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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE
LA FUERZA ARMADA
UNEFA
MAQUINAS DE GENERACION DE POTENCIA
(TURBINAS A GAS vs. TURBINA A VAPOR)
TUTOR: BETSI TERAN
INTEGRANTES:
Víctor Martínez C.I: 18923101
Henry Ramírez C.I: 19686030
Edgardo Álvarez C.I: 18737525
Sección: 7T1IE
BARQUISIMETO, JUNIO DEL 2010
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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE
LA FUERZA ARMADA
UNEFA
MAQUINAS DE GENERACION DE POTENCIA
(TURBINAS A GAS vs. TURBINA VAPOR)
TUTOR: BETZI TERAN
RESUMEN
Las turbinas son maquinas capaces de generar energia electrica, la
complejidad de estos aparatos y de su funcionamiento nos perimte q ue
existen. las turbinas de vapor en una gran variedad de tamaños, desde
unidades de 1 hp (0.75 Kw) usadas para accionar bombas, compresores y
otro equipo accionado por flecha, hasta turbinas de 2, 000,000 hp (1,500,000
Kw) utilizadas para generar electricidad. Hay diversas clasificaciones para las
turbinas de vapor modernas, y por ser turbo máquinas son susceptibles a los
mismos criterios de clasificación de éstas. Por otro lado, es común
clasificarlas de acuerdo a su grado de reacción: Turbinas de Acción.
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INTRODUCCIÓN
La turbina es un dispositivo diseñado para extraer energía de un fluido que
fluye a través de ella y transformarla en potencia útil. En esta, las partículas
de flujo que salen a gran velocidad de la tobera sufren un cambio en la
dirección de movimiento, generando una variación en el momento y por lo
tanto una fuerza y puede variar dependiendo de su diseño.
Una turbina de gas, es una turbomáquina motora, cuyo fluido de trabajo es
un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las
turbinas a gas son turbomáquinas térmicas. Comúnmente se habla de las
turbinas a gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con
sustancias en estado gaseoso, sus características de diseño son diferentes,
y, cuando en estos términos se habla de gases, no se espera un posible
cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores sí.
La turbina de vapor de una planta de cogeneración es un equipo sencillo, y
como máquina industrial, es una máquina madura, bien conocida y muy
experimentada. Se conoce casi todo de ella. Más del 70 % de la energía
eléctrica generada en el mundo se produce diariamente con turbinas de
vapor.
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 perdida por el vapor se emplea
en 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, y poco más.
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La turbina es un equipo tan conocido y tan robusto que si no se hacen
barbaridades con él tiene una vida útil larga y exenta de problemas. Eso sí
hay que respetar cuatro normas sencillas:
1) Utilizar un vapor de las características físico-químicas apropiadas.
2) Respetar las instrucciones de operación en arranques, durante la
marcha y durante las paradas del equipo.
3) Respetar las consignas de protección del equipo, y si da algún síntoma
de mal funcionamiento (vibraciones, temperaturas elevadas, falta de
potencia, etc.) parar y revisar el equipo, nunca sobrepasar los límites de
determinados parámetros para poder seguir con ella en producción o incluso
poder arrancarla.
4) Realizar los mantenimientos programados con la periodicidad prevista.
TURBINA A GAS
Una turbina de gas, es una turbomáquina motora, cuyo fluido de trabajo es
un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las
turbinas a gas son turbomáquinas térmicas. Comúnmente se habla de las
turbinas a gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con
sustancias en estado gaseoso, sus características de diseño son diferentes,
y, cuando en estos términos se habla de gases, no se espera un posible
cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores sí.
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Las turbinas de gas son usadas en los ciclos de potencia como el ciclo
Brayton y en algunos ciclos de refrigeración .
Una turbina de gas simple está compuesta de tres secciones principales: un
compresor, un quemador y una turbina de potencia. Las turbinas de gas
operan en base en el principio del ciclo Brayton, en donde aire comprimido
es mezclado con combustible y quemado bajo condiciones de presión
constante. El gas caliente producido por la combustión se le permite
expanderse a través de la turbina y hacerla girar para llevar a cabo trabajo.
En una turbina de gas con una eficienciadel 33%, aproximadamente 2/3 del
trabajo producido se usa comprimiendo el aire. El otro 1/3 está disponible
para generar electricidad, impulsar un dispositivo mecánico, etc.
Una variación del sistemade turbina simple (Brayton) es el de añadir un
regenerador. El regenerador es un intercambiador de calorque aprovecha la
energía de los gases calientes de escape al precalentar el aire que entra a la
cámara de combustión. Este ciclo normalmente es utilizado en turbinas que
trabajan con bajas presiones. Ejemplos de turbinas que usan este ciclo son:
la Solar Centaur de 3500 hp hasta la General Electric Frame 5 de 35000 hp.
Las turbinas de gas con altas presiones de trabajo pueden utilizar un
interenfriador para enfriar el aire ente las etapas de compresión, permitiendo
quemar más combustible y generar más potencia. El factor limitante para la
cantidad de combustible utilizado es la temperatura de los gases calientes
creados por la combustión, debido a que existen restricciones a las
temperaturas que pueden soportar los alabes de la turbina y otras partes de
la misma. Con los avances en la Ingeniería de los materiales, estos límites
siempre van aumentando. Una turbina de este tipo es la General Electric
LM1600 versión marina.
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Existen también turbinas de gas con varias etapas de combustión y
expansión y otras con interenfriador y regenerador en el mismo ciclo. Estos
ciclos los podemos ver a continuación:
Es común en el lenguaje cotidiano referirse a los motores de los aviones
como turbinas, pero esto es un error conceptual, ya que éstos son
turborreactores los cuales son máquinas que, entre otras cosas, contienen
una turbina de gas.
TURBINAS A VAPOR
Una turbina de vapor es una turbo máquina motora, que transforma la
energía de un flujo de vapor en energía mecánica a través de un intercambio
de cantidad de movimiento entre el fluido de trabajo (entiéndase el vapor) y
el rodete, órgano principal de la turbina, que cuenta con palas o álabes los
cuales tienen una forma particular para poder realizar el intercambio
energético. Las turbinas de vapor están presentes en diversos ciclos de
potencia que utilizan un fluido que pueda cambiar de fase, entre éstos el más
importante es el Ciclo Rankine, el cual genera el vapor en una caldera, de la
cual sale en unas condiciones de elevada temperatura y presión. En la
turbina se transforma la energía interna del vapor en energía mecánica que,
típicamente, es aprovechada por un generador para producir electricidad.
En una turbina se pueden distinguir dos partes, el rotor y el estator. El rotor
está formado por ruedas de álabes unidas al eje y que constituyen la parte
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móvil de la turbina. El estator también está formado por álabes, no unidos al
eje sino a la carcasa de la turbina.
El término turbina de vapor es muy utilizado para referirse a una máquina
motora la cual cuenta con un conjuntos de turbinas para transformar la
energía del vapor, también al conjunto del rodete y los álabes directores.
En las turbinas de vapor existen unos elementos fijos que son las toberas y
los distribuidores de álabes; si el salto entálpico se transforma totalmente en
energía cinética, la turbina es de acción y la entalpía a la salida de la tobera
para un proceso isentrópico es igual a la entalpía final del vapor; en estas
circunstancias, en los álabes dispuestos sobre el rotor o corona móvil, habrá
únicamente una transformación de energía cinética en mecánica, que se
produce haciendo seguir al fluido una determinada trayectoria, (entre álabes),
de forma que su velocidad absoluta disminuya; cualquier cambio de
magnitud o de dirección en dicha velocidad, es debido al efecto de una
fuerza que es la acción de los álabes de la corona sobre el fluido.
A su vez, todo cambio en la dirección o en la magnitud de la velocidad del
fluido origina un empuje sobre los álabes, de forma que para cuando éstos
van montados sobre una corona móvil, la potencia generada es igual al
producto de la velocidad tangencial de los álabes por la componente
periférica de la fuerza.
TIPOS DE TURBINAS A GAS
Turbina de gas aeroderivadas: Son aquellas que tiene su origen en turbinas
diseñadas para propulsar aviones, son compactas, robustas, tienen una alta
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relación potencia/peso, son versátiles de operar, ya que al derivar de aviones
estos nos van siempre a un ritmo constante y pueden necesitar subidas o
bajadas rápidas de potencia, su arranque es más sencillo que las diseñadas
para uso industrial puro.
Pueden alcanzar potencias de hasta 50 MW, moviendo los gases a una gran
velocidad, pero bajo caudal. Su compacto diseño facilita las operaciones de
sustitución y mantenimiento, lo que hace viable que se lleven acabo
revisiones completas en menores intervalos de tiempo. Como se percibe en
la figura 1 Turbina de gas aeroderivadas.
Turbina de gas industrial: La evolución de su diseño se ha orientado siempre
a la producción de electricidad, buscándose grandes potencias y largos
periodos de operación a máxima carga sin paradas ni arranques continuos.
Su potencia de diseño puede llegar a los 500 MW, moviendo grandes
cantidades de aire a bajas velocidades, que pueden aprovecharse en
posteriores aplicaciones de cogeneración. Su mantenimiento debe realizarse
debido a su gran tamaño y peso, buscándose alargar lo mas posible en el
tiempo las revisiones completas del equipo. Como se puede notar en la
figura 2. Turbina de uso industrial para producir electricidad.
TIPOS DE TURBINAS DE VAPOR
Turbina Laval: El motor Laval es una turbina que utiliza directamente la
fuerza viva del vapor; pero diferenciándose esencialmente de los aparatos
del mismo género, como ya hemos dicho, en que el vapor llega á efectuar su
trabajo completamente expansionado y no ejerce su esfuerzo sobre los
9
dientes ó paletas del disco, sino como consecuencia de la velocidad
adquirida en esta previa expansión.
.
Turbina rateau: El francés Rateau construye en 1890 un tipo de turbina de
acción, tangencial, que transforma en turbina compound con dos
escalonamientos de presión.
Posteriormente subdivide el salto térmico utilizado por la máquina en un gran
número de escalonamientos de presión, dando lugar a la turbina Rateau
multicelular, que a pesar de ser de acción, se la dota de un ligero grado de
reacción en los últimos escalonamientos, a fin de aumentar la velocidad de
paso y salida del vapor y la consiguiente disminución de la altura de los
álabes; el primer rodete de alta presión es de tipo Curtis, y lleva dos
escalonamientos de velocidad.
Turbina zoelly: La turbina Zoelly (1903) es una turbina de acción con
escalonamientos múltiples de presión en número no superior a 10 y montaje
unicelular de los discos, y longitud reducida con un mínimo de pérdidas
intersticiales en el juego entre eje y diafragmas
En condiciones de trabajo normales una central térmica utiliza vapor
recalentado a elevada presión y temperatura, lo que implica que el salto
adiabático total puede ser del orden de 200 a 300
Kcal/kg, proporcionando velocidades absolutas r c 1 del orden de 1300 a
1600 m/seg; si se utiliza una turbina de acción de una sola corona, la
velocidad periférica ru podría llegar a ser del orden de 650 a
10
800 m/seg, pero no conviene sobrepasar de los 400 m/seg, por lo que hay
que disminuir la velocidad absoluta del vapor para obtener un buen
rendimiento, aparte de eliminar los problemas técnicos originados por las
citadas velocidades que serían incompatibles con la resistencia mecánica de
las coronas.
Turbinas de Reacción: La expansión, es decir, el salto entálpico del vapor
puede realizarse tanto en el rotor como en el estator, cuando este salto
ocurre únicamente en el rotor la turbina se conoce como de reacción pura.
En las de la segunda categoría, el eje lleva montado un tambor y en él van
colocadas varias series de paletas, de altura, forma é inclinación variables,
llamadas paletas giratorias. La envuelta, cilindrica, pero de diámetro variable,
lleva también otras series de paletas análogas á las del tambor, llamadas
paletas fijas, guías ó directrices, porque, fijadas á la envuelta, su misión es
guiar ó dirigir el vapor sobre las giratorias.
El vapor entra por el extremo de la envuelta de menor diámetro, y
atravesando la primera corona de paletas-guías, actúa sobre la primera de
paletas giratorias, haciendo girar el tambor, pasa á la segunda corona de
directrices y de aquí á la segunda de giratorias, continuando el giro del
tambor y el recorrido del vapor de uno á otro extremo de la turbina, en forma
helizoidal ó parecida. Además, debido á los diferentes diámetros de la
envuelta, alturas y separaciones distintas de las paletas, el vapor se va
expansionando ó medida que recorre la turbina-
Desde las coronas de paletas-guías á las de giratorias, el vapor obra por
acción, y desde las giratorias á las directrices, por reacción; de aquí la
denominación de turbinas de acción y reacción.
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A esta segunda categoría pertenecen las turbinas Parsons, Westinghouse y
otras
FUNCIONAMIENTO DE TURBINA A GAS
La turbina de gas utiliza una mezcla no uniforme de aceite/combustible y
una llama continua.
Es un motor multicombustible que puede aceptar cualquier líquido, gas, o
combustibles emulsionados.
La mezcla se realiza en una cámara de combustión separada donde un
inyector distribuye las finas gotas de combustible en el aire de modo que la
mezcla maximice la tasa de la combustión nuclear.
La compresión ocurre y el trabajo es realizado por las álabes de turbina que
rotan sin rozamiento con sus cubiertas respectivas.
Esta configuración puede tener lugar en regímenes muy altos en las cuales
el flujo del gas alcanza y excede a veces la velocidad del sonido. Incluso así,
el diseño se basa en velocidades máximas del gas en torno a los 0,8 a 0,9
Mach.
El aire aspirado, primero se comprime hasta una presión de entre 4 a 6
bares, entonces pasa a través del intercambiador de calor donde aumenta su
temperatura, y alcanza la cámara de combustión en la que se combina con el
combustible para formar un gas que, al quemarse aumentará la temperatura,
aumentando por tanto también en volumen. Parte de la energía de los gases
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se utilizará en la turbina, otra parte en el cambiador de calor, y el resto se
disipará a la atmósfera.
Mientras que el motor funciona en las presiones relativamente bajas, las
energías se pueden generar solamente en los regímenes del motor
relacionados directamente con el tamaño de la turbina. Así, una turbina de
gas utilizada en un automóvil funcionaría a una velocidad de en entre 8000 y
70 000 RPM.
CARACTERÍSTICAS DE LA TURBINA A GAS
El empleo de las turbinas de gas de circuito abierto presenta, con relación a
los motores alternativos de combustión interna, el mismo interés que las
turbinas de vapor respecto a las máquinas de pistón.
En las turbinas de gas, el rendimiento está muy lejos de igualar el de los
motores alternativos, y aun a veces, el de las turbinas de vapor; ésto es
debido a que:
* Existe una cierta dificultad para construir compresores rotativos que
permitan alcanzar elevadas relaciones de compresión.
* Existe una cierta dificultad de conseguir materiales que soporten
temperaturas elevadas, al tiempo que mantienen unas determinadas
características técnicas.
En las turbinas de gas de circuito abierto se cumplen una serie de requisitos:
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* No existen piezas en movimiento alternativo, por lo que es muy fácil realizar
el equilibrado
* Tienen gran velocidad de rotación, entre 3.000 y 30.000 rpm
* Tienen un par regular sin necesidad de volante
* Tienen buena adaptación a las grandes expansiones, y por lo tanto, a los
grandes volúmenes de fluido
* Producen grandes potencias en poco espacio.
CARACTERÍSTICAS TURBINA VAPOR
SST-200
Hasta 10 MW La SST-200
Es una turbina de carcasa simple, con reductor o accionamiento directo apto
tanto para accionamientos de generador como mecánicos.
Se emplea para aplicaciones industriales y de generación de energía.
Datos técnicos
• Potencia entregada de hasta 10 MW
• Presión de entrada de hasta 110 bar
• Temperatura de entrada de hasta 520 °C
• Extracción controlada de hasta 16 bar yhasta 350 °C
• Toma de hasta 60 bar
• Presión del vapor de salida: contrapresión de
hasta 16 bar o condensación de hasta 0,25 bar
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• Área de escape 0,17 – 0,34 m2
Dimensiones típicas
Longitud 4 m*
Ancho 2 m*
Altura 2,5 m*
*sólo bastidor (skid) de turbinas
Características
• Contrapresión / Condensación
• Diseño de la unidad en paquete
• Prediseño extenso
• Alta velocidad, escape superior / inferior
• Trayecto de vapor a la medida del cliente
• Corto plazo de entrega
SST-300
Hasta 50 MW
La SST-300 es una turbina de carcasa simple, con reductor para
accionamiento de generador. Tiene un diseño compacto y flexible con alto
grado de estandarización. Se emplea para aplicaciones de generación de
energía.
Datos técnicos
• Potencia entregada de hasta 50 MW
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• Presión de entrada de 120 bar
• Temperatura de entrada de 520 °C
• Velocidad de giro de hasta 12.000 rpm
• Extracción controlada de hasta 45 bar y hasta 400 °C
• Toma de hasta 60 bar
• Presión del vapor de salida: contrapresión de hasta 16 bar o condensación
de hasta 0,3 bar
• Área de escape 0,28 – 1,6 m2
Dimensiones típicas
Longitud 12 m
Ancho 4 m
Altura 5 m
Características
• Contrapresión / Condensación
• Módulos de turbina prefabricados, periféricos modulares
• Dos extracciones controladas
• Escape radial / axial
• Extracción controlada de hasta 16 bar
• Diseño de la unidad en paquete
• Trayecto de vapor a la medida del cliente
• Corto plazo de entrega
Hasta 65 MW
La SST-400 es una turbina de carcasa simple, con reductor para
accionamiento de generador. Tiene un diseño compacto y flexible con alto
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grado de estandarización. Se emplea para aplicaciones industriales y de
generación de energía.
Datos técnicos
• Potencia entregada de hasta 65 MW
• Presión de entrada de hasta 140 bar
• Temperatura de entrada de hasta 540 °C
• Velocidad de giro de 3.000 – 8.000 rpm
• Extracción controlada de hasta 45 bar y hasta 450 °C
• Toma de hasta 60 bar
• Presión del vapor de salida: contrapresión de hasta 25 bar o condensación
de hasta 0,3 bar
• Área de escape 1,3 – 3,0 m2
Dimensiones típicas
Longitud 18 m
Ancho 8,5 m
Altura 5,5 m
Características
• Contrapresión / Condensación
• Módulos de turbina prefabricados, periféricos modulares
• Dos extracciones controladas, escape radial / axial
• Extracción controlada de hasta 16 bar
• Diseño en semipaquete de la unidad
• Trayecto de vapor a la medida del cliente
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MANTENIMIENTO DE TURBINA DE GAS
Al hablar de mantenimiento de turbinas de gas nos referimos implícitamente
al mantenimiento de todos los elementos que componen el turbogenerador,
siendo los principales la turbina de gas, el reductor de velocidad y el
generador eléctrico.
Otros elementos a considerar son el sistema de filtrado de aire de
combustión, el sistema de alimentación de combustible, sistema de arranque,
sistema de lubricación, sistema de control.
Alguno de los sistemas mencionados está compuestos por elementos muy
utilizados en la industria y que podríamos tildar de habituales, y por tanto no
son objeto de mención en el presente documento. Solo lo haremos de
aquellos que tengan una importancia relevante para el funcionamiento del
turbo grupo. Para poder planificar correctamente el mantenimiento de este
tipo de equipos es preciso diferenciar los siguientes niveles de actuación:
Dos de las principales operaciones a realizar durante el mantenimiento
preventivo son los análisis boroscópicos de las partes calientes de la
máquina y análisis de vibraciones en el espectro de frecuencias en turbina,
reductor, generador y chasis de la máquina.
Mantenimiento Preventivo: Dos de las principales operaciones a realizar
durante el mantenimiento preventivo son los análisis boroscópicos de las
partes calientes de la máquina y análisis de vibraciones en el espectro de
frecuencias en turbina, reductor, generador y chasis de la máquina.
Mediante el análisis boroscópico de los álabes y de las cámaras de
combustión es posible detectar posibles fisuras o desgastes en los
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materiales, que pueden conducir a roturas o mal funcionamiento anticipado
de la máquina.
Mantenimiento Correctivo: La turbina de gas es el elemento básico del
turbogenerador, y los sistemas directamente conectados a ella son los que
generalmente pueden ocasionar problemas en la misma. Los problemas más
usuales suelen acontecer debido a fallos en los sistemas auxiliares que
suelen eliminarse con un buen mantenimiento preventivo.
MANTENIMIENTO DE TURBINA VAPOR
La mayor parte de la energía generada en el mundo se produce con turbinas
de vapor. Se trata de un equipo robusto, bien conocido y muy
experimentado. Casi la mayor parte de los problemas que puede tener se
conocen bien, y se conoce además como solucionarlos. Por ello, respetar las
instrucciones de operación y realizar un mantenimiento adecuado conduce a
una alta disponibilidad y a bajos costes de mantenimiento
El plan de mantenimiento está previsto para conocer el estado actual y la
evolución futura de los equipos principales de la central, obteniendo la
máxima información de cómo el funcionamiento afecta a la vida de la turbina,
del generador y del transformador, con el objetivo de detectar cualquier
anomalía antes de que origine un grave daño y una parada no programada.
Este plan de mantenimiento, complementado con el ordinario, se ha
convertido en una herramienta fiable para asegurar la disponibilidad de los
grupos. Básicamente consiste en la aplicación de las técnicas siguientes:
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FUNCIONAMIENTO DE TURBINA GAS
La turbina de gas utiliza una mezcla no uniforme de aceite/combustible y una
llama continua.
Es un motor multicombustible que puede aceptar cualquier líquido, gas, o
combustibles emulsionados.
La mezcla se realiza en una cámara de combustión separada donde un
inyector distribuye las finas gotas de combustible en el aire de modo que la
mezcla maximice la tasa de la combustión nuclear.
La compresión ocurre y el trabajo es realizado por las álabes de turbina que
rotan sin rozamiento con sus cubiertas respectivas.
Esta configuración puede tener lugar en regímenes muy altos en las cuales
el flujo del gas alcanza y excede a veces la velocidad del sonido. Incluso así,
el diseño se basa en velocidades máximas del gas en torno a los 0,8 a 0,9
Mach.
El aire aspirado, primero se comprime hasta una presión de entre 4 a 6
bares, entonces pasa a través del intercambiador de calor donde aumenta su
temperatura, y alcanza la cámara de combustión en la que se combina con el
combustible para formar un gas que, al quemarse aumentará la temperatura,
aumentando por tanto también en volumen. Parte de la energía de los gases
se utilizará en la turbina, otra parte en el cambiador de calor, y el resto se
disipará a la atmósfera.
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Mientras que el motor funciona en las presiones relativamente bajas, las
energías se pueden generar solamente en los regímenes del motor
relacionados directamente con el tamaño de la turbina. Así, una turbina de
gas utilizada en un automóvil funcionaría a una velocidad de en entre 8000 y
70 000 RPM.
FUNCIONAMIENTO DE LA TURBINA DE VAPOR
El funcionamiento de la turbina de vapor se basa en el principio
termodinámico que expresa que cuando el vapor se expande disminuye su
temperatura y se reduce su energía interna. Esta reducción de la energía
interna se transforma en energía mecánica por la aceleración de las
partículas de vapor, lo que permite disponer directamente de una gran
cantidad de energía. Cuando el vapor se expande, la reducción de su
energía interna en 400 cal puede producir un aumento de la velocidad de las
partículas a unos 2.900 km/h. A estas velocidades la energía disponible es
muy elevada, a pesar de que las partículas son extremadamente ligeras.
Si bien están diseñadas de dos formas diferentes, las partes fundamentales
de las turbinas de vapor son parecidas. Consisten en boquillas o chorros a
través de los que pasa el vapor en expansión, descendiendo la temperatura y
ganando energía cinética, y palas sobre las que actúa la presión de las
partículas de vapor a alta velocidad. La disposición de los chorros y las palas
depende del tipo de turbina. Además de estos dos componentes básicos, las
turbinas cuentan con ruedas o tambores sobre los que están montadas las
palas, un eje para las ruedas o los tambores, una carcasa exterior que
21
retiene el vapor dentro de la zona de la turbina, y varios componentes
adicionales como dispositivos de lubricación y controladores.
VENTAJAS DE LOS MOTORES DE TURBINA DE GAS
Muy arriba cociente del energía-a-peso, comparado a intercambiar los
motores (IE. la mayoría de los motores de vehículo de camino);
Más pequeños que la mayoría de los motores de intercambio del
mismo grado de energía.
Movimientos en una dirección solamente, con lejos menos vibración
que un motor de intercambio.
Un diseño más simple.
Presiones de funcionamiento bajas.
Altas velocidades de la operación.
Coste bajo y consumición del aceite lubricante.
DESVENTAJAS DE LOS MOTORES DE TURBINA DE GAS
El coste es mucho mayor que para los materiales de intercambio
similar-clasificados del motor (muy de alto rendimiento, fuerte, a
prueba de calor necesitados);
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Utilice más combustible al holgar comparado a intercambiar los
motores.
Respuesta lenta a los cambios en ajustes de energía.
Estas desventajas explican porqué los vehículos de camino, que son más
pequeños, más baratos y siguen un patrón menos regular del uso que los
tanques, helicópteros, barcos grandes y así sucesivamente, no utilizan los
motores de turbina de gas, sin importar las ventajas del tamaño y de la
energía inminente disponibles.
Bajo rendimiento térmico (alto consumo específico de combustible) debido a:
Alta pérdida de calor al ambiente que se traduce por la alta
temperatura de salida de los gases de escape por chimenea, entre
495ºC a 560 ºC
Gran parte de la potencia generada por la turbina es demandada por
el compresor axial, en el orden de las ¾ partes, o sea un 75% de la
potencia total de la turbina
VENTAJAS DE LAS TURBINAS DE VAPOR
Eficacia alta en la velocidad.
Lejos pocas piezas móviles, por lo tanto confiabilidad potencialmente
mayor.
Las locomotoras convencionales del vapor del pistón dan variar,
sinusoidal esfuerzo de torsión, haciendo el wheelslip mucho más
probablemente al comenzar.
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Las barras y el engranaje laterales de la válvula de las locomotoras
convencionales del vapor crean las fuerzas horizontales que no
pueden ser completamente equilibradas sin substancialmente el
aumento de las fuerzas verticales en la pista, conocidas como soplo
del martillo.
DESVENTAJAS DE LAS TURBINAS DE VAPOR
La eficacia alta está ordinariamente solamente obtenido en la
velocidad, pero algunas locomotoras suecas y BRITÁNICAS fueron
diseñados y construidos funcionar con eficacia igual o mejor a los
pistones bajo condiciones de funcionamiento acostumbradas. Las
locomotoras de la turbina de gas tenían problemas similares y otros.
La eficacia es la más grande solamente cuando los extractores de la
turbina en un vacío cercano, generado por a condensador superficial.
Estos dispositivos son pesados e incómodos.
Las turbinas pueden rotar en solamente una dirección. Una turbina
reversa se debe también caber para dirigir-conduce la locomotora de
la turbina de vapor al funcionamiento en revés.
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CONCLUSIÓN
El estudio de investigación sobre el funcionamiento de las turbinas de gases
y turbinas de vapor, a dejado en claro el funcionamiento especifico de cada
una de ellas dejando claro como funciona y cuales son sus partes para poder
generar energia. Entre las ventajas de las turbinas de vapor poseen ventajas
como Eficacia alta en la velocidad, Lejos pocas piezas móviles, por lo tanto
confiabilidad potencialmente mayor.
Asi como pueden distinguirse Según la manera de actuar el vapor sobre los
órganos de la turbina por lo tanto se dividen en dos tipos en dos tipos
turbinas de acción esta turbina funciona después de ya estar el vapor
expansionado trabaja a mayor velocidad sobre los órganos de la turbina y
turbinas de reacción en esta turbina se basa en un efecto inverso al de la
turbina de acción ya que en esta el vapor se va expansionando a medida que
el vapor recorre todo el organismo de la turbina. Mientras que Una turbina de
gas, es una turbomáquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la
compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas a gas
son turbomáquinas térmicas, y asi como las turbinas a vapor tiene sus
ventajas y desventajas esta tambien entre las cuales podemos mencionar
Alta pérdida de calor al ambiente que se traduce por la alta temperatura de
salida de los gases de escape por chimenea, entre 495ºC a 560 ºC.
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BIBLIOGRAFÍA
Turbinas de vapor industriales
Formato de archivo: PDF/Adobe Acrobat
Como líderes del mercado mundial de turbinas de vapor industriales,
ofrecemos una... de turbinas de vapor versátiles. Con más de 100 años de
experiencia en...
www.energy.siemens.com/.../E50001-W410-A101-V3-7800_ ST
%20Broschuere_SP_LR.pdf
TERMODINAMICA DE LOS FLUIDOS
Antonio Colmenar Santos ; Roque Calero Pérez ; José Antonio Carta
González ; Manuel-Alonso Castro Gil
Prentice Hall
600 páginas
ISBN: 8483226006 ISBN-13: 9788483226001
(05/2009)
MANTENIMIENTO DE TURBINAS
CAMPS MICHELENA, M. / MARCOS MARTIN, F.
Mundi-Prensa
26
383 páginas
ISBN: 8484763609 ISBN-13: 9788484763604
2 edición (2008)
http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina
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http://www.monografias.com/trabajos12/turbinas_de_vapor/
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http://www.slideshare.net/geopaloma/vapor-turbinas268650
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