FACULTAD DE INGENIERA ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE MECNICA

MONOGRAFA

TtuloTurbinas de Gas

Autor(es): Arias Baltazar Benites Huarca

Asesor:Mg. Weslyn Valverde Alva

Chimbote Per2015NDICENDICEINTRODUCCIN

CAPTULO I: TURBINAS DE GAS: ASPECTOS BSICOS:1.1 DEFINICIN1.2 CARACTERSTICAS1.3 CLASIFICACIN1.3.1 SEGN EL ORIGEN DE SU DESARROLLO1.3.2 SEGN EL DISEO DE LA CMARA DE COMBUSTIN1.3.3 SEGN SU NMERO DE EJES

INTRODUCCIN

1. ASPECTOS BSICOS1.1Definicin de TurbinaTurbina es el nombre genrico que se da a la mayora de las turbomquinas motoras. stas son mquinas de fluido, a travs de las cuales pasa un fluido en forma continua y ste le entrega su energa a travs de un rodete con paletas o labes.La turbina es un motor rotativo que convierte en energa mecnica la energa de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento bsico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hlices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energa mecnica se transfiere a travs de un eje para proporcionar el movimiento de una mquina, un compresor, un generador elctrico o una hlice.1.2 CaractersticasLas turbinas de gas son equipos capaces de transformar la energa qumica contenida en un combustible en energa mecnica, ya sea para su aprovechamiento energtico o como fuerza de impulso de aviones, automviles o barcos. En este artculo prestaremos atencin a su papel como productor comercial de electricidad., ya sea de forma independiente, en cogeneracin junto con turbinas de vapor, o en diseos hbridos con otras tecnologas renovables.1.3 Clasificacin de las Turbinas de Gas1.3.1 Segn el origen de su desarrolloa)TurbinadeGasAeroderivadasProvienen del diseo de turbinas de para fines aeronuticos, pero adaptadas a la produccin de energa elctrica en plantas industriales o como micro turbinas. Sus principales caractersticas son su gran fiabilidad y su alta relacin potencia/peso, adems cuentan con una gran versatilidad de operacin y su arranque no es una operacin tan crtica como en otros tipos de turbinas de gas.Pueden alcanzar potencias de hasta 50 MW, moviendo los gases a una gran velocidad, pero bajo caudal. Su compacto diseo facilita las operaciones de sustitucin y mantenimiento, lo que hace viable que se lleven a cabo revisiones completas en menores intervalos de tiempo.

1.3.2 Segn el diseo de su cmara de combustina) Turbina de Gas IndustrialLa evolucin de su diseo se ha orientado siempre a la produccin de electricidad, buscndose grandes potencias y largos periodos de operacin a mximacargasinparadasniarranquescontinuos.Su potencia de diseo puede llegar a los 500 MW, moviendo grandes cantidades de aire a bajas velocidades, que pueden aprovecharse en posteriores aplicaciones de cogeneracin. Su mantenimiento debe realizarse in si-tu debido a su gran tamao y peso, buscndose alargar lo ms posible en el tiempo las revisiones completas del equipo.

b) Turbina de cmara de combustin tipo siloEn estos diseos la cmara aparece dispuesta sobre la parte superior de la turbina. Los inyectores se instalan atravesando el techo superior de la cmara, y los gases de escape llegan a la turbina de expansin por una abertura inferior conectada a sta.Su diseo no est muy expandido, y se restringe a turbinas de H2 y otros combustibles experimentales.c) Turbina de cmara de combustin anularEn este caso la cmara consiste en un cilindro orientado axialmente instalado alrededor del eje. Tiene un nico tubo de llama y entre 15 y 20 inyectores. Consiguen una buena refrigeracin de los gases de combustin y bajas perdidas de carga, aunque su distribucin de temperaturas y mezcla combustible/comburente es menos uniforme que en cmaras tuboanulares.Este diseo se utiliza por los fabricantes Alstom y Siemens, y en general en turbinas aeroderivadas.

c) Turbina de cmara de combustin tubo anularUna serie de tubos distribuidos alrededor del eje de forma uniforme conforman este diseo de cmara de combustin. Cada una posee un nico inyector y buja. Tienen mejor resistencia estructural que las anulares, pero menor rendimiento y mayor peso. Adems si una de ellas deja de funcionar y no es detectado, pueden producirse grandes diferencias de temperaturas en la estructura. La pieza de transicin, que es la que recoge todos los gases de combustin para dirigirlos a la turbina de expansin, es una parte delicada de la instalacin.Esta tecnologa es utilizada en sus diseos por Mitshubishi y General Electric.

1.3.3 Segn su nmero de ejesa) Turbina monoejeEl compresor, turbina de expansin y generador giran de forma solidaria con un nico eje de rotacin.La velocidad de giro es en la inmensa mayora de los casos de 3000 rpm, forzado por la frecuencia que debe tener el rotor del generador elctrico al verter a la red general (50 Hz). Es el diseo usual en las grandes turbinas comerciales de generacin elctrica.

b) Turbina multiejeLa turbina de expansin se encuentra dividida en 2 secciones, la primera o turbina de alta presin, se encuentra unida al compresor axial al que proporciona la potencia necesaria para su funcionamiento. La segunda seccin comparte eje con el generador, aprovechndose la energa transmitida en la generacin de electricidad. Esta tecnologa es utilizada en aeroderivadas y turbinas de pequea potencia, y ofrece un mejor comportamiento frente a variaciones de carga.