Turbinas de gas

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ING. ELMER BRICEÑO TUN

DIPLOMADO EN CICLOS COMBINADOS

MÓDULO VI

TEMA: ENSAYO REFLEXIVO

Desde la patente de la primera turbina de gas en 1791 hasta este siglo, el diseño tecnológico de este invento ha pasado por una serie de innovaciones tecnológicas que han permitido evolucionar la industria de la generación de la energía eléctrica, desde las primeras turbinas de gas con altasemisiones de NOx a la atmósfera hasta las de baja emisión, evolucionando en la eficiencia desde un 15% hasta cerca del 60%, dicha eficiencia es el motor que impulsa el diseño de las plantas de ciclo combinado para la generación de energía eléctrica y toda innovación tecnológica en materia de turbinas de gas es tendiente a obtener una mayor flexibilidad operacional y reducir los costos de generación. Almismo tiempo, la confiabilidad, la disponibilidad y la sustentabilidad entre otros requisitos impuestos a las centrales. Lo anterior ha aumentado la potencia y la eficiencia mientras se disminuyen las emisiones de NOx y los costos de operación sin sacrificar la fiabilidad.

Las turbinas de gas por su eficiencia han ido ganando cada vez más popularidad en la industria de generación de energía.Para alcanzar esos niveles de eficiencia, las temperaturas del proceso deben ser lo más altas posibles, pero esto supone todo un reto debido a que las propiedades de los materiales están limitadas por dichas temperaturas.

Es por ello que para la fabricación de la reciente generación de turbinas de gas, se requiere aplicar una estrategia de diseño combinado con aquellas partes que estén másexpuestas al circuito de gases calientes, que en las actuales turbinas de combustión son las primeras filas de álabes. Estas medidas incluyen la elección de aleaciones resistentes al calor, refrigeración eficiente de las estructuras de metal de los álabes, y una capa termo-aislante, conocida como Termal Barrier Coating (TBC), para proteger los componentes metálicos del impacto directo del calor de losgases de combustión.

Aunque se dedican muchos esfuerzos en intentar mantener estos componentes intactos, los álabes tienen que ser reemplazados varias veces a lo largo de la vida útil de las turbinas de gas, lo que tiene lugar durante los programas de mantenimiento previstos. Existen algoritmos que determinan el tiempo adecuado para cada sustitución, pero estos métodos de cálculo son sóloestimaciones, pues no tienen en cuenta todos y cada uno de los detalles que afectan a las condiciones reales de los elementos del circuito de gases calientes. Como consecuencia, existe la posibilidad de que alguno de los álabes falle antes de la fecha programada para su sustitución.

Son tres las medidas que aseguran una larga vida de los componentes: elección del material, refrigeración y TBC. Estaúltima es la que más se deteriora debido al uso, ya que se trata de una capa cerámica pulverizada sobre los álabes. Cuando desaparecen partes de la capa termoaislante, la superficie metálica queda desprotegida.

El comportamiento durante la puesta en marcha de una planta de generación está determinado por dos factores: el tiempo y la fiabilidad

Es por ello que los avances tecnológicos en elcampo de las turbinas de gas por los diferentes fabricantes están enfocados a mejorar la potencia de salida y el rendimiento en las turbinas, esto se ha logrado incrementando las temperaturas de combustión y el uso de materiales avanzados,

La razón por la cual se apuesta a la expansión tecnológica en el área de las turbinas de gas, es debido a:
1. Una eficiencia alta
2. Baja emisión de NOx3. Bajos costos de instalación
4. Bajos costos de generación de energía
5. Capacidad de utilizar múltiples combustibles

Mediante el uso de la herramienta análisis de causa raíz de fallas se logra reducir los costos futuros de operación, ya que es un método de solución de problemas, para cualquier tipo de falla mediante la utilización de lógica sistemática y el árbol de causas...
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