Turbina a Gas

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

1.1 Planteamiento del problema.

En el mundo se han emitido informes por organismos internacionales que señalan un aumento de la población a nivel global, lo que conlleva a una búsqueda exhaustiva de mecanismos, sistemas y soluciones con el objetivo de mejorar la calidad de vida de las personas y generar un mejor confort en la vida de la mayor cantidad de personas posibles.

Sin embargo, esto representa un reto para la sociedad ya que la idea de lograr un modelo sostenible que le permita a la población vivir cómodamente requiere de la mejora constante de la tecnología existente y la creación de nuevas tecnologías que sean rentables económicamente y que también puedan coexistir de manera armoniosa con el medio ambiente.

De esta manera Dudley (2015) indica que uno de los aspectos fundamentales para el desarrollo constante de la humanidad es la administración consiente de los recursos energéticos existentes en el medio ambiente, dichos recursos son algunos de los que permiten la vida sostenida y adecuada de la generación actual y se desea que cumpla la misma función para las futuras generaciones de la población, siendo estos indispensables para proveer de una buena calidad de vida.

Al respecto Coira (2001) señala que los recursos energéticos son los mayores impulsores de la generación de energía eléctrica del mundo, algo que se ha vuelto vital para el día a día de cualquier industria, oficina, hogar o cualquier otro lugar donde los humanos realicen sus actividades cotidianas, volviéndose estos en parte fundamental de las actividades económicas y de la vida.

Se debe resaltar que una de las tecnologías más empleadas para la generación de energía eléctrica es por medio de la fabricación de centrales o plantas termoeléctricas, instalaciones que utilizan los combustibles fósiles a su favor para transformar y generar energía eléctrica. Estas centrales trabajan con una variedad diversa de combustibles, pero uno de los más eficientes y utilizados es por medio de las turbinas accionadas a gas.

Montilla (2017) define las turbinas a gas como turbomáquinas que forman parte del grupo de máquinas térmicas que operan en base al principio del ciclo Brayton, en donde aire comprimido es mezclado con combustible y quemado bajo condiciones de presión constante. El gas caliente producido por la combustión se le permite expandirse a través de la turbina y hacerla girar para llevar a cabo trabajo. En una turbina de gas con una eficiencia del 33%, aproximadamente 2/3 del trabajo producido se usa comprimiendo el aire. El otro 1/3 está disponible para generar electricidad, impulsar un dispositivo mecánico, entre otros.

Debido a que las turbinas a gas son un equipo que opera con la succión del aire proveniente del ambiente, su desempeño de acuerdo a Renovetec (2009) puede variar con cualquier factor que afecte el flujo de aire de admisión del compresor como la temperatura, densidad, humedad, presión atmosférica y el tipo de combustible. Esto hace que sean equipos muy eficientes, pero con poco rendimiento y que este se vea afectado por estos factores genera la necesidad de ver cuántos de ellos pueden ocasionar un porcentaje de perdida significativo en el rendimiento. Es por esto que la presente investigación tiene como objetivo realizar una simulación y analizar cómo afecta la temperatura del aire de succión que ingresa el compresor a una turbina a gas y que efecto puede tener esto en su rendimiento.

1.2 Formulación del problema

¿Cómo afecta la temperatura del aire de succión que ingresa el compresor a una turbina a gas Siemens en su rendimiento?

1.3 Objetivos de la investigación

1.3.1 Objetivo General 

Simular y analizar los efectos de la temperatura del aire de succión que ingresa al compresor de una turbina a gas Siemens.

1.3.2 Objetivos Específicos

• Describir y analizar el funcionamiento de una turbina Siemens.
• Encontrar los efectos que generan las variaciones de temperatura del aire que ingresa al compresor y como afectan el rendimiento de la turbina a gas.
• Analizar los efectos que suceden en el proceso de generación de energía de una turbina a gas con diferentes cambios de temperatura en el aire de succión del compresor.
• Simular los efectos generados por variaciones de temperatura en la entrada de aire al compresor de una turbina a gas Siemens.

1.4 Justificación del problema

Debido a la gran demanda de avances en la producción de energía eléctrica en el mundo a motivo de dar respuesta al crecimiento de la población y su necesidad constante de mejorar la calidad de vida de estos durante el transcurrir del tiempo se ha generado una gran producción de energía eléctrica a base de combustibles fósiles los cuales son el método más común para generar energía eléctrica.

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