Fundamentos de turbinaNombre: Cesar E. Andújar Báez Matrícula: 2013-0215

Partes de la turbina

Las turbinas convierten la energía almacenada en el vapor en energía en energía mecánica que es usada para mover un generador. Las partes móviles de una turbina son el eje, que recorre la longitud total de la turbina y está conectado al generador; las ruedas, las cuales están montadas sobre el eje; y los alabes o paletas, los cuales están adheridos a las ruedas. De manera colectiva, las partes móviles de la turbina son llamadas rotor.

La función básica de los diafragmas es dirigir el flujo de vapor desde un conjunto de alabes móviles hasta el próximo. Como las ruedas son partes móviles, sus alabes giran a medida que el vapor pasa a través de ellos; ese giro mueve el eje de la turbina.

Una etapa es el apareamiento de un diafragma y una u ocasionalmente, dos ruedas.

Rotación de la turbina

Una turbina convierte la energía almacenada en el vapor en energía mecánica. Esta conversión es hecha por impulso, reacción o una combinación de impulso y reacción.

En una turbina de impulso, la fuerza del vapor a alta presión causa que se muevan, en forma muy parecida a como el viento hace que se muevan las “ruedas de pasador” de los niños.

En una turbina de reacción, la expansión causa el que los alabes móviles giren.

Otros tipos de sistemas de sellado de la turbina

Aunque los sellos de vapor son el método de sellado de turbina más común, hay otros métodos. Las dos alternativas más comunes son el sistema de sellado de carbono y el sistema de sello de agua.

Los sellos de carbono son usualmente encontrados en turbinas de baja presión. En este sistema, uno o más anillos de carbono son mantenidos en sitio contra el eje por medio de resortes. Mientras el eje gira, roza contra los sellos de carbono, y es creado un sello efectivo entre el eje y la carcaza.

Sistemas de sello de las glándulas y de escape de sello de las glándulas

El sistema de sello de las glándulas y el sistema de escape de sello de las glándulas sellan los puntos donde el eje de la turbina pasa a través de la carcaza.

Lubricación de los cojinetes

La operación precisa de una turbina es hecha posible por medio del sistema de aceite de lubricación de la turbina.

Componentes básicos de un sistema de aceite de lubricación de turbina típico

Los componentes básicos de este sistema son depósito, una bomba principal de aceite de lubricación, una bomba reforzadora y enfriadores de aceite.

El depósito es el punto central de almacenamiento para todo el aceite usado en el sistema.

La bomba principal: su función es suministrar aceite al sistema de control de la turbina y a la bomba reforzadora.

La bomba reforzadora: su función es suplir aceite a la sección de la bomba principal de aceite de lubricación y a los cojinetes de la turbina.

Los enfriadores de aceite lubricante (usualmente dos): son intercambiadores de calor que usan flujo de agua para enfriar el aceite.

Componentes adicionales de un sistema típico de aceite de lubricación de turbina

Un sistema típico de aceite de lubricación incluye una bomba AC auxiliar, una bomba DC de emergencia, y una bomba AC del mecanismo de giro . Otros componentes son el mecanismo de giro y un extractor de vapor.

Control de la turbina

Las válvulas de pare, las válvulas de control, las válvulas de pare del recalentador, y las válvulas de intercepción tienen dos funciones principales:(1) controlar el flujo de vapor a través de la turbina durante la operación normal y (2) cerrar todo el vapor a la turbina durante la parada o en condiciones de emergencia.

Si ocurre una emergencia, todas las válvulas listadas antes son cerradas, aislando efectivamente la turbina de la caldera.

Control de la velocidad de la turbina

Los dos sistemas más comunes para controlar la velocidad son el sistema de control mecanico-hidraulico y el sistema de control electro-hidráulico.

Las turbinas usualmente operan a una velocidad constante de 1800 o 3600 revoluciones por minuto (RPM).

Operación de la turbina

Las tres fases de la operación de la turbina son la operación de arranque, la operación normal y la operación de parada.

Operación de arranque

Cuando una turbina es arrancada por primera vez, la temperatura de sus partes internas aumenta de alrededor de temperatura ambiente a mas de 1000 grados Fahrenheit.

Disparo de la turbina

Una parada repentina es llamada un disparo, puede ser disparada automáticamente o manualmente. Si los sistemas automáticos fallan, el operador debe disparar la turbina manualmente.

Operación normal

Durante la operación normal, la velocidad de la turbina es estabilizada y mantenida esencialmente constante, porque el generador está conectado al sistema de potencia.

Operación parada

Los procedimientos de parada son similares a los procedimientos de arranque, pero inversa, la turbina está caliente, así que debe ser enfriada gradualmente.

Cambio de carga

Siempre que la demanda de potencia aumenta o disminuye, la potencia generada en la planta(o carga) debe cambiar para cubrir la demanda. El código bajo el cual las plantas de potencia deben operar es “la potencia producida debe siempre igualar a la demanda”. El cambio de potencia suministrada para igualar a la demanda es llamado un cambio de carga.