Simbología de Soldadura, interpretacion y aplicacion en dibujo tecnico indus...
Introducción a las Tubomáquinas. Turbinas Térmicas
1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
AREA DE TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE ENERGETICA
UNIDAD CURRICULAR: EQUIPOS, MÁQUINAS E INSTALACIONES
INDUSTRIALES
PROFESOR: ING. ELIZABETH FIERRO
Las industrias de procesos químicos necesitan una variedad de aparatos para
propulsión del equipo que incluyen: turbinas de vapor, turbinas de gas, motores
eléctricos, turbinas hidráulicas, turboexpansores y motores de gasolina y diesel.
Sin embargo, tres de éstos, turbinas de vapor, de gas y los motores eléctricos,
son los que predominan en la mayor parte de las aplicaciones. En esta sección
se enfocará sobre los dos tipos de turbinas.
Las turbomáquinas constituyen una clase especial dentro de las máquinas de
fluido, a continuación se darán algunas definiciones.
Máquinas de Fluido
Son aquellas que absorben energía de un fluido y restituyen generalmente
energía mecánica en el eje, como en una turbina de vapor, que acciona un
generador; o energía propulsiva en el chorro, como en un turborreactor o un
cohete; o bien absorben energía mecánica en el eje y restituyen energía a un
fluido. Los motores diesel, los motores de explosión, las bombas de émbolo,
los turbocompresores, entre otros, son máquinas de fluido.
TEMA III: INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS
TÉRMICAS. TURBINAS TÉRMICAS
2. Introducción a las Máquinas Térmicas
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El fluido puede ser un líquido o un gas; el órgano intercambiador de energía
mecánica y de fluido puede estar dotado de movimiento rotativo o movimiento
alternativo: estos y otros factores pueden servir para clasificar las máquinas de
fluido. Se puede lograr una clasificación binaria rigurosa si atendemos al
principio de funcionamiento.
Según el principio de funcionamiento las máquinas de fluido se clasifican en
turbomáquinas y máquinas de desplazamiento positivo.
Turbomáquinas
Se llaman también máquinas de corriente o máquinas dinámicas. En ellas el
intercambio de energía es debido a la variación del movimiento cinético del
fluido en su paso por el órgano intercambiador de energía, dotado de
movimiento rotativo, que se llama rodete.
Máquinas de Desplazamiento Positivo
Según este principio, una cierta cantidad de fluido queda positivamente
retenido durante su paso a través de la máquina, experimentando cambios de
presión al variar el volumen del recipiente, y también por adición y sustracción
de calor en las máquinas térmicas; pero sin que la variación del momento
cinético del fluido juegue un papel esencial en la transformación de energía, por
eso estas máquinas se llaman también estáticas.
Aspectos Importantes de las Turbomáquinas
Están compuestas principalmente de un rodete, también llamado rotor o
álabes móviles.
Por el rotor pasa un fluido continuo, no tiene que ser constante, sólo
continuo (no se acumula ni se pierde fluido, éste sólo entra y sale del
rotor de manera continua).
Existe un cambio de la cantidad de movimiento del fluido, generando
fuerzas que se aplican al rotor.
3. Introducción a las Máquinas Térmicas
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A semejanza de otras máquinas, las turbomáquinas son esencialmente
transformadoras de energía, y de movimiento rotativo. Sin embargo, se
diferencian, por ejemplo, del motor eléctrico, en que la transformación de
energía se realiza utilizando un fluido de trabajo.
En las turbomáquinas el fluido de trabajo puede ser un líquido
(comúnmente agua, aunque para el caso de las bombas de líquido la
variedad de fluidos es muy grande) o un gas o vapor (comúnmente
vapor de agua o aire, aunque nuevamente para los compresores la
variedad de gases a comprimir puede ser muy grande).
4. Introducción a las Máquinas Térmicas
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Esquema General de la Clasificación de las Turbomáquinas
Fluido incompresible
(Hidráulicas)
Según la compresibilidad del fluido
Turbomáquinas
Fluido compresible
(térmicas)
Según el sentido de cambio de energía
Del fluido al rodete
(motoras)
Del rodete al fluido
(generadoras)
Según la dirección del fluido
Radiales Mixta o radioaxial Axiales
5. Introducción a las Máquinas Térmicas
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Clasificación de las Turbomáquinas
Según la Compresibilidad del Fluido Dentro de la Máquina
Según este criterio las turbomáquinas se clasifican en turbomáquinas
hidráulicas y turbomáquinas térmicas
Turbomáquinas Hidráulicas
Son aquellas que trabajan con fluidos incompresibles y con fluidos
compresibles con diferencia de presión entre la entrada y la salida de la
turbomáquina menores a 2500 mm de agua, de tal forma que no se registran
cambios apreciables en el volumen específico del fluido de trabajo. Entre los
que trabajan con fluidos compresibles se encuentran los ventiladores y los que
manejan fluidos compresibles, las turbinas hidráulicas y bombas centrífugas
Turbomáquinas Térmicas
Son aquellas que trabajan con fluidos compresibles, con diferencia de presión
entre la entrada y la salida de la turbomáquina mayores o iguales a 2500 mm
de agua. De tal forma que se registra un cambio apreciable en el volumen
específico del fluido entre la entrada y la salida del equipo. Entre ellos se
encuentran: las turbinas térmicas y los compresores.
Todos los cuerpos reales sólidos, líquidos y
gaseosos, son compresibles. Sin embargo, el
diseño y estudios de una bomba hidráulica, por
ejemplo, puede hacerse suponiendo que el agua es
incompresible, es decir que su densidad o volumen
específico permanece constante a través de la máquina: la bomba, por tanto,
es una maquina hidráulica. Por el contrario, el diseño de una turbina de gas, no
puede hacerse sin tener en cuenta la variación del volumen específico del gas
a través de la turbina: la turbina de gas, es pues, una maquina térmica.
Los gases son más compresibles que los líquidos. Sin embargo, no todas las
máquinas de gases son máquinas térmicas. En efecto, el diseño de un
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ventilador de aire, por ejemplo, para pequeñas presiones no necesita tener en
cuenta la pequeña variación del volumen específico del aire a través de la
máquina, que es despreciable; el ventilador, por tanto, es una máquina
hidráulica. Por el contrario, el diseño de un compresor de aire para grandes
presiones no puede hacerse sin tener en cuenta la variación del volumen
especifico a través de la máquina, que al variar mucho la presión, ya no es
despreciable: el compresor es una máquina térmica.
Según el Sentido de Cambio de Energía
Motoras
La energía es entregada por el fluido a la máquina, y ésta entrega trabajo
mecánico. La mayoría de las turbomáquinas motoras son llamadas "turbinas",
pero dentro de este género también entran los molinos de viento.
Posteriormente la energía mecánica puede ser transformada en otro tipo de
energía, como la energía eléctrica en el caso de las turbinas eléctricas.
Generadoras
La energía es entregada por la máquina al fluido, y el trabajo se obtiene de
éste. En este género entran las bombas, sopladores, turbocompresores,
ventiladores, y otros.
Según la Dirección del Fluido
Radial o Centrífuga: Movimiento normal al eje de rotación
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Axial: Movimiento paralelo al eje de rotación.
Mixta o Radioaxial: casos intermedios
Turbinas Térmicas
Una turbina, como se mencionaba, es
una turbomáquina que consta de un eje
de rotación que se mueve gracias a una
o dos ruedas con paletas adosadas, las
que se denominan rotor y estator. El
rotor se mueve gracias al impulso que le
da el fluido con su movimiento
continuado, arrastrando el eje que permite el movimiento de rotación.
Una turbina térmica es una máquina a través de la cual transita un fluido
compresible puede ser vapor de agua o ciertos gases generados de la
combustión de algún combustible, tal como es el caso de las turbinas de vapor
Una vez conocidas las distintas turbomáquinas existentes se explicará a
continuación todo lo concerniente a turbinas térmicas
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y de gas, esto ocurre de manera continua en un movimiento rotativo de un eje.
Es común la confusión entre una turbina y un turborreactor, tipo de motor
empleado en jets comerciales; en este contexto en estricto rigor la turbina es
sólo un componente del turborreactor, que consta de otras etapas como las de
compresión e ignición. Tampoco hay que confundir la turbina con los
generadores, ya que en ocasiones se aprovecha el movimiento rotatorio del eje
de la turbina para generar por ejemplo electricidad, como se verá más
adelante.
Entre las aplicaciones de las turbinas térmicas se encuentra:
Son utilizadas para el accionamiento de equipos como bombas,
compresores y ventiladores.
Para la generación de potencia eléctrica
En plantas termoeléctricas de vapor y termoeléctricas de gas
En la industria naval, aérea o náutica y automotriz.
Clasificación de las Turbinas Térmicas
Según el Tipo de Fluido
De Vapor o Combustión Externa: Son aquellas en las que el fluido de
trabajo durante el proceso no cambia sus propiedades, sólo cambia su
estado. Pueden ser de contrapresión, condensación, de extracción, una
etapa o múltiple etapa.
De Gas o Combustión Interna: Son aquellas en las que el fluido es
sometido a un proceso de compresión, luego por uno de combustión por
lo que sale de la turbina con propiedades diferentes a las iníciales. Se
fundamenta en el ciclo Brayton.
Turbina de Vapor o Combustión Externa
Son máquinas motrices que producen energía mecánica en forma rotatoria a
partir de la energía cinética del vapor en cual se encuentra bajo condiciones de
alta presión, en ésta el vapor que intercambia su energía varía sensiblemente
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de densidad y volumen específico en su paso a través de la misma y trabaja
con el ciclo Rankie de generación de vapor.
Son de gran utilidad como motores primarios y se fabrican en muchas formas y
distribuciones diferentes, se emplean para accionar diferentes aparatos como
generadores eléctricos, bombas compresores, entre otros.
Utilizan como ciclo de potencia el ciclo de Rankine.
El fluido de trabajo es vapor de agua.
El vapor a turbinar es generado a partir del calentamiento y evaporación
de agua que atraviesa la caldera donde se queman los combustibles
(carbón, gas de cok, fuel… ‐térmicas convencionales‐) o donde se libera
la energía de una fisión nuclear (central nuclear).
Las turbinas de vapor ofrecen la característica velocidad variable, que es
muy útil para ahorrar energía en las unidades motrices de bombas,
sopladores y compresores. Si se instalan de modo que se pueda
aprovechar su capacidad de velocidad variable, las turbinas de vapor
permiten concordar los requisitos de energía con las cargas reales, y
pueden ahorrar gran cantidad de energía en ciertas aplicaciones para
procesos.
Una ventaja de las turbinas de vapor es su confiabilidad. En una planta
en que se genera vapor como una función del proceso, se considera que
el suministro es muy confiable, pues no está sujeto a interrupciones,
fallas o problemas de transmisión de la energía eléctrica y similares. De
hecho, muchas veces se seleccionarán turbinas de vapor para impulsar
el equipo más crítico de la planta, que debe seguir funcionando en caso
de interrupción o falla de la energía eléctrica.
El funcionamiento es muy sencillo, se introduce vapor a una temperatura y
presión determinadas y este vapor hace girar unos álabes unidos a un eje rotor;
a la salida de la turbina, el vapor que se introdujo tiene una presión y una
temperatura inferior, parte de la energía pérdida por el vapor se emplea en
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mover el rotor. Necesita también de unos equipos
auxiliares muy sencillos, como un sistema de
lubricación, de refrigeración, unos cojinetes de
fricción, un sistema de regulación y control entre
otros
Componentes Principales de las Turbinas de Vapor
El Rotor
Es el elemento móvil del sistema. La energía desprendida por el vapor en la
turbina se convierte en energía mecánica en este elemento. Dado que la
turbina está dividida en un cierto número de escalonamientos, el rotor está
compuesto por una serie de coronas de alabes, uno por cada escalonamiento
de la turbina. Los alabes se encuentran unidos solidariamente al eje de la
turbina moviéndose con él.
Rotor
La Carcasa
La carcasa se divide en dos partes: la parte inferior, unida a la bancada y la
parte superior, desmontable para el acceso al rotor. Ambas contienen las
coronas fijas de toberas o alabes fijos. Las carcasas se realizan de hierro,
acero o de aleaciones de éste, dependiendo de la temperatura de trabajo,
obviamente las partes de la carcasa de la parte de alta presión son de
materiales mas resistentes que en la parte del escape. La humedad máxima
debe ser de un 10% para las últimas etapas.
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Normalmente se encuentra recubierta por una
manta aislante que disminuye la radiación de
calor al exterior, evitando que el vapor se enfríe y
pierda energía disminuyendo el rendimiento de la
turbina. Esta manta aislante suele estar
recubierta de una tela impermeable que evita su
degradación y permite desmontarla con mayor facilidad.
Toberas
El vapor es alimentado a la turbina a través de estos elementos. Su labor es
conseguir una correcta distribución del vapor entrante/saliente al/desde el
interior de la turbina
Álabes
Los álabes fijos y móviles se colocan en ranuras alrededor del rotor y carcasa.
Los álabes se pueden asegurar solos o en grupos, fijándolos a su posición por
medio de un pequeño seguro, en forma perno, o mediante remaches. Los
extremos de los álabes se fijan en un anillo donde se remachan, y los más
largos a menudo se amarran entre si con alambres o barras en uno o dos
lugares intermedios, para darles rigidez.
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Válvula de Regulación
Regula el caudal de entrada a la turbina, siendo uno de los elementos más
importantes de la turbina de vapor. Es accionada hidráulicamente con la ayuda
de un grupo de presión de aceite (aceite de control) o neumáticamente. Forma
parte de dos lazos de control: el lazo que controla la velocidad de la turbina y el
lazo que controla la carga o potencia de la turbina.
Cojinetes de Apoyo, de Bancada o Radiales
Sobre ellos gira el rotor. Suelen ser de un material blando, y recubiertos de una
capa lubricante que disminuya la fricción. Son elementos de desgaste, que
deben ser sustituidos periódicamente, bien con una frecuencia establecida si su
costo es bajo respecto de su producción, o bien por observación de su
superficie y cambio cuando se encuentren en un estado deficiente.
Cojinete radial o de apoyo en mal estado, con
marcas de roce metal-metal
entre el eje y el cojinete
Sistema de Lubricación
Proporciona el fluido lubricante, generalmente aceite. Para asegurar la
circulación del aceite en todo momento el sistema suele estar equipado con
tres bombas:
Bomba Mecánica Principal: Esta acoplada al eje de la turbina, de
forma que siempre que este girando la turbina esta girando la bomba,
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asegurándose así la presión de bombeo mejor que con una bomba
eléctrica. No obstante, en los arranques esta bomba no da presión
suficiente, por lo que es necesario que el equipo tenga al menos una
bomba adicional.
Bomba Auxiliar: Se utiliza exclusivamente en los arranques, y sirve
para asegurar la correcta presión de aceite hasta que la bomba
mecánica puede realizar este servicio. Se conecta antes del arranque de
la turbina y se desconecta a unas revoluciones determinadas durante el
arranque, cambiándose automáticamente de la bomba auxiliar a la
bomba principal. También se conecta durante las paradas de la turbina.
Bomba de Emergencia: Si se produce un problema de suministro
eléctrico en la planta, esta queda sin tensión, durante la parada habría
un momento en que la turbina se quedaría sin lubricación, ya que la
bomba auxiliar no tendría tensión. Para evitar este problema, las
turbinas suelen ir equipadas con una bomba de emergencia que
funciona con corriente continua proveniente de un sistema de baterías.
Sistema de Sellado de Vapor
Las turbinas de vapor están equipadas
con sellos de carbón, que se ajustan al
eje, y/o con laberintos de vapor. Con esto
se consigue evitar que el vapor salga a la
atmósfera y disminuyan la eficiencia
térmica de la turbina.
Virador
El sistema virador consiste en un motor
eléctrico o hidráulico (normalmente el
segundo) que hace girar lentamente la
turbina cuando no esta en funcionamiento.
Esto evita que el rotor se curve, debido a
su propio peso o por expansión térmica, en
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parada. La velocidad de este sistema es muy baja (varios minutos para
completar un giro completo de turbina), pero se vuelve esencial para asegurar
la correcta rectitud del rotor. Si por alguna razón este sistema se detiene
(avería del rotor, avería de la turbina, inspección interna con desmontaje) es
necesario asegurar que, antes de arrancar, estará girando varias horas con el
sistema virador.
Compensador
Es el elemento de unión entre la salida de la turbina y el resto de la instalación
(generalmente las tuberías que conducen al condensador o el propio
condensador). Ya que la carcasa de la turbina sufre grandes cambios de
temperatura, este elemento de unión es imprescindible para controlar y
amortiguar el efecto de dilataciones y contracciones.
Compensador de dilatación de
acero
Compensador de dilatación de
elastómero
15. Introducción a las Máquinas Térmicas
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A continuación se muestra imágenes sobre turbinas de vapor, donde se pude
observar con detalle las partes anteriormente descritas.
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Clasificación de las Turbinas de Vapor
La clasificación más común es la que se hace según la presión de vapor a la
salida de la turbina, así se puede hablar de:
Turbinas de Contrapresión
Cuando al vapor a la salida se encuentran a presión superior a la atmosférica,
de forma que puede ser empleado en un proceso industrial. Estas turbinas
proporcionan un mayor rendimiento térmico global de la instalación y se
seleccionaran cuando el vapor sea el principal objetivo del proyecto.
Turbinas de Condensación
Cuando la presión a la salida es ligeramente superior a la atmosférica y por lo
tanto el vapor se dirige directamente al condensador. Estas turbinas se
seleccionarán cuando se pretenda conseguir la máxima energía mecánica.
Según el Número de Etapas o Escalonamientos
Turbinas Monoetapas
Son turbinas que se utilizan para pequeñas y medianas potencias, están
compuestas por un solo rotor que impulsa el fluido.
Turbinas Multietapa
Aquellas en las que la demanda de potencia es
muy elevada, y además interesa que el
rendimiento sea muy alto, están compuestas por
dos o más rotores.
17. Introducción a las Máquinas Térmicas
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Según las Normas API
Para Propósitos Generales
Usadas para conducir equipos que usualmente tienen respaldo, son
relativamente pequeñas en tamaño y potencia, o son de servicio no crítico
como bombas y ventiladores.
Para Propósitos Especiales
Usadas para conducir equipos que no tienen respaldo, son grandes en tamaño
y potencia, o son de servicios críticos tales como compresores centrífugos y
generadores eléctricos.
Turbina de Gas o Combustión Interna
Son máquinas motrices que producen
energía mecánica en forma rotatoria a
partir de la energía cinética producto de la
combustión del gas, éstas trabajan con un
fluido compresible y se consideran de
combustión interna, ya que la combustión
se realiza directamente en el fluido. Generalmente se emplean en la
generación de electricidad y en la industria aeronáutica.
Funcionan con el ciclo de potencia Brayton.
El fluido de trabajo son los gases de combustión.
Los gases a turbinar son generados mediante la combustión del gas en
la cámara de combustión intermedia entre el compresor para el aire y la
turbina de expansión.
Entre sus aplicaciones están: propulsión aérea, marítima y ferroviaria,
generación eléctrica, cogeneración, bombeo de gasoducto.
Como parámetros mas críticos en el diseño de una turbina de gas se
puede destacar: la temperatura del aire aspirado por el compresor, la
temperatura de los gases a la salida de la cámara de combustión y los
rendimientos en la turbinas y en el compresor. Existen otros parámetros
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también relevantes como el rendimiento de la cámara de combustión, las
pérdidas mecánicas, las pérdidas de carga en el fluido.
Sus principales ventajas son su pequeño peso y volumen en relación a
su potencia y la flexibilidad de su operación.
Comparadas con las turbinas de vapor, las turbinas de gas apenas
tienen necesidades de refrigeración, lo que facilita enormemente su
instalación. Además, su baja inercia térmica les permite alcanzar su
plena carga en tiempos muy bajos, lo que las hace ideales para
determinadas aplicaciones en las que se requiere variaciones de carga
rápidas (regulación de red o abastecimiento de picos de demanda).
Esta simplicidad comparada con turbinas de vapor y con motores
alternativos otorga a las turbinas de gas dos ventajas adicionales: un
mantenimiento sencillo comparado con otras máquinas térmicas y una
elevada fiabilidad.
No obstante, las turbinas de gas presentan algunos inconvenientes
importantes, entre los que hay que destacar dos: la alta velocidad de
rotación y su bajo rendimiento (30‐35%) comparado con los motores
alternativos diesel (algunos desarrollos ya alcanzan el 50% de
rendimiento) o con las turbinas de vapor (valores del 40% son muy
normales).
Principio de Funcionamiento de una Turbina de Gas
Una turbina de gas es un motor térmico rotativo de combustión interna, donde a
partir de la energía aportada por un combustible se produce energía mecánica
y se genera una importante cantidad de calor en forma de gases calientes y
con un alto porcentaje de oxígeno
El ciclo térmico que representa esta máquina es el ciclo Brayton. La máquina
sigue un ciclo abierto, puesto que se renueva continuamente el fluido que pasa
a través de ella. El aire es aspirado de la atmósfera y comprimido para después
pasar a la cámara de combustión, donde se mezcla con el combustible y se
produce la ignición. Los gases calientes, producto de la combustión, fluyen a
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través de la turbina. Allí se expansionan y mueven el eje, que acciona el
compresor de la turbina y el alternador
Componentes Principales de una Turbina de Gas
Los principales elementos de la turbina de gas son cinco: admisión de aire, el
compresor, la cámara de combustión, la turbina de expansión y el rotor. A
continuación se detallan las principales:
Admisión de aire
El sistema de admisión de aire consta de todos los elementos necesarios para
que el aire entre en la turbina en las condiciones más adecuadas de presión,
temperatura y limpieza. Para ello cuenta con filtros de varios tipos, que se
encargarán de eliminar la suciedad que pueda arrastrar el aire; y de una serie
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de sistemas que acondicionarán la temperatura para facilitar que entre a la
turbina la mayor cantidad posible de masa de aire.
Filtros para turbina de gas
Compresor de Aire
La función del compresor es elevar la presión del aire de combustión (una vez
filtrado) antes que entre en la cámara de combustión, en una relación que varía
según la turbina pero que normalmente está comprendida entre 10:1 y 40:1.
Esta compresión se realiza en varias etapas y consume aproximadamente las
2/3 partes del trabajo producido por la turbina. El control de la entrada de aire
para la combustión se realiza variando el ángulo de inclinación de las ruedas
iníciales de álabes del compresor. A mayor ángulo, mayor cantidad de aire de
entrada al compresor, y por tanto, a la turbina. Este método se usa para
mejorar el comportamiento a carga parcial de la turbina de gas, como se verá
más adelante. Una parte del aire del compresor se utiliza para refrigeración de
álabes y de la cámara de combustión, de forma que aproximadamente un 50%
de la masa de aire es usado para este fin.
Compresor centrifugo
21. Introducción a las Máquinas Térmicas
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Cámara de Combustión
En ella tiene lugar la combustión a presión
constante del gas combustible junto con el
aire. Esta combustión a presión obliga a
que el combustible sea introducido a un
nivel de presión adecuado, que oscila
entre 16 y 50 bar. Debido a las altas
temperaturas que pueden alcanzarse en
la combustión y para no reducir
demasiado la vida útil de los elementos componentes de la cámara, se trabaja
con un exceso de aire alto, utilizando del 300 al 400% del aire teórico
necesario, con lo que se consigue por un lado reducir la temperatura de llama y
por otro refrigerar las partes más calientes de la cámara. Parte del aire que
procede del compresor, se dirige directamente hacia las paredes de la cámara
de combustión para mantener su temperatura en valores convenientemente
bajos. Otra parte se hace circular por el interior de los álabes de la turbina,
saliendo por orificios en los bordes que crean una película sobre la superficie
de los álabes.
Turbina de Expansión
En la turbina es donde tiene lugar la conversión de la energía contenida en los
gases de combustión, en forma de presión y temperatura elevada (entalpía), a
potencia mecánica (en forma de rotación de un eje). Como se ha indicado
antes, una parte importante de esta potencia es absorbida directamente por el
compresor. Los gases, que entran a la turbina a una temperatura de
1200‐1400ºC y una presión de 10 a 30 bar., salen a unos 450‐600ºC. Esa alta
temperatura hace que la energía que contienen pueda ser aprovechada bien
para mejorar el rendimiento de la turbina (con un sistema conocido como
regeneración, que consiste en utilizar estos gases para calentar adicionalmente
la mezcla en la cámara de combustión) o bien, como es más habitual, para
generar vapor en una caldera de recuperación. Ese vapor posteriormente se
introduce en una turbina de vapor consiguiéndose un aumento del rendimiento
22. Introducción a las Máquinas Térmicas
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global igual o incluso superior al 55% (el rendimiento de la turbina de gas es de
30‐35%).
Tipos de Turbinas de Gas
Las turbinas de gas se clasifican como para trabajo pesado y derivadas de
motores de aviación (o tipo avión).
Tipo Para Trabajo Pesado
Se ha perfeccionado para satisfacer las necesidades normales de las plantas
industriales, sin limitaciones de espacio y de peso. Esta turbina normalmente
es del tipo de uno o de dos ejes. Las paletas y álabes del compresor y la
turbina son de construcción fuerte, lo mismo que las toberas. Esto, junto con
las razones de presiones y temperaturas moderadas en el gas energizado,
permite largos intervalos para las inspecciones y mantenimiento. Los cojinetes
(chumaceras) del árbol son convencionales, del tipo de manguito o de cuerpo
oscilante en los radiales, y de caras cónicas o de segmentos múltiples, en los
de empuje; dispuestos para funcionar con un sistema de lubricación a presión
común para la turbina de gas y la máquina impulsada.
La Turbina Tipo Avión
Por contraste, es un motor de chorro (“jet”) para aviones pero, en vez de
impulsar un avión, mueve una turbina de potencia. En esta forma, el motor es
un generador de gas energizado que se envía a una turbina convencional de
potencia para trabajo pesado. Estas turbinas ofrecen las siguientes ventajas: 1)
la avanzada tecnología de la aviación y los laboratorios de investigación y
desarrollo asociados se pueden aplicar para uso industrial; 2) las técnicas de
producción en serie y de control de calidad aplicados a la aviación benefician a
los usuarios industriales; 3) los centros de servicio para motores de avión, con
sus estrictos requisitos de certificación, existencia de piezas de repuesto (a
veces unidades completas a cambio) e instalaciones para prueba, están
disponibles para dar servicio a los generadores de gas.
23. Introducción a las Máquinas Térmicas
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TURBINAS TÉRMICAS
Montaje en la planta de turbinas de gas de
Siemens en Berlín.
Turbina Siemens SGT5-8000H.
Turbinas de Vapor de Condensación de
Doble Flujo
.
Equipo de turbina de alta, media y baja
presión de eje común
.
24. Introducción a las Máquinas Térmicas
24
BIBLIOGRAFÍA
MATAIX C, (S/F). Turbomáquinas Térmicas. Tercera edición
KRIJNEN, (2009). Guía didáctica. Introducción a las Maquinas Térmicas.
UNEFM
Actividad
Una vez leída esta guía didáctica,
habrás observado que dentro de la
misma se menciona que la turbina de
vapor trabaja con el ciclo Rankie y la
turbina de gas con el ciclo Brayton. Te
invito para que indagues y recuerdes
tus conocimientos ya adquiridos.