Análisis exergo-ambiental del desempeño de una turbina de gas aeroderivada
En este trabajo se realiza un análisis exergo-ambiental de una turbina de gas aeroderivada de doble flecha GE LM2500+, basado en el análisis exergético y exergoeconómico, asimismo, se emplean indicadores exergético y ambientales, para evaluar el desempeño de la turbina de gas aeroderivada. También,...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2016 |
| País: | México |
| Institución: | Universidad Autónoma Metropolitana |
| Repositorio: | Repositorio Institucional de la UAM Iztapalapa |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:bindani.izt.uam.mx:kp78gg86p |
| Acceso en línea: | https://doi.org/10.24275/uami.kp78gg86p |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/LEM/Combustión info:eu-repo/classification/LEM/Combustion info:eu-repo/classification/LEM/Turbinas de gas info:eu-repo/classification/LEM/Gas-turbines info:eu-repo/classification/cti/1 |
| Sumario: | En este trabajo se realiza un análisis exergo-ambiental de una turbina de gas aeroderivada de doble flecha GE LM2500+, basado en el análisis exergético y exergoeconómico, asimismo, se emplean indicadores exergético y ambientales, para evaluar el desempeño de la turbina de gas aeroderivada. También, se estiman las emisiones de gases de efecto invernadero. Por otro lado, al ser usadas para accionar compresores centrífugos en aplicaciones costa afuera en la industria de petróleo y gas, se actualizan los mapas de operación de un compresor centrifugo accionado mediante una turbina de gas aeroderivada de doble flecha. Asimismo, las turbinas de gas aeroderivadas al estar sometida a largas jornadas de operación pierden gradualmente la capacidad de generación de potencia, debido a varios factores, tales como, fatiga térmica, ensuciamiento del compresor axial, ensuciamiento en los filtros de admisión de aire, pérdidas mecánicas no recuperables, etc., como consecuencia se incrementan las irreversibilidades con la disminución de la eficiencia isoentrópica de compresión, de la turbina de alta y baja presión. A través del análisis exergético, es posible determinar la generación de irreversibilidades en los equipos que integran la turbina de gas GE LM2500+. El objetivo principal del análisis exergético es determinar la localización y cantidad de irreversibilidades en un sistema. Asimismo, predice el desempeño termodinámico de un sistema energético, así como la eficiencia de los componentes del sistema mediante la cuantificación de la generación de entropía. Por otro lado, los indicadores energéticos y ambientales de la turbina de gas GE LM2500+, como eficiencia energética, relación de exergía recuperada, potencial de calentamiento global, potencial de formación de lluvia ácida, son ´útiles para determinar el impacto ambiental y la mejora en la sustentabilidad de la turbina de gas aeroderivada. En este estudio, se toman los valores de presión y temperatura ambiente de 100 kPa y 288 K, respectivamente. Como resultado del análisis exergético, las mayores irreversibilidades ocurren en la cámara de combustión, con el 19.47 % de la exerg´ıa total de entrada, eficiencia exergética de 94.5 % en el compresor, en la cámara de combustión de 87.1 %, para la turbina de alta presión de 95.1 % y finalmente para la turbina de baja presión de 94.9 %, la eficiencia exergético total es 40.06 % y la relación de exerg´ıa recuperable es de 29.43 %. La cámara de combustión presenta el mayor potencial de mejoramiento exergético con 2.83 MW; asimismo, el menor valor se obtiene en la turbina de baja presión con 0.088 MW. Por otro lado, el costo exergético de la corriente a la salida de la cámara de combustión es 256.513 MW, considerando los gases de escape como residuo; asimismo, la formación del residuo es principalmente por la contribución de la cámara de combustión y el compresor del generador de gases, en 62 % y 38 %, respectivamente. El potencial de calentamiento global es 393,37 gCO2/kWh, el potencial de formación de lluvia ´acida de 16.35 gSO2/kWh y el potencial de formación de smog de 15,55 gNOx/kWh. Además, la disminución de las pérdidas de exerg´ıa conduce a disminuir el efecto hacia el medio ambiente y aumentar la eficiencia energética. Por otra parte, el estudio de estos parámetros indica los niveles de mejora posibles para lograr una operación sustentable en la turbina de gas aeroderivada de doble flecha. |
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