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3D animation of industrial gas turbine working principle

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Industrial gas turbines from MAN Diesel & Turbo cover the 7 -13 MW range. This animation explains the working principle of these heavy duty machines by example of the new MGT series. A twin shaft version serves for mechanical drive applications while the design of the single shaft version is dedicated for power generation.

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La carcasa protege y aisla el interior de la turbina pudiéndose dividir en 3 secciones longitudinales:

Carcasa del compresor: Está compuesta por una única capa para soporte de los alabes fijos y para conducción del aire de refrigeración a etapas posteriores de la turbina de gas.

Carcasa de la cámara de combustión: Tiene múltiples capas, para protección térmica, mecánica y distribución de aire para las 3 fases en que se introduce el aire en la combustión.

Carcasa de la turbina de expansión: Cuenta al menos con 2 capas, una interna de sujeción de los alabes fijos y otra externa para la distribución del aire de refrigeración por el interior de los alabes. Debe también de proveer protección térmica frente al exterior.

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La turbina de expansión está diseñada para aprovechar la velocidad de salida de los gases de combustión y convertir su energía cinética en energía mecánica rotacional. Todas sus etapas son por lo tanto de reacción, y deben generar la suficiente energía para alimentar al compresor y la producción de energía eléctrica en el generador. Suele estar compuesta por 4 o 5 etapas, cada una de ellas integrada por una corona de alabes con un adecuado diseño aerodinámico, que son los encargados de hacer girar el rotor al que están unidos solidariamente. Además de estos, hay antes de cada etapa un conjunto de alabes fijos sujetos a la carcasa, y cuya misión es redireccionar el aire de salida de la cámara de combustión y de cada etapa en la dirección adecuada hasta la siguiente.

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La cámara de combustión es el lugar donde se realiza la combustión del combustible con el comburente, generalmente aire, en el motor decombustión interna. Sus aplicaciones principales son: Motores de combustión interna alternativos.

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El compresor es el primer elemento que forma parte de la turbina de gas propiamente dicha. Su función es aumentar la presión del aire de admisión que proporciona el oxígeno comburente para la cámara de combustión en relaciones de compresión que oscilan entre 1:15 y 1:30.

En el compresor se realiza la primera transición indicada por el ciclo Brayton: la compresión, idealmente isoentrópica.  Como puede apreciarse en la figura 2, la presión y la temperatura aumentan, disminuye el volumen y la entropía se mantiene constante

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Una turbina de gas es un motor térmico rotativo de combustión interna, donde a partir de la energía aportada por un combustible se produce energía mecánica y se genera una importante cantidad de calor en forma de gases calientes y con un alto porcentaje de oxígeno.