Las turbinas, tanto en versiones de vapor como de gas (combustión interna), crean grandes cantidades de potencia de eje en un pequeño paquete físico, especialmente en comparación con los motores de pistón. Las turbinas de vapor son, con mucho, la forma más común de impulsar generadores de energía eléctrica en empresas de servicios públicos debido a su confiabilidad y alta eficiencia, especialmente en comparación con los métodos de combustión interna para producir energía eléctrica. Calcular la eficiencia de la turbina es posible con el conocimiento de cuánta energía produce la turbina y cuánta energía necesita para producirla.
Paso 1
Defina el cálculo de la turbina de vapor. En este ejemplo, un generador de energía de 1.2 megavatios-hora en un ingenio azucarero es impulsado por una turbina de vapor que recibe 52,462 libras por hora de vapor sobrecalentado a una presión absoluta de 450 libras por pulgada cuadrada (psia) con una temperatura de 556.28 grados Fahrenheit. El vapor sale de la turbina saturada a 30 psia (aproximadamente 15 psi / calibre) y se usa en otra parte de la planta. Si el generador eléctrico tiene una eficiencia de conversión del 82 por ciento, puede calcular la eficiencia de la turbina.
Paso 2
Calcule la potencia real utilizada por el generador para producir 1.2 megavatios-hora de electricidad: 1.2 megavatios-hora dividido por 0.82 (82 por ciento) de eficiencia del generador = 1.4634 megavatios-hora de energía.
Paso 3
Convierta la potencia en eje para la turbina: 1.4634 megavatios-hora / (0.746 kilovatios-hora / caballos de fuerza X 1,000 kilovatios-hora / megavatios-hora) = 1,962 caballos de fuerza.
Paso 4
Convierta los 1.962 caballos de fuerza producidos por la turbina en BTU / hora. Multiplicar 1,962.45 por 2,545 BTU / hora resulta en un total de 4,993,323 BTU / hora consumido por la turbina.
Paso 5
Busque los valores de entalpía del vapor entrante y saliente. El vapor sobrecalentado tiene una entalpía de 1275.42 BTU / libra. El vapor que sale tiene una entalpía de 1164.1 BTU / libra. El valor neto de la energía suministrada a la turbina por el vapor es 111.32 BTU / libra de vapor.
Paso 6
Calcule las libras teóricas de vapor sobrecalentado en las condiciones anteriores para suministrar 4,993,323 BTU / hora dividiendo por 111.32 BTU / libra de entalpía neta de vapor consumida en la turbina. Esto equivale a 4,993,323 / 111.32 = 44,855.58 libras / hora de vapor.
Paso 7
Calcule la eficiencia de la turbina de vapor dividiendo las libras teóricas por hora de vapor por el vapor realmente consumido. Esto es 44,855.58 libras (teóricas) / 52,462 libras reales = 0.855 o 85.5 por ciento de eficiencia operativa.
