Félix Ignacio Pérez Cicala

Figura 2.14: Corrección por condiciones iniciales [1]

adicional en la última etapa de la turbina de baja presión. Esta corrección se detalla en la Subsección 2.2.6.

El rendimiento obtenido se aplica a todas las etapas de las turbinas de media y baja presión.

2.2.4. Corrección de Baumann para etapas con condensación

La corrección de Baumann [5] permite calcular la variación del rendimiento isentrópico asociada a la condensación que se produce en las últimas etapas de una turbina de baja presión. La ecuación (2.10) es la forma de la regla de Baumann utilizada en el programa desarrollado. Esta regla solamente se utiliza si el título de vapor a la salida de la etapa es menor que 1. El método de Spencer, Cotton y Cannon [1] no utiliza esta corrección, pero se ha implementado en el programa para uso opcional. En el caso de estudio no se aplica la corrección.

Donde:

humedo es el rendimiento isentrópico corregido de la etapa.seco es el rendimiento isentrópico sin corregir.

es el factor de Baumann, que puede valer entre 0.4 y 2.5 para distintas turbinas. Por defecto, el programa utiliza el valor 0.7.

xmedio es el título de vapor medio de la etapa.

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2.2.5. Línea de expansión de las turbinas de media y baja presión

La línea de expansión de estas turbinas es de cálculo mucho más sencillo que en la turbina de alta presión. La línea de expansión se muestra en la Figura 2.15. Tras mezclarse el vapor del recalentamiento con el procedente de fugas (paso de HIV a Hm), se atraviesa la válvula de parada y control de la turbina de media (intercept valve). El punto ELEP se calcula con el rendimiento obtenido según la Subsección 2.2.3, utilizando como entalpía de entrada la entalpía Hm. A este punto ELEP obtenido se tienen que aplicar las correcciones detalladas en las secciones 2.2.6 y 2.2.7.

Figura 2.15: Línea de expansión de secciones con recalentamiento [1]

2.2.6.Corrección al punto final de la línea de expansión en la turbina de baja presión

La corrección que se realiza con la Figura 2.14 para condiciones iniciales están basadas en pérdidas por operar con condensado a una presión de escape de 1.5 in Hg (0.05 bar). Se debe realizar una corrección adicional cuando no se opera a esta presión de escape, consistente en modi car el punto nal de la línea de expansión de la turbina de baja presión (ELEP Expansion Line End Point, Figura 2.15).

Para aplicar la corrección, se calcula en primer lugar el punto nal de la línea de expansión si el escape estuviera a 1.5 in Hg, utilizando el rendimiento isentrópico calculado de acuerdo a la Subsección 2.2.3. A este ELEP se le aplica una corrección para llevarlo hasta la presión de escape real, utilizando la Figura 2.16. La variación de entalpía que se debe aplicar se calcula de acuerdo a la ecuación (2.11).

Donde:

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ELEP es la variación en entalpía del punto nal de la línea de expansión, respecto al punto nal a 1.5 in Hg.

ELEP0 es la variación del ELEP a 0 % de humedad, obtenida con la Figura 2.16 utilizando la presión de escape real de la turbina de baja presión.

y es el porcentaje de humedad del escape a 1.5 in Hg, calculado como 1 x, siendo x el título de vapor en tanto por uno.

Figura 2.16: Corrección por presión de escape [1]

2.2.7. Perdidas de escape y entalpía real utilizada (UEEP)

En el escape de la turbina de baja presión se producen pérdidas adicionales de energía, en lo que se conoce como péridas de escape (Exhaust Loss). Estas pérdidas se deben a dos componentes según Drbal, Westra y Boston [6], que son:

Pérdidas asociadas a la energía cinética del vapor al abandonar la carcasa de la turbina de baja, que se producen por no poder aprovechar la velocidad de salida.

Pérdidas de presión al pasar el vapor por la carcasa y el escape.

A medida que el vapor abandona la turbina, estas pérdidas se traducen en que la energía real aprovechada es distinta a la obtenida con el punto ELEP calculado en la Subsección 2.2.6. En el método de Spencer, Cotton y Cannon [1], estas pérdidas se cuanti can utilizando la Figura 2.17.

Félix Ignacio Pérez Cicala

Figura 2.17: Pérdidas de escape en la sección de condensación [1]

Para utilizar las curvas que se presentan en la Figura 2.17, es necesario calcular la velocidad de de salida de la turbina (Annulus Velocity), utilizando la ecuación Ecuación 2.12.

Aout

Donde:

Van es la velocidad de salida del vapor (Annulus Velocity). mcon es el ujo másico hacia el condensador.

es el volumen especí co a la salida de la turbina. xst es el título de vapor.

Aout es el área de salida.

Para obtener el valor de la entalpía de salida nal, se utiliza la ecuación (2.13). La entalpía de salida ELEP (Expansion Line End Point) es la obtenida mediante las correcciones aplicadas en la Subsección 2.2.6. La entalpía nal que se obtiene se denomina UEEP (Used Energy End Point).

Donde:

hUEEP es la entalpía nal (Used Energy End Point)

hELEP es la entalpía obtenida con el rendimiento isentrópico (Expansion Line End Point)

ExhLoss son las pérdidas de escape, obtenidas con la Figura 2.17

ys es la masa en tanto por uno de condensado, es decir 1 xs, siendo xs el título de vapor.

Con el valor obtenido de hUEEP , se calcula la energía generada por la ultima etapa de la turbina de baja presión, utilizando la ecuación (2.1).