Análisis exergo ambiental de la combustión en una turbina de gas - López Alba, Emanuel (Universidad Autónoma Metropolitana, 2020)
La zona con mayor irreversibilidad y con un mayor impacto ambiental es la zona de recirculación debido a la reacción de combustión; la zona con menor irreversibilidad es la zona secundaria, debido a que en esa zona se lleva a cabo la mayor caída de presión y temperatura. La zona de menor impacto ambiental es la zona de dilución debido a que esa región tiene la menor temperatura y presión. Los resultados obtenidos muestran que la zona de recirculación tiene la mayor irreversibilidad, debido a que ahí se lleva a cabo la combustión; las demás zonas son menos irreversibles, debido a que sólo se considera la mezcla de aire y gases de combustión, en comparación con la zona de recirculación, la irreversibilidad es menor en la zona: dilución, 61 %; primaria, 66.3 %; secundaria, 98.8 %. Los indicadores ambientales permitieron identificar las zonas de la cámara de combustión con mayor impacto ambiental. Los resultados agredados de todos los indicadores muestran que la zona con mayor impacto ambiental es la zona de recirculación y es debido a la reacción de combustión y la zona de menor impacto ambiental es la zona de dilución debido a que es la zona con la menor temperatura y presión. Por lo tanto, la zona con mayor irreversibilidad y con un mayor impacto ambiental es la zona de recirculación debido a la reacción de combustión, la zona con menor irreversibilidad es la zona secundaria debido a que en esa zona se lleva a cabo la mayor caída de presión y temperatura, la zona de menor impacto ambiental es la zona de dilución debido a que es la zona con la menor temperatura y presión. En este trabajo se integraron exitosamente diferentes métodologías de evaluación que permitieron obtener la evaluación exergo-ambiental por zonas o regiones de una cámara de combustión de una turbina de gas.; El análisis exergo-ambiental de la combustión de una turbina de gas permite relacionar la exergía con los impactos ambientales, con lo cual es posible identificar y evaluar el lugar y la fuente de las irreversibilidades, y las zonas de una cámara de combustión tipo anular con mayor impacto ambiental. Con esa información se tiene la posibilidad de mejorar el sistema. En esta investigación se realiza un análisis exergo-ambiental a la cámara de combustión de una turbina de gas y se determinan los indicadores ambientales. Para poder llevarlo a cabo es necesario identificar las zonas y volúmenes de control que se van a estudiar en la cámara de combustión y las propiedades del fluido de entrada y salida de cada zona. Se realiza el dimensionamiento de una cámara de combustión tipo anular de una turbina de gas LM 2500+, a partir de correlaciones empíricas propuestas en la literatura; esto permite identificar las temperaturas y presiones de los fluidos que entran y salen de cada zona o volumen de control de la cámara de combustión. Posteriormente se determinan las exergías físicas del fluido que entran y salen de cada volumen de control. También se determina la exergía química de la reacción de combustión y de las corrientes que entran y salen de cada volumen de control, considerando la combustión con contaminantes como el CO, NO, SO y SO2, mediante el método de Olikara para determinar las fracciones molares, y el método de van´t Hoff. El análisis exergético se basó principalmente en la exergía química y física de cada corriente. Finalmente, mediante un balance de exergía y mediante la aplicación de indicadores ambientales este trabajo aporta de forma satisfactoria el conocimiento de la zona con mayor y menor flujo de irreversibilidad e impacto ambiental de una cámara de combustión tipo anular de una turbina de gas LM2500+.