El rendimiento de una turbina aumenta al aumentar la relación entre la presión del aire después del compresor y la de entrada. También aumenta cuanto mayor sea la temperatura alcanzada en la cámara de combustión. Estos parámetros están fijados por el diseño de la turbina.
9. Sistemas auxiliares
La calidad del aire de combustión es un factor importante para el buen funcionamiento de la tur- bina de gas. Los fabricantes de turbinas de gas especifican un contenido de partículas mínimo en el aire de entrada. Para garantizar dicha calidad del aire, se instala un filtro de aire. La complejidad de este sis- tema depende de la calidad del aire en la zona de ubicación de la planta.
Es importante conocer no sólo la cantidad total de partículas, sino también su distribución granu- lométrica. Las partículas gruesas producen erosión de los álabes y las finas se depositan sobre ellos. En función de esta distribución granulométrica se selecciona el filtro adecuado.
Los filtros pueden ser de una o varias etapas y consisten en una serie de módulos que contienen cartuchos, fabricados de un material poroso, que suele ser celulosa o materiales sintéticos, donde quedan retenidas las partículas superiores a un tamaño determinado.
Existe la posibilidad de que los filtros sean autolimpiantes. Esto quiere decir que pueden limpiar- se durante el funcionamiento de la turbina, sin necesidad de parada. En otros casos se instalan filtros con-
vencionales, que solo pueden limpiarse durante las paradas de la turbina, desmontando las telas filtrantes. Normalmente se elige filtros autolimpiantes en climas secos y convencionales en climas húmedos, espe- cialmente en el caso de ambientes contaminados de aceites.
En el momento en que los filtros se saturan de partículas, se forma una especie de “torta” y es ne- cesario proceder a su limpieza. En el caso de filtros autolimpiantes, la limpieza se lleva a cabo en forma de “pulsos” con aire a presión, que fluye en la dirección opuesta al aire de combustión, la “torta” cae por gravedad y se recoge en la parte inferior, desde donde se evacua.
Respecto al momento en que se ha de comenzar la limpieza, esta puede ser: por tiempo, por me- dida de pérdida de carga o realizarse por activación manual del sistema.
9.2 Sistema antihielo
Protege la turbina contra la formación de hielo en la entrada del compresor. Se recomienda su ins- talación en emplazamientos donde la temperatura del aire puede estar por debajo de 4ºC coincidiendo con alto nivel de humedad. Los filtros autolimpiantes pueden trabajar en un mayor rango de condiciones, por- que el hielo incipiente que se forma se elimina como el polvo, por lo que hace un efecto de secado del aire.
Hay varias formas de actuación del sistema antihielo: precalentando el aire mediante intercam- biadores de agua caliente o vapor, o por un sistema consistente en que se recircula una parte del aire utili- zado para refrigerar la turbina, se mezcla con el aire de aporte, calentando la mezcla y por tanto, elimi- nando el riesgo de hielo.
9.3 Silenciador
Con el objeto de reducir el nivel de ruido del compresor, se instala un silenciador en la entrada de aire. Normalmente, el silenciador es de tipo bafles, fabricados con lana de vidrio recubierto de chapa per- forada.
9.4
Cerramiento (contenedor acústico)
Las turbinas de gas se pueden instalar en el interior de un edificio, o bien a intemperie. Siempre es necesario que estén protegidas por una envolvente acústica, de modo que se reduzca el nivel de ruido.
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Dicha envolvente es además una barrera de seguridad. En caso de fuego o escape de gas se para la turbina, se cierra completamente la contención y se descarga en su interior un fluido de extinción (CO2).
9.5
Sistema de limpieza del compresor
Consiste en inyectar un producto de limpieza (agua con detergente normalmente) en el compresor por medio de unas toberas. Hay sistemas para la limpieza en parada y en funcionamiento. Es más efectiva la limpieza en parada.
9.6
Sistema de arranque
El arranque de la turbina se puede llevar a cabo por distintos sistemas: Neumático, electrohidráu- lico o eléctrico: con un motor o con el propio generador de la turbina.
El arranque neumático se realiza con gas o aire comprimido, pero ya no se utiliza. Respecto al hidráulico, consiste en que una bomba envía el aceite a alta presión a una turbina hidráulica, con salida acoplada al reductor auxiliar.
También es posible arrancar con un motor dotador de regulación de velocidad por variador de frecuencia, o el propio generador de la turbina, en el caso en que éste pueda actuar como motor. En este último caso, durante el arranque, el alternador es alimentado con un regulador de velocidad.
9.7
Sistema de lubricación
El sistema de lubricación consiste en un circuito de aceite impulsado por una bomba accionada por la propia turbina o mediante un motor eléctrico. El circuito lubrica y a su vez refrigera internos de la turbina: rodamientos, sistema de sellado, reductor, etc. A veces hay varios circuitos, uno con aceite sinté- tico para la turbina y otro con aceite mineral para el resto. La fiabilidad de este sistema es vital, por ello siempre suele existir una bomba de reserva de corriente alterna y otra de continua, con batería de apoyo, para el caso de fallo de la alimentación eléctrica normal.
9.8
Refrigeración / Ventilación
La turbina de gas presenta una serie de pérdidas de calor que es necesario evacuar para no produ- cir sobrecalentamiento de los equipos. Los fluidos de evacuación son aire y/o agua.
Un punto a ventilar es el contenedor, para ello se puede tomar aire de aspiración del compresor, una vez filtrado, o bien directamente del exterior.
Por otro lado, el circuito de aceite de lubricación y el generador se refrigeran con agua. En el caso de turbinas pequeñas, se suelen refrigerar con aire.
9.9 Antiincendios y detección de gas
El sistema cuenta con detectores de gases/fuego. Además incorpora un sistema de descarga de CO2, que inunda el contenedor en el que se encuentra la turbina en caso de detectarse humo o llama en el interior.
10. Sistemas para aumentar potencia / rendimiento.
10.1 Enfriamiento del aire de aspiración
Las prestaciones de una turbina de gas, y en particular su potencia y su rendimiento dependen fuertemente de las condiciones ambientales del emplazamiento, sobre todo de la temperatura.
Dentro de los métodos de enfriamiento del aire de entrada a turbinas se utilizan casi exclusiva- mente dos: enfriador evaporativo y enfriador con intercambiador.