LOS TURBOS PARA MOTORES A GAS SON ESPECÍFICOS PARA ESTE COMBUSTIBLE…. POR QUE?

Turbo Holset diseñado específicamente para ser usado en motor a gas

Los turbocompresores de gas natural están diseñados específicamente para motores de gas, nos comenta Cummins. Las condiciones de uso y el hecho de que la combustión es diferente a la de un motor diésel, este debe ser diseñado para operar en forma específica. Detalles como la muy alta temperatura de combustión del gas, como el GNC, hacen que el cuerpo así como la turbina, deben ser construidos de materiales más resistentes a el exceso de calor. Igualmente el eje, como los cojinetes, están sujetos a mayores solicitudes de temperatura por lo que deben estar refrigerados por agua, por ejemplo. Algo que no ocurre con un motor diésel. También son más pequeños que los usados por los motores diésel, ya que la relación aire – combustible, es diferente. En un motor diésel, se necesita mas aire que en un motor a gas, por lo que su masa en menor.

 Los turbocompresores de gas natural están optimizados para un rendimiento a gran altitud, crucial para mercados como China.

Los turbocompresores de gas natural ofrecen costos operativos totales más bajos y un mejor cumplimiento de las regulaciones de emisiones.

Cummins busca constantemente maneras de avanzar en soluciones de transporte sostenibles. A medida que la industria cambia a combustibles de bajas emisiones para reducir la contaminación, los motores de gas natural son un camino crítico hacia una movilidad más limpia. Por lo tanto, Cummins está trabajando para innovar las tecnologías a nivel de componentes que respaldan los motores de gas natural.

Comprender cómo funcionan los motores de gas natural y los componentes que permiten su funcionamiento óptimo puede ayudar a proporcionar una mejor visión del futuro de las tecnologías de motores.  Uno de esos componentes críticos es el turbocompresor. Cummins Turbo Technologies lleva décadas diseñando y fabricando turbos Holset® para motores de gas natural.

distintos tipos de turbos Holset para motores Cummins Diesel

¿Los motores de gas natural necesitan turbos diferentes?

Sí, los motores de gas natural requieren turbocompresores diferentes a los motores de diésel debido a sus temperaturas de funcionamiento más altas y distintas relaciones aire-combustible. A diferencia de los motores diésel, que funcionan con una combustión pobre y una mayor relación aire-combustible, los motores de gas natural requieren una quemadura estequiométrica. Esto significa que la mezcla de oxígeno y combustible se equilibra con precisión (proporción aire-combustible 1:1) para una combustión eficiente, asegurando que no quede combustible sin quemar o exceso de oxígeno. En consecuencia, los motores de gas natural requieren turbocompresores más pequeños ya que se necesita menos aire para la combustión estequiométrica en comparación con la combustión más pobre en los motores diesel. Por ejemplo, un motor diesel podría necesitar un turbo HE500, pero un motor de gas natural podría usar un HE300 o HE400 debido a sus menores requisitos de aire.

Los motores de gas natural también influyen en el tamaño y los requisitos básicos del turbocompresor. En los motores de diésel, la eficiencia del turbocompresor es un enfoque clave, mientras que, en los motores de gas natural, las consideraciones principales son lograr el caudal másico requerido y cumplir con las demandas de recirculación de gases de escape (EGR).

Cummins aborda estas necesidades específicas al reducir la contrapresión en la etapa de turbina y mejorar la capacidad de derivación de los turbocompresores con nuestra tecnología de turbocompresor de descarga doble entrada.

Además, las temperaturas y presiones más intensas dentro de los motores de gas natural requieren cambios en los componentes y materiales del turbocompresor. Los turbos de gas natural, por ejemplo, están construidos con materiales de alta temperatura en la etapa de turbina para resistir la fatiga térmica y cuentan con carcasas de rodamiento refrigeradas por agua para proteger el sistema de rotor en condiciones extremas.

Cosas a considerar acerca de los turbocompresores para motores de gas natural

Los turbocompresores para gas natural pueden suministrar energía y rendimiento para sus aplicaciones. Pero quedan dos consideraciones principales:

Rendimiento a gran altitud: En mercados como China, que es líder en aplicaciones de gas natural, los motores a menudo operan a mayores altitudes. Estas condiciones pueden crear fatiga de ciclo bajo debido a cambios en las temperaturas de entrada de la turbina, lo que agrega más carga térmica al turbo.

Selección de materiales: Las altas temperaturas de los sistemas de gas natural exigen materiales avanzados, lo que puede aumentar los costos. Por lo tanto, los clientes deben encontrar el equilibrio adecuado entre rendimiento y ahorro de costos.

Cummins aprovecha su experiencia en motores de diésel y gas natural para ofrecer componentes de turbocompresores diseñados específicamente que mejoran el rendimiento y la durabilidad de los sistemas de gas natural. Si bien los costos iniciales de los turbocompresores de gas natural pueden ser más altos, el costo total de operación suele ser menor debido al combustible más barato y a la mayor confiabilidad. Además, los motores de gas natural equipados con los turbocompresores adecuados están mejor posicionados para cumplir con las estrictas regulaciones sobre emisiones.