Turbinas

X.- APLICACIONES DE LAS TURBINAS DE GAS
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X.1.- SOBREALIMENTACIÓN DE MOTORES Y CALDERAS En las instalaciones que utilizan fluidos compresibles, las cantidades de energía utilizadas y, por tanto, las dimensiones de las máquinas, son proporcionales al flujo másico; para reducir las dimensiones conservando la potencia o para aumentar la potencia manteniendo lasdimensiones, se puede: a) Aumentar las velocidades de circulación, que para secciones de paso iguales, implica un aumento del flujo másico, lo que supone un aumento de las pérdidas de carga, y una reducción del rendimiento. b) Aumentar la presión de funcionamiento y, por tanto, el peso específico de los gases y el flujo másico, sin cambiar las velocidades de circulación, posibilidad que constituye una delas principales ventajas de la turbina de gas en circuito cerrado. En las máquinas que funcionan con aire en condiciones atmosféricas, el aumento de la presión de funcionamiento o sobrealimentación se consigue colocando un compresor a la entrada de la instalación. Para accionarlo se necesita energía que se obtiene de la energía térmica residual de los gases antes de ser lanzados a la atmósfera. Laprimera aplicación de la sobrealimentación fue la de los motores de aviación (1916) mediante un compresor accionado por una turbina alimentada por los gases de escape del motor, apareciendo en 1930 las primeras calderas sobrealimentadas por grupos turbocompresores. Turbocompresor de sobrealimentación.- Estas máquinas constan de una turbina de gas de un escalonamiento, generalmente de inyeccióntotal y de un compresor centrífugo para relaciones de compresión entre 1,5 y 2,5. El sistema de sobrealimentación que se aplicó a los motores Diesel de cuatro tiempos hacia 1920, también se emplea en los motores Diesel de dos tiempos desde 1950. Sobrealimentación de calderas.- Una caldera Velox es un generador de vapor con circulación forzada de agua y circulación forzada de gas, obtenida estaúltima mediante un grupo turbocompresor, Fig X.2. La combustión se realiza bajo presión, 1 a 2 atm, las velocidades de circulación de los gases son muy elevadas, del orden de 200 m/seg en lugar de 15 m/seg en los generadores ordinarios, con lo que resultan flujos de calor muy elevados, del orden de 300.000 Kcal/h.m2 en lugar de los 32.000 Kcal/h.m2 en las calderas clásicas.
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1.- Cámara decombustión; 2.- Tubos vaporizadores verticales; 3.- Separador de agua con bomba de desagüe; 4.- Sobrecalentador; 5.- Evaporador de regulación; 6.- Válvula mariposa de regulación; 7.- Compresor de aire; 8.- Turbina de gases de escape; 9.- Recalentador del agua de alimentación; 10.- Motor de punta del compresor Fig X.1.- Generador de vapor tipo Velox, con regulación automática de la temperatura delvapor

El peso del generador es más reducido, pero las calderas Velox presentan inconvenientes que han limitado su empleo en instalaciones de potencias moderadas, como la obligación de quemar un combustible gaseoso o líquido debido al peligro de abrasión que constituye un combustible sólido accionado a gran velocidad, o el que la recuperación del calor de escape se haga mediante un economizador,perdiéndose así la posibilidad de un recalentamiento por trasiego del vapor, por lo que se reduce el rendimiento del ciclo. Para cargas pequeñas no es suficiente la potencia de la turbina y se necesita un motor de arranque y de punta para mover el compresor. Para cargas grandes la potencia de la turbina se hace superior al consumo y se puede devolver energía a la red; si se aumenta la potencia dela turbina de gas, es posible combinarla con una turbina de vapor en una misma instalación de generación de energía, aunque hay que encontrar un punto de funcionamiento que haga ventajosa esta combinación. X.2.- CICLO COMBINADO TURBINA DE VAPOR Y TURBINA DE GAS TURBINA DE GAS CON INSTALACIÓN DE TURBINA DE VAPOR AGUAS ABAJO Se puede suponer que el vapor de agua se produce únicamente por el...