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CD-
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w 0mOh
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m YY

DEDICATORIA.
A mis padres g mae&ms.
I

La rqmmabilidad per los hechm,ideas y
doctrinas expuestas cwrespmden exclusi-
mmente a su autor.
(Articulo Soxto del Reglamento ik
terno de la Escuela Superior Ib-
litbnica del Litoral)

INDICB.
3.. Vent~aso in~mmniantiasen sumo.
4.. Aplicacianer generales en la Industria.
3.- Cmtreloa,accwmri.os y peraci& de tux%inas de gas.
6.. Estudie cemparative con los diferentes aigtemas de generación
do ensrg~.Castos de instalaci& y pnducci.6.
7.. Aplicaci~ pr&tica de una de las femas de aprovechanimto de
los gasms de escape de las turbinas de gas.
8.- ApnvechPaientm de la enorgia t&mica de los gases de escap da
1~ turbinas de g'u.Ciclos c?mbinad@8.
9.- F%wm~sr, de nmtaje y mantenimíento de una turbina de gas.

c
íilmiiA EtsTó?zIcAo- Eor varios siglos la ima@naci& y los esfuerzos de
mmhoscient~fieoahan estado dedloados al estudio delos f'undamentosy
dourmllo de la~.tuz%lnas de gas.
lar mmaptos A;rndaaentales sobre las mimas se remonta a 130 AC. cm la
pr3muaturbSna~const~por He& de Alejandría, fisico griego que se
&Ungu3.Ó en elcmpo delammkca. Sin embargo, hasta el a&o 1935 no
,~h~producidotod~aunat~ap~~í~~epu~~~ compatir con
ÚIto omtra las máquinas rucípraoas de combustiÓn interna o la8 plantas
vapor, ya sea un el mnpo de la propul&n o en el de las planta8 sata-
+mr5ru de poder.
,A pmar de todo8 las ~lrfaartos realitis, al pFia»r dizmíío importante no
& hoahs rfno (yII 1791 por John Barbar en Inglatm-ra.
11 mgtmdopaw bmpwkante edado apticipios &lrfgloXIXporSti~
UngyR%amm de aim caliente que con-
&jarm8le8tableaisiant~ &l~iule SUrUng awblumn constante,y al
ai6l.e~ apnuit& oomtantem a~bosusando compreai&ywrpan&n
iWttim.
AauUdo8dul8iglo XIX Joulepxqmso el ciclo aprmi& conatante~ wan-
& una aompn8idh y expansión isentrplpica, ciclo que es usado en la ac-
tualidad cama el ci6l.o b&ieo para lar tuPbinas de go8.
El p&mr aemcamiento hacia la mderna turbina de gas fue bocho en 1872
per el Dr. F. Stelte; esta turbina àrnsistia de un compresor de flujo a-
tial de &Ltiplm etapas que estaba acoplado directamente a una turbina
&zwaeciaf.n, siendo elmlor afmdido al siatemapormedio de una cákara
deoombuatión de fuego akomo.
~~~~~ eo 1mS IpOr, ue 8fectupron algunas pruebas sobre e&etipo
b t-e Pero 110 m obtutro ti kito d*ati, d&ido prinoimnte a la

aja tidjrnair deI. mprewr y de la turbina.
8tO fl%UW 01 poOO C0nodmi0rnto que 8e tenis
Q OW Q-W8 WbZW wrwdhtica y wbre todo el heaho de que la tmpe-
&~rr, de leu gaw8 a la tirada de la turbina, era demasiada baja debido
t8mbl.h a la dif’iaultad de dirpaner do matea%ale~ zmigtentes a alta8 te
␛ &W’W8 mm para wr U8&do8 en 01 apabtado de una turbina.
Ilurrt. UtO PiaO hpW de tf.mpO d &. S.A. MO88 y Charle8 ctWti8 ape-
m Om $g.m. 8U8 krV08tigUiiOEI08 Wtn% tm de ga8 8ia 0btOa.r re-
r\rltaderfavo~e8yaque~a%reeomp~oloobknipnpormediodeun
oaprewr movido a vapor que requda un mayor poder que el que proporcio-
xmba la turbina -do por lo tanto el rendimiento neto de la unidad, de
auaator negativo.
Sir Charle8 Farwn quien fuÓ 01 inventor de la turbina de vapor del tipo
de reaaah se hizo cargo do demrrollu un aompresor de flujo axial mas
efidate que 108 anteriore pero tambl&n fracasó debido a 108 e8oaw8 uo-
~U!itOll qU0 8O tel&b m 080 @QtOI.E08 sobre 4kUWdinúaiCa.
Emi el 8fìo 1908 Ratuu de-ll0 un ccnrpre8or aentrifugo mii6 efiaiente
p ti rdm tiwp0 la %ahdad d@ TurbagotO~8 de fiarda txMmmÓ a e%peric
aatar Wa V0X’iBl tipo, de turbinos de @8 qub O~ZWb8II aOn un ciab ti-
& il d8 la8 t-8 mm88 & m-W-8 c#artrin\gos d0 dtiplO8 *
trpu. La temperatura de qmraciÓa c3e m3 turbinas era de 103O.F AES. y
riaimair tómiaa que 8e obtuvo fue del 2 y $, tiendo 08ta unidad la
prinra que produjo un trabajo neto positivo.
Ritre tws y 199 mu8hos cimtifico8 tmbajaron m el campo de investiga-
aión de la8 turbinas de gas, y 01 progrsao obtenido en do8 campo8 parab-
108 ti de la8 turbhmas, contribuyó grandemente ti desalm~o y progreso de
laa turbiaaa, de hoy .
ISI, priwr avance fue el desarrollo de 108 turbo-sobrealimentadores para

niquina rdprocrr (M088, Buchi y Imwnsen) que trajo consigo importantor
pmgmwaa aamed%n&icayque condUjo el diw'&a de coaaprusorosyt~rbL
na nu crficiantes; ti 8egundo avance de iqmrtmcie f’ua 8.l dauumlb de
ti8 wr98 de VapQr -lia, baj01as~puvi&nde1aRrwn-~
do suha.
E8to~amrad0rdat~r @8Ui cahi@ro can fi~bajopn8ión~ lapnri&
8proctuaidpp0ru WEp2Wwrirpulwd0 p0r~~1aturbinadega8 qu8 a 8~ves
08 irpul8ada JI0r 188 g-8 d@ @8C4M de la caldua. Ant08 do qtI0 08t8 Sb-
tuapudiua0puareranme8ario powuun txmprasorde alta eficiencia,
ya que de otra manera la tmbina wda incapaz de desarrollar el podu ne-
wmr50 para impulsar el mmpresor y ésta deficiencia deberia su sUplida
par alguna otra fuente.
&s prpgruwrs obtonidos hasta dL mmnto, hicieron redoblar los m3f~usos
para tratar do prsducir Una turbina de gas a prusio/n constante y ~nc de los
~8Ultad0sobt6nídosFu~~l de8arr0llo de~amúpinaturb0-jet por Fkank
Whittle da la R.A.F. 6n 1930 Whittlo aplid la patente de Un si.staaa de
prpul#ióntejet, &mup0randot0desloa dkMt08
⌧ ␛ ya alguna8
flU&Q~8 Obturo r+rultrdo8 Utk8faot0ri08.
Apu#x& ecrtafucha, ca8a8 fabrica&* eom BmubEbvuiySult8erBCIOI
th~&Suim,dodic~ 8128 e8fuuws ti dasarmllo da turbinas degas
para lotmotoras y planta8 da podar.
Ta a ti 8@0 1938 ti Mcuina de 108 bbd08 Midos ~zI&WÓ mZh8 hVe8tig&
&ner para la aplicaciÓn ds las tUrbinas de gas a la Aviacith y a IA MG
rLu,habiÓadow obteuAdo pmg~¡~~s dUrmtelaSegUndaOuuraMundial -
pocialmmntren el campe de1aprop~lbión ach0rmydelospr0yectiles dt
rieidor* ~tWminUla~WR~ 8igtió ti pmCeW de 10 itW88t~aCiók 8U-
"rH-lnd0WUXl08 aOtro éldto8yp2'0gND~sqUeh~l1~ado alat-
b&aa de ga8 a la p08ici6n atpetante m que hoy se encuentra dentro da1

PRR!KIPIOSFWDAI'W4TALESYCARACTERISTICASG~,- El ciclo básico
tidammtal de una turbina de gas estáconformado por un compre~r, una &.
mam de mmbustiÓn y una turbina. El pmeaso que se realíea en el ciclo e*
ti @OlNpuesto por las siguilrntes etapas:
El -mmc del sistupo rrucciona el aire atmoefkico y lo oomprime con lo
auP188 Wnsigw elOVar sutsnnpsrcrturay 8u presión; s8te fluh ya compfi.
dd43 08 luw0 bdbmadO en una cámara de oombus’&a, 21 i,ny@&ame em la
rimaun ~urrtibleg~o~~teliquidoyquepuddo tener diferentes ca-
lidades; eluso de calentadolrs do aire en lugar& ch de combuatiÓn
08 ta&%& wuti pua otro tipo de turbinas de go8; el fluido de trabajo
yaagrrntemperaturay pzwich es luego expandido en la turbina lmpulso-
ra eeasionane el movimimta rotacional de la mhma, el cual 08 aprovecha-
do en difemnt88 aplicaciones.
El procoso asi efectuado es conocido como prweso de flujo continuo ya que
01 &e que entra al compresor asi uow los gases productos de la combus-
U8n son 2wchazados ala atdwke2wytienen que 8ur continuamente reemplh
8ad498 en el ciclo.
BS interesante recalmr el heaho de que 2/3 d61 poder desarrollado por la
turMaa deben 8ec util.ieeAos en impulsar diferentes accesorios admas del
oompre8er, quedando el t/3 restanto pua 88r e3mploado a trav.8 del acopla-
miento a una oarga detenrinada.
lb el díagrw siguiente apzwiams la ubica&& en sl ciclo de los dive-
sos cempammter de una turbina de gas. (FmJRA Ll >
Ca~ocido ya el principio fundamental de trabajo vam8 a mumerar 108 3 CG
elos edstentss para turUs de gas, d mm las mracteri&icas funda-
mentales de los mimtos.
1 cielo abierto deWrb5nas de ga8.

2.. Ciclo atmicerrado de turbinaa de gas.
3.- ciclo cerrado de turbina8 de ga8.
-r[-
tdbaudo ftm~alnnte en el clcrlo da Joule o Braytoa.
ntcúnaino raMnde pro& queu8um6renadelcmteno*s sina larulrc
aion entre la presi.ch del aim en la demmrgo do1 contpremor a la prusiói!
delaireala entrada~mi~.
Bi8te t8mbG el llamado aire plpiZP;U'io el cual 08 rmmalmaurte mezclado
bo~1 el mmbustible usadoy al iniciarse10 gusten ssproduc0 Unprol,
eem ooutinuo que genera el fluhlo do traba&
Cuna& 88 u8a un combwtible hidmcarbumb la nmm.la de ahe px-ímwio y
ombwtiblo 88 aproxímdmmte~mezclae8tequ~ricato 8oaquo la
tenor una ouaimst6 cmmpluta.
Ikbibo aque el tIpo de canbnatibleya citado se inflama aunatemperatura
que flue'tua 8ntm 108 3500 y 4000 ‘F, la myCX’ porte dd litr, qU* 08 ll=*

daaire ~~o,osutiliZOdOp~adi~uirlat~ratura& los pro-
dwtes de la ccmbwti& a un valor admisible de entrada a la turbina. Ew
ta es la rajón para que tengamos razones de aire-combustibles que fluct6en
de~182fí0ní.
Mealmenteelproceao de cmmpbtmti& 2-3 se demrmllarfaapresí& constan-
te pero en una turblaa de gas en opera.&& hay una peque-w ca&ia de presio~&
deMda ptielpalmmte a la friccio'n a que se halla scmetide el medio de tra-
baJo. Cum se puede obmrvar m los gr&%or (Fig. 2-2 y 2-3) en el ciclo
Jm&,lalbada mlQrrechasad0 (Jbt)aa ancuuatra punteadapara incii-
eutm8queelcielo estfdesmugaa&la swtmwiaQt~~0 alaatmó&
ra (4)y 0kJtabnda nuevQ are atmo8fórico. (1)
(C\C. a-a)
t200
loo0
soo
0
-- --
ENT AGQh
(F\G. 3-3)
Da mautio a los gdfieos anteriores m eatablme que el oiclo de Jou-
le (Rmyton) es el ciclo b&o para el a&iuir de un cldo abierto &un-
pmcmelcwlt
)npracero 1-2 sunawmpre&n imntrÓpice atravÓa del -ramm.
b)Elprocem 23es el de adiul& de calor apre&a cemkante.

o) El procmo 3-4 es da expaaaíafzn isentrÓpica a trav& do la turbina y
d)ELl protxmo kl es el de rechazo de calor ala at&fera apremi& con+
talte.
R diagmma T-S (F&g. 24) mumtra la manera eom l pxwwo actual de
bO0
$
aso J
loo
so
-,
6
-2
0;
d
1’
100 z!
ti
50
0

Qs- -h 3 -h; (mU/fb)
Eltrabajo actual delaturbinat
'1Jgt=iWKtRt = (hrhq)Nt
Wgt = h3 0 h& (mU/lb)
Ia efbieln8iatanm&l de la turbina se&
Bt= tmtba%neto = IdKt-W&
l.-&fiádaprerión -- VP = 5
r 1
2.r $lncirnciado laturbina----- Rt
4.- lttbiartia dal eomp2mor - Ive
s (h?.. h&(hJ - hg)
h3 - hs
del&10 actual depende de
5.0 Tampimtm del alre a la mtrada del compreboli -- T,
Tedor estas faotores jerrren notable influacia sobre la eficiencia del CL
alodelamimm qw puede ser kmxwmntada con la adici& de elmmtos au-
riliaras rrgll~ ragemmdor, recalantador e interenfriador que los analitare-
108 mm adelante.
.- Esta tipo de cielo par las vmtajas y demmtojas
qwpraaatapuada mrubiaado entre el cM.o abierto y cerrado. Consiste
b&cmuaW~undstrsl~dePltoprurio/n,d~t;ù.~~ quemspartms
-entes #nrmaspeque@a8qwlas del ciclo abSe*, para unamima cQr
p&d&d de gand.
~f~ibleobt~erto~aMáun~jorrsndimisst0 a mrgapmiill que 01
que ae obtiene can 01 ciclo abierto, &má's de que el calentador de aire
08 mas poquoño que las que 80 usa en el ciclo oeccoào.
mtotipa de eicle fue prjauammte dwurollado por Sulzer Bro. de Sud
aa aunque ta&&& m han roalitado investigaciones por parte de la Wes-
d~wo, ate.
3

Lar daentos bd08 del ciclo de los pz%xneramants nombrados consta en el
Pndlo detrabajatlam que mrr«lap&yaqueparto de oste es usado
ptrrlrigni&~ del cembuntiblo anolcralmtadorde alm; erk aire es
tWé8Cbla turMnaSmpul8ando 6l umfpzwmrylu~o a8 4melado enelprw
ludwnntajasprmentesen el ciclo abUrta 8di.&ó4d lbnada cítdo

ccmbust~& se efe&& en el oalentador de aire y as externa al medio de
trabajo; cuando esto mismo fluido sale delaturbina es tiriado en el
prunfriador por medio de un sistema que puede mr a base de agua y he-
go os recirculade al compresor, para iniciar un nueza ciclo. (Fig. 2-6)
Al empernar el azhisis do los
--tes bhices de una turbina de gas ten-8 que apezar por recalcar
qtuel cwpxwordo aire juega un papelbporbante demtn, delsistaya
que una fhimte wmprerio’n de un flujo de aire de gran vol6men influye
en la obtenci& de un oiclo satisfactorio.

La eapre& del aim puede sfoetuar8e por medio de 3 tipo8 principales
do uaeprewro82
) Compresor de tipo de dmplasamiento positivo.
b) Cmprewr do flujo eantrifugo
u) Capmwr de flujo axial.
pc&qpoR DB PEspLAmo POSITIvo.- Este tipo de compresoreshadmnos-
trub p@wer una eficiencia comparable a la de 108 compre80~08 de tipo can-
t&ago, sin mbargo su uw) 86 ve' reducido debido a ciertos inconvenientes
eao 8on: exee80 de ruido, oomplejidad de produoaick lo que eleva su costo,
ItitaeiÓh en la oth8nciÓn de una tita relación do prosi& y peso con8ide-
rabio. Eltipomaa conouido de esta clase es e1compresorLYSHOIM.
@tlF&SOR Esto tipo fZlKOUFUW,- de compresor ta fomado eeneialumta
b2pWtO8t
r)ElWp6luxta 0 porte rotatoria
b) $1 dihmr.
Zl airo 8 succionado del medio ambiente a trad8 del centro da1 impelente
kl mal lo forea hacia afuera en una dirección radial haoia el difmor en
al uual 80 pmduae la transfomacion de velocidad aprasik por efecto del
priauipie da ~mmlli. Si oqm-amo8 elcompre8emcantrirugo cmn el do
th,jOudplaot~8qU8+1 pZ’bOrO~8aO8 8íl@O,mclS baratOyIRUWtZXlXEC
&88 fMi&hd por0 la fOwpCi& de depósito& aunque su efi~imcia 08 Un
POOQ YQLO? y 8U diáWtru, mlyor que 108 del tipo titi.
Ealoqwaofioienciare8pwtapodemo8 meontrarcempmwrm domo in-
dwtrid.de etapa 8i@e cmv~oro8 eatm 8Oy85$y o9I1 mlaoionos de
pv8dáh db 2.5 a 3.
.- litl wmpmwr de flujo axial 08 aquel que e8-
dfoluia por una serie de @tapas rotoweatator, e8 decir que axi8tem la8
pUk.8 IfdkSS COZI SUS alOta8 0 1DtOr y la8 p-t.8 fija8 UOn 8U8 alOta8

Laoaraoterfsticao~cial de eatotipo de mmpzmere~~~ su áLtaefi&mcia
para peak, a8i uomo 8~ adaptabilidad para trabajar tmn etapas mhtiplm,
obtaiande de esa manera relaciones de pros& IICQLI altoa; el di&tro del
rimo 88 rdativaments peque!% éi lo ~WIUlIO8 W#n 108 otlios tipos. A
pesar da estas ventajas estos compmsoms son sensitivos a 108 cambios de
rrlooidady de flujo de airo, dando como resultado una violenta &da on
la rfleioncia drs los mimoa; por los raeOner3 ya mcpuestas este tipo de com=
proaonlr no mn aecm~ejable~ para ciertas clozms de inatalaoiones ya que
mu mrauteristicaslimitan su capacidad para carga paruial. El ampromr
de flujo tiales adecuado paraentregargrandes oantidade8 de fluid@ a pra
Une8 relativammte b8ja8.
Las obras de CombustiÓn son otro de los alemm-
toa exzeip1es en el ciclo de turbinos de gas y su dise60 y cmrmtrucci&
dqaden fundam~talmento del mrvicio a que van a ser mnetidos. Hueha
lmmtigaaikn 8a ha mmliscrdo en torno al diaeük do lae mimas ya que los
preblou8que aqd am pr8nntam 8onmuy distintos a aquellos que se pr88en-
tana~s de coabusti&n d~atxotipo dem&ui~8.
Dorfactoms impcwtantesqw influym en eldi&~ delas c&au de cm-
lJlistis%r sons
1) Ia noaaaidad da obt«rar altea tnlocridades del aira (l$#OO pies/ng.)
~rliindel~t~~~do~~8aU11~rppaie~telriapdo.
2) La nwmsidad da tomr rrlac&me~rr de airo/ccmb. lo mfiaieatemente altas
($M a 2OO:l) cmo para mantmer letomperahra do entrada ala turbina,
datrp de los limites ammejrables. Bsnwtiotiastomarencumta
otro8 factores como son: la satabiUsa.ciÓn de la llama, reducoiÓn de las
p&idas& presi& yelmantenimienta regulade deunatemperatura>iiorc
.
me a la stiida de la czÚmra.
Balar oh de combusti& se ocosio~ el problema de la memUt del aire

irie 6 60cudub oon lo6 praduotos de la cembusti& a alta temperatupa ya
qU0 WtOS SCKImas al.hmem ~ircul~relaire mmmdarie entrs lape
mi int@rior y ubrior de la c&ra y que a la vez sirpe para el enfriec
mientode lamima. Cebo ya INS biso hincapi oun anterioridad la t-re,
tU% & 10s gams de la c~&u&it& no deben s&er de a-mente lfl()'f
por rasomm metahbgicas siendo esta la ratón por la que solmente entm el
25 y Y$ dd. VQ~UJWZI total del aire es usado en la combustiÓn y d resto es
usado wm enfriador.
$n el diseño de las charas de mmbustiÓn se trata de reducir al mpldmo sl
.~ÚM&o de ca&ios de dirscciÓn del flujo para evitar ad p&didas de pm
rik desde la salida del compresor hasta la entrada de la turbina; sn el
siclo abierto la chaara de combustíÓn es la parte mas eficiente del ciclo
y8 quo es común encontrar eficiencia6 que alcanean valores entre el 93 y
9%
$xistm 3dise&s generalizados para c&ams de cxmbusti&y so'n a saber8
a) Tlpo tubular o wntraflujo.
b) Tipo flujo dirucrto.
0) Tipo nUj@ WbW PariildO.
Dooste~ 3tipos gamales, teorimmente el de flujo anularparalelotiam
suswntajas sobrolesotros dos pero esta~ventajazmo hanpodMo ser prat~
timwnte demostradas9 lo que hace que el tipo tubular sea el que preda&a
mas que nada por ser mas barato y prahioo, wpecialmente cuando se trata
dmwuplasar csa&asyad&erioradas porehuso,
Igilo qw respecta a los combustible6 a sor usados estosva&n desde gas
natural hasta residuo de pmtr¿leo, siendo tau&& el caz%& objrto de es-
tudios CSBKI posible combustible, aunque tiene como gran de-aja el *
&ito de cenizas que ocasiona problsmas en el empaletado de la turbina.
& lo que se refiere al proceso do la combwtiÓn dsta es generalmente i-
nida por un m&j,.~ de enmndid,o xtorior, generalmente una bujia, sist*
~p flm flu&a tipa Aa -4 fi46 al -4 Shl bfbmw-a 1 CI fiaNL* d a L -yAa ----

La &ladfiaaeia& do la8 turbinas de ga8 pueda hacuse a bam de 2 tipo8
fWb#@BtidBSt
t)T\rrbiaoS de flujo axial.
2) T- do flujo radA.al.

mm hs t~i.nas de flujo axial las ma" usuales son las de impulso, de
nracio'n y la combinacio/n de ambos tipos,
IU tWbW de ~ZLUJO -ti m generalm&e um,&ts para pqu&a.s cape
db¿ue&tims au3dliams que requieran menos de 3OOHP, taido COI
wmerkimprincipal una si.mUitud de conatrucciÓk con los comp~
ki)a de fludo cmtdhgo.
Fhmdamtalmerrh Unaturbinabien dí8añndntiene que cumplir requisitos
Mlapmsables como sÓ% los de poseer una alta eficiencia, capacidad p;b
m operar a altas temperaturas durante largos periodos de tiempo, peso ll-
goro, etc. Ade& en el diseRa de la turbina se ha prestado mucha aten-
8iái 0 los problemas ocasionados por los esfuerzos térmicos a que son so-
mtí&m s mmponentes, especiolaaents su empaletado.
&datemSnaci.& del mat.exLal quera a ser usado en las aletw de unatuw
Haa dlupmde do loar caracte&ticos de etierzo-ruptura de las timas, ezxf
88m & lo8 wfuer808 temales y meoánieos, de la resistamia a la vibra-
&á,alawmwión, etcr.
L88aha8imo8u8adas en laactualidade&an fermadas abon de Cobalto en-
durad& wnTumgta0, Helibdao, etc. Según prueba8 efectuada8 os-tema-
ú&tMUqUeU8IUI PW&hlO8 d. petml8O.
bdtkn adema& aleaciones fonmdas a bam de Ni, oon porcentaje de Holib.
Qne,Nm&io yTitan%umy seguramente seguir& obteniendosenwvas ale&
-8 m8 reristentes a alta8 temperatura8 lo que contribuira a mejorar
álmadidate delwturbhas agas.
0tmrdelos ehwntos componentes de la turbina son las t4hra8 que son
bmeargadu do cennrtirlapre&n dalosgwerr envelocidad e hpm
titlr a las aletas oeaoionando asi el mv%mhnto de rota&& del eje.

FACTORB QUE AFECTAN ELRENDIMIENTO DE UNA TURBINA DE GAS.
&Lsten algunos factores que se los considera importantes para el
bu~rendimiento de las turbinas ds gas,yá que la variacich de los mis-
nws va a variar la capacidad de la máquina en mayor o menor escala;
muchos de ehes factores son variables pero a la vez controlables.
A CQntinuacie'n aml.izaremos los prinoipalest
1. Altura del terreno.
Conocide es el hecho de que la pro&& atmosfekica disminuye con
la altura, y como consecuencia de este fencheno tendremos tambik
un8 disminuci& de la densidad del aire.
3% una turbina de gas es instzlada en un tez?WzA 0 cierta altura
mbre 01 nivol del mar, la masa do aire que fluye a travet de la
miano, dismhuir&obteniÓndose CQIDE) consecuencia la disminucie~ de
la capacidad de genoracik en una forma directamente propercienal
a la reducción de la presión atmosfe’rira.
Z Jres$.Ón de entrada al. cempreser.
Una arida de prrsih ocastinada por interferenaias debidas a fil-
t~s,~QcjAderss,etc,causa una disminuci& en la capacidad de la
turbina do èos manerast
a&o rmduee la preshh do descarga del compreser,acasionando una zw
lach do prosi& un tanto menor.
b- So miuce la masa de flujo de aire o medio de trabajo.
3 Tapor&wa do entrada al comp_msor.
Uno do los facteres mas wortamtes a tomar en cuenta es sin lugar
a dudas la temperatura del aire a la entrada del compresor.
Para aomprobar lo expuesto anteriormente, se ha establecido que per
sada aunente de 1’F en la temperatura del aire,se obtendrá una dis-
ri#u& de aproximadamente un O& de la capacidad de la turbina, a-

nothdoso adeznás que el trabaje del compresor tambi& esta’ en fun-
cien de la tauperatura del aire.
b- BesiÓn de deswrga.
Cuando existe alguna restriccie’n en al sistema de descarga debido a
rrilarciadores o tubadas da escape, 80 suscita una contrapresión en
la descarga de la turbina;la diferencia entre la presiÓn ahosf&i-
ca y ehta contrapresich se la conoce cerne ca&da de presio’n de descarc
ga.La capacidad de gensracieh de la turbina es tpmbieh afectada yi
que se reduce la relacih do prosi& de la misxna.
SISTW USADQS PARA MANTENER UNA GENERACION CONSTANTE.
ja la actualidad 80 canomn varios sitiaas acenwjables para el
aam qw m do~oe mantener una eapaaidad constante de generaci&
la turbina.Eatoa aistmnars mas
lnyecrcich de vapor tiene come objete aumentar la m;L8a de fl-
a trads de ir twbina,incrementPndase de Ókta manera su capa-
eidad.La gananoia obtenida es cerca del @ por cada 1% de vapor in-
yeetade,refiri&dose el porcentaje de inyeccih de vapor al flu-
jo de aire de la turb%na.
Si nos basanas en un análisis por peso,ve~os que el vapor contie-
ne una IOQYOC ensrgia de expansih que el aire,y el calor especifi-
oe del vaper a pres3.6 censtante es casi el doble que el del aire
on las nMaa8 aondiciones.
Sim a&argo exiskdn algunas lhitacienea dn lo que cenciome a la
hywoi& de vapor2 la presih de vapar a ser usade debe ser por
lo menos 30 Lbs/pl.g? superior a la presio'n de descarga del co-
prever y su tqeratura debe ser la de saturaciohon el fh de e-

itar maymres ~amabiss de di~iio,la cantidad do vapor a ser inyscl.
tade XIO debs oxceder del 3 al 5% do1 fluja principal de aire.
UDO do las ventajas de esta sistom consiste on que el vapr pue-
do mr obtenid por medio de un caldero do rocuporaci& de o;llor
que utilice los gases do escape de la turbina como fiante dome-
gh calokica~os indispensable que 01 vapor soa obtenido do la fez-
u IUU ocm&ca posible, yá que’ éste vapor RO va a ser recobrado
dospuo’s de su utilieacioh.
Z Sobroalh.entaciÓn.
El sistema de sobroalimontaci& consisto on incwoxnentar ol flujo
do airo a la ontrada del cmupreser,umndo para el efocho un vemti-
l&r ulbional en ol oquipo.Eh ésto ekstofm eu memmrio adom& pro-
voor un onfkiador que oatda ubicado entra ol vaM.lador y el com-
prwor y quo tiono por objeto reducir la temperatura del airo que
demarga ol ventilador,y~ quÓ do otra mora la temperatura del mis-
mo alaontrada delcqrosor sodatan altaque anularfalas venta-
jas btmidas con la sobroalimontaci&.
BI realidad 01 uso do ésta sistema presenta ciertos inconvoniantes
que limitan su uso,yi quó(ntro otras cosas so requiere agua para
losmfriadores,podorpara o1ventilador, espacio adicional y ado-
m& ol sistema se vuelvo ma53 complejo.
V-tajas ocon&icas se pgreden sbtonsr do &te sistema cuando so UM
d &tema mnbinado a baso de turbinas de gas y de un caldere de
gran c9pacidad,6ont&dose ademh con un caldero de gran capacidad,
os nocesa& poseer tambieh condiciones clhate’has favorables.
3 Turbina8 auxiliarw.
&to &tema wnsiste on acoplar una turbina accimada por vapor, a
la turbina de gas, con el objoto de compensar cualquier dosoonso en

la cqmiw de la misma,ocasionados por cambios en la tv=tUr
ra do1 medio ambiento.EZl vapor nocow9.o para mover la turbina,s*
da p2~Ast0 per un coldoro de recuperación y ol tipo de la misma
pdrfa ser do candensacion o no condonsacion, segÚn los requerlmien-
tos.
Una de las ventajas que presonta oste sistema, es de que la turbi-
na auxiliar puede prestar servicios como mecanismo de arranque,cuan-
do la unidad principal va a ser puesta on marcha.
k Mkiamkento ovaporativo.
Con sto nombre Be conoce 01 sistema on el cual se rucia agua a la
atrada de aire para la turbina,con lo cual se consigue enfkiar el
nimno al wapwamo ol agua,yá quÓokto ha provisto 01 calor do va-
po2%wión.
Algunasvariables influyen en la cantidad do agua aserusadapara
ol anfriamionto,sionda las principalosttomporatura del aire,flujo
do airo a través do la turbina,humodad del aLre y la que es mas ias,
potiante,la dureza do1 agua,ya quo de ndstir Óste factor es neue-
aario uba raz& de purga para prevmir y evitar la fonuaci& de de-
pÓsitos ocasionados por la misma.
5 VarLaciÓn de la temnoratura dol fuego de combust%kn.
El aumento do la tapporatura del fuogo dentro de las &aras da
oombustiÓÍ~,es etra de las formas usadas para tratar de mantoimr una
apacidad constante en las turbinas do gas.Si se consigue aumentar
P’F a la temperatura normal do la llama se obtiono un aumento en capa-
cidad de un s.A pesar do ésta posible ventaja a obtener,hay que co=
siderar los efectos qué &to aumento vi a tener en la vida Útil de las
dlforontes partes del sistema,anot&doss ad&s que’ las trabajos de man-

talmiente se van a ser m& frecuentes y por lo tanto les gastos de man-
talmlemto mas elevadw.
IEste sistema es justificado para cuando,exísten pocas horas al tio con
maturas de m& de 80*F, y siempre y cuande los pe&edos necesarios
para trabajos de mantenimiente, sean aceptables.
comuJsIoNEci.
Ik los sistemas censidsrades,selamste MO de ellos tiene menor atrac-
tivo, y es l sistema de sebrealixnentaci¿n.El raste de les tratades tie-
nen sus vantajas y sus desventajas y su slecci& depsmde de los mekitos
que le encuatro cada uno de los interesados en la adopcikn de los mis-

VENTAJAS E INCONVENIENCIAS EN EL USO DETURBINAS DE GAS.- La experiencia
obtenido a travo's de las miles do horas de operación de los diforentss ti-
pos do turbinas de gas nos demuestra en el estudio siguiente las ventajas
oi eao las desventajas que nos ofrece este tipo de &uinas en sus di-
Mantos campo8 de aplicacick. kpeearwmoa con el ciclo abierto simple
rin intorenfriador, regenerador y recalentador, con amplio campe de aplir
aaei& en el ramo de la Aeronáutica, Marina y RLantas ebtacionarial).
VENTAJAS
1.. Ti- de precalantamianto.- Una vez que la maquina ha sido puesta en
Manto por el mecaniano de arranque y que se ha dado comienzo a la COBU-
bwtiÓn, la turbina& gas egtP/ en capacidad de acelerar 8u velocidad y lle-
guhastaplena carga sinneoe8idadde un previope&io de preoalentamier
ta lo mal le dé una gran vantaja sobre 0tr0 tipo da m&pínas p la prima& I
m su uso para eioutoa do leeomaik, Marina. Aviaei& y espmhhente pb
mrgencía
2 Solam~te el 8tá emq~uwte por la
t~~p~p~tedi~aysl~~rsbora~plrdoa emtre ␛ ltrende
angranaja que mueven los auxiliares son la8 únioa8 partes nAle en rota-
& que se encuentran en el sistana. Debido a que no 8e encuentran fuer-
tu dosbalanceadas, el movimiento de rotación de la turbina es practica-
msnto sin vibra&& siendo ade& 8us sistema de lubricaci&, sencillo y
OGOhiW.
BB lo que se refiere al sistema de encendido para la cembustiek no consta
ti do la bujL que es u8ada hasta que se produzca la inflamad& del coh

ustible, luego de lo cual queda fuera de servicio.
IM charas de combustiÓn no són de gran tamEo, su peso es ligero y su cos-
to relativamente bajo.
3.0 combustiblr.- ha de las vontojas m& notorlas quo nos ofrece 1~ tulc
hina do gas es la facilidad do usar difwentes tipos de CombusWAes y no
08 sino probleaa;r de diseño el que la turbina estd en capacidad de quemar
dssde gasolina de alto octunaje hasta Diosel pesad@, incluyendose tambien
oabwtibles sólidos y gaseosos.
b importante sin embargo anotar que a pesar de disefios cuidadosos de las
&ras de cxmbustió)ì, algunos combustibles producen depósitos extraños o
do oarb& en las diferentes partes del equipo, talos como turbina, regene-
ra&r y especialmmte en la cámara mima 1s mal contribuye a reducir la
ofbida tunal do1 ciclo, El uso de co&usti.bles sólidos aarzwa toda
írta wri8 do inoonvaiurtos ras& por la cual su uso es muy restringido
hastaquo m onsuontrwn sistros adwmdes delimpieca a ftì de mduc3.r las
dLfiuultadespzvdueidasporo1niren.
4e- jg$taa indowndioIxto.- Otravontaj8valio8aon unaturbinada gas sin
Mmmfriadores1ano nooosidaddo aguado on.fW&mtoloaualossuma-
nntstaUo~silounidadd&ewrin&ala& rnunlugarchda n6oxLsta
001lugardoprarisIÓh ds agua se mmaatremuy alojado delaplantamls-
u. So cansidora ade&laturbina do gas cmo un sistema independiente
p que se lo puede tioctuar por medios mo&icas lo cual constituye un fac-
tor importante on ciertaa instalaciones especialmente de produc~io~ do ene-
gfr sl&?tríco.
5 - JQoxibUdad.- Doble a que los diisrrntes procesos dentre del ciclo
se sfoctúan sn 43amponentes 8eparado8, man estos la turbina, el compresor,
o la hara de eombustich, m puede obtonor una gran variedad de arreglos

convenientes en el sistema, tomábdoss en cuenta el trabajo P qua va a ser
sometida la turbina, al rendimiento deseado y la disposición de espacio a-
decuado. (F3.guras 3-l Y 3-z)
liq qtm xmtar ada& que las turb3.m~ da gas especialmente las de tipo
ampute sen fa&lmmte trampertables, 1s que hace que mlamente un m
gta& porcentaje de los cestos de instalacitk sea perdido en el cambio da
localacioír.
A eata8 vantajas se suma el hecho de que un rápido aumento de demanda es
ti fhnmxkm enfrenta& cmn la instalación de una turbina da gas que con
usa unidad dmilar a vapor.
1,Rmdi&mto en cla Marcial.- A pew da que los c&lcúlos del rendt
1

miato de una turbina de gas para carga parcial son muy complejas, se ha
muprobado que este sistema es muy sensitivo a los cambios de la eficiencia
do 8u8 componentes, sspeoialmente en lo que se refiere a loa compresores
& tipo axial y centrffugos que tienen un pequeiio radio de accion’ para Óp-
tia oficienciarr.
m ya hab&awa obaerpade con anterioridad, una gran parte del poder de
la turbina tione que ser transferido al oompresor, y si a éstos se suma el
bouha de que el flujo de aire a traves del coxupmaer no puede ser vaírado
da variar su veklocidad que a au vez v&a tambiek la rulaci& de presiek
w llega a la oonc1uai.k de qu, el sistema tiene una eficiencia muy baja
a oadiciones de carga parcial.
1sr doMdo a esta raz6n que laa turbinas de gas deben trabajar lo mas ce-
ea posible a au oarga WW de dissfio, tiende aconsejable que so aproxi-
Y si-re 91 90% de su capacMad total a tin de obtener resultadea aa-
u8factorioa. En la prábt~ca el randiaiarta a carga parcial puede sor me-
Jorado wn la incarporaci& de ciertaa elementos auxiliares coxno &:sl ti-
twmMadm y malantackr tal oom vermes posteriormente.
Mm& del uso de los elamntas anterimuente citados es faotible incmmen-
tu el ramiidento a carp parcial por medio dal sistema conooido cmm el
& ojo8 gaelerr en @l cual la turbina que *ulaa al cemprawr puede mr
opomdaaunav~ wsastant* o$thparael cosprewr, aaimtraa que
In taparabra de entmda a la turbina es mantan&& m IU valor ti dim6o.
La carga vaH.able o padal en la turbina de poder ea obtonida per medio
b la variacidn de la mntidad de cmnbwtible y por lo tanto de la tmpe-
rrtura del medio de trabajo) lo cual vado la velocidad de la turbina; de
aho manera, ama paz%@ del ciclo es operado a su m&%na eficfmmia, mien-
tru que la IneIieiacia cau8ada por la velocidad variable ea confinada so-
lamonto a una porcffi del sistema.

F
RI el gr&ico siguiente (Mg. 3-3) se puede apreciar las curvas respee
tIva para 108 rristemas con diferentes erraglo~.
reducaioó? de la ve1~cida.d debida a carga parcial, etc.

Lha ro& muy influyente en la eficiencia del ciclo es el cambio do tempe-
ratura ambiente (Mg. 3-4) y &ta desventaja se hace II& notoria donti las
omdM.encs atmasfékioas mm extrams, pero es ventajosa la optwacik de
turMaas de gas donde el clima es f& . (.‘
9
----
---- ----
e--v
----
e-e-
---v
i
- --- i
I
I
I
I
1
1
I
1
I
1 1- --
1 I l I I I I l
I I I I I I 1 I
\ 1 9 Ir 5 c 1 4 9 Id
mra es muy alta. La gr8n mma de aim que necesita ser 8ua&mada y lu-
g# dermrgada no es una demmtaja en la mayorfa de la8 insttimioms pb,
mLd10 es m elbiasdianaval, dondeun grannÚmero de succionas de aLre
atmta centra la integridad &l buque en la que respecta a mlidez eatmm-
q t
-7 3

La razón de aire 08 tambieh reducible con el uso de interenfriadoraa y re-
ealentador tal coso se aprecia en al gráfico siguiente. (Fig. j-6)

1 - JamadM reducido.
CICW CEBRA&3
&I el ciele cerrado la densidad del fluida de trabajo ea inmmmntada de-
bsbs a que el tUtema 88 comenzado can una pmsick k&9.al alta y debido
li qw el medio de trabajo no aatá supuesto a mantener la combustión, pue-
d, mr factible que el miaras no sea neceWte aire. Ea posible usar
-8 do may@r dOn8idad y do mayor calor espícifico que el aire tdB8 como
ol &gdá, Kxdpty g vapr do mtwe\u’Io.
R aunmb de deum%dad obtmids a& hame posible la rechceio'n del tamafha
b tOdO8 108 COll@MlUlt88 de ti tIWb$na, Osi COPIO 108 COlldUCtOS ddl 8i8t@-
m lo auip1 pemite el uso de temperaturas nk8 alta8 para un esfierzo 16
Bito dado.
~eomoborarlo oxpuwto antwícmnsnte citaramos que unaturbina de gas
&locerradobajo prssik inicial de 30 atkkforasy conuna capacidad de
100.000 KWtemdd la8 mimm d%~mm%me~ que una turbína de ciclo abierto
ih capuuad de t&i 84310 12.000 KW.
dah, o adaitimdo EM media de trabaje dmde el de tita preri.6

f- No contlminleión.
Wd,o a que el medio de trabajo no contiene los gases de la combusti&
Ir turbina y el regenerador no están sujetos a los depósitos de carbón y
meuen por lo tanto telativmte llmpios.
TWiéh ea factible obtener que el compzwor permanezca limpio y;~ que el
mdio de trabajo puede ser limpiado antes de ser usado en el sistema. To-
&r dstos faatores no8 indican que no es necesaria una perikdica limpieza
b lorr coslponentes del sihema y que la eficiencia de los mhnes puede man-
toserse en un valor aceptable para un peuhdo prolongado de opera&.& con-
th. Esto queda dancmtrado on las cuna siguientes (Fig. J-7) an las
walors se aprecia que la eficiencia de un ciclo complejo oerrado es m%s
alta que la del tipo abierto, precisamente por el hecho de que los compo-
nartes del primeramente nombrado veten libres de impurezas, cosa que
80 sucede en el segundo cmso.
El ehlo cerrado ed en capacidad de usar combustibles sÓlidos de costo

ml8tivaImnts bajo.
1.0 Siatcapo dependiente.
DESVENTAJAS
Elhacho de qua es necesario el aprovisionamiento de agua de enfritiento
pwa el pre~nfria&w, le dá a éste ciclo una dusventaja en el campo de la
hmdutiea en el cual es deshechado, aunque nó lo 08 en la aplicacigín m-
rJnr y de plantas e&aoionarias de divomas aplica&.onea.
Antedemente ae anotó que el sistema trabaja bajo una pru&'n inicial y
anunmedio dstrabajo quepuedenóser aire, porlotanto 08 indispon-
@loungrupo peH'wknente compacto ecmo paranÓpennltireacape de ga-
m8, lo cual alMio el valor del costo inicial y ade se hacen ma*s mme-
mor los problmaas de ingeniera.
dl8 y pwme abxi ade& relativamente inefitUnt0 si be lo compara con
ludauwde tmmbusti& usadasen el cielo abierto.
A puar de estora inwnvenlantes el oiclo ~errade pw una alta eficimcfa,
8aatPñey mqem 4!JA roduaidQ#ay Bu fácil aLt&ptMlón olopropulsioí3lw
Maa,lwI8m eiortavwtaja mtm elcSol0 abierte, si comíd8r8mo8 qué
mefíoiancia 08 oospardih o aab& elrrrrdaquelade unaunidadava-
por do 8u mima tmpcidad. Eh el gráfica arherior ae puede comparar las
&biamias de los dífemtea tipos de m&inas impulsoras, nothion que
el &lo tipo am-mio e&por encima de todo8 los tipos convencionalea UI
mdoa hasta hoy en cuanto a eficiencia termal se refiere.

CAPITULO IV
A?UcAcI~Es GENERALES EN LA WDE’STRIYL- El futuro industrial dela turbi-
ardr, gas es muy amplie wpecialments en le qo~ concierne a la prodwción
bpsder: ostas aseveraciones se pueden hacer en base a la experiencia ob-
speaialmente on los Últimos 15 años, en los cuales se ha deunostrh
bl,a dirponibilidad de la misma, asi come la atonda del ciclo en le re-
fw&s a la industria de servicio pública,
JM& s cierto que 01 uso de la turbina de gas es muy variado hay que
ir qm la preduc~ci&~ de enarg$a olktrica ha abarcado con el mayer
Dlbm do KW instaladO8.
& latuesante notar que la ubicaoikn ge&f’ha de las unidades de gas ha
u determinada por la ubicacioi? de los campos petr&feros y es asi cew
obssrrrmos que la mayor wncontraci& de turbinas de gas en el mundo, se
amartraen ellageMarauaiba, VenozuUa.
p1 la s&ualidad la turbina de gas es particmlarmante adaptada a la gena-
& baso, en situaciones en la que el costo dal capital. es muy alto o
sl sosts del cwmbustiblo es muy baje.
Lu splieaciones más usuales en el aampo de la produccio'n de energía el&
trlca Sm1
r) ServIcia de punta (PEX)
b) Plopltas en las que se UII el ciclo combinado gas- vapar.
Worwnekas efectuadas por autoridados en materia de gensracic);ll de Fuo-
tl Mustríal. revelan que no sa& extrat50 que la edad de la turbina de gas,
dssplaos a la odad del vaper, pues se ha encontrado que el costo de la prL
Y= os dimamante comparable al de muuhas plantas IU& antiguas a vapor
s lu gualos podrá econemioamente desplazar. La que es mgs, nuevas apliclb

uhms para la turbina de gas esta& sienda creadas tul rz'pidmte que m
\m fdum ne lejano el mÍmere de unidades usada8 en 8erricios de eloctrt
8idrd Vi a 882' IWZlOF qué 81 de kLS Uara& PGWa et&@8 fiJlt98, Ad4!d8 01 UI
m muy gm~ralizods de>gas natural cemo wmbustible panmito una opera&&
&kimte debi& olaobtamcibn de alta8temperaturas en la turbínaytak
bihunapdm.míaÚtil a baje cesto.
A a88&buuién anmrw8 la8 4dbmime8 d8 t~1Uti88 de la turbina de
gu QQ 01 campe industz%al haciende hincapib en el campe de la preducci&
drwwrg~el&ricapor sor aq& donde laturbina doga8 tiene 8um~mr
w i8ii F%tffA twl .- tos turbina8 de gas para servicio do punta
8bU'Mnun reng0 de capacidaddesde rs.~oKWy m u80 08 titamenterali~
~0 pu#r IU r@.d8% y smmí~oz de peraeih hacen que las centrile8 el&
trioa8pwdan enfrentar au4rfenkrvielentor de carga con la efieienclay
88gddad ae0nsajable Sn uta tipo de operaclene8.
ih nb WMid9r&b & Ulid- de tiate tipo han 8idtB in8ttiade8 en
natrab8 de difere&m!~ pahs y rimmn prestando servicio inmejorable d
raaaw&&raquee~ctÚan unpmuedie de arranque8 da, 200porafSo 108mi8-
m$ cp8 2~‘~dYen l.b8, pnbluuo ecmi~imdO8 per at~tWgSnCia8 de diYerra h-
Uo 0 par amento8 & carga que no puedm 8er resueltos con eficiencia y
rapides per gtro t$po de m&pimu. Adom& hay que notar que la turbina
b gu utilizada para m@.cio de punta 610 trabaja un datemInado nÚmere

waa al aiio, siendo su germmtchb total relativamente baja, la que ha-
oo&mmmría1apresencio de equipo altamente costosey eficiente. Se
ha attudiad~ add's les afectes relaclonad~s cm sl funcienamiento de u-
rrtwbinoya @ea para grandes Q psqudhas cargas, llog&dese a la mnclu-
a do asnas sapasidpd da& per la tanto asensojable el uso de tm
bbu da ges pua I)lbtida da punta. Cualquiera que saa la capasidad re-
qmidadi n time a fatvw ad&s 01 hmhs de que el autamtiszu de éstas
turbinudepn s610 &bslparammercmprwsmsypara sum%nistru
dra de extracciÚb 0 gams de escape a los proceses.
jo- JllTDusTRu FETRoLERA.- Es usada la twb2na ti esta fama tanto en Jqg
km @XISTIUA PEL AGEBO~- En la industria del aema dende queman gas de

j,- WpoaTE lXOAS PORTUBEXAS.- Eh este campe la turbino de gas ha
tm.lde gran acogida can el pmpbite de mr wmpreseres, usándmu
turbinas do1 tipo de 2 &?mles con regenoradems paxapelsoitir la ex-
pletacieol delo8gaseductos cmrPPyerflexib.iUdad.
LaagUcac~Ón de la turbinadogas a laindustria del transporta per
tubdm data del año 1949 y 0 putir da 0~ fecha ha ido am aumento
ml nboro da oomp&asqushanebt~ide reaultackshal~adere~ wnel
mato am los; SLUU. 1ecmwtoz-u a bme de turbinas de gas para el trana-
porto "al wn petamiar de 25 a 4.800 H.P. J que qum embua-
titileruidtadt Óstuhrntm3btm Óxitonetobleatplpuate de--
␛ aphar el swvicio cen m&uin~ de mayor oapacim.

CAPrrULO v
CONTROLES DE LAS TURBINAS DE GAS
La turbina de gas de hoy es una unidad practicamonta automatizada, sien-
d, por lo tanto la presencia del operador en muchos casos innecesaria.
Bdjicsmmte existen tres sistemas para el control de arranques y para-
du do una unidad & gas.
$nslsM HANUALO- Esto sistema dosmnsa exmcialmmte on la íntervoncidn
del haba para la operacl& do la &quina y está disofiado para que in-
tsmngaun nÚmera &imo dsmooanimms auto&tieos, dandolaoportuni-
dad do qw ol operador controle el funcionamiento do la mhpina on sus
difuatos otapas do oporaeiék
Ug~waonte ol 8i8tama manual no elimina aquollis mocsnismos quo 8o con-
s&&rsn tidisponsables para la protocci6n do la turbtia, tales mmo:
pmbed.ó~ contra sobruvelocidad, protecci& contra pérdidrs de prosi&
blub?l~C~, etc.
lh esto sistana so eencodo aloporadorloo-
paw~msnual dolaturbína dosdola otapa inicial dell arranque en la
mal so pomn on uorvit&s los elemmntos auA.liams nocmsarios, hasta el
pmkdomca~Mo dola cámarado m&usti&,punto on ol cual elcmn-
tmldelaunidsdpasaa 88r auto&ioo.
~AtM#&CGU.- 19 sistaa autdtieo do eontroltionoporob~o-
k~t~rl~~rpuPoporprlaunidadcb~e~lugar~t0,
amquoaltrabajo en sino roquioro sino supo2vl8iónya quelaunidad
08puwtaa1 serPioi0 0011 solo oprimir un botón.
Ds los tras s%stmaas nembrados el que so presata m& confiable es el

aí8tema manual, y la razón es que en este existe un número minimo da
mec&uhmos y contactos, no siendo asf en el sistema automático y semi-
autom&.ico en los cuales existo un gran número de relays y acceswios
que en un determina* instante pueden Fallar, ocasionando los conse-
#ontts porjuicios.
Para cmmprebar lo expuesto anterimmente,citamms que en un tablero
de ealtro1 para unidad68 autdticas, existen aproximadammte 40 re-
lryr, y en uno 8emiautemático apreximadamonte 30, no siendo asi en k
lmtableros de cmtrelmanual, en les cuales elnÚmero de relaysno
pasa de 2.
Mo solo las turblnas de gaar estan dotadas de Óstes mecanimnoz~, pues tan-
bien axistsn en las turbinas a vapor y en otras máquinas de este tipo,
ya que sm presmci.a es Indispensable para garantlear la seguridad de la
unidad durante sus horas de operacio/n.
laamecanilsmes de mgurldadnks usuales mm
P) Mecanismo de proteccib contra sobrevelocidad, el cual generalmente
trabaJo a bas# de la fuerza cent&aga ocasionada por la velocidad do1
aje d6 la turbina.
b) Hmanir da dísparo per temperatura exototi~~ de los gases de escape
do la turbina.
c) I%cmism de cWpauw par baJa proa%& de aceite do lubrioac%&.
d)Mwaaniuw dedirparopeructínaióol deler Fuogesanlakde
cmahwt~
donale do 8o@aridadr

a) Dosoaneccio’n por alta temperatura de aceite lubricante.
b) DosconecciÓn por exceso de vibrac& de la turbina.
Simia la turbina de gas cono 08, una &quina que en la mayerfa
b las instalaciones so la, contrala autmaticammte, en este capi-
tulaharawa atudio de loar difemtntesmecanilrarss que simen para
per (151 famaionamionto la unidad, aai cemo
diferentea etapaa de opwaci& da la mima,
balto on ae2vbi.o.
para preaeguir con las
hasta que quede canple-
P nmn%sm da arranque tic, una turbina timm principalmente 3 fUn-
dana eapociiycaa~
) Iniciar la retach del eje de la turbina, partiende dul catada de
b) tilarar la velocMad de la mima hasta un punto on que puedan
mr enaa~cíidaa laa abras de cembustiÓ&
e) Aaduar la velocidad de la turMna, haata qua &ta puoda mor MI+
taida per la mima, despuda de inieiatia lo m&wtSÓn.
pur una turb5na de gas, s que OS peqble efectuar &&e trabajo min

m 80 requiera poder exterior, pues el motor Diesel azwanca impul-
oado p@r un motor de corriente centha que es obtenida desde batedas.
Il wmbustible usado en el motor Diesel, es al mismo usado en la turbi-
$a, y puede ser acondicionado para operación completam~te automhoa.
Otro de la8 ventajas pzwantes en este sistaaa, es la del enfrhmien-
to dolmotor Mesel, ya que el mismo puede ser ebtenido del sistwa de
aofriadento delaturbino, elimin&&se come consecuencia el use devan-
tíladoxw3yradíad4~res adiuienaler.
btor eléctrico.
&te sistema de arranque se muestra come el I& -fiable entre todos los
mr~ocidor, ya que se requi.erepeqUena cantidad de equipa para sun funciona-
tite y presenta g2wn sencillez.
Ln oapacidad del motsr a usarse, demde de las circunstancias de cada ca-
n p&Uular,amque 88 muy usade el nator de tipo de aoja de ardilla.
h oste sistmua $0 pres@nta la ventaja del aho= de espacio, yá que per
#o el wter autoventilade~ se elimina el sistana de enf'riamiento.
kna de les desvaltajas QI~ este si8tema de arranque, 08 la qu@ 80 pzwmnta
lnstor elóotri~, yíque si UsaaB voltaje8 & 44Q v. de
oorritmte alterna, n obtadd una entrada do cmdate al meter de qnwcL
nadaunte2~ampwím~p~rm 1a.pmdeO,6desaguwb, prrcrunmetordu
apdm&m&e 330 H.P. a f%n de vacer el tezque prwmnte.
&twd&e~~d~uzwnque earuoemmda&en~~aciãnesdonde mpeaea
~tsrltsrnP~rsltr5~~~,a~~al~~8~e noa

mmahnte como en 10s sistemas anteriores,psra si se la utiliza como
turbinr auxiliar,ya ne forman parte do1 qdpe 108 engranajob, 83,110
qw w diroctemonte amplada al eje & la turbina de gas.
h ambos ctaso~, ol aceite nomtsario para la lubricación, es supUdo por
gldstamadolaturbina de gas, elimin&do~ asi, un sistema adicional de
lubriea&&ste sistema a base de turbinas de vapor, e8 recmendable on
iast~ioneo donde se disponga de vapor, o se necesite de poder awd-
UU.
h toda wquinarla ya 8aa e8ta xMateria 0 alternativa,88 indispawable
pso~run sist~a;l do l&rim&n conflable;&te mismo mmopto oa aplic
8&lo 8 le turbina d8 ga8, sspo&almonte si 80 toma on cuanta que es una
&tdaads altarolocUad.
0 dutaua do 1ubríoaei.Ú~ debe ortar on capacidad do suplir acoite a su-
fiaimte prosi& a los aístamaa do control, asg caso amito frh,Us
)i,yesufici~to~~~, pucll~rioarlas h11~ctiardelaturb5no.
h8 aceites iu&! aímwejados 8ál 108 aeoitos lirianos e inhibid,8 do oxi-
ti~aon ol objoto de nmntmor on un anininiola~ pehdlda8 por fkLoa3.ék1

BTS mosejable además que el sistema pesea un oxceso del 19 por lo
NOS en cuanto a capacidad de la requerida por la m&uina,asi mi*
m con el objeto do evitar dafhs por falta de lubricacióh.
Sirtana de aguo.
#l siatmna mas usado y talvaz el mas econehico como fluido enfriador
eu el aguas su u80 vi desde on~iamienta para acsite,onfriamionto pa-
ra genoradoros,an~amiento de maquinarias de arranquo,etc.
Raturalmnte las ~Astomer do aguo varh en su formo a& como tambiéh
v&an las fluentes do abastocimiento do1 1~uido;dopondiondo de la u-
bimcih geográfica de la unidad, es factible obtmor agua, ya Bda del
mr,rh,lagos,pom y torro8 do enfriami~to.
#histmadobe estar Made a fh do que pueda mportarlas pooroa cmdi-
ah08 reinantes
&$4UdOoiru.
Putraoidn.
con la mima eficimoia de siempm.
Fara obtener un oficimte funciemuaiento de 108 unidades de gas.08
mewario que el airo qw OI obtenido de la ataxhfora, soa filtra-
doantes do serusado.Im factonrmh &uportantos amr tomados on
mmta al s~occimar 01 8istmm & filtractin 8&t
1) Capacidad de mtonciÓb de ímpwms.
b)RfieimA.a &lhvtama.
Apaardo ucLrtirdifor8nto~mÓtoclos parapzwbarla oficimcia do
lo8 8btaaa8 do filtraaUn, muy mnvmimto quo la pruabe 848 la
&agau8a& il daate airo dníolriarquaváatrabajarnolc
úbate,&tOr lO@U308 UnO da WWdd8tiW8 8hib?88, a fin do pm-
voorlo, 298ultados Q 8orobtmíde8 ml olfhturo.
Eltipo de filtro a ser usad, en oldstena, depondo ptirdiplrasn-

i
t to do la localizaciah de la unidad;para instalacienes permanentes es
i’ reeamdable el filtro tipo %Olloy, que puede ser facilmnte cambia-
& por une nueve o s& usados también filtros que s& limpiados al pa-
8~ por un bafio de amito, el cual retiene las suciedades de&Mtadas
Q lor mísnms;Óstes tipos de filtres timm un movimiento perpendic~
lar a la direc&n del flujo de aire.
Qilmeinaiente.
L a ubfca&n gwgr&íca en que se halle la turbina de gas es de vltal
~rtmcia para tratar este punto.
hr diversas ra41en88,en mmhas eportunidades una unidad 0 varias unidades
rgu deben estar ubicadas en zOnaa residenciales, las cuales come es l&
gloo supener,nÓ debsn estar expuestas a ruides melsstes causades per nu-
quInas en funcionam&snto ccmt~um.Cuando existe la faciUdad de instalar
ua buen diMia de tuberiae de succir;fi y descarga de la turbina& es nece-
ti nmhas vwes usar equipes adicienales de sllenciaaiento,pem en ca-
m oontrarie IBC) hpeno el use de &l.enci.aderas que sien& acusticamente sa-
tisfwterie,tenga una resiatencfo baja al paro del fluido gaseoso.
81 oensíde~s el. case de la ntsa& del aire a la turbina,se llega a
la mnduai.6 qio qus/ una resistemia al fluje de ba do agua,marien&a
wm phda de otpireidad da apete el 2#.
h ti ca80 cb qw a la unidad vaya a ser aWdide un sistema de calderas
ti &ocu~u~cL~~ de calor o regenoraderer,el rilmaiaaient~ do la turbina
u 6 yí ne~~~.pu~8 les gases vm 0 ser usados can fInes aprow-
abable en vu do 8w roaha~8 a la atahfor~
bbide a quÓ la eficiencia de las &&nar retaterlas aumenta cen la ve-
lwidad de las mismas,es usual mmentrar turbinas de gas cen velecidades

sqy 8up6riores a las nocesarías para adaptarse a la carga, por lo
quh necesario acpplar un sistema de engranajes reductores de velo-
&hd, qub se lo ubica entre el eje propulsor y el eje de compreso~tur-
Maa.Se usan tambien ade& engranajes de reducci& mis pequeños para
aamdic5snar bambas de aceite&e&as de combustible,ta&etros y otros
poqu~os a&iares indisponsaUes para el funcionormiento de la planta.
pEc1srrcIQN DJ6 TUWMS DN3A.S.
ka Q las ventajas n& iwportantes de la turbina de gas sobre los de-
~1t%po8 do m&uhas industrLaloa,os sh lugar a dudas la smcillez y
ZW@W de operaoidn,tanto al ponerla en sezwicio co- al retirarla del
ri.
hwmal que una turbina de gas de una eapacídad da 40-50 MW. sea pum+
tr m suvicio a carga tmpletaIan uhtiempo que n9 exc6da a los 10 &
nutmtsi eonsideramm qua en la maywb de las industrias de servicio
~e6~68p6cialnnts en la Wiwtría el&trica,el tiempe es factor su-
mta %mportwto,la turbina da gas es el tipo de máquina llamada a pres-
trr mrvicias de awwgmcia 8 mrgas de punta,cwn la premura y eficiencia
que 888 mcpmida.
trpasoab&Lces a s6guir86tm 6pwací&nmml paraponwen semieLe
mattiu de gas,són les Ipiguiantesr
r)n lapa d6 tienRp6 prewh al arranquI),m el cual se ponen en mlrvicio
WI auxiUues,cmn bambas de lubticacic#r,be&a~ de agua,prwalenta-
&atoQla lhad8 vapor,on el aaa queí8te baa u8ado parapeneren
mvlmht6 la tWbina,ata.
b al lapa tb tiap6 oírrr~dlmt6 sil armnqtu, prq3ienaìts dbhe,al opwa-
&tr88rg6ddm atmplarlatu2Wnaaln~anias, de arranqu0.y 80 cemm-
m catonees a aplicar el pder a la ndqtia impulsora, a fh de pener
CI npr&wmiento el ejb de la turbina.& &ts memanto y6 se puede comen-

w a acelerar la mima, hasta llegar a la velocidad de purga e igni-
6.m la cual es mantenida per un lapso de tiempo suficiente como PP'
mquo lastube~as y la turbina sean purgadas por media de aireli~~-
Pb@
R pisé siguionta seri observar la velocidad de la turbina por medio de
mtac&tm,y si Ósta es la adecuada para encender las c&naras de cor&
bu&& se procedera a canactar el suitch respectivo.Fara confimar la
oxWoncia del fuego en loa cákras de mmbusti&,ao proveen a las mis-
BM cb mirillas de inspoccih,con el objeto de que el operador haga la
obmrm&n respectiva.
uI rse establecida la llama,oo procodo& a pzwalentar la turbina por
mtimpo detominado,l&pso en el quo puado sor aumentada la velocidad
Q rataciéh de la mima por med%o do1 mcanimm de arranquo.
Ibr VYI teminad@ 01 po&do de precalontamionto de la turbina.01 ope-
m&r conoctar~ el switch que hará acolorar la turbina,aumontando asi
mUo 01 lkto por~nisible do combustiblo.Cum& la turbina ha alcan-
8&unav8looidad cmmenida,oloporadorcon&a olswitch anterior a
hpmicih 8iguimto de aoelora&chyontomos elmmmnisaro do aman-
clp,deJadotrasmitírelimpulm alaturbina,&8udo8emganchad6 auto-
rrtimmmtedelamlsau.
ligutirdo atenxmmto,laturbina mmÍg&vornadaporel reguladory
@#tí 0 COOdi@i@ll~8 Ch CLcOptU C-a8 d8 MU8rde a 108 IlOCO8idd88.
&alpwan de mtirorlaunidadde mrvic~,elnken de pacer a
' @@T @8 BDUUb OlQ8feJT~ QU8 lá&C8Wt0 8d !3WW8Ti@ b&jUb ti Cm
g~rlauni&d,~louanQo1r&tato do cantrU do eugam suposic
8iLlmb
La turbina racibeacmntinua&nuna &ialdodiqms~,aort&doao 01

flUg@ de cembustible y permitiendo que la turbina pierda velocidad,
hatiaUogar al estado de lnnmilidad.
Cmo se puede apreciar,etra de las ventajas que tiene la aperacíúi
do Ira turbinas de gas,aparte de la sencillez de operaci&~,as la eco-
mmfa en lo que respecta apersonal;Ósto se debe a que en la mayorfa
do los cases,un solo hombre es necesario para efectuar el proceso de
pueda en servicio y retirarla del mismo,existiendo a& la pwibilidad
do efectuar estos pasas pos medies completamente autm4ticos y & 2
gmder distancias de donde se enowntra instalada la unidad.

Wriaderes de aceite.
Rtipde enfM.ador a usametambi¿n dependa del fabricante, aunque
titile DI& gmeralieado es el de cencha y tube, en el cual lo cir-
mach dd. agua 6 fluido enf’riadar se hace por el interier do 108
tub8 y el meite per el extuior.
0 ~&etial do ~~~~str~~aikb de los tubos, depende an mohe de la ne-
md&d y serricie de los mIsmos, aunque es muy usada la aleacl& en
9O/IQO de oebre-niquel.
l!iltracíób de aceite.
~purwa del amite lubrimnte es fa&& importantkimo para el buÓn
fm&anmte de toda8 las partes de una ~&u%na, que se hallm so-
utidaa u fricu~h.
bo de leer &todos m&s usados es el. llamade f'iltrac5kn de flujo com-
plato, gl al. cual se usan elmemtos plegados de papel irapmgmdos de
m, los cuales tiana una gran capacidad de rutaneih de suciedad
yada&,tiaan un cambia peque80 en la cpida deprosi& amvariaeio-
m de rimWidad, le cual ~)II de cm~derable lmpwtancie, si taame ar
amata que al filtra 6 a reaibir aeaite de una mayw vime~ciad duran-
taJ.pmoud~ammqwdel.at~a.
oata da lubrioroti.
D mtm1 de arranque da lau bmibas mxilhre~ es aut&ticm y fhnaiena

JBTUDIO CWPARATIVO CON LOS DI%$R&UTES SISTEMAS
w DE IK3TALACIó~.I- PRODUCCIC& La decirrick sobm que tipo de mhpina
ipllror~r debe ser inetalada en una industria especifica, depende de fac-
WW w roriados y aÚn II& igsortantes cuando ee trata de industrias ge-
ma&wm de enorgia eléctrica.
hf#mtar la dmaando de enemia en cualquier e$oea del pfjo, es una de laa
rqaawWlidades de las cemppBk8 de eleotrícidad, 8iendo por lo tanto la
!lazLhili&d de la oapaeidad de gamraci& uno de los factores que gravL
tan m 3 bu& f’unoima~Lento de laa mimar.
me, la seleooi& do una unidad germradora, egtá basada an zm
8wtetetalymdab~.
gl mrte de poder gmmrade por la tima es a 8u vess diridido ent costos de
g~amchii~ y costos de dhtrUmi6h.
Uen tambieh los lhmado8t eortos fl308 y co8tos variablea.
& les primeros e8to;ì oon8iderados: amortizacrión de la inrersiÓ& irgues-
ka, 8eguma y la mayeda de lo8 cestos de mantanimiento y obra
--- do_-='
n oegto variable em cambio 08 do gran importancia en planta8 tékícas,
(mper, turbinas de gal. dieS& nuC!1MWe8), yá qUi eI objeto que BIpyor
3aportpncio merece , el combustible, tiene un consume que se altera con la
flbncia y generad.& do la planta. Si cmpar- lo8 Werentes tipo8
ti unidade generadoru, observaremo que las cantralet hidreelektricas
J mmleare8, poseen costo8 fijos algo mayores que las centrale térmicas
&tmWo niallar, condder&do8e ada& que la8 ptieraamnte nambradaa.

a al mayoría, deben e&w localizadas P gran distancia de los centros de
W& 10 que hace que los costos de trasmisidn sean tambi& mas elevados,
I!wacwroborarlo expuesto, a continuación encontraremos los gráficos que
IMI nuedmn los costos para las centrales analizadas, asi como también
1~ curvas de los costos de producción de las mismas.
bando a analizar el motor Diesel como otro de los tipos de unidad impul-
#OX& mc;ìl~aremos qué su uso es bieh justificado para el caso de necesi-
tartamtios reducidos, siendo la razón fundamental para esta restriccio/n,
rlhocho de que al aumentar el tamaño de la unidad, aumenta también el cos-
to del combustible refinado necesario para el funcionamiento de la misma,
hwlando por lo tanto antieconchico su uso si se lo compara con una uni-
drd gumradora a vapor.
p1 ueo de un nueve tipo de x&uina impulsora, la turbina de gas, se ha he-
&e presente en el campo industrial, siendo su uso extensivo no sÓla a plan-
te8 estacionarias de poder, sino -Lambí& a variados sistemas de locomocio/n.
Ik cualquier manera e independiente del tipo de unidad a usarse, el costo
da poder depende de las altas eficiencias y de las cargas a que este6 some-
tidas las mismas.
Rro ilustrar lo expuesto anteriormente, analizaremos los gráhcos siguien-
ter en los que se apraaia lo que financieramente hablando significa una uni-
dad generadora :

Si consideramos quélo qué negresa'f de una planta sÓn los costos fijos y
d CEO del combustible, y lo que "ingresaH sck las rentas provenientes
del trabajo, podemos darnos cuenta con los gráficos anteriores, el efsc-
te quétiene la carga sobre el rendimiento de la misma.
RI el gråfico (a), los gastos fijos tienen un valor de 30 y 1Ó que'repre-
wnta el combustible un valor de 20, lo'qu6 no% da un tetal de 50. Con un
ingreso a baja carga de 20, obtendremos una pékdida de 30 lo quehace el
n8gwio impracticable. En el caso (b), tenemos la misma unidad generado-
ra, pero trabajando a altas cargas; los gastos fijos siguen teniendo un va-
lor de 30, pero el valor del combustible a subido a 70 debido al aumento
do carga, lo quenos da un tstal de 100; debido al aumento de carga, los
-sos han aumentade a 120, de los qugdtiuciendo las gastos nos rinde
un keficio de 20.
6s 1Ógico suponer que en un sistema de unidades generadoras, habraunida-
de6 que s6-1 unas m& eficientes que chras, per lo quelas primeramente
nombradas deber& ser usadas para generación base, dejando las menos efi-
cientes para enfrentar las cargaa de punta Q situaciones deemergencia.
Bs en Óste aspecto que la turbina de gas presenta un interesante campo de
rplicacion en la industria generadora de electricidad, si es ubicada en
01 rame para la cual se halla mas adaptada al momento, ésto es, servicios
da punta y emergencias temporales.
m las centrales de poder censtruidas para enfrentar cargas de punta,
deben tener un valor baje de cestos fijos a fb de evitar que se manten-
ga congelade un capital que podria ser mgs beneficiosamente invertido, de-
ben requerir un &ímo de personal y deben estar en capacidad de suplir el
podar necesario en un tiempo muy corto, la unidad diseñada para cumplir to-
dos éstos requisitos es &I lugar a dudas la turbina de gas.

Indudablemente que cuando se trata de un sistema de grandes cargas, la
mridad a vapor se halla adelante en lo qué a ventajas se refiere, en com-
paración con el resto de &quinas usadas para el mismo efecto. El motor
Diesel está fuera de competencia en cuanto a capacidad se refiere, ya que
d tamaño de los mismos está limitado, pues su eficiencia es independien-
te del tamaño; ésto no sucede con las plantas a vapor en las cuales la e-
floisncia aumenta en relaci6n directa al tamÍío de las mismas. Solamente
uuando se trata de pequofias capacidades el motor mese1 es capaz de des-
plazar a la unidad a vapor, debido a que posee un costo inicial menor y
una mayor eficiencia; lamentablemente éstas ventajas se hacen presentes
~61@ hasta unos pocos miles de kilovatios, después de los cuales el uso
do unidades a vapor es le aconsejable.
RJ 1s qué a las turbinas de gas respecta, la capacidad de las mismas tie-
no un rango muy amplio, superando por amplio margue a los motores Mese1
p teniendo además las siguientes caracteristicas importantes que anotar:
1). Mo necesita agua de enfriamiento siempre que el ciclo sea sin inter-
enfriamiento, lo cual ya es una ventaja sobre la unidad a vapor y sobre
01 notar Mesel, lograndose con esto una gran flexibilidad en lo qué se
ref’lere al sitio de montaje de la unidad.
2). Us gastos de lubricación sÓn bajos, lo que permite compararlos con
los de las unidades a vapor y obtener ventaja sobre los de las plantas
a Mesel.
3). El combustible a usarse en la turbina de gas tiene una variacio’n e-
neme en cuanto a calidad y estado, (ehido, liquido o gaseoso ) e lo cual.
permite a lo turbina adaptarse a las conveniencias del lugar de su mon-
taje.
4). Flexibilidad.

La turbina de gas presenta la ventaja de qué su ciclo puede ser alterado
ofh de obtener mejores eficiencias, siendo factible adema% reemplazar
1~ partes componentes de la misma, sh tener que desarmar completamen-
tela unidad, lo cual yá es una ventaja muy importante donde se requiere
rapidez y eficacia en el servicio.
5). Arranques rápidos.
Sh lugar a dudas, una de las ventajas más valiosas quila turbina de gas
poseeo al momento, y con la cual vence por amplio margen a todos los sis-
temas de generación conocidos, es la rapidez de los arranques asi como la
facilidad de absorver cargas determinadas en intervalos muy cortos de tiem-
po; éstas ventajas la presenta como la máquina ideal para prestar servicio
en campañias de electricidad donde es necesario poseer capacidad extra dis-
ponible para resolver una emergencia en el menor tiempo posible y ah sin
poseer el personal necesario para éstas contingencias.
Para corroDorar lo expuesto anteriormente, observamos a continuacich el
grkico de un arranque ripido de una turbina de gas "Brown Boveri? de lj
)QI. tipo compacto, en el cual se aprecia que la velocidad de sincroniza-
ción se alcanza solamente des pués de j minutos de recibida la orden de a-
rranque. (Fig. 6-l)
A contínuaciÓn observaremos tambieh una tabla ilustrativa, en la cual se
aprecia la secuencia de un arranque normal para el mismo tipo de unidad,
siendo para ehe caso 8 minutos el tiempo que la unidad requiere para al-
canzar su velocidad de sincronizaciÓn; en &te punto la temperatura de
los gases a la entrada es 450 ’ C, cuando la unidad esta! aÚn sh carga,
La cantidad de cwhustible requerido para el arranque (200 Kg) represen-
ta solamente el 3.9% del consumo a plena carga o aproximadamente menos
que 24 minutos de trabajo a carga completa. (Fig. 6-2:

a.tn.
1
5000
4000
3000
acor
\ooo 1
9OQ 200 300 T
\oo

Si comparamos el consumo de una unidad de &te tipo con una unidad a VP-
por para el tiempo que se necesita en alcanzar las respectivas velocida-
des de sincmnizackh, aprecíaremos la gran ventaja de la turbina de gas,
y% que? una unidad a vapor de la misma capacidad requiere aproximadamen-
te 1500 Kg. de combustible antes de estm en capacidad de ser puesta en
servicio.

CAPITI'LO VII
APLICACIÓX PRÁíT1C.A DE Lr\IA FCRMA DE APROVECHAMIENTO DE UX3 GASES
DE ESCAPE DE CYA TLRBINA DE GAS.
Aspectos ~rcU.mi.narcs.
El proceso de recuperación de calor de la descarga de las turbinas
de gas ha merecido considerable atención en los Últimos aBos, y su
aplicaciÓn ha sido hecha en diferentes tipos y tamtios de industrias.
QI el presente estudio se pwdra comprobar el porque de los esfuerzos
que se realizan en aprovechar el alto valor calorifico de los gases
de descarga de una turbina ciclo abierto.
El caso a tratarse a continuacion, qué es uno de los ma’s interasan-
tos,consistira en generar vapor por medio de un caldero de recupera-
ción de calor, vapor que servir; para impulsar una turbina que puede
como en el presente caso,estar acoplada a un generador de corriente.
La turbina de gas, como toda maquina real, rechaza inapreciable ener-
gis al medio ambiente en el proceso de generar cnergf;l Útil aprove-
chable en el eje de la misma; esta enorgia asf desperdiciada, se en-
cuentra en forma de gases de descarga de temperatura relativamente
alta.
Eh diferentes palabras, si al quemar un determinado combustible, ob-
tenemos 100 unidades de energia, ésta estará repartida en el ciclo
de la siguiente manera: 12 unidades se descuentan como pkrdidas me-
c&icas,(rozamiento,etc.); 22 unidades son obtenidas en el eje co-
mo trabajo Útil de la turbina y les 76* unidades restantes son des-
perdiciadas como calor rechazado a la atmo’sfera.
Si queremos conocer la eficiencia t&mica del ciclo, esto es,divi-

diendo el trabajo Útil para la snergia total suplida al mismo, ob-
tendremos un valor de 22$ que es lo normal para unidades de este ti-
po,es decir, que por cada 100 5.T.L. suplidas por el combustible, so-
lamente estamos aprovechando 22.
El objeto de este estudio radica precisamente en demostrar la conve-
niencia de combinar el ciclo de vapor con el ciclo de gas, a fin de
mejorar la eficiencia global del sistema.
Una combinación de ésta naturaleza se la considera de gran importan-
cia si es aplicada a una turbina de gas supuesta a trabajar continua-
mente por áLgÚn tiempo, obteniéndose de ésta manera una economia en
su operaciÓn,mercod a la aplicación del ciclo combinado.
Hay que hacer hincapié en el hecho de que la combinación de ciclos
no afecta la operac& de la turbina de gas, ya qué ésta puede tra-
bajar independientemente cuando las necesidades oaí lo exijan, esto
es, trabajos de mantenimiento en el caldero de recuperacio/n,etc.
Para resolver tales situaciones, el sistema esta provisto de una deri-
vac& que dirige los gases de descarga de la turbina a la atmósfera
sin tener que pasar por el caldero y por lo tanto, generar vapor.
La base de partida para la form;lcidn del ciclo combinado es la uni-
dad a gas, esto es, la turbina acoplada a su respectivo generador,
teniendo adem& como elementos indispensables: el caldero de recu-
peración de calor, la turbina a vapor y todos los elementos auxilia-
res que fonaan parte de este ciclo.
FWcedixniento para calcular el rendimiento del ciclo combinado.
- -
Para efectos de caculo vamos a enumerar a centinua&n los valores
que van a ser necesarios, talas como; caracterkticas de 3.a turbina,
condiciones del lugar de trabajo,etc.

Tipo de turbina: Ciclo abierto simple- Un eje.
C&a de prasion a la entrada de la turbina: 0" de agua.
Cdda de presión en la descarga de la turbina: 3" de agua.
Csmbustibla a usarse: Kerosene. ( !-I.Y.V. = 21.000 I3tu/Lb.)
Ubicación de la plantarGuayaquil o sus alrededores.
Usvaci& del terreno: 10 pies.
Presión atmosférica: 14.6 PSIA.
Temperatura promedio ambiente: 80%
$endiciones Lzsumidas del vapor.
Prssion de vapor a la entrada de la turbina: 400 Psuf.
Temperatura de vapor a la entrada de la turbina: 7jO.F.
Presión en el condensador: l$" de Mercurio.
RENDIMIENTO DE LA TL;RBINA DE GAS.
El rendimiento de las turbinas de gas esta sujeto como ya habíamos men-
cionado con anterioridad a algunas variables como son:temperatura am-
biente,ca&s de presio'n a travez de ductos,etc, razón por la que es
indispensable disponer de los valores que a continuaciÓn a obtener.
Si cenooemos que la capacidad de la turbina a ser usada para nuestros
caculos es de 13.90 KW. podemos tpbtencr la raz& de calor,dividien-
do el consumo de combustible para la capacidad de generacL& de la tur-
bina, lo cual nos di:
209.5 x 10‘ Stu/Hora
Ra& de calor=
13.500 KW.
BTC.
= 15.500 KWH. (H.H.V. Kerosene)
Es indíspensab&e tambi& conocer que la tirbina de gas posse una efi-
ciencia tekica del 225, con un flujo de aire de 698.000 Lb/Hora.
La temperatura de los gases da escape es aproximadamente 900'F y la
H.H.V.
relaci& = 1.06 para el combustible a usarse en nuestro caso.
L.H.V.

Antes de pasar a efectuer los &lculos relacionados con cl caldero
da recuperaciÓn,vamos amencionar los siguientes puntos relacionados
con el rendimiento de la turbina de gas:
l- El flujo de descarga de la turbina se lo asume igual al flujo de
tire que entra a la misma, de tal manera que el flujo de masa tiadi-
do al sistema por medio de la combustidn,se lo asume igual a las p&
didas de masa en el flujo debidas a taire de enfriamiento,aire de con-
trol,escapes varios,etc.
LSe asume una contrapuesión de 8" de agua en la descarga de la tur-
bina de gas,debido a la resistencia al flujo opuesta por el caldero,
v;llor que la experiencia indica es razonable para ésta clase de c!&
culos.
CALCULOS DE RENDIMIENTO DEL CALDERO.
Conociendo yd los valores de temperatura de gases de descarga (9OO.F).
y flujo de los mismos (698.000 Lbs/Hr.), nuestro prÓximo paso será e-
valuar el rendimiento del caldero de recuperación.
Primeramente haremos una doscripci& física de las caracterkicas del
caldero a usIIzse, que según las experiencias obtenidas al momento,es
al II& recomendable para el uso que se le vi a dar: flujo vertical de
gases y circulaci6k forzada.Consiste principalmente de tres superfl-
cies horizontales separadas de transfemncia de calerte1 ecanomizador,
el evaporador y el supercalentador.
Este tipo de calderas es un disbãlo tipico fabricada por la General L
Leotric y su uso se ha difundido ya a travez de diferentes instalacie-
les.Al final de este capoítulo encontraremos grkcos ilustrativos del
nencionado caldero, asi como de las curvas de entalpía de gases de des-
:arga que vamos a usar para efectos de nuestro c6lculo.

IA sección de tubos dei economizador de la caldera,estari diseñada
para calentar el agua de dimentaci& desde su temperatura de entra.-
da hasta la temperatura de saturación correspondiente a la presión de
operación en el domo de la c;lldera.El agua saturada es descargada di-
rectamente al domo.
kt sección del evaporador opera a temperatura const;Mte,abso&endo
calor en una cantidad igu;il al cilor latente de vaporización corres-
pondiente a la presión y flujo del caldero.
El ;~gua saturada que circula por los tubos del evaporador es extraída
del domo y circulada por los mismos,por medio de una bomba de circu-
lación dotada para el efecto.
El vapor saturado obtenido en el domo pasa a traves de separadores de
vapor y luego a través de la secci& de tubos del supercalentador.
En ésta sección el vapor es supercalentado desde su temperatura de
saturaciÓn ,hasta un valor consistente con la temperatura de los gases
de descarga de la turbina.
Para obtener los valores de las diferentes entalpias necesarias para
nuestros c&iLos, se hara uso da la Tabla de Vapor de Koenan y Kayes.
Los gases de escape de la turbina, a diferencia del vapor que es una
sustancia relativamente pura,consísta de los productos de la combus-
tiÓ.n,&to es,airc y combustible.Dcbido a que los mencionados gases
s& una mezcla,se espera que vaden Can la cantidad de combustible
quemado en la chara de combust io/n.
Para facilitar el proceso del c&.culo a efectuarse seguid;unente,a con-
tinuacién graficarcmos un diagrama de flujo de gases y flujo de va-
por en cl sistema combinads,d&dole a cada paso una numeración co-
rrcspendiente a fh de poderlos establecer sin dificultad.

Las siguientes ssumpciones han sido hechas y ser& conocidas a con-
t inuación :
l- Ijna caida de presión de 10 psi. ha sido asumida entre la v%lvula
de no retorno del caldero y la entrada de la turbina a vapor.
2. Lna caida de presión de 10 psi. se ha asumíd~ para el vapor al
atravezar el economizador y el supercalentadpr.Estos valores de p&-
dida de presiÓn pueden ser asumidos para economizadores y supercalentadores
del tipo a ser usado, siempre y cuando nÓ se cenezcan los valares ac-
tuales de clidas de presión.
3 La temperatura del agua de alimentaciÓn se ha asumido igual a la
texnperatura del condensado en el pozo del condensador.
k El flujo de gases en el caldero se lo ha asumido igual al flujo
de la descarga de la turbína,desprecimdose las p&didas por escapes

vuios, yá que son insignificarkes.
Yá qué 01 P~OCCSO de chculo para el rendimiento de las diferentes
partes del caldero es un proceso de tanteo, antes de llegar a una
respuesta definitiva tendremos que efectuar varios acercamientos,
los cuales van a ser dados por efectuados a fin de nÓ alargar innne-
cosariamente el procedimiento.
El primer paso a dar,serî/ asumir un flujo de vapor para el caldero.
IMt vez asumido el flujo, procedemos a efectuar un balance de calor
de la sección del supercalentadsr, lo que nos vi a dar una primera a-
proximaci&n de la temperatura de salida de los gases despues del su-
percalentador.
Basados en esta temperatura y asumiendo una efectiuidad del 35% pa-
ra la seccion del evaporador, la temperatura de las gases despue’s
del mismo puede ser calculada.
Los pasos efectuados hasta el momento, nos permiten yá evaluar cier-
tas incógnitas temo para efectuar un balance de calor del eveperador.
Este balance nos determinar; la cantidad de vapor que puede ser ge-
nerada en el evaporador,bas&donos en una efectividad del 85% y con
la temperatura de gases de entrada, valor ya previamente calculado.
El flujo de vapor en el evaporador obtenido por medio del balance
anterier, lo comparamos entonces con el flujo de vapor asumido pa-
ra el supercalentador y pmcedemos a efectuar las aproximaciones ne-
cesarias hasta qus’los dos valores sean iguales,momento en el cual
hemss determinado la capacidad de generadi& para el caldero.
El poso siguiente será entonces efectuar un balance de calor pa.-
ra el economizader,a fin de doteminar la temperatura de los gases
en la chimenea y asegurarnos a la vez de que poseames suficiente ca-

lar en los gases como para elevar la temperatura del agua de alimen-
taciÓn,desde su temperatura de entrada hasta la saturaciok
Como yá se mencionó anteriormente se vi a ignorar los primeros tan-
teos realizados y vamos a hacer uso de un flujo de 75.000 libras de
vapor por hora, qué es eí valor que de acuerdo a los c&ulos,es el
más cercano a la realidad.
A continuac& vamos a efectuar los pasos que' se han mencionado con
anterioridad:
SLPERCALENTADOR.
i Mi= 75.000 Lbs/Hora.
M= Flujo en libras por hora. P3= 425 psia. T3= 750'F h3= 13@.5
h= Entalpia en Etu/Lb. P4= 435 psia. T4= 453'F h4= 1204:
Ml (h,- h2) = M3 (h3- h4)
69S.ooo (h,- hz) = 75.000 ( 1388.5 - 1204.6)
jhr q=
75.000 ( 1388.5 - 1204.6)
698.000
(fo,- hd= 19.8 Btu/Lb. h2= m.8 - i9.3= 321 xU/Lb.
Con &$e valor obtenido entramos a el grifico de curvas de entalpia VS.
temperatura que encontramos al final de este cap

EVAPORADOR.
El. objeto de efectuar el balance en el evaporador es evaluar la cantidad
de vapor que el mismo puede generar, ccxtando para el efecto con una tem-
peratura de gases igual a la de salida del supercalentador.
Para poder determinar la capacidad de generación del evaporador, es necc-
s&osario que conozcamos tunbi& la temperatura del gas a la salida del
misnlo.
Para obtener la mencionada temperatura, nos basamos en la definición de
efectividad de un inttrcambiador de calor, en otras palabras,la caida de
temperatura del lado de gases,dividido para la diferencia de temperatura
de entrada del gas y del vapor.
Como yi se mencionó anteriormente, vamos a sumir un valor de 85% para
la efectividad del evaporador, y haciendo uso de la misma tendremos:
E= Efectividads 0.85
T;)=8300~
T. = 453’F
E=
0.85=
T2’ T5
Ti- T6
Tc= 510°F.
830 - TJ
830 - 453

Si con este valor obtenido entramos nuevamente a la tabla rcspec-
tiva, hallaremos que la entalpia correspondiente a ésta ttmpcratti-
ra sera: h5= 2% Stu/Lb.
Sabiendo que la energfa disipada por el gas en cl evrporador es i-
gual a la energia absorvida por el vapor,la generación de vapor del
evaporador será entonces:
M2( h2- h5) = X4( Q-h&
698.000 ( 321 - 238 ) = M4( 1204.6 0 433.4 )
M4= 75.000 Lbs./Hora.
Queda de esta manera comprobado que siendo el flujo asumido para el
supercalontador ( 75;.000 Lbs/Hora.) igual al flujo calculado para el
evaporador ( 75.000 Lbs/Hora.), la capacidad de generación para nues-
tro caldero sera la arriba mencionada.
EZL prÓxim& paso sera efectuar un balance de calor para el economiza-
dor,para lo cual. tenemos que essolver la ecuación de la enorgia; pa-
ra el efecto usamos las propiedades del gas de entrada al economiza-
dor, valor qu6 fue obtenido en los calculos de la sección del evapo-
rador.
ECONOMIZADGR.
MS= 698.000 Lbs/Hr.
M6= 75.000 Lbs/Hr.
hs= 238 Btu/Lb.

h6= 433.4 3u/Lb.
j= 59.9 !?tu/Lb.
1% ( h5- 9 ) = I?! ( h6- h8 )
698.000 ( 238 - b7' = 75.000 ( 433.4-59.9)
- 198 ì?tu/Lb.
h7-
Con este valor obtenido entramos nuevamente al grl'fico respectivo
y hallamos que la temperatura correspondiente es 35O'F, que' es la
temperatura a la que vah a ser los gases descargados a la atmosfe-
ra.
Es interesante anotar queso10 SC ha usado el concepto de efectivi-
dad al hacer los c&iLos correspondientes al evaporador, yá que' es
en esta seccián donde se efectúa la mayor trasmisión de calor dentro
de la caldera.
Si el valor asumido de 85% de efectividad para el evaporador, lo com-
paramos con las efectividades correspondientes al economizador y al
supercalcntador, podremos comprobar la diferencia:
E SUp:
Tl- T2
Tl- T4
= T5- T7 = 510 - 350
E
eco. 510 - 92
T5- T8
=
900 - 830
900 - 453
= 15.7 %
= 38.3%
CORROSION OCASIONADA POR LA PRESEWIA DE AZWRE EN ZL COI~lXSTIE?LE.
La presencia de partkulas de azufre en cl cornbustiblc, puede oca-
sionar serios problemas de corro&n en las diferentes partes de u-
na caldera.Ests ocurm cuando cl azufre presente en los gases de dcs-

carga de una turbina de gas, en forma de SO 3 se combinan con par-
titulas de agua para formar ácido sulfhico ( SO4 H2 ).
Mientras el SO3 se halle en forma gaseosa nÓ hay peligro de corro-
sion por la acción de ácido sulfúrico, pero cuando el gas de descar-
ga entra en contacto con una superficie fria, se puede hacer presen-
te la acción del ácido id mencionado.
La parte de un caldero de recupsrantión que se encuentra más expues-
ta a un ataque de esta naturaleza es el scanomizador,en la parte mas
fria del mismo.
A fin do asegurarnos que la temperatura de los gases de la turbina
nÓ sea demasiada baja al str descargada a la atmÓsfera,como para o-
casionar problemas de corrosiÓn, vamos a efectuar un anaisis del
proceso de la combustion que se efectúa en las ckaras de combus-
tión, con el objeto de obtener la temperatura de saturacion de la mez-
cla gaseosa; de esta manera estamos en capacidad de conocer el instan-
te en que va a comenzar la condensación del vapor de agua presente
en la misma, y que es el que al mezclarse con el SO3 producir; el
acido sulf&ico.
Para efectos de nuestro chxulo conocemos la razon F/A estequeome-
trica para el combustible a usarse en nuestro caso y que es kero-
F/Aest = ~0667
.
A/F = ls/I Lbs. aire/Lbs. comb.
Aplicando la relacio& A/F para nuestro caso especifico o sea A/F--66/1
tendremos el siguiente resultado1
ci2t&+ 18.5(4.4) 02+ 18.5(W+)(3.76)N2 42C02 + 13H20 + 62.90~ + 305.9 N2

c 02= 12i393.8 = 0.0304
H2 0= 13í393.3 = 0.0330
O2
N2
= 62.91393.9 = 0.1598
3.04s
3.30%
= 305.9r393.8 = 0.7768 77.685
1 .ooo 100 (5
El valor del porcentaje de agua obtenido en los productos de la com-
bustion, al ser multiplicado por la presión de descarga de los mis-
mos en la chimenea nos dará el siguiente resultado:
0.033 x II; psis = 0.495 psia.
Si con ¿sta presión entramos a la Tabla de Vapor, podremos conocer
la temperatura de saturación correspondiente a la misma o sea 8O'F.
A base de estos caculos queda entonces establecido que siendo la
temperatura de descarga de los gases 350'F a la salida del economi-
mador, y siendo la temperatura de saturación de los mismos 80*F, nó
existe el peligro de condensacidn de vapor de agua presente en las
gases, con lo cual se evita el problema de posibles corrosiones en
el sistema interno de la caldera de recuperación de caler.
CALCUILIS DE RENDINIELNTO PARALATURBINA A VAPOR.
El paso siguiente será efectuar los calcules correspondientes a la
turbina a vapor,teniendo como base el vapor generado por el calde-
ro de recupera&.&.
Antes de proseguir, es necesario que conozcamos tres valores que
nos vanaser de gran utilidad y que han sido tomados del hplanual de
standards para fakwícantes de turbinas a vaper".

I--RazÓn toÓrica de vapor = 7.14 Lbs/Kw-Fir.
Z-Eficiencia de la turbina = (3.749
j--Factor de correción de recalentamiento = l.Cl7
Estos valores corresponden a nuestro caso especifico de una turbina
sh extracciones y con las siguientes condiciones de vapor:
Flujo = 75.000 Lbs/Hora.
Pm sión= 400 psig.
Temperatura= 75O'F.
El primer paso adar seri calcular el valor de la raxch de vapor:
Razón teórica de vapor
Ra& de vapor= - (Eficiencia) (Factor de recalentamiento)
7.14 LbS/KWH.
= = 9.38 Lbs/Kwh.
0.749 x 1.017
Con ekte valor obtenido y; estamos en capacidad de calcular la capa-
cidad bruta de generacioh de la turbina:
Capacidad bruta=
Flujo de vapor
Raz& de vapor
75.000 Lbs/Hora
= = 7.990 KW.
9.38 Lbs/Kw-hr.
El paso siguiente será calcular la capacidad de generacich neta de la
turbina, para lo cual restamos de la capacidad bruta, el valor del can-
sumo de auxiliares de planta,qudpara una del tamfio que estamos cal-
cul.ando,un valor de 6% es razonable.Entsnces tendremos:
Capacidad neta= Capacidad bruta - Cmsume de auxiliares
7990 - 0.06 ( 7990) = 7500 KW.

REXDIMIENTO DEL CICLO COMBINADO.
Lna vez obttnida la capacidad neta de generacich de la turbina a
vapor, podemos obtener la capacidad neta total del sistema SU&-
dole a la misma la capacidad de generaciok de la turbina de gas:
Capacidad total: 13.500 KW. + 7.588 = 21.000 KW.
Una de las formas más significativas de evaluar el rendimiento de
una planta de poder, es la razón de calor.
El valor de la razs'n de calor neta para el sistema combinado lo
podemos calcular dividiendo el valor del consumo total de combus-
tible de la turbina de gas, para el valor de la capacidad de gene-
racion neta del sistema:
Raz& de calor neta:
209.5 x lo6 mu/Hr.
21.000 KW.
= 9980 Btu/Hora-Kw.( H.ll.V. >
La parte final de nuestro c&Lculo será obtener el valor de la eficien-
cia neta total del sistema, que le hallames por medio de la siguiente
fómular
Eficiencia=
=
(GeneraciÓn neta) x ( 3413 Btu/Kw-Hr.)
Cmsum de cembustible
21.000 x 3413
209.5 x lo6
= 34%

CONCLC3IOIUS.
Una vez terminadas nuestres caculos estamos en capacidad de llegar
a las siguientes csnclusiones:
a- Al reducir la temperatura de los gases de escape de 9OO'F a 350'F,
estamos rocuperandQ 142 Ztu/Lb. de gas que de otra manera se esta&
desperdiciando al rechazarls ala atmÓsfera.
Si este valor mencionado anteriormente lo multiplicamas par el flujo
de gases tendrews:
rar 7.500 Kwh.
142 Bu/Lb. x 698.000 Lbs/Hr. = 99 x 1C 6 E!tu/Hr. para genc-
Cen el objeto de apreciar la ventaja al usarse el cicls combinado,
vamos a establecer una comporaci& entre una unidad a vapor conven-
cional con el caso tratado cm anterioridad.
Asumiendo que para la unidad a vaper, de igual capacidad que la nues-
tra,usernos:
1 - Combustible: Residuo "Bunker C"
2- Gravedad espechicct : 0.940 a 60 F.
3 - Valer caldfico del combustible: 18.840 Btu/Lk (I1,H.Y.)
4 - Rendimients de la planta: 2.5 Kwh neto/litro.
Usande los valeres arriba mencionades podemos calcular que el con-
sumo de combustible ser&
7.LjoO K&, : 2.5 Kwh/litm = 3.000 litros.
Si el valor pal litre de residup de la calidad usada para al ejcm-
pie es de 4 0,35, el gasto de combustible en una hora de generacikn
para la unidad a vapor CenvencWml ser%:
3.000 litres x $ 0.35/1itre = $ 109
En stras palabras, al nosetms hacer USQ de la mmbinaci& de ciclos

y generar vapor en un caldero de recuperacion de calor,estamos a-
horrando la cantidad de dinero arriba mencionada por cada hora de ge-
neraciÓn,ya que nÓ sera necesario quemar combustible alguno en la cal-
dera debido,al uso y aprovechamiento del alto valor calorífico de los
gases de descarga de la turbina de gas.
PROCESO DE OPEFUCIOÍV DE CALDERAS DE RECUPERACION DE CAWR.
La operaci&n de este tipo de calderas es sencille, y al ponerse
en servicio las mismas debe& seguirse los siguientes pasos:
AERIR:
a-. La 6lwl.a de purga de vapor del domo.
b-. Las &lvulas de purga del supercalentador.
c-. Las v&ulas de drenaje del supercalentador.
CERRAR TODAS LAS DEKAS VALVULAS.
Abrir la v&Lvula de agua de alimentacian a la entrada del economi-
zador,llenando el dome a su nivel normal de operación.
Para evitar daños por esfuerces termkos durante la operacien de lle-
nada del demoJa diferencia de temperatura entre el mismo y el agua,
nQ debe exceder de 5O'F.
Poner en servicie la bemba de circulaciÓn.
Poner en servicio la turbina de gas de acuerdo a las instruccienes
de les fabricantes.
Cerrar todas las purgas y drenajes,exctpta la purga de vapor a la
salida del supercalentader.
Cuande la prosí& y temperatura del vapw a alcanzado su punto de
trabaje,generalxnente a menos de veinte minutos despues de ser pren-
dida la caldera,abrir la vhvula de nÓ retorno, y cerrar entonces
la purga del supsrcalentader.

Colocar en autom&ico el control de entrada de agua de alimentacion
de la caldera.
Para sacar la caldera de sorvicie deber& así mismo seguirse los si-
guientes pasos:
Purgar el domo por el fondo del mismo, a fin de asegurar una baja
concentracikn de sÓlidos.
Darle la sefial. de parada a la turbina de gas.
Colocar en manual el control autom&ico de agua de alimentacion,yi
qué ektos sistemas no responden satisfactoriamente cuando la deman-
da de vapor es pequeña.
Dejar la bomba de circulaci& en servicio por lo menos 12 horas des-
pues de la parada, para permitir que la caldera se enfríe uniforme-
mente.
Si la unidad es puesta en servicio diaramente, es preferible dejar
la bomba de circulaciofì trabajando csntinulJpente.
MANTENIMIENTO DE CALDU DE RECCF‘EWGION DE CALL)R.
1 -0 Proteccion contra la corrosión,
El. tratamiento y acondicionamiento del agua de alimentacien en el
doms,dabe ser hecho de acuerdo con los standards de la A.LA.X.
(Ameritan Boiler & Affiliated Industries).El purificador de vapor
esta disefiado come para que prwea vapor que tenga una cancentra-
cien de s6lidos tan baja como 1 ppm.
Si se usan combustibles cen percentajes de azufre,tedas las partes
en contacta con la corriente de los gases,deber& ser mantenidas a
una temperatura mayor que el punto de rocie del ácido sulfúrica.
2-. Empieza.
Si la inspecci&~ anual del caldero aconseja que el mismo requiere

ljJ@eza,se recomienda la limpieza a base de &ido por ser la I&
efectiva.
El ~;ild~d deberallenarst haciendose una conección por la &vula
de drenaje del supercalentador. La SoluciÓn llena& el supercalent;c
dor,regresara al domo,llenarî/ el evaporador y eventualmente el eco-
nomizador.
Se requerirá una purga para asegurarse que todo el sistema del cal-
dero sea llenado completamente.
La circulaciÓn del ácido se hara intermitentemente.Se espera que el
acido clorhfdrico tenga una concentracio'n que varia entre el 4 y $J
a 180'F.
Cuando nÓ se dispone de vapor en la instalaciofi,la concentración del
ácido puede subir tanto como el 10% a TO'F.
ILos pedodos de circulación tendrA una duracion de 10 minutos por
cada hora y la duración total será de 6 horas.
Se estima que el tiempo requerido para llenar el caldero, asi cómo
para vaciarlo sed de aproximadamente de 1 hora para cada proceso,
siendo por lo tanto la duracion total del trabajo,8 horas.
Llenar nuavamente el sistema con agua de la ciudad y enjuagar por
un periodo de 3 horas, luego de lo cual sera drenado el caldero.
Se efectuará luego otra operaciok de enjuague,?fiodie'ndose acido ck
trice al agua con el fh de controlar el FL y mantenerlo en un va-
lor antmg 4 y j.El tiempo requerido para esta operaciok ser6 tambien
de 3 hkas.
Llenar,circular y drenar nuevamente el sistema,usando una solucio/n
diluida de HidrÓtido de Amonio a fín de obtener un FIL de lO.El tiem-
po requerido para esta operación será tmbien de 3 horas.

En total se requerir& aproximadamente 17 horas como &-Amo para e-
fectuar m trabajo de limpieza del caldero, usándose ácido para el
efecto,
Generalmente la duración,& como las concentraciones de lee diferen-
tes enjuagues es& sujetos a control efectuados en el mismo sitio de
trabajo.

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CAPIRXO VIII
APROVECKAM~O DE LA ENERGIA TÉRNICA DE LOS GASE DE ESCAPE
CICLOS COMB-.- Conocido es el hecho de que una máquina de combustich
interna utiliza los gases producto de la combustiÓn en producir un movímien-
to que bidón puede ser rotatorio o alternativo, pero es tambk sabido que e-
sos mismos gases una vez que han efectuado su trabajo deben ser rechazados
a la atmósfera en la gran mayoda de los casos.
Eh la turbina de gas en cambio, es factible aprovechar los gases de escape
de la misma en procesos que tiandan a mejorar la eficiencia del ciclo, ya
que al abandonar la turbina los mencionados gases poseen una temperatura que
fluctúa en los 900'F y que de nÓ aprovechárselos se perderh en la atmo'sfe-
ra.
La recuperac& de la energfa tekmica presente en los gases de escape de la
turbina es posible por medio de un intercambio de calor ll.ama¿o tambieb re-
generador.
Si obser9amos el griifico siguiente (F'ig. 8-l) notaremos que la tanaperatura
de los gases a la salida de la turbina (punto 4') es mayor que la tampera-
tura del aire comprimido (punto 2') siendo esta diferencia la que hace posi-
ble la regeneraci&.
El. preceso de regeneración en d es sencillo,ya que los gases a alta tati
peratura entran por el lado caliente del regenerador, siardo circulados al-
rededor de tubos que contienen aire comprimido el cual le elevan la Mupe-
ratura antes de entrar ala &uara de Combustioh; con s'steprocea~ se pro-
duoe una econda de combustible ya que se necesita m-08 cantidad del mis-
ma para elevar la temperatura del aire Qla necesaz%a para entrar a la tur-

El. regenerador a mr usado en el ciclo debe ser cuidadosamente dbeñado,
yd que n6 deb &Stir una’ crida de pm&h e,rro~~i.~a a tra&a del IWBU#
pues Ósto scasian&a la phdida del pareantaJe da ef’iciancia que 80 iba
a ganu oan h ~anoraeldn.
Lo turbina, el mmpmw y sí trabaJo noto del cicla nd sc61 afectados por
la adi&n del ragenuader, 480 85 se disminuyo el calor suplido al ciclo
m la chra de mnbwti&. El preces de regenuacith 08 fa&ible en tur-
binas con razones de prmi& de 7 o m& ya’que la temperatura de los gases
de escape debe ser xmyor que la del aire a la salida del compresor.
W elgr&fica siguiente (Fig. 8.2)se puede observar un diagrama delrege-
noradm y QU ubicacich dantre del ciclo abierto.

TeÓricamnta es posible obtener cualquier grado de regeneroc&, depe&im-
do del tipe de dim160 y de la magnitud de la superficie le tramisio)n de
calor. FAI la práctica la eficiencia de los regeneradores alcanza hasta el
75%. debido a que hay que hacer consideraciones de peso y tamaño.
De acuerdo al gkfioo 8-I la efectividad del regenerador estádado por:
l-IX= transf. actual de calor *
transf. ideal de calorm
El. caloraBadMo por el regenerador al aire esta dado por:
Qt = (hqr - hen) NYC = hsr - h2w 03Tu/Lb)
Eil oalor que se requiere mr suplido al aim en la chara de cembusti&
ser; entoncest
Q&
= (h3r - he,) - (hq' - h2a) Nx
Q, = b3 - hp) - (hy - h2a)
% = h3 - h5# (BTU/&
Debido a que el trabajo del uompeaor, el tr&aJe de la turbina y el tr+
bajo neto del ciclo abierto no s& afectados, la efloienuia temal de acue-
do al gráfico (8-l) mmít

= (h3 - Ll) - (hg, - hqi
h3 - hy
Al diseWrsa un regenerador hay que tomar en cuenta los siguientes factores:
P) Limitaciones de espacio.
b) Restricciones de limpieza y mantenimiento.
c) T=ftaciones de manufactura.
d) Efectividad deseada.
e) Pérdidas de presí&~
Aparte del proceso de regenerac& existen otros nktodos para mejorar las
csndiciones de operación de un ciclo abierto de turbinas de gas, y éstos
son: recalent;irPiaìte y inteJranfriirmie4nte.
Si la expansi& del fluido de trabajo es efectuada para alcanzar un proce-
so isotekmico, m puede aumentax el trabajo de la turbina, y Ósto zm lo con-
sigue sxpcrndbndo @L fltcfdo ds1 varim etapaey recalent&delo crrntreellu
a presi6n constante y hasta una tmpratura que sea la admisible a la en-
trada de la turbina.
Como existo un gran excese de aire en el BLbdlo de trabajo que puede ser UI
tilitado pu;rla cWmM.&, el recalentamiento puedehacerse intercalando
unac&arade cembustitk entrmlas etapawie laturbina,tal coasepodaa;tas
observar en el gr&im siguimto (Fig. 8-3)
Si analitamm los dipgrsaQs p-v y T-8 deI ciclo abUrto con mcalmta~Aen-
to,obmrvarmm8quoe1nui&~t~oer~~~~lap~aeto- padelaturbinada muerdo a 3~'; luego 08 ealmktade hastaunataa~ratuc
ro admisiblepermdio de la oím~sti& en el rua~e&ader apm8i& comb
Unte ss& e@d y luego expmdid~ a travs's de la 1q5unda etapa de la tu-
_ _ / -a 1

ki
. \r s-3:
ICl tmbjo neta del ciclo y al trabajo de la turbina 88 inc~nt;ldo se-
gún el ámî sombreada c’d4’xc’ pero la aficienu3.a térmica del ciclo es po-
co afectadaporel rmxtlentader, yaqw el. aumente deltrabajoneto del CL
ele ea wmpensadc~ eon e11 aummto da la cantidad de calar aMdido debido a
laadiciÓn del pmcem de recalmtamimte c@d (FQ. 8-4)

SegÚn el diagrama T-S observamos que la temperatura de los gases a la sali-
da de la ti etapa (estado 4') es mayor que si n6 hubiera habido racalenta-
miento en el ciclo (estado x), por lo tanto, si a un ciclo con regenerador
le aI?adimos un recalentador, la eficiencia termal del miamo se& incremen-
tada la& de lo que fuera posible hacerlo ~610 con el regenerador.
INTERENFRIAMIENTO
Si en un ciclo abierto de turbinas de gas reemplazamos el proceso isentr&
pico por uno isothnico el trabajo de compre&.& puede ser reducido. De
acuerdo al grkico (F3.g. &~)(pv~el trabajo de compresi& es reducido en
proporciÓn al área sombreada (1 i 21); yi que el trabajo de expnsiÓh de
la turbina, 3-4, penaanacs igual en les 2 sistemas, el trabajo neto del ci-
clo con compresión isothnica (1 i 91) es incrementado en relacioh al ye
tiene cmpresiÓn isentrÓpica seg& el &aa sombreada (1 291).
A pesar de que el trabajo neto es incrementado, el zwqlazo de la com-
pmsiÓn issntkpica par la oompmsich ieot&nica producirá un cambie me-
no8 40. 1% en la eficiencia tékmica del cicla abierto cuando se opera a ra-
zones de presi& bajo el rango de 16 a 20.

J
Ya que la compresi& isotÓrmíca no es pr&tica, un compresor de 2 eta-
pas con un ftsrenfriador,lo ganerahente us;ldo en el ciclo abierto a*
tual, sin ara-0 mientras mayor sea el nÚmro de etapas con interenffla-
miento entre ellas, la aproximaci& hacia un proceso isotémico se& ma-
yor.
CIcfx) ~~0 CON INTERE3IFRIAMIEXTO Y REGENERACION
k el diagrama siguiente observamos un ciclo abierto con interenfriamien-
i to y regeneración. De acuerdo al diagrama T-S se obtiene la fÓrmula pai
' Fa 61 trabajo del compreser, ya que nÓ es sino Ia suma del trabajo de 12
9 i
1 10 y 23 etapa de compresio/n e sea:
WKc = (ha' - h,) + (hB' - hb) omJ/w
La efectividad del intsmnfriador está dada por la razón de transferencia,
aCtU;ll de CtiOr, h,, - hb, a la transferencia de calor te&ica, hal - hl.
por lo tanto:
Njnt, = ha) - hh
hpt 0 hl
Las ecuaciones del trabajo de la turbina y el calor afIadido a la kara
de combustio/n sÓn los mismss que para el ciclo con regeneracio/n o sua;
w&r = h3 - hq'
% = h3 - h,y por lo tanto la eficiencia termal del cicls con rogono-
ración e ínterenfriambnto ser& '.
Nt = W& = WC
Nt =
QS
( h3 - h4t > - I< ho. t - ht) + b2r - hb)]
h3 - hS’
El Intsrenfriamíento time efecte pequsño en la eficiencia temal en unida-
des cuya raz6n da presión est& ba& 20, aunque por medio del intemnfrla-
miarrto reducimnm el trabajo de los colllprw~res, aumentan& la capacidad
del ciclm v III TQ&% Ar +-ah- qfi

CICLO ACTUAL CONREJ3ENERACIólV, INTERENFRIAMIENTO
Y RECALENTAMIENTO
De acuerdo a los grhicos siguientes se obtiene la fo'kmula para calcular
la eficiencia de un ciclo como el nombrado y que es la siguiente:
Nt = [Ch3 m hea > 4 (hd - h4’) - [(ha, - hl> + (h2’- hb)]
(h3 - hty ) + bd - h,r >
EFECTO DE LA REQEWRUIÓN, INTm- YRFGALENTAHIENTO
EN LA PEltFWMNCE DE LAS UNIDADES DE CICW ABIERTO
A pesar de los inconvenientes ecasionados por el incremento de elementos
atiliares al. ciclo, costo adicional, aumento de peso y complicacioh en el
sistema, todos estas inconvenientes son realmente de poca importancia si
consideramos las ventajas obtenidas en el rendimiento de la unidad a gas.
Con la sola adición del regenerador se reducirá el consumo de combustible
aunque se aumenta al pso y las dkwnsiones de la planta y per supuesto la
OrficiencxLa termal 8erá aumentada.
El interenfriamiento y el Healantamiento solos en el sfstwna taxi36 pe-
oe efecto sobre la eficioneia tezwtl a raswnes de presio?~ bajas, pero en
oombinaci& con un regenerador, la eficiencia es incrementada; con la pi-
cidn del interenfriadorysl recalentador ua cU.ainG la raz& de aire
lo cual reduce el tamúm de la planta y tambiek tw incrsmantar& la razón
de trabajo con lo que be hará la planta menos sensitiva a los canabios de
eficiencia del compreser y de la turbina.
h1atabl.a siguiente podemos obaaarvar una compourci& paralos cuatro di-
ferentes sfste~~~a habi&dese temado wmo datos inicialest 80% de eflcien-

cia para el compresor, turbina y regenerador; temperatura de entrada a la
turbina de 1200-F y temperatura de entrada al compresor de 60’F.
La turbina de gas en la actualidad, no sólo nos ofrece sus ventajas como
fuente primaria de poder sino que nos presenta tambik un amplio panorama
en el aspecto del aprovechamiento de la energia calÓrica presente en los
gases de escape de la misma.
Varios sÓn 10s arreglos que se conocen en la actualidad y que són a base
de turbinas de gast
1) Ehurtas con turbinas de gas y caldera de recuperacik
2) Plantas con turbinas de gas y turUna de oontra-prssi&
3) Plantas con turbhas de gas y turbinas de mctmcctib y condensacick
Conocido es el hecho de que muchas industrias requieren una cierta canti-
dad de vapor para pz~~~sos de manufactura o calefacciÓn de ciertos lugares.
h gsasracich de vapor puede ser combinada con la generacio’n de energia e-
le’hica, dando como resultado economia te’hica. Uno de los métodos ade-
cuados será producir vapor a alta presioh en un caldero y luego expandirlo
en una turbina de contra-presioh antes de que pase a ser utilizade en el
proceso. La utilizacihn de las turbinas de contra-presioh tiene su limi-
taci& pues cuando se desea mantener una orarga constante de flujo ele’híco

ede tipo de turbinas eS remplazado por 1;~s turbinas de axtraocio/n y con-
densacio;l .
Es indudable que las turbinas de gas alcanzan el m&imo de versatilidad
cuando forman parte de un proceso complejo,
Aparte de las ennumeraciones hechas con anterioridad es posible producir
ilgmos niveles de aire comprimido por medio de un compresor de gran ta-
ma0 y adem& por medio del aprovechamiento de los gases de escape prestar
múltiples servicios a una gran variedad de establecimientos públicos, co-
merciales e industriales. Con la incorporación del caldero de recupera-
ción se aprovecha el vapor producido para procesos de calefacciÓn, calen-
tamiento de agua, de sistemas de refrigeración por absorcio’n; por medio
de este Último sistema podemos obtener agua fria para acondicionamiento
de aire y tiacenamiento refrigerado. Si la misma unidad es acoplada a un
generador de corriente podemos obtener la energia elo’ctrica necesaria pa-
ra iluminacio'n, movimiento de motoros, ventiladores y sistemas auxiliares
de la planta en la cual la turbina de gas se halla prestando servicio.
Algunas experiencias practicas se han obtenido en la combinacion de ci-
clos, toles como las realizadas por la Compañia petrolera Humble de Texas
con su planta instalada en 19%. A pesar de que en estas instalaciones se
usa la turbina de gas para impulsar compresores de aire para el proceso de
%racking a, aqui se encuentran todos los pormenores de un ciclo combinado.
Los gases de escape de la turbina se usan para alimentar las calderos como
aire precalentado y el vapor generado es usado para impulsar otras turbi-
nas.
Otra aplicaci& del ciclo combinado fua’ luego puesta en servicio por la
West Texas Utilities en la cual una turbina de gas de 25.000 KW fuÓ combi-
nada con una turbina a vapor de 85OOOKW de capacidad. Eh éste caso tam-
bie6 la turbina de gas provee el aire pmcalentado para la caldera; un

ventilador de tiro forzado es utilizado para sobrealimentar la turbina de
gas, para arrancarla y para proveer aire de emergencia a los calderos. Eh
general el ciclo combinado muestra una ganancia valiosa sobre las plantas
a vapor convencionales en &eas donde el gas natural se encuentra disponi-
ble.
Otra aplicacikn de la turbina de gas en el ciclo combinado se encuentra en
la renovacion de viejas plantas de poder donde viejos calderos deben ser
retirados del servicio. En estos casos por medio de planes de modtrniza-
cio'n, la turbina de gas y el caldoro de recuperacion pueden proveeer una
econcknica fuente de vapor para los ya existentes turbogeneradores.
Lógicamente muchas de las ganancias son obtenidas para un caso particular,
ya que las resultados de la modemizacio/n de una planta depende de las res-
tricciones individuales de cada sitio, de las condiciones existentes del
medio ambiente, etc.
Plantas de ciclos combinados para generar carga base econÓkIca y servicio
de punta han sido diereñadas en las cuales se combina 2 turbinas de gas con
una turbina a vapor de tal manera que puede ser instalada en etapas a f&
de ir enfrentando el crecimiento anual de carga.
La primera 4diciÓn a un sistema ya existente de una planta combinada se&
la instalación de una turbina do gas sobrealimentada la cual enfrentda
el aumento de carga de un #So. El segunde paso para enfrentar el creci-
miento de carga durante un segundo ;rRo seria la &Iioio'n de un caldero de
recuperacioh, una turbina a vapor y un condensador. La turbina de gas es
suplida con fuego adicional en la descarga de gases de tal manera que va-
por a 80 PSIG y 900'F puede ser suplido a la turbina a vapor, usAdose a-
dsm& los gases de descarga de la turbina de gas como aire precalsntade
para la combustiÓn. En el primer paso con una turbina de gas de 15/18 MW
se obtendda una razcií? de calor de 15.000 ETU/KWH lo cual metivaria BIS. UI
so sólo para enfrentar car#8s de puntas, pere yá con la instalación de la

segunda etapa del sistema la razón de calor baj&a a 10.500 BTU/~ cen
10 cual se obtiene una planta que podria ser económicamente usada para g*
neración base.
La adicich de la turbina a vapor darfa un incremento al. sistema de 22MW
adicionales.
El tercer paso y adicich final en el tercer af!o seria una segunda turbina
de gas sobrealimentada de 15/18 W.
El vapor generado por los gases de descarga de dos turbinas de gas m& al
funcionamiento de las quemadwes adicionales en servicio habilitan a la
turbina a vapor a generar 22 MW. cen le cual la generación combinada alcan-
za una cifra de 52 Mbi.

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PROCESO DE MONTAJE DE UA TLRBINA DE GAS.
Consideraciones penerales.
Ubicacion de la Planta.
Cemo ya se mencionó anteriormento,las turbinas de gas presentan la ven-
taja de su fácil adaptacih a terrenos de diferente índole.Logicamen-
te la decisia'n del sitio en que va a ser ubiuada la turbina de gas depen-
de de varies facteres importantes,así come tambie’n de la clase de servi-
cio que esta va a prestar a la industria.
Entre los factores mas impwtantes a tomarse en cuenta antes de efectuar
una i.nsta.laci& de este tipo, es& los siguientes:
l-Espacio disponible.
FJ. terreno dende va a ser instalada la turbina debe ser escogido de ma-
nera que sea 10 suficientemente compacto como para evitar tener que e-
fectuar rellenos o enclavamienta de pilote8 a fin de darle mayor censis-
tencia al mismo.
Sí se planea en un futum cercan6 efectuar nuevas instalaciones,bien sea
de etro grupo de turbinas e bien la cembinaciok del ciclo gas-vapor,ha-
bra que tomar las providencias necesarias a fin de disponer de los terre-
nos adyacentes,cuando estos sean necesarios.
Si se planea la instalacion de un ciclo combinado,sera indispensable
instalar la turbina en en sitio cercano a una fuente proveedora de agua
que bien puede ser un lago,rio e brazo de mar.En el caso que la turbina
vaya a trabajar sin necesidad de equipos recuperadores de calor,ya no se-
ra indispensable la condici& anterior.
Hab& que tomar muy en cuenta también la facilidad de acceso al lugar

donde se efoctÚa la instalac de la unídad,ya que por lo genara.l,las
turbinas de gas tipo compacto vienen armadas en tres o cuatro blequas
principales lo cual logicamentc hace que sea necesario maniobrar gran-
des pesos; si no se poseen vks de acceso adecuadas el proceso se ve&
entorpecido con las consecuentes demoras.
A continuación vamos a enumerar las diferentes piezas componentes de la
unidad compacta tipo jo00 de la General Electríc, que corresponde a la
unidad tratada en nuestro estudio, con el objeto de conocer el número de
piezas y los pesos a ser maniobrados durante la instalacio%.
Turbina
Cabina del generador
Cabina de control
Tablero de control electríco
Cabina de succión
Silenciadores de descarga
Silenciadores de succíÓn
y duetos
2. Calidad del terreno.
Pese
a manejarse NÚmem de piezas
176.000 Is. 1
126.000 " 1
29.600 " 1
12.000 n 1
9.500 " 1
9.000 )r 1 a3
7.000 ” 2
Es indudablemente uno de los puntos que hay que darle mayor importan-
cia,la calidad del terreno disponible para efectuer la instalacío’n de
una unidad generadora.
Al terreno que se ha escogido como el mis adecuado para efectuar la íns-
talaciÓn, se le deber& hacer las pruebas aconsejadas para estos casos,
pues seria de graves consecuencias que una ves instalada y puesta en ser-
vicio la turbina,se prcduscan asentamientos o desniveles del terreno, que
ocasienarh les consecuentes desalineamkentos de las diferentes partes

componentes de la turbina como sÓn:ejcs,chumaceras,etc.
EAI el plano que encontramos al,final del caphulo podemos apreciar una
cimentación del tipo de loza para ser usada con una unidad tipo compac-
to de la General Electric, con sus caracteristicas principales.
Una cimentacik.. de este tipo esta disefiiada para ser colocada en suelos
que tengan una capacidad de resistencia da carga uniforme tan bajo como
2.000 Lbs/pie 2 . Si esta condición de sLelo no es factible en el lugar
del montaje,esta misma cimentacion puede ser usada sobre terrenos que ha -
llan sido reforzados con pilotes,estacas,etc.
Para el caso de una turbina a ser instalada en Guayaquil o sus alrede-
dores,estt tipo de cimentaci6n seria fakilmente adaptable, ya que &w ex-
periencias obtenidas en analisis de suelos para instalaciones industriales,
la condición arriba mencionada es f&lxuente cumplida.
En el tipo de cimentaci6n ya mencionado hay que notar lo siguien te:
l- Los pernos de la ci.mentaciÓn son instalados sin camisa de ninguna es-
pecie.
2. Anillos o arandelas esféricas son instaladasten eftcto,son un asiento
de bola que elimina la necesidad de instalar las platinas en una super-
ficie perfectamente plana.
3. Postes de anclaje se utilizan para mantener la alineaci&n lateral de
la unidad.
Otro de los factores necesarios de tomarse en cuenta antes de efectuar
una instalacioh de este tipo,seri el que concierne con la clase de scr-
vicio que va a prestar la unidadAn el caso de que se trate de una tur-
bina destinada a prestar servicio público de electricidad,se& indispen-
sable par razones de conveniencia, que la misma se halle ubicada en las
cercanias del centre de carga;la razón fundamental para hacerlo as& es

que de esta manera se evita las perdidas de voltaje en las lbeas de tras-
mision debido a las grandes distancias que tiene que recorrer el flui-
do electrice antes de llegar a su lugar de empleo.
Habrá que prestar también debida atención a la forma mas conveniente
de aprovisionamiento de combustiblc,segun sea las caracter&icas del
mismo.
Para una turbina de gas aser instalada en Guayaquil o sus alrededores
seria conveniente efectuar la instalac&& a orillas de un rio o brazo de
mar a fin de facilitar el transporte del combustible hasta su luagar de
consumo,ya que indudablemente hab& que usar combustibles liquídos deri-
vados del petrho por ser estos los de mas fácil obtenci& en nuestro
medio.
FROCESO DE INSTALACION DE TURBINAS DE GAS.
De acuerdo a la tabla de pesos de los diferentes cmponentes de la tuz
bina de gas se puede apreciar que una vez que las tres piezas mayores
han sido colocadas en su lugar, el manipuleo pssterior ser; hecho ssla-
mente a base de equipo relativamente liviano.
Lna vez que el bloque del generador, turbina y cabina de control en ese
orden han sido asentados sobre la base, la instalacian de la unidad coy
tinúa en estas areas:
1. Chequeo de la alincacion de los componentes
2- InstaILaciÓn de tubtrfas varias
3. Efectuar instalaciones elektricas
4- InstaILaciÓn de chimenea y silenciadores de descarga
5 kstalac-ìo'n de caseta del filtro de entrada y ductas etc.
ti cantidad de trabajo de instalaciones elktricas a realizarse, de-
pende de los arreglos del tablero, tipo de centreles a usarse, ect.

Se C~LCU~ por cqerícncias obtenidas a.l momento que se necesita -
2.000 horas-hombre para efectuar la instala.ci& de una unidad del tipo
que nos encontramos tratando en este caso.
Al final del capftulo encontraremos un plano en el cual se aprecia la
dístribucioí? y arreglo de una unidad compacta del tipo y marca tratado
despues de que esta ha sido ensamblada y puesta en condiciones de pres
tar servicio.
Como se puede apreciar la longitud total de la unidad ne llega sine a
23.06 mts. lo cual. constituye una ventaja muy importante cuando no se
posee de terrenos de una gran extensión. Sí asi mismo nos fijamos en cl
ancho que ocupa la instalac& concluiremos que un terrena de aproxima-
damente 300 m2 será suficiente para ser ocupado por la misma.
Pzra cl montaje y desmontaje de unidades de tipo compacte, cl proccss
se abrevia enormemente debido a las facilidades de acoplar y desacoplar
sus partes en un tiempo relativamente corto.
A continuací& vamos a enumerar algunas de las precauciones acenscja-
das per los fabricantes de turbinas General Elcctríc en el proceso da
desmontaje de sus unidades:
a) Desmontar los revestimientos y aislamientos que sea necesario al-
rededor de la unidad, con cl objeto de facilitar el acceso y les trabz
jos de mantenimiento.
b) Cuando sea necesario golpear alguna pieza, procurar no hacerlo cen
martillos de acero, sino mas bien con uno & cuere Q de plastice.
c) Cubrir siempre las aberturas expuestas para impedir que entren su-
ciedades Q materias extraEas a las partes internas de la turbina.
d) Mantener en orden las tuercas y pernos empotrados en los acsplamíe2
tas por ranuras y piezas de separación, a fin de volver a montarlos en
sus miiis~os lugares, ya que estos han sido equilibrados cen el cenjunto,

Y al no ser hAalados correcjumtnte, pueden ocasionar desequilibrias
que se reflejen en vibraciones indebidas.
e) Cuando las unidades van a dejarse desmontadas por lapses hasta de
6 meses, hay que cubrir los dientes de los piPIones, engranajes, coji-
netes, etc. con aceites anticorrosivos de buena calidad.
f) Las espigas de las juntas verticales y horizontales que puedan sa-
carse durante el desmontaje, no son intercambiables, por lo tanto hay
que tener sumo ciidado de que al instalar cada espiga sea colocada en
el mismo lugar de donde se la sac;.
g) Al desmontar la mitad superior de una carcasa, puede haber una tec
dencia a que se pegue a la junta vertical de la carcasa contigua. Es-
ta tendencia se debe al momento natural de flexibn impuesto sobre la
estructura por su propio peso entre los soportes de la turbina, Pxra
evitar que esto ocurra, deben colocarse gatas debajo de las juntas -
verticales de la mitad inferior de la seccich que se vi a levantar .
Levantar entonces la media seccikn de la carcasa inferior la suficiec
te como para elixninar cualquier fuerza de compresión, sobre las jun-
tas verticales de la media carcasa superior.
DESMOLL'TAJE TCTAL.
ks turbinas de gas de tipo compacto sÓn de carcasa dividida horizec
talmente y todos las disposotivos interiores de la unidad pueden desmeE
tarse sin tener que desmontar las mitades inferiores de la carcasa.
Las mitades superiores de las carcasa pueden desmontarse individua&
mente, y en algunos casos pueden desmontarse dos o m& come si se tra-
tara de un solst conjunto. No obstante, al efectuar el desmontaje, se d2
be seguir una secuencia determinada, con el objeto de ne dafíar piezas
interiores.

Para desmontar las mttiis carcasas superiores de las turbinas, es neco
sario seguir el proceso indicado a continuaci&:
l- Desmontar la media carcasa superior delantera del compreser.
2. Desmontar la media carcasa superior de admisión
3 Desmontar el medio armazón superior de la cubierta de escape
4 Desmontar la media carcasa superior de la turbina
3. Desmontar la media carcasa y el medio arma& superior de descarga
6. Desmontar la media carcasa superior posterior del compresor
-2ases.
ElAbsEs Y SOFQRTES.
La Qrbina de gas estará montada sobre una base de acere estructural;en
el extremo delantero de la base se suelda un tanque de aceite que centie-
ne el suministro para el sistema de lubricacion de la turbina y da todas
las demas partes del equipe.
E~I el extremo posterior de la base y formands parte integral de la misma
se suelda un tamque colector de aceite procedente de el co jinete #2,el a-
coplamiento a la carga,etc.El cslector de aceite situado en el extremo pes-
terior de la base se conecta al tanque de aceite situado en el extreme de-
lantero de la base,per medio de un canal de aceite soldado a lo largo de u-
na de las vigas longitudinales en 1 de la base de acero estructural.
El compartimento de centro1 del extremo delantero de la central,se mm-
ta tambidn sobre una base de acero estructuraLEl compartimento de bate-
rias tambieh se incluye en dicha base.
31 engranaje reductor de velocidad,el generador y la excitatriz tambien
se montan sobre una base común de acero estructuraLPlanchas de soporte se
proveen debajo de las bases para facilitar el montaje sobre la cimentaciek.

$oportes.
La turbina de gas se monta sobre su base por medio de sopsrtes macizos
del tipo de patas,unidos con pernos a cualquier lado de la carcasa del
compresor y por soportes de mu&n relativamente flexibles del tipe de par
tas,situadss a cualquier lade de la carcasa de la turbina.Estes sapertes
se calzan seg6n sea necesario para alinear la turbina y se unen per per-
nes a la plancha de la bancada en la base.
Los soportes en la carcasa del compresor fijan este punto con relacion a
la base,mientras que les seportes de mufiok permiten la dilatacien tekní-
ca de la turbina& producir desalineamientos con el equipo accionado.
Se proveen juntas de apeyo en el punto de conecciofi entre los soportes de
muño& y la carcasa de la turbina;esto permite que los sapsrtes se doblen
ligeramente aJ/dilatarse"la turbina en la direcciÓn posterier debids a la
dílatacie/n t&mica.
Les sepwtes de muñe'n sostienen la mayeria del peso de la estructura de la
turbina, ya que el centre de gravedad de la misma está justamente delante
de estos soportes.
Guias.
Las gu~as,situadas en la parte inferiar de la carcasa de la turbina,impi-
don el mevimiente rotativo o lateral de la misma,y permiten el movimiento
axial que se produce como resultado de la dilatacien txknica de la unidad.
Las guias encajan sobre bloques montades sabre la base;las guias y les ble-
ques es-t& previstos de tornillos de retenc& para proporcionar el alinea-
miento correcto de la turbina sobre su base.

REQL1ERIMIENTOS Y PROCESOS DE MANTENIMIENTO DE TLRBINAS DE GAS.
LOS costos de mantenimiento de una unidad generadora es& dierec.
tamante relacionados con la buena operación de las mismas, asi mis-
mo, mejores resultados en la operacick pueden esperarse cuando el c-
quipo está bajo el control de un programa planeado de mantenimientp.
La opsracion impropia de cualquier equipo mec&ico puede tambien ser
la causa de deterioro y fallas en el mismo.
Ya que la turbina de gas es en si un convertidor de energia calÓrica
en energia mec&ica,puede ser considerada como la combinacio'n de la
mayorLa de los componentes de una moderna planta a vapor,0 seatcal-
dera, turbina,ventiladores, sistemas de control y sistemas de com-
bustible.EL mantenimiento por lo tanto proviene directamente de eUos
y varia con las siguientes condiciones:
1 .- Tipe de eperacik.
a- GeneraciÓn base.
Esta se comprende como la mkima carga normal impuesta a la turbina
para servicio cont&uo,y es asi mismo la ma's deseable condi&; de car-
ga para el menor costo de mantenimiento por hora de operacion o porKwfì.
La razkn esfuerzo-temperatura del empalatado de la,turbina es II& cons-
tante mientras no pasa a traves de muchos ciclos de arranque,con sus
respectivos calentamientos y enfriamientos.
b GeneraciÓn base intermitente.
Se la comprende temo la carga normal m&ma generada per cortos pe-
r6odos diarios o para ser-vicies de emergencia.
En este tipo de servicio,las temperaturas de operacion no son cambia-
das, pero el nÚmoro de arranques son frecuentes, lo cual hace que se
comparen en ~ortancia a las horas actuales de operacikn.

Debido al. cambio de temperatura &lica durante las arranques y para.
das, cada arranque de la unidad podrfa considerirselo igual de 5 a 25
horas de opcracion, en 30 que se refiere a la vida de las partes mgs
calientes de la turbina.
c- Carga máxima intermitenye.
En este tipo de operación se considera a la turbina impuesta a su mjtd
ma capacidad por cortes periodos de tiempo.En este tipo de carga,dabide
a que las temperaturas de la llama sen de 50 a IOO'F mas alta que en el
tipo anterior do operaci&,las partes mas calientes de la turbina se ven
mas afsctadas,le cual hace que este servicio sea telerado solamente por
cortes perhdes de tiompe y per frecuencias no muy conthas.
d- Operacidn a temperaturas mas altas que las de disefio.
Esta condicik puede ocurrir debido a arranques excesivamente rápidos o
a rápidas fluctuaciones de carga.
c- Operaciones por periodos de tiempo mas largos que les impuestss pa-
ra mant enimianto .
2 .- Tipo de cembustibls.
a- Gas natural.
Este combustible es el mas adaptable a la eperaciin de las turbinas de
gas y les costos de mantenimiento debidos a su use, so’n tambiek los mas
bajos.
b- Combustibles s&idos.
Este tipo de combustible no se halla todada completamente adaptado al
servicio.
c- Combustibles destilados.
Las diferentes clases de combustibles destilados en el rango de los 35
grados de gravedad especifica, son muy aceptables para la @psracio’n de

49s turbinas de gas, aunque parece que les costos de mantenimiento se-
r& doblados con respecto a les de las turbinas que usen gas natural
@orno combustible.
d- Residuos.
El use de este tipo de combustible resulta en los costos de manteni-
miento mas altos entsls todos 1~s combustibles líquidos.
En lo que respecta a turUnas de gas que quemen residues de pst&eo,
sus gastos deber& triplicarse, si se los compara con las de las tur-
binas que queman gas natural.
3.. Tipo de turbina .
a). Tipo standard.
La diferencia entre los diferentes tipos standard de turbinas de gas
es muy pequefia como para que afecte un programa de mantenimiento.
Parece que el mantenimiento en turbinas con c&aaras de combusti6n se-
paradas es menor, debido a que hay la posobilidad de usar materiales
resistentes a mas altas temperaturas y debido a la conflguracidn de
las mencionadas camaras.
KLITICA DEMANTENIMIENTO.
L'n plan de mantenimiento debe combinar las recomendaciones del fa-
bricante con los datos de la vida de la turbina a fin de planear los
periodos de inspección de acuerdo a los requerimientos de carga o re-
serva. Estos
to miniBI0 de
de servicio.
trabajos deben también estar dirigidos a obtener un cos-
mantenimiante con un tiempo mhimo para la unidad fuera
a). Recomendaciones de1 fabricante.
Estricta adherencia a las recomendaciones de los fabricantes es ne-
cesaria durante los primeres meses de operación y aÚn durante los -

Primeros aoS en muchos casos, debido a que los requerimientos de -
mantenimiento y operación e&& basados en el disefío, tipos de mato
rial usado, etc.
b). Programa. Datas histdricos de la turbina.
El programa debe ser practico de tal manera que pueda ser cambiado si
la situaci& lo aconseja, ya sea por cambios de carga a la turbina o
por cambios en los pzwedimientos de arranque. '
Es aconsejable tambi&, consultar las bajas mensuales de resumen del
trabajo diario de la unidad, ya que estas sch una herramienta estti-
tiva muy portante en 10 que se refiere a evualar el total de horas
de operación de la unidad, carga de la misma, fallas en los arranques
y sus causas, asi como un record de los trabajos diarios de manteni -
miento e inspecci0nes periódicas.
c). Pregrama de mantenimiento preventivo.
ihì programa de mantenimiento cerrectivo debe ser solamente iniciado
siguiendo las sugerencias de los fabricantes, en combinaci0n aon el
conocimiento general del equipe mknico y de íss detalles ebsorvados
durante la operación de la unidad. Muchas compa&as encuentran scon&.
co y Útil elaborar hojas de cheque0 diario, semanal, mensual y anual
a fin de conocer lo que tendrá que ser chequeado 0 el trabaja a ser
efectuado.
PROCESOS Y CLASIFICACION DEL MANTENIMIENTO . TURBINAS TIPO STANDARD.
En general el mantenimients de las turbinas de gas puede ser clasi-
ficado como sigue:
a). Mantenimiento en operaci0n.
Es aquel que puede ser efectuad0 mientras la turbina se halla en -
servicio y generalmente se le incluye entre las obligaciones del -

operador turbínista.
Estos trabajas pueden llevarse a efecto en muchss cases usande derivs
ciones del acceserio dañado o simplemente efectuando un ajuste senci-
110.
Un detalle importante de mantenimiento que la mayada de los fabricq
tas recomiendan es la limpieza del compresor de aire en aperacikn, us;ly
dase para el efecto abrasivos temo arrez, etc.
b). Inspecciones de ser\ricie.
Para efectuar un trabajo de esta naturaleza, sera necesario sacar la
unidad fuera de servicio por un corto periodo de tiempe, que bien puo
de ir de 2 dias a una semana. Este ocurrirá cuando la unidad complete
4000 heras de servicio cen&uo o en su defecto de 100 a 150 arranques.
Estas ínspeccienes astaran dirigidas a chequear el sistema de combus-
tión de la turbina e aquellas partes sujetas a altas temperaturas, sin
necesidad de remever la cubierta de la turbina.
Las c&naras de cembustión pueden ser remevidas e en su defecto inspec
cienadas detenidamente a fin de buscar rajaduras e partes quemadas. Las
rajaduras pueden narmalmente ser seldadas y las partes quemadas en las
cámaras de cembustien o canastas, pueden ser cortadas y seldadas nuevas
secciones para remplazar a las dañadas.
Los extremos de las canastas e las lugares donde ellas sin sepertadas
deber& ser inspeccionadas para buscar desgastes excesivos dsbide a -
vibraciones o a movimientos de expansión y centrac&& La reparación
de estas partes deberá ser hecha certando la parte afectada y soldan-
do una nueva en su lugar.
Las taberas de primara etapa deber& ser inspeccionadas superficiil-
mente cm el f& de localizar torceduras o cembaduras y se le puede
efectuar penetrando en la turbina a travez de las kas de las c&h

as de combustiÓn e removiendo las placas de inspección.
En cielct~s tamlños de turbinas y debido a una u otra dificultad la u&
tima fila de aletas mÓviles puede ser inspeccionada entrando a travez
del dueto de descarga de la turbina, con le cual se poda también m,
dir en lo posible el claro existente entre el extremo de las aletas y
la carcasa de la turbina, por le menos en cuatro puntos de la circun-
ferencia. El objeto de estas mediciones es compararlas con las lectu-
ras obtenidas en el mementa de la instalac& de la turbina a fin de
saber si ha habido rozamientos entre las mencionadas partes.
Una inspecci&n parcial de la primera etapa de aletas rotatorias del
compreser de aire, tambicn puede llevarse a cabo, entrando Q travez
del dueto de adz&&n de aire. Les resultados de estas inspecciones
deberan ser llevades en detalle, a fin de saber la frecuencia con que
deberan ser efectuados estas trabajes.
c). Inspecciones intermedias y mantenimiento.
Este tipo de inspeccienes ser& llevadas a cabo despues de un año de
servicio catntkue de la turbina, que equivale a 8000 heras de opera-
cidn 0 230 arranques. Estos trabajos requerir& que la unidad se en-
cuentre fuera de servicio per un periede que puede ir de les 7 a los
30 días.
Sa& necesario remover la mitad superior de la carcasa de la turbina,
para inspeccionar detenidamente todas las partes que se encuentren en
la trayectoria de los gases calientes. Tambíék se deberá incluir en el
programa una posible remo&& de las aletas de la primera etapa retatz
ria de la turbina, con el objeto de limpiarlas y de chequearlas por -
cualquier Atede de comprebacion de rajaduras. Además se deber& r&-
sar las puntas de las aletas, chumaceras y acoplamientos.

La sección del compresor de aire no deber% ser abierta, a menos que hz
ya indicacicn de que el método de limpieza en operación mencionado an-
teriormente no haya sido efectivo o bi& que el fabricante no recomiwl_
de la limpieza mientras la turbina este en operaciorc,
d). Inspecciones mayores y mantenimiento.
Esta inspecci6.n requiere tener la unidad fuera de servicio de une a -
tres meses, y es usualmente efectuada despu& de las 24,000 horas de
operaciÓn Q su equivalente, 800 arranques. Ik?quiere este trabajo, un
chequeo completo de la unidad y será discutido en detalle más adelante.
PREPARACION Y PROCEDIMIENTO.
El promer trabajo de inspecci& e mantenimiento de una turbina forma
el más tiportante grupo de datos en la historia del mantenimienta de
la misma y debe ser siempre efectuado por un inganieré supervisor en-
viado por los fabricantes. Todos los datos recogidos deber& ser cui-
dadosamente anotados de modo que puedan ser comparados con los que se
obtuvo durante la ereccion de la turbina y chequear si ha habido cam-
bies, desalineamIentos o destastes durante la operaciak de la unidad.
Mementos antes de sacar la turbina del servicio se& necesaria efec-
tuar pruebas de operacie'n a carga cero, madiaymákimo normal, prefer&
blemente en presencia de un supervisar de la casa fabricante. Estas -
pruebas servir& para tener referencias de temperaturas y presiones,
que ser& comparadas con las que se obtengan al efectuar idénticas -
pruebas una vez que la turbina sea otra vez puesta en servicie. En -
estas p~ebas tambi& deber% incluirse una prueba de disparo por so-
brevelacidad, para conocer que atencion debemos prestarle al regulador

o mecanismo de disparo durante el trabajo a realizarse.
La preparacion de la parada de la unidad debe ser hecha tan cuidado-
samente como sea posible,para eliminar pekidas de tiempo y confusie-
nes al comenzar los trabajos.Se deberaprestar singular importancia a
los siguientes factores:
l- Confeccionar una lista de todos las partes a ser inspeccionadas, y
la reparación a ser hecha,si ya se las conoce en ese momento.En unión
del Ingeniero enviado por la casa fabricante se estudiara esta lista
y tomando en cuenta el tiempo disponible,y el personal con que se va
a trabajar,se estimara las diferentes ubicaciones para el personal,el
ritmo de trabaje,etc.
2- Las herramientas a uuorse celecadas en su sitio,deber&u ser revisa-
das por el Ingeniero supervisor y tedas aquellas herramientas especia-
les necesarias para efectuar un determinado trabaje,deberak ser adqui-
ridas antes de efectuarse la parada de mantenimiento.
> La hora a efectuarse la parada debe& ser estab1ecida.y la turbina
preparada per el personal centratado o por el eprsonal de mantenimiento
de la planta.
4- Las facilidades necesarias para usar herramientas de trabajo debe&
ser prestadas,teniendo a mane conecciones ele'ctricas i aire comprimido,
asi cerne extensiones ele'ctricas y trames de manguera para aire.
5 El programa de trabajo debera ser planeado esperando las peores con-
diciones de la m&uina,de tal,manera que se compense asi la pérdida de
tiempo en el cAB@ que se encontrara algÚn trabajo inesperade cuando la
m&uina sea destapada.
Al remwerse la cubierta de la turbina, deberghacerse una inspeccian p
preli.mínar a las partes calientes para verificar rajaduras o combaduras,

y a las chumaceras,para verificar desgastes y desaU.neamíentos.I,as íe
letas mÓviles de la primera etapa deber& ser removidas y limpiadas con
Oxido de Aluminio #200 o cualquier otro limpiador semejante,Deber&y lub
go ser inspeccionadas para verificar si exiten rajaduras,usando para el
efecto cualquiera de los mkodos conocidos para esta clase de trabajos.
La aletas rotatorias de la turbina, no podrah ser reparadas en el mis-
mo lugar de tarbajo,en el caso que se encuentren rajaduras en las mis-
mas.Si una o dos aletas se encontraren con daños mecáhicos, el fabrican-
te podrá autorizar la repara&& lecal si fuese posible, o en su defecto,
el cambio de las aletas dtiadas.SimP embargo,si se encontraron aletas ra-
jadas debido a fatiga del material,el juago completo deberá ser cambia-
do,ya que es muy posible que en un corto tiempo otras aletas seguir& la
misma suerte.
Si la turbina no se la encontrare desalineada,o el eje distorsionado,no
es aconsejable remever el rotor de su lugarAlgunos disefios de turbina
requerir& sira embargo remover ea eje de la misma,can el fin de facili-
tar la remoc& de ciertas partes ubicadas en la parcio'n inferior.
CONCLLSIONES,
Es indispensable que todas las industrias poseedoras de turbinas de gas
mantengan un entendimiento definitivo con loe fabricantes en lo que res-
pecta a los tipos de carga que la turbina está supuesta a sopertar,asi
como les requerimientos de mantenimiento para estas condiciones de tra-
bajo.Esto no solo evitará muchas sorpresas cuando la turbina sea desta-
pada,sino que dar;( a su propietario la oportunidad de considerar las con-
dicienes de operación de la turbína,que resulten en un costo económico de
mantenimiento.

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