Estudio del efecto de las condiciones atmosféricas sobre las prestaciones de una turbina de gas

Duque Coronel, Alejandro (2016). Estudio del efecto de las condiciones atmosféricas sobre las prestaciones de una turbina de gas. Thesis (Master thesis), E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Estudio del efecto de las condiciones atmosféricas sobre las prestaciones de una turbina de gas
Author/s:
  • Duque Coronel, Alejandro
Contributor/s:
  • Fonseca González, Natalia Elizabeth
Item Type: Thesis (Master thesis)
Masters title: Ingeniería de la Energía
Date: September 2016
Subjects:
Freetext Keywords: Generación de energía, centrales termoeléctricas, turbinas de gas, condiciones climáticas adversas, temperatura, alta humedad relativa, prestaciones en turbinas de gas, formación de hielo.
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Energía y Combustibles
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La presente investigación, estudia y analiza los efectos de trabajar en plantas termoeléctricas, de tipo turbina de gas, en emplazamientos en condiciones ambientales con temperatura variable durante todo el año y humedades relativas altas. En este caso, se aplicó en la construcción de una central térmica en Venezuela en la región de Güiria del Estado Sucre. En este emplazamiento la temperatura oscila entre 13 y 40 grados centígrados (°C) y la humedad relativa va desde 40 hasta 100 por ciento. Para la ejecución del estudio se utilizó el software Cycle Tempo, de la Universidad de Delft (Holanda), para la simulación de la instalación en las diferentes condiciones estudiadas. Se varió las condiciones ambientales (temperatura y humedad relativa del aire de entrada a la turbina) y se elaboraron gráficas que resumen los efectos sobre las prestaciones de las turbinas. Mediante el uso de ecuaciones teóricas, se establecen las condiciones en la cuales se puede dar la formación de hielo dentro de las turbinas de gas. Este fenómeno ocurre cuando el aire de entrada en la turbina se acelera fuertemente alcanzando altas velocidades en el punto de entrada al compresor, lo que causa una reducción en la temperatura del aire. Si el aire de entrada a la turbina tiene elevadas humedades relativas y la caída de la temperatura a la entrada del compresor alcanza el punto de rocío, las partículas de agua contenidas en el aire se condensan. Estas partículas en caso de estar por debajo de los 0 grados centígrados (°C) se pueden cristalizar en forma de hielo y chocar directamente contra los álabes del compresor como especie de balas a alta velocidad, causando erosión en la superficie de los mismos. Asimismo, existe la posibilidad de formarse hielo por deposición de condensado y posterior cristalización en las paredes internas de las turbinas haciendo que se disminuya el área de paso del aire, que causa pérdidas de potencia y rendimiento, e incluso en caso de desprendimiento, causar daños severos en los componentes internos de dicha turbina. Por último, se calculan las condiciones críticas de funcionamiento de la instalación estudiada, con el fin de evitar la condensación de la humedad del aire y la formación de hielo en el interior de las turbinas de gas, y evitar así que se generen daños prematuros. En el presente trabajo, se estudian también los sistemas y tecnologías usadas en la actualidad para mitigar dichos efectos. Es imprescindible mencionar que en la actualidad no se conocen con exactitud estudios específicos que den una visión concreta y global de la problemática en la generación de energía eléctrica en condiciones climáticas adversas: alta humedad y temperatura variable, lo cual es un vacío tecnológico existente y el presente trabajo trata de satisfacer.

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Item ID: 44410
DC Identifier: http://oa.upm.es/44410/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:44410
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 13 Jan 2017 08:05
Last Modified: 13 Jan 2017 08:05
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