Turboexpansor

Turbina Tesla

Un turboexpansor o turbina de expansión es una turbina centrífuga o de flujo axial, a través de la cual se expande un gas a alta presión para producir trabajo que a menudo se utiliza para impulsar un compresor o generador.[1][2][3]

Esquema de un turboexpansor que acciona un compresor.

Debido se extrae trabajo del gas a alta presión, la expansión se realiza a través de un camino aproximadamente isentrópico (es decir, un proceso de entropía constante), y el gas de escape de baja presión de la turbina está a una temperatura muy baja, usualmente −150 °C o menos, dependiendo de la presión de funcionamiento y las propiedades del gas. Es frecuente también la licuefacción parcial del gas.

Los turboexpansores fueron desarrollados para plantas de procesamiento de gas con la finalidad de recuperar etano y propano a partir de gas natural. Para el uso del turboexpansor es necesario que exista una caída de presión en el flujo de gas. Su uso más eficiente es con gas rico y adicionalmente se pueden lograr recuperación de etano por encima del 30%. Posteriormente se fue ampliando su uso para la industria de generación eléctrica tanto en aplicaciones geotérmicas o de recuperación de energía en los gasoductos. En resumen, los turboexpansores tienen las siguientes aplicaciones y rangos de operación:

  • Turboexpansor /Compresor de 100 a 17000 kW (Aplicaciones con gas natural);
  • Turboexpansor/freno hasta 100 kW (Aplicaciones con Aire);
  • Turboexpansor/Generadores eléctricos de 100 a 17000 kW (Aplicaciones con gas natural);
  • Turboexpansor/Generadores eléctricos de 100 a 17000 kW (Aplicaciones con vapor).

El uso de sellos secos y cojinetes magnéticos en los turboexpansores es una tecnología probada y madura. Son equipos que no consumen combustible lo cual baja los costes de operación. Son equipos que pueden operar de manera confiable por encima de las 30.000 horas.

ReferenciasEditar

  1. Heinz Bloch and Claire Soares (2001). Turboexpanders and Process Applications. Gulf Professional Publishing. ISBN 0-88415-509-9. 
  2. Frank G. Kerry (2007). Industrial Gas Handbook:Gas Separation and Purification. CRC Press. ISBN 0-8493-9005-2. 
  3. Thomas Flynn (2004). Cryogenics Engineering (Second edición). CRC Press. ISBN 0-8247-5367-4.