BANCO DE EJERCISIOS N°2 TEMA: COMPORTAMIENTO DE

BANCO DE EJERCISIOS N°2
TEMA: COMPORTAMIENTO DE CENTRALES TURBOGAS
FECHA DE PRESENTACION: JUEVES 18 DE OCTUBRE.(CADA UNO EN SU GRUPO DE PRACTICA)
1. Se desea comparar la diferencia entre los rendimientos de una Central Turbogas
Sin
regeneración y con regeneración al 100% , si se tienen en cuenta los siguientes datos:
Condiciones de admisión: 1 Bar y 15 °C de Presión y Temperatura respectivamente.
La relación de presiones es 8 y el limite metalúrgico 3.6.
2. En una central turbogas que funciona como CJBSA admite aire a 22°C y 1 Bar de presión.
Si la relación de compresión es 10 y el limite metalúrgico ϴ=4.4. asumir que k=1.35 y R =
0.287 kj/kg-°K.
Hallar:
El rendimiento de planta si η cámara de combustión es 0.95 (Pci 48= Mj/kg), η instalación
= 0.95 y se genera 54 MW de Potencia Efectiva.
Determinar así mismo la Tasa de calor y el CVC, si el Precio del Gas Natural es 2.46
U$/MMBTU.
3. Una Central turbogas en funcionamiento normal tiene una relación de presiones igual a 8
, y un límite metalúrgico igual a 3.6 y rendimientos del compresor y de la turbina de gas
igual a 0.9.Se desea hallar lo siguiente:
a) Se tiene una caída de presión de 1.2% en la cámara de combustión y se desea saber
cómo implica esta variación en el rendimiento de la instalación y cuál es el valor de la
variación del rendimiento de la turbina.
b) Si en la misma instalación de TG se produce una variación relativas de 1.1% en el
rendimiento de la turbina y en el rendimiento del compresor, hallar la variación del
rendimiento global de la instalación.
c) Si en esta Turbogas la temperatura del aire a la entrada del compresor es 20°C y se
produce una caída en la misma que pasa a ser 10°C , se desea conocer la variación de
la temperatura a la entrada de la turbina en °C , si se mantiene constante el
rendimiento.
4. En una instalación turbogas funcionando con un
sistema de compresión escalonada y regeneración de
aire
a la entrada del primer escalonamiento
se
admite a 1 bar y 288 °C , mientras que la temperatura
de entrada a la turbina de gas es 1,100 °K. La relación
de compresión es 7.8 , la efectividad del regenerador
es 0.8 , el calor especifico del aire = 1.004 kj/kg-°C.
Determinar:
El rendimiento suponiendo ηc y ηTG = 1.
El rendimiento suponiendo ηc y ηTG = 0.9
5. Hallar el rendimiento
de una central turbogas que opera como gas perfecto con
regeneración y expansión fraccionado. El aire a la entrada del compresor es admitido a 1
Bar y 25°C , además ϴ = 3.4 ( T3=T5) . La relación de presiones es 12. El valor de la
efectividad del regenerador es 0.8.
6. Una central turbogas opera con un ciclo abierto regenerativo. En el compresor axial
entran 18 kg/sg de aire con una relación de presiones de 10. El aire circula a través del
regenerador y de la cámara de combustión hallando una temperatura final de 950 °C con
una pérdida de presión de 0.20 bar en el regenerador y 0.15 bar en la cámara de
combustión. En la turbina existe una pérdida de presión de 0.12 bar hasta la salida a la
atmosfera debido al regenerador.
Si el rendimiento interno del compresor es 0.85 , el de la turbina de gas es 0.9 , el sistema
de acoplamiento turbina de gas y compresor es de 0.98 , el del regenerador 0-85 y de la
cámara de combustión es 0.9. Calcular:
a) La Potencia Efectiva de la Instalación para un eficiencia del generador eléctrico del
90%.
b) El rendimiento de planta.
c) Hallar el Heat Rate y el CVC, para un Pci del Gas natural de 50 MJ/kg y un Precio de 2.5
U$/MWh.
Considerar los datos ambientales: 20 °C y 1 bar. K = 1.35.
7. Graficar en función de las siguientes ecuaciones:
Rendimiento termico del ciclo real =
Trabajo Neto WN =
(θ ∗ ηc ∗ ηTG ) − ρ
ρ−1
∗(
)
ρ
((θ − 1) ∗ ηc ) − (ρ − 1))
ρ−1
ρ
∗ Cp ∗ T1 ∗ ((θ ∗ ηTG ) − )
ρ
ηc
Trabajo Tecnico del Compresor Wc
ρ
1
= ∗
Trabajo Tecnico de la Turbina a gas WTG ηc 𝜃 ∗ ηTG
ALUMNOS
Honores-Vílchez-OviedoEmerson
Emilio- Vivar Samanamu-Rojas
– Bardales
Vega- Pacheco – Willy – Diego
Calero-Iparraguirre-Sanchez D –
Urbina
Juan Portilla-Cabellos – Rios –
Prudencio
Popayan- Aries- Ayala - Keyser
Casique- Vivar V – Arteaga
David – Laurencio
Yuria- Zafra- Angeles – Budinich
Carbajal- Sabana – RebazaEscobar
Salirosas- Javier Portilla- BravoZavaleta
Aguirre- Landauro- Cotrina_
Villegas
Teodoro-Navarrete- Aguilar Manrique
ηTG
0.90
ηc
0.90
θ
4.8
0.90
0.90
4.5
0.90
0.90
0.90
0.90
4.2
3.9
0.90
0.90
3.6
0.90
0.85
0.90
0.85
3.3
4.8
0.85
0.85
0.85
0.85
4.5
4.2
0.85
0.85
3.9
0.85
0.85
3.6
0.85
0.85
3.3
Variar los valores
de la relación de
presiones desde
1 hasta un valor
tal que se pueda
representar los
valores máximos
y
el
comportamiento
de las curvas de
diseño tal como
se representa en
la Figura N° 5 del
manual
N°2
TURBINAS
DE
GAS.