Turbinas A Gas

1. Turbina de 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, cuandoen estos términos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores sí. Las turbinas de gas son usadas en los ciclos de potencia como el ciclo Brayton y en algunos ciclos de refrigeración.

Ciclo De Brayton representando una turbina de gas.

2. Tipos de turbinas de gas.

Existen tres criterios fundamentales para clasificar las turbinas de gas.1- Según el ciclo termodinámico de funcionamiento.

Ciclo abierto: el fluido que se comprime es aire tomado del ambiente. Los gases de escapes son vertidos a la atmósfera.

Ciclo cerrado: el fluido de trabajo opera en un ciclo cerrado, existiendo dos circuitos secundarios, uno que hará de foco caliente y otro de foco frío.

Ciclo regenerativo: se aprovechan los gases turbinados paraprecalentar el aire antes de ponerlo en contacto con el foco caliente.
2- Según su aplicación, propulsión aérea, marítima y ferroviaria, generación eléctrica, cogeneración, bombeos gaseoductos.

3- Según el número de ejes, monoeje o multieje.

-Turbina monoeje: El compresor, turbina de expansión y generador giran de forma solidaria con un único eje de rotación. La velocidad de giro esen la inmensa mayoría de los casos de 3000 rpm, forzado por la frecuencia que debe tener el rotor del generador eléctrico al verter a la red general (50 Hz). Es el diseño usual en las grandes turbinas comerciales de generación eléctrica.

-Turbina multieje: La turbina de expansión se encuentra dividida en 2 secciones, la primera o turbina de alta presión, se encuentra unida al compresoraxial al que proporciona la potencia necesaria para su funcionamiento. La segunda sección comparte eje con el generador, aprovechándose la energía transmitida en la generación de electricidad. Esta tecnología es utilizada en aeroderivadas y turbinas de pequeña potencia, y ofrece un mejor comportamiento frente a variaciones de carga.

También pueden clasificarse según el origen de su desarrollo,por el diseño de su cámara de combustión.

-Turbina de gas aeroderivadas: Provienen del diseño de turbinas de para fines aeronáuticos, pero adaptadas a la producción de energía eléctrica en plantas industriales o como microturbinas. Sus principales características son su gran fiabilidad y su alta relación potencia/peso, además cuentan con una gran versatilidad de operación y su arranqueno es una operación tan crítica como en otros tipos de turbinas de gas.

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 a cabo revisiones completas en menores intervalos de tiempo.

-Turbina de gas industrial: La evolución desu 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 in si-tudebido a su gran tamaño y peso, buscándose alargar lo más posible en el tiempo las revisiones completas del equipo.

-Turbina de cámara de combustión tipo silo: En estos diseños la cámara aparece dispuesta sobre la parte superior de la turbina. Los inyectores se instalan atravesando el techo superior de la cámara, y los gases de escape llegan a la turbina de expansión por una abertura...