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TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE TIANGUISTENCO

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Title: TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE TIANGUISTENCO Author: Ernesto GL Last modified by: ALFREDOND Created Date: 3/6/2008 6:55:15 PM Document presentation format – PowerPoint PPT presentation

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Title: TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE TIANGUISTENCO


1
TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE
TIANGUISTENCO
  • PLANTAS TERMICAS
  • TEMA 4.2.5 REGENERADORES
  • INTEGRANTES
  • MONROY ÁNGELES BALDEMAR OSVALDO
  • JOSÉ ALFREDO NEGRETE DÍAZ
  • EDUARDO ORDOÑEZ GARDUÑO

2
ObjetivoQue el alumno conozca la definición de
regenerador y la clasificación de los
regeneradores.
3
Introducción Los regeneradores o
intercambiadores de calor empleados en las
turbinas a gas son del tipo estacionario, o bien,
del tipo rotativo o giratorio, siendo los
primeros los más empleados.
4
REGENERADORES
Los regeneradores son intercambiadores en donde
un fluido caliente fluye a través del mismo
espacio seguido de uno frío en forma alternada.
Los recuperadores reducen el consumo de
combustible por el uso de los residuos de calor
recuperados de la corriente de gas de salida de
las turbinas de gas antiguas, de más baja
eficiencia. Esto típicamente incrementa la
eficiencia de la turbina en un 10.
5
En ellos los gases de escape pasan por el
interior de los tubos y el aire a precalentar por
el exterior de los mismos.   En los motores de
turbina de gas, la temperatura de los gases de
escape que salen de la turbina suele ser bastante
mayor que la temperatura del aire que abandona el
compresor. Por consiguiente, el aire de alta
presión que sale del compresor puede calentarse
transfiriéndole calor de los gases de escape
calientes en un intercambiador de calor en
contraflujo, el cual se conoce también como un
regenerador o recuperador.
6
  • El empleo de regeneradores presenta tres
    inconvenientes
  • Gran superficie de intercambio de calor.
  • Dificultad para la limpieza de la misma.
  • Aumento de la resistencia al paso de los gases de
    escape.
  • En un regenerador ideal, en donde suponemos que
    no hay pérdidas de calor, el balance de energía
    se establece igualando toda la energía que recibe
    el aire a la energía entregada por los gases de
    escape.


7
TURBINA DE GAS CON REGENERACIÓN
En un ciclo Brayton la temperatura a la salida
supera a la del aire comprimido (T4 gt
T2) Regeneración Aprovechar calor de los gases
de escape para precalentar el aire que entra a la
cámara de combustión, usando un intercambiador
cerrado a contraflujo (regenerador).
8
CICLO BRAYTON CON RECALENTAMIENTO INTERMEDIO
Se puede aumentar la potencia de la máquina,
realizando la expansión en etapas de varias
turbinas con recalentamiento intermedio en cada
etapa, hasta alcanzar la temperatura límite
inicial. Teóricamente podría emplearse un número
infinito de etapas de recalentamiento, lo que
llevaría, en el límite, a una expansión
isotérmica.
9
Esquema de la instalación para un recalentamiento
10
CICLO BRAYTON REGENERATIVO
También se puede aumentar el rendimiento del
ciclo, o sea, obtener más energía con la misma
cantidad de combustible, empleando parte del
calor perdido que se llevan los gases de escape
de la turbina, para precalentar el aire a la
salida del compresor, antes de su entrada a la
cámara de combustión, lo que permite gastar menos
combustible para llegar a la misma temperatura de
ingreso a la máquina.
11
CICLO BRAYTON REGENERATIVO
Donde Q1 Calor ganado por el aire Q3 Calor
cedido por los gases de combustión Q2 Calor
aportado por la oxidación del combustible
12
Clases de regeneradores
  • El intercambiador de calor es uno de los equipos
    industriales más frecuentes. Prácticamente no
    existe industria en la que no se encuentre un
    intercambiador de calor, debido a que la
    operación de enfriamiento o calentamiento es
    inherente a todo proceso que maneje energía en
    cualquiera de sus formas.
  • Existe mucha variación de diseños en los equipos
    de intercambio de calor. En ciertas ramas de la
    industria se han desarrollado intercambiadores
    muy especializados para ciertas aplicaciones
    puntuales.

13
DIAGRAMA DE LA MÁQUINA DE TURBINA DE GAS CON
REGENERADOR
14
Es evidente que un regenerador con una eficacia
más alta ahorrará una gran cantidad de
combustible puesto, que precalentará el aire a
una temperatura más elevada, antes de la
combustión. Sin embargo, lograr una eficacia
mayor requiere el empleo de un regenerador más
grande, el cual implica un precio superior y
provoca una caída de presión más grande. En
consecuencia, el uso de un regenerador con
eficacia muy alta no puede justificarse
económicamente a menos que los ahorros de
combustible superen los gastos adicionales
involucrados. La mayoría de los regeneradores
utilizados en la práctica tienen eficacias por
debajo de 0.85.
15
TIPOS DE SISTEMAS REGENERADORES
REGENERADOR ESTACIONARIO
No es más que un intercambiador de calor, los
gases de escape pasaban por una sección que
estaba en contacto con el aire proveniente del
compresor. 
16
REGENERADOR EL GIRATORIO
En este caso los tubos no se cruzaban, sino que
eran paralelos y eran atravesados por un disco
giratorio ( marcado como regenerador), con celdas
en forma de panal, que se caldeaba al estar en
contacto con los gases calientes, y
posteriormente cedía ese calor al pasar por la
zona fría.
17
CONCLUSIÓN
El buen diseño, fabricación y construcción de
intercambiadores de calor de placa y tubos
utilizados permite incrementar la eficiencia del
combustible en las turbinas de gas.
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