Una turbina de gas es una turbomáquina en la que se expande un gas bajo presión.
Una turbina de gas consiste básicamente en un compresor, una cámara de combustión y una turbina. La propia turbina es similar a una turbina de vapor. Consiste en las palas guía fijas y las palas del rotor rotatorio.
El compresor, también conocido como supercargador, toma el aire del ambiente, lo comprime y lo pasa a la cámara de combustión a alta presión. En la cámara de combustión el aire se mezcla con el combustible inyectado y se enciende con quemadores de gas. En el caso de los combustibles líquidos, como el fuel-oil ligero o pesado, el combustible debe ser vaporizado antes de mezclarse.
Los gases de combustión, también conocidos como gases de combustión, producidos durante la combustión de la mezcla de combustible y aire, aumentan aún más la presión en la cámara de combustión. Los gases de combustión tienen una temperatura de hasta 1.500 °C. En el proceso abierto de la turbina de gas fluyen directamente sobre las palas de la turbina y las impulsan. La turbina está acoplada a un generador que convierte la energía cinética de la turbina en energía eléctrica.
El compresor requiere parte de la energía de combustión y, por lo tanto, suele estar acoplado a su propia turbina de tracción.
Al salir de la turbina, los gases de combustión todavía tienen altas temperaturas de unos 450 a 600 °C. Esto permite que se genere vapor en una caldera de calor residual. Puede utilizarse como vapor de proceso o de calefacción, como medio de accionamiento de turbinas de vapor en centrales eléctricas de ciclo combinado de gas y vapor o para la inyección de vapor en el proceso STIG.
Debido a su alto contenido de oxígeno residual, los gases de escape de la turbina de gas también pueden utilizarse como aire de combustión, por ejemplo, en las centrales eléctricas de carbón.
Las turbinas de gas para centrales eléctricas suelen denominarse turbinas de gas industriales o turbinas de gas de gran potencia. Están diseñadas como turbinas de un solo eje.
Además de las turbinas de gas industriales, también hay turbinas de gas derivadas de motores, también conocidas como turbinas de gas aeroderivadas. Se utilizan principalmente para el suministro de energía local. Los motores aeronáuticos son multieje, es decir, el compresor es impulsado por una turbina separada.
En total, se ofrecen en todo el mundo más de 200 tipos de turbinas de gas en el rango de potencia entre 200 kW y más de 300 MW. Las eficiencias típicas de las turbinas de gas en el rango de potencia de 50 MW y superior son de alrededor del 38 por ciento.
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