Revista Internacional de la termodinmica (IJoT) vol 17 (nO 1),
pgs. 14-20, 2014 ISSN 1301-9724 / e-ISSN 2146-1511 doi: 10,5541
/ijot.480 www.ijoticat.com Publicado en internet: 01 Feb,
2014Anlisis termodinmico de una turbina de gas Planta modelada con
un enfriador por evaporacin1S. O. Oyedepo y 2O. Kilanko1, 2
departamento de ingeniera mecnica, de la Alianza Universidad, Ota,
Nigeria e-mail: DomingoResumenEn este documento, la mejora en el
rendimiento de la turbina de gas de refrigeracin de las centrales
del compresor de aire de admisin con un enfriador por evaporacin es
estudiado. Este estudio investig el efecto del sistema de
refrigeracin del aire de admisin en el desempeo de una turbina a
gas planta de energa en Nigeria. o Los resultados muestran que para
cada 5 C disminucin de temperatura del aire de admisin, potencia de
salida neta aumenta alrededor de un 5-10% y aumenta la eficiencia
trmica de 2-5 %. Est demostrado que la cantidad de este aumento es
mayor cuando la relacin de presin es alta y temperatura de entrada
de la turbina es baja. Los resultados de este estudio muestra que
la adaptacin de la actual central de turbinas de gas con sistema de
refrigeracin del aire de admisin da un mejor rendimiento del
sistema y puede ser una oportunidad de inversin atractiva a la
Nigeria el gobierno y los interlocutores de la planta.
Keywords: turbina de gas rendimiento; la humedad relativa,
temperatura de bulbo seco, temperatura ambiente, temperatura de
entrada de la turbina.
1. Introduccin la desventaja de ser menos eficaz y por lo tanto
el costo por unidad Las turbinas de gas se utilizan ampliamente
para la produccin de la electricidad generada es relativamente
alta.electricidad, aviones y diversos industriales la eficiencia
media de las centrales de turbinas de gas en aplicaciones como
refineras y plantas petroqumicas [ 1]. Nigeria sector de la energa
durante los tres ltimos decenios en aviones o unidades de propulsin
de los vehculos, las turbinas de gas son estuvo en el rango 27-30%
[ 5]. El bajo rendimiento de los elegidos debido a su gran
potencia-peso y la potencia de las centrales de turbinas de gas
estn vinculados a muchos factores, entre los que figuran:volumen.
Adems, en determinadas condiciones de funcionamiento modo de
funcionamiento, los pobres procedimientos de mantenimiento, la edad
de la planta, la eficiencia del ciclo de las turbinas de gas es
alto, en comparacin con el de las discrepancias en los datos de
funcionamiento, alta temperatura ambiente los motores de pistn. En
el campo de la generacin de energa, gas y humedad relativa.Estas
sirven como evidencia de que en los perodos de mayor demanda de
electricidad. Las turbinas de gas son rendimiento de la turbina de
gas ideal es sensible al aire del ambiente para esta aplicacin ya
que se pueden arrancar y parar temperatura. Como la temperatura del
aire en el ambiente sube, menos aire rpidamente para que puedan ser
puestos en servicio como sea necesario puede ser comprimido por el
compresor desde la deglucin para satisfacer la demanda energtica
mximos [ 4]. Sin embargo, debido a la capacidad del compresor y la
turbina de gas, disponibilidad de gas natural a precios
relativamente baratos de salida se reduce a una determinada
temperatura de entrada de turbina. En comparacin con combustibles
destilados, muchos pases en la adicin, el trabajo de compresin
aumenta porque el mundo, por ejemplo, Nigeria, uso convencional
grande GTs como carga de base volumen especfico del aire aumenta en
proporcin a las unidades, mientras que los ms pequeos para
satisfacer la falta de temperatura del aire de admisin [ 10]. En
general, el gas, la electricidad se produce durante un suministro
de emergencia o de la turbina est diseado para funcionar con un
volumen de aire constante durante los picos de demanda. Estos
sistemas, el flujo en el compresor. Cuando la temperatura del aire
en el ambiente sobre todo los que operan en un ciclo simple abierto
o se incrementa, su masa especfica se reduce, de modo que el flujo
de masa .% turbinas han sido a menudo elegida en el pasado cuando
inicio rpido anlisis termodinmico y trmica expuesta que apague en
demanda es necesario. Esto es especialmente eficaz y especfico de
salida disminuye con el aumento de la necesaria para compensar las
cargas mximas sobre el da. En la humedad y la temperatura ambiente,
como se muestra por Farzaneh, contraste, ciclos vapor que se
utiliza para el carbn y el petrleo disparos o Rge y Deymi-Dashteba
[ 6]. Aves y Grabe [ 7] tiene energa nuclear se carga de base de
mquinas desde el inicio y estudiaron el efecto de la humedad sobre
rendimiento de la turbina de gas se apaga ya enormemente debido al
gran calor y formulado las correlaciones. [ 8] El-Hadik lleva a
cabo una capacidad en el ciclo [ 2]. estudio paramtrico sobre los
efectos de la temperatura ambiente, la turbina de gas ciclo tiene
baja eficiencia trmica, presin, humedad y temperatura de entrada de
la turbina de potencia por lo que es importante buscar una mejor
turbina de gas y eficiencia trmica. l concluy que el ambiente
ciclos [ 1]. Por lo tanto, mejorar el rendimiento de temperatura de
los gases tiene el mayor efecto sobre la turbina de gas turbina fue
exitosa a travs del aumento del rendimiento de entrada de la
turbina, que aumenta con la temperatura de entrada de la turbina
(TIT) y el compresor relacin de presin y de temperatura y presin.
Las reducciones del poder y de los adelantos en tecnologa de
refrigeracin y en la ciencia de los materiales causados eficiencia
debido a un crecimiento 1 K temperatura se encontraron a alta
temperatura de entrada de la turbina concebible [ 3]. en 0,6 % y
0,18 %, respectivamente. La labor de las turbinas de gas (GTs) se
han utilizado para la electricidad Ibrahim et al. [ 9] tambin
muestra que un incremento de 1 C en el rea de generacin en la
mayora de los pases de todo el mundo. En el pasado, la temperatura
de entrada de aire del compresor reduce el gas su uso se ha
limitado en general a generar electricidad potencia de la turbina
de 1 a14 / Vol 17 (nO 1) Corresponding Autor
de entrada la turbina est disminuido. En comparacin con el caso
base (sin aire de entrada, a su vez, disminuira la potencia de
salida de la turbina de gas de enfriamiento).Estrictamente
hablando, la potencia de salida depende directamente de la tasa de
flujo de masa de aire en el ciclo. Para cada grado 2. Materiales y
Mtodos Celsius aumento de temperatura del aire, 0,5 a 0,9 % del 2.1
Recopilacin de Datos de potencia de salida de la turbina de gas es
reducido ciclo [ 11]. Los datos de funcionamiento de una unidad de
turbina de gas se recolectaron eficiencia y potencia de salida de
una turbina de gas durante el calor del da hoja de registro control
de la turbina por un perodo de cinco condiciones est a menos de
potencia de salida en condiciones fras y los aos (2006-2010). El
promedio diario de las variables del rendimiento de la eficiencia
de la planta disminuye a medida que las fueron analizados
estadsticamente y los valores promedios fueron calculados aumentos
de temperatura, debido a la relacin inversa para el periodo de
Enero a Diciembre, seguida de una entre densidad del aire y la
temperatura. El enfriamiento del aire de admisin de promedio
general. Un resumen de los parmetros de funcionamiento de la
turbina de gas, disminuye la temperatura, con lo cual aumenta la
del PB204 unidad utilizada para este estudio se presentan en la
tabla densidad del aire, con lo que aumenta la tasa de flujo de
masa. 1.El anlisis de la planta se divide en diferentes Muchos
investigadores han estudiado diferentes volmenes de control de la
refrigeracin y del rendimiento de la planta se mtodos para mejorar
el rendimiento de las plantas de uso estimado componente de
modelado. Misa y a las condiciones de alta temperatura ambiente
[12, 13, 14]. las leyes de conservacin de la energa se aplica a
cada componente Johnson [ 15] present un anlisis de la teora y el
rendimiento de la planta se determin para el funcionamiento de los
refrigeradores evaporativos de turbina de gas industrial sistema
simple (sin enfriador por evaporacin) y de las instalaciones. Los
clculos de los parmetros para predecir el sistema de refrigeracin
(con enfriamiento por evaporacin).rendimiento de enfriamiento por
evaporacin, adems de la instalacin, operacin, calidad del agua de
alimentacin y en la Tabla 1: Resumen de los datos de funcionamiento
de la barcaza 33.5 MW de gaslas causas y la prevencin de arrastre
de agua. Ondryas et al plantas de energa de turbinas[ 16]
investigaron los efectos de utilizar enfriadores de aire S/N Los
parmetros de funcionamientode admisin Unidad de Valor para impulsar
las turbinas de gas en las plantas de cogeneracin de potencia 1
tasa de flujo de masa de aire por 125,2 kg/s durante temperaturas
ambiente elevadas. Tres tipos de enfriadores del compresor (ma)es
decir, absorcin, compresin de vapor y la energa trmica 2
Temperatura de entrada de aire a 304 oK del compresorse estudiaron
de almacenamiento. (T1) 3 Presin de aire de entrada del compresor
(P Johnke y el mstil [ 17] inform de que un enfriador de medios
puede: 1) 0,1013 MPaaumentar la humedad relativa del aire de
entrada a alrededor del 90 %, 4 temperatura de salida del aire del
compresor de 622 oK(T2) con lo que se aumenta la potencia de salida
de 5 a 10% y la 5 presin de salida de aire del compresor eficiencia
de 0,980 MPa 1,5 -2,5 %. Ameri y Hejazi [ 18] han llevado (P2)de
factibilidad de instalacin de un sistema de refrigeracion de
absorcin 6 de gas combustible (gas natural) tasa de flujo de masa
(mf) 4,5 kg/sfresco del aire de entrada a la planta de energa
Chabahar las turbinas de gas. 7 De combustible relacin aire a plena
carga (en funcin del peso) 0.036 -Se ha demostrado que la salida de
potencia media puede ser 8 presin de entrada de gas combustible 1,2
MPa aumentaron tanto como 11,3 %. Kakaras et al. [ 19] tienen 9
temperatura de entrada a turbina de gas (T3) 1219 oK present una
simulacin por ordenador de la integracin de una 10 temperatura de
los gases de salida de la turbina 750 oK absorcin innovadoras
tecnologa de los enfriadores para reducir la temperatura de aire de
admisin en las centrales de turbinas de gas. Llegaron a la
conclusin 11 715 temperatura de los gases de escape aceptarque el
efecto de variacin de la temperatura del aire ambiente tiene el
valor de calentamiento 12 Inferior (LHV) 47.541,6 kJ/kg% gran pena
en el rendimiento de la planta de alta temperatura ambiente isentr
ica apropiada 13 eficiencia del compresor 85% temperaturas. 14
Isentr ica apropiada eficiencia de la turbina 87irreversibilidades
componentes de turbina de gas de 25MW power plant modelada con un
spray enfriador. Los resultados obtenidos muestran que el uso de un
spray enfriador de gas existente en el modelo termodinmico de 2,2
unidad de Turbina de Gas (ciclo Simple de turbina permite una mejor
eficiencia trmica y menos tipo) irreversibilidad en el sistema de
componentes y toda la figura 1 muestra el diagrama esquemtico de la
planta. La potencia de salida de la turbina de gas planta de
pulverizacin con turbina de gas ciclo eje seleccionado en este
estudio. El enfriador se observa un aumento por encima del 7 %,
temperatura de entrada del compresor es igual a la temperatura
ambiente acompaado de incremento del 2,7 % en eficiencia de la
mquina con una temperatura en la base de refrigeracin que descuida
la Abam % et al [ 14] lleva a cabo anlisis de rendimiento y
eficiencia de la combustin 15 99reduccin de consumo especfico de
combustible de 2,05 y 10.03% efecto y simula el ciclo bajo
condiciones ISO (T0 =incremento en la energa de escape. 15 C,
Pteniendo en cuenta el rpido aumento de la demanda de electricidady
sin cada de presin en conductos de admisin y de escape. Por lo
tanto, la presin de entrada es del 0 % = 101,3 kPa y = 60Nigeria y
la escasez esperada en la fuente de alimentacin dada por Ewa et al
[ 20]:los retrasos en la ejecucin de los grandes proyectos de
energa, adaptacin de la turbina a gas (GT) en las plantas de energa
(1) el sector de la energa, con aire de admisin sistema de
refrigeracin es una
atractiva oportunidad de inversin para la celebracin de la
fuerza area y los productos de la combustin se supone que se
comportan como compaa de Nigeria (PHCN). Es el objetivo de este
estudio de gases ideales.modelo de intrusin activa 33,5 MW turbinas
de gas con un enfriamiento por evaporacin es. Asimismo, el estudio
investiga la presin del aire que sale del compresor (P04) calculado
como:mejora en el rendimiento y la modificacin de una cuadrcula de
turbinas de gas conectado a Egbin alimentacin (2) Estacin de
Nigeria, utilizando las condiciones climticas predominantes.El
rendimiento de la propuesta de modificacin es ciclo Brayton donde r
es la relacin de compresin.Int. J. de la termodinmica (IJoT) vol 17
(nO 1) / 15
temperatura los gases de escape de la turbina de gas es dada
como:
{ [ ( ) ]} (10)
es donde T isentr ica apropiada la turbina es eficiencia y P06
presin ambiental.
La potencia de las turbinas es igual a:Figura 1 Esquema del
ciclo de las turbinas de gas estndar.Partiendo de la base de un gas
ideal de estado 04 y teniendo el ( ) (11)isentr ica apropiada
eficiencia del compresor de 0,85 , el total de la temperatura del
fluido que sale del compresor puede ser el lugar donde g es la tasa
de flujo de masa de gases de combustin y seevala mediante gas ideal
relaciones (12)
][( ) (3) La potencia neta obtenida de la turbina de gas est
dada por:
donde (13) c es la eficiencia del compresor y es el calor
especfico. El consumo especfico de combustible (SFC) est
determinado por el compresor funciona se calcula a partir de la
ecuacin de caudal (14). El consumo especfico de combustible se
compara la tasa de cambio y la entalp el compresor de la siguiente
manera: relacin de la cantidad de combustible utilizado por un
motor a una potencia caracterstica, como la cantidad de energa que
el motor produce. Este es un ( ) (4) muy importante criterio
econmico.
donde es la tasa de flujo de masa de aire es el especfico y
kg/kWh (14) capacidad calorfica del aire, lo cual es considerado en
este estudio como unavariable de temperatura funcin y puede ser
ajustado por Ecuacin (5) para el rango de 200 K < T < 800 K [
11]: tasa de calor (HR) de una turbina de gas ciclo est determinada
por:
(15) ( ) ( ) ()
( ) () (5) La eficiencia trmica de la turbina de gas se calcula
de la siguiente manera:
[ 21]. %2 La cada de presin a travs del (16) por lo generalse
calcula de la siguiente manera:
cmara de combustin (P cc) es La turbina presin de entrada
(P05)2.3 Modelo termodinmico de Unidad de Turbina de Gas con
sistema de refrigeracin ( ) (6) donde es el nivel de entrada de
turbina de presin, es la presin de entrada de la cmara de
combustin, y Pcc es cada de la presin en la cmara de combustin.El
calor emitido por la cmara de combustin se determina a partir del
balance de energa:
( ) (7)donde figura 2 diagrama esquemtico de la turbina de gas
con ciclo Cpg es la capacidad calorfica especfica de los productos
de la combustin; el cpg en este trabajo es considerado una variable
de temperatura como funcin [ 29]: sistema de refrigeracin.
( ) ( ) () La Figura 2 se muestra un diagrama esquemtico de una
turbina de gas con sistema de refrigeracin. La turbina de gas
planta consta () (8) del compresor, cmara de combustin y la
turbina. En este estudio, el aire de admisin propuesta tcnica de
refrigeracin para el anlisis la tasa de flujo de masa de
combustible se calcula como [ 20]: enfriamiento por evaporacin. El
rendimiento de la turbina de gas se evaluar con la propuesta tcnica
de refrigeracin y
(9) en comparacin con los valores de la simple turbina de
gas.
En el enfriamiento por evaporacin, el agua drena a travs de la
distribucin de notas en los medios de comunicacin, accin por la
accin de la gravedad hacia abajo donde LHV es el menor valor de
calentamiento del combustible (natural a travs de l, y se moja una
enorme esfera de gas superficie de soporte) y com es combustin
eficiencia. contactar por el paso del aire a travs del enfriador.
El aire seco16 / Vol 17 (n. 1) Int. Centro de Termodinmica
(ICAT)
se mezcla con agua donde est saturando la temperatura de bulbo
seco (DBT) del aire de admisin inicial alcanza Temperatura de bulbo
hmedo (WBT).Se supone que la humedad relativa del aire de salida
del enfriador no superar el 100% a pesar de la entrada de aire
acondicionado. La humidificacin eficiencia se asume que es 100% La
turbina de gas planta se desarrollan modelos en los siguientes
supuestos: (i) todos los componentes tienen lmites adiabtica, (ii)
rendimiento de la planta en condiciones ISO, (iii) el aire y los
productos de la combustin tiene caractersticas ideales, (iv)
cintica y potencial de la energa los componentes son dejadas de
lado, y (v) las condiciones ambientales de (a) temperatura y presin
son de 25 C y 1,013 bar.
2.2.1 Modelo de Refrigeracin humidificador en caliente y
relativamente seco el clima puede ser realizada por enfriamiento
evaporativo [ 20]. Esto es debido a que el mtodo de refrigeracin
utiliza el calor latente de vaporizacin a temperaturas frescas de
la temperatura seca [ 21].Refrigeracin por evaporacin consiste en
pasar el aire a travs de una pulverizacin de agua o forzando el
paso de aire a travs de un empapado de notas que se mantiene
reponer con agua [ 22]. Debido a la baja humedad del aire de
entrada, una parte de la inyeccin de agua se evapora. (B) laenerga
necesaria para la evaporacin es proporcionada por el aire La Figura
3: (a) Esquema de enfriamiento por evaporacin adiabtica (b)arroyo,
que se someten a una reduccin de la temperatura. El proceso de
saturacin adiabtica la tabla psicomtrica:siguientes supuestos en el
humidificador modelo. RH - Humedad relativadel volumen de control
humidificador lmite da la presin de aire del ambiente. %1 La
humedad relativa en el humidificador de salida es de 95% de la masa
en la ecuacin de balance La cada de presin de aire en el
humidificador esel material ms comn tipo de refrigeradores con
evaporacin es un mojado de panal por evaporacin al mximo medio
(17)superficie de refrigeracin y potencial. La Figura 3 ilustra
el
principio de funcionamiento del enfriador por evaporacin. Segn
donde es la humedad especfica y se calcula aIbrahim et al [ 9],
este equipo de refrigeracin se coloca despus de la temperatura
determinada comosistema de filtro de aire como se muestra en la
Figura 3. Este tipo deacuerdo protege los medios de comunicacin de
polvo, y otros
(18)
contaminantes en el aire, de lo contrario que inciden sobre
ella. Refrigeracin por evaporacin implica transmisin de calor y de
masa, el cual ocurre cuando el agua y el aire no saturado de agua
mezcla del aire de entrada estn en contacto [ 11]. Esta
transferencia es una funcin de las diferencias de temperaturas
y
es la presin parcial de vapor, es la humedad relativa y la
presin de saturacin del aire correspondiente a la temperatura
deseada.La ecuacin de la balanza de energa para el humidificador
est dado presiones de vapor entre el aire y el agua. Calor y masa
por: transferencia, tanto en el enfriador por evaporacin debido a
que la transferencia de calor entre el aire y el agua se evapora el
agua y la ( ) (19) el agua que se evapora en el aire constituye
transferencia de masa.En enfriamiento por evaporacin, calor
sensible del aire es
en caso de cesin de agua, que es calor latente cuando el agua se
evapora. El vapor de agua se convierte en parte del aire yha,ha,e y
yo se la entalpa del aire hmedo en la salida y la entrada del aire
humidificador, respectivamente, y se calculan de la siguiente forma
lleva el calor latente de la misma. El aire seco y temperatura de
la lmpara disminuye porque le da el calor sensible. El aire
hmedo-
( ) (20a) temperatura de la lmpara no se ve afectada por la
absorcin de calor latente en el vapor de agua debido a que el vapor
de agua entra en el aire en el aire la temperatura de termmetro
hmedo. ( ) (20b)En teora, el aire entrante y el agua en el
enfriamiento por evaporacin son considerados como un sistema
aislado (20c) a no ser calor aadido al sistema o se elimina de ste.
El
proceso de intercambio el calor sensible del aire latente de las
ecuaciones (17 - 20) puede ser resuelto para determinar el calor de
evaporacin del agua es adiabtico [ 23]. El valor de T se usa el
sistema como la solucin preferida en seco/clima desrtico,a, e, a,
e, Mw. La temperatura del aire de admisin despus proceso de
enfriamiento (Figura 3) se puede calcular como:en mejor de los
casos [ 24]. %7, que se puede esperar que aumente la turbina de gas
en casi un 12 %. Mientras tanto, en climas clidos y hmedos, el aire
( ) (21) refrigeracin est limitado a la temperatura de bulbo hmedo
y la capacidad de la turbina de gas no puede ser mayor que Tb por
ms de 5 a02 es la temperatura de bulbo seco, Tw02 es la temperatura
de bulbo hmedo- y es la eficacia de refrigeracin.Int. J. de la
termodinmica (IJoT) vol 17 (nO 1) / 17
La carga de enfriamiento asociado con el sistema de enfriamiento
por evaporacin resultados en:
( ) (22) donde a es la tasa de flujo de masa de aire y del Cpa
es el calor especfico del aire seco a presin constante, determinada
en funcin de la temperatura promedio en el sistema de evaporacin.El
fluido de trabajo pasa por el compresor se supone que es un ideal
de la mezcla de aire y vapor de agua. La entalpa total de la
atmsfera es dada como [ 14]:
(23)donde h y hv es la entalpa de una es la entalpa de aire seco
y vapor de agua.La entalpa del vapor de agua puede ser evaluada por
[ 25]:
(24) donde j se refiere a estado 04 o 05.El total de la
temperatura del fluido que sale del compresor de isentr ica
apropiada eficiencia C puede serevaluado mediante relacin gas ideal
relacin:
(16)
el consumo especfico de combustible de la turbina de gas se
calcula por:
(14)
3. Resultados y Discusin El parmetro influye en lo que se
refiere a temperatura ambiente, la relacin de compresin y
temperatura de entrada de la turbina en el rendimiento de la
turbina de gas planta de energa de ciclo se presentan en esta
seccin. Los efectos de las condiciones de funcionamiento de la
salida de red, consumo especfico de combustible y la eficiencia son
obtenidos por equilibrio de la energa utilizando MATLAB10 software.
En este estudio, un solo eje turbina de gas es numricamente
operativo simulado con el gas natural.El Cuadro 1 muestra los
parmetros tcnicos de la unidad de turbina de gas utilizado para
evaluar el rendimiento de la base de caso (sin refrigeracin aire de
entrada) y entrada de aire de refrigeracin por evaporacin. Una
simple turbina de gas fue simulado utilizando la ISO sin
condiciones de refrigeracin y variando la temperatura del aire,
temperatura de entrada de la turbina y la compresin
[ ] (25)
donde r ratio.p es la relacin de compresin y el calor especfico
del mismo modo, el total de la temperatura que sale de la turbina
de isentr ica apropiada eficiencia T est dado por: temperatura
ambiente conduce a una mayor densidad del aire y una menor del
compresor que a su vez da ms gas
( ) (26) turbina potencia de salida como se muestra en la Figura
5.
1003.1 Efecto de la temperatura ambiente Las Figuras 4 - 6
muestran el efecto de la temperatura ambiente en el rendimiento de
ambos simple turbina de gas de enfriamiento por evaporacin y las
condiciones de entrada. La Figura 4 muestra que la turbina de gas
eficiencia trmica se ve afectado por la temperatura ambiente debido
al cambio de densidad del aire y compresor. A bajarel caudal total
de masa de aire hmedo se da:
( ) (27)
donde son masa y velocidad de flujo de aire hmedo y seco aire
respectivamente. El compresor de aire hmedo entre los estados y se
calcula a partir de la tasa de flujo de masa y entalpa en el
compresor:
(28) ( ) ( ) ( la potencia producida por la turbina debido a la
expansin de los gases calientes se obtiene como:
( ) ( ) (29) donde ( ) (30)
(31)
La potencia neta obtenida de la turbina de gas es dada como:
(13) la eficiencia trmica de la turbina de gas es dada como:
18 / Vol 17 (nO 1)Hthermal
SThermal 50(%)
Eficiencia trmica 0 270 290 310 330 350 Temperatura ambiente (K)
Figura 4: Efecto de la temperatura sobre la turbina de gas
eficiencia trmica; SThermal - simple eficiencia trmica turbina de
gas, Hthermal -humidificado eficiencia trmica turbina de gas.
Se puede observar en la Figura 4 que cuando la temperatura
ambiente aumenta la eficiencia trmica disminuye. Esto es debido a
que, la tasa de flujo de masa de aire de entrada del compresor
aumenta con la disminucin de la temperatura ambiente. As, la tasa
de flujo de masa de combustible aumentar, pues relacin
aire/combustible se mantiene constante. El aumento de potencia es
menor que la del compresor de entrada tasa de flujo de masa de
aire; por lo tanto, el consumo especfico de combustible aumenta con
el incremento de la temperatura ambiente (Figura 6). Esto ocurre
debido a un incremento de las prdidas debido a la mayor cantidad de
gases de la combustin.Salida de potencia neta y eficiencia trmica
de ciclo simple de enfriamiento por evaporacin y disminuir las
condiciones de entrada con el aumento en la temperatura ambiente.
Consumo especfico de combustible de turbina de gas ciclo aumenta
con el aumento de la temperatura ambiente. Este resultado muestra
la importancia de la baja temperatura del aire de admisin de la
turbina de gas.
Int. Centro de Termodinmica (ICAT)
50000
40000 30000 2000010000 SWnet HWnet
Salida 0 Trabajo en Red (kJ/s) 270 280 290 300 310 320 330 340
350 360Figura 5 ciclo de turbina de gasTemperatura ambiente (K) :
El efecto de la temperatura ambiente en salida de redSWnet - simple
turbina de gas de red, HWnet - turbina de gas Humidificado neto
producto del trabajo. ;
0,0025
0,0015 0,002 0,001 SSFC(kg/KWh)
Consumo de combustible especfico HSFC 0,0005 0270 280 290 300
310 320 330 340 350 360Figura 6 consumo ciclo de turbina de
gasTemperatura ambiente (K): El efecto de la temperatura ambiente
en especfico de combustibleSSFC - simple turbina de gas consumo
especfico de combustible, HSFC, humidificado turbina de gas consumo
especfico de combustible. ;En la figura 5 se puede observar que el
trabajo de la red resultados obtenidos es inferior en condiciones
ISO, cuando el aire de admisin no se enfra. Esto demuestra que la
sequedad ambiental afecta al rendimiento de la turbina de gas que
brinda un mayor nivel de potencia de salida cuando la humedad
relativa del aire es menor. Cuando el enfriamiento por evaporacin
se emplea tcnica, la turbina de gas eficiencia trmica es mayor en
comparacin con la base de caso como ocurri en la salida de potencia
los resultados.
3.2 Efecto de temperatura de entrada de la turbina La Figura 7
muestra la relacin entre la eficiencia trmica y temperaturas de
entrada de la turbina de plantas de energa con turbinas a gas.
Tiene una eficiencia trmica en foco artico eyectivo relacin con
temperatura de entrada de la turbina, la eficacia aumenta cuando
aumenta la temperatura de entrada de la turbina, tambin la
disminucin de relacin de la mezcla aire/combustible causado mayor
eficiencia trmica. Eficiencia trmica y trabajo de la red de salida
(Figura 8) aumentan con el aumento de temperatura de entrada de la
turbina. Pero este aumento se encuentra limitada por propiedad
metalrgicas de la turbina. El consumo especfico de combustible
(Figura 9) disminuye con el aumento de temperatura de entrada de la
turbina. Esto demuestra que turbina de gas de las centrales se
puede mejorar el rendimiento mediante el aumento de la temperatura
de entrada de la turbina.
50 40 3020 SThermal(%) 10 0 HthermalEficiencia trmicaFigura 7
eficacia de turbina de gas.1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160
1180 1200 Temperatura de entrada de la turbina (K) : El efecto de
temperatura de entrada de la turbina trmica deInt. J. de la
termodinmica (IJoT)4000030000
20000 10000 SWnet(kJ/s) HwnetRed 0 producto del trabajoFigura 8:
salida de la turbina de gas.1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160
1180 1200Temperatura de entrada de la turbina (K) fecto de
temperatura de entrada de la turbina en la red0,01
0,008 0,006 SSFC HSFC 0.004(kg/KWh
Consumo especfico de combustible 0.002 0 1020 1060 1100 1140
1180Temperatura de entrada de la turbina (K)Figura 9: Efecto de
temperatura de entrada de la turbina elconsumo especfico de
combustible.4. Conclusiones los parmetros operativos incluyendo la
relacin de compresin, temperatura de entrada de la turbina y la
temperatura ambiente influye significativamente el rendimiento de
la turbina de gas planta. Los resultados se resumen de la siguiente
manera:i) la eficiencia trmica y rendimiento en el trabajo neto
disminuye mientras consumo especfico de combustible aumenta con el
aumento de la temperatura ambiente.ii) Un aumento de la temperatura
de entrada de la turbina aumenta la potencia de salida y eficiencia
trmica y disminuye el consumo de combustible especfico.iii) sistema
de enfriamiento por evaporacin ha mejorado el rendimiento de la
turbina de gas planta como la eficiencia trmica y trabajo de la red
de mayor que la obtenida de una simple turbina de gas.iv) Este
estudio muestra el efecto significativo de incorporar sistema de
entrada de aire de refrigeracin a una simple turbina de gas de las
centrales con el fin de construir una planta de energa turbina de
gas en Nigeria.v) El sistema de refrigeracin del aire de entrada
ayuda a reducir la contaminacin del medio ambiente como la Consumo
de combustible especfico es menor que el de una simple turbina de
gas.
Nomenclatura Instruc o fic calor a presin constante [kJ/kg C] Cp
LHV menor poder calorfico [kJ/kg] entalpa especfica H [kJ/kg] HR
tasa de calor [kJ/kWh] tasa de flujo de masa [kg/s] presin P [Pa]
cada de presin [Pa] tasa de la transferencia de calor [kW]
relacin de compresin[ -] Temperatura [K ] temperatura de bulbo
seco[K] Tb temperatura de bulbo hmedo Tw[K] potencia[MW] SFC
consumo especfico de combustible[kg/kWh] eficacia de enfriamiento
por evaporacin[ -]Vol 17 (nO 1) / 19
humedad relativa [ -] calor especfico relacin[ -] Eficiencia[ -]
humedad especfica[kgwater/kgair]Subscript 0 aire ambiente
01,02,03,04,05,06 puntos indicados en las Figuras 1 y 2 Compresor
de aire C g da aire seco ha de gases de combustin de Entrada aire
hmedo en T Turbina de agua eficiencia trmica w
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Int. Centro de Termodinmica Aplicada (ICAT)