Engine Starting - Aircraft Gas Turbine Engines #18

Summary

Este video proporciona una explicación detallada sobre el proceso de arranque de un motor a gas, destacando los requisitos esenciales como la rotación del compresor, el suministro de combustible y la activación de la ignición. Se describen diversos métodos para poner en marcha los motores, como los motores de arranque eléctrico y de aire, y se abordan situaciones específicas como el arranque en seco, los fallos de arranque (arranque mojado) y los ciclos de arranque fallidos. Además, se explican los procedimientos de seguridad y las acciones correctivas necesarias en caso de problemas durante el encendido, como el manejo de temperaturas excesivas (arranque caliente) y las fallas de encendido.

Takeaways

• 😀 La secuencia de arranque de un motor de turbina a gas comienza con la rotación del conjunto compresor-turbina para introducir aire en las cámaras de combustión.
• 😀 Es necesario suministrar combustible y activar la ignición para encender la mezcla de aire y combustible en las cámaras de combustión.
• 😀 El ciclo de arranque del motor generalmente involucra un motor de arranque eléctrico o neumático, que está limitado por un ciclo de deber que requiere períodos de enfriamiento.
• 😀 Los motores de arranque eléctricos son comunes en aviones más pequeños, mientras que los motores de arranque neumáticos son preferidos para motores más grandes debido a su ligereza y eficiencia.
• 😀 El aire de arranque para el motor de turbina a gas proviene comúnmente de la unidad de potencia auxiliar (APU), una unidad de arranque en tierra o de otro motor que ya está en funcionamiento.
• 😀 El motor de arranque neumático utiliza aire a baja presión para girar el motor, y se detiene automáticamente cuando el motor alcanza una velocidad ligeramente superior a la velocidad de autogeneración.
• 😀 En caso de un fallo en el arranque, se realiza un ciclo de 'motoring' o ciclo de soplado para eliminar cualquier combustible no quemado antes de intentar otro arranque.
• 😀 El ciclo de motoring o ciclo de soplado de aire ayuda a evitar la ignición de combustible residual, lo que podría causar un 'torching' (flamas en el escape) durante el siguiente arranque.
• 😀 Un 'start' fallido, también conocido como 'wet start', ocurre cuando el motor no enciende correctamente dentro del tiempo límite, lo que requiere detener la inyección de combustible y la ignición.
• 😀 Un 'hot start' es un arranque en el que la temperatura de los gases de escape (EGT) aumenta de forma excesiva debido a una mezcla incorrecta de combustible y aire, y puede causar daños al motor si no se corrige rápidamente.
• 😀 Los motores de turbina a gas pueden fallar en el arranque por falta de ignición, falta de combustible o por no tener suficiente flujo de aire, especialmente en altitudes altas o cuando el compresor está contaminado.

Q & A

¿Cuáles son los tres requisitos básicos para iniciar un motor de turbina de gas?

Los tres requisitos básicos son: 1) El ensamblaje del compresor y la turbina deben girar para introducir aire en las cámaras de combustión, 2) Se debe proporcionar combustible en las cámaras de combustión, y 3) Se debe proporcionar ignición en las cámaras de combustión para encender la mezcla de aire y combustible.

¿Qué es un ciclo de 'blowout' o motorización y cuándo es necesario?

Un ciclo de 'blowout' o motorización es un proceso en el que se hace girar el motor sin encender el combustible ni la ignición, generalmente después de un intento fallido de inicio (lo que se conoce como 'wet start'). Esto se realiza para eliminar el combustible residual y evitar la combustión incorrecta durante el siguiente intento de arranque.

¿Cuáles son los métodos más comunes para rotar el compresor de alta presión al iniciar un motor de turbina de gas?

Los métodos más comunes son: el motor de arranque eléctrico, el motor de arranque de aire y la combinación de generador de arranque.

¿Qué es el ciclo de trabajo de un motor de arranque eléctrico y por qué es importante?

El ciclo de trabajo es el tiempo máximo durante el cual el motor de arranque puede estar energizado antes de necesitar un período de enfriamiento. Es importante porque un uso excesivo sin enfriamiento puede dañar el motor de arranque debido a la fuerza centrífuga.

¿Por qué se ha abandonado el uso del motor de arranque eléctrico en los motores más grandes?

Se ha abandonado en favor de otros métodos debido al peso del motor de arranque eléctrico, lo cual es una desventaja en motores más grandes y modernos donde se prefieren soluciones más ligeras y eficientes.

¿Qué significa un 'wet start' y cómo se identifica?

Un 'wet start' se refiere a un fallo en el inicio del motor debido a la falta de ignición, lo que impide que la mezcla de aire y combustible se encienda. Se identifica cuando el motor no alcanza el aumento esperado en la temperatura de los gases de escape (EGT) y la velocidad del motor se estabiliza en el límite del motor de arranque.

¿Qué se debe hacer si se detecta un 'hot start' durante el arranque?

En caso de un 'hot start', donde la EGT excede los límites permitidos, se debe apagar inmediatamente el suministro de combustible para evitar daños graves al motor.

¿Qué causa un 'hung start' y cómo se soluciona?

Un 'hung start' ocurre cuando el motor no alcanza la velocidad mínima necesaria para continuar con la aceleración debido a un flujo de aire insuficiente. Para solucionarlo, se debe apagar el suministro de combustible y realizar una revisión completa para encontrar la causa del flujo de aire insuficiente.

¿Cómo se debe monitorear el proceso de arranque de un motor de turbina de gas?

Durante el proceso de arranque, es crucial monitorear la temperatura de los gases de escape (EGT) y la velocidad del compresor de alta presión (N2). Estos dos parámetros son esenciales para asegurarse de que el ciclo de arranque se esté llevando a cabo de manera segura.

¿Qué diferencia a un motor de arranque de aire de otros métodos de arranque?

El motor de arranque de aire es popular en motores de turbina de gas grandes debido a su simplicidad, ligereza y bajo costo operativo, ya que utiliza aire a baja presión como fuente de energía, a diferencia de los motores eléctricos que requieren energía eléctrica.