Turbinas a Gas vs Turbina de Vapor

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

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BARQUISIMETO, JUNIO DEL 2010

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 Las turb turbin inas as son son maqu maquin inas as capa capace cess de gene genera rarr ener energi gia a elec electr tric ica, a, 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 ser  turbo máquinas son susceptibles a los mism mismos os crit criter erio ioss de clas clasifific icac ació ión n de ésta éstas. s. Por Por otro otro lado lado,, es comú común n clasificarlas de acuerdo a su grado de reacción: 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 calor que 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

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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

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del orden de 1300 a

1600 m/seg; si se utiliza una turbina de acción de una sola corona, la velocidad periférica r u podría llegar a ser del orden de 650 a

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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 turbinaDesde 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

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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);

•

Utilice más combustible al holgar comparado a intercambiar los motores.

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•

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.

•

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

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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

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%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

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383 páginas ISBN: 8484763609 ISBN-13: 9788484763604 2 edición (2008)

•

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina

•

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_de_vapor 

•

http://www.monografias.com/trabajos12/turbinas_de_vapor/laenerg.sht ml

•

http://www.slideshare.net/geopaloma/vapor-turbinas268650

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