Generic Gas Turbine Components v1.9_ES

7/22/2019 Generic Gas Turbine Components v1.9_ES

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1

Componentes de la turbina de gas

genrica.Versin 1.9


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2


Este mdulo presentar al delegado los distintos

componentes principales de la turbina de gas.

El delegado comprender la necesidad de los siguientescomponentes y se familiarizar con su funcionamiento:

Sistema de entrada de aire.Compresor, VGV y vlvula de purga intermedia.Aire de enfriamiento y de sellado.Sistema de combustin.Seccin de la turbina del compresor.Turbina de potencia y vlvulas de purga.Sistema de escape.


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3

SGT-400

CARCASADEENTRADADE AIRE


IGV y VGV


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4

SGT-400

COMPRESOR



IGV y VGV


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5

SGT-400

VLVULA DE PURGAINTERMEDIA

COMPRESOR



IGV y VGV


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7SGT-400

DIFUSORDEESCAPERADIAL

VLVULA DE PURGA INTERMEDIA

TURBINADEPOTENCIA

TURBINA DEL

COMPRESOR

CMARAS DECOMBUSTIN

COMPRESOR


Vlvulas de purga BOV


IGV y VGV


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8

Sistema de entrada de aire y de

filtracin.


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REA DEENTRADA DEAIRE

DISPOSICIN EN SECCIONESSGT - EJE DOBLE (CYCLONE)


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10

Sistema de filtro de entrada de aire de combustin.


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11

Paquete de filtro de impulsos (tipo vertical)


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12

Cartucho del filtro de entrada de impulsos


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13

VLVULA DESOLENOIDE DE

IMPULSOS DE AIRESECUENCIALES

VISTA DESDE ARRIBA

SUMINISTRO DEAIRE DESERVICIONORMALMENTE A6,7 BAR G (100 PSI)

Disposicin del filtro de impulsos


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Flujo de aire a la turbina (ejemplo tpico)

LABES DEL DEFLECTOR(Cascadas)

SILENCIADOR

AIRE LIMPIOPAQUETE DE

FILTRO

MOTOR

AIRE EXTERIOR

AIRE LIMPIO

FILTRO DE BASURA O DE FOD(Instalado sobre la carcasa deentrada de aire)


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15

Carcasa de entrada de aire interior quemuestra el filtro de basura


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16

Silenciador tpico de la entrada de aire de combustin


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17

Filtros tipo bolsa: simples y multietapas.

FILTRO DEBOLSA

REEMPLAZABLE

FILTRO DEBOLSA

LAVABLE

AIRELIMPIO

AIRELIMPIO

AIRELIMPIO

AIRECONTAMINADO

MOTOR


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18Lugar de acceso del introscopio SGT400 mediante los

Lugar de acceso para inspeccin del introscopio


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19

Acceso al rea de los labes gua de entrada


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20

Compresor, VGV y vlvula de

purga intermedia.

C j t i i l d t d l


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21

Para claridad durante esta presentacin,tambin consulte los diagramas de disposicinen secciones en la carpeta del curso.

stos deben encontrarse en la parte frontalde la seccin Planos.

Conjunto principal de rotor del compresor

DISPOSICIN EN SECCIONESSGT-400EJE DOBLE (CYCLONE)


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C j t i i l d t d l


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23

Conjunto principal de rotor del compresor

CONJUNTOS DE ROTOR DEL


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SGT 100

SGT 300

SGT 400

CONJUNTOS DE ROTOR DELCOMPRESOR.

C t i i i i l d l t d l


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25

Construccin inicial del rotor del compresor.

V ifi i d l t i id d d l di l t


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26

Verificacin de la concentricidad del disco y el rotor

Conjunto del rotor de la turbina del compresor apretado con


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27

Conjunto del rotor de la turbina del compresor apretado conpernos del rotor

Instalacin de equilibrio de rotores


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28

Instalacin de equilibrio de rotores

Equilibrio del conjunto de la turbina de


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29

Equilibrio del conjunto de la turbina depotencia

ns a ac n e prue as e so reve oc a e


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30

ns a ac n e prue as e so reve oc a erotor (fbrica principal)


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31

Palas y revestimientos del

compresor.

Revestimiento SermeTel


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32

Revestimiento SermeTel.

Un proceso complejo de tratamientode las palas con un revestimiento de

aluminio y cermica

Para qu se usa?-Para proteger las palas de la corrosin

-Para ayudar a evitar la adherencia de laspartculas de polvo-Para ayudar en la accin del lavado de agua

Qu es el revestimientoSermeTel?

Varias palas del rotor del compresor revestidas


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33

Varias palas del rotor del compresor revestidas

SGT 200. SGT 100 SGT 300 SGT 400



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34


Rotor del compresor principalrevestido con SermeTel.

Conjunto anterior de IGV y VGV


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35

Conjunto anterior de IGV y VGV

Mitad superior de lacarcasa del estator

del compresorSGT400.

Las posiciones deinstalaciones de las

etapas 1 a la 4 delos IGV y VGVpueden apreciarsecon claridad.

Las palas delestator de la 6 y 7aetapa ya estninstaladas.

labes gua variable


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36Palas tpicas del IGV y VGV

labes gua variable.

IGV VGV

Ensamblaje de los IGV y VGV


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37

Ensamblaje de los IGV y VGV

Mitad inferior de lacarcasa del estator delcompresor SGT400durante el ensamblaje.

Las etapas 1 a la 4 delos IGV y VGV ahoraestn instaladas.

Las palas del estatorde la quinta y sextaetapa se empacaroncon plasticina antes determinarlas,

pulimentando la puntade todo el conjunto.

labes gua de entrada y rotor del compresor


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38

labes gua de entrada (IGV) y rotor del

compresor

labes gua de entrada y rotor del compresor

Palas del estator del compresor de IGV y VGV


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39

Palas del estator del compresor de IGV y VGV

Mitad inferior de lacarcasa del estator

del compresorSGT400 terminada.

labes gua deentrada

labes guavariables

Las etapas 1 a la 4de los IGV y VGVahora se aprecianclaramente.

IGV

VGV1

VGV2

VGV3

VGV4

Extremo final de las palas del estator del


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40

Extremo final de las palas del estator delcompresor.

Mitad inferior de lacarcasa del estator delcompresor SGT300

terminada.

Las palas del estatordel compresor puedenapreciarse a travs dela 11aetapa final.

Los labes gua desalida del compresorde la 12afila estnocultos de la vista.

(Estabilizadores deaire)

Etapa

5 Etapa6

Etapa7

Etapa8

Etapa9

Etapa10

Etapa11

12VGV4

12

Lugar de acceso al introscopio en el compresor


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41

g p p

Vista en corte del rea del compresor SGT400.


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42Seccin del compresor SGT 400

SGT400 Nota: El

estator tiene 13filas de paletaje.

p

Vista en corte del rea del compresor SGT400.


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43Seccin del compresor SGT 400

SGT400

El estator tiene13 filas depaletaje.

El rotor tiene 11 etapas

p .


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Ensamblaje de la mitadsuperior de la carcasadel estator delcompresor de baja

presin SGT100.

IGV

VGV 1, 2 y 3

Etapas 4 y 5 de laspalas del estator.

En SGT100, las filas 7a la 12 estnconectadas a un

segmento distinto dela carcasa.

Extremo final del estator del compresor de alta presin SGT400.


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45

p p


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Problemas de prdida asociados con losd l t bi


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compresores de la turbina

Qu es una prdida?

Una prdidaes la ruptura aerodinmica del flujo de aireen el interior de la seccin del compresor de la turbina degas. El flujo de aire hacia delante se rompe y se torna

inestable.El volumen de aire que ingresa en las etapas de entrada

del compresor supera con creces la cantidad que sale porla salida del mismo.

El resultado de ello puede ser una inversin violenta delflujo de aire en el interior del compresor mismo.

Esta inversin del flujo de aire se denomina sobrecarga.

Condiciones de prdida y sobrecarga.


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48

p y g

Qu es una sobrecarga?

Una sobrecarga es el resultado de una condicin de prdida extrema.

A medida que el flujo de aire disminuye en las distintas etapas delcompresor, se reduce el flujo de aire que va hacia las cmaras de

combustin.

La relacin de combustible/aire aumenta rpidamente, al igual que lapresin de la cmara de combustin

La presin de la cmara de combustin supera la presin de falla P2y se desarrolla una rpida oscilacin de aire en el compresor. Estacondicin se conoce como una sobrecarga.

on nuac n e a so recarga ecompresor


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gcompresor

Qu es el penduleo del flujo?

La oscilacin del aire cambia con mucha rapidez entre el flujo de airehacia delante e inverso.

Ya que la presin de aire se reduce, esto es superado por la mayor

presin de la combustin. A medida que la mayor presin decombustin se reduce, esto nuevamente es superado por la presinhacia delante del compresor de modo que comienza rpidamente laoscilacin

Esta oscilacin tambin va acompaada de fuertes estrpitosrepetitivos que provienen del interior de las tuberas de entrada.

La necesidad de labes gua de entrada, labes gua variables yl l d

i t di


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50

vlvula de purga intermedia.

A alta velocidad (velocidad total), el flujo deaire que pasa a travs del compresor

aparece como se muestra arriba.

Sin embargo, a baja velocidad, es decir,arranque/parada hay un problema quesuperar

La necesidad de labes gua de entrada, labes gua variables yl l d i t di


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51

vlvula de purga intermedia.

A BAJA velocidad, el lado de entrada

del compresor es mucho ms eficazque el extremo de salida.


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La necesidad de labes gua de entrada, labes guai bl

l l d i t di


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53

variables y vlvula de purga intermedia.

Para superar este problemausamoslos labes gua variables a fin dereducir el flujo de aire en masa.Tambin expulsamos el exceso de aireusando la vlvula de purga intermedia.

Alta acumulacin deAIRE a bajas

velocidades.


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La necesidad de labes gua de entrada, labes guai bl

l l d i t di


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55

variables y vlvula de purga intermedia.

Funcionamiento de losIGV y VGV

Parte superior de la carcasa que muestra anillos

U i i l VGV


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56

Unision para los VGV


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funcionamiento)


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58

)

ACTUADOR A 48 mm o 100%FUNCIONAMIENTO =

REPLEGADO

1 etapa 2 etapa 3 etapa

labegua de

entradavariable

-4

0

FUNCIONAMIENTO SOBRE 1,5 Mw O SOBRE10.444 rpm

4 etapa

000

spos c n e a v vu a e purga n erme a400


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59

Vlvula depurgaintermedia

El aire intermediose toma desde la 7ay 8aetapas.

Componentes del generador de gas


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60

SGT-400

VLVULA DE PURGA INTERMEDIA

Disposicin de la vlvula de purga SGT 300 y400.


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61

00

COMPRESOR

VENTILACIN

N/C

N/C

N/A

N/A

VENTILACIN

P2

AIRE

ESTATOR

PURGA DE AIRE

SOL 79

AIRE DE INSTRUMENTACIN ODEL TALLER

HACIA LACOMBUSTIN

0>1100 VLVULA DE PURGA CERRADA POR EFECTO DE LA GRAVEDAD - SOL 79desactivada1100>7600 VLVULA DE PURGA ABIERTA POR EL AIRE SANGRADO 7600>VLVULA DE PURGA DE LA VELOCIDAD DE FUNCIONAMIENTO CERRADA POREL AIRE P2 .Sol 79 activada para el lavado de agua a fin de cerrar la vlvula de purga si tambin

se activa Sol 79 de parada por incendios.

VLVULA DE PURGA


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62

Aire de enfriamiento y de

sellado.


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Aire de enfriamiento y de sellado.


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DIAGRAMA DEL SISTEMA DE AIRE DE ENFRIAMIENTO Y DE SELLADO - SGT-400 EJE DOBLE (CYCLONE)

RespiraderoprimarioRespiradero

secundario

Respiradero dela turbina depotencia

Retornode aceite

Aire deinstrumentacin

AIRE AMORTIGUADOR DE PRESINMEDIA PARA EL SELLADO DELLABERINTO

AIRE DEL RESPIRADERO PRIMARIO

RETORNO DE ACEITE

AIRE DE ALTA PRESIN PARA EL SELLADO YENFRIAMIENTO DE LOS DISCOS Y PALAS DE LATURBINA

AIRE DEL RESPIRADERO SECUNDARIO

AIRE DEL RESPIRADERO DE LA TURBINA DE POTENCIA

VLVULA DERETENCIN

VLVULA MANUAL

SERVOVLVULA



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El aire de presin mediase toma desde las palasdel estator de la 7ay 8aetapas.

Respiradero primarioRespiradero

secundario



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66

El aire de alta presinse toma desde laetapa de salida delcompresor

Respiradero primarioRespiradero

secundario



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67

Aire para sellar elcojinete de

entrada


secundario


Retornode aceite

Aire de

instrumentacin


AIRE AMORTIGUADOR DEPRESIN MEDIA PARA ELSELLADO DEL LABERINTO

AIRE DEL RESPIRADEROPRIMARIO

RETORNO DE ACEITE



AIRE DEL RESPIRADERO DE LA TURBINA DEPOTENCIA

VLVULA DERETENCIN

VLVULA MANUAL

SERVOVLVULA



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68

Aire que actacomoamortiguador.

Para ayudar en elsellado delcojinete de salida







RETORNO DE ACEITE

VLVULA DERETENCIN

VLVULA MANUAL

SERVOVLVULA


secundario


Retornode aceite

Aire de

instrumentacin



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Aire para sellar los sellos dellaberinto del cojinete de

entrada/salida de la turbina depotencia y para ENFRIARlosdiscos del rotor de la misma.

Aire de

instrumentacin

Retornode aceite




RETORNO DE ACEITE




VLVULA DERETENCIN

VLVULA MANUAL

SERVOVLVULA



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70

El aire de alta presin se usapara sellar el cojinete de

salida.Tambin se usa paraENFRIARlos discos

Ylas palas del rotor de laturbina del com resor.


secundario




RETORNO DE ACEITE



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71

El aire se ventila a laatmsfera a travs delos respiraderosprimario, secundarioyde la turbina depotencia.



RETORNO DE ACEITE




VLVULA DERETENCIN

VLVULA MANUAL

SERVOVLVULA

Respiradero dela turbina depotenciaRespiradero

primarioRespiradero

secundario

Retornode aceite

Aire de

instrumentacin



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72

Sistema de combustin.

Sistema de combustin


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73

Existen dos tipos de sistema de combustin en uso.

DLE

Sin DLE

El sistema DLE se examinar en detalle ms adelante en este curso,

pero en trminos simples, se dise para reducir las emisiones sinnecesidad de inyeccin de agua.

Por consiguiente,bajas emisiones secas: DLE.

En ocasiones se hace referencia al sistema antiguo, sin DLE, comocombustin estndar. De algn modo ello puede ser engaoso, ya queahora instalamos DLE como estndar.

Sistema de combustin DLE


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74

SGT-400

QUEMADORES



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75

SGT-400

CMARAS DE COMBUSTIN

SGT400


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El sistema de combustin en SGT400 es slo DLE.Algunas de las primeras unidades 300 no eranDLE.

Las unidades 300 y 400 tienen cpsulas de

combustin externas.

Sistema de combustin can-annular.


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77

Sistema de combustinDLE de combustibledual

Quemadores de combustible


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El combustible se inyecta en el motor a travs de los quemadores.

ste puede ser gas o combustible lquido.

Quemadores DLE

Fabricados de dos componentes principales: Quemador piloto y quemadorprincipal

Sin DLE

Fabricados solamente de una unidad de quemador. (MPI)stos vienen en varias configuraciones y tipos.Inyectan gas combustible, combustible lquido, combustible doble, agua yvapor estndar, etc.

Los abordaremos con mayor detalles ms adelante en el curso

Quemadores de combustible estndar (sin DLE)


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79



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80



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81

SGT100

El sistema de combustin en SGT100 y 200 puedeser del tipo DLE y sin DLE.

Las unidades 100 y 200 tienen cpsulas decombustin internas.

DISPOSICIN EN SECCIONES - SGT-100 - DLE DEL EJE DOBLE (TYPHOON)



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82

Las cpsulas de combustin estn en elinterior de las carcasas de presin (SGT 100

y 200).


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Seccin de turbina de

compresor o extremo caliente

REA DE LA TURBINA


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REA DE LA TURBINADEL COMPRESOR


Estator CT1, Rotor CT1, Estator CT2, Rotor CT2


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ESTATOR CT1

ROTORCT2

ESTATOR CT2

ROTORCT1

Seccin de la turbina del compresor


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86

TERMINOLOGA

Es posible que exista un poco de confusin con respecto a laterminologa y descripcin de las palas de los componentes.

Rotor del compresor Turbina del compresor..

Palas del estator. Palas del rotor..

En SGT100 y 300 nos referimos a la seccin del extremo caliente comopalas de alta y baja presin. No CT1 ni CT2

Alta y baja presin

En SGT200 y 400 nos referimos a la seccin superior como CT1 y CT2

Turbina del compresor 1 Y Turbina del compresor 2

Por lo tanto: CT1 = HP Y CT2 = LP



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87

SGT400

Pala del rotor CT1

Las palas del rotorCT1 y CT2 se

enfran de formainterna.

En SGT100, 200 y300 slo se

enfran las palasdel rotor de altapresin (CT1) dela 1aetapa.



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88SGT100 - Vista del rotor de

ba a resin.



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89

DISPOSICIN TPICA DEL SELLO

DE PUNTA ABRASIVA.

SGT 100

Estator CT1, Rotor CT1, Estator CT2, Rotor CT2Termopares de entre


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90

conductos

13 apagados (las

unidades antiguastienen 12)

stos otorgarn latemperatura entreconductos de escape

entre las etapas de laturbina del compresory la turbina depotencia.

Turbina de potencia y ubicacin de los termopares


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91

Los termopares se pueden retirar para su inspeccin.


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92

Retiro del termopar y el adaptador.


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93

Adaptador retirado para obtener acceso


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94

Termopar y adaptador


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95



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96

Abordaremos la seccin de laturbina de potencia acontinuacin

Los tapones desmontables se instalan para suinspeccin


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97

Lugar de acceso del introscopio


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98

Observemos SGT300 como ejemplo


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99

SGT300 Los tapones pueden retirarsepara la inspeccin del

introscopio del paletaje dealta y baja presin

Lugar de acceso del introscopio en SGT300


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100Acceso del introscopio, lado derecho mirando corriente arriba.

Tapones del introscopio en la carcasa de la turbina del

compresor SGT400


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101

Acceso del introscopio, lado derecho mirando corriente arriba.

3apagados

Flujo de gas

CT2 CT1


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Ejemplo de tapones del introscopio


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103

Tapones tpicos de

acceso del introscopioSGT-400

SGT-100, 200 y300 incluyendo ellugar de accesode la turbina depotencia.

Lugar de acceso del tapn del introscopio resaltado


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104

Vista del estator CT1durante la construccin delmotor.

Rotor CT2 de la turbina del compresor


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105SGT400 con tapones de acceso del introscopio a la vista


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106

Turbina de potencia y vlvulasde purga.

UNIDAD DE LA TURBINA DE POTENCIA SGT400


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107

(Menos difusor de escape y unidades de

vlvulas de purga)

Turbina de potencia y vlvulas de purga


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108

SGT-400

TURBINA DEPOTENCIA

Vlvulas de purga BOV

Seccin del estator y rotor de la turbina de potencia.


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109


NO hay unacoplamiento TURBINA


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SGT-400 es una unidad doble y, por lo tanto, la PT o turbinade potencia no esta conectada directamente al costado delgenerador de gases.

acoplamientoinstalado aqu.GENERADOR

DE GASES

DEPOTENCI

A

Salida de la turbina de potencia a la unidad accionada.


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111

TURBINA DE

POTENCIA

Caja de

engranajes

Unidadaccionada

Eje de altavelocidad

Eje de bajavelocidad

9500 RPM 1800 RPM

Reduccin

1500

Para generacin de energa

Salida de la turbina de potencia a la unidad accionada.


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112

TURBINADEPOTENCIA

Unidad

accionada

Unidad decompresor o dela bombaEje de

altavelocidad

9500 RPM

En ocasiones la unidadaccionada se conectar

directamente a la turbina depotencia

Observemos con mayor detencin..


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113



ROTOR


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114

ESTATO

R PT1

PT2

ESTATOR PT2

ROTORPT1



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115

Nuevamente contamos

con un buen lugar deacceso del introscopiopara la inspeccin de laturbina de potencia,cuando sea necesario.

TURBINA DE POTENCIA SGT 400


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116

TURBINA DE POTENCIA SGT 400

Puntos de acceso del introscopio

Turbina de potencia SGT-400

Las vlvulas de purga de aire P2


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117

BOV: Observemos con mayor detencin..




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118

Hay dos vlvulas de purgamontadas externamente.

Una a cada lado de la turbinade potencia.

Las vlvulas de purga sonfabricadas por MOOG yoperadas hidrulicamente.

El sistema hidrulico funcionaa presiones de 180 BarG(2646 psi)

Las vlvulas de purga de aire P2.


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119

Las vlvulas de purga tienen tresfunciones principales.

1. Se usan para evitar la sobrevelocidad de laturbinasi se pierde la carga elctrica.

2. Tambin se usan en algunas aplicaciones,

pero no en todas, para controlar lasemisiones de escape en una parte de lacarga. En este caso, las vlvulas de purga semodulan y la posicin se controla mediantela temperatura del motor.

3. En el arranque con combustible lquido sepueden usar para controlar las emisionesde humopermaneciendo abiertas a cargasbajas.



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120

Las dos vlvulas de purga, ventilan parte del airede salida del compresor (P2), directamente hacia

el difusor de escape.


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121

Sistema de escape.

Conjunto del difusor de escape


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122


Difusor de escape radial


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123

SGT-400

DIFUSORDE ESCAPERADIAL

Sistema de escape

Dif d di l L lid d i t h i l i i d


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124

Difusor de escape radial: La salida se puede orientar hacia la izquierda,en forma vertical o hacia la derecha. (90 60)

Generalmente la responsabilidad de mantencin de Siemens termina enla brida del difusor. El cliente "o terceros" mantendrn normalmente lasotras tuberas de escape.

Aplicaciones CHP: Si se usa calor y energa combinados, el escapepasar a travs de la unidad de intercambio de calor/caldera.

Con frecuencia, los amortiguadores se instalan con un tubo de escapede derivacin. Ello permite que el gas de escape se dirija hacia la calderao en forma directa a la atmsfera.

Debido a la expansin de calor, hay juntas flexibles instaladas en eldifusor y en las piezas del tubo de escape. Con frecuencia se lesdenomina bolsas de escape.

Baggy es el trmino para el personal en terreno de un colega detrabajo o conocido


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128

ALGUNA

PREGUNTA?

Fin


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Dirija toda la correspondencia a:

Siemens Industrial Turbomachinery LtdRuston HouseP O Box 1Waterside SouthLincoln LN5 7FDInglaterra

Siemens Industrial Turbomachinery LtdNo se puede reproducir ni transmitir parte de este documento de ninguna forma ni por ningn medio,incluyendo fotocopiado y grabado sin el permiso escrito de Siemens Industrial Turbomachinery Ltd

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