TURBINA DE GAS aplicaciones - Eugenio Gonzalez Bernal

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Aplicaciones del ciclo de turbina de gas. CONTINUacion
LMT: Grupo 8. Prof.: Ing. Jaime Aguilar
UNAM. FI
OSCAR ARAUJO
1
Información
Practica 5
Tema 4
Laboratorio: Jueves
Contenido:
Aplicaciones del ciclo:
Ciclos abierto y cerrado
Transportes
Generacion electrica
Turbogeneradores y ciclo combinado
Cogeneracion y trigeneracion
Bibliografia:
labprop.dmt.upm.es/ljuste/Lec_11_TURBINAS%20DE%20GAS.pdf
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/aturbj.html
Fundamentos de termodinámica técnica. Michael J. Moran,Howard N. Shapiro
La producción de energía mediante vapor, aire o gas. W. H. Severns
Detalles introductorios del curso y/o libros/materiales necesarios para una clase/proyecto.
2
Introducción
Un suministro de energía fiable, ecológico y al menor coste posible es esencial para un negocio rentable y sostenible. 
En la actividad desarrollada en industria general, plantas de generación de electricidad, etc.
Notas introductorias.
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Generación eléctrica
Las turbinas a gas, que son las más usuales. 
Pueden operar como sistemas abiertos o cerrados. 
Para el ciclo abierto los elementos principales son: turbina a gas, compresor, cámara de combustión y turbina. 
Para el ciclo cerrado estos elementos son: turbina y dos intercambiadores de calor. El ciclo abierto es el más común. 
Ventajas para su uso
Recomendadas para procesos continuos durante el año, donde se tengan un limitado número de arranques y paros.
Son muy confiables, ya que tienen una disponibilidad del 95% del tiempo durante el año.
Proporcionan ahorros importantes en combustible utilizado por el cliente para generar en otras fuentes.
Tienen las menores emisiones a la atmósfera, debido a la gran eficiencia que tienen en sus quemadores de bajo NOX y DLE (Dry Low Emissions).
Desventajas
Sólo quema de manera eficiente gas natural y diesel, otro combustible implica mantenimiento y paros afectando la vida útil de la turbina. 
Se ve afectado en su capacidad y eficiencia por trabajar en alturas como la Ciudad de México, Puebla, etc., ya que pierde 10% de su capacidad por cada 1000 m.s.n.m. 
La parte térmica no sufre tanto, ya que aun cuando pierde capacidad, la temperatura de los gases de escape aumenta y con ello se compensa de manera importante la generación de energía térmica.
• Plantas Químicas Y Farmacéuticas
• Plantas De Alimentación Y Bebidas
• Plantas De Automoción, Minería E Industria Pesada
• Celulosa, Papel Y Textil
• Hospitales, Universidades Y Otros Complejos De Edificios
• Propulsión Marina Y Otras Industrias
Usuarios finales:
CICLO COMBINADO
Se utiliza cuando hay grandes requerimientos de electricidad y vapor, por lo que se utilizan turbinas de gas además para producir vapor en calderas de recuperación de calor, de alta presión y temperatura, con esto y la inclusión de turbinas de vapor se aumenta la capacidad de suministros de energía en el proceso.
¿Qué es una central térmica de ciclo combinado?
 La central térmica de ciclo combinado es aquella donde se genera electricidad mediante la utilización conjunta de dos turbinas:
Un turbogrupo de gas 
Un turbogrupo de vapor 
Es decir, para la transformación de la energía del combustible en electricidad se superponen dos ciclos:
El ciclo de Brayton: toma el aire directamente de la atmósfera y se somete a un calentamiento y compresión para aprovecharlo como energía mecánica o eléctrica.
El ciclo de Rankine: donde se relaciona el consumo de calor con la producción de trabajo o creación de energía a partir de vapor de agua. 
Ventajas del Ciclo Combinado
Flexibilidad. La central puede operar a plena carga o cargas parciales, hasta un mínimo de aproximadamente el 45% de la potencia máxima.
Eficiencia elevada. El ciclo combinado proporciona mayor eficiencia por un margen más amplio de potencias.
Sus emisiones son más bajas
Coste de inversión bajo por MW instalado.
Periodos de construcción cortos.
Menor superficie por MW instalado (lo que reduce el impacto visual).
Bajo consumo de agua de refrigeración.
Ahorro energético en forma de combustible
Partes fundamentales
Ciclo de gas. Que consta de:
Compresor.
Cámara de combustión
Turbina de gas.
Con tres o cuatro etapas de expansión y la temperatura de los gases en la entrada está alrededor de 1.400ºC saliendo de la turbina a temperaturas superiores a los 600ºC.  
Caldera de recuperación. En esta caldera convencional, el calor de los gases que provienen de la turbina de gas se aprovecha en un ciclo de agua-vapor.
Turbina de vapor. Esta turbina acostumbra a ser de tres cuerpos 
 Es muy habitual que la turbina de gas y la turbina de vapor se encuentren acopladas a un mismo eje de manera que accionan un mismo generador eléctrico. 
Funcionamiento
  También; FUENTE DE GENERACIÓN PROPIA
Turbina unida a un generador. Se le dice genéricamente "turbogenerador" al generador eléctrico (alternador) de bajo número de pares de polos, es decir, de elevada velocidad de giro (3000 r.p.m. o más), que normalmente son movidos por turbinas de vapor o turbinas de gas (en este caso, generalmente, con un reductor de velocidad).
Turbogeneradores
El término Turbo es por que se impulsa por una turbina y el término generador por que el es un generador eléctrico. En el generador, se aprovecha la energía mecánica que entrega la turbina en forma de giro, para convertirla en energía eléctrica por el principio de generación de electricidad de electromagnetismo.
 Además se encuentran integrados algunos sistemas como el de enfriamiento, de lubricación, de mediciones, tablero, etc.
Cogeneración
Es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua caliente, etc.)
La ventaja de la cogeneración es su mayor eficiencia energética ya que se aprovecha tanto el calor como la energía mecánica o eléctrica de un único proceso.
También al producir la electricidad cerca del punto de consumo, se evitan cambios de tensión y transporte a larga distancia, que representan una pérdida notable de energía por efecto Joule (25 - 30%).
El principio fundamental de la cogeneración es la recuperación del calor residual producto de la combustión en una planta generadora de electricidad, el cual, de otra forma, hubiera sido liberado en el medio ambiente, desperdiciando con ello una parte importante de la energía todavía disponible.
Cogeneración
Sin cogeneración
Ciclo:
Ventajas y beneficios
Pueden instalarse en el mismo sitio en donde se requiere aprovechar la energía
Sus usos van desde aplicaciones grandes hasta las de pequeña escala. 
 Reduce las emisiones de CO2 asociadas a la quema de combustibles fósiles para la generación de electricidad, así como de otros contaminantes que son dañinos para la salud del ser humano y del medio ambiente.
Menor consumo de agua.
Aumenta la seguridad energética nacional, especialmente si se utilizan, de forma sustentable, fuentes renovables como los residuos forestales de la biomasa.
Contribuyen a mejorar la competitividad de una empresa o negocio
 Otros
Trigeneración
Procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil; y además se obtiene frío (hielo, fluidos frios)
Es posible obtener frío a partir de una fuente de calor mediante sistemas de absorción. 
Se obtiene eficiencia mayor: la calefacción no es necesaria más que unos meses al año, mientras que con la trigeneración se utiliza el sistema también la estación cálida.
Un sistema de refrigeración por absorción necesita una temperatura mínima de unos 80°C para funcionar, del que se obtiene el agua de descarga a unos 40º o 50 °C y el agua de refrigeración a unos 0º a 4º C.
Aplicaciones 
Estos requerimientos de refrigeración pueden incluir a aplicaciones como el procesamiento de alimentos, el acondicionamiento de aire y dehumidificación en edificaciones, etc.
Ventajas
Conclusiones
Enlaces complementarios:
https://www.youtube.com/watch?v=I6EKAH0b69shttps://www.youtube.com/watch?v=F8mv2oq75vk&feature=youtu.be
www.empresaeficiente.com 
Cogeneramexico.org.mx