Domingo, 24 Septiembre 2017

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6. LA TURBINA DE GAS

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Las turbinas de gas son turbomáquinas que, de un modo general, pertenecen al grupo de máquinas térmicas generadoras y cuya franja de operación va desde pequeñas potencias (5 KW para las microturbinas) hasta 500 MW para los últimos desarrollos. 

Sus principales ventajas son su pequeño peso y volumen en relación a su potencia, y la flexibilidad de su operación. Esto hace que sean máquinas cuyo uso para determinadas aplicaciones, especialmente las referidas a la generación de electricidad y a la propulsión de buques y aviones, esté en claro aumento. 

Las turbinas de gas no son todas iguales, es evidente. Hay diferentes tipologías que pueden clasificarse de acuerdo con al menos tres criterios: el origen de su diseño, el tipo de cámara de combustión y el número de ejes que contiene. 

Los parámetros que definen una turbina de gas, y que figuran normalmente en la ficha de datos técnicos que se incluye en el manual de operación y mantenimiento de la turbina o en los folletos publicitarios de la misma, son los siguientes:

  • Datos identificativos
  • Tipo de turbina
  • Características constructivas
  • Parámetros técnicos
  • Prestaciones

La turbina de gas tiene una serie de componentes que normalmente forman un bloque completo que se suministra ensamblado y probado. Los principales componentes de este bloque son: 

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.

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 en caso de combustibles gaseosos, y superior en caso de combustibles líquidos.

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 a potencia mecánica.

Rotor

El rotor o eje es el elemento al que se unen los álabes, y es el que ‘acumula’ o recibe la energía mecánica rotativa que le transfiere el fluido gaseoso que circula desde la cámara de combustión hasta el escape. Este rotor también comunica la energía necesaria para el accionamiento del compresor, transfiriendo la energía necesaria a los álabes para que realicen el trabajo mecánico de la compresión.

Carcasa

La carcasa es el elemento que proporciona la estanquidad necesaria para que los gases circulen entre los diferentes puntos de la turbina manteniendo las diferencias de presión oportunas. 

Cojinetes o rodamientos

Son el elemento que une carcasa y rotor, es decir, la pieza que une las partes fijas con las partes móviles de la turbina permitiendo el movimiento relativo entre ellas. 

Elementos auxiliares:

como pueden ser Sistema de filtración de aire de combustión, Sistema antihielo, Silenciador, Sistema de limpieza del compresor, Sistema de arranque, Sistema de lubricación, Refrigeración / Ventilación, Sistema antiincendios y de detección de gas.

Las turbinas de gas pueden utilizar dos tipos de combustibles:

  • Gaseosos: gas natural, propano e hidrógeno.
  • Líquidos: gasóleos, GLP, gasolinas y en algunos casos muy raros fuel-óleos de bajo contenido en azufre.

 

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