La turbina de gas: es una máquina de combustión interna que está impulsada por gas caliente o una mezcla de gas que combustiona con aire a baja presión. Hay dos sistemas de turbinas de gas, abiertos y cerrados.
En el sistema de turbina de gas abierta se aspira en el aire atmosférico y da escape a gases emitidos. Estas máquinas están construidas con un rendimiento de hasta cerca de 100 MW.
El sistema de turbina de gas cerrada puede proporcionar un mayor rendimiento, ya que se utiliza aire comprimido u otros gases adecuados a baja presión; el gas se calienta y se enfría en un proceso cerrado.
Las máquinas de este tipo pueden proporcionar hasta 1.000 MW. La variación de la presión del gas en el sistema da buenas condiciones de control por lo que este sistema es el adecuado para reactores nucleares refrigerados por gas de alta temperatura.
El efecto y la eficiencia térmica dependen de la alta temperatura de trabajo fluido (gas) que se tenga, pero la temperatura no se puede seleccionar más alta de lo que la rueda de la turbina pueda soportar, y por lo tanto su desarrollo depende de la tecnología material.
Las altas temperaturas de hoy permiten de entre 850 a 900°C para turbinas de gas industriales, y temperaturas significativamente más altas para los motores a reacción. Con aire, vapor o cuchillas refrigerados por agua, se permiten temperaturas de hasta 1150-1200 ° C. Esto supone que el combustible es gas, por ejemplo. gas natural.
Historia
La primera patente de la turbina de gas fue obtenida en 1791 por el inglés John Barber, pero la realización técnica sólo fue posible alrededor de 1900. El ingeniero noruego Egidio Elling construyó en 1903 la primera turbina de gas que suministra efecto positivo, es decir, una máquina con el poder suficiente para el suministro de energías a las mismas turbinas que podían girar el compresor sin fuerza motriz externa al mismo.
En 1903 puso Elling acero fundido no aleado a su disco de turbina y no se atrevió a necesitar ir más allá que a los 400°C, y poco después hasta 500°C. En estas condiciones se inventó, en 1924, el sistema de turbina de gas de múltiples etapas; ingeniosa, que en diversas formas se utiliza ampliamente en la tecnología de turbinas de gas moderna, llamada generadores de gas propelente. Con buena razón Egidio Elling es llamado «el padre de la turbina de gas.»
En 1939, llegó el llamado mercado de turbinas de gas industrial, construido por la empresa suiza Brown Boveri & Co., una estructura que finalmente se utiliza para todas las turbinas de gas hasta nuestros días.
Aplicaciones
La mayoría de las turbinas de gas grandes son mayormente utilizadas en la producción de electricidad y en las plantas de energía de gas. En los grandes edificios comerciales las turbinas de gas pueden ir combinadas con calefacción central en invierno y refrigeración en verano, ahora bien, las denominadas plantas de energía total (comunes en los EE.UU.), también utilizan este sistema.
Las turbinas de gas se pueden utilizar para los buques de potencia como una alternativa a la construcción diesel, para el funcionamiento de la maquinaria auxiliar de a bordo (generador eléctrico, bombas y ventiladores) son las turbinas de gas las utilizadas.
También tienen una función importante en la industria del petróleo, ya que todos los campos en la plataforma continental noruega (por ejemplo), tienen turbinas de gas como fuente de energía principal, es decir, se utilizan para la generación de energía, la compresión del gas para el transporte y la inyección, así como para la inyección de agua.