1. Cómo calcular la potencia entregada por una turbina de
vapor
Escrito por Pauline Gill | Traducido por Alejandro Schaller
Los generadores eléctricos impulsados por turbinas de vapor producen aproximadamente el 80 por ciento de la electricidad mundial debido a su alta
eficiencia y confiabilidad. El vapor que impulsa a la turbina se produce en calderas que incrementan la entalpía -energía en forma de calor y presión en
el seno del vapor-, medida en BTU, mientras se convierte en energía mecánica y luego eléctrica a medida que la turbina hace girar al generador. Puedes
calcular la potencia entregada por la turbina de varias formas, incluyendo un análisis de la energía que ingresa y egresa del sistema.
Nivel de dificultad:
Difícil
Instrucciones
Necesitarás
 Una calculadora
Método de medición de potencia entregada
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Define el sistema de turbina de vapor. En este ejemplo, la turbina de una usina consume vapor para impulsar un generador eléctrico que produce 6
megavatios de electricidad por hora. Si conoces el rendimiento del generador, el cual en este caso es 86 por ciento, puedes calcular la potencia
instantánea entregada por la turbina.
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Calcula la potencia del generador requerida dividiendo los 6 megavatios de potencia eléctrica entregada por el factor de eficiencia del generador 0.86
para obtener 6.976 megavatios.
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Divide los 6.976 megavatios por 0.746 kilovatios por HP. Esto da 9,351 HP provenientes de la turbina.
BTU consumidas menos BTU entregadas
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Considera la misma turbina de vapor entregando 9,352 HP. Debido a que cada HP entregado requiere 2,545 BTU / hora para generarse, y la eficiencia
de la turbina a vapor es 0.85, requiere 28 millones de BTU / hora para producir 9,352 HP de la turbina y 6 megavatios de potencia del generador.
Puedes calcular la potencia entregada por la turbina en cualquier rango de producción de BTU. En este caso la turbina extrae 12.46 millones de BTU /
hora de calor del vapor.
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Multiplica los 12.46 millones de BTU / hora por 0.85 para obtener el calor neto que se convierte a HP en la turbina. Este cálculo arroja 10.59 millones
de BTU / hora.
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2. Divide los 10.59 millones de BTU / hora por 2,545 BTU / hora / HP para calcular la potencia entregada por la turbina, la cual es 4,161 HP.
Método del combustible consumido
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Define la aplicación de uso de combustible de la turbina de vapor. Si la misma turbina de vapor produce 6 megavatios quemando combustible Nº 6 en
la caldera, puedes calcular la cantidad de potencia que la turbina produce midiendo el consumo de combustible. En este caso, la caldera quema 119
galones de combustible Nº 6 / hora con un factor de eficiencia de combustión de 0.85 para producir la potencia desconocida que es entregada por la
turbina.
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Multiplica los 119 galones / hora por 145,000 BTU / galón para obtener 17.26 millones de BTU / hora x 0.85 o 14.67 BTU realmente producidos en la
caldera.
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Multiplica los 14.67 millones de BTU / hora x 0.7225 factor de eficiencia combinada de la caldera y la turbina (0.85 de combustión x 0.85 de la
turbina) y divide por 2,545 BTU / hora / HP para obtener la potencia entregada por el vapor de la turbina a 119 galones por hora de 4,164 HP. Esto da
4,164 x 0.86 factor de eficiencia del generador x 0.746 kilovatios / HP, o 2,671 megavatios de potencia entregada.