Tecnología de medición para incrementar el rendimiento de las turbinas de gas
La instrumentación es una tecnología genérica esencial que desempeña un papel importante en el desarrollo, la rentabilidad y la competitividad de los productos relacionados con turbinas de gas. El entorno de una turbina de gas plantea un conjunto de retos excepcionales para la instrumentación; a medida que se evoluciona hacia una mayor eficiencia, los niveles de temperatura y presión de los motores aumentan. Puesto que no es posible colocar los sensores existentes en las zonas más calientes de la turbina, se usan mediciones desde el exterior para modelizar y realizar una estimación de las condiciones en el interior. No obstante, las imprecisiones pueden dar lugar a una capacidad limitada del instrumental, lo cual frena el desarrollo de los motores de turbina de gas. Esta situación también ha generado una imprecisión en los métodos de diseño y en las previsiones de la vida útil de los componentes. El proyecto Heattop («Mediciones aerotérmicas precisas en motores de alta temperatura para optimizar la vida útil de las turbinas de gas y monitorizar su estado y rendimiento») se ocupó de la necesidad de disponer de un mejor instrumental para diseñar, desarrollar y monitorizar el rendimiento motores aeronáuticos y turbinas de gas de uso industrial para generación de energía. El principal objetivo de este proyecto financiado por la Unión Europea fue desarrollar tecnologías o sensores de medición de alta temperatura para medir la presión, la temperatura y la holgura en el extremo de las palas del rotor. Los socios del proyecto diseñaron un termopar avanzado de alta temperatura que permite medir temperaturas de hasta 1 200 grados centígrados. Uno de los socios del proyecto desarrolló y probó el funcionamiento de sensores con red de difracción de Bragg de fibra (FBG) integrados en los componentes a alta temperatura de turbinas de gases. Otro de los éxitos del proyecto fue el desarrollo de un pirómetro: un instrumento corregido y calibrado para optimizar la transmisión y remediar las limitaciones debidas al ensuciamiento, capaz además de diagnosticar su propio estado. Entre otros logros del proyecto Heattop se cuenta el desarrollo de una sonda de temperatura no intrusiva para mediciones de temperatura en línea en tiempo real en la entrada de la turbina, y sondas de presión y de temperatura sin refrigeración y de inserción rápida, capaces de soportar las partes más calientes de los motores de turbina de gas. Los resultados de Heattop permiten recopilar información sobre las temperaturas que será muy útil para mejorar el diseño y la previsión de vida útil de los componentes, lo cual mejorará la fiabilidad de los motores.
