Diagrama Esquemático de la Planta de Energía de Turbina de Gas
Los componentes principales de una planta de energía de turbina de gas son el
compresor,
regenerador,
cámara de combustión,
turbina de gas,
alternador, y
motor de arranque.
Compresor
El compresor de aire utilizado en una planta de energía de turbina de gas es principalmente de tipo rotativo. El filtro de aire se encuentra en la entrada del compresor, donde el aire se filtra para eliminar el polvo. Las paletas rotativas unidas al eje empujan el aire entre bloques estacionarios, y consecuentemente, la presión del aire aumenta. El aire de alta presión está disponible en la salida del compresor.
Regenerador
Siempre hay algo de calor presente en los gases de escape en una planta de energía de turbina de gas. Una parte de este calor se utiliza en el regenerador. En el regenerador, hay una red de tubos finos. El aire comprimido pasa a través de estos tubos finos. Todo el conjunto está encerrado en un recipiente a través del cual pasan los gases de escape calientes de la turbina. Durante el paso a través de los tubos finos, el aire comprimido obtiene una parte del calor transportado por los gases de escape. De esta manera, una parte significativa del calor de los gases de escape eleva la temperatura del aire comprimido antes de que ingrese a la cámara de combustión.
Cámara de Combustión
Después de pasar por el regenerador, el aire comprimido caliente entra en la cámara de combustión. En la cámara de combustión, hay quemadores a través de los cuales se inyecta el aceite de combustible en forma de spray. Debido a la combustión de este spray de aceite caliente dentro de la cámara de combustión, el aire alcanza una temperatura muy alta. La temperatura es de aproximadamente 3000oF. El aire comprimido mezclado con los gases de combustión luego se enfría a 1500oF a 1300oF antes de ser entregado a la turbina para realizar trabajo mecánico allí.
Alternador
El rotor del alternador está unido al mismo eje de la turbina, por lo que el alternador gira junto con la turbina y produce energía eléctrica.
Motor de Arranque
En una planta de energía de turbina de gas, el compresor, el alternador y la turbina están unidos al mismo eje. Para iniciar el sistema, el compresor debe suministrar aire precomprimido al inicio. El eje tiene que girar para producir el aire comprimido necesario para el arranque. Por lo tanto, se requiere un arreglo alternativo para hacer funcionar el compresor antes de que el sistema se inicie. Esto se hace mediante un motor de arranque conectado al mismo eje. Un motor acoplado al eje principal suministra la potencia mecánica necesaria para comprimir el aire antes de iniciar.
Turbina
El aire comprimido mezclado con los gases de combustión luego entra en la turbina a través de las toberas. Aquí, la mezcla de gases se expande repentinamente y gana la energía cinética necesaria para realizar trabajo mecánico y girar el eje de la turbina (eje principal). En la turbina, la temperatura de los gases baja a 900oF.
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