6_Turbin.pdf

DAFTAR ISI

1.1 PENGERTIAN TURBIN GAS ................................................................................................... 1

1.2 FUNGSI DAN PRINSIP KERJA TURBIN GAS .................................................................. 2

1.3 KONSTRUKSI TURBIN GAS ................................................................................................ 6

1.3.1 Komponen Utama Turbin Gas (Kompresor, Ruang Bakar, dan Turbin). .......................... 6

1.3.2 Kelengkapan Turbin Gas ................................................................................................ 20

1.4 EFISIENSI TURBIN GAS ..................................................................................................... 29

1.5 KLASIFIKASI TURBIN GAS ............................................................................................... 30

1.6 SIKLUS PLTGU (COMBINED CYCLE) .............................................................................. 31

BAB II TURBIN UAP (STEAM TURBINE).................................................................................. 33

2.1 PENGERTIAN STEAM TURBINE ..................................................................................... 33

2.2 FUNGSI DAN PRINSIP KERJA STEAM TURBINE ........................................................ 33

2.3 INSTALASI STEAM TURBINE ........................................................................................... 34

2.3.1 Siklus Pembangkit Sederhana (Rankine Cycle). .............................................................. 34

2.3.2 Siklus Pembangkit Kompleks ......................................................................................... 35

2.4 KONSTRUKSI STEAM TURBINE ..................................................................................... 39

2.4.1 Komponen Utama Steam Turbine .................................................................................... 39

2.4.2 Kelengkapan Steam Turbine ............................................................................................ 43

2.4.3 Alat-Alat Bantu Steam Turbine........................................................................................ 63

2.5 SISTEM-SISTEM TERKAIT STEAM TURBINE .............................................................. 74

2.5.1 Feed Water System. .......................................................................................................... 74

2.5.2 Condensate Pump............................................................................................................. 75

2.5.3 Cooling Water System (Sea Water) ................................................................................ 79

2.6 OPERASI STEAM TURBINE ............................................................................................... 80

2.6.1 Cold Start Up (Start Dingin). ........................................................................................... 80

2.6.2 Warm II Start Up (Start Hangat) ..................................................................................... 84

2.6.3 Warm I Start Up (Start Hangat) ...................................................................................... 86

2.6.4 Hot Start Up ................................................................................................................... 88

2.6.5 Very Hot Start Up .......................................................................................................... 89

2.7 GANGGUAN-GANGGUAN PADA STEAM TURBINE .................................................... 90

2.8 EFISIENSI STEAM TURBINE ............................................................................................. 91

2.9 MAINTENANCE/ PERAWATAN STEAM TURBINE ...................................................... 93

2.9.1 Preventive Maintenance ................................................................................................... 93

2.9.2 Predictive Maintenance ................................................................................................... 94

2.9.3 Corrective Maintenance ................................................................................................... 95

2.9.4 Proactive Maintenance .................................................................................................... 95

LAMPIRAN

Turbin

1.1. PENGERTIAN TURBIN GAS

Turbin gas/ Gas-turbine adalah suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk

memutar turbin dengan memanfaatkan kompresor dan

energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik melalui ud

turbin sehingga menghasilkan daya.

kompresor, ruang bakar dan turbin.

Gambar 1.1 Sistem Turbin Gas

Turbin gas digunakan sebagai penggerak generator listrik. Agar turbin dapat berputar,

dibutuhkan beberapa komponen yang lain. Turbin gas merupakan serangkain komponen yang dirangkai

menjadi kesatuan yang dinamakan siklus

turbin.

Agar turbin gas dapat beroperasi dengan baik dan seefisien mungkin, turbin gas diperlukan

peralatan-peralatan lain seperti lubrication system, control system, cooling system, fuel system,

lain-lain.

Pada pembangkit listrik, turbin gas tidak hanya digunakan untuk menggerakkan generator

listrik. Akan tetapi turbin gas ini juga digunakan sebagai pemanas ada HRSG (

BAB I

TURBIN GAS

PENGERTIAN TURBIN GAS

adalah suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk

memanfaatkan kompresor dan mesin pembakaran internal. Di

energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik melalui udara bertekanan yang memutar sudu

turbin sehingga menghasilkan daya. Sistem turbin gas terdiri dari tiga komponen

Gambar 1.1 Sistem Turbin Gas



menjadi kesatuan yang dinamakan siklus brayton. Siklus ini terdiri dari kompresor,


lubrication system, control system, cooling system, fuel system,


listrik. Akan tetapi turbin gas ini juga digunakan sebagai pemanas ada HRSG (Heat Recovery Steam

1

adalah suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk

pembakaran internal. Di dalam turbin gas,

ara bertekanan yang memutar sudu

Sistem turbin gas terdiri dari tiga komponen utama, yaitu



. Siklus ini terdiri dari kompresor, combuster, dan


lubrication system, control system, cooling system, fuel system, dan


Heat Recovery Steam

Turbin

Generator). Temperatur pada sisi exhaust turbine

dibuang ke atmosfir akan sia-sia.

1.2. FUNGSI DAN PRINSIP KERJA TURBIN GAS

Dalam aplikasinya, turbin gas tidak dapat bekerja tanpa komponen kompresor dan ruang

bakar/combuster. Ketiga komponen tersebut membentuk siklus y

Brayton”. Fungsi dan prinsip kerja dari

Turbin gas pada kondisi ideal

yang dimampatkan dengan menggunakan kompresor

adiabatik/entropi konstan). Udara yang bertekanan tinggi ini kemudian dibakar dalam ruang bakar

pada tekanan tetap. Dari ruang bakar, gas yang sudah dibakar bersama dengan bahan bakar

Gambar1.2 Skema Turbin Gas

exhaust turbine masih cukup tinggi. Apabila gas sisa dari turbin gas

FUNGSI DAN PRINSIP KERJA TURBIN GAS

turbin gas tidak dapat bekerja tanpa komponen kompresor dan ruang

. Ketiga komponen tersebut membentuk siklus yang dikenal dengan

ungsi dan prinsip kerja dari siklus ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

ideal memanfaatkan gas bertekanan yang didapat dari udara

dengan menggunakan kompresor pada kondisi isentropik

Udara yang bertekanan tinggi ini kemudian dibakar dalam ruang bakar


2

ggi. Apabila gas sisa dari turbin gas

turbin gas tidak dapat bekerja tanpa komponen kompresor dan ruang

ang dikenal dengan nama ”Siklus

dilihat pada gambar di bawah ini:

memanfaatkan gas bertekanan yang didapat dari udara atmosfir

isentropik (reversibel

Udara yang bertekanan tinggi ini kemudian dibakar dalam ruang bakar


Turbin

diekspansikan ke turbin sebagai penggerak beban

T-S, siklus turbin gas akan terlihat seperti gambar dibawah ini:

Gambar 1.3 Diagram P

proses 1-2 : Proses pemempatan udara secara isentropik dengan menggunakan kompresor

proses 2-3 : Pemasukan bahan bakar pada tekanan konstan. Pemasukan bahan baker ini dilakukan

di dalam combuster

proses 3-4 : Proses ekspansi gas hasil pembakaran

pembakaran dilakukan pada turbin.

proses 4-1 : Proses pembuangan panas pada tekanan konstan

Pada proses pemampatan udara

kerja sebesar selish entalpi antara inlet kompresor dengan exhaust kompresor. Pada

2-3) terjadi pemasukan kalor dari pembakaran bahan bakar bersama

dimampatkan. Sedangkan pada proses ekspansi pada turbin (proses 3

digunakan sebagai tenaga untuk memutar

memutar poros/shaft yang akan memutar poros generator. Generator inilah yang akan membangkitkan

listrik. Isentropik merupakan kondisi entropi yang terjadi konstan.

Secara matematis kerja dan panas yang dihasilkan atau dilepask

dituliskan sebagai berikut.

diekspansikan ke turbin sebagai penggerak beban generator. Apabila digambar dalam d

, siklus turbin gas akan terlihat seperti gambar dibawah ini:

Gambar 1.3 Diagram P-V dan T-S Turbin Gas Ideal

: Proses pemempatan udara secara isentropik dengan menggunakan kompresor

emasukan bahan bakar pada tekanan konstan. Pemasukan bahan baker ini dilakukan

kspansi gas hasil pembakaran (dari combuster). Ekspansi gas panas hasil

pembakaran dilakukan pada turbin. Ekspansi dilakukan dalam kondis

pembuangan panas pada tekanan konstan.

Pada proses pemampatan udara (proses 1-2), secara termodinamika kompresor

kerja sebesar selish entalpi antara inlet kompresor dengan exhaust kompresor. Pada

3) terjadi pemasukan kalor dari pembakaran bahan bakar bersama-sama dengan udara yang

dimampatkan. Sedangkan pada proses ekspansi pada turbin (proses 3-4), gas hasil pembakaran

digunakan sebagai tenaga untuk memutar sudu-sudu pada rotor turbin. Rotor yang berputar ini akan


Isentropik merupakan kondisi entropi yang terjadi konstan.

Secara matematis kerja dan panas yang dihasilkan atau dilepaskan pada siklus brayton

3

Apabila digambar dalam diagram P-V dan

: Proses pemempatan udara secara isentropik dengan menggunakan kompresor

emasukan bahan bakar pada tekanan konstan. Pemasukan bahan baker ini dilakukan

Ekspansi gas panas hasil

Ekspansi dilakukan dalam kondisi isentropik.

2), secara termodinamika kompresor membutuhkan

kerja sebesar selish entalpi antara inlet kompresor dengan exhaust kompresor. Pada combuster (proses

sama dengan udara yang

4), gas hasil pembakaran

Rotor yang berputar ini akan


an pada siklus brayton

Turbin

• Kerja yang dilakukan kompresor

• Kalor yang diberikan pada

• Kerja yang dihasilkan turbin

dimana ma adalah massa dari udara dan m

Namun pada aplikasi di lapangan, siklus secara ideal ini sangat sulit tercapai. Entropi akan naik

dan tekanan akan turun. Apabila dinyatakan dalam T

berikut:

Gambar 1.4 Diagram T

Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal.

kerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas

dan berakibat pada menurunnya performansi turbin gas itu sendiri

Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas.

sebab terjadinya kerugian antara lain:

• Adanya gesekan fluida yang menyebabk

losses) di ruang bakar.

• Adanya kerja yang berlebih waktu proses kom

gesekan antara bantalan turbin dengan angin.

Kerja yang dilakukan kompresor Wc= ma (h2-h1).

Kalor yang diberikan pada Combuster Qc= (ma+mf)(h3-h2)

Kerja yang dihasilkan turbin Wt= (ma+mf)(h3-h4)

adalah massa dari udara dan mf adalah massa bahan bakar.


dan tekanan akan turun. Apabila dinyatakan dalam T-s dan diagram akan terlihat seperti gambar

Gambar 1.4 Diagram T-S Turbin Gas Aplikasi

ak ada proses yang selalu ideal. Tetap terjadi kerugian


performansi turbin gas itu sendiri jika dibanding dengan kondisi ideal

kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas.

sebab terjadinya kerugian antara lain:

a gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan (

) di ruang bakar.

Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadin

gesekan antara bantalan turbin dengan angin.

4

)


s dan diagram akan terlihat seperti gambar

etap terjadi kerugian-


jika dibanding dengan kondisi ideal.

kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas. Sebab-

kerugian tekanan (pressure

presi yang menyebabkan terjadinya

Turbin

Prinsip Kerja Kompresor

Kompresor yang biasanya dipakai pada turbin gas adalah

compressore. Pada axial compressore

Secara global kompresor bekerja dengan cara menyedot udara kemudian mendorong udara ini ke sudu

tetap. Pada sudu tetap ini, bentuknya menyerupai bentuk dari difusor. Difusor ini berfungsi untuk

memperbesar tekanan dan menurunkan kecepatan dari udara (prinsip bernoully aparatus).

Prinsip Kerja Combuster

Dari kompresor, udara bertekanan dibawa ke ruang bakar (

bertekanan dibakar bersama dengan fuel/bahan bakar. Bahan bakar yang umum dipakai dalam ruang

bakar ini adalah gas alam (natural gas). Selain gas alam, bahan bakar yang biasa dipakai sebagai bahan

bakar adalah fuel oil/ minyak (den

menaikkan temperatur. Combuster

pendinginan sehingga gas yang keluar dari ruang bakar merupakan temperatur rata

Panjang dari ruang bakar didesain dengan mempertimbangkan waktu dan tempat yang cukup untuk

bahan bakar bisa terbakar sempurna dan memudahkan pemantik untuk membakar bahan bakar menjadi

lebih mudah. Desain ruang bakar juga mempertimbangkan masalah residu pembakaran. Desain

bakar harus mempertimbangkan bagaimana mereduksi gas NO

Prinsip Kerja Turbin

Pada turbin gas, temperature and

Konversi energi berlangsung dalam dua tahap. Pada bagian nosel,

ekspansi. Sedangkan energi panas diubah menjadi energi kinetik.

Hampir 2/3 dari kerja yang dibutuhkan dari siklus ini diperlukan untuk menggerakkan

kompresor. Oleh karena itu, kerja

beban, hanya mempresentasikan 1/3 dari kerja siklus.

Pada turbin, khususnya pada 1

menahan temperatur yang cukup ekstrim (2200°F/ 1204°C). Temperatur yang sangat tinggi ini juga

bercampur dengan kotoran/ kontaminan dari udara dan bahan bakar sehingga sangat rawan terkena

korosi. Kontaminasi ini sangat sulit untuk dikontrol,sehingga dibutuhkan bahan paduan/

Kompresor yang biasanya dipakai pada turbin gas adalah axial compressore

axial compressore, bentuk dari sudu-sudu rotor mendekati bentuk dari airfoils.


uknya menyerupai bentuk dari difusor. Difusor ini berfungsi untuk


, udara bertekanan dibawa ke ruang bakar (combuster). Di ru


r ini adalah gas alam (natural gas). Selain gas alam, bahan bakar yang biasa dipakai sebagai bahan

minyak (dengan efisiensi tinggi). Bahan bakar yang dibakar berfungsi untuk

Combuster didesain untuk menghasilkan campuran, pengenceran dan

pendinginan sehingga gas yang keluar dari ruang bakar merupakan temperatur rata

bakar didesain dengan mempertimbangkan waktu dan tempat yang cukup untuk


juga mempertimbangkan masalah residu pembakaran. Desain

bakar harus mempertimbangkan bagaimana mereduksi gas NOx.

temperature and preassure drop, dikonversi diubah menjadi energi mekanik.

rsi energi berlangsung dalam dua tahap. Pada bagian nosel, gas panas

ekspansi. Sedangkan energi panas diubah menjadi energi kinetik.


kompresor. Oleh karena itu, kerja output dari turbin, dipakai untuk menggerakkan poros peng

beban, hanya mempresentasikan 1/3 dari kerja siklus.

Pada turbin, khususnya pada 1st stage, yang menggerakkan bucket dan disc, harus mampu


kontaminan dari udara dan bahan bakar sehingga sangat rawan terkena

korosi. Kontaminasi ini sangat sulit untuk dikontrol,sehingga dibutuhkan bahan paduan/

5

al compressore dan centrifugal

sudu rotor mendekati bentuk dari airfoils.


uknya menyerupai bentuk dari difusor. Difusor ini berfungsi untuk


Di ruang bakar, udara


r ini adalah gas alam (natural gas). Selain gas alam, bahan bakar yang biasa dipakai sebagai bahan

Bahan bakar yang dibakar berfungsi untuk

didesain untuk menghasilkan campuran, pengenceran dan

-rata dari campuran.

bakar didesain dengan mempertimbangkan waktu dan tempat yang cukup untuk


juga mempertimbangkan masalah residu pembakaran. Desain ruang

, dikonversi diubah menjadi energi mekanik.

gas panas mengalami proses


output dari turbin, dipakai untuk menggerakkan poros penggerak

stage, yang menggerakkan bucket dan disc, harus mampu


kontaminan dari udara dan bahan bakar sehingga sangat rawan terkena

korosi. Kontaminasi ini sangat sulit untuk dikontrol,sehingga dibutuhkan bahan paduan/alloys dan

Turbin

proses coating yang cukup bagus untuk melindungi material dari korosi dan memaksimalkan umur dari

komponen ini.

1.3. KONSTRUKSI TURBIN GAS

1.3.1. Komponen Utama Turbin Gas

1.3.1.1. Kompresor

Kompresor berfungsi untuk menghisap udara

bertekanan juga berfungsi untuk pendinginan

dipakai pada turbin gas adalah

compressore, bentuk dari sudu-sudu rotor mendekati bentuk dari airfoils. Kompresor ini menyedot

udara kemudian mendorong udara ini ke sudu tetap. Pada sudu tetap ini, bentuknya menyerupai bentuk

dari difusor. Difusor ini berfungsi untuk memperbesar tekanan dan menurunkan kecepatan dari

(prinsip bernoully aparatus).

Pada Centrifugal Compressor

Putaran dari sudu gerak pada impeller

ini, udara dibawa ke stationary diffuser

diffuser ini sama dengan axial compressor

kompresor harus bersih dan sepresisi mungkin dengan efisiensi 90%.

menurunkan performa dari kompresor ini.

a. Kompresor axial

Dinamakan kompresor axial karena udara mengalir paralel terhadap sumbu rotor

kompresi berlangsung, udara melalui satu susunan yang terdiri dari beberapa tingkat.

terdiri dari satu baris sudu gerak yang terpasang pada rumah kompresor.

mencapai 15 stage untuk mencapai tekanan operasi yang diinginkan.

Kompresor axial merupakan kompresor dimana aliran memasuki kompresor pada ar

(axial direction), termasuk di dalam kompresor aliran yang kontinyu dan merupakan jenis

Compressor. Kompresor axial kebanyakan digunakan pada turbin gas, khususnya pada turbin gas

dengan daya di atas 2,5 MW.

yang cukup bagus untuk melindungi material dari korosi dan memaksimalkan umur dari

KONSTRUKSI TURBIN GAS

Turbin Gas (Kompresor, Ruang Bakar, dan Turbin).

berfungsi untuk menghisap udara dari atmosfir dan memampatkannya. Udara

k pendinginan temperatur pada turbin gas. Kompresor yang biasanya

dipakai pada turbin gas adalah axial compressore dan centrifugal compressore

udu rotor mendekati bentuk dari airfoils. Kompresor ini menyedot


dari difusor. Difusor ini berfungsi untuk memperbesar tekanan dan menurunkan kecepatan dari

Pada Centrifugal Compressor, udara masuk melalui pusat/tengah dari sudu putar

impeller ini menimbulkan gaya sentrifugal. Akibat dari gaya sentrifugal

y diffuser dengan kecepatan yang sangat tinggi. Fungsi dari

axial compressor, yaitu memperbesar tekanan. Bentuk dari

kompresor harus bersih dan sepresisi mungkin dengan efisiensi 90%. Sudu yang kotor dapat

sor ini.

karena udara mengalir paralel terhadap sumbu rotor

kompresi berlangsung, udara melalui satu susunan yang terdiri dari beberapa tingkat.

terdiri dari satu baris sudu gerak yang terpasang pada rumah kompresor. Kompresor aliran

mencapai 15 stage untuk mencapai tekanan operasi yang diinginkan.

merupakan kompresor dimana aliran memasuki kompresor pada ar

termasuk di dalam kompresor aliran yang kontinyu dan merupakan jenis

kebanyakan digunakan pada turbin gas, khususnya pada turbin gas

6

yang cukup bagus untuk melindungi material dari korosi dan memaksimalkan umur dari

dari atmosfir dan memampatkannya. Udara

Kompresor yang biasanya

centrifugal compressore. Pada axial

udu rotor mendekati bentuk dari airfoils. Kompresor ini menyedot


dari difusor. Difusor ini berfungsi untuk memperbesar tekanan dan menurunkan kecepatan dari udara

, udara masuk melalui pusat/tengah dari sudu putar impeller.

ini menimbulkan gaya sentrifugal. Akibat dari gaya sentrifugal

dengan kecepatan yang sangat tinggi. Fungsi dari stationary

mperbesar tekanan. Bentuk dari sudu-sudu pada

Sudu yang kotor dapat

karena udara mengalir paralel terhadap sumbu rotor. Selama proses

kompresi berlangsung, udara melalui satu susunan yang terdiri dari beberapa tingkat. Tiap tingkat

Kompresor aliran axial bisa

merupakan kompresor dimana aliran memasuki kompresor pada arah axial

termasuk di dalam kompresor aliran yang kontinyu dan merupakan jenis Dynamic

kebanyakan digunakan pada turbin gas, khususnya pada turbin gas

Turbin

Pada turbin gas aliran ini akan terus mengalir pada arah

kerja yang mengalir pada kompresor

kemudian mengalami perlambatan sehingga menghasilkan kenaikan tekanan

mengalami percepatan pada saat melalui sudu gerak (

(diffusing) pada saat melalui sudu diam (

yang dialami pada saat melalui rotor m

gerak dari kompresor axial.

Gambar

Gambar 1.6 Kompresor Aksial

Pada turbin gas aliran ini akan terus mengalir pada arah axial sampai keluar dari turbin. Fluida

kerja yang mengalir pada kompresor axial pada awalnya mengalami percepatan (

kemudian mengalami perlambatan sehingga menghasilkan kenaikan tekanan tertentu. Fluida kerja ini

mengalami percepatan pada saat melalui sudu gerak (rotor blade ) dan mengalami perlambatan

) pada saat melalui sudu diam (stator blades). Stator mengkonversikan kenaikan kecepatan

yang dialami pada saat melalui rotor menjadi kenaikan tekanan. Pada gambar 1.7

Gambar 1.7 Sudu Gerak Kompresor Aksial

7

sampai keluar dari turbin. Fluida

pada awalnya mengalami percepatan (acceleration)

tertentu. Fluida kerja ini

) dan mengalami perlambatan

). Stator mengkonversikan kenaikan kecepatan

1.7 ditunjukkan sudu

Turbin

Sebuah kompresor axial terdiri dari beberapa tingkat (

sebuah stator merupakan satu tingkat kompresor

aliran fluida melalui Inlet Guide Vane

sudut tertentu. Begitu juga ketika fluida menginggalkan stator pada tingkat terakhir terdapat

Vanes (EGV) yang berfungsi untuk mengontrol kecepatan aliran fluida ketika memasui ruang bakar

(combustor).

Pada saat udara melalui beberapa

perubahan temperatur, enthalpy, dan perubahan kecepatan.

skema sebuah kompresor axial beserta variasi tekanan, temperatur dan kecepatannya

Gambar 1.8 Variasi Temperatur, Kecepatan, dan

Pada kompresor sendiri terdapat beberapa bagian, yaitu:

� Compressor Rotor Assembly

Merupakan bagian dari kompresor

tingkat sudu yang mengkompresikan aliran udara secara

(sesuai dengan tingkat sudu), sehingga diperoleh udara yang bertekanan tinggi. Bagian ini tersusun

dari wheels, stubshaft, tie bolt dan sudu

terdiri dari beberapa tingkat (stage). Kombinasi antara sebuah rotor dan

sebuah stator merupakan satu tingkat kompresor axial. Sebelum memasuki rotor pada tingkat pertama,

Guide Vane (IGV) yang berfungsi untuk mengarahkan aliran fluida pada

juga ketika fluida menginggalkan stator pada tingkat terakhir terdapat

yang berfungsi untuk mengontrol kecepatan aliran fluida ketika memasui ruang bakar

Pada saat udara melalui beberapa stage kompresor maka udara akan mengalami perubahan tekanan,

, dan perubahan kecepatan. Pada gambar di bawah ini

beserta variasi tekanan, temperatur dan kecepatannya

Variasi Temperatur, Kecepatan, dan Tekanan melalui Kompresor Aksial

Pada kompresor sendiri terdapat beberapa bagian, yaitu:

Merupakan bagian dari kompresor axial yang berputar pada porosnya. Rotor ini memiliki

ompresikan aliran udara secara axial dari 1 atm menjadi

sehingga diperoleh udara yang bertekanan tinggi. Bagian ini tersusun

dari wheels, stubshaft, tie bolt dan sudu-sudu yang disusun kosentris di sekeliling

8

). Kombinasi antara sebuah rotor dan

Sebelum memasuki rotor pada tingkat pertama,

yang berfungsi untuk mengarahkan aliran fluida pada

juga ketika fluida menginggalkan stator pada tingkat terakhir terdapat Exit Guide

yang berfungsi untuk mengontrol kecepatan aliran fluida ketika memasui ruang bakar

engalami perubahan tekanan,

di bawah ini ditunjukkan

beserta variasi tekanan, temperatur dan kecepatannya

Tekanan melalui Kompresor Aksial

yang berputar pada porosnya. Rotor ini memiliki beberapa

dari 1 atm menjadi beberapa kalinya

sehingga diperoleh udara yang bertekanan tinggi. Bagian ini tersusun

sudu yang disusun kosentris di sekeliling sumbu rotor.

Turbin

G� Compressor Stator.

Merupakan bagian dari casing gas turbin yang terdiri dari:

• Inlet Casing, merupakan bagian dari casing yang mengarahkan udara masuk ke inlet bellmouth

dan selanjutnya masuk ke inlet

• Forward Compressor Casing

blade .

• Aft Casing, bagian casing yang didalamnya terdapat compressor

• Discharge Casing, merupakan bagian casing yang berfungsi sebagai tempat keluarnya udara

yang telah dikompresi.

Gambar 1.9 Rotor Gas Turbine

Merupakan bagian dari casing gas turbin yang terdiri dari:

, merupakan bagian dari casing yang mengarahkan udara masuk ke inlet bellmouth

ke inlet Guide Vane.

Forward Compressor Casing, bagian casing yang didalamnya terdapat empat stage kompresor

, bagian casing yang didalamnya terdapat compressor blade tingkat 5

merupakan bagian casing yang berfungsi sebagai tempat keluarnya udara

Gambar 1.10 Kompressor Stator

rotor

9

, merupakan bagian dari casing yang mengarahkan udara masuk ke inlet bellmouth

, bagian casing yang didalamnya terdapat empat stage kompresor

tingkat 5-10.

merupakan bagian casing yang berfungsi sebagai tempat keluarnya udara

Turbin

b. Kompresor sentrifugal

Gambar

Kompresor sentrifugal digunakan untuk turbin gas yang

sentrifugal ini terdiri dari impeler yang tersimpan dalam suatu rumah yang berisi difuser. Udara

disedot ke dalam pusat impeller yang berputar dengan cepat. Dari impeller, udara berputar

melewati semacam difusor. Pada dif

kenaikan tekanan sehingga udara termampatkan (tekanan tinggi). Impeller pada kompresor

sentrifugal mempunyai masukan udara tunggal dan ganda. Kompresor dengan pemasukan udara

ganda menaikkan kapasitas aliran

Gambar 1.12 Kondisi

Kompresor sentrifugal

ambar 1.11 Kompresor Sentrifugal

ompresor sentrifugal digunakan untuk turbin gas yang berukuran relatif kecil



melewati semacam difusor. Pada difusor akan terjadi penurunan kecepatan (energi kinetik) dan

udara termampatkan (tekanan tinggi). Impeller pada kompresor


tas aliran.

Gambar 1.12 Kondisi Udara pada Diffuser

10

relatif kecil. Kompresor



usor akan terjadi penurunan kecepatan (energi kinetik) dan

udara termampatkan (tekanan tinggi). Impeller pada kompresor


Turbin

Gambar di atas menunjukkan kondisi dari tekanan dan kecep

melewati difuser. Terlihat bahwa kondisi udara saat melewati difusor mengalami kenaikan

tekanan dan kecepatan mengalami penurunan.

Gambar

Bagian-bagian utama dari kompresor sentrifugal

• Casing

Casing merupakan bagian paling luar kompresor yang berfungs

1. Sebagai pelindung terhadap pengaruh mekanik dari

2. Sebagai pelindung dan penumpu/pendukung dari bagian

3. Sebagai tempat kedudukan nozel suction

Gambar

Gambar di atas menunjukkan kondisi dari tekanan dan kecepatan mulai udara masuk sampai


an dan kecepatan mengalami penurunan.

Gambar 1.13 Udara Melewati Difuser

bagian utama dari kompresor sentrifugal

Casing merupakan bagian paling luar kompresor yang berfungsi untuk:

Sebagai pelindung terhadap pengaruh mekanik dari luar.

Sebagai pelindung dan penumpu/pendukung dari bagian-bagian yang bergerak.

nozel suction dan discharge serta bagian diam lainnya.

ambar 1.14 Casing Kompresor Sentrifugal

11

tan mulai udara masuk sampai


bagian yang bergerak.

dan discharge serta bagian diam lainnya.

Turbin

• Inlet Wall

Inlet wall adalah diafram (dinding penyekat) yang dipasang pada sisi

channel dan berhubungan dengan inlet nozle

pertama, maka meterialnya harus tahan terhadap abrasive dan erosi.

• Guide Vane

Guide Vane di tempatkan pada bagian depan

channel). Fungsi utama Guide Vane

distribusi yang merata. Konstruksi

sudutnya dengan tujuan agar operasi kompresor dapat bervariasi dan dicapai effisiensi dan stab

yang tinggi.

Inlet wall adalah diafram (dinding penyekat) yang dipasang pada sisi suction

inlet nozle. Karena berfungsi sebagai saluran gas masuk pada stage

s tahan terhadap abrasive dan erosi.

Gambar 1. 15 Inlet Wall

di tempatkan pada bagian depan eye impeller pertama pada bagian

Guide Vane adalah mengarahkan aliran agar gas dapat masuk impeller dengan

distribusi yang merata. Konstruksi vane ada yang fixed dan ada yang dapat diatur

sudutnya dengan tujuan agar operasi kompresor dapat bervariasi dan dicapai effisiensi dan stab

Gambar 1. 16 Guide Vane

12

suction sebagai inlet

Karena berfungsi sebagai saluran gas masuk pada stage

pertama pada bagian suction (inlet

adalah mengarahkan aliran agar gas dapat masuk impeller dengan

atur (movable) posisi

sudutnya dengan tujuan agar operasi kompresor dapat bervariasi dan dicapai effisiensi dan stabilitas

Turbin

• Impeller

Impeller berfungsi untuk menaikan kecepatan gas dengan cara berputar, sehingga menimbulkan

gaya. Hal ini menyebabkan gas masuk/mengalir dari

adanya perubahan jari-jari dari sumbu putar antara tip sudu masuk dengan tip sudu keluar maka terjadi

kenaikan energi kecepatan.

• Bantalan (Bearing)

Bearing adalah bagian internal kompresor yang berfungsi untuk mendukung beban radial dan

axial yang berputar dengan tujuan memperkecil gesekan dan mencegah k

lainnya. Pada kompresor sentrifugal terdapat dua jenis bearing.

Pada siklus turbin gas, terdapat

sebelum masuk ke dalam kompresor.

a. Air Inlet Housing, merupakan tempat udara masuk dimana di dalamnya tedapat peralatan pembersih

udara.

b. Inertia Separator, berfungsi untuk membersihkan debu

besama udara yang disedot.

c. Pre-Filter, penyaring udara awal yang dipasang pada inlet house.

d. Main Filter, merupakan penyaringan utama yang tedapat pada inlet ho

melewati penyaring ini masuk ke dalam kompresor

e. Inlet Bellmouth, berfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat memasuki ruang kompresor.

f. Inlet Guide Fan, merupakan blade

sesuai dengan yang diperlukan.

berfungsi untuk menaikan kecepatan gas dengan cara berputar, sehingga menimbulkan

gaya. Hal ini menyebabkan gas masuk/mengalir dari inlet tip (eye impeller) ke discharge tip

jari dari sumbu putar antara tip sudu masuk dengan tip sudu keluar maka terjadi

Gambar 1. 17 Impeller

adalah bagian internal kompresor yang berfungsi untuk mendukung beban radial dan

yang berputar dengan tujuan memperkecil gesekan dan mencegah kerusakan pada komponen

ugal terdapat dua jenis bearing.

, terdapat Air Inlet Section yang berfungsi untuk menyaring

sebelum masuk ke dalam kompresor. Bagian-bagian pada Air Inlet Section adalah:

erupakan tempat udara masuk dimana di dalamnya tedapat peralatan pembersih

erfungsi untuk membersihkan debu-debu atau partikel-partikel yang terbawa

enyaring udara awal yang dipasang pada inlet house.

erupakan penyaringan utama yang tedapat pada inlet house, udara yang telah

melewati penyaring ini masuk ke dalam kompresor axial.

erfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat memasuki ruang kompresor.

blade yang berfungsi sebagai pengatur jumlah udara yang masuk agar

13

berfungsi untuk menaikan kecepatan gas dengan cara berputar, sehingga menimbulkan

discharge tip. Karena

jari dari sumbu putar antara tip sudu masuk dengan tip sudu keluar maka terjadi

adalah bagian internal kompresor yang berfungsi untuk mendukung beban radial dan

erusakan pada komponen

yang berfungsi untuk menyaring kotoran/ debu

erupakan tempat udara masuk dimana di dalamnya tedapat peralatan pembersih

partikel yang terbawa

use, udara yang telah

erfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat memasuki ruang kompresor.

yang berfungsi sebagai pengatur jumlah udara yang masuk agar

Turbin

1.3.1.2. Ruang Bakar/Combuster

Udara yang telah dimampatkan dari kompresor kemudian dialirkan menuju ruang bakar. Di

dalam ruang bakar terdapat beberapa

(nosel dan ignition/pemantik). Bahan bakar yang diinjeksikan pada ruang bakar berkisar anara 25%

35% dari udara yang masuk (kondisi stoikiometri)

tubular, tubo annualar, dan annular. Dari ketiga tipe ini meskipun desainnya berbeda, namun secara

umum terbagi menjadi 3 zona, yaitu

Gambar 1. 18


dalam ruang bakar terdapat beberapa komponen yang berfungsi untuk menyalakan api

Bahan bakar yang diinjeksikan pada ruang bakar berkisar anara 25%

(kondisi stoikiometri). 3 jenis ruang bakar yang biasa dipa

annualar, dan annular. Dari ketiga tipe ini meskipun desainnya berbeda, namun secara

terbagi menjadi 3 zona, yaitu : Recirculation zone, Burning zone dan Dilution zone

Gambar 1. 18 Combuster Tipe Annular

14


yang berfungsi untuk menyalakan api pembakaran

Bahan bakar yang diinjeksikan pada ruang bakar berkisar anara 25%-

nis ruang bakar yang biasa dipakai adalah tipe

annualar, dan annular. Dari ketiga tipe ini meskipun desainnya berbeda, namun secara

Dilution zone.

Turbin

Gambar

Pada recirculating zone, tidak semua bahan bakar terbakar. B

sebagian terbakar. Sisa bahan bakar yang tidak terbakar akan dibakar seluruhnya pada

Diluting zone berfungsi sebagai tempat tr

ada bahan bakar yang belum sepenuhnya terbakar, maka pada zona ini akan ditambahkan udara dingin

untuk membantu proses pembakaran.

Ruang bakar turbin gas ditempatkan di

udara dari kompresor dan gas pembakaran

panas ditempatkan di dalam saluran udara kompresor sehingga tidak membutuhkan

khusus. Untuk menghindari gumpalan

segar, saluran gas dibuat dibelokan

sebelum masuk turbin (sepeti karburator pada sepeda motor).

Pengaturan kecepatan udara dari kompreso

mengakibatkan api merambat ke arah kompresor dan sebaliknya api akan ke luar dari ruang bakar

yang mengakibatkan ruang bakar men

Gambar 1. 19 Combuster Tipe Annular

tidak semua bahan bakar terbakar. Bahan bakar sebagian menguap dan

sebagian terbakar. Sisa bahan bakar yang tidak terbakar akan dibakar seluruhnya pada

tempat transfer panas antara udara dengan gas hasil pembakaran.


untuk membantu proses pembakaran.

Ruang bakar turbin gas ditempatkan di samping rumah turbin, dengan maksud

udara dari kompresor dan gas pembakaran menjadi pendek sehingga kerugian aliran kecil. Saluran gas

di dalam saluran udara kompresor sehingga tidak membutuhkan

khusus. Untuk menghindari gumpalan-gumpalan gas panas karena tidak bercampur dengan udara

dibelokan 90o dua kali sehingga gas panas dan udara bercampur de

sebelum masuk turbin (sepeti karburator pada sepeda motor).

ara dari kompresor juga penting. Kecepatan udara yang rendah akan

arah kompresor dan sebaliknya api akan ke luar dari ruang bakar

mengakibatkan ruang bakar menjadi dingin dan api dapat mati. Ruang bakar harus menghemat

15

ahan bakar sebagian menguap dan

sebagian terbakar. Sisa bahan bakar yang tidak terbakar akan dibakar seluruhnya pada burning zone.

ansfer panas antara udara dengan gas hasil pembakaran. Jika


an maksud agar saluran

menjadi pendek sehingga kerugian aliran kecil. Saluran gas

di dalam saluran udara kompresor sehingga tidak membutuhkan isolasi panas yang

panas karena tidak bercampur dengan udara

dua kali sehingga gas panas dan udara bercampur dengan baik,

ecepatan udara yang rendah akan

arah kompresor dan sebaliknya api akan ke luar dari ruang bakar

. Ruang bakar harus menghemat

Turbin

ruang dan dipasang disekeliling sumbu tengah. Ruang bakar dengan pipa api di dalamnya

masing berdiri sendiri sehingga apabila salah satu ruang bakar

Dibagian luar ruang bakar terdapat

penyalanya dan juga terdapat lubang

menjaga ruang bakar dari temperatur yang

turbin juga tidak terlalu tinggi.

Gambar 1. 20

Sistem pembakaran ini terdiri dari komponen

besar frame dan penggunaan turbin gas.

• Combustion Liners, terdapat didalam combustion chamber

berlangsungnya pembakaran.

• Fuel Nozzle, berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar ke dalam combustion liner.

• Ignitors (Spark Plug), berfungsi untuk memercikkan bunga api ke dalam combustion chamber

sehingga campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar.

• Transition Fieces, berfungsi untuk mengarahkan dan membentuk aliran gas panas agar sesuai

dengan ukuran nozzle dan sudu

• Cross Fire Tubes, berfungsi untuk meratakan nyala api pada semua combustion chamber.

• Flame Detector, merupakan alat yang dipasang untuk mendeteksi proses pembakaran terjadi.

disekeliling sumbu tengah. Ruang bakar dengan pipa api di dalamnya

masing berdiri sendiri sehingga apabila salah satu ruang bakar mati yang lainnya tidak terpengaruh.

Dibagian luar ruang bakar terdapat lubang udara primer dan sekunder, nosel bahan

dan juga terdapat lubang- lubang pendingin. Di sini udara pendingin sangat penting untuk

menjaga ruang bakar dari temperatur yang terlampau tinggi sehingga gas pembakaran yang mengalir ke

1. 20 Sistem Pembakaran pada Turbin Gas

Sistem pembakaran ini terdiri dari komponen-komponen yang jumlahnya bervariasi tergantung

besar frame dan penggunaan turbin gas. Komponen-komponen itu adalah :

, terdapat didalam combustion chamber yang berfungsi sebagai tempat

berlangsungnya pembakaran.

, berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar ke dalam combustion liner.

, berfungsi untuk memercikkan bunga api ke dalam combustion chamber

bakar dan udara dapat terbakar.

, berfungsi untuk mengarahkan dan membentuk aliran gas panas agar sesuai

dengan ukuran nozzle dan sudu-sudu turbin gas.

, berfungsi untuk meratakan nyala api pada semua combustion chamber.

, merupakan alat yang dipasang untuk mendeteksi proses pembakaran terjadi.

16

disekeliling sumbu tengah. Ruang bakar dengan pipa api di dalamnya masing-

mati yang lainnya tidak terpengaruh.

lubang udara primer dan sekunder, nosel bahan-bakar dan

sangat penting untuk

terlampau tinggi sehingga gas pembakaran yang mengalir ke

jumlahnya bervariasi tergantung

yang berfungsi sebagai tempat

, berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar ke dalam combustion liner.

, berfungsi untuk memercikkan bunga api ke dalam combustion chamber

, berfungsi untuk mengarahkan dan membentuk aliran gas panas agar sesuai

, berfungsi untuk meratakan nyala api pada semua combustion chamber.

, merupakan alat yang dipasang untuk mendeteksi proses pembakaran terjadi.

Turbin

Dalam mengoperasikan combuster

sempurna akan menghasilkan beberapa hasil pembakaran yan tidak diinginkan. Ha

yang tidak sempurna tersebut antara lain:

a. Smoke.

Smoke dapat terjadi karena bahan bakar yang dibakar terlalu kaya sehingga cara untuk mengatasi

masalah ini adalah dengan menyuplai udara tambahan kepada chamber.

b. Carbonmonoksida (CO)

Munculnya gas karbonmonoksida ini diakibatkan oleh pembakaran yang kurang sempurna.

dapat diminimalisir dengan cara mengusahakan campuran udara dan bahan bakar menjadi lebih

homogen. Selain itu juga dengan meningkatkan lokal temperaturdalam chamber

c. Nitrogen oksida (NOx)

Dapat diminimalisir dengan cara menginjeksikan steam atau udara untuk menurunkan temperatur

pembakaran. Hasil dari pembakaran ini adalah 90% NO dan 10%NO

Gas Nitrogen Oksida (NOx )

karena itu perlu diperhatikan masalah

Untuk mengatasi masalah emisi pada turbin gas, maka ada beberpa cara yang bisa ditempuh. Cara

cara tersebut antara lain :

a. Stage Combustion

Merupakan pembagian zona pembakaran pada

NOx dan smoke yang dihasilkan. P

Zona I merupakan zona persiapan campuran

bahan bakar. Zona II merupakan zona pembakaran campuran yang telah disiapkan pada zona I.

Penggunaan campuran miskin ini untuk mengurangi kadar CO, HC, dan Nox

b. Lean Premix Preveporize (LPP)

Cara ini digunakan untuk menghin

saatnya. Dengan tidak adanya pembakaran tersebut maka temperatur flame yang dihasilkan akan

semakin tinggi. Temperatur tinggi

Prevoperize ini pembakaran terjadi dengan campuran miskin

combuster, perlu diperhatikan masalah polusi. Pembakaran yang tidak

sempurna akan menghasilkan beberapa hasil pembakaran yan tidak diinginkan. Ha

yang tidak sempurna tersebut antara lain:


masalah ini adalah dengan menyuplai udara tambahan kepada chamber.

Munculnya gas karbonmonoksida ini diakibatkan oleh pembakaran yang kurang sempurna.


Selain itu juga dengan meningkatkan lokal temperaturdalam chamber


pembakaran. Hasil dari pembakaran ini adalah 90% NO dan 10%NO2.

dan karbonmonoksida (CO) merupakan gas yang beracun. Oleh

karena itu perlu diperhatikan masalah pembakaran pada combuster ini.

emisi pada turbin gas, maka ada beberpa cara yang bisa ditempuh. Cara

pembagian zona pembakaran pada Combuster. Dipergunakan untuk mengurangi emisi

NOx dan smoke yang dihasilkan. Pada stage combustion ruang bakar dibagi menjadi 2 (dua) zona.

zona persiapan campuran fuel-air. Campuran yang dipakai yaitu campuran miskin

Zona II merupakan zona pembakaran campuran yang telah disiapkan pada zona I.

Penggunaan campuran miskin ini untuk mengurangi kadar CO, HC, dan Nox.

Lean Premix Preveporize (LPP)

Cara ini digunakan untuk menghindari terjadinya pembakaran droplet bahan bakar sebelum

Dengan tidak adanya pembakaran tersebut maka temperatur flame yang dihasilkan akan

emperatur tinggi inilah yang dapat meminimalkan Nox. Pada

karan terjadi dengan campuran miskin.

17

, perlu diperhatikan masalah polusi. Pembakaran yang tidak

sempurna akan menghasilkan beberapa hasil pembakaran yan tidak diinginkan. Hasil dari pembakaran


Munculnya gas karbonmonoksida ini diakibatkan oleh pembakaran yang kurang sempurna. Hal ini


Selain itu juga dengan meningkatkan lokal temperaturdalam chamber.


(CO) merupakan gas yang beracun. Oleh

emisi pada turbin gas, maka ada beberpa cara yang bisa ditempuh. Cara-

. Dipergunakan untuk mengurangi emisi

ada stage combustion ruang bakar dibagi menjadi 2 (dua) zona.

g dipakai yaitu campuran miskin

Zona II merupakan zona pembakaran campuran yang telah disiapkan pada zona I.

pembakaran droplet bahan bakar sebelum

Dengan tidak adanya pembakaran tersebut maka temperatur flame yang dihasilkan akan

inilah yang dapat meminimalkan Nox. Pada Lean Premix

Turbin

c. Rich Burn-Quick quench-Lean burn (RQL)

Prinsipnya pada ruang bakar diinjeksikan tambahan udara.

udara cepat bergabung (mixing) dengan bahan bakar.

akan menjadi lebih sempurna dan emisi yang dihasilkan akan baik.

oleh kecepatan mixing udara dengan

d. Catalytic Combustor

Campuran udara bahan bakar

pembakaran terjadi jika konsentrasi

dihasilkan akan rendah, mengakibatkan konsentrasi NOx yang dihasilkan juga rendah.

Bahan Bakar untuk Turbin Gas

Untuk turbin gas dengan proses sistem terbuka hanya bisa menggunakan bahan bakar yang

berbentuk cair atau gas, karena hasil proses pembakaran harus bebas dari sisa

yang teras dan tidak menimbulkan korosi yang diakibatkan peristiwa kimia.

Pembakaran bisa terjadi jika terdapat 3

oksigen, dan sumber panas (korek api, busi, dan lain

bahan bakar dengan oksigen. Bahan bakar merupakan senyawa hidro karbon. Selama r

berlangsung, reaksi ini melepaskan panas. Hidrokarbon yang digunakan untuk bahan bakar ini adalah

hidrokarbon jenis meethana (CH4).

Reaksi kimia pada bahan bakar yang menggunaka natural gas adalah sebagai berikut:

Pada atmosfir, komposisi nitrogen

nitrogen dalam setiap molekul oksigen pada udara

diikutsertakan, maka reaksi kimia menjadi:

Pembakaran metana sebesar 1m

pembakaran methana berlangsung, terjadi reaksi kimia yang lain. Reaksi ini membentuk asam nitrat.

Lean burn (RQL) Combuster

Prinsipnya pada ruang bakar diinjeksikan tambahan udara. Tambahan udara tersebut menyebabkan

dengan bahan bakar. Apabila pencampuran berhasil, maka pembakaran

akan menjadi lebih sempurna dan emisi yang dihasilkan akan baik. Keberhasilan cara ini ditentu

oleh kecepatan mixing udara dengan bahan bakar tersebut.

Campuran udara bahan bakar dilewatkan melalui catalytic. Catalyst tersebut dapat membuat

konsentrasi fuel yang sangat rendah. Oleh karena itu temperatur reaksi yang


proses sistem terbuka hanya bisa menggunakan bahan bakar yang

berbentuk cair atau gas, karena hasil proses pembakaran harus bebas dari sisa-sisa bahan bakar (abu)

yang teras dan tidak menimbulkan korosi yang diakibatkan peristiwa kimia.

rjadi jika terdapat 3 (tiga) unsur. 3 (tiga) unsur itu adalah bahan bakar,

oksigen, dan sumber panas (korek api, busi, dan lain-lain). Pembakaran merupakan reaksi kimia antara

bahan bakar dengan oksigen. Bahan bakar merupakan senyawa hidro karbon. Selama r



Pada atmosfir, komposisi nitrogen dengan oksigen adalah 79%:21%. Terdapat 4 molekul

nitrogen dalam setiap molekul oksigen pada udara di atmosfir. Jika kandungan nitrogen ini

diikutsertakan, maka reaksi kimia menjadi:

Pembakaran metana sebesar 1m3 akan membutuhkan 2m3 oksigen dan 8m


18

Tambahan udara tersebut menyebabkan

berhasil, maka pembakaran

Keberhasilan cara ini ditentukan

tersebut dapat membuat

Oleh karena itu temperatur reaksi yang


proses sistem terbuka hanya bisa menggunakan bahan bakar yang

sisa bahan bakar (abu)

unsur. 3 (tiga) unsur itu adalah bahan bakar,

merupakan reaksi kimia antara

bahan bakar dengan oksigen. Bahan bakar merupakan senyawa hidro karbon. Selama reaksi



dengan oksigen adalah 79%:21%. Terdapat 4 molekul

. Jika kandungan nitrogen ini

oksigen dan 8m3 nitrogen. Selama


Turbin

Reaksi ini mengindikasikan bahwa asam nitrat dapat direduksi dengan mengontrol

pembentukan senyawa oksida nitrat. Hal ini dapat dicapai dengan

Suhu pembakaran biasanya sekitar 3400

nitrat ini berkisar ± 0.01%. Konsentrasi ini akan dikurangi secara berarti jika suhu pembakaran

diturunkan. Penurunan suhu pembakaran untuk 2800 ° F (1538 ° C) pada burner akan

konsentrasi volumetrik oksida nitrat hingga di bawah 20

Tingkat ini dicapai dalam beberapa pembakar dengan menyuntikkan noncombustible

gas (gas buang) di sekitar burner untuk mendinginkan zona pembakaran

Jika bahan bakar mengandung belerang (misalnya, bahan bakar cair), asam sulfat akan menjadi

produk sampingan dari pembakaran

Jumlah asam sulfat tidak

asam dapat dihilangkan dengan menghilangkan belerang dari bahan bakar. Ada dua

menghiklangkan sulfur dari bahan bakar yang akan dibakar.

Seperti disebutkan sebelumnya, rasio volumet

sebenarnya rasio volumetrik lebih rendah dari 10:1, produk pembakaran akan mengandung karbon

monoksida. Reaksi ini dapat ditulis sebagai berikut:

Rasio volumetrik udara turbin gas metana di dipertahankan biasanya

demikian, karbonmonoksida tidak menjadi masalah.

1.3.1.3.Turbin

Proses ekspansi gas pembakaran pada

energi kinetik, gas pembakaran

akan menggerakan kompresor dan peralatan lainnya.

turbin. Aliran gas turbin dirancang aliran


pembentukan senyawa oksida nitrat. Hal ini dapat dicapai dengan mengurangi temperatur pembakaran.

Suhu pembakaran biasanya sekitar 3400-3500 ° F (1870 - 1927°C). Konsentrasi volumetris dari oksida

Konsentrasi ini akan dikurangi secara berarti jika suhu pembakaran

u pembakaran untuk 2800 ° F (1538 ° C) pada burner akan

konsentrasi volumetrik oksida nitrat hingga di bawah 20 ppm (bagian per million) atau sekitar 0.002%.


untuk mendinginkan zona pembakaran.


pembakaran. Reaksi ini dapat ditulis sebagai berikut:

Jumlah asam sulfat tidak dapat dikurangi selama pembakaran. Pembentukan sulfat

asam dapat dihilangkan dengan menghilangkan belerang dari bahan bakar. Ada dua

menghiklangkan sulfur dari bahan bakar yang akan dibakar.

Seperti disebutkan sebelumnya, rasio volumetrik ideal udara untuk metana 10:1. Jika

rasio volumetrik lebih rendah dari 10:1, produk pembakaran akan mengandung karbon

Reaksi ini dapat ditulis sebagai berikut:

Rasio volumetrik udara turbin gas metana di dipertahankan biasanya di atas 10:1

monoksida tidak menjadi masalah.

Proses ekspansi gas pembakaran pada turbin gas terjadi pada turbin. Karena

menjadi energi mekanik pada poros t

ompresor dan peralatan lainnya. Gambar di samping adalah contoh konstruksi dari

turbin. Aliran gas turbin dirancang aliran axial. Bagian dari turbin yang penting adalah stator dan rotor

19


mengurangi temperatur pembakaran.

1927°C). Konsentrasi volumetris dari oksida

Konsentrasi ini akan dikurangi secara berarti jika suhu pembakaran

u pembakaran untuk 2800 ° F (1538 ° C) pada burner akan mengurangi

million) atau sekitar 0.002%.



dapat dikurangi selama pembakaran. Pembentukan sulfat

asam dapat dihilangkan dengan menghilangkan belerang dari bahan bakar. Ada dua cara berbeda untuk

rik ideal udara untuk metana 10:1. Jika

rasio volumetrik lebih rendah dari 10:1, produk pembakaran akan mengandung karbon

di atas 10:1. Dengan

arena terjadi perubahan

poros turbin. Energi ini

adalah contoh konstruksi dari

enting adalah stator dan rotor.

Turbin

Stator adalah sudu tetap pada rumah turbin

berkecepatan tinggi ke sudu begerak.

poros turbin. Rotor turbin bekerja pada temperatur gas pembakaran yang tinggi

pendinginan, sehingga tidak terjadi kerusakan material turbin.

Turbin merupakan tempat terjadinya konversi energi kinetik menjadi energi mekanik yang

digunakan sebagai penggerak compresor dan perlengkapan lainnya. Dari daya total yang dihasilkan

kira-kira 60% digunakan untuk memutar kompresornya sendiri

dibutuhkan.

Komponen-komponen pada turbine

• Turbin Rotor Case

• First Stage Nozzle, yang berfungsi untuk mengarahkan gas panas ke

• First Stage Turbine Wheel, berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik dari aliran udara

yang berkecepatan tinggi menjadi energi mekanik berupa putaran rotor.

• Second Stage Nozzle dan Diafragma

stage turbine wheel, sedangkan diafragma berfungsi untuk memisahkan kedua

• Second Stage Turbine, berfungsi untuk memanfaatkan energi kinetik yang masih cukup besar

dari first stage turbine untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yang lebih besar.

1.3.2. Kelengkapan Turbin Gas

1.3.2.1 Exhaust Section

Exhaust section adalah bagian akhir turbin gas

sisa yang keluar dari turbin gas. Exhaust section

1. Exhaust Frame Assembly.

2. Exhaust Diffuser Assembly

Exhaust gas keluar dari turbin gas melalui

mengalir ke exhaust plennum dan kemudian didifusikan dan dibuang ke atmosfir melalui

sebelum dibuang ke atmosfir gas panas sisa tersebut diukur dengan exhaust thermocouple dimana hasil

pengukuran ini digunakan juga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksi temperatur trip. Pada

exhaust area terdapat 18 buah thermocouple

kontrol dan 6 buah untuk temperatur trip.

sudu tetap pada rumah turbin dan berfungsi sebagi nosel pengarah gas

berkecepatan tinggi ke sudu begerak. Sedangkan rotor terdiri dari sudu begerak yang terpasang pada

Rotor turbin bekerja pada temperatur gas pembakaran yang tinggi

pendinginan, sehingga tidak terjadi kerusakan material turbin.

terjadinya konversi energi kinetik menjadi energi mekanik yang

mpresor dan perlengkapan lainnya. Dari daya total yang dihasilkan

uk memutar kompresornya sendiri dan sisanya digunakan untuk kerja yang

section adalah sebagai berikut :

, yang berfungsi untuk mengarahkan gas panas ke first stage turbine wheel

, berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik dari aliran udara

yang berkecepatan tinggi menjadi energi mekanik berupa putaran rotor.

Diafragma, berfungsi untuk mengatur aliran gas panas ke

, sedangkan diafragma berfungsi untuk memisahkan kedua

, berfungsi untuk memanfaatkan energi kinetik yang masih cukup besar

untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yang lebih besar.

adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai saluran pembuangan gas panas

Exhaust section terdiri dari beberapa bagian yaitu :

keluar dari turbin gas melalui exhaust diffuser pada exhaust frame assembly

mengalir ke exhaust plennum dan kemudian didifusikan dan dibuang ke atmosfir melalui


ga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksi temperatur trip. Pada

thermocouple (sensor temperatur) yaitu, 12 buah untuk temperatur

kontrol dan 6 buah untuk temperatur trip.

20

ungsi sebagi nosel pengarah gas pembakaran

terdiri dari sudu begerak yang terpasang pada

Rotor turbin bekerja pada temperatur gas pembakaran yang tinggi maka perlu

terjadinya konversi energi kinetik menjadi energi mekanik yang

mpresor dan perlengkapan lainnya. Dari daya total yang dihasilkan

dan sisanya digunakan untuk kerja yang

first stage turbine wheel.

, berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik dari aliran udara

, berfungsi untuk mengatur aliran gas panas ke second

, sedangkan diafragma berfungsi untuk memisahkan kedua turbin wheel.

, berfungsi untuk memanfaatkan energi kinetik yang masih cukup besar

untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yang lebih besar.

yang berfungsi sebagai saluran pembuangan gas panas

terdiri dari beberapa bagian yaitu :

exhaust frame assembly, lalu

mengalir ke exhaust plennum dan kemudian didifusikan dan dibuang ke atmosfir melalui exhaust stack,


ga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksi temperatur trip. Pada

yaitu, 12 buah untuk temperatur

Turbin

1.3.2.2.Starting Equipment

Berfungsi untuk melakukan s

digunakan pada unit-unit turbin gas pada umumnya adalah

Expansion Turbine (Starting Turbine).

1.3.2.3. Cooling System

Sistem pendingin yang digunakan pada turbin gas adalah air dan udara. Udara dipakai untuk

mendinginkan berbagai komponen pada section dan bearing.

system adalah:

1. Off base Water Cooling Unit

2. Lube Oil Cooler

3. Main Cooling Water Pump

4. Temperatur Regulation Valve

5. Auxilary Water Pump

6. Low Cooling Water Pressure

� Turbine Blade Cooling Methode

Apabila udara pada sisi inlet dilakukan pemasan awal,maka secara keseluruhan efisiensi dari

sistem gas turbine ini akan naik. Namun dengan menaikkan temperatur udara dari sisi inlet ini maka

ketahanan bahan dari blades / sudu

beroperasi pada temperatur tinggi. Salah satu cara untuk mengurangi biaya yang berlebihan karena

pemilihan material yang mahal, maka digunakan teknik pendinginan pada turbine

mendinginkan diambil dari compressor discharge

membutuhkan pendinginan.

Beberapa metode yang digunak

a. Convection Cooling

Merupakan suatu metode m

menghilangkan panas yang melewati dinding.

radial, yang melewati berbagai jalur dari hub sampai ke

metode yang paling umum digu

Berfungsi untuk melakukan start up sebelum turbin bekerja. Jenis-jenis starting

turbin gas pada umumnya adalah diesel Engine, Induction Motor

(Starting Turbine).


mendinginkan berbagai komponen pada section dan bearing. Komponen-komponen utama dari

Off base Water Cooling Unit

Temperatur Regulation Valve

Pressure Switch

Cooling Methode



/ sudu-sudu turbin perlu diperhatikan. Bahan yang dipilih harus tahan


pemilihan material yang mahal, maka digunakan teknik pendinginan pada turbine blade

compressor discharge, dialirkan ke rotor, stator, dan bagian mesin la

Beberapa metode yang digunakan dalam pengoperasian turbin gas adalah:

Merupakan suatu metode mengalirkan udara dingin ke dalam turbine

kan panas yang melewati dinding. Aliran udara yang digunakan

radial, yang melewati berbagai jalur dari hub sampai ke tip dari blade . Metode

yang paling umum digunakan pada turbin gas.

21

arting equipment yang

diesel Engine, Induction Motor, dan Gas


komponen utama dari cooling



sudu turbin perlu diperhatikan. Bahan yang dipilih harus tahan


blades. Udara untuk

, dialirkan ke rotor, stator, dan bagian mesin lain yang

turbine blade untuk

Aliran udara yang digunakan adalah aliran

Metode ini merupakan

Turbin

b. Impingement Cooling

Metode ini merupakan pengembangan dari

permukaan blade dengan

permukaan metal ke udara pendingin

diterapkan hanya di tempat yang membutuhkan pendinginan lebih banyak.

c. Film Cooling

Metode ini dibuat dengan m

Metode ini juga berguna untuk melind

d. Transpiration Cooling

Transpiration cooling dapat dicapai dengan mengalirkan udara pendingin melalui lubang pori

pada dinding blade . Aliran udara pendingin akan mendinginkan aliran gas panas secara

langsung . Metode ini sangat efektif untuk temperatur yang sangat tinggi, karena seluruh bagian

blade dilewati oleh udara pendingin.

e. Water Cooling

Mengalirkan air ke dalam tube

blade dalam wujud uap. Air ha

thermal shock. Metode ini dapat menurunkan temperatur

(538⁰C)

� Turbine Blade Cooling Designs

Ada beberapa macam desain dari

a. Convection and Impingement Cooling / Strut Insert Design

Convection cooling dilakukan pada

pendingin keluar melalui split trailing edge

karena dibentuk oleh strut insert

leading edge dari blade dengan

diantara shell dan strut yang kemudian keluar melalui slot pada trailing edge dari

engembangan dari convection cooling. Udara disemprotkan di dalam

dengan high-velocity air jets. Hal ini meningkatkan transfer panas dari

mukaan metal ke udara pendingin. Kelebihan dari metode ini adalah sistemnya dapat

diterapkan hanya di tempat yang membutuhkan pendinginan lebih banyak.

Metode ini dibuat dengan membuat insulating layer diantara aliran gas panas dan

Metode ini juga berguna untuk melindungi combustor liners dari gas panas.

dapat dicapai dengan mengalirkan udara pendingin melalui lubang pori

Aliran udara pendingin akan mendinginkan aliran gas panas secara

ni sangat efektif untuk temperatur yang sangat tinggi, karena seluruh bagian

dilewati oleh udara pendingin.

tube di dalam blade , dan air tersebut akan keluar pada bagian

Air harus mengalami pemanasan awal untuk mencegah terjadinya

Metode ini dapat menurunkan temperatur blade hingga di bawah 1000

Cooling Designs

Ada beberapa macam desain dari blade cooling. Lima desain tersebut adalah:

Convection and Impingement Cooling / Strut Insert Design

dilakukan pada bagian midchord section melewati horizontal fins

split trailing edge. Udara bergerak ke atas pada bagian

strut insert melalui lubang pada leading edge untuk mendinginkan bagian

dengan impingement. Lalu udara akan masuk ke horizontal fins

diantara shell dan strut yang kemudian keluar melalui slot pada trailing edge dari

22

. Udara disemprotkan di dalam

Hal ini meningkatkan transfer panas dari

Kelebihan dari metode ini adalah sistemnya dapat

diantara aliran gas panas dan blade .

dapat dicapai dengan mengalirkan udara pendingin melalui lubang pori

Aliran udara pendingin akan mendinginkan aliran gas panas secara

ni sangat efektif untuk temperatur yang sangat tinggi, karena seluruh bagian

, dan air tersebut akan keluar pada bagian tip dari

rus mengalami pemanasan awal untuk mencegah terjadinya

hingga di bawah 1000 OF

Lima desain tersebut adalah:

horizontal fins. Media

Udara bergerak ke atas pada bagian central cavity

untuk mendinginkan bagian

Lalu udara akan masuk ke horizontal fins

diantara shell dan strut yang kemudian keluar melalui slot pada trailing edge dari blade .

Turbin

Gambar

b. Film and Convection Cooling Design

Bagian midchord didinginkan secara

menggunakan convection dan

dasar blade . Udara mengalir naik dan turun melalui

lubang kecil pada leading edge

dan melewati lubang untuk membuat

mendinginkan trailing edge

Gambar 1. 23

Gambar 1.22 Strut Insert Design

Film and Convection Cooling Design

Bagian midchord didinginkan secara convection. Sedangkan pada bagian

dan film cooling. Udara pendingin dimasukkan pada tiga port dari

Udara mengalir naik dan turun melalui vertical channels dan akhirnya melewati

leading edge. Udara akan mengenai permukaan bagian dalam

dan melewati lubang untuk membuat film cooling. Udara akan keluar melalui slots un

dengan convection.

1. 23 Film and Convection Cooling Design

23

agian leading edge

Udara pendingin dimasukkan pada tiga port dari

dan akhirnya melewati

Udara akan mengenai permukaan bagian dalam leading edge

. Udara akan keluar melalui slots untuk

Turbin

c. Transpiration Cooling Design

Blade memiliki strut dengan

central plenum dari strut, yang memil

akan melewati shell berpori yang akan didinginkan dengan kombinasi

cooling. Metode ini menjadi efektif karena jumlah pori pada

metode ini kemungkinan terjadi oksidasi yang akan menutup beberapa pori pada saat

dioperasikan, dan mengakibatkan

sehingga kemungkinan besar terjadi kerusakan pada saat

Gambar

d. Multiple Small-Hole Design

Udara pendingin diinjeksikan melalui lubang

lubang pada sistem ini lebih besar dari

terjadi oksidasi. Sistem ini merupakan salah satu sistem terbaik yang digunakan pada turbin gas

e. Water-Cooled Turbin Blade

Terdapat beberapa water tubes (Cooper)

sebelum masuk ke dalam blade

Transpiration Cooling Design

memiliki strut dengan shell berpori. Udara pendingin masuk ke dalam

, yang memiliki diameter permukaan lubang berbeda

berpori yang akan didinginkan dengan kombinasi convection

. Metode ini menjadi efektif karena jumlah pori pada shell tidak terbatas. Tetapi pada


dioperasikan, dan mengakibatkan cooling dan high-thermas stresses yang tidak seimbang,

sehingga kemungkinan besar terjadi kerusakan pada saat blade digunakan.

Gambar 1. 24 Transpiration Cooling Design

Udara pendingin diinjeksikan melalui lubang-lubang kecil pada permukaan

lubang pada sistem ini lebih besar dari transpiration cooling, sehingga kecil

Sistem ini merupakan salah satu sistem terbaik yang digunakan pada turbin gas

Blade

water tubes (Cooper) di dalam blade . Air harus dipanaskan terlebih dahulu

blade untuk menghindari thermal shock. Air berubah menjadi gas

24

berpori. Udara pendingin masuk ke dalam blade melalui

iki diameter permukaan lubang berbeda-beda. Udara

convection dan film

tidak terbatas. Tetapi pada


yang tidak seimbang,

lubang kecil pada permukaan airfoil . Lubang-

, sehingga kecil kemungkinannya

Sistem ini merupakan salah satu sistem terbaik yang digunakan pada turbin gas

Air harus dipanaskan terlebih dahulu

Air berubah menjadi gas

Turbin

pada saat mencapai tip dari

Keuntungan : temperatur inlet pada turbin dapat mencapai 3000

dapat dijaga tetap di bawah 1000

masalah hot-corrosion.

Gambar 1. 24

Gambar

dari blade , kemudian gas ini diinjeksikan menjadi aliran gas

Keuntungan : temperatur inlet pada turbin dapat mencapai 3000 OF (1649 OC), temperatur

dapat dijaga tetap di bawah 1000 OF (538 OC). Keuntungan lainnya adalah tidak adanya

1. 24 Multiple Small Hole Design Blades

Gambar 1. 25 Water Cooled Turbine Blades

25

, kemudian gas ini diinjeksikan menjadi aliran gas. C), temperatur blade

Keuntungan lainnya adalah tidak adanya

Turbin

1.3.2.4. Fuel System.

Bahan bakar yang digunakan berasal dari

Fuel gas yang digunakan sebagai bahan bakar harus bebas dari cairan kondensat dan partikel

padat. Untuk mendapatkan kondisi tersebut diatas maka sistem ini dilengkapi dengan

yang berfungsi untuk memisahkan cairan

Gambar 1.26 Kondisi Turbin Gas pada Saat Operasi

Bahan bakar yang digunakan berasal dari fuel gas system dengan tekanan sekitar 15 kg/cm

yang digunakan sebagai bahan bakar harus bebas dari cairan kondensat dan partikel

padat. Untuk mendapatkan kondisi tersebut diatas maka sistem ini dilengkapi dengan

yang berfungsi untuk memisahkan cairan-cairan yang masih terdapat pada fuel gas.

Gambar 1.26 Kondisi Turbin Gas pada Saat Operasi

26

dengan tekanan sekitar 15 kg/cm2.

yang digunakan sebagai bahan bakar harus bebas dari cairan kondensat dan partikel-partikel

padat. Untuk mendapatkan kondisi tersebut diatas maka sistem ini dilengkapi dengan knock out drum

Turbin

1.3.2.5. Coupling dan Accessory Gear

Berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran dari poros yang bergerak ke poros yang akan

digerakkan. Ada tiga jenis coupling yang digunakan, yaitu

Coupling.

1. Jaw Clutch menghubungkan starting turbine dengan accessory gear dan HP turbin rotor.

2. Accessory Gear Coupling menghubungkan

3. Load Coupling, menghubungkan LP turbin rotor

1.3.2.6.Lube-oil system

Lube oil system berfungsi untuk melakukan pelumasan secara kontinu pada setiap komponen sistem

turbin gas. Lube oil disirkulasikan pada bagian

accessory gear dan yang lainnya. Lube oil system

1. Oil Tank (Lube Oil Reservoir)

2. Oil Quantity

3. Pompa

4. Filter System

5. Valving System

6. Piping System

7. Instrumen untuk oil

Lube oil system berfungsi untuk melakukan pelumasan secara kontinu pada setiap komponen sistem

turbin gas. Lube oil disirkulasikan pada bagian

accessory gear dan yang lainnya.

Quantity, Pompa, Filter System, Valving System, Piping System

terdapat tiga buah pompa yang digunakan untuk mensuplai

1. Main Lube Oil Pump, merupakan pompa

mengatur tekanan discharge lube oil.

2. Auxilary Lube Oil Pump, merupakan

apabila tekanan dari main pump

3. Emergency Lube Oil Pump, meru

mampu menyediakan lube oil.

dan Accessory Gear


digerakkan. Ada tiga jenis coupling yang digunakan, yaitu Jaw Cluth, Accessory Gear Coupling,

menghubungkan starting turbine dengan accessory gear dan HP turbin rotor.

menghubungkan accessory gear dengan HP turbin rotor.

, menghubungkan LP turbin rotor dengan kompressor beban.

berfungsi untuk melakukan pelumasan secara kontinu pada setiap komponen sistem

turbin gas. Lube oil disirkulasikan pada bagian -bagian utama turbin gas dan trush bearin

Lube oil system terdiri dari:

Oil Tank (Lube Oil Reservoir)


disirkulasikan pada bagian-bagian utama turbin gas dan trush bearing juga untuk

dan yang lainnya. Lube oil system terdiri dari Oil Tank (Lube Oil Reservoir),

Filter System, Valving System, Piping System, Instrumen untuk

terdapat tiga buah pompa yang digunakan untuk mensuplai lube oil guna keperluan lubrikasi, yaitu:

, merupakan pompa utama yang digerakkan oleh HP shaft pada

mengatur tekanan discharge lube oil.

, merupakan pompa lube oil yang digerakkan oleh tenaga listrik, beroperasi

turun.

, merupakan pompa yang beroperasi jika kedua pompa diatas tidak

27


uth, Accessory Gear Coupling, Load

menghubungkan starting turbine dengan accessory gear dan HP turbin rotor.

dengan HP turbin rotor.


trush bearing juga untuk


bagian utama turbin gas dan trush bearing juga untuk

e Oil Reservoir), Oil

, Instrumen untuk oil. Pada turbin gas

guna keperluan lubrikasi, yaitu:

utama yang digerakkan oleh HP shaft pada gear box yang

yang digerakkan oleh tenaga listrik, beroperasi

pakan pompa yang beroperasi jika kedua pompa diatas tidak

Turbin

Gambar

Gambar 1.27 Alur lubrikasi dari turbin gas

28

Turbin

1.4. EFISIENSI TURBIN GAS

Salah satu cara yang digunakan untuk menentkan kondisi dari turbin gas adalah dengan

menentukan efisiensi turbin. Efisiensi turbin dapat ditentukan nilainya dengan cara kerja yang

dihasilkan dengan kalor yang diberikan oleh

ηtotal = (WT - WC)/QCC

WT = (ma+ mf) (h4-h3t)

WC = ma(h2c – h1)

QCC = (ma+mf) (h3cc-h2cc)

keterangan:

WT= kerja yang dilakukan oleh turbin

WC= kerja yang diberikan pada kompresor

QCC=kalor yang diberikan oleh combuster

ma= massa dari air/udara

mf=massa fuel/bahan bakar

h1=entalpi dari pada sisi inlet kompresor

h2c=entalpi sisi outlet kompresor

h2cc=entalpi sisi inlet combuster

h3cc= entalpi pada sisi outlet combuster

h3t= entalpi sisi inlet turbin

h4=entalpi pada sisi outlet turbin.

Untuk mendapatkan nilai entalpi, dapat dilihat pada diagram mollier atau tabel termodinamika



alor yang diberikan oleh combuster.

= kerja yang dilakukan oleh turbin

= kerja yang diberikan pada kompresor

combuster/combustion chamber

=entalpi dari pada sisi inlet kompresor

sisi outlet kompresor

combuster

=entalpi pada sisi outlet turbin.

mendapatkan nilai entalpi, dapat dilihat pada diagram mollier atau tabel termodinamika

29



mendapatkan nilai entalpi, dapat dilihat pada diagram mollier atau tabel termodinamika

Turbin

Gambar 1. 28 Contoh Diagram Mollier yang Dinyatakan dalam Entalpi

1.5. KLASIFIKASI TURBIN GAS

a. Turbin Gas Siklus Terbuka (Open

Gambar

Udara segar pada kondisi

peningkatan suhu dan tekanan .

dimana bahan bakar dibakar pada tekanan konstan. Gas temper

kemudian masuk turbin, di mana gas temperatur tinggi dan bahan bakar dibakar pada tekanan

atmosfer terbuka. sehingga menghasilkan tenaga.Gas buang yang dihasilkan turbin dibuang keluar

(tidak disirkulasikan kembali), menyebabkan

1. 28 Contoh Diagram Mollier yang Dinyatakan dalam Entalpi

KLASIFIKASI TURBIN GAS

Open Cycle)

ambar 1. 29 Turbin Gas Siklus Terbuka

Udara segar pada kondisi ambient (atmosfir) disedot ke dalam kompresor, dimana terjadi

peningkatan suhu dan tekanan . Udara bertekanan tinggi diproses di dalam ruang pembakaran,

dimana bahan bakar dibakar pada tekanan konstan. Gas temperatur tinggi yang dihasilkan


sehingga menghasilkan tenaga.Gas buang yang dihasilkan turbin dibuang keluar

(tidak disirkulasikan kembali), menyebabkan siklus harus diklasifikasikan sebagai siklus terbuka.

30

1. 28 Contoh Diagram Mollier yang Dinyatakan dalam Entalpi-Entropi

(atmosfir) disedot ke dalam kompresor, dimana terjadi

Udara bertekanan tinggi diproses di dalam ruang pembakaran,

atur tinggi yang dihasilkan


sehingga menghasilkan tenaga.Gas buang yang dihasilkan turbin dibuang keluar

siklus harus diklasifikasikan sebagai siklus terbuka.

Turbin

b. Turbin Gas Siklus Tertutup (Closed

Cara kerja turbin gas siklus tertutup, secara keseluruhan hampir sama dengan siklus terbuka.

Pada proses kompresi dan ekspansi

masukan Kalor tekanan konstan

pembuangan kalor pada tekanan konstan pada suhu

Gambar

Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada turbin gas siklus

terbuka, akhir ekspansi fluida kerjanya langsung dibuang ke udara atmosfir, sedangkan untuk siklus

tertutup akhir ekspansi fluida kerjanya didinginkan untuk kembali ke dalam pros

1.6. SIKLUS PLTGU (COMBINED CYCLE

Pada pembangkit listrik, beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) digabungkan dengan

Pembangkit Listrik Tnaga Uap (PLTU). Siklus ini dinamakan siklus gabungan/Combined Cycle atau

lebih dikenal masyarakat dengan PLTGU, Pembankit Listrik Tenaga Gas dan Uap. Secara global,

konsep dari PLTGU adalah memanfaatkan gas panas dengan temperatur cukup tinggi untuk

dimanfaatkan embali untuk memanaskan HRSG (

panas ini adalah dengan mnutup gas buang dari turbin gas. Kemudian dialirkan menuju cerobong gas

turbin. Temperatur gas buang dari turbin gas ini ± 500°C.

Air yang dimasukkan ke dalam HRSG tentunya merupakan air yang sudah memenuhi kriteria

yang sudah ditentukan untuk melew

buang dari turbin gas ke dalam HRSG akan menyebabkan tebentuknya uap. Uap yang dihasilkan oeh

HRSG mempunyai tekanan dan tempeatur tertentu sesuai dengan spesifikasi yang sudah ditentukan.

Kemudian sama seperti siklus pada PLTU, uap yang terbentuk pada HRSG dialirkan ke turbin uap

Closed Cycle)


ekspansi tetap sama. Akan tetapi proses Pembakaran digantikan oleh

tekanan konstan dari sumber eksternal dan pembuangan digantikan oleh

pembuangan kalor pada tekanan konstan pada suhu ambient.

Gambar 1.30 Turbin Gas Siklus Tertutup

kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada turbin gas siklus


tertutup akhir ekspansi fluida kerjanya didinginkan untuk kembali ke dalam proses awal.

COMBINED CYCLE)

, beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) digabungkan dengan


PLTGU, Pembankit Listrik Tenaga Gas dan Uap. Secara global,


dimanfaatkan embali untuk memanaskan HRSG (Heat Recovery Steam Generator

engan mnutup gas buang dari turbin gas. Kemudian dialirkan menuju cerobong gas

turbin. Temperatur gas buang dari turbin gas ini ± 500°C.


melewati serangkaian proses pembangkit listrik. Dengan dialirkannya gas




31


tetap sama. Akan tetapi proses Pembakaran digantikan oleh

dari sumber eksternal dan pembuangan digantikan oleh

kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada turbin gas siklus


es awal.

, beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) digabungkan dengan


PLTGU, Pembankit Listrik Tenaga Gas dan Uap. Secara global,


Heat Recovery Steam Generator). Pemanfaatan gas

engan mnutup gas buang dari turbin gas. Kemudian dialirkan menuju cerobong gas


Dengan dialirkannya gas




Turbin

untuk menggerakkan poros yang dikopel dengan generator listrik. Generator listrik inilah yang

mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik dengan mengguna

Listrik Induksi (GGL Induksi).

Uap yang digunakan untuk memutar poros turbin kemudian diekspansikan ke kondensor. Pada

kondensor, uap yang keluar dari turbin dikondensasikan/diembunkan menjadi air kondensat.

Kondensor dilengkapi dengan ejector untuk memvakumkan kondenseor untuk mempercepat proses

kondensasi. Air kondensat kemudian

kondensat dan pompa pompa pengisi HRSG yang energi panasnyadiambil dari auxiliary steam. Hal ini

perlu dilakukan agar idak terjadi perbedaan temperatur yang besar antara temperatur air dalam HRSG

dengan temperatur air yang akan masuk ke dalam HRSG, sehingga bebab yang dialami HRSG tidak

terlalu besar.

Gambar 1.31

Walaupun dalam siklus tertutup,

kekurangan air kalau tidak dilakukan penambahan air.

melalui kondensor.


energi mekanik menjadi energi listrik dengan menggunakan konsep Gaya Gerak



gan ejector untuk memvakumkan kondenseor untuk mempercepat proses

kondensasi. Air kondensat kemudian dipompakan ke dalam HRSG dengan menggunakan pompa


lakukan agar idak terjadi perbedaan temperatur yang besar antara temperatur air dalam HRSG


1.31 Alur Proses Produksi PLTGU Gresik

dalam siklus tertutup, karena terjadi water loss (kehilangan air)

kekurangan air kalau tidak dilakukan penambahan air. Air penambah (Make Up Water

32


kan konsep Gaya Gerak



gan ejector untuk memvakumkan kondenseor untuk mempercepat proses

ke dalam HRSG dengan menggunakan pompa


lakukan agar idak terjadi perbedaan temperatur yang besar antara temperatur air dalam HRSG


(kehilangan air) pasti akan terjadi

Make Up Water) ditambahkan

Turbin

TURBIN UAP

2.1. PENGERTIAN STEAM TURB

Secara sederhana Steam Turbine

energi panas/kalor menjadi energi kinetik. Energi kinetik dihasilkan dari semburan uap/

dilakukan oleh nozel yang memutar sudu/vane

sehingga dapat berputar dengan maksimal. Sudu

Poros kemudian dihubungkan dengan generator untuk menghasilkan listrik.

Uap merupakan air dalam wujud gas.

entalpi, T-H diagram) maka akan terbentuk suatu diagram seperti di bawah ini:

Gambar

Pada gambar daerah dengan warna hijau merupakan wujud air. Daerah dengan warna kuning

merupakan daerah campuran/mixture

Semakin ke kanan, persentase uap semakin besar. Daerah dengan warna ungu merupakan daerah

dengan wujud gas. Pada daerah ini, semua air sudah berubah menjadi uap. Garis warna biru merupakan

garis saturated water/ air jenuh. pada sepanjang garis ini, semua air sudah dalam kondisi jenuh.

kata lain, air pada kondisi ini berada dalam kondisi mend

uap basah sudah berubah menjadi 100% uap kering.

2.2. FUNGSI DAN PRINSIP KERJA

Fungsi Steam Turbine secara umum adalah merubah energi panas dari uap yang bertekanan

menjadi energi kinetik. Energi kinetik dalam

digerakkan oleh sudu-sudu gerak (rotor). Dalam aplikasi pada dunia pembangkit (

BAB II

TURBIN UAP (STEAM TURBINE)

TURBINE

Turbine/ Steam turbine didefinisikan sebagai suatu alat yang mengubah

energi panas/kalor menjadi energi kinetik. Energi kinetik dihasilkan dari semburan uap/

dilakukan oleh nozel yang memutar sudu/vane turbine. Sudu-sudu turbine dirancang s

sehingga dapat berputar dengan maksimal. Sudu-sudu turbine berputar terhadap suatu poros/

Poros kemudian dihubungkan dengan generator untuk menghasilkan listrik.

Uap merupakan air dalam wujud gas. Apabila dinyatakan dalam diagram Moulier (temperatur

diagram) maka akan terbentuk suatu diagram seperti di bawah ini:

Gambar 2.1. Diagram Mollier H2O

dengan warna hijau merupakan wujud air. Daerah dengan warna kuning

mixture. Bisa juga dikatakan daerah ini merupakan daerah uap basah.


an wujud gas. Pada daerah ini, semua air sudah berubah menjadi uap. Garis warna biru merupakan

garis saturated water/ air jenuh. pada sepanjang garis ini, semua air sudah dalam kondisi jenuh.

kata lain, air pada kondisi ini berada dalam kondisi mendidih. Pada sepanjang garis merah ini, semua

uap basah sudah berubah menjadi 100% uap kering.

PRINSIP KERJA STEAM TURBINE

secara umum adalah merubah energi panas dari uap yang bertekanan

menjadi energi kinetik. Energi kinetik dalam turbine berupa gerak melingkar/berputarnya poros yang

sudu gerak (rotor). Dalam aplikasi pada dunia pembangkit (Power Plant

33

didefinisikan sebagai suatu alat yang mengubah

energi panas/kalor menjadi energi kinetik. Energi kinetik dihasilkan dari semburan uap/steam yang

dirancang sedemikian rupa

berputar terhadap suatu poros/shaft.

Moulier (temperatur-

dengan warna hijau merupakan wujud air. Daerah dengan warna kuning

. Bisa juga dikatakan daerah ini merupakan daerah uap basah.


an wujud gas. Pada daerah ini, semua air sudah berubah menjadi uap. Garis warna biru merupakan

garis saturated water/ air jenuh. pada sepanjang garis ini, semua air sudah dalam kondisi jenuh. Dengan

idih. Pada sepanjang garis merah ini, semua

secara umum adalah merubah energi panas dari uap yang bertekanan

berupa gerak melingkar/berputarnya poros yang

Power Plant), turbine

Turbin

selalu dihubungkan dengan Boiler

bertekanan, sedangkan generator sebagai penghasil listrik.

2.3. INSTALASI STEAM TURBINE

2.3.1 Siklus Pembangkit Sederhana (

Siklus Rankine merupakan siklus pembangkit yang paling sederhana. Siklus ini terdiri dari 4

(empat) komponen utama, yaitu

Boiler berfugsi sebagai penghasil

steam turbine . Steam turbine akan memutar poros yang dihubungkan dengan generator listrik. Uap

yang telah diekspansikan oleh

condenser , uap yang sudah berubah wujud menjadi air, dipompakan kembali ke dalam

Begitu seterusnya siklus ini berulang.

Gambar

Boiler/ steam generator, dan generator. Boiler sebagai penghasil uap

bertekanan, sedangkan generator sebagai penghasil listrik.

STEAM TURBINE

Pembangkit Sederhana (Rankine Cycle)

merupakan siklus pembangkit yang paling sederhana. Siklus ini terdiri dari 4

(empat) komponen utama, yaitu Boiler/steam generator, steam turbine , condenser

berfugsi sebagai penghasil uap bertekanan yang nantinya uap ini akan diekspansikan ke

akan memutar poros yang dihubungkan dengan generator listrik. Uap

yang telah diekspansikan oleh turbine akan diembunkan/dikondensasikan di kondesor. Dari

uap yang sudah berubah wujud menjadi air, dipompakan kembali ke dalam

Begitu seterusnya siklus ini berulang.

Gambar 2.2. Steam Turbine

34

sebagai penghasil uap

merupakan siklus pembangkit yang paling sederhana. Siklus ini terdiri dari 4

condenser , dan pompa.

uap bertekanan yang nantinya uap ini akan diekspansikan ke

akan memutar poros yang dihubungkan dengan generator listrik. Uap

akan diembunkan/dikondensasikan di kondesor. Dari

uap yang sudah berubah wujud menjadi air, dipompakan kembali ke dalam Boiler.

Turbin

Gambar

1 ~ 2 : Proses menaikkan tekanan air dengan

2 ~ 3 : Air bertekanan tinggi memasuki

dengan sumber panas dari luar (pembakaran bahan bakar).

3 – 4 : Proses expansi uap jenuh di turbine (menghasilkan kerja, ditranfer ke generator)

4 – 1 : Proses kondensasi (perubahan phase uap ke cair), pada tekanan & temperatur

konstan di Condensor

2.3.2. Siklus Pembangkit Kompleks

Siklus ini merupakan modifikasi dari

efisiensi dari siklus secara keseluruhan.

(High, Intermediate, Low Pressure Turbine)

pada siklus ini diberi beberapa alat bantu. Alat banti tersebut adalah:

a) Reheater

b) Feed Water Heater

c) Deaerator

d) High and Low Pressure Heater

e) Superheater

Gambar 2.3. Skema Ranking Cycle

Proses menaikkan tekanan air dengan Boiler Feed (BFP)

Air bertekanan tinggi memasuki boiler, dipanaskan pada tekanan konstan

dengan sumber panas dari luar (pembakaran bahan bakar).

: Proses expansi uap jenuh di turbine (menghasilkan kerja, ditranfer ke generator)

1 : Proses kondensasi (perubahan phase uap ke cair), pada tekanan & temperatur

Siklus Pembangkit Kompleks

Siklus ini merupakan modifikasi dari Rankine Cycle. Hal ini dilakukan untuk meningkakan

s secara keseluruhan. Modifikasi yang dilakukan anatara lain

(High, Intermediate, Low Pressure Turbine). Untuk memaksimalkan efisiensi steam turbine

pada siklus ini diberi beberapa alat bantu. Alat banti tersebut adalah:

Low Pressure Heater

35

, dipanaskan pada tekanan konstan

: Proses expansi uap jenuh di turbine (menghasilkan kerja, ditranfer ke generator)

1 : Proses kondensasi (perubahan phase uap ke cair), pada tekanan & temperatur

. Hal ini dilakukan untuk meningkakan

anatara lain turbine 3 tingkat

steam turbine , maka

Turbin

Pada steam Turbine untuk menghasilkan daya dengan kapasitas yang besar, digunakan

tiga tingkat (High Pressure, Intermediate Pressure, Low Pressure

1. High Pressure Turbine(HP Turbine)

Merupakan turbine dengan tekanan besar.

dari superheater dengan tekanan ±150kg/cm

diekspansikan dari HP Turbine

kembali pada Boiler bagian reheater (pemanasan kembali) untuk menaikkan entalpi dari uap.

yang keluar dari dari reheater bertemperatur ±500°C.

2. Intermediate Pressure Turbine (IP Turbine)

Merupakan turbine dengan tekanan sedang. IP

menjadi uap dengan tekanan ±10kg/cm

Gambar 2.4. Contoh Skema Siklus Pembangkit Kompleks

untuk menghasilkan daya dengan kapasitas yang besar, digunakan

Pressure, Intermediate Pressure, Low Pressure Turbine).

High Pressure Turbine(HP Turbine)

dengan tekanan besar. HP Turbine ini mengekspansikan uap yang keluar

dari superheater dengan tekanan ±150kg/cm2 dan temperatur lebih dari 500°C. Uap yang telah

Turbine ini (tekanan ±40kg/cm2 dan temperatur ±300°C), dipanaskan

bagian reheater (pemanasan kembali) untuk menaikkan entalpi dari uap.

heater bertemperatur ±500°C.

Intermediate Pressure Turbine (IP Turbine)

dengan tekanan sedang. IP Turbine mengekspansikan uap dari

menjadi uap dengan tekanan ±10kg/cm2 dengan temperatur ±300°C.

Contoh Skema Siklus Pembangkit Kompleks

36

untuk menghasilkan daya dengan kapasitas yang besar, digunakan turbine

ini mengekspansikan uap yang keluar

dan temperatur lebih dari 500°C. Uap yang telah

dan temperatur ±300°C), dipanaskan

bagian reheater (pemanasan kembali) untuk menaikkan entalpi dari uap. Uap

mengekspansikan uap dari reheater

Turbin

3. Low Pressure Turbnie (LP Turbine)

`Merupakan turbine dengan tekanan rendah.

dan uap yang keluar dari LP Turbine

Gambar 2.5

Low Pressure Turbnie (LP Turbine)

dengan tekanan rendah. Turbine ini mengekspansikan uap dari

LP Turbine sebesar ±56mmHg (vakum) dan temperatur 40°C.

Gambar 2.6. High Pressure Turbine

Gambar 2.5. Steam Turbine 3

37

ini mengekspansikan uap dari IP Turbine

sebesar ±56mmHg (vakum) dan temperatur 40°C.

Turbin

Desain bagian exhaust dari

Hal ini dimaksudkan agar gaya

membuat gaya axial pada Steam

Pressure Turbine susunannya di

Gambar

Gambar

dari Low Pressure Turbine dibuat menjadi 2 (dua) cabang aliran uap.

Hal ini dimaksudkan agar gaya axial dari poros turbine menjadi seminimal mungkin. Untuk

Steam Turbine menjadi tidak terlalu besar, pada High Pressure

ya dibuat saling membelakangi.

Gambar 2.8. Low PressureTurbine

Gambar 2.7. Intermediate Turbine

38

dibuat menjadi 2 (dua) cabang aliran uap.

menjadi seminimal mungkin. Untuk

High Pressure dan Low

Turbin

Gambar

2.4. KONSTRUKSI STEAM TURBINE

2.4.1. Komponen Utama Steam Turbine

a. Sudu-Sudu Turbine / Blades

Sudu-sudu turbine didesain dengan bentuk yang seaerodinamis mungkin untuk mengurangi

losses yang mungkin terjadi akibat gaya gesek dan

sudu (blades) yang ada pada

Susunan HP dan IP Turbine saling membelakangi

Gambar 2.9. Susunan HP, IP dan LP Turbine

TURBINE

Turbine

Blades

didesain dengan bentuk yang seaerodinamis mungkin untuk mengurangi

yang mungkin terjadi akibat gaya gesek dan dapat meningkatkan kecepatan uap panas.

) yang ada pada turbine, biasanaya terdiri dari sejumlah silinder meliputi

Susunan HP dan IP Turbine saling membelakangi

39

didesain dengan bentuk yang seaerodinamis mungkin untuk mengurangi

dapat meningkatkan kecepatan uap panas. Sudu-

, biasanaya terdiri dari sejumlah silinder meliputi High

Turbin

Pressure Cylinder, Intermediate Cylinder

rotor yang disangga oleh bearing

rotor generator). Ruang antara rotor dengan

sudu-sudu gerak yang disusun

casing . Sedangkan serangkaian sudu gerak dipasang pada rotor. Apabila ke d

uap yang bertekanan, maka energi panas dari uap ini akan diubah menjadi energi mekanik dalam

bentuk putaran poros.

Mula-mula energi panas dalam uap diubah menjadi uap terlebih dahulu menjadi energi kinetik

dengan cara melewatkan uap

dialirkan ke sudu-sudu, sehingga akan menghasilkan putaran poros. Poros yang berputar ini

kemudian digunakan untuk memutar poros generator.

• Klasifikasi Sudu

Berdasarkan pada prinsip cara pemban

macam , yaitu sudu impuls dan sudu reaksi.

kedua macam sudu tersebut.

a) Sudu Impuls

Sudu-sudu tetap berfungsi sebagai

peningkatan energi kinetik. Uap dengan kecepatan tinggi ini selanjutnya akan menumbuk sudu

sudu gerak. Tumbukan anatara uap dengan sudu

Uap yang telah menumbuk sudu

dalam sudu-sudu tetap tahap

entalpinya tidak berubah. Pada sudu impuls, penurunan tekanan dan energi panas uap hanya

terjadi pada sudu tetap dan nozzles

b) Sudu Reaksi

Pada suatu turbine dengan instalasi yang terpasang dengan kondisi 100% sudu reaksi, maka

sudu gerak hanya berfungsi sebagai

peniungkatan kecepatan. Peningkatan kecepatan ini a

arahnya berlawanan dengan arah kecepatan uap. Gaya reaksi pada sudu gerak inilah yang akan

memutar poros turbine. Uap selanjutnaya dialirkan pada sudu tetap yang berfungsi untuk

Intermediate Cylinder, dan Low Cylinder. Masing-masing silinder memiliki

bearing/bantalan. Rotor-rotor tersebut disambung menjadi satu (termasuk

. Ruang antara rotor dengan casing , terdiri dari rangkaian sudu

disusun berselang-seling. Stator dipasang disekeliling bagian dalam dari

. Sedangkan serangkaian sudu gerak dipasang pada rotor. Apabila ke dalam


mula energi panas dalam uap diubah menjadi uap terlebih dahulu menjadi energi kinetik

dengan cara melewatkan uap tersebut pada nozzles. Uap yang berkecepatan tinggi kemudian

sudu, sehingga akan menghasilkan putaran poros. Poros yang berputar ini

kemudian digunakan untuk memutar poros generator.

Berdasarkan pada prinsip cara pembangkitan gaya gerak, sudu-sudu turbine dibedakan menjadi 2

yaitu sudu impuls dan sudu reaksi. Turbine modern umumnya merupakan kombinasi dari

sudu tetap berfungsi sebagai nozzles sehingga uap yang melewatinya akan mengalami

peningkatan energi kinetik. Uap dengan kecepatan tinggi ini selanjutnya akan menumbuk sudu

sudu gerak. Tumbukan anatara uap dengan sudu-sudu gerak ini akan memutar poros

Uap yang telah menumbuk sudu-sudu gerak tersebur kemudian diarahkan untuk masuk ke

sudu tetap tahap/stage berikutnya. Selama melintasi sudu gerak, tekanan dan


nozzles saja.

dengan instalasi yang terpasang dengan kondisi 100% sudu reaksi, maka

sudu gerak hanya berfungsi sebagai nozzles sehingga uap yang melewatinya akan mengalami

peniungkatan kecepatan. Peningkatan kecepatan ini akan menimbulkan gaya reaksi yang


. Uap selanjutnaya dialirkan pada sudu tetap yang berfungsi untuk

40

masing silinder memiliki

rotor tersebut disambung menjadi satu (termasuk

, terdiri dari rangkaian sudu-sudu tetap dan

g bagian dalam dari

alam turbine dialirkan


mula energi panas dalam uap diubah menjadi uap terlebih dahulu menjadi energi kinetik

. Uap yang berkecepatan tinggi kemudian

sudu, sehingga akan menghasilkan putaran poros. Poros yang berputar ini

dibedakan menjadi 2

modern umumnya merupakan kombinasi dari

sehingga uap yang melewatinya akan mengalami

peningkatan energi kinetik. Uap dengan kecepatan tinggi ini selanjutnya akan menumbuk sudu-

sudu gerak ini akan memutar poros turbine.

sudu gerak tersebur kemudian diarahkan untuk masuk ke

berikutnya. Selama melintasi sudu gerak, tekanan dan


dengan instalasi yang terpasang dengan kondisi 100% sudu reaksi, maka

sehingga uap yang melewatinya akan mengalami

kan menimbulkan gaya reaksi yang


. Uap selanjutnaya dialirkan pada sudu tetap yang berfungsi untuk

Turbin

mengarahkan uap ke sudu gerak tahap berikutn

reaksi,penurunan energi panas akan dan tekanan hanya terjadi pada sudu gerak. Sudut dan

desain dari sudu-sudu ini dibuat seaerodinamis mungkin agar

kecepatan desainnya dan uap mampu mengali

mengurangi adanya erosi (pengikisan) sampai pada tingkat seminimum mungkin.

Gambar

b. Stator dan Rotor

Stator merupakan komponen dalam

Fungsi dari stator adalah untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Stator juga

berfungsi untuk mengarahkan uap ke rotor (sudu jalan

menyemburkan uap panas bertekanan dari

fixed.

Rotor merupakan Bagian pada

yang berfungsi untuk mengubah energi kinetik uap menjadi energi mekanis.

bersama dengan poros penggerak.

mengarahkan uap ke sudu gerak tahap berikutnya. Pada sudu yang terdiri dari 100%


sudu ini dibuat seaerodinamis mungkin agar turbine dapat berputar dengan

kecepatan desainnya dan uap mampu mengalir dengan mulus melewati sudu tersebut sehingga


Gambar 2.10. Skema Sudu Impuls dan Sudu Reaksi

merupakan komponen dalam turbine yang dilengkapi dengan sudu

adalah untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Stator juga

berfungsi untuk mengarahkan uap ke rotor (sudu jalan turbine). Pada stator dilengkapi nozel untuk

anas bertekanan dari Boiler. Nozel pada sudu tetap dipasang pada

Rotor merupakan Bagian pada turbine yang berputar. Di sekeliling rotor terdapat sudu jalan

yang berfungsi untuk mengubah energi kinetik uap menjadi energi mekanis.

bersama dengan poros penggerak.

41

ya. Pada sudu yang terdiri dari 100%


dapat berputar dengan

r dengan mulus melewati sudu tersebut sehingga


yang dilengkapi dengan sudu-sudu yang diam.

adalah untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Stator juga

). Pada stator dilengkapi nozel untuk

. Nozel pada sudu tetap dipasang pada casing dan

sekeliling rotor terdapat sudu jalan

yang berfungsi untuk mengubah energi kinetik uap menjadi energi mekanis. Rotor dipasang

Turbin

c. Casing

Casing berfungsi untuk melindungi proses ekspansi uap oleh

kebocoran dari dan kearah luar.

dalam turbine terhadap debu atau benda

sebagai dudukan dari bearing rotor. Permukaan dalam

seefisien agar uap yang berlalu melewati

yang tidak kurang baik. Desain dari

dan nozzles pada semua stage.

Uap yang digunakan untuk menggerakkan

temperatur yang tinggi. Oleh kare

stress.

d. Poros/ shaft

Poros merupakan salah satu bagian dari

turbine menjadi satu kesatuan. Poros ini juga mentransmisikan torsi rotor

bagian dari poros generator listrik. Perlu diperhatikan saat

turbine dengan poros generator) adalah saat

benar lurus. Tidak boleh terjadi

timbulnya vibrasi/getaran.

stator

Gambar 2.11. Stator dan Rotor yang Sudah Dirangkai dengan Poros

berfungsi untuk melindungi proses ekspansi uap oleh turbine

luar. Casing juga berfungsi untuk melindungi komponen

terhadap debu atau benda-benda “asing” dari luar. Casing juga

rotor. Permukaan dalam (internal surface) dari casing

seefisien agar uap yang berlalu melewati casing tidak banyak losses karena p

yang tidak kurang baik. Desain dari casing juga harus mampu menjadi support dari blades/ sudu

Uap yang digunakan untuk menggerakkan turbine merupakan uap dengan tekanan dan

Oleh karena itu casing dari steam Turbine harus tahan terhadap thermal

Poros merupakan salah satu bagian dari turbine yang menjadikan rotor-rotor berbagai tingkat

kesatuan. Poros ini juga mentransmisikan torsi rotor turbine

bagian dari poros generator listrik. Perlu diperhatikan saat pemasangan anatara dua poros (poros

dengan poros generator) adalah saat pemasangan. Pemasangan kedua poros harus benar

benar lurus. Tidak boleh terjadi missalignment (ketidaklurusan) karena akan mengakibatkan

.11. Stator dan Rotor yang Sudah Dirangkai dengan Poros

poros

42

turbine agar tidak terjadi

juga berfungsi untuk melindungi komponen-komponen

juga berfungsi sebagai

casing harus dibuat

tidak banyak losses karena permukaan casing

juga harus mampu menjadi support dari blades/ sudu

merupakan uap dengan tekanan dan

harus tahan terhadap thermal

rotor berbagai tingkat

turbine untuk memutar

anatara dua poros (poros

. Pemasangan kedua poros harus benar-

karena akan mengakibatkan

.11. Stator dan Rotor yang Sudah Dirangkai dengan Poros

rotor

Turbin

2.4.2. Kelengkapan Steam Turbine

Agar steam turbine beroperasi dengan baik,

Alat-alat pelengkap tersebut meliputi:

a. Journal dan Axial Bearing

Journal Bearing diletakkan di depan dan belakang untuk

axial bearing digunakan untuk melawan gaya

mengakibatkan turbine bergerak ke

melewati batas yang dizinkan, maka terjadilah gesekan antar rotor

antara sudu tetap dan sudu jalan dibuat kecil sekali yang berguna untuk mengurangi

Rotor didukung oleh journal

dialirkan minyak pelumas secara kontinyu untuk pendinginan dan pelumasan. Daerah pada setiap

bearing merupakan daerah yang rawan, maka pada setiap

instrumentasi untuk mendeteksi parameter

yang perlu dipasang pada setiap

1) indikator temperatur metal atau indikator tekanan minyak pelumas balik baik untuk

penunjukan local atau

2) alat ukur tekanan suplai minyak pelumas

3) alat ukur tekanan jacking oil

4) deteksi getaran

5) monitor eksentrisitas

Journal Bearing

Gambar

Turbine

beroperasi dengan baik, maka dilengkapi dengan beberapa alat pelengkap.

alat pelengkap tersebut meliputi:

Axial Bearing

diletakkan di depan dan belakang untuk menumpu poros

digunakan untuk melawan gaya axial dari poros. Aliran uap yang memutar

bergerak ke arah axial (searah sumbu poros). Jika gerakan kearah

melewati batas yang dizinkan, maka terjadilah gesekan antar rotor turbine dengan statornya.

antara sudu tetap dan sudu jalan dibuat kecil sekali yang berguna untuk mengurangi

journal bearing yang dilapisi logam putih. Ke dalam


merupakan daerah yang rawan, maka pada setiap bearing juga dipasang peralatan

instrumentasi untuk mendeteksi parameter-parameter yang perlu dimonitor. Peralatan instrumentasi

yang perlu dipasang pada setiap bearing adalah:

kator temperatur metal atau indikator tekanan minyak pelumas balik baik untuk

penunjukan local atau remote.

alat ukur tekanan suplai minyak pelumas

jacking oil

monitor eksentrisitas

Journal Bearing

Gambar 2.12. Journal Bearing

43

dilengkapi dengan beberapa alat pelengkap.

poros turbine. Sedangkan

dari poros. Aliran uap yang memutar turbine

(searah sumbu poros). Jika gerakan kearah axial ini

dengan statornya. Jarak

antara sudu tetap dan sudu jalan dibuat kecil sekali yang berguna untuk mengurangi energy loss.

e dalam bearing tersebut


juga dipasang peralatan

Peralatan instrumentasi

kator temperatur metal atau indikator tekanan minyak pelumas balik baik untuk

Turbin

b. Main Stop Valve (MSV)

Merupakan valve yang membuka dan menutup

Turbine. Pada saat start up, MSV berfungsi mengatur laju aliran uap yang masuk ke HP

dan juga sebagai proteksi saat turbine

Main steam

Gambar

Gambar

Gambar 2.13. Axial Bearing

yang membuka dan menutup aliran uap utama (main steam

, MSV berfungsi mengatur laju aliran uap yang masuk ke HP

turbine trip.

MSV

CV

HP Turbine

menuju reheater

Gambar 2.15. Skema dari MSV

Gambar 2.14. Main Stop

44

steam) masuk ke HP

, MSV berfungsi mengatur laju aliran uap yang masuk ke HP Turbine

Turbin

c. Governor/ Control Valve

Sistem Control Valve pada turbine

� mengatur beban turbine

� memungkinkan mesin untuk beroperasi secara paralel dengan mesin

� untuk mengontrol putaran

Secara umum ada 3 macam tipe

governor hidrolik, dan governor elektrik.

1) Governor mekanik

Pada governor mekanik, kecepatan putar poros generator yang sebanding dengan

frekuensi yang dihasilkan generator didapat dengan menggunakan bola

menghasilkan gaya sentrifugal. Gaya Sentrifugal ini dibandingkan dengan gaya mekanik

yang didapat dari pegas

menjadi sinyal pengerak sistem mekanik atau hidrolik yang selanjutnya akan menambah

uap, air, atau bahan bakar mesin penggerak generator.

2) Governor hidrolik

Pada governor hidrolik

bola yang berputar. Dari gambar di bawah ini, terlihat adanya umpan balik melalui engsel

E untuk menghentikan kerja governor. Hal ini diperlukan untuk menghindari terjainya

osilasi. Besarnya umpan balik dapat diatur melalui posisi engsel E.

Gambar

turbine memiliki beberapa fungsi, yaitu:

turbine sesuai dengan frekuensi sistem jaringan

memungkinkan mesin untuk beroperasi secara paralel dengan mesin lain di dalam sistem

untuk mengontrol putaran turbine supaya tetap dalam putaran yang konstan.

Secara umum ada 3 macam tipe governor yang banyak digunakan, yaitu governor mekanik,

governor hidrolik, dan governor elektrik.

kanik, kecepatan putar poros generator yang sebanding dengan

frekuensi yang dihasilkan generator didapat dengan menggunakan bola


yang didapat dari pegas referensi. Selisih besarnya gaya sentrifugal dengan


uap, air, atau bahan bakar mesin penggerak generator.

ada governor hidrolik pengukuran frekuensi didapat melalui gaya sentrifugal dari bola



mpan balik dapat diatur melalui posisi engsel E.

Gambar 2.16. Skema Governor Hidrolik

45

lain di dalam sistem

supaya tetap dalam putaran yang konstan.

yang banyak digunakan, yaitu governor mekanik,

kanik, kecepatan putar poros generator yang sebanding dengan

frekuensi yang dihasilkan generator didapat dengan menggunakan bola-bola berputar yang


referensi. Selisih besarnya gaya sentrifugal dengan gaya pegas ini


pengukuran frekuensi didapat melalui gaya sentrifugal dari bola-



Turbin

3) Governor elektronik

Deteksi frekuensi dilakukan melalui generator kecil yang empunyai magnet permane

sehingga tegangan jepitnya sebanding dengan putarannya. Generator kecil ini dikopel

dengan poros generator utama, sehingga putarannya sebanding dengan poros generator

utama. Akibatnya tegangan jepit generator kecil ini sebanding dengan frekuensi generato

utama. Selanjutnya, tegangan jepit generator kecil ini dibandingkan dengan tegangan

frekuensi di mana selisihnya menjadi sinyal penggerak sistem elektronik.

Sistem control valve pada turbine

valve digerakkan oleh servo

Control Valve turbine terdiri dari

� RSV (Reheat Stop Valve

reheat yang masuk ke IP

penuh, jadi tidak berperan dalam pengaturan laju aliran uap

proteksi saat turbine trip

� ICV (Interceptor Valve)

d. Lubrication System

Lubrication System berfungsi u

lain dari pelumasan ini adalah mencegah korosi, mencegah keausan pada

Uap dari reheater

Gambar

eteksi frekuensi dilakukan melalui generator kecil yang empunyai magnet permane



utama. Akibatnya tegangan jepit generator kecil ini sebanding dengan frekuensi generato



turbine berfungsi mengatur laju aliran uap ke dalam

servo valve actuator dan minyak hidrolik sebagai penggerak

terdiri dari:

Valve), merupakan valve yang membuka dan menutup aliran uap

yang masuk ke IP Turbine. Pada saat start up RSV sudah dalam kondisi membuka

penuh, jadi tidak berperan dalam pengaturan laju aliran uap reheat dan juga sebagai alat

trip.

ICV (Interceptor Valve), berperan mengatur aliran uap reheat pada IP

berfungsi untuk melumasi bearing, Turning Gear dan lain

lain dari pelumasan ini adalah mencegah korosi, mencegah keausan pada turbine

IP Turbine

RSV

ICV

Menuju LP Turbine

Gambar 2.17. Skema RSV dan ICV

46

eteksi frekuensi dilakukan melalui generator kecil yang empunyai magnet permanen



utama. Akibatnya tegangan jepit generator kecil ini sebanding dengan frekuensi generator



laju aliran uap ke dalam turbine. Sistem

dan minyak hidrolik sebagai penggerak valve.

yang membuka dan menutup aliran uap

sudah dalam kondisi membuka

dan juga sebagai alat

pada IP Turbine.

dan lain – lain. Fungsi

turbine yang bergerak,

Menuju LP Turbine

Turbin

pengangkut partikel kotor yang berasal dari luar atau kotoran dari luar, dan sebagai pendingin

terhadap panas yang timbul akibat gesekan.

Sistem pelumasan pada turbine

pelumasan yang baik dapat mencegah kerusakan memperpanjang umur peralatan

right time,right amount,right place,right methode, dan right lubricant.

dengan beberapa pompa minyak pelumas untuk memenuhi kebutuhan

beberapa kondisi yang berbeda. Pompa

adalah:

� Pompa pelumas utama

Pompa ini berfungsi untuk memberikan suplai pelumasan pada

telah berputar pada putaran normal atau mendekati. Selain itu pompa pelumas utama juga

mensuplai minyak untuk keperluan sistem governor, seperti power oil dan pilot oli.

� Pompa pelumas bantu

dan mensuplai minyak ke

mensuplai. Misalnya pada saat putaran rendah atau pada saat start

minyak utama, selain mensuplai sistem pelumasan, pompa ini juga untuk mensuplai

power oil dan pilot oil.

� Pompa pelumas turning gear

motor listrik AC dan hanya mensuplai minyak pelumas saja.

turbine sedang berada dalam keadaan berputar dengan pemutar poros (

� Pompa pelumas darurat

DC yang biasanya disuplai dari baterai. Pompa ini hanya mensuplai minyak pelumas dan

hanya digunakan dalam keadaan darurat, yaitu bila suplai minyak dari pompa lainnya

terganggu.

� Pompa pendingin minyak

panas minyak pelumas yang keluar dari bantalan turbin.

satu standby. Jika cooler

standby disini saluran

minyak telah terisi penuh dengan udara. Untuk membuang udara yang ada dalam sauran

minyak maka dilakukan venting pada saluran tersebut, dan dalam waktu yangh bersamaan


terhadap panas yang timbul akibat gesekan.

turbine merupakan salah satu hal yang harus diperhatikan karena

yang baik dapat mencegah kerusakan memperpanjang umur peralatan

right time,right amount,right place,right methode, dan right lubricant. Sistem p

dengan beberapa pompa minyak pelumas untuk memenuhi kebutuhan turbine

beberapa kondisi yang berbeda. Pompa-pompa pelumasan yang terdapat pada s

Pompa pelumas utama (main oil pump). Pompa ini dikopel dengan poros

Pompa ini berfungsi untuk memberikan suplai pelumasan pada turbine



bantu (auxiliary oil pump). Pompa ini digerakkan oleh motor listrik AC

dan mensuplai minyak ke turbine bila pompa minyak pelumas utama tidak dapat

Misalnya pada saat putaran rendah atau pada saat start turbine


an pilot oil.

turning gear (Turning gear oil pump). Pompa ini digerakkan oleh

motor listrik AC dan hanya mensuplai minyak pelumas saja. Pompa ini digunakan bila

sedang berada dalam keadaan berputar dengan pemutar poros (

darurat (Emergency oil pump). Pompa ini digerakkan oleh motor listrik



minyak (Oil cooler pump). Oil cooler berfungsi untuk menyerap

panas minyak pelumas yang keluar dari bantalan turbin. Terdapat 2

cooler yang satu kotor maka cooler yang lain akan berjalan. Arti

tandby disini saluran cooler dalam minyak benar-benar bebas dari udara dan saluran



47


merupakan salah satu hal yang harus diperhatikan karena

yang baik dapat mencegah kerusakan memperpanjang umur peralatan. Harus mencakup

Sistem pelumas dilengkapi

turbine pada kondisi yang

pompa pelumasan yang terdapat pada sistem pelumasan

el dengan poros turbine.

turbine ketika turbine



Pompa ini digerakkan oleh motor listrik AC

bila pompa minyak pelumas utama tidak dapat

turbine. Seperti pompa


Pompa ini digerakkan oleh

Pompa ini digunakan bila

sedang berada dalam keadaan berputar dengan pemutar poros (Turning Gear)

Pompa ini digerakkan oleh motor listrik



berfungsi untuk menyerap

Terdapat 2 cooler dimana yang

yang lain akan berjalan. Arti

benar bebas dari udara dan saluran



Turbin

minyak pelumas menalir dan mendorong udara keluar dari

telah keluar minyak, maka udara telah habis dan venting harus segera ditutup. Temperatur

minyak ini diatur karena berhubungan dengan voiscositas pelumas yang membentuk

lapisan (film ) saat melumasi bantalan.

Pada umumnya pompa minyak

dimatikan secara otomatis dari

turbine. Minyak diambil dari tangki minyak pelum

minyak utama (Main Oil Tank

untuk mengeluarkan partikel-partikel padat dan kotoran lainnya. Minyak kemudian dilewatkan

pendingin minyak pelumas (oil

Tekanan minyak bearing turbine

Temperatur minyak pelumas menuju bantalan diatur dengan cara mengatur aliran air pendingin

minyak pelumas. Pada beberapa sistem, pengaturan temperatur minyak dilakukan dengan cara

langsung menyalurkan minyak melintasi pendingin minyak, dimana sebagian miny

agar tidak melewati pendingin untuk kemudian bercampur dengan sisa minyak yang telah

Gambar

k pelumas menalir dan mendorong udara keluar dari cooler. Bila saluran venting



film ) saat melumasi bantalan.

minyak yang digerakkan oleh tenaga listrik dapat dijalankan dan

dimatikan secara otomatis dari Pressure switch yang terdapat dalam sistem minyak pelumas pada

Minyak diambil dari tangki minyak pelumas utama (main oil) yang sering disebut tangki

Main Oil Tank). Minyak pelumas dipompakan melalui sebuah saringan minyak

partikel padat dan kotoran lainnya. Minyak kemudian dilewatkan

(oil cooler) untuk selanjutnya dialirkan ke bearing

turbine diatur antara 1-2 kg/cm2.



langsung menyalurkan minyak melintasi pendingin minyak, dimana sebagian miny


Gambar 2.18. Skema dari Lubrication System

48

. Bila saluran venting



yang digerakkan oleh tenaga listrik dapat dijalankan dan

yang terdapat dalam sistem minyak pelumas pada

yang sering disebut tangki

). Minyak pelumas dipompakan melalui sebuah saringan minyak

partikel padat dan kotoran lainnya. Minyak kemudian dilewatkan

bearing-bearing turbine.



langsung menyalurkan minyak melintasi pendingin minyak, dimana sebagian minyak disimpan


Turbin

dilewatkan melalui pendingin. Temperatur suplai minyak pada bantalan

40 C°.

Saringan minyak pelumas dan pendingin pelumas dilengkap

Katup-katup ini biasanya bekerja secara mekanik berdasarkan regangan pegas. Regangan pegas

diatur sehingga katup akan terbuka pada saat perbedaan tekanan melintasi saringan. Hal ini dapat

terjadi disebabkan antara lain dise

dari katup-katup. Juga perlu diingat bahwa pompa pelumas darurat

menyalurkan secara langsung tanpa melewati

hanya digunakan dalam kondisi darurat.

Tangki minyak pelumas utama dilengkapi dengan kipas

dari minyak pelumas. Hal ini menyebabkan tekanan tangki sedikit dibawah tekanan atmosfir

sehingga dapat mencegah masuknya gas

Pada kebanyakan sistem pelumas, pompa

motor AC dan DC dipasang dalam posisi vertikal. Pompa

tangki main oil pump (terbenam di bawah permukaan minyak). Sedan

diletakkan di atas tangki.

e. Jacking oil System

Bila proses turbine yang besar sedang dalam keadaan diam, maka berat rotor akan

menekan/mendesak minyak pelumas yang ada diantara permukaan poros dan

(bantalan luncur). Hal ini mengakibatkan kedua permukaan logam tersebut memungkinkan

terjadinya metal to metal contact.

hanya akan memberikan lapisan minyak bila poros berputar.

Bila poros dicoba diputar dalam keadaan se

cara lain,maka poros akan sulit untuk diputar. Bahkan dapat mengakibatkan matinya motor pemutar

poros karena over load (kelebihan beban). Apabila ternyata poros dapat berputar, maka akan

mengakibatkan rusaknya poros dan lapisan dari

poros dari keadaan diam, terlebih dahulu poros harus sedikit diangkat. Untuk mengangkat poros,

perlu digunakan fluida (minyak) bertekanan tinggi yang dikenal dengan nama

Tekanan minyak dapat mencapai 100kg/cm

dilewatkan melalui pendingin. Temperatur suplai minyak pada bantalan turbine

Saringan minyak pelumas dan pendingin pelumas dilengkapi dengan katup

katup ini biasanya bekerja secara mekanik berdasarkan regangan pegas. Regangan pegas


terjadi disebabkan antara lain disebabkan oleh tersumbatnya saringan atau kegagalan pengoperasian

katup. Juga perlu diingat bahwa pompa pelumas darurat (Emergency

tanpa melewati saringan minyak dan pendingin karena memang

m kondisi darurat.

Tangki minyak pelumas utama dilengkapi dengan kipas vent yang berfungsi menghisap gas


sehingga dapat mencegah masuknya gas-gas dari minyak pelumas ke dalam turbine

Pada kebanyakan sistem pelumas, pompa-pompa minyak pelumas yang digerakkan dengan

motor AC dan DC dipasang dalam posisi vertikal. Pompa-pompa tersebut diletakkan di dalam

(terbenam di bawah permukaan minyak). Sedangkan motor

yang besar sedang dalam keadaan diam, maka berat rotor akan

menekan/mendesak minyak pelumas yang ada diantara permukaan poros dan

ini mengakibatkan kedua permukaan logam tersebut memungkinkan

metal to metal contact. Suplai minyak pelumas utama yang mengalir ke dalam

hanya akan memberikan lapisan minyak bila poros berputar.

Bila poros dicoba diputar dalam keadaan seperti diam, baik dengan motor pemutar poros atau



ya poros dan lapisan dari bearing. Oleh karena itu, untuk dapat memutar


perlu digunakan fluida (minyak) bertekanan tinggi yang dikenal dengan nama

Tekanan minyak dapat mencapai 100kg/cm2 yang diperoleh dari pompa multicylinder positive

49

diatur antara 37° C-

i dengan katup by pass otomatis.

katup ini biasanya bekerja secara mekanik berdasarkan regangan pegas. Regangan pegas


babkan oleh tersumbatnya saringan atau kegagalan pengoperasian

Emergency oil pump)

saringan minyak dan pendingin karena memang

yang berfungsi menghisap gas-gas


turbine.

pompa minyak pelumas yang digerakkan dengan

pompa tersebut diletakkan di dalam

gkan motor-motornya

yang besar sedang dalam keadaan diam, maka berat rotor akan

menekan/mendesak minyak pelumas yang ada diantara permukaan poros dan journal bearing

ini mengakibatkan kedua permukaan logam tersebut memungkinkan

Suplai minyak pelumas utama yang mengalir ke dalam bearing

perti diam, baik dengan motor pemutar poros atau



. Oleh karena itu, untuk dapat memutar


perlu digunakan fluida (minyak) bertekanan tinggi yang dikenal dengan nama Jacking Oil.

multicylinder positive

Turbin

displacement. Saluran jacking oil

saja.

Pompa-pompa tersebut mangambil minyak langsung dari

pelumas bearing. Minyak dialirkan dari bagian bawah bantalan melalui satu atau lebih saluran

dalam bearing housing (rumah bantalan) dan pelapisnya. Poros akan terangkat oleh tekanan minyak

dan suatu lapisan minyak yang tipis akan te

sehingga poros dapat diputar dengan mudah.

Jacking oil pump terdiri dari dua buah pompa piston yang digerakkan oleh motor DC. Masing

masing pompa mempunyai beberapa silinder yang masing

Sistem Jacking oil antara lain:

1. motor DC

2. non return valve

3. peralatan pengaman dan monitoring

f. Turning Gear

Bila beban turbine shut down,

tinggi (450°C-500°C). Bila poros

tertentu, maka akan terjadi beda temperatur antara bagian atas dengan bagian bawah rotor maupun

casing . Beda temperatur ini akan menyebabkan bagian bawah masing

lebih cepat dibandingkan bagian atas, sehingga akan menyebabkan terjadinya pembengkokan ke

atas/hogging. Hal ini akhirnya dapat menyebabkan terjadinya persinggungan mekanis antara

komponen yang bergerak dengan komponen yang stationary/diam. Apabila

pada kondisi ini, maka akan menyebabkan timbulnya getaran yang serius dan bahkan dapat

mengakibatkan kerusakan mekanis. Bengkokan yang disebabkan oleh temperatur yang tidak merata

ini dapat dihindari apabila porosnya dijaga tetap berputar meski dengan

40rpm) selama pendinginan. Untuk tujuan tersebut,

Turning Gear terdiri dari motor dan suatu seri roda gigi pengurang putaran

yang dapat dihubungkan ke roda gigi pada poros

dirancang sedemikian rupa sehingga secara penggerak tersebut dapat terputus

jacking oil dipasang pada setiap bearing atau hanya pada beberapa

pompa tersebut mangambil minyak langsung dari main oil tank atau dari suplai utama

. Minyak dialirkan dari bagian bawah bantalan melalui satu atau lebih saluran

(rumah bantalan) dan pelapisnya. Poros akan terangkat oleh tekanan minyak

dan suatu lapisan minyak yang tipis akan terbentuk diantara permukaan poros dengan bantalan

sehingga poros dapat diputar dengan mudah.

terdiri dari dua buah pompa piston yang digerakkan oleh motor DC. Masing

masing pompa mempunyai beberapa silinder yang masing-masing menyuplai miny

peralatan pengaman dan monitoring

shut down, maka temperatur casing dan rotor turbine masing

500°C). Bila poros turbine kemudian dibiarkan untuk tetap diam dalam jangka waktu


. Beda temperatur ini akan menyebabkan bagian bawah masing-masing rotor akan menyusut

dibandingkan bagian atas, sehingga akan menyebabkan terjadinya pembengkokan ke

Hal ini akhirnya dapat menyebabkan terjadinya persinggungan mekanis antara

komponen yang bergerak dengan komponen yang stationary/diam. Apabila turbine



ini dapat dihindari apabila porosnya dijaga tetap berputar meski dengan putaran rendah (3rpm

40rpm) selama pendinginan. Untuk tujuan tersebut, turbine dilengkapi dengan Turning Gear.

terdiri dari motor dan suatu seri roda gigi pengurang putaran

yang dapat dihubungkan ke roda gigi pada poros turbine. Penggerak akhir dari susunan roda gigi ini

dirancang sedemikian rupa sehingga secara penggerak tersebut dapat terputus

50

atau hanya pada beberapa bearing

atau dari suplai utama

. Minyak dialirkan dari bagian bawah bantalan melalui satu atau lebih saluran

(rumah bantalan) dan pelapisnya. Poros akan terangkat oleh tekanan minyak

permukaan poros dengan bantalan

terdiri dari dua buah pompa piston yang digerakkan oleh motor DC. Masing-

masing menyuplai minyak. Komponen

masing-masing sangat

kemudian dibiarkan untuk tetap diam dalam jangka waktu


masing rotor akan menyusut

dibandingkan bagian atas, sehingga akan menyebabkan terjadinya pembengkokan ke

Hal ini akhirnya dapat menyebabkan terjadinya persinggungan mekanis antara

turbine dicoba diputar



putaran rendah (3rpm-

Turning Gear.

terdiri dari motor dan suatu seri roda gigi pengurang putaran (reduction gear)

. Penggerak akhir dari susunan roda gigi ini

dirancang sedemikian rupa sehingga secara penggerak tersebut dapat terputus (disconnect) secara

Turbin

otomatis dengan roda gigi poros

yang diberikan oleh penggeraknya (

Hal ini dapat dimaksudkan untuk

kecepatan yang lebih tinggi. Urutan operasi yang umum adalah mengamati poros

dimatikan sampai saat poros berhenti. Dalam interval ini suplai minyak pelumas bantalan tetap

masih diperlukan. Selanjutnya suplai minyak pengangkat (

memberikan suatu lapisan minyak secara pasti antara

penggerak Turning Gear dimasukkan pada roda gigi poros

manual atau otomatis, kemudian baru motor

turbine tergantung dari rekomendasi dari pembuat

Selain rotor menjadi dingin dengan cara dengan cara ini, pergerakan sudu

menimbulkan sirkulasi udara dalam

pada sudu-sudu.

Turbin-turbin modern saat ini dilengkapi dengan perlengkapan pengaturan urutan operasi

Turning Gear yang lebih canggih. Pada

Gear akan berjalan secar otomatis bila putaran

bila putaran poros turun sampai pada putaran turning,

menghubungkan drive ke poros

yang telah ditentukan tanpa berhenti. Dalam banyak hal, bila putaran poros

putaran gear, secara otomatis Turning Gear

Hal penting yang harus dilakukan untuk menghindari bengkoknya poros

gear macet atau tidak berfungsi, maka poros

harus diputar separuh putaran tiap 10 menit. Secara umum hal ini dapat dianggap cukup

menghindari pembengkokan poros.

Bila oleh suatu sebab poros dalam

maka bengkoknya poros karena panas dapat menyebabkan terjadinya kontak antara bagian yang

tetap dengan bagian yang diam/tetap pada

perapat poros dan biasanya sementara. Setelah temperatur

mulai sebanding, bengkokan rotor akan hilang dengan dengan sendirinya. Bila terjadi gangguan

serius seperti itu, cobalah putar poros secara manual dengan segera untuk meyakinkan bahw

otomatis dengan roda gigi poros turbine pada saat kecepatan turbine mencapai lebih dari kecepatan

oleh penggeraknya (Turning Gear motor).

Hal ini dapat dimaksudkan untuk Turning Gear Motor diputar oleh poros

Urutan operasi yang umum adalah mengamati poros


masih diperlukan. Selanjutnya suplai minyak pengangkat (jacking oil supply

memberikan suatu lapisan minyak secara pasti antara rotor dengan bearing

dimasukkan pada roda gigi poros turbine. Hal ini dilakukan dengan cara

manual atau otomatis, kemudian baru motor Turning Gear dihidupkan. Kecepatan puta poros

tergantung dari rekomendasi dari pembuat turbine. Tetapi umumnya diantara 3

Selain rotor menjadi dingin dengan cara dengan cara ini, pergerakan sudu

menimbulkan sirkulasi udara dalam casing , sehingga mengakibatkan pendinginan yang

modern saat ini dilengkapi dengan perlengkapan pengaturan urutan operasi

yang lebih canggih. Pada turbine ini, pompa minyak jacking

akan berjalan secar otomatis bila putaran turbine telah mencapai 100-200 rpm. Hanya

bila putaran poros turun sampai pada putaran turning, selfsynchro-shift centrifugal clutch

menghubungkan drive ke poros turbine sehingga putaran turbine dapat dipertahankan pada putaran

pa berhenti. Dalam banyak hal, bila putaran poros

Turning Gear akan lepas dan motor Turning Gear

penting yang harus dilakukan untuk menghindari bengkoknya poros

macet atau tidak berfungsi, maka poros turbine harus diputar secara manual. Poros


menghindari pembengkokan poros.

uatu sebab poros dalam keadaan panas atau hangat tidak dapat diputar sama sekali,


tetap dengan bagian yang diam/tetap pada turbine. Kontak tersebut pertama-tama akan terjadi pada

ya sementara. Setelah temperatur turbine secara perlahan


serius seperti itu, cobalah putar poros secara manual dengan segera untuk meyakinkan bahw

51

mencapai lebih dari kecepatan

diputar oleh poros turbine dengan

Urutan operasi yang umum adalah mengamati poros turbine saat mulai


jacking oil supply) dijalankan untuk

bearing. Setelah ini gigi

. Hal ini dilakukan dengan cara

dihidupkan. Kecepatan puta poros

. Tetapi umumnya diantara 3-40 rpm.

Selain rotor menjadi dingin dengan cara dengan cara ini, pergerakan sudu-sudu rotor juga

, sehingga mengakibatkan pendinginan yang merata

modern saat ini dilengkapi dengan perlengkapan pengaturan urutan operasi

dan motor Turning

200 rpm. Hanya saja

shift centrifugal clutch akan

dapat dipertahankan pada putaran

pa berhenti. Dalam banyak hal, bila putaran poros turbine naik di atas

Turning Gear berhenti/mati.

penting yang harus dilakukan untuk menghindari bengkoknya poros pada saat turning

harus diputar secara manual. Poros turbine


atau hangat tidak dapat diputar sama sekali,


tama akan terjadi pada

secara perlahan-lahan turun dan


serius seperti itu, cobalah putar poros secara manual dengan segera untuk meyakinkan bahwa

Turbin

poros dapat berputar secara bebas. Bila berhasil, motor pemutar segera dijalankan untuk

memperpanjang waktu putar dan mengurangi sisa bengkokan. Bila ada indikasi goresan pada arah

radial, berarti terjadi kerusakan yang pemanen sebagai akibat bengkokan y

poros turbine terus dilanjutkan sampai penunjukkan temperatur metal turun pada harga yang

direkomendasikan. (150°C-200°C). Pada temperatur ini sebenarnya bengkokan masih dapat terjadi .

pemutaran poros juga diperlukan sebelum start

awal). Memutar turbine langsung dengan uap tidak direkomendasikan. Beberpa metode ditetapkan

untuk mempercepat laju pendinginan

dengan program shut down yang telah direncanakan. Temperatur uap masuk ke

diturunkan perlahan-lahan dan dimonitor secara seksama.

Waktu putar yang singkat setelah

rendah. Cara lebih efektif lagi adalah dengan metode penghembusan udara pendingin untuk

mempercepat laju pendinginan setelah

Setelah terjadi pendinginan alami sampai pada putaran

rendah disemprotkan pada silinder

dan dikeluarkan dari ruang lantai

yang teliti terhadap pengaruh

menjadi 28 jam.

Selama poros turbine masih diputar, perlu dilakukan pengamatan dengan cermat terhadap

kondisi seluruh unit. Bila ditemukan kelainan baik pada arus motor

getaran, temperatur bearing atau tanda

segera diperiksa dan bila perlu putaran poros dihentikan. Operator harus

operasi dan instruksi dari unitnya untuk menghindari akibat yang tidak diinginkan.

g. Peralatan Pengaman Turbine

Turbine berfungsi sebagai penghasil putaran untuk menggerakkan generator. Tenaga penggerak

dari turbine pada adalah uap yang bertemperatur sekitar ±541

Dalam hal ini, uap yang dbutuhkan tergantung pada besar kecilnya

jumlah uap yang diperlukan juga besar, sebaliknya jika beban rendah maka uap yang masuk ke

turbine dilakukan oleh kontrol



radial, berarti terjadi kerusakan yang pemanen sebagai akibat bengkokan yang terjadi. Memutar

terus dilanjutkan sampai penunjukkan temperatur metal turun pada harga yang

200°C). Pada temperatur ini sebenarnya bengkokan masih dapat terjadi .

pemutaran poros juga diperlukan sebelum start turbine untuk mengurangi starting torque (torsi

langsung dengan uap tidak direkomendasikan. Beberpa metode ditetapkan

untuk mempercepat laju pendinginan turbine secara aman. Pendinginan dengan uap bisa dilakukan

yang telah direncanakan. Temperatur uap masuk ke

lahan dan dimonitor secara seksama.

Waktu putar yang singkat setelah shut down dapat dicapai karena turbine stop pada temperatur


mempercepat laju pendinginan setelah shut down.

Setelah terjadi pendinginan alami sampai pada putaran Turning Gear, udara dengan tekanan

semprotkan pada silinder turbine yang paling panas melalui instalasi pipa yang disediakan

dan dikeluarkan dari ruang lantai turbine. Dengan pengoperasian yang cermat dan pengamatan

yang teliti terhadap pengaruh turbine, metode ini dapat mengurangi waktu ke

masih diputar, perlu dilakukan pengamatan dengan cermat terhadap

kondisi seluruh unit. Bila ditemukan kelainan baik pada arus motor Turning Gear

atau tanda-tanda yang dapat dideteksi melalui (suara) telinga, harus

segera diperiksa dan bila perlu putaran poros dihentikan. Operator harus tanggap


Turbine

berfungsi sebagai penghasil putaran untuk menggerakkan generator. Tenaga penggerak

pada adalah uap yang bertemperatur sekitar ±541oC dan tekanan uap ±169 kg/cm

Dalam hal ini, uap yang dbutuhkan tergantung pada besar kecilnya beban. Jika beban tinggi maka


dilakukan oleh kontrol valve yang bekerja secara otomatis tergantung pada besar beban.

52



ang terjadi. Memutar

terus dilanjutkan sampai penunjukkan temperatur metal turun pada harga yang

200°C). Pada temperatur ini sebenarnya bengkokan masih dapat terjadi .

untuk mengurangi starting torque (torsi

langsung dengan uap tidak direkomendasikan. Beberpa metode ditetapkan

secara aman. Pendinginan dengan uap bisa dilakukan

yang telah direncanakan. Temperatur uap masuk ke turbine, kemudian

stop pada temperatur


, udara dengan tekanan

yang paling panas melalui instalasi pipa yang disediakan

. Dengan pengoperasian yang cermat dan pengamatan

, metode ini dapat mengurangi waktu kerja dari 72 jam

masih diputar, perlu dilakukan pengamatan dengan cermat terhadap

Turning Gear, eksentrisitas,

da yang dapat dideteksi melalui (suara) telinga, harus

tanggap terhadap batasan


berfungsi sebagai penghasil putaran untuk menggerakkan generator. Tenaga penggerak

C dan tekanan uap ±169 kg/cm2.

beban. Jika beban tinggi maka


yang bekerja secara otomatis tergantung pada besar beban.

Turbin

Peralatan yang bekerja pada tekanan dan

berakibat sangat fatal. Dapat membahayakan perusahaan pada umumnya karena beberapa perlatan

akan trip dan butuh biaya perawatan atau mungkin penggantian peralatan.

keselamatan jiwa dari operator-operator yang berinteraksi langsung dengan peralatan tersebut.

Dalam pengoperasiannya, turbine

bisa saja dalam suatu saat berada dalam kondisi yang berbahaya. Apabila tidak dilakukan langkah

safety, maka bisa saja menimbulakan kerusakan yang fatal. Sebagai contoh putaran

dijaga konstan pada 300 rpm. Pengendalian putaran

kapasitas uap yang masuk pada

akan mengakibatkan turbine overspeed. Overspeed dapat menyebabkan gaya sentrifugal yang

diterima rotor akan melebihi desain dari rotor

Temperatur dari pelumas bearing

interval operasi tertentu. Apabila pelumas tidak dapat mendinginkan temperatur operasi

maka bearing akan rusak dan turbine

timbulnya vibrasi, missalignment

menyebabkan kerusakan pada komponen

Seorang operator lapangan harus dapat mengidentifikasi situasi dan mengambil keputusan

setiap saat. Selain dari segi operator, dari segi

perlalatan proteksi yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan

penting dari peralatan proteksi turbine

peralatan proteksi yang lain adalah sebagai berikut

� Proteksi putaran lebih (overspeed protection

Sistem proteksi lebih berfungsi untuk menjaga kecepatan

maksimum yang diterima oleh

(sekitar 3000 rpm), maka tegangan yang disebabkan gaya sentrifugal pada sudu

akan melebihi tegangan lumer

Apabila terjadi penurunan beban secara tiba

mengantisipasi kenaikan putaran yang terjadi. Bila sistem governor tidak mam

kenaikan putaran yang terjadi, maka peralatan

otomatis bila putaran turbine

Peralatan yang bekerja pada tekanan dan temperatur tinggi apabila terjadi kesalahan tentunya akan


akan trip dan butuh biaya perawatan atau mungkin penggantian peralatan. Secra khusus tentu saja

operator yang berinteraksi langsung dengan peralatan tersebut.

turbine tidak selalu berada dalam kondisi yang aman. Artinya


, maka bisa saja menimbulakan kerusakan yang fatal. Sebagai contoh putaran

dijaga konstan pada 300 rpm. Pengendalian putaran turbine bisa dicapai dengan mengontrol

kapasitas uap yang masuk pada steam turbine . Apabila mass flow rate nya terlalu banyak, maka

overspeed. Overspeed dapat menyebabkan gaya sentrifugal yang

diterima rotor akan melebihi desain dari rotor itu sendiri. Contoh lain adalah pada

bearing perlu dijaga temperaturnya. Bearing didesain untuk bekerja pada

interval operasi tertentu. Apabila pelumas tidak dapat mendinginkan temperatur operasi

turbine tidak dapat beroperasi dengan baik karena akan menyebabkan

missalignment/ ketidaklurusan poros penggerak. Ketidaklurusan dapat

menyebabkan kerusakan pada komponen–komponen steam turbine yang lain.

apangan harus dapat mengidentifikasi situasi dan mengambil keputusan

setiap saat. Selain dari segi operator, dari segi turbine itu sendiri juga perlu dilengkapi dengan

perlalatan proteksi yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan turbine. Unsur yang p

turbine ini adalah ESV (Emergency Shut-off Valve

peralatan proteksi yang lain adalah sebagai berikut :

overspeed protection).

Sistem proteksi lebih berfungsi untuk menjaga kecepatan turbine agar tidak melebihi batas

maksimum yang diterima oleh turbine. Bila putaran turbine melebihi dari yang ditentukan

(sekitar 3000 rpm), maka tegangan yang disebabkan gaya sentrifugal pada sudu

akan melebihi tegangan lumer (yield strength), material dan rotor akan retak dan pecah.

Apabila terjadi penurunan beban secara tiba-tiba, mula-mula sistem governor akan

mengantisipasi kenaikan putaran yang terjadi. Bila sistem governor tidak mam

kenaikan putaran yang terjadi, maka peralatan overspeed protection akan bekerja secara

turbine telah mencapai harga yang ditetapkan.

53

temperatur tinggi apabila terjadi kesalahan tentunya akan


Secra khusus tentu saja

operator yang berinteraksi langsung dengan peralatan tersebut.

tidak selalu berada dalam kondisi yang aman. Artinya turbine


, maka bisa saja menimbulakan kerusakan yang fatal. Sebagai contoh putaran turbine perlu

dicapai dengan mengontrol

Apabila mass flow rate nya terlalu banyak, maka

overspeed. Overspeed dapat menyebabkan gaya sentrifugal yang

itu sendiri. Contoh lain adalah pada bearing.

didesain untuk bekerja pada

interval operasi tertentu. Apabila pelumas tidak dapat mendinginkan temperatur operasi bearing,

tidak dapat beroperasi dengan baik karena akan menyebabkan

/ ketidaklurusan poros penggerak. Ketidaklurusan dapat

apangan harus dapat mengidentifikasi situasi dan mengambil keputusan

itu sendiri juga perlu dilengkapi dengan

. Unsur yang paling

Valve). Selain ESV,

agar tidak melebihi batas

melebihi dari yang ditentukan

(sekitar 3000 rpm), maka tegangan yang disebabkan gaya sentrifugal pada sudu-sudu gerak

, material dan rotor akan retak dan pecah.

mula sistem governor akan

mengantisipasi kenaikan putaran yang terjadi. Bila sistem governor tidak mampu mencegah

akan bekerja secara

Turbin

Gambar 2.18. Gaya Sentrifugal pada Gerak Partikel yang Bergerak Melingkar

Setiap turbine biasanya dilengkapi dengan 2 set peralatan

dipasang di ujung luar dari rotor

sekitar 10% di atas putaran normal.

dikirim dan katup ESV akan menutup. Pada

pengujian sehingga mekanisme peralatan

waktu unit sedang berjalan.

Saat terjadi overspeed, torsi yang dialami oleh rotor menjadi sangat besar.

mulur melebihi batas yield

sengaja didesain dengan clearence

sehingga apabila rotor menerima gaya sentrifugal melebihi batas

bersinggungan dengan stator sehingga rotor akan rusak.

Adapun pengaman dari sistem pengatur kecepatan

komponen berikut:

1) Magnetic pickup, yang berfungsi sebagai sensor pendeteksi putaran lebih pada

2) Contol box (control drawer

3) Amplifier transmitter, yang bekerja mengubah perubahan besaran tekanan yang diukur

menjadi suatu besaran yang besarnya sebanding dengan perubahan tahanan listrik.

4) Relay, sebagai penerima sinyal yang berasal dari penguatan yang memberikan pengaman

atau sakelar penerima sinyal logika biner.

.18. Gaya Sentrifugal pada Gerak Partikel yang Bergerak Melingkar

biasanya dilengkapi dengan 2 set peralatan overspeed protection

dipasang di ujung luar dari rotor HP Turbine. Peralatan ini diset untuk bekerja pada putaran

sekitar 10% di atas putaran normal. Bila salah satu alat ini bekerja, maka signal

ESV akan menutup. Pada turbine modern, telah disediakan fasilitas untuk

pengujian sehingga mekanisme peralatan overspeed protection dan katup ESV dapat diuji pada

waktu unit sedang berjalan.

, torsi yang dialami oleh rotor menjadi sangat besar.

dari material rotor tersebut. Jarak antara rotor ,

clearence yang sekecil mungkin agar tidak banyak

sehingga apabila rotor menerima gaya sentrifugal melebihi batas yield

bersinggungan dengan stator sehingga rotor akan rusak.

Adapun pengaman dari sistem pengatur kecepatan turbine ini terdiri dari instrumen

, yang berfungsi sebagai sensor pendeteksi putaran lebih pada

control drawer), sebagai setting kontrol pengaman turbine

, yang bekerja mengubah perubahan besaran tekanan yang diukur


ima sinyal yang berasal dari penguatan yang memberikan pengaman

atau sakelar penerima sinyal logika biner.

54

.18. Gaya Sentrifugal pada Gerak Partikel yang Bergerak Melingkar

overspeed protection yang

iset untuk bekerja pada putaran

Bila salah satu alat ini bekerja, maka signal trip akan akan

disediakan fasilitas untuk

dan katup ESV dapat diuji pada

, torsi yang dialami oleh rotor menjadi sangat besar. Rotor akan

rotor , casing , dan stator

yang sekecil mungkin agar tidak banyak losses yang terjadi,

yield, maka rotor akan

ini terdiri dari instrumen

, yang berfungsi sebagai sensor pendeteksi putaran lebih pada turbine.

putaran lebih.

, yang bekerja mengubah perubahan besaran tekanan yang diukur


ima sinyal yang berasal dari penguatan yang memberikan pengaman

Turbin

Perangkat trip tersebut merupakan proteksi untuk

secara elektris pada ujungnya akan

juga akan men-drain semua saluran hidrolik yang terkait. Adapun perangkat trip yang

digerakkan secara mekanis dikendalikan oleh perangkat setrifugal mekanis yang terhubung

dengan poros utama turbine

Jika sistem proteksi turbine

maupun secara mekanis gagal, terdapat perangkat

yang disebut Emergency hand trip

dengan governor pedestal

trip. Perangkat ini dimaksud sebagai

turbine gagal beroperasi.

Perangkat tambahan lainnya adalah

pengetesan kinerja atau keandalan unit terhadap putaran

sistem protective device test

berbahaya dimana bila tidak dilakukan tindakan apapun dapat mengakibatkan kerusakan yang

fatal. Peralatan ini harus dites secara periodik agar apabila terjadi penyimpangan atau

kerusakan pada sistem proteksi tersebut dapat

Perangkat trip tersebut merupakan proteksi untuk over speed elektris. Mekanisme trip

secara elektris pada ujungnya akan menjalankan mekanisme kumparan yang pada gilirannya

drain semua saluran hidrolik yang terkait. Adapun perangkat trip yang


turbine melalui seperangkat roda gigi.

turbine terhadap putaran lebih turbine, baik dilakukan secara elektris

maupun secara mekanis gagal, terdapat perangkat akhir pen-trip turbine

hand trip. Mekanisme trip ini berbentuk tungkai yang

yang akan mengoperasikan trip valve dari mekanisme

trip. Perangkat ini dimaksud sebagai back up atau cadangan bila semua perangkat putaran

Perangkat tambahan lainnya adalah over speed Emergency trip device.

pengetesan kinerja atau keandalan unit terhadap putaran turbine yang telah tergabung dalam

protective device test. Dalam kondisi operasi, turbine dapat bekerja dalam keadaan yang



kerusakan pada sistem proteksi tersebut dapat segera diketahui dan diperbaiki.

55

elektris. Mekanisme trip

n yang pada gilirannya

drain semua saluran hidrolik yang terkait. Adapun perangkat trip yang


, baik dilakukan secara elektris

dalam putaran lebih

. Mekanisme trip ini berbentuk tungkai yang berhubungan

dari mekanisme over speed

atau cadangan bila semua perangkat putaran

. Alat ini merupakan

yang telah tergabung dalam

dapat bekerja dalam keadaan yang



segera diketahui dan diperbaiki.

Turbin

Overspeed trip harus diatur sebisa mungkin jauh dibawah kecepatan maksimum untuk

memberikan waktu respon yang memadai pada sistem proteksi. Apabila digambarkan dalam

bentuk grafik, hubungan antara respon dengan kecepatan

terlihat seperti grafik di bawah ini:

Gambar

harus diatur sebisa mungkin jauh dibawah kecepatan maksimum untuk


bentuk grafik, hubungan antara respon dengan kecepatan putar poros turbine

terlihat seperti grafik di bawah ini:

Gambar 2.19. Skema dan Konstruksi Overspeed

56

harus diatur sebisa mungkin jauh dibawah kecepatan maksimum untuk


turbine, maka akan

Overspeed

Turbin

� Low Vacuum Unloader Trip

Merupakan pengaman vakum

yang merupakan interlock

condenser belum vakum.

menuju kondensor tersebut naik dari batas

kondisi dimana tekanan sistem berada di bawah tekanan 1 atm (1 atm= 760mmHg).

Secara skema dari alur peral

sisi exhaust Low Pressure

point tertentu yang akan memberikan perintah pada aktuator unutk menutup

yang akan segera menutup aliran uap menuju

trip.

Apabila peralatan pengaman ini gagal, maka ada resiko proses kondensasi tidak berjalan

sempurna. Tidak semua uap terkondensasi menjadi air kondensat. Akibatnya air yang

ditampung pada hotwell tidak cukup jumlahnya untuk dialirkan menuju

Gambar

Low Vacuum Unloader Trip

Merupakan pengaman vakum condenser yang disebut juga automatic low vacuum trip

interlock dengan turbine karena tidak akan dimasuki uap jika tekanan

. Alat ini akan mentrip turbine jika uap yang

densor tersebut naik dari batas-batas yang telah diizinkan. Kondisi vakum adalah


Secara skema dari alur peralatan pengaman ini, dapat dilihat pada gambar di bawah.

Low Pressure Turbine diberi sensor temperatur dan tekanan

point tertentu yang akan memberikan perintah pada aktuator unutk menutup

ra menutup aliran uap menuju Low Pressure Turbine sehingga



tidak cukup jumlahnya untuk dialirkan menuju

Gambar 2.20. Grafik Respon dari Overspeed Protection

57

automatic low vacuum trip

karena tidak akan dimasuki uap jika tekanan

jika uap yang keluar dari turbine

batas yang telah diizinkan. Kondisi vakum adalah


atan pengaman ini, dapat dilihat pada gambar di bawah. Pada

tekanan. Sensor diset pada

point tertentu yang akan memberikan perintah pada aktuator unutk menutup valve. Valve ini

sehingga turbine akan



tidak cukup jumlahnya untuk dialirkan menuju feed water heater,

Overspeed Protection

Turbin

deaerator dan boiler feed pump. Jika feedwater

overheat pada peralatan-peralatan tersebut.

Selain itu jika tekanan pada

condenser dengan turbine

kondensat. Akibatnya, temperatur

akhir pada low pressure Turbine

yang lain adlah terjadinya back pressure dari uap yang akan dikondensasikan. Uap ekspansi

akan sulit mengalir ke condenser

akan dikeluarkan melalui air ejector

� Pembuang beban dari titik karena tekanan uap rendah

Ketika unit pembangkit sedang beroperasi normal kemudian terjadi gangguan pada

sehingga laju pembakaran Boiler

turun. Hal ini dapat disebabkanoleh kegagalan mill atau burner mati. Apabila tekanan uap

dibiarkan turun terus-menerus, maka akan terjadi ”carry over” dari

temperatur uap akan turun sehingga dapat melampaui harga limit yang ditentukan seagai limit

yang ditentukan sebagai proteksi terhadap bahaya ini. Bila tekanan uap

harga tertentu, maka aliran uap secara otomatis dikuranngi melalui penutup katup governor

turbine.

Gambar

feed pump. Jika feedwater yang dialirkan sedikit, ada resiko terjadi

peralatan tersebut.

Selain itu jika tekanan pada condenser tidak vakum, maka selisih tekanan antara

turbine tidak cukup besar untuk merubah seluruh fase uap men

. Akibatnya, temperatur exhaust pada turbine lebih panas dan pada

Turbine akan terjadi overheat dan dapat terjadi kerusakan


condenser. Uncondensable steam (uap yang tidak terkondensasi) ini

air ejector

Pembuang beban dari titik karena tekanan uap rendah (diafragma)

Ketika unit pembangkit sedang beroperasi normal kemudian terjadi gangguan pada

Boiler tidak sesuai dengan kebutuhan uap, maka tekanan uap akan


menerus, maka akan terjadi ”carry over” dari Boiler

n turun sehingga dapat melampaui harga limit yang ditentukan seagai limit

yang ditentukan sebagai proteksi terhadap bahaya ini. Bila tekanan uap turbine


Gambar 2.21. Skema dari Low Unloader

58

yang dialirkan sedikit, ada resiko terjadi

tidak vakum, maka selisih tekanan antara

tidak cukup besar untuk merubah seluruh fase uap menjadi air

lebih panas dan pada blade tingkat

dan dapat terjadi kerusakan. Akibat


(uap yang tidak terkondensasi) ini

Ketika unit pembangkit sedang beroperasi normal kemudian terjadi gangguan pada Boiler

tidak sesuai dengan kebutuhan uap, maka tekanan uap akan


Boiler ke turbine. Atau

n turun sehingga dapat melampaui harga limit yang ditentukan seagai limit

turbine turun sampai


Turbin

Apabila peralatan ini belum mampu menghentikan penurunan tekanan uap yang

disebabkan oleh beberapa gangguan (misal kehilangan penyalaan burner), maka peralatan

tekanan uap rendah bekerja men

sehingga dapat di nonaktifkan ketika dalam keadaan start.

� Trip tekanan minyak pelumas rendah (

Minyak selain sebagai pelumas juga sebagai media pendingin sehingga minyak perlu

dikontrol secara cermat. Jika terjadi pengurangan aliran maka sistem pengaturan secara

interlock akan memerintahkan

turbine terhadap kerusakan karena kehilangan minyak pelumas

menggunakan minyak, baik untuk untuk pelumasan

governor, pada tingkat tertentu masih aman karena kehilangan suplai minyak akan

menyebabkan valve uap pada

sehingga unit pembangkit akan berhenti (

minyak pelumas yang terpisah, bila terjadi gangguan pada sistem pelumas, maka s

governor tidak akan terpengaruh dan demikian pula sebaliknya. Karena itu

dilengkapi dengan saluran tekanan pelumas

pelumas.

HP

HOT Max 95

121o C

COLD 50-60oC

Gambar


disebabkan oleh beberapa gangguan (misal kehilangan penyalaan burner), maka peralatan

tekanan uap rendah bekerja men-trip turbine. Peralatan tersebut dipasang sedemikia

sehingga dapat di nonaktifkan ketika dalam keadaan start.

tekanan minyak pelumas rendah (pressure low trip)



akan memerintahkan turbine untuk berhenti. Peralatan ini dipasang untuk

terhadap kerusakan karena kehilangan minyak pelumas bearing. Pada

menggunakan minyak, baik untuk untuk pelumasan bearing-bearing maupun untuk sistem


uap pada turbine menutup. Pemutus tenaga generator juga akan membuka

sehingga unit pembangkit akan berhenti (shut down). Akan tetapi pada turbine

minyak pelumas yang terpisah, bila terjadi gangguan pada sistem pelumas, maka s

governor tidak akan terpengaruh dan demikian pula sebaliknya. Karena itu

dilengkapi dengan saluran tekanan pelumas bearing, tetapi juag dilengkapi dengan

IP LP

HOT Max 95o C

H/E

Cooling Fluid

Gambar 2.22. Pelumas pada Kondisi Normal

59


disebabkan oleh beberapa gangguan (misal kehilangan penyalaan burner), maka peralatan trip

. Peralatan tersebut dipasang sedemikian rupa



untuk berhenti. Peralatan ini dipasang untuk melindungi

. Pada turbine yang

maupun untuk sistem


menutup. Pemutus tenaga generator juga akan membuka

turbine dengan sistem

minyak pelumas yang terpisah, bila terjadi gangguan pada sistem pelumas, maka sistem

governor tidak akan terpengaruh dan demikian pula sebaliknya. Karena itu turbine tidak hanya

, tetapi juag dilengkapi dengan trip tekanan

LP

Turbin

Gambar di atas menunjukkan siklus sederhana dari siklus peluma pada salah satu journal

bearing. Apabila suhu keluar dari

sistem dari pengaman ini gagal, maka bantalan akan mengalami

permukaan bearing. Rusaknya

� Trip keausan bantalan dorong (

Sistem ini berfungsi sebagai pengaman rotor beserta sudu

arah axial melebihi batas yang diizinkan pada saat berputar. Gerakan ini menyebabkan adanya

gesekan antara stator dan rotor

geraknya. Posisi rotor turbine

biasanya bertipe fitling pad

mengakibatkan keausan pada permukaannya, sehingga mengakibatkan

clearenece (kerenggangan) antara peralatan

(berputar).

Untuk melindungi turbine

peralatan disediakan untuk memonitor posisi dari

baik ke depan maupun ke belakang, maka alarm ”

position movement excessive

disediakan fasilitas untuk men

Apabila sistem ini gagal berope

turbine. Walaupun perpindahan arah

arah axial karena clearence antar sudu didesain dengan

� Trip level air condenser tinggi

Pada turbine dengan condenser

antara level operasi kondensat normal dengan ujung sudu LP

kondensat dalam condenser

vakum akan turun sebelum level air menyentuh ujung

proteksi vakum rendah akan bekerja sebelum permukaan

sudu.


. Apabila suhu keluar dari bearing lebih dari 95oC, maka turbine

sistem dari pengaman ini gagal, maka bantalan akan mengalami overheat

Rusaknya bearing akan menimbulkan gangguan pada operasi

Trip keausan bantalan dorong (thrust bearing wearing trip)

erfungsi sebagai pengaman rotor beserta sudu-sudu sehingga tidak bergerak ke

melebihi batas yang diizinkan pada saat berputar. Gerakan ini menyebabkan adanya

gesekan antara stator dan rotor. Karena sempitnya jarak bebas antara sudu teta

turbine secara axial dalam casing dikontrol oleh

fitling pad. Bila terjadi keausan pada permukaan

mengakibatkan keausan pada permukaannya, sehingga mengakibatkan

(kerenggangan) antara peralatan stationary (diam) dengan peralatan

turbine dari kerusakan karena keausan pada axial

peralatan disediakan untuk memonitor posisi dari thrust collar. Bila Collar bergerak bergerak,

baik ke depan maupun ke belakang, maka alarm ”thrust bearing high wear

position movement excessive” akan muncul. Selain alarm, pada beberapa

disediakan fasilitas untuk mentrip turbine secara otomatis bila terjadi hal seperti itu.

Apabila sistem ini gagal beroperasi, maka akan terjadi kerusakan pada rotor dan stator

alaupun perpindahan arah axial ini kecil, tetap berbahaya apabila terjadi pergeseran

karena clearence antar sudu didesain dengan clearence sedekat mungkin.

tinggi

condenser menggantung terdapat jarak (clearence)

antara level operasi kondensat normal dengan ujung sudu LP turbine. Kenaikan level air

condenser akan menutup pipa-pipa hisap pompa vakum/

vakum akan turun sebelum level air menyentuh ujung-ujung sudu-sudu LP

proteksi vakum rendah akan bekerja sebelum permukaan air kondensat menyentuh ujung

60


turbine akan trip. Apabila

overheat dan dapat merusak

akan menimbulkan gangguan pada operasi turbine.

sudu sehingga tidak bergerak ke

melebihi batas yang diizinkan pada saat berputar. Gerakan ini menyebabkan adanya

arena sempitnya jarak bebas antara sudu tetap dengan sudu

dikontrol oleh axial bearing yang

. Bila terjadi keausan pada permukaan axial bearing,akan

mengakibatkan keausan pada permukaannya, sehingga mengakibatkan berkurangnya

dengan peralatan rotating

axial bearing, suatu

. Bila Collar bergerak bergerak,

thrust bearing high wear” atau ”Shaft

” akan muncul. Selain alarm, pada beberapa turbine juga

is bila terjadi hal seperti itu.

rasi, maka akan terjadi kerusakan pada rotor dan stator

ini kecil, tetap berbahaya apabila terjadi pergeseran

sedekat mungkin.

(clearence) yang cukup besar

. Kenaikan level air

pipa hisap pompa vakum/ejector sehingga

sudu LP turbine. Peralatan

air kondensat menyentuh ujung

Turbin

Akan tetapi pada turbine

level air kondensat akan menyentuh ujung sudu tanpa vakum

turbine seperti ini biasanya dilengkapi den

tinggi, sehingga bila level condenser

� Trip level deaerator tinggi

Tangki deaerator (direct contact heater)

aliran air pengisi yang kontak langsung dengan uap ekstraksi. Apabila karena suatu hal, aliran

air pengisi setelah deaerator terganggu, misalnya kegagalan katup, maka level air di dalam

deaerator akan naik dengan cepat. Hal ini akan menimbulkan resiko masu

ekstraksi dab mengalir balik ke

dengan level switch. Level switch

alarm berbunyi dan menjalankan BFP (

Apabila level air masih terus naik, maka sistem pengaman

deaerator akan bekerja menutup uap ekstraksi. Pada be

katup uap ekstraksi yang mentuup, tetapi

� Proteksi terhadap gangguan pada sistem governor

Turbine-turbine mutakhir dilengkapi dengan governor elektronik.

sumber listrik ganda (Redundant system)

sumber hilang, muncul alarm tanpa terjadi gangguan pada governor dan bagian yang terganggu

dapat diperbaiki. Akan tetapi apabila kedua sumber tegangan terganggu, maka sistem governor

akan menjadi kacau. Untuk mencegah hal

dikirimkan ketika terjadi gangguan pad kedua sumber listrik sehingga

� Peralatan sistem permissive interlock

Bila terjadi gangguan pada

dilepas dari sistem jaringan dengan membuka

trip juga dikirimkan ke ESV

dengan baik, unitnya akan shut down. Namun bila terjadi kegagalan, maka proteksi

turbine-turbine dengan condenser tipe Panier dan integral, kenaikan

level air kondensat akan menyentuh ujung sudu tanpa vakum terganggu. Oleh karena itu pada

seperti ini biasanya dilengkapi dengan peralatan proteksi terhadap level

condenser naik mencapai harga tertentu, turbine

level deaerator tinggi

(direct contact heater), kapasitasnya relatif kecil dibandingkan dengan



deaerator akan naik dengan cepat. Hal ini akan menimbulkan resiko masuknya air ke pipa uap

ekstraksi dab mengalir balik ke turbine. Karena itu, pemanas awal air seperti ini dilengkapi

Level switch bekerja jika level air tinggi melebihi set up

alarm berbunyi dan menjalankan BFP (Boiler Feed Pump) yang stand by secara otomatis.

Apabila level air masih terus naik, maka sistem pengaman turbine terhadap level tinggi

deaerator akan bekerja menutup uap ekstraksi. Pada beberapa turbine bahkan tidak hanya

uap ekstraksi yang mentuup, tetapi turbine juga trip.

terhadap gangguan pada sistem governor

mutakhir dilengkapi dengan governor elektronik. Listrik

(Redundant system) untuk menjamin kehandalan (reliability).

ng, muncul alarm tanpa terjadi gangguan pada governor dan bagian yang terganggu


akan menjadi kacau. Untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan, maka signal

dikirimkan ketika terjadi gangguan pad kedua sumber listrik sehingga turbine

permissive interlock

Bila terjadi gangguan pada jaringan maupun generator, maka generator harus segera

dilepas dari sistem jaringan dengan membuka main circuit breaker. Dalam hal tertentu sinyal

juga dikirimkan ke ESV turbine untuk menutup suplai uap dan bila semuanya berjalan

dengan baik, unitnya akan shut down. Namun bila terjadi kegagalan, maka proteksi

61

tipe Panier dan integral, kenaikan

. Oleh karena itu pada

gan peralatan proteksi terhadap level condenser

turbine akan trip.

, kapasitasnya relatif kecil dibandingkan dengan



knya air ke pipa uap

. Karena itu, pemanas awal air seperti ini dilengkapi

bekerja jika level air tinggi melebihi set up-nya sehingga

) yang stand by secara otomatis.

terhadap level tinggi

bahkan tidak hanya

Listrik disuplai oleh

(reliability). Bila satu

ng, muncul alarm tanpa terjadi gangguan pada governor dan bagian yang terganggu


hal yang tidak diinginkan, maka signal trip akan

turbine akan trip.

maupun generator, maka generator harus segera

. Dalam hal tertentu sinyal

untuk menutup suplai uap dan bila semuanya berjalan

dengan baik, unitnya akan shut down. Namun bila terjadi kegagalan, maka proteksi turbine

Turbin

terhadap putaran lebih dilakuk

terakhir oleh peralatan proteksi putaran lebuh. Oleh karena itu,

seperti ini masih memiliki resiko terjadinya putaran lebih. Untuk mengurangi resiko ini, maka

dipasang peralatan interlock permassive

dengan generator, maka sinyal

Kemudian ditunggu sinyal dari

ini dapat dilihat dengan memantau posisi katup, dengan mengukur aliran uap atau output

listrik. Apabila hasil pemantauan memuaska

alternator dan menghentikan/

gagal untuk menutup, mesin tersebut akan tetap terhubung dengan sistem jaringan dimana

putarannya akan dikontrol oleh frekuensi jaringan. Dalam keadaan seperti ini diperlukan

tindakan operator untuk men

resiko terjadinya putaran lebuh telag dicegah.

� Trip manual local and remote

Gangguan dapat terjadi pada

proteksi otomatis terhadap gangguan tersebut. Untuk keperluan proteksi terhada

seperti tersebut, maka setiap

tersebut. Trip dari lokal di bagian pedestal dekat

turbine. Bila tuas ini dioperasikan,

dengan saluran drain system minyak governor.

dari sistem intertrip melalui

di ruang kontrol utama dipasang tombol

seperti ketika kita mengoperasikan tuas

� Trip Akibat Vibrasi Tinggi

Segala jenis kerusakan pada peralatan yang berputar

menimbulkan vibrasi. Adanya vibrasi /getaran pada steam turbin

kerusakan pada steam turbin. Kerusakan yang terjadi dapat terjadi akibat beberapa sebab.

Beberapa kerusakan yang menimbulkan vibrasi adalah kerusakan akibat missa

terhadap putaran lebih dilakukan oleh governor beserta kelengkapan antisipatorinya dan

terakhir oleh peralatan proteksi putaran lebuh. Oleh karena itu, turbine yang


interlock permassive. Bila terjadi gangguan kurang serius yang berkaitan

dengan generator, maka sinyal trip mula-mula dikirim untuk menghentikan ESV

Kemudian ditunggu sinyal dari feedback dari ESV, apakah bekerja dengan baik atau tidak.


listrik. Apabila hasil pemantauan memuaskan, sinyal trip dikirim untuk membuka PMT

alternator dan menghentikan/shut down unit tersebut. Namun bila salah satu atau le



tindakan operator untuk men-trip unit secara aman dan tugas operator suda

resiko terjadinya putaran lebuh telag dicegah.

manual local and remote

Gangguan dapat terjadi pada turbine dimana turbine tidak dilengkapi dengan peralatan

proteksi otomatis terhadap gangguan tersebut. Untuk keperluan proteksi terhada

seperti tersebut, maka setiap turbine dilengkapi dengan perlengkapan untuk

dari lokal di bagian pedestal dekat turbine dipasang sebuah tuas untuk men

. Bila tuas ini dioperasikan, turbine akan trip karena tuas ini dihubungkan langsung

dengan saluran drain system minyak governor. PMT generator juga akan membuka oleh signal

melalui permissive interlock. Untuk keperluan trip turbine

di ruang kontrol utama dipasang tombol trip darurat dimana bila tombol ini ditekan sama

seperti ketika kita mengoperasikan tuas trip lokal.

Trip Akibat Vibrasi Tinggi

Segala jenis kerusakan pada peralatan yang berputar (rotating equipment)

menimbulkan vibrasi. Adanya vibrasi /getaran pada steam turbin menunjukkan


Beberapa kerusakan yang menimbulkan vibrasi adalah kerusakan akibat missa

62

an oleh governor beserta kelengkapan antisipatorinya dan

yang trip oleh kondisi


. Bila terjadi gangguan kurang serius yang berkaitan

mula dikirim untuk menghentikan ESV turbine.

dari ESV, apakah bekerja dengan baik atau tidak. Hal


dikirim untuk membuka PMT

unit tersebut. Namun bila salah satu atau lebih ESV



unit secara aman dan tugas operator sudah ringan karena

tidak dilengkapi dengan peralatan

proteksi otomatis terhadap gangguan tersebut. Untuk keperluan proteksi terhadap kejadian

dilengkapi dengan perlengkapan untuk mentripkan turbin

dipasang sebuah tuas untuk mentrip

ena tuas ini dihubungkan langsung

PMT generator juga akan membuka oleh signal

turbine secara remote,

darurat dimana bila tombol ini ditekan sama

(rotating equipment) akan

menunjukkan bahwa adanya


Beberapa kerusakan yang menimbulkan vibrasi adalah kerusakan akibat missalignment poros,

Turbin

bearing aus, sudu-sudu turbin rusak, dan lain

mengakibatkan massa dari rotor tidak seimbang. ketidakseimbangan ini mengkibatkan putaran

dari rotor menjadi unbalanced

turbin.

Trip turbin akibat vibrasi tinggi ini paling sering terjadi. Apabila

tinggi ini gagal, maka kerusakan pada turbin sulit terdeteksi. Akibatnya turbin akan bertambah

parah.

� Emergency trip

Emergency Trip merupakan langkah tera

pengaman turbin yang lain tidak dapat men

yang bekerja secara manual dengan menarik tuas tersebut untuk men

2.4.3. Alat-Alat Bantu Steam Turbine

a. Feed water heater (FWH)

Feed water heater merupakan

kondensat (dari condenser ) yang dipompakan ke dalam

ekstraksi uap turbine. Air kondensat dari

steam generator tidak terlalu berat.

Feed water heater dan tipe Closed Feed Water Heater

Pada open FWH tipe, antara ai

satu kekurangan dari Open FWH adalah minyak pelumas pada pelumas

bercampur dengan FWH menuju ke

kecil yang terdapat dalam semacam

adalah terdapat tambahan pipa tembaga kecil yang rentan terhadap kebocoran.

Feed water heater yang dipakai kebanyakan merupakan

Pada tipe closed ini, pabila dilihat secara konstruksinya, terdiri dari sheel and

merupakan semacam pipa yang digunakan untuk mengalirkan air. Sedangkan

tempat untuk mengalirkan ekstraksi

bafflessebagai penumpu tube.

sudu turbin rusak, dan lain-lain. Kerusakan pada sudu


unbalanced. Unbalanced inilah yang menyebabkan munculnya vibrasi pada

turbin akibat vibrasi tinggi ini paling sering terjadi. Apabila peralatan


merupakan langkah terakhir yang dilakukan apabila peralatan

gaman turbin yang lain tidak dapat mentripkan turbin. Emergency turbin berupa suatu tuas

yang bekerja secara manual dengan menarik tuas tersebut untuk mentripkan turbin.

Turbine

merupakan suatu heat exchanger yang berfungsi untuk memanaskan air

) yang dipompakan ke dalam boiler dengan memanfaatkan panas dari

Air kondensat dari condenser ini dipanaskan dengan tujuan agar beban pada

generator tidak terlalu berat. Pada Feed water heater terdapat 2 tipe utama, yaitu tipe

Closed Feed Water Heater.

Pada open FWH tipe, antara air kondensate dengan uap panas bercampur menjadi satu. Salah

satu kekurangan dari Open FWH adalah minyak pelumas pada pelumas pada

bercampur dengan FWH menuju ke Boiler. Sedangkan pada closed FWH, air dilewatkan pada pipa

apat dalam semacam steam chamber (ruang uap). Kekurangan dari closed FWH ini

adalah terdapat tambahan pipa tembaga kecil yang rentan terhadap kebocoran.

yang dipakai kebanyakan merupakan feed water heater

ini, pabila dilihat secara konstruksinya, terdiri dari sheel and

merupakan semacam pipa yang digunakan untuk mengalirkan air. Sedangkan

ekstraksi uap dari turbine. Tube dipasang di dalam

63

lain. Kerusakan pada sudu-sudu turbin


munculnya vibrasi pada

peralatan trip vibrasi


khir yang dilakukan apabila peralatan-peralatan

turbin berupa suatu tuas

kan turbin.

yang berfungsi untuk memanaskan air

dengan memanfaatkan panas dari

ini dipanaskan dengan tujuan agar beban pada

terdapat 2 tipe utama, yaitu tipe Open

r kondensate dengan uap panas bercampur menjadi satu. Salah

bagian exhaust ikut

FWH, air dilewatkan pada pipa

(ruang uap). Kekurangan dari closed FWH ini

feed water heater dengan tipe closed.

ini, pabila dilihat secara konstruksinya, terdiri dari sheel and tube. Tube

merupakan semacam pipa yang digunakan untuk mengalirkan air. Sedangkan Shell merupakan

di dalam shell dengan

Turbin

Gambar

Gambar

Gambar2.24. FWH closed type

Gambar 2.23. FWH Open Type

tube tube

Gambar 2.25. Skema Feed Water Heater

64

Turbin

Dilihat dari gambar di atas, konstruksi dari

dari 2 (dua) laluan fluida (air sebagai fluida dingin dan

ditunjuk dengan anak panah hijau merupakan

setengah lingkaran. Tube ini ditopang oleh

Air masuk melalui feed water inlet

melalui steam inlet. Di dalam tube

sebagai fluida panas. Karena terdapat perbedaan temperatur antara kedu

terjadi perpindahan panas. Anak panah berwarna merah menunjukkan arah aliran dari uap.

Sedangkan anak panah berwarna biru merupakan arah aliran dari air.

Panas dari uap di dalam feed water heater

dari air naik dan temperatur dari uap akan turun. Uap saat

sub cold. Air yang sudah naik temperaturnya dikeluarkan melalui

Konstruksi dari feed water heater

melewati baffles. Pada uap masuk

superheated. Kemudian uap masuk ke dalam

yang cukup besar antara air dengan uap di dala

dalam kondisi mendekati uap jenuh (

terus hingga uap berubah wujud menjadi

drains outlet.

b. High Pressure Heater (HPH)

Adalah sebuah heat exchanger

didistribusikan ke Boiler dengan cara

Turbine dengan feedwater yang berasal dari

yang diambil dari HP Turbine digunakan untuk memanaskan air. Air bercampur dengan dengan uap

secara langsung, sehingga terjadi pertukaran panas dari uap ke air. Uap terkondensasi menjadi air,

sedangkan air menajadi semakin

Pada tipe closed HPH, di dalam

kondensat. Sedangkan shell berisi uap panas dari HP

perpindahan panas. Uap akan terkodensasi menjadi air dan air akan mengalami

Dilihat dari gambar di atas, konstruksi dari feed water heater (closed type)

dari 2 (dua) laluan fluida (air sebagai fluida dingin dan uap sebagai fuida panas).

ditunjuk dengan anak panah hijau merupakan tube yang melingkar membentuk suatu busur

ini ditopang oleh baffles.

feed water inlet yang kemudian dialirkan ke tube. Sedangkan uap masuk

tube terdapat air sebagai fluida dingin dan pada

sebagai fluida panas. Karena terdapat perbedaan temperatur antara kedua fluida ini maka akan


Sedangkan anak panah berwarna biru merupakan arah aliran dari air.

feed water heater akan ditransferkan kepada air. Sehing

dari air naik dan temperatur dari uap akan turun. Uap saat keluar dari feed water heater

sub cold. Air yang sudah naik temperaturnya dikeluarkan melalui feed water outlet.

feed water heater didesain agar uap dapat bergerak membentuk olakan

Pada uap masuk feed water heater melalui steam inlet, uap masih dalam kondisi

. Kemudian uap masuk ke dalam desuperheating zone. Adanya perbedaan

yang cukup besar antara air dengan uap di dalam desuperheating zone ini, menyebabkan uap berada

dalam kondisi mendekati uap jenuh (saturated vapour). Proses perpindahan panas berlangsung

terus hingga uap berubah wujud menjadi sub cold (air). Air ini kemudian dikeluarkan melalui

(HPH)

heat exchanger yang berfungsi untuk memanaskan feed water

dengan cara melakukan pertukaran panas antara steam

yang berasal dari feed water pump. Untuk tipe Open HPH

digunakan untuk memanaskan air. Air bercampur dengan dengan uap


sedangkan air menajadi semakin panas dan siap diuapkan kemali di Boiler.

, di dalam HPH merupakan komponen shell and tube

berisi uap panas dari HP Turbine. Antara shell

perpindahan panas. Uap akan terkodensasi menjadi air dan air akan mengalami

65

secara umum terdiri

sebagai fuida panas). Part yang

yang melingkar membentuk suatu busur

. Sedangkan uap masuk

terdapat air sebagai fluida dingin dan pada shell terdapat uap

a fluida ini maka akan


akan ditransferkan kepada air. Sehingga temperatur

feed water heater berwujud

feed water outlet.

rgerak membentuk olakan

inlet, uap masih dalam kondisi

. Adanya perbedaan temperatur

ini, menyebabkan uap berada

). Proses perpindahan panas berlangsung

Air ini kemudian dikeluarkan melalui

feed water sebelum

steam hasil ekstraksi HP

Open HPH, uap panas

digunakan untuk memanaskan air. Air bercampur dengan dengan uap


tube. Tube berisi air

shell and tube terjadi

perpindahan panas. Uap akan terkodensasi menjadi air dan air akan mengalami kenaikan

Turbin

temperatur. Air yang sudah panas (belum mendidih) dibawa ke

terkondensasi dipompakan ke condenser

Gambar 2.26. High Pressure Heat

Gambar 1.27. High Pressure Heater PLTU Gresik Unit 4

temperatur. Air yang sudah panas (belum mendidih) dibawa ke Boiler. Sedangkan uap yang

condenser .

High Pressure Heater PLTU Gresik Unit 1 dan 2

Gambar 1.27. High Pressure Heater PLTU Gresik Unit 4

66

. Sedangkan uap yang

PLTU Gresik Unit 1 dan 2

Turbin

c. Low Pressure Heater (LPH)

Secara konsep, LPH hampir sama fungsinya dengan

adalah pada fluida panasnya. Uap panas yang diambil pad

Pressure Turbine.

d. Deaerator

Deaerator berasal dari kata deaerasi.

dilakukan dengan menggunakan peralatan mekanik yang telah dirancang sedemikian rupa yang

digunakan untuk proses kerja sesuai dengan yang diinginkan. Prinsip

sistem pemanasan adalah apabila temperatur

berkurang atau turun. Jadi syarat

pada temperatur. Jika temperatur

berjalan baik.

Deaerator adalah suatu komponen dalam Sistem Tenaga Uap yang berfungsi untuk mereduksi

oksigen atau gas-gas terlarut lainnya pada

juga sebagai tempat penyimpanan air yang menyuplai air ke dalam

terlarut lain dalam feedwater perlu dihilangkan karena dapat menyebabkan korosi pada pipa logam

dan peralatan logam lainnya dengan membentuk senyawa oksida (karat). Air apabila bereaksi

dengan karbon dioksida terlarut juga akan membentuk

menyebabkan korosi lebih lanjut. Proses deaerasi dilakukan dengan memanfaatkan sebagian uap

sebelum masuk steam turbine untuk dipakai sebagai pemanas air yang masuk ke dalam deaerator.

Bahan kimia yang bisa mengurangi ka

feedwater yang telah dideaerasi untuk mengurangi kadar oksigen yang tidak dapat dibuang oleh

deaerator. Zat pelarut oksigen yang biasa digunakan adalah Natrium Sulfit (Na

efektif dan cepat bereaksi dengan sisa

Selain Natrium Sulfit zat pelarut oksigen yang juga sering digunakan adalah Hidrazin (N

pelarut lain yang juga digunakan adalah 1,3

diethylhidroxylamine (DEHA),

ethylendiaminetetraacetic (EDTA).

(LPH)

Secara konsep, LPH hampir sama fungsinya dengan High Pressure Heater

ap panas yang diambil pada LPH adalah dari uap ekstraksidari

Deaerator berasal dari kata deaerasi. Proses deaerasi pemanasan adalah proses pemisahan yang


kan untuk proses kerja sesuai dengan yang diinginkan. Prinsip dasar dari deaerasi dengan

tem pemanasan adalah apabila temperatur dinaikkan pada air maka kelarutan dari gas

berkurang atau turun. Jadi syarat-syarat terjadinya deaerasi secara maksimal itu sa

pada temperatur. Jika temperatur tidak sesuai dengan yang seharusnya, maka deaerasi tersebut tidak


gas terlarut lainnya pada feed water sebelum masuk kedalam

juga sebagai tempat penyimpanan air yang menyuplai air ke dalam Boiler. Ok

perlu dihilangkan karena dapat menyebabkan korosi pada pipa logam


dengan karbon dioksida terlarut juga akan membentuk senyawa asam karbonat yang dapat


untuk dipakai sebagai pemanas air yang masuk ke dalam deaerator.

Bahan kimia yang bisa mengurangi kadar oksigen sangat sering ditambahkan kedalam

yang telah dideaerasi untuk mengurangi kadar oksigen yang tidak dapat dibuang oleh

deaerator. Zat pelarut oksigen yang biasa digunakan adalah Natrium Sulfit (Na2

bereaksi dengan sisa-sisa oksigen untuk membentuk Natrium Sulfat (Na

Selain Natrium Sulfit zat pelarut oksigen yang juga sering digunakan adalah Hidrazin (N

pelarut lain yang juga digunakan adalah 1,3 -diaminourea (juga dikenal sebagai

(DEHA), asam nitrioacetic (NTA), hydroquinon

(EDTA).

67

High Pressure Heater. Perbedaannya

uap ekstraksidari Low

Proses deaerasi pemanasan adalah proses pemisahan yang


dasar dari deaerasi dengan

pada air maka kelarutan dari gas-gas akan

syarat terjadinya deaerasi secara maksimal itu sangat tergantung

tidak sesuai dengan yang seharusnya, maka deaerasi tersebut tidak


sebelum masuk kedalam Boiler. Berfungsi

. Oksigen dan gas-gas

perlu dihilangkan karena dapat menyebabkan korosi pada pipa logam


senyawa asam karbonat yang dapat


untuk dipakai sebagai pemanas air yang masuk ke dalam deaerator.

dar oksigen sangat sering ditambahkan kedalam

yang telah dideaerasi untuk mengurangi kadar oksigen yang tidak dapat dibuang oleh

2SO3). Hal ini sangat

sisa oksigen untuk membentuk Natrium Sulfat (Na2SO4).

Selain Natrium Sulfit zat pelarut oksigen yang juga sering digunakan adalah Hidrazin (N2H4). Zat

diaminourea (juga dikenal sebagai carbohydrazide),

dan juga asam

Turbin

Gambar 2

Gambar

2.28. Deaerator pada PT PJB UP Gresik

Gambar 2.29. Skema Deaerator

68

Turbin

Deaerator terdiri dari dua drum dimana drum yang lebih kecil merupakan tempat pemanasan

pendahuluan dan pembuangan gas

merupakan tempat penampungan bahan air

Pada drum yang lebih kecil terdapat

kondensat menjadi butiran-butiran air halus

dari bahan air ketel lebih mudah dan lebih

saluran vent agar gas-gas dapat terbuang (bersama

keberhasilan dari proses ini adalah kontak fisik antara bahan air

oleh uap.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada proses deaerator adalah :

1) Jumlah aliran air kondensat.

2) Jumlah aliran bahan air untuk

3) Tekanan dalam deaerator.

4) Level air dalam deaerator.

Jika deaerator tidak dapat bekerja dengan baik dapat berpengaruh

sistem kondensat dan juga menaikkan pemakaian bahan kimia yang lebih tinggi.

efisiensi yang optimal, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu :

1) Pertahankan suhu dan tekanan yang sesuai dengan rancanganny

2) Pastikan steam outlet (uap keluar)

yang tidak terkondensasi ikut keluar.

3) Lakukan inspeksi bagian dalam deaerator untuk memastikan semua komponen tidak

mengalami kerusakan.

� Bagian-Bagian Utama Deaera

Untuk menunjang kerja deaerator, maka pada deaerator tersebut perlu dilengkapi dengan

instrumen pengkuran, yang berguna untuk me

sendiri. Seperti yang terlihat pada gambar di

dan beberapa instrumen pengukuran yang melengkapinya.


pendahuluan dan pembuangan gas-gas dari bahan air boiler. Sedangkan drum yang lebih besar adalah

merupakan tempat penampungan bahan air boiler yang jatuh dari drum di atasnya.

Pada drum yang lebih kecil terdapat spray nozzle yang berfungsi untuk menyemprot bahan air

butiran air halus (droplet) agar proses pemanasan dan pembuangan gas

mudah dan lebih sempurna. Pada drum yang lebih kecil disediakan satu

gas dapat terbuang (bersama steam) ke atmosfer. Unsur utama dalam menentukan

keberhasilan dari proses ini adalah kontak fisik antara bahan air boiler dengan panas yang diberikan

Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada proses deaerator adalah :

Jumlah aliran air kondensat.

Jumlah aliran bahan air untuk boiler.

Tekanan dalam deaerator.

Level air dalam deaerator.

Jika deaerator tidak dapat bekerja dengan baik dapat berpengaruh buruk terhadap sistem feed water,

sistem kondensat dan juga menaikkan pemakaian bahan kimia yang lebih tinggi.

ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu :

Pertahankan suhu dan tekanan yang sesuai dengan rancangannya.

outlet (uap keluar) yang keluar dari deaerator hanya oksigen dan gas

yang tidak terkondensasi ikut keluar.

Lakukan inspeksi bagian dalam deaerator untuk memastikan semua komponen tidak

Bagian Utama Deaerator


instrumen pengkuran, yang berguna untuk me-monitoring operasi atau kerja dari deaerator itu

sendiri. Seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini. Bagian-bagian utama dari deaerator

dan beberapa instrumen pengukuran yang melengkapinya.

69


yang lebih besar adalah

yang berfungsi untuk menyemprot bahan air

agar proses pemanasan dan pembuangan gas-gas

drum yang lebih kecil disediakan satu

) ke atmosfer. Unsur utama dalam menentukan

dengan panas yang diberikan

terhadap sistem feed water,

sistem kondensat dan juga menaikkan pemakaian bahan kimia yang lebih tinggi. Untuk mencapai

oksigen dan gas-gas

Lakukan inspeksi bagian dalam deaerator untuk memastikan semua komponen tidak


atau kerja dari deaerator itu

utama dari deaerator

Turbin

Gambar

� Jenis-Jenis Deaerator

Adapun jenis-jenis deaerator yang sering dijumpai adalah :

1) Deaerator type Spray

lebih dahulu dengan mempergunakan uap sebagai pemanas. Seperti dibawah ini, uap

yang masuk kedalam deaerator aliran memecahkan air menjadi serpihan

kecil yang mengakibatkan gas

konsentrasi oksigen dalam air turun.

2) Deaerator Vakum.

dalam air dihilangkan dengan mempergunakan

vakum. Untuk memperoleh vakum yang diperlukan, mekanisme deaerator vakum

dapat dilihat pada gambar di bawah. Besarnya vakum tergantung pada suhu air, akan

tetapi biasanya ±730 mmHg

Gambar 2.30 Bagian Utama Deaerator

jenis deaerator yang sering dijumpai adalah :

type Spray . Deaerator ini digunakan apabila air umpan perlu dipanaskan


yang masuk kedalam deaerator aliran memecahkan air menjadi serpihan

kecil yang mengakibatkan gas-gas yang larut dalam air dipaksa keluar sehingg

konsentrasi oksigen dalam air turun.

Deaerator Vakum. Mekanisme kerja deaerator vakum adalah gas

dalam air dihilangkan dengan mempergunakan ejector uap atau atau dengan pompa



tetapi biasanya ±730 mmHg

70

umpan perlu dipanaskan


yang masuk kedalam deaerator aliran memecahkan air menjadi serpihan-serpihan

gas yang larut dalam air dipaksa keluar sehingga

Mekanisme kerja deaerator vakum adalah gas-gas yang larut

uap atau atau dengan pompa



Turbin

Gambar

Gambar

3) Deaerator type Tray

bawah, memaksimalkan sekat

jatuh dari pada air sehingga molekul

yang lainnya, jadi

untuk menyebar sehingga mempermudah pelepasan udara

Gambar 2.31 Deaerator Tipe Spray

Gambar 2.32 Deaerator Vakum

type Tray. Pada deaerator tipe tray seperti yang terlihat pada gambar di

bawah, memaksimalkan sekat-sekat (Tray) sebagai media untuk memperbesar ruang

jatuh dari pada air sehingga molekul-molekul air akan saling terpisah satu dengan

yang lainnya, jadi tray pada deaerator jenis ini adalah untuk memaksa molekul air

untuk menyebar sehingga mempermudah pelepasan udara

71

yang terlihat pada gambar di

sebagai media untuk memperbesar ruang

molekul air akan saling terpisah satu dengan

pada deaerator jenis ini adalah untuk memaksa molekul air

Turbin

Gambar

e. Condenser

Condenser merupakan alat penukar panas yang digunakan untuk mengkondensasikan uap yang

diekspansikan dari steam turbine

biasanya dipilih sebagai fluida pendingin. Hal ini dikarenakan air laut ada dalam jumlah besar.

Agar condenser yang digunakan lebih efisien, maka tekanan di

agar uap yang telah diekspansikan dari

Air hasil kondensasi dari turbine

sedikit O2. Air ditampung di hotwell

yang tidak terkondensasi dikeluarkan oleh

saat air condensate ini dialirkan ke

Gambar 2.33 menjelaskan contoh dari salah satu

adalah : 1). Water bos, 2). Tube sheet,

Gambar 2.33 Deaerator Type Tray

merupakan alat penukar panas yang digunakan untuk mengkondensasikan uap yang

steam turbine . Proses kondensasi ini menggunakan fluida pendingin. Air laut


yang digunakan lebih efisien, maka tekanan di condenser

uap yang telah diekspansikan dari steam turbine dapat dengan mudah mengalir ke

turbine dinamakan air condensate. Air condensate

hotwell kemudian dialirkan kembali ke siklusnya. Udara dan gas

terkondensasi dikeluarkan oleh Steam Jet Air Ejector agar tidak ada udara yang terbawa

ini dialirkan ke feed water pump.

Gambar 2.33 menjelaskan contoh dari salah satu condenser . Bagian utama dari

Tube sheet, 3). Hotwell dan 4). Cooling tube.

72

merupakan alat penukar panas yang digunakan untuk mengkondensasikan uap yang

. Proses kondensasi ini menggunakan fluida pendingin. Air laut


harus dibuat vacum

gan mudah mengalir ke condenser .

masih mengandung

snya. Udara dan gas-gas

agar tidak ada udara yang terbawa

. Bagian utama dari condenser

Turbin

Gambar

Gambar 2.33. Skema Sistem Condenser

73

Turbin

Gambar

2.5. SISTEM-SISTEM TERKAIT

2.5.1. Feed Water System

Feed Water System merupakan suatu rangkaian dari komponen

memanaskan air kondensat dari condenser

diekspansikan ke stage berikutnya. Dalam sistem ini, terdapat beberapa komp

kondensat sebelum air dimasukan dalam

a. Boiler Feed Pump (BFP)

BFP merupakan pompa yang

Pressure Heater. Air yang masuk pada BFP merupakan air yang berasal dari

Kemudian dipompakan ke Low Pressure Heater

Low Pressure Heater, air kondensat

diambil dari LP Turbine. Air pada

wujud air menjadi uap. Dengan kata lain, pada

Gambar 2.34. Konstruksi Condenser

SISTEM TERKAIT STEAM TURBINE

merupakan suatu rangkaian dari komponen-komponen yang berfungsi untuk

condenser (sisi hotwell). Panas di dapat dari turbine

berikutnya. Dalam sistem ini, terdapat beberapa komponen yang dila

sebelum air dimasukan dalam Boiler (economizer).

yang berfungsi sebagai penyalur air kondensat dari deaerator ke

. Air yang masuk pada BFP merupakan air yang berasal dari

Low Pressure Heater dengan menggunakan condensate pump

kondensat dipanaskan dengan menggunakan ekstraksi uap panas yang

. Air pada Low Pressure Heater dipanaskan namun tidak sampai merubah

Dengan kata lain, pada Low Pressure Heater, air hanya dihangatkan saja.

74

komponen yang berfungsi untuk

turbine sebelum uap

onen yang dilalui air

berfungsi sebagai penyalur air kondensat dari deaerator ke High

. Air yang masuk pada BFP merupakan air yang berasal dari hotwell condenser .

condensate pump. Di dalam

dipanaskan dengan menggunakan ekstraksi uap panas yang

dipanaskan namun tidak sampai merubah

, air hanya dihangatkan saja.

Turbin

b. High Pressure Heater (HPH)

Pada dasarnya, fungsi dari HPH adalah sama dengan

bearasal dariuap ekstraksi High Pressure

kondensat yang telah mengalami proses mulai dari

Heater, deaerator dan dipompakan dengan menggunakan

yang sudah sedikit panas ini dimasukkan ke dalam

pembangkitan uap.

2.5.2. Condensate Pump

Condensate pump merupakan pompa yang berfungsi untuk mengalirkan air kondensat dari

condenser menuju ke Low Pressure Heater

pressure steam turbine yang dikendensasikan oleh

kemudian ditampung pada hotwell

condenstae pump. Condensate pump

Gambar 2.3

(HPH)

Pada dasarnya, fungsi dari HPH adalah sama dengan Low Pressure Heater

High Pressure Turbine. Air yang masuk ke HPH merupakan air

kondensat yang telah mengalami proses mulai dari Hotwell, condensate pump

Heater, deaerator dan dipompakan dengan menggunakan Boiler Feed Pump/ BFP. Dari HPH air

yang sudah sedikit panas ini dimasukkan ke dalam economizer untuk mengalami proses

merupakan pompa yang berfungsi untuk mengalirkan air kondensat dari

Low Pressure Heater. Air kondensat didapat dari ekspansi uap dari

yang dikendensasikan oleh condenser menjadi air kondensat. Air kondensat ini

hotwell. Pada hotwell air kemudian dialirkan dengan menggunakan

Condensate pump merupakan jenis pompa sentrifugal. Condensate pump

menuju economizer

air dari boiler feed pump

HP Turbine

Gambar 2.36 Sistem High Pressure Heater

75

Low Pressure Heater. Namun, uap panas

. Air yang masuk ke HPH merupakan air

condensate pump, Low Preesure

/ BFP. Dari HPH air

untuk mengalami proses

merupakan pompa yang berfungsi untuk mengalirkan air kondensat dari

. Air kondensat didapat dari ekspansi uap dari high

menjadi air kondensat. Air kondensat ini

air kemudian dialirkan dengan menggunakan

. Condensate pump

Turbin

mengalirkan air kondensat menuju Low Pressure Heater

transfer energi berupa energi panas yang berasal dari ekstraksi uap

Air kondensat yang sudah mendapatkan energi panas d

dialirkan menuju deaerator. Di dalam deaerator air kondensat

oksigen, direduksi dengan cara melewatkan air pada semacam

butiran-butiran air halus (droplet). Dengan menghembuskan uap yang diambil dari

Turbine maka di dalam deaerator akan terjadi proses pemanasan yang berguna untuk mengeluarkan

udara yang terkandung dalam droplet. Uap sisa beserta gas

suatu valve. Sedangkan air yang sudah mengalami proses reduksi gas O

ke High Pressure Heater dengan menggunakan

a. Sistem Condenser (sisi kondensat)

Telah dijelaskan bahwa condenser

mengkondensasikan uap dari Low Pressure

komponen. Perubahan wujud dari uap menjadi air terjadi karena terajadi pertukaran panas antara

Gambar 2.37

Low Pressure Heater. Pada Low Pressure Heater

transfer energi berupa energi panas yang berasal dari ekstraksi uap low pressure turbine.

Air kondensat yang sudah mendapatkan energi panas dari proses pada Low Pressure Heater

Di dalam deaerator air kondensat yang masih mengandung gas

oksigen, direduksi dengan cara melewatkan air pada semacam nozzle sehingga air kondensat menjadi

s (droplet). Dengan menghembuskan uap yang diambil dari

maka di dalam deaerator akan terjadi proses pemanasan yang berguna untuk mengeluarkan

udara yang terkandung dalam droplet. Uap sisa beserta gas-gas yang direduksi dikeluarkan mela

. Sedangkan air yang sudah mengalami proses reduksi gas O2 dan gas yang lainnya dialirkan

dengan menggunakan boiler feed pump.

(sisi kondensat)

condenser merupakan alat pada PLTU yang digunakan untuk

mengkondensasikan uap dari Low Pressure Turbine. Condenser sendiri terdiri dari beberapa

dari uap menjadi air terjadi karena terajadi pertukaran panas antara

Gambar 2.37 Sistem Boiler Feed Pump

76

Low Pressure Heater, air mendapatkan

low pressure turbine.

Low Pressure Heater

yang masih mengandung gas-gas seperti

ir kondensat menjadi

s (droplet). Dengan menghembuskan uap yang diambil dari low pressure

maka di dalam deaerator akan terjadi proses pemanasan yang berguna untuk mengeluarkan

gas yang direduksi dikeluarkan melalui

dan gas yang lainnya dialirkan

merupakan alat pada PLTU yang digunakan untuk

sendiri terdiri dari beberapa

dari uap menjadi air terjadi karena terajadi pertukaran panas antara

Turbin

uap panas dengaan fluida pendingin (

yang cukup besar mengakibatkan ua

Sebelum masuk kedalam condenser

berfungsi untuk menyaring kotoran

berasal dari exhaust turbine dapat mengalir menuju

condenser. Dengan tekanan yang lebih rendah di

mudah menuju condenser. Vakum harus selalu dijaga, karena jika terlalu rendah maka akan terjadi

back pressure pada turbine yang nantinya bisa menyebabkan

minimal yang diperkenankan sekitar 500 mmHg.

Sebenarnya vakum pada condenser

rendah, maka proses pengembunan uap tidak akan terjadi dengan sempurna

pada tekanan rendah, titik didih air juga akan turun. Tapi pengalaman pada di UP Muara Karang,

Vakum condenser tidak pernah bisa mencapai nilai 760 mmHg. Maksimal yang bisa dicapai

berada di kisaran 710 mmHg. Biasanya nilai optimal vakum untuk

720 mmHg.

Jika vakum condenser sudah terlalu rendah, maka

dibersihkan. Kegiatan pemeliharaan

atau melakukan aliran balik flow air laut yang masuk

yakni memasukkan bola-bola kecil yang kenyal dan berukuran sedikit lebih besar dari

condenser pada tube condenser

yang menempel pada tube-tube condenser

Air kondensat ditampung pada

tidak semua uap dapat terkondensasi dengan sempurna. Oleh karena itu pada

diberi tambahan air untuk menggantikan sedikit uap yang tidak terkondensasi. Tambahan air

tersebut dinamakan Make Up Water

b. Sistem Condensate Pump

Condensate Pump adalah pompa yang digunakan untuk mengalirkan air kondensat menuju

Pressure Heater. Pompa yang digunakan pada c

sentrifugal. Air yang dialirkan oleh

uap panas dengaan fluida pendingin (sea water/air laut). Adanya perbedaan temperatur dan tekanan

yang cukup besar mengakibatkan uap dari LP Turbine berubah wujud menjadi air.

condenser, air laut biasanya melewati debris filter

kotoran-kotoran ataupun lumpur yang terbawa air laut. Uap yang

dapat mengalir menuju condenser karena adanya kondisi vakum pada

. Dengan tekanan yang lebih rendah di condenser , maka uap akan bisa bergerak dengan

. Vakum harus selalu dijaga, karena jika terlalu rendah maka akan terjadi

yang nantinya bisa menyebabkan turbine mengalami trip/rusak. Vakum

minimal yang diperkenankan sekitar 500 mmHg.

condenser tidak boleh terlalu tinggi. Karena jika tekanan udara terlalu

engembunan uap tidak akan terjadi dengan sempurna. Hal ini terjadi


tidak pernah bisa mencapai nilai 760 mmHg. Maksimal yang bisa dicapai

berada di kisaran 710 mmHg. Biasanya nilai optimal vakum untuk condenser

sudah terlalu rendah, maka tube-tube condenser

dibersihkan. Kegiatan pemeliharaan condenser bermacam-macam. Ada yang nam

atau melakukan aliran balik flow air laut yang masuk condenser . Ada juga ball taprogoue system,

bola kecil yang kenyal dan berukuran sedikit lebih besar dari

nser . Bola-bola ini nantinya akan membersihkan kotoran dan Lumpur

condenser . Sedangkan cara yang lain adalah cuci

Air kondensat ditampung pada hotwell. Air kondensat masih mengandung sedikit O

uap dapat terkondensasi dengan sempurna. Oleh karena itu pada


Make Up Water.

adalah pompa yang digunakan untuk mengalirkan air kondensat menuju

. Pompa yang digunakan pada condensate pump biasanya digunakan jenis pompa

sentrifugal. Air yang dialirkan oleh condensate pump merupakan air yang dihisap dari

77

/air laut). Adanya perbedaan temperatur dan tekanan

berubah wujud menjadi air.

, air laut biasanya melewati debris filter/screener yang

kotoran ataupun lumpur yang terbawa air laut. Uap yang

ondenser karena adanya kondisi vakum pada

, maka uap akan bisa bergerak dengan

. Vakum harus selalu dijaga, karena jika terlalu rendah maka akan terjadi

mengalami trip/rusak. Vakum

tidak boleh terlalu tinggi. Karena jika tekanan udara terlalu

. Hal ini terjadi karena


tidak pernah bisa mencapai nilai 760 mmHg. Maksimal yang bisa dicapai

condenser sekitar 710mmHg–

condenser perlu untuk

macam. Ada yang namanya back wash

. Ada juga ball taprogoue system,

bola kecil yang kenyal dan berukuran sedikit lebih besar dari tube

bola ini nantinya akan membersihkan kotoran dan Lumpur

. Sedangkan cara yang lain adalah cuci condenser.

. Air kondensat masih mengandung sedikit O2. Artinya

uap dapat terkondensasi dengan sempurna. Oleh karena itu pada condenser selalu


adalah pompa yang digunakan untuk mengalirkan air kondensat menuju Low

biasanya digunakan jenis pompa

merupakan air yang dihisap dari hotwell

Turbin

menuju ke LPH kemudian ditampung di deaerator untuk menghilangkan gas

diperlukan.

c. Sistem Low Preassure Heater

Low Pressure Heater merupakan salah satu

dari LP Turbine. LPH berisi air kondensat dari condensate pump. Kemudian LPH mendapatkan

panas dari LP Turbine. Setelah air di dalam LPH dipanaskan, air kondensat di bawa ke deaerator

untuk ditampung dan mereduksi gas

d. Sistem Deaerator

Deaerator merupakan peralatan yang berfungsi untuk mereduksi O

ikut dihisap oleh Boiler feed pump

ekspansi uap LP trubine

Gambar 2.

enuju ke LPH kemudian ditampung di deaerator untuk menghilangkan gas

Low Preassure Heater

merupakan salah satu Feed water heater dengan fluida pemanas berasal

. LPH berisi air kondensat dari condensate pump. Kemudian LPH mendapatkan

. Setelah air di dalam LPH dipanaskan, air kondensat di bawa ke deaerator

untuk ditampung dan mereduksi gas-gas yang ikut terlarut bersama air kondensat.

Deaerator merupakan peralatan yang berfungsi untuk mereduksi O2 dan gas

feed pump. Dari deaerator, air yang sudah cukup panas ini dibawa ke HPH

condensate pump

ekspansi uap LP trubine

menuju deaerator

Low Pressure Heater

uap ekstraksi LP Turbine

Gambar 2.38. Sistem LPH dan Condensate Pump

78

enuju ke LPH kemudian ditampung di deaerator untuk menghilangkan gas-gas yang tidak

dengan fluida pemanas berasal

. LPH berisi air kondensat dari condensate pump. Kemudian LPH mendapatkan

. Setelah air di dalam LPH dipanaskan, air kondensat di bawa ke deaerator

gas yang ikut terlarut bersama air kondensat.

dan gas-gas lain agar tidak

. Dari deaerator, air yang sudah cukup panas ini dibawa ke HPH

Low Pressure Heater

Turbin

untuk dipanaskan lagi. Dari HPH kemudian air kondensat

ke Boiler (tepatnya economizer).

Gambar 2.

2.5.2 Cooling Water System (Sea Water)

Cooling water system merupakan

fluida pendingin pada condenser .

a. Condenser (sisi air laut)

Pada condenser dengan air laut sebagai fluida pendingin, harus diperhatikan masalah water

treatment pada air laut. Karena air laut mengandung kadar garam yang cukup tinggi, maka air laut

merupakan fluida yang korosif.

korosi pada logam.

Air laut yang digunakan sebagai

menggunakan circulating water pump

masuk ke dalam condenser air laut ”disaring” dengan menggunakan ”

Meskipun air laut sudah disaring, pada kenyataannya masih terdapat beberapa hewan laut yang

masuk ke dalam. Untuk ”mengusir

konsentrasi ±3 ppb (part per billion). Air laut masuk

Air laut keluar dari condenser

dikarenakan air laut telah mending

dikembalikan lagi ke laut, selisih antara air laut yang telah mengalami proses dalam

Boiler Feed Pump

untuk dipanaskan lagi. Dari HPH kemudian air kondensat yang sudah semakin panas tadi dibawa

).

Gambar 2.39. Sistem pada Deaerator

Cooling Water System (Sea Water)

merupakan komponen-komponen pada PLTU yang digunakan untuk suplai

dengan air laut sebagai fluida pendingin, harus diperhatikan masalah water


merupakan fluida yang korosif. Apabila tidak dilakukan pemurnian, maka akan menyebabkan

Air laut yang digunakan sebagai fluida pendingin untuk condenser

circulating water pump. Untuk menyaring kotoran-kotoran pada air laut, sebelum

air laut ”disaring” dengan menggunakan ”screnner”.


mengusir” hewan laut tersebut, pada air laut diberi

(part per billion). Air laut masuk condenser dengan temperatur ±28

condenser dengan temperatur 34oC. Kenaikan temperatur dari air laut ini

ikarenakan air laut telah mendinginkan uap panas dari ekspansi low pressure turbine

dikembalikan lagi ke laut, selisih antara air laut yang telah mengalami proses dalam

low pressure heater

ekstraksi uap LP Turbine

79

yang sudah semakin panas tadi dibawa

komponen pada PLTU yang digunakan untuk suplai

dengan air laut sebagai fluida pendingin, harus diperhatikan masalah water


kan pemurnian, maka akan menyebabkan

condenser, dialirkan dengan

kotoran pada air laut, sebelum

”.


hewan laut tersebut, pada air laut diberi hipokhlorit dengan

dengan temperatur ±28oC.

C. Kenaikan temperatur dari air laut ini

low pressure turbine. Saat air laut

dikembalikan lagi ke laut, selisih antara air laut yang telah mengalami proses dalam condenser

Turbin

dengan air laut pada lingkungan tidak boleh lebih dari 5

condenser tidak merusak biota laut.

b. Circulate Water Pump (CWP)

Circulate water pump berfungsi untuk mengalirkan air laut yang sudah diberi hipoklorit

menuju ke condenser. CWP adalah bagian pertama dari s

bertugas untuk mengambil air pendingin dari laut. Pompa ini biasanya terleta

Intake. Pada PLTU Muara Karang terdapat 9 buah pompa CWP. Pompa ini bentuknya

dengan suctionnya berada pada kedalaman laut yang agak dalam, sehingga bisa dihasilkan air

pendingin yang maksimal. Dari

condenser dan Heat Exchanger.

2.6. OPERASI STEAM TURBINE

2.6.1. Cold Start Up ( Start Dingin ).

Cold statr up adalah suatu proses pengoperasian dimana untuk temperatur

cold start up ini adalah 0~100 oC. Untuk periode waktu

cold start up tiap unit dapat dilihat dilampiran).

Gambar 2.

dengan air laut pada lingkungan tidak boleh lebih dari 5oC. Hal ini dilakukan agar air sisa

tidak merusak biota laut.

(CWP)

berfungsi untuk mengalirkan air laut yang sudah diberi hipoklorit

CWP adalah bagian pertama dari sistem pendingin. Pompa ini yang

bertugas untuk mengambil air pendingin dari laut. Pompa ini biasanya terleta

. Pada PLTU Muara Karang terdapat 9 buah pompa CWP. Pompa ini bentuknya

berada pada kedalaman laut yang agak dalam, sehingga bisa dihasilkan air

pendingin yang maksimal. Dari CWP, air dipompakan menuju dua alat pendingin lainnya yakni

Heat Exchanger.

TURBINE

( Start Dingin ).

adalah suatu proses pengoperasian dimana untuk temperatur

C. Untuk periode waktu shutdown boiler adalah

tiap unit dapat dilihat dilampiran).

circulating water pump

LP Turbine

Gambar 2.40. Sistem pada Circulating Water Pump

80

C. Hal ini dilakukan agar air sisa

berfungsi untuk mengalirkan air laut yang sudah diberi hipoklorit

stem pendingin. Pompa ini yang

bertugas untuk mengambil air pendingin dari laut. Pompa ini biasanya terletak pada areal Water

. Pada PLTU Muara Karang terdapat 9 buah pompa CWP. Pompa ini bentuknya vertical

berada pada kedalaman laut yang agak dalam, sehingga bisa dihasilkan air

a alat pendingin lainnya yakni

adalah suatu proses pengoperasian dimana untuk temperatur inner metal pada

adalah ≥ 48 jam. (Grafik

circulating water pump

sea water

Circulating Water Pump

Turbin

Standar operational untuk cold start up.

1. Unit walk down: Pada unit walk down

masing unit.

� Persiapkan drum level pada kondisi

� Persiapkan HSD oil.

� Persiapkan air Preheater

� Persiapkan. Force draft fan

� Persiapkan seal air booster fan start

� Persiapkan FD cooling fan start

� Persiapkan furnace purge.

� Persiapkan sootblowers.

� Persiapkan air heater Emergency

� Persiapkan auxlilary sistem.

2. Proses starting air heater.

� Air heater harus posisi start.

� Start shootblower pada air heater

� Shootblower dijaga kontinyu untuk proses

3. Pembukaan inlet damper FD fan

� Pembukaan inlet damper FD fan 5 %

turbin)

� Pembukaan inlet damper FD fan untuk kondisi normal 30 %.( kondisi uap kering )

4. Proses Boiler purge.

� Secondary air dan flue gas damper

� FGD inlet outlet damper

yang stabil.

� Total boiler air flow > 30 %.

cold start up.

walk down ini dibutuhkan pengecekan peralatan dari masing

pada kondisi normal.

air Preheater pada kondisi normal.

Force draft fan pada kondisi normal.

seal air booster fan start pada kondisi nomal.

FD cooling fan start pada kondisi normal.

purge..

Emergency air drive.

auxlilary sistem.

harus posisi start.

air heater.

dijaga kontinyu untuk proses start up.

FD fan

Pembukaan inlet damper FD fan 5 % - 10 % ( agar tidak terjadi back pressure pada sudu

Pembukaan inlet damper FD fan untuk kondisi normal 30 %.( kondisi uap kering )

flue gas damper harus pada posisi open.

inlet outlet damper harus pada posisi close, tujuannya agar rmemperoleh flow aliran

> 30 %.

81

ini dibutuhkan pengecekan peralatan dari masing –

10 % ( agar tidak terjadi back pressure pada sudu

Pembukaan inlet damper FD fan untuk kondisi normal 30 %.( kondisi uap kering )

, tujuannya agar rmemperoleh flow aliran

Turbin

Outlet Air Damper

Outlet Air Damper

Air Heater B

Air Heater A

Wind Box

To Inlet Seal Air To

Furnace Boiler

Gambar 2.41

5. Igniter Burner

� Penyalaan Igniter burner.

6. Pelaksanaan pemanasan Boiler

� Tekanan oil burner untuk kondisi operasi

28o C/h atau pada temperature diatas 100

� Panas di absorbtion secara seimbang didalam

� Termo-probe insert ke furnace

� Jika metal temperature drum saat pemanasan 100

C/h sampai 55o C/h.

� Saat temperature metal drum

drum dan superheater.

Inlet Damper air heater pada posisi close

Inlet Damper air heater pada posisi close

FDF B

Outlet Damper FDF

Outlet Damper

FDF

FDF A

By Pass Damper

By Pass Damper

SCAH

SCAH

To Inlet Seal Air Booster Fan

2.41. Inlet damper heater pada posisi close.

.

Boiler ( boiler firing )

Tekanan oil burner untuk kondisi operasi boiler,dimana temperature drum untuk 100

C/h atau pada temperature diatas 100 o C : 55o C/h.

secara seimbang didalam furnace.

furnace.

Jika metal temperature drum saat pemanasan 100o C, maka kenaikan pemanasannya dari 45

metal drum 120oC atau dengan tekanan 2 kg/cm2, maka tutup

82

Inlet Damper

Inlet Damper

FDF Control Drive

FDF Control Drive

,dimana temperature drum untuk 100 o C :

pemanasannya dari 45o

, maka tutup vent valve

Turbin

� Buka valve main steam pipa.

� Check furnace temperature

� Monitor dream level, temperature

� Start Boiler feed Pump, dengan mengecek

� Konfirmasi untuk level deaerator

� Condensate pump siap untuk pengoperasian.

� Pesiapkan BFP auxiliary oil pump

� Konfirmasi kontrol switch

� Proses start boiler feedwater pump

� Check BFP motor ampere, valve flow

open,auxiliary pump pada posisi stop.

� Level deaerator pada kondisi normal.

7. Mengoperasikan Turbin ( turbin starting )

� Konfirmasi untuk steam kondisi pada HP

� Start auxiliary oil pump ( AOP ).

� Tekanan oli hydrolic 14 kg/cm

� Stop oil pump turning gear

� Check tekanan oli bearing

� Buka beberapa valve yang meliputi

drain bawah.

8. Persiapan start up generator

� Reset lockout relay (86G),

� Menempatkan AVR transfer switch

� Check cicuit breaker ( 41G ) posisi open,

� Check earthing ( 64G ) pada posisi open.

9. Gland steam seal system untuk membentuk kondisi vakum pada

� Operasikan boiler.

� Operasikan control switch gland steam exhaust blower

� Buka valve inlet steam regulator

� Lakukan keseimbangan tekanan

pipa.

temperature dengan termo probe.

, temperature metal drum dan kenaikan tekanan pada

, dengan mengecek boiler drum level.( bila diperlukan ).

level deaerator sesuai kondisi normal.

siap untuk pengoperasian..

auxiliary oil pump.

switch pada auto position.

feedwater pump ( BFP ).

Check BFP motor ampere, valve flow pada kondisi open, discharge valve

pada posisi stop.

Level deaerator pada kondisi normal.

( turbin starting )

Konfirmasi untuk steam kondisi pada HP auxiliary steam dengan tekanan 14 kg/cm

( AOP ).

14 kg/cm2g.

turning gear (TGOP ) dan control switch pada posisi auto.

bearing, biasanya tekanan oli bearing 12 kg/cm2 g.

yang meliputi turbin casing drain,MSV seat drain

generator

(86G), check white lamp pada posisi “ON”.

AVR transfer switch pada posisi “ MAN “.

( 41G ) posisi open, nyala lampu pada posisi” ON “.

( 64G ) pada posisi open.

Gland steam seal system untuk membentuk kondisi vakum pada kondensor.

control switch gland steam exhaust blower pada kondisi “ AUTO “.

valve inlet steam regulator dengan tekanan 0,07 kg/cm2 g.

Lakukan keseimbangan tekanan gland steam dengan pemberian exhaust spray

83

dan kenaikan tekanan pada boiler.

drum level.( bila diperlukan ).

discharge valve pada kondisi

dengan tekanan 14 kg/cm2 g.

seat drain atas, MSV seat

pu pada posisi” ON “.

kondensor.

pada kondisi “ AUTO “.

exhaust spray.

Turbin

� Control switch exhaust pada kondisi “ AUTO “.

� Konfirmasi tekanan kondnsor pada 680 mm Hg.

10. Starting turbin

� Eccentricity poros turbin 110 % pada kondisi normal.

� Batas ekspansi turbin 6,67 mm ~ 18,33 mm.

� Standart firing rate tekanan

� Control switch untuk initial pressure regulator pada posisi

� Set governor pada posisi

� Control switch govermor

� Check control valve turbin fully open

� Buka valve MSV bypass.

11. Pengecekan operational turbin.

� Lakukan pemeriksaan mungkin ada suara yang mencurigakan (

12. Operational turbin

� Operasikan Turbin dengan memutar

MSV ditutup kembali untuk

putaran Turbin 800 RPM ditahan selama 3

� Naikkan putaran turbin ke 300 rpm sambil mengamati

generator.

� Setelah putaran turbin steady

2.6.2. Warm II Start Up ( Start Hangat ).

Warm start up adalah suatru proses dimana untuk temperature

up ini adalah 100 ~ 200 oC. Untuk periode waktu shutdown

Seperti halnya pada urutan proses

awalnya, tetapi perbedaannya terjadi pada interval waktu yang dibutuhkan untuk pembukaan

valve damper.

Yakinkan bukaan inlet damper air heater

( Grafik warm II start up dapat dilihat di

Standart Operational procedure warm II start up.

pada kondisi “ AUTO “.

Konfirmasi tekanan kondnsor pada 680 mm Hg.

poros turbin 110 % pada kondisi normal.

Batas ekspansi turbin 6,67 mm ~ 18,33 mm.

tekanan boiler 60 kg/cm2g.

untuk initial pressure regulator pada posisi “ OUT THE SERVICE “.

pada posisi high speed stop.

Control switch govermor pada kondisi “ RAISE “ .

Check control valve turbin fully open dengan melihat pada indicator posisi.

valve MSV bypass.

Pengecekan operational turbin.

Lakukan pemeriksaan mungkin ada suara yang mencurigakan (Rub.Check

Operasikan Turbin dengan memutar Hand Wheel MSV sampai putaran 2

MSV ditutup kembali untuk pemeriksaan. Kemudian MSV dibuka pelan

800 RPM ditahan selama 30 menit.

Naikkan putaran turbin ke 300 rpm sambil mengamati critical speed

steady pada 3000 rpm tunggu berapa saat untuk masuk jaringan.

( Start Hangat ).

adalah suatru proses dimana untuk temperature inner metal

C. Untuk periode waktu shutdown boiler adalah 48 jam.

Seperti halnya pada urutan proses cold start up, proses warm start ini memiliki kesaman proses

awalnya, tetapi perbedaannya terjadi pada interval waktu yang dibutuhkan untuk pembukaan

air heater pada kondisi open pada saat kondisi ini.

dapat dilihat di lampiran).

Operational procedure warm II start up.

84

“ OUT THE SERVICE “.

dengan melihat pada indicator posisi.

Rub.Check)

putaran 200 RPM dan sesaat

uka pelan-pelan sampai

critical speed untuk turbin dan

pada 3000 rpm tunggu berapa saat untuk masuk jaringan.

inner metal pada warm II start

ini memiliki kesaman proses

awalnya, tetapi perbedaannya terjadi pada interval waktu yang dibutuhkan untuk pembukaan inlet

Turbin

1. Start boiler

� Start FD Fan.

� Start seal air booster fan.

� Start boiler feed pump.

� Start HSD oil pump.

� Start furnace purge.

� Light off warm up burner.

� Insert furnace gas thermo probe

� Auxiliary steam pada kondisi siap beroperasi.

� Penarikan termo probe pada

� RH gas damper pada posisi auto.

� Penyalaan HSD oil.

� Start pembebanan untuk load 15

� Start BFP.

2. Start Turbine

� Start condensate pump.

� Start TGOP dan oil cooler

� Start turbin turning.

� Start gland seal system

� Turbin reset

� Select computer pada CCR pada kondisi “ON”

� Deaerator aux steam pada kondisi siap beroperasi.

� Start condenser vacuum up

� Start AOP dan TGOP pada kondisi “auto”

� Turbin siap beropearsi.

� Lakukan RIB check kondisi.

� Start rolling turbin.

� Synchronizing generator

Start seal air booster fan.

Light off warm up burner.

gas thermo probe

Auxiliary steam pada kondisi siap beroperasi.

Penarikan termo probe pada furnace gas untuk mengetahui temperature pada

RH gas damper pada posisi auto.

Start pembebanan untuk load 15 -20 %

cooler.

pada CCR pada kondisi “ON”

pada kondisi siap beroperasi.

Start condenser vacuum up.

pada kondisi “auto”

Lakukan RIB check kondisi.

Synchronizing generator.

85

gas untuk mengetahui temperature pada furnace.

Turbin

Outlet Air Damper

Outlet Air Damper

Air Heater B

Air Heater A

Wind Box

To Inlet Seal Air To

Furnace Boiler

Gambar 2.42. Inlet

2.6.3. Warm I Start Up

Warm I start up adalah suatu pro

ini adalah 200 ~ 300 oC. Untuk periode waktu

damper air heater pada kondisi open pada saat kondisi ini.

Standart Operational Procedure (SOP)

1. Start boiler

� Start FD Fan.





Inlet Damper air heater pada posisi open

Inlet Damper air heater pada posisi open

FDF B

Outlet Damper FDF

Outlet Damper

FDF

FDF A

By Pass Damper

By Pass Damper

SCAH

SCAH

To Inlet Seal Air Booster Fan

2. Inlet Damper Air Heater harus pada Posisi Open

adalah suatu proses dimana untuk temperature inner metal

C. Untuk periode waktu shutdown boiler adalah 24 jam. Yakinkan bukaan

pada kondisi open pada saat kondisi ini.

(SOP) warm II start up.


86

Inlet Damper

Inlet Damper

FDF Control Drive

FDF Control Drive

Posisi Open.

inner metal pada cold start up

adalah 24 jam. Yakinkan bukaan inlet

Turbin


� Insert furnace gas thermo probe


� Penarikan termo probe pada

� RH gas damper pada posisi auto.

� Penyalaan HSD oil

� Start pembebanan untuk load 15

� Start BFP

2. Start turbin

� Start condensate pump.

� Start TGOP dan oil cooler

� Start turbin turning.

� Turbin reset.

� Select computer start up

� Start gland seal system

� Deaerator aux steam pada kondisi siap beroperasi.


� Start AOP dan TGOP pada kondisi “auto”

� Turbin siap beropearsi.

� Lakukan RIB check kondisi.

� Start rolling turbin.

� Synchronizing generator.

� Putaran turbin dinaikan sampai RPM tertentu.

� Stop AOP

� Confirmasi valve turbin pada kondisi tertutup.

� Ext .Steam pada kondisi siap beroperasi.


gas thermo probe


Penarikan termo probe pada furnace gas untuk mengetahui temperature pada

RH gas damper pada posisi auto.

Start pembebanan untuk load 15 -20 %

cooler.

Select computer start up pada kondisi “ ON”.



Start AOP dan TGOP pada kondisi “auto”

Lakukan RIB check kondisi.


Putaran turbin dinaikan sampai RPM tertentu.

firmasi valve turbin pada kondisi tertutup.

Ext .Steam pada kondisi siap beroperasi.

87

gas untuk mengetahui temperature pada furnace.

Turbin

2.6.4. Hot Start Up

Hot start up adalah suatu proes dimana untuk

adalah 300 ~ 400 oC. Untuk periode waktu shutdown


( Grafik hot start up dapat dilihat dilampiran).

Standart Operational Procedure hot start up

1. Start boiler

� Start FD Fan





� HP by pass control beroperasi manual.

� Buka valve damper reheat gas


� Penyalaan HSD oil

� Reheat gas damper pada kondisi “ AUTO “

� Start BFP.

2. Start turbin

� Start AOP dam TGOP pada kondisi “ AUTO “

� Condensate pump dalam keadaan siap beroperasi.

� Start gland steam condenser

� Deaerator Aux. Steam pada kondisi siap beroperasi.

� Turbin reset.

� Select computer start up


� LP Bypass control beroperasi pada kondisi “ AUTO”

� Start turbin rolling.

� Turbin turning siap beroperasi.

adalah suatu proes dimana untuk temperature inner metal pada

C. Untuk periode waktu shutdown boiler adalah 8 jam. Yakinkan bukaan

air heater pada kondisi open pada saat kondisi ini.

dapat dilihat dilampiran).

rocedure hot start up.



beroperasi manual.

valve damper reheat gas( manual ).


pada kondisi “ AUTO “

Start AOP dam TGOP pada kondisi “ AUTO “

dalam keadaan siap beroperasi.

Start gland steam condenser.


Select computer start up pada kondisi “ ON “


beroperasi pada kondisi “ AUTO”

Turbin turning siap beroperasi.

88

pada cold start up ini


Turbin

� Lakukan RIB check.

� Stop AOP.

� Konfirmasi LP bypass control


� Tahan pembebanan ( hold initial load

� Confirmasi turbin drain pada kondisi

� Ext. steam to FW heater

2.6.5. Very Hot Start Up

Very hot start up adalah suatu pro

ini adalah 400 ~ 500 oC. Untuk periode waktu


( Grafik very hot start up dapat dilihat dilampiran).

Standart Operational Procedure very

1. Start Boiler.

� Start FD Fan



� Boiler feed pump kondisi siap beroperasi.


� Light off main burners.

� HP by pass control beroperasi manual.

� Buka valve damper reheat gas

� Auxiliary steam pada kondisi siap beroperasi

� Reset gas damper pada kondisi “ auto “

� Check silica drum press

2. Start tubin

� Start AOP dam TGOP pada kondisi “ AUTO “

� Start gland steam condenser

� Start condensste pump.

bypass control.

generator.

( hold initial load ).

Confirmasi turbin drain pada kondisi closed.

Ext. steam to FW heater siap beroperasi.

adalah suatu proses dimana untuk temperature inner metal

C. Untuk periode waktu shutdown boiler adalah 2 jam. Yakinkan

pada kondisi open pada saat kondisi ini.

dapat dilihat dilampiran).

rocedure very hot start up


feed pump kondisi siap beroperasi.

beroperasi manual.

valve damper reheat gas.

pada kondisi siap beroperasi

Reset gas damper pada kondisi “ auto “

silica drum press.

Start AOP dam TGOP pada kondisi “ AUTO “

gland steam condenser.

89

temperature inner metal pada hot start up


Turbin

� Deaerator Aux. steam pada kondisi siap beroperasi.

� Turbin reset.

� Select computer start up pada kondisi “ ON “


� LP Bypass control beroperasi pada kondisi “ AUTO”

� Start urbin rolling.

� Turbin turning dalam keadaan siap beroperasi.

� Lakukan RIB check.

� Stop AOP.

� Confirmasi LP bypass con


� Tahan pembebanan ( hold initial load

� Confirmasi turbin drain pada kondisi closed.

� Ext. steam to FW heater

2.7. GANGGUAN-GANGGUAN PADA

Dalam pengoperasiannya, steam turbine

energi. Kerugian ini secara langsung menyebabkan berkurangnya energi bangkitan dari

karena sebagian energi uap tidak terkonversi menjadi energi mekanik. Apabila kerugian

cukup besar nilainya maka operasi turbine

bisa dihindari, namun dapat diminimalkan. Kerugian

a. Kerugian karena throtling uap masuk (

rendah

b. Kerugian karena gesekan uap pada nozzle dan sudu

c. Kerugian pada kebocoran perapatan antar tingkat sudu (labirint)

d. Kerugian akibat uap basah terutama pada sudu akhir LP

e. Kerugian kecepatan ke atas (leaving loss)

f. Kavitasi

Kavitasi pada steam turbine

berwujud uap. Mungkin masih berwujud campuran (mixture) yang masih masih mengandung


Select computer start up pada kondisi “ ON “


beroperasi pada kondisi “ AUTO”

Turbin turning dalam keadaan siap beroperasi.

LP bypass control pada kondisi finished.


( hold initial load ).

Confirmasi turbin drain pada kondisi closed.

Ext. steam to FW heater siap beroperasi.

GANGGUAN PADA STEAM TURBINE

steam turbine terdapat kerugian-kerugian (losses

langsung menyebabkan berkurangnya energi bangkitan dari

karena sebagian energi uap tidak terkonversi menjadi energi mekanik. Apabila kerugian

turbine menjadi kurang efisien. Pada dasarnya losses memang tidak

bisa dihindari, namun dapat diminimalkan. Kerugian-kerugian tersebut anatara lain:

Kerugian karena throtling uap masuk (∆h) terutama ketika operasi start turbine

Kerugian karena gesekan uap pada nozzle dan sudu (Fix Blades dan Moving Blades)

Kerugian pada kebocoran perapatan antar tingkat sudu (labirint)

Kerugian akibat uap basah terutama pada sudu akhir LP Turbine.

(leaving loss)

steam turbine terjadi uap yang masuk k dalam turbine tidak sepenuhnya


90

losses) transformasi

langsung menyebabkan berkurangnya energi bangkitan dari turbine tersebut

karena sebagian energi uap tidak terkonversi menjadi energi mekanik. Apabila kerugian-kerugian ini

menjadi kurang efisien. Pada dasarnya losses memang tidak

kerugian tersebut anatara lain:

turbine dan beban

(Fix Blades dan Moving Blades)

tidak sepenuhnya


Turbin

unsur air. Hal ini diakibatkan oleh

Boiler yang tidak sempurna.

terlalu besar, leakage/kebocoran, dll.

2.8. EFISIENSI STEAM TURBINE

Salah satu parameter yang digunakan untuk menetukan apakah kondisi turbin masih layak pakai

atau tidak adalah dari efisiensi turbin tersebut.

Enthalpy Drop Methode sesuai dengan ASME

for Routine Performance Test of

persamaan seperti berikut:

dimana: EHP= efisiensi HP Turbine

∆h SHP= isentropic Enthalpy

∆h AHP = actual Enthalpy

dimana: EIP= Efisiensi IP Turbine

∆hSHP= isentropic Enthalpy

∆hAIP= actual Enthalpy

Untuk menentukan besarnya actual

∆hAHP = hMS - hCR

∆hAIP = hHR - hEX

dimana: hMS = Enthalpy dari Main

hCR = Enthalpy dari cold reheat

hHR = Enthalpy dari hot reheat

hEX = Enthalpy dari IP Exhaust

Enthalpy dihitung dari ASME steam

unsur air. Hal ini diakibatkan olehbeberapa faktor diantaranya pressure drop

yang tidak sempurna. Timbulnya pressure drop bisa diakibatkan oleh

/kebocoran, dll.

TURBINE


atau tidak adalah dari efisiensi turbin tersebut. Efisiensi turbine dapat ditentukan dengan menggunakan

sesuai dengan ASME Power Test Code Report PTC-6S, Simplified Procedures

for Routine Performance Test of Steam Turbine. Untuk menentukan efisiensi

Turbine

Enthalpy drop HP Turbine

Enthalpy drop HP Turbine

Turbine

Enthalpy drop IP Turbine

Enthalpy drop IP Turbine

Enthalpy drop digunakan persamaan sebagai berikut:

Main Steam

cold reheat steam

hot reheat steam

IP Exhaust steam

steam table dengan parameter Tekanan (P) dan Temperatur (T)

91

ssure drop, pembakaran pada

bisa diakibatkan oleh head loss yang


dapat ditentukan dengan menggunakan

Simplified Procedures

Untuk menentukan efisiensi turbine digunakan

drop digunakan persamaan sebagai berikut:

dengan parameter Tekanan (P) dan Temperatur (T)

Turbin

hMS : f ((PMS + PATM), TMS)

hCR : f ((PCR + PATM), TCR)

hHR : f ((PHR + PATM), THR)

hEX : f (PEX, TEX)

Perhitungan isentropic enthalpy drop adalah sebagai berikut:

∆hSHP = hMS – hSHP

∆hSIP = hHR - hSIP

dimana : hSHP = enthalpy dari uap yang berekspansi pada kondisi

hSIP = enthalpy dari uap yang berekspansi pada kondisi

Enthalpy dihitung dari ASME steam

berikut:

hSP : f((PCR = PATM), SMS)

hSIP : f(PEX, SHR)

entropy dihitung dari steam table menggunakan tekanan (P) dan Temperatur (T) sebagai berikut :

SMS : f((PMS = PATM), SMS)

SHR : f((PHR = PATM), THR)

drop adalah sebagai berikut:

dari uap yang berekspansi pada kondisi exhaust dari HP

dari uap yang berekspansi pada kondisi exhaust dari

steam table dengan parameter tekanan (P) dan Entropy

menggunakan tekanan (P) dan Temperatur (T) sebagai berikut :

entalpi

kondisi sub-cold

kondisi mixture/campuran

kondisi uap jenuh

92

dari HP Turbine

dari IP Turbine

Entropy (s) sebagai

menggunakan tekanan (P) dan Temperatur (T) sebagai berikut :

entropi

kondisi mixture/campuran

kondisi uap jenuh

Turbin

Contoh Tabel Properties H

2.9. MAINTENANCE / PERAWATAN

Maintenance/ perawatan Steam

umum, perawatan pada steam Turbine

Predictive, corective maintenance.

2.9.1. Preventive Maintenance

Preventive maintenance merupakan pemeliharaan yang dilakukan atas dasar interval waktu

tertentu (hari, minggu, bulan, jam operasi atau kali operasi) yang telah ditetapkan terlebih dulu atau

kriteria tertentu lainnya serta dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan dari suatu item peralatan

mengalami kondisi yang tak diinginkan.

Gambar 2.47. Contoh Diagram Mollier yang Dinyatakan dalam Entalpi

Contoh Tabel Properties H2O pada tabel Termodinamika

PERAWATAN STEAM TURBINE

Steam Turbine diklasifikasikan berdasar pada beberapa tahap.

Turbine diklasifikasikan menjadi 3 (tiga), yaitu Rutin/

merupakan pemeliharaan yang dilakukan atas dasar interval waktu

, bulan, jam operasi atau kali operasi) yang telah ditetapkan terlebih dulu atau

dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan dari suatu item peralatan

mengalami kondisi yang tak diinginkan.

ontoh Diagram Mollier yang Dinyatakan dalam Entalpi(h-s Diagram)

93

O pada tabel Termodinamika

berdasar pada beberapa tahap. Secara

diklasifikasikan menjadi 3 (tiga), yaitu Rutin/Prevetive,

merupakan pemeliharaan yang dilakukan atas dasar interval waktu

, bulan, jam operasi atau kali operasi) yang telah ditetapkan terlebih dulu atau

dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan dari suatu item peralatan

ontoh Diagram Mollier yang Dinyatakan dalam Entalpi-Entropi

Turbin

Namun demikian, ruang lingkup pekerjaan

pasang peralatan atau overhaul

penanganan tindak lanjutnya tidak lagi termasuk

kriteria Corrective Maintenance, Overhaul

dilakukan tanpa harus melakukan shutdown

Tindakan-tindakan yang perlu dilakukan dalam perawatan ini dikenal sebagai

Clean/ pengencangan, pelumasan, dan pembersihan). Perawatan

tindakan-tindakan semacam pengencangan baut dan ko

dan pengcekan pelumas.

Dalam preventive maintenance

dibeedakan menjadi 3, yaitu:

a. Simple Inspection (SI)

Scope kerja dari pemeliharaan ini adalah pemeriksaan pada

(MSV) dan Control Valve (CV

kondisi dari MSV dan CV apakah masih dalam kondisi baik atau tidak. Tanpa melakukan

pelepasan.

b. Mean Inspection (ME)

Tindakan yang dilakukan dilakukan pada

inspection akan digunakan sebagai data pada

dengan melakukan pemeriksaan level dan kondisi pelumas pada ra

c. Serious Inspection (SE)

Pada serious inspection

inspection. Pada serious inspection

tidak layak pakai, maka dilakukan pergantian

2.9.2. Predictive Maintenance

Predictive maintenance pada

mengetahui kondisi berdasarkan vibrasi, temperatur, dan pelumas

dilakukan adalah pengecekan vibrasi/getaran, temperatur dari peralatan, dan properties pelumas yang

telah diambil samplenya secara rutin.

ruang lingkup pekerjaan Preventive Maintenance tidak termasuk bongkar

peralatan. Dengan demikian, temuan-temuan kerusakan serta

penanganan tindak lanjutnya tidak lagi termasuk Preventive Maintenance, namun sudah masuk pada

Corrective Maintenance, Overhaul atau Proactive. Pelaksanaan Preventive Maintenance

shutdown unit pembangkit.

tindakan yang perlu dilakukan dalam perawatan ini dikenal sebagai

/ pengencangan, pelumasan, dan pembersihan). Perawatan pada preventive ini hanya melakukan

tindakan semacam pengencangan baut dan komponen-komponen lain yang perlu dikencangan

preventive maintenance terdapat tindakan-tindakan inspeksi. Tindakan inspeksi

kerja dari pemeliharaan ini adalah pemeriksaan pada pemeriksaan Main Stop

Control Valve (CV). Pemeriksaan dilakukan hanya pada sebatas pemeriksaan


Tindakan yang dilakukan dilakukan pada bearing. Data yang didapatkan dari

akan digunakan sebagai data pada serious inspection. Mean inspection

dengan melakukan pemeriksaan level dan kondisi pelumas pada radial dan

serious inspection tindakan yang dilakukan berdasarkan pada data dari

serious inspection apabila dirasa part/komponen dari steam turbine

tidak layak pakai, maka dilakukan pergantian part/komponen tersebut.

pada steam Turbine merupakan perawatan yang

mengetahui kondisi berdasarkan vibrasi, temperatur, dan pelumas pada saat itu. Pengecekan yang perlu


telah diambil samplenya secara rutin.

94

tidak termasuk bongkar

temuan kerusakan serta

, namun sudah masuk pada

Preventive Maintenance

tindakan yang perlu dilakukan dalam perawatan ini dikenal sebagai TLC (Tight, Lube,

ini hanya melakukan

komponen lain yang perlu dikencangan

tindakan inspeksi. Tindakan inspeksi

pemeriksaan Main Stop Valve

). Pemeriksaan dilakukan hanya pada sebatas pemeriksaan


. Data yang didapatkan dari mean

Mean inspection dilakukan

dial dan axial bearing.

tindakan yang dilakukan berdasarkan pada data dari mean

steam turbine sudah

perawatan yang dilakukan untuk

itu. Pengecekan yang perlu


Turbin

Pemeliharaan ini ditujukan untuk melihat tren dari kondisi vibrasi, temperatur dan

Apabila ditemukan adanya anomaly dari level normal, maka frekuensi pengambilan data semakin

diperpendek.

Pemeliharaan yang dilakukan dengan melakukan kegiatan

gejala kerusakan suatu peralatan serta melakukan kajian

pemeliharaan selanjutnya dapat dilakukan tepat sebelum terjadinya kerusakan/kegagalan. Pelaksanaan

Predictive Maintenance dilakukan tanpa harus melakuka

dimungkinkan bila hanya membutuhkan

Maintenance dalam pelaksanaanya merupakan kegiatan

waktu, interval operasi atau kriteria tertentu lainnya yang ditetapkan lebih dulu. Tindak lanjut terencana

dari kegiatan Predictive Maintenance

2.9.3. Corrective Maintenance

Corrective Maintenance adalah kegiatan pemeliharaan

terjadwal atau suatu pemeliharaan yang dilakukan untuk mengembalikan (termasuk memperbaiki dan

adjusment) peralatan yang tidak bekerja

Maintenance dapat dilakukan saat p

sedang tidak beroperasi.

2.9.4. Proactive Maintenance

Suatu kegiatan pemeliharaan yang dilakukan untuk mengatasi akar penyebab kegagalan suatu

peralatan, dengan melakukan tindakan berupa modifikasi

untuk mengembalikan atau menambah kemampuan dan keandalan peralatan atau unit pembangkit.

Dengan demikian pelaksanaan pekerjaan ini

menyempurnakan kinerja peralatan a

solving yang direkomendasikan oleh Bidang

kan untuk melihat tren dari kondisi vibrasi, temperatur dan


Pemeliharaan yang dilakukan dengan melakukan kegiatan Condition Monitoring

gejala kerusakan suatu peralatan serta melakukan kajian Failure Analysis secara dini sehingga tindakan


dilakukan tanpa harus melakukan shutdown unit pembangkit, namun

dimungkinkan bila hanya membutuhkan shutdown peralatan. Dengan demikian, pekerjaan

dalam pelaksanaanya merupakan kegiatan monitoring secara berkala atas dasar interval

iteria tertentu lainnya yang ditetapkan lebih dulu. Tindak lanjut terencana

Predictive Maintenance seperti perbaikan atau penggantian part dari suatu peralatan

adalah kegiatan pemeliharaan atau perbaikan peralatan yang tidak


adjusment) peralatan yang tidak bekerja supaya berfungsi sebagaimana mestinya.

dapat dilakukan saat peralatan sedang beroperasi maupun stand by


peralatan, dengan melakukan tindakan berupa modifikasi atau penggantian peralatan yang bersifat


Dengan demikian pelaksanaan pekerjaan ini bisa bersifat menambah asset dan bisa juga hanya

menyempurnakan kinerja peralatan atau unit. Kegiatan ini juga merupakan tindak lanjut dari

yang direkomendasikan oleh Bidang Engineering.

95

kan untuk melihat tren dari kondisi vibrasi, temperatur dan pelumas.


Condition Monitoring dan diagnosis

secara dini sehingga tindakan


unit pembangkit, namun

peralatan. Dengan demikian, pekerjaan Predictive

secara berkala atas dasar interval

iteria tertentu lainnya yang ditetapkan lebih dulu. Tindak lanjut terencana

seperti perbaikan atau penggantian part dari suatu peralatan.

atau perbaikan peralatan yang tidak


berfungsi sebagaimana mestinya. Corrective

stand by ataupun peralatan


atau penggantian peralatan yang bersifat


dan bisa juga hanya

. Kegiatan ini juga merupakan tindak lanjut dari problem

Documents

6_Turbin.pdf