CONTROL RENDIMIENTOS EN UNA TURBINA

RENDIMIENTOS EN CICLOS TEÓRICOS ( CICLO DE CARNOT ) 

El rendimiento del ciclo de Carnot, que es completamente teórico, vemos como lo que determina el rendimiento de la turbina será la diferencia la relación entre sus temperaturas máximas y mínimas (foco caliente y foco frio). 

La absorción de calor Q1 en el ciclo tiene lugar en la caldera. El valor del calor absorbido viene dado por el diagrama T-s, por la superficie comprendida entre los puntos 1 y 2.

RENDIMIENTOS EN CICLOS REALES ( CICLO DE RANKINE SOBRECALENTADO )

Si para analizar el funcionamiento de una turbina y así establecer sus rendimientos mediante los parámetros que controlamos, obtenemos que estas son las ecuaciones más importantes que tenemos que analizar. 

Se define el calor latente de evaporación como Q1 

Q1 = h4 - h1 

Se define el calor latente de condensación como Q2 

Q2 = h5- h6 

El trabajo de la turbina 

Wt = h4-h5 

El trabajo de la bomba 

Wb = h1 - h6 

El trabajo neto 

Wneto = Q1 - Q2 = Wt - Wb 

El rendimiento térmico del ciclo 

ƞ = (Q1 - Q2) / Q1 = 1- ( Q2 / Q1 )

Como podemos observar, el rendimiento del ciclo de Rankine sobrecalentado viene determinado únicamente por la diferencia de temperaturas entre sus focos frio y caliente, por lo que es sumamente importante disponer de sondas de medición de temperatura que realicen las lecturas de los puntos más críticos del sistema.

RENDIMIENTO TURBINA CONTROLANDO LA HUMEDAD DEL AIRE DE ASPIRACIÓN 

Un factor primordial para las empresas que utilizan turbinas es obtener el máximo rendimiento de la turbina de gas. Sabiendo que este es proporcional a la densidad del aire de aspiración, nos interesa que el aire de aporte sea lo más denso posible. 

Para aumentar la densidad del aire, suelen tratarse el aire de aportación para enfriarlo haciéndolo pasar por serpentines de agua o de refrigerante, de forma que su densidad aumente. Este método suele emplearse en zonas cálidas. 

Otro método habitual es pulverizar agua en el aire de aporte, de forma que las gotas de agua al evaporarse produzcan un enfriamiento del mismo, reduciendo la temperatura y a su vez aumentando la densidad.

La medición de la humedad relativa y de la temperatura del aire de aspiración permite obtener información del rendimiento que puede esperarse de la turbina. 

Dependiendo de cada instalación, el sistema de control puede trabajar en base a la humedad relativa o en base a otros parámetros relacionados con la humedad como pueden la temperatura de punto de rocío, la temperatura de bulbo húmedo, la humedad absoluta…etc. 

Es importante evitar la formación de condensaciones que podrían producirse si la temperatura en la turbina o en el compresor es menor al punto de rocío del aire aspirado ya que en caso de formarse diminutas gotas de agua o hielo, debido a la elevada velocidad del aire y la presión de trabajo, podrían dañar los álabes de la turbina o incluso el compresor. 

Para optimizar el proceso conviene trabajar con una aspiración de aire frío y húmedo, con un nivel de humedad lo más cercano posible al punto de rocío pero sin llegar nunca a traspasarlo. 

Debe establecerse un margen de seguridad que dependerá del tipo de sensor escogido, en función de la precisión y de la estabilidad que ofrezca. 

Cuanto más preciso y estable sea el sensor más reducido podrá ser el margen de seguridad y mayor el rendimiento de la turbina.