Turbinas de Gas: Funcionamiento, Sistemas y Componentes Clave
- ¿Qué peligros potenciales influyen en el funcionamiento de una turbina de gas? ¿Por quién son controlados?- Exceso de revoluciones y sobre-temperaturas.
- Controladas y tenidas en cuenta por el operador.
 
- Explique el fenómeno conocido como caída o entrada en pérdida (STALL).- Efecto de contrapresión entre la zona de entrada y la descarga de la cámara de combustión, transmitida al compresor, causando la interrupción del flujo de aire.
 
- ¿Cómo se dividen las turbinas de gas según la disposición de sus ejes?- De eje simple.
- De eje partido.
- De doble carrete o rotor múltiple.
 
- Explique el funcionamiento de una turbina de eje simple.- El eje del rotor de la turbina mueve el compresor y la sección de accesorios.
- Una extensión del mismo mueve la carga.
 
- ¿En qué se dividen las turbinas de eje partido? ¿Qué incluye cada una de sus partes?- Dos secciones:- Sección generadora de gas: compresor, cámara de combustión, turbina de alta presión, sección de engranajes.
- Sección de potencia: Turbina de baja presión o potencia y un eje de acoplamiento.
 
 
- Dos secciones:
- ¿Cómo se soluciona el problema agravado de conseguir relaciones de compresión elevadas con un solo compresor?- Dividiendo el compresor en dos o más secciones (sección mecánica).
 
- ¿Por qué se caracterizan las turbinas de gas de ciclo abierto?- Por la aspiración del aire y la expulsión de los gases a la atmósfera.
- El medio de trabajo es renovado continuamente.
 
- ¿Qué entendemos por sistemas principales?- Aquellos que cubren las necesidades mínimas de arranque, funcionamiento y parada de la misma con seguridad y eficacia.
 
- ¿Qué tipos de sistemas principales podemos diferenciar en una turbina de gas?- De combustible.
- De arranque e ignición.
- Eléctrico.
- De aceite y lubricación.
- De aire interno.
 
- ¿Cuál es la función que cumple el sistema de combustible?- Proporcionar la cantidad adecuada de combustible, filtrado y presurizado necesaria para el arranque, aceleración y funcionamiento de la turbina.
- En algunas proporciona combustible a presión como medio hidráulico para la actuación de elementos auxiliares.
 
- ¿Cómo se controla la potencia del generador de gas?- Variando la cantidad de combustible inyectada en la cámara de combustión, que a su vez determina la potencia desarrollada por la turbina de baja presión.
 
- ¿De qué dependen los componentes del sistema de combustible?- Del tipo de turbina y del uso para el cual fue diseñada.
 
- ¿De qué consiste un sistema básico de combustible?- Una o más bombas aportadoras (suministran el combustible a presión).
- Uno o varios filtros (depende del número de bombas del conjunto).
- Sistema de control y regulación de combustible.
 
- ¿Qué misiones realiza el sistema de control y regulación de combustible?- Suministrar el combustible a las toberas pulverizadoras a una presión y cantidad adecuada, por medio de la válvula dosificadora.
- Limitar el flujo de combustible dentro de los límites de seguridad.
 
- ¿Mediante qué elementos asegura la turbina sus paradas de seguridad?- Mediante válvulas de control y corte de combustible.
 
- ¿Qué parámetros cabe destacar en un sistema de combustible?- (T2)-(CIT): Temperatura de admisión de aire del compresor.
- (CDP)-(PS3): Presión de descarga del compresor.
- (P12)-(CIP): Presión de admisión de aire del compresor.
- (NGG): Velocidad del generador de gas.
- (TIT): Temperatura de entrada a la turbina de A.P.
- (PT5.4) Presión entrada de gases a la turbinas de potencia.
 
- ¿Cuál es el requisito esencial para una combustión completa? ¿Cómo se logra?- La formación de una mezcla íntima y uniforme del combustible con el aire.
- Se logra por la penetración del combustible y por las turbulencias inducidas a este y al aire.
 
- Misión de las toberas pulverizadoras y tipos.- Tienen la misión de introducir el combustible en el interior de la cámara de combustión.
- Tobera simple y tobera dúplex (turbinas modernas).
 
- ¿Cómo se divide el combustible en una tobera dúplex y cómo se lleva a cabo?- Primario / baja presión o secundario /alta presión.
- Se lleva a cabo por un separador o difusor de flujo.
 
- ¿Qué nos proporciona la tobera dúplex? (utilizada en la LM2500)- Pulverización adecuada para la combustión con la turbina a baja velocidad y temperatura (orificio primario) y alta velocidad y temperatura (orificio secundario).
 
- ¿Qué pasos debemos seguir para arrancar una turbina?- Acelerar la sección del generador de gas hasta alcanzar una velocidad a la cual el compresor proporcione un suministro de aire capaz de sostener la combustión.
- Provocar la combustión de la mezcla aire-combustible.
 
- Nombre los sistemas de arranque utilizados en las turbinas de gas.- Arrancador neumático (el más utilizado).
- Arrancador eléctrico (se emplean en turbinas pequeñas).
- Arrancador hidráulico.
 
- ¿En qué consiste un arrancador neumático?- Una pequeña turbina de aire.
- Un juego de engranajes de reducción.
- Un embrague.
 
- ¿Qué función realiza el sistema de ignición?- Proporciona la chispa en el interior de la cámara de combustión durante la secuencia de arranque, provocando la ignición de la mezcla aire-combustible.
 
- ¿En qué consiste un sistema de ignición? ¿Cuál es el más utilizado?- En una unidad de ignición de alta energía conectada a su propia bujía.
- Los más utilizados los duales (las bujías van dentro de la cámara de combustión).
 
- ¿Cuál es la misión más importante del sistema eléctrico?- La supervisión automática y continua de las condiciones de funcionamiento de la turbina y la consecuente alarma, e incluso la parada automática de la misma (interruptores de control de arranque, ignición y parada, etc.).
 
- ¿Qué función tiene el sistema de lubricación?- Suministrar aceite limpio a la presión y temperatura adecuada para los cojinetes, engranajes y todas aquellas partes de la turbina que requieran lubricación.
- En algunas instalaciones se utiliza como fluido hidráulico para determinados sistemas.
 
- ¿A qué conocemos como sistema de aceite calibrado?- Al flujo proporcionado a su respectivo cojinete a cualquier velocidad de la turbina (a través de un orificio calibrado).
 
- ¿Cómo podemos definir a los sistemas de aire interno?- Aquellos flujos de aire que no contribuyen directamente en la producción de la potencia de la turbina.
- Cumplen funciones importantes que garantizan la seguridad de funcionamiento (refrigeración interna de la turbina, obturación y refrigeración de los cárteres de cojinetes, absorción de cargas axiales, etc.).
 
- ¿Qué es el aire de sangría en una instalación naval?- Parte de aire suministrado por el sistema de aire interno utilizado para los servicios de arranque, antihielo, prairie, masked.
 
- ¿Cuáles son las partes principales de la turbina que requieren refrigeración?- La cámara de combustión y la turbina.
 
- ¿Qué factor determina la vida útil de una turbina de gas?- La duración de las toberas y sus paletas, sobre todo las del generador de gas.
 
- El eje que conecta el compresor con la turbina de alta presión está siempre bajo tensión, ¿qué elemento soporta la diferencia entre las cargas compresor-turbina?- Es soportada por medio del cojinete de empuje (va situado en el cárter).
 
- ¿Para qué se utilizan los obturadores?- Evitan las pérdidas de aceite en los cárteres de cojinetes de las turbinas.
- Controlan el flujo de aire de refrigeración.
- Evitan la entrada de la corriente principal de gases en las cavidades de los discos de las turbinas.
 
- ¿Qué tipos de obturadores pueden montar las turbinas de gas?- Obturadores de laberinto.
- Obturadores de carbón.
- Obturadores hidráulicos.
- Obturadores de escobilla.
 
- ¿De qué depende la selección de los métodos de obturación?- De las temperaturas y presiones de trabajo.
- Desgastes y peso.
- Generación del calor.
- Espacio disponible y facilidad de construcción.
- Instalación y desmontaje.
 
- ¿De qué consta y para qué utilizamos los obturadores de laberinto?- Consta de una parte de aletas rotativas y una parte estática.
- Es utilizado para retener el aceite en los cárteres de los cojinetes y como dispositivo de medida para controlar los flujos de aire interno.
 
- ¿Qué misión realizan los cojinetes?- Sostienen el rotor de todo el conjunto de la turbina y absorben las cargas axiales y radiales de la misma.
 
- Nombre las principales ventajas y desventajas que ofrecen los cojinetes de bolas y de rodillos.- Sus ventajas:- Facilitan el alineado de precisión de los elementos rotativos.
- Son relativamente baratos y se reemplazan fácilmente.
- Son fáciles de lubricar y refrigerar.
- Son bastantes resistentes a elevadas temperaturas.
- Soportan cargas elevadas momentáneas.
- Absorben cargas radiales y axiales.
 
- Sus inconvenientes son:- Vulnerabilidad a materias extrañas.
- Tendencias a sufrir averías sin síntomas previos.
 
 
- Sus ventajas:
- Diga dónde se instalan los cojinetes y cómo se determina el número necesario.- Van colocados en el compresor o turbina para absorber cualquier carga axial o radial.
- Su número viene determinado por la longitud y el peso del motor.
 
- ¿Qué cojinetes son los más utilizados en las turbinas de gas?- Bolas: soportan cargas axiales.
- Rodillos: soportan cargas radiales (mayor superficie de trabajo).
 
- Nombre los sistemas de transmisión de potencia utilizados en la propulsión de los buques.- Transmisión por medio de engranajes reductor.
- Transmisión por bombas accionadas por las turbinas.
- Transmisión por motores turbo-eléctricos.
 
- ¿Qué función realiza la caja de engranajes de reducción?- Transforma la velocidad de la potencia permitiendo que tanto la turbina como la hélice trabajen a velocidades adecuadas para su funcionamiento.
 
