes componentes 
excedam os limites permissíveis. O ar de resfriamento usado com tal finalidade 
também faz o papel de selamento, prevenindo que gases quentes fluam 
58 
 
através das cavidades ocas do rotor e da carcaça da turbina, existentes devido 
a características de projeto. 
Como o ar de resfriamento deve ser fornecido em diferentes níveis de 
pressão para as várias fileiras de lâminas e palhetas, ele é extraído de quatro 
estágios específicos do compressor. Parte destes fluxos é direcionada 
radialmente para fora do compressor via linhas de extração conectadas à 
carcaça da turbina, e de lá distribuída para as palhetas dos quatro estágios da 
turbina. Adicionalmente, ar comprimido é extraído a jusante dos estágios 10 e 
12 do compressor e injetado no interior da turbina através do rotor. O ar desta 
extração flui através de um eixo oco (hollow shaft) para uma tubulação que 
divide o ar, e daí até os discos do rotor da turbina, onde ele é distribuído por 
canais e orifícios para as lâminas individuais. 
 
 
12.4 SISTEMA DE ÓLEO LUBRIFICANTE 
 
O circuito de óleo lubrificante é equipado com reservatório, bombas 
(principal mecânica, pré e pós lubrificação e emergência, hidráulica), filtro 
dúplex, resfriadores dúplex, válvulas controladoras de pressão e temperatura, 
válvulas de bloqueio, segurança e retenção, indicadores, sensores e 
transmissores de pressão, temperatura e nível. 
O sistema de óleo lubrificante tem por objetivo fornecer na pressão (1,5 
a 4 kgf/cm²) e temperatura (40 a 70 °C) permitindo a lubrificação os mancais, 
engrenagens da caixa de acessórios, caixa multiplicadora ou redutora e 
equipamento acionado. 
O controle do ranger de pressão e temperatura dentro dos parâmetros 
admissíveis operacional, é importante para a integridade dos componentes 
devido a certo tipos de folgas extremamente apertadas, evitando intervenção 
precoce. Tanto a alta como a baixa temperatura alteram a viscosidade e 
consequentemente prejudica a lubrificação e retirada do calor dos 
componentes, como por exemplo mancais, tais fatos também podem ocorrer 
caso haja alteração na pressão. 
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O óleo utilizado no sistema de lubrificação das turbinas industriais é o 
mineral, além desse sistema de óleo lubrificante mineral temos um exclusivo 
para o gerador de gás que utiliza o óleo sintético. 
No sistema com óleo mineral o tanque tem grande capacidade, sendo 
este de 4.000 a 20.000 litros, principalmente se o mesmo tanque atende 
também ao sistema de óleo de selagem dos compressores de gás. O volume 
do tanque de óleo sintético é de 300 a 500 litros, os reservatórios são feitos de 
aço carbono ou inox. 
No sistema de lubrificação com óleo sintético normalmente encontramos 
duas bombas e no sistema com óleo mineral são três, a saber: