FACTORS AFFECTING ENGINE PERFORMANCE
Many factors, such as aerodynamics and thermodynamics, have a direct
effect on efficient GTE performance. We will discuss only two common factors,
the effect of ambient temperatures and the effect of compressor cleanliness. As
a gas turbine technician, you will be concerned with these in your daily
operation of the GTE.
Effect of Ambient Temperature
A standard day is indicated by the following conditions at sea level:
barometric pressure—29.92 Hg, humidity (water vapor pressure)—0.00 Hg, and
temperature—59°F.
Operation of engines above or below 50°F will proportionally affect
engine power output by as much as 15 or 20 percent. The power and efficiency of
a GTE are affected by both outside and inside variables. Air has volume that is
directly affected by its temperature. As the temperature decreases, the volume
of air for a given mass decreases, and its density increases. Consequently, the
mass weight of the air increases, causing the engine to operate more efficiently.
This happens because less energy is needed to achieve the same compression at
the combustion chambers. Also, cooler air causes lower burning temperatures.
The resulting temperatures extend turbine life.
For example, propulsion GTE is operating at 100 percent GG speed with
100 percent PT speed. The ambient (external air) temperature is 70°F. If the temperature
were increased to 120°F, the volume of air required would increase. The mass
weight would decrease. Since the amount of fuel added is limited by the inlet
temperature the turbine will withstand, the mass weight flow cannot be achieved;
the result is a loss of net power available for work. The plant may be able to
produce only 90 to 95 percent of its rated horsepower.
FACTORES QUE AFECTAN AL RENDIMIENTO DE LA TURBINA
Muchos factores, como
los aerodinámicos y los termodinámicos
tienen un efecto directo en el rendimiento de las turbinas de gas. Vamos a
revisar solo dos factores, los efectos producidos por a temperatura ambiente y
los efectos debidos a la limpieza del compresor.
Para cualquier técnico
de turbinas estos dos factores deben ser la operación diaria en su mantenimiento.
Efectos de la Temperatura Ambiente.
El “Standard Day”, se
refiere a unas condiciones especiales de prueba de las turbinas y que se usa en
la Marina de los Estados Unidos. Estas condiciones son a nivel del mar:
- Presión barométrica de 29.92 mmHg.
- Humedad (presión del vapor de agua) 0.00 Hg.
- Temperatura 59 ºF.
La operación de
turbinas por debajo de los 59ºF afecta a la potencia de salida en más de un 15%
o 20%. La potencia de la Turbina de Gas
está afectada por variables de entrada y de salida. El volumen del aire es
directamente afectado por la temperatura. Si la temperatura disminuye el
volumen disminuye y su densidad aumenta. Consecuentemente, el peso de la masa
de aire aumenta, causando que la turbina opere más eficientemente. Esto ocurre
porque se necesita menos energía para alcanzar la misma presión en las cámaras
de combustión. Esto también produce menores temperaturas en dichas cámaras. El
resultado es una vida más larga de la turbina.
Por ejemplo, una
turbina trabajando al 100% recibe el aire a una temperatura de 70ºF. Si ha
aumentamos la temperatura a 120ºF, el volumen de aire requerido se
incrementará. El peso de la masa disminuirá porque disminuyó la densidad. Puesto
que la cantidad de combustible añadido está limitado por la temperatura de
entrada que la turbina puede soportar, el peso de la masa de flujo no puede ser
alcanzado, el resultado es una pérdida de potencia neta disponible. La planta
entonces solo produce entre un 90% y un 95% de su potencia nominal.
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