Turbina de vapor - Michelle Millan

Cabudare, Julio 2016

Ingenieria

ELECTRICA

Turbina De Vapor una de las tecnologías más versátiles y antiguas

INDICE Turbinas de Vapor 1927 03

ClasificaciĂłn de las Turbinas de Vapor.

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Funcionamiento de las Turbinas de Vapor 07

Partes de una Turbina de Vapor 09 Sabias Que‌ 11

TURBINA DE VAPOR 1927 “La turbina de vapor es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de vapor” El que por primera Vez pensó en utilizar la reacción del vapor fue el matemático y mecánico Herón de Alejandría, que ideó, ciento veinte años antes de la era vulgar, la conocida eolipila.

A la acción del vapor se dio aplicación mecánica por el arquitecto italiano Branca con la rueda que lleva su nombre.

Papín, poco después, abría un nuevo horizonte al empleo de la fuerza motriz del vapor; mostraba un nuevo camino por el cual, preferentemente, se dirigieron los técnicos de los siglos XVIII y XIX. El motivo de tal preferencia, aparte de la autoridad de las personas que dedicaron su vida al estudio de la maquina de embolo; creemos haya sido sobre todo la gran velocidad del motor de turbina aun con las pequeñas presiones entonces usadas. Estas velocidades no podían acostumbrarse, por no disponer de medios mecánicos que permitiesen elaboraciones perfectas, como precisamente son requeridas cuando se ponen en juego fuertes velocidades.

Recordaremos que Watt, el creador del motor de émbolo, sacó en 1784 un privilegio por una turbina de reacción inventada por él, y que diversos mecánicos contemporáneos suyos obtuvieron otras muchas patentes por motores de esa clase.

TURBINA DE VAPOR 1927 Pero, repetimos, la gran velocidad de los motores de turbina, sin relación con las aplicaciones posibles de aquel tiempo, impedía su inmediato empleo y á la par la solución práctica del problema por ellas presentado.

Hoy, resuelto felizmente por algunas casas el no fácil problema eléctrico de producir con períodos normales corrientes de alta tensión, girando á velocidades muy superiores á la ordinaria, los turboalternadores invaden las centrales de vapor y las hidroeléctricas donde es necesaria una reserva de éste.

De algunos años acá han aparecido en los mercados de Europa y América otros tipos de turbinas de vapor. Las numerosas patentes sacadas del 1900 en adelante demuestran un resurgimiento grandísimo en el estudio de estos motores, que hace esperar un porvenir brillante.

La lucha con la máquina de Watt está empeñada seriamente; hoy no es posible afirmar aún de un modo absoluto á cuál de los dos motores debe corresponder la palma de la victoria; pero si se juzga por lo que de América viene, donde casi no se habla ya de motores de émbolo, la previsión no es difícil.

Sin embargo, no serán seguramente las turbinas de vapor las que revolucionen el mundo industrial, como en su tiempo lo hicieron las máquinas de émbolo.

CLASIFICACIÒN Existen varias clasificaciones de las turbinas dependiendo del criterio utilizado, aunque los tipos fundamentales que nos interesan son

-Según la presión del vapor de salida: 1) Contrapresión, en ellas el vapor de escape es utilizado posteriormente en el proceso.

-Según el número de etapas o escalonamientos: 1) Turbinas mono etapa, son turbinas que se utilizan para pequeñas y medianas potencias.

2) Turbinas multi etapa, aquellas en las que la demanda de potencia es muy elevada, y además interesa que el rendimiento sea muy alto.

2) Escape libre, el vapor de escape va hacia la atmósfera.

Este tipo de turbinas despilfarra la energía pues no se aprovecha el vapor de escape en otros procesos como calentamiento, etc.

3) Condensación, en las turbinas de condensación el vapor de escape es condensado con agua de refrigeración. Son turbinas de gran rendimiento y se emplean en máquinas de gran potencia.

CLASIFICACIÒN - Según la forma en que se realiza la transformación de energía térmica en energía mecánica: 1) Turbinas de acción, en las cuales la transformación se realiza en los álabes fijos.

2) Turbinas de reacción, en ellas dicha transformación se realiza a la vez en los álabes fijos y en los álabes móviles.

2) Radiales, el paso de vapor se realiza siguiendo todas las direcciones perpendiculares al eje de la turbina.

Turbinas con y sin extracción.

- Según la dirección del flujo en el rodete.

1) Axiales, el paso de vapor se realiza siguiendo un con que tiene el mismo eje que la turbina. Es el caso más normal.

En las turbinas con extracción se extrae una corriente de vapor de la turbina antes de llegar al escape.

FUNCIONAMIENTO

La turbina de vapor es una máquina madura, bien conocida y muy experimentada. Más del 70 % de la energía eléctrica generada en el mundo se produce diariamente con turbinas de vapor por esta razón es de suma importancia conocer su funcionamiento El funcionamiento es muy sencillo, se introduce vapor a una temperatura y presión determinadas y este vapor hace girar unos álabes unidos a un eje rotor; a la salida de la turbina, el vapor que se introdujo tiene una presión y una temperatura inferior. Parte de la energía perdida por el vapor se emplea en mover el rotor.

Necesita también de unos equipos auxiliares muy sencillos, como un sistema de lubricación, de refrigeración, unos cojinetes de fricción, un sistema de regulación y control, y poco más.

FUNCIONAMIENTO La turbina es un equipo tan conocido y tan robusto que si no se hacen barbaridades con él tiene una vida útil larga y exenta de problemas, eso sí hay que respetar cuatro normas sencillas: o pequeños, se deben a no respetar alguna o algunas de esas 4 normas.

1) Utilizar un vapor de las características físico-químicas apropiadas.

2) Respetar las instrucciones de operación en arranques, durante la marcha y durante las paradas del equipo.

3) Respetar las consignas de protección del equipo, y si da algún síntoma de mal funcionamiento (vibraciones, temperaturas elevadas, falta de potencia, etc.) parar y revisar el equipo, nunca sobrepasar los límites de determinados parámetros para poder seguir con ella en producción o incluso poder arrancarla.

4) Realizar los mantenimientos programados con la periodicidad prevista.

Son normas muy sencillas, y sin embargo, casi todos los problemas que tienen las turbinas, grandes

PARTES DE UNA TURBINA Las turbinas de vapor están constituidas por dos partes principales; la parte giratoria- el rotor y la parte estacionaria- el estator. El estator (cilindro), está constituido por pedestales, cargadores, bloques de toberas, diafragmas y sellos y en ocasiones por el sistema de distribución de vapor y por el condensador. Los pedestales de la turbina sirven como apoyo del cilindro y de los rotores. Los cilindros de las turbinas normalmente se fabrican en dos mitades unidas entre sí por la unión horizontal y apretadas mediante tornillos y espárragos. Para garantizar la coincidencia plena de ambas mitades, en la unión horizontal.

PARTES DE UNA TURBINA Las turbinas que se construyen con parámetros de vapor vivo, que superan las 90 atm. y los 500° C y que poseen cilindros de alta y media presión con recalentamiento intermedio, normalmente están construidos con cilindros interiores.

Las turbinas que se construyen con cilindros interiores tienen la ventaja de disminuir las tensiones térmicas e hidráulicas que sufre el metal del cilindro y como consecuencia el espesor de las bridas de la unión horizontal y, además, facilitar la aceleración del arranque con un calentamiento más uniforme.

Dentro del cilindro están maquinados los encajes de los cargadores, diafragmas y sellos. Algunos cilindros como los de las máquinas de reacción tienen ranuras para insertar los alabes estacionarios y otros cilindros por razones tecnológicas tienen cargadores que agrupan sellos y diafragmas, esto facilita conformar el espacio y ubicar las extracciones de forma más compacta, también disminuye considerablemente la cantidad de tornillos lo que agiliza el mantenimiento.

Para impedir la fuga del vapor hacia el ambiente o las pérdidas entre los pasos y para evitar la penetración del aire en el cilindro sometido al vacío se construyen sistemas de empaquetadura o de sellaje. Las cajas de sellos ubicadas en el exterior del cilindro se llaman estufas.

Ingenieria

ELECTRICA Sabias Que…..

…hoy ya es posible transmitir electricidad sin cables?

La energía eléctrica ya hoy llega hasta nuestros dispositivos sin necesidad de conectarlos a los enchufes. Algunos ejemplos próximos pasan desapercibidos como los cepillos de dientes eléctricos, que cargan sus baterías sin necesidad de tenerlos enchufados, y pronto nuevas aplicaciones de este tipo se trasladarán a la carga de las baterías de nuestro teléfonos móviles y demás dispositivos electrónicos.

1era Edición Autor: Michelle Millán