pengoperasian turbin

8/19/2019 Pengoperasian Turbin

http://slidepdf.com/reader/full/pengoperasian-turbin 1/38

1. DASAR-DASAR PLTG

PT PLN (Persero) JASA DIKLATUNIT PENDIDIKAN & PELATIHANSURALAYA

MODUL 3/ OP

PENGOPERASIAN TURBIN

1. JENIS TURBIN

Berdasarkan penjenjangan turbin Impuls dapat dibedakan menjadi :

1.1. Turbin Impuls Bertingkat Tekanan

Turbin Impuls disebut bertingkat tekanan bila semua jajaran dari sudu – sudu tetap

merupakan nosel – nosel. Tekanan uap diturunkan secara bertahap sebagaimana

ditunjukan dalam gambar 1.

1.2. Turbin Impuls Bertingkat Kecepatan

Turbin Impuls dikatakan bertingkat kecepatan bila seluruh penurunan tekanan terjadi

dibaris pertama dari sudu – sudu tetap (nosel). Selanjutnya uap akan mengalir melintasi

tingkat – tingkat berikutnya dimana setiap kali melintasi jajaran sudu gerak kecepatan uap

akan mengalami penurunan sehingga penurunan kecepatan uap berlangsung secara

bertahap. !alam hal ini sudu tetap semata – mata ber"ungsi sebagai pengarah untuk

mengarahkan uap kebaris sudu gerak berikutnya. #enurunan uap secara bertahap setiap

melintasi jajaran sudu – sudu gerak. #ada turbin impuls bertingkat kecepatan dapat dilihat

pada gambar $.

Gambar 1. Turbin Impuls Bertingkat Tekanan.

11207/HIS/LK/KJ/SCW/ags/UNJ/07 1



1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Gambar 2. Turbin Impuls Bertingkat Kecepatan.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


1.3. Turbin Impuls Bertingkat Tekanan an Kecepatan.

%erupakan kombinasi dari dua jenis sebelumnya seperti yang ditunjukan dalam

&ambar '.

Gambar 3. Turbin Impuls bertaingkat Tekanan an Kecepatan.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


1.!. Turbin Impuls Reaksi " #$% Reaksi&

ang disebut sebagai turbin reaksi sebenarnya merupakan gabungan dimana gaya untukmenggerakan sudu sebagian diakibatkan oleh impuls dan sebagian lagi oleh reaksi.

!erajat eaksi * Penurunan Panas Pada Sebaris Sudu – Sudu Gerak

Penurunan Panas Satu Tingkat

+etika uap mengalir melintasi setiap tingkat yang terdiri dari satu baris sudu – sudu tetap

dan satu baris gerak sudu tekanannya akan turun sebagaimana ditunjukan gambar ,.

Gambar !. Turbin Reaksi #$%

Bila sudu – sudu tetap dan sudu – sudu gerak protolnya identik maka penurunan panas dari

uap ketika melintasi tiap – tiap baris dari setiap tingkatan menjadi sama.

Turbin semacam ini disebut turbin dengan derajat reaksi setengah atau lebih aman - / reaksi.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


2. 'EN()(N G(*( (KSI(+

2.1. ,umm- pist n

#ada turbin reaksi terjadi penurunan tekanan pada setiap baris dari sudu – sudu gerak

dan ini mengakibatkan timbulnya gaya yang sangat besar pada rotor dimana arah gaya

tesebut searah dengan aliran uap. !alam rangka untuk mengurangi beban pada bantalan

aksial (thrust) gaya ini diimbangi dengan sebuah 0#iston #engimbang (!ummy #iston)

yang dipasang pada rotor sepertidiperlihatkan pada gambar -.

#iston !ummy dikerjakan dengan mesin diluar dan rotor yang ditempa memberikan

permukaan atas (2ertikal) untuk tekanan uap bekerja berla3anan.

#ada Turbin – turbin yang memiliki silinder dengan casing ganda atau triple casing rendah

!ummy #iston dihubungkan ke sisi uap keluar silinder tetapi pada mesin – mesin yang

lama sisi tekanan rendah !ummy #iston dihubungkan dengan silinder tekanan rendah.

Gambar #. K nstruksi 'ist n 'engimbang




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


4ntuk mengurangi kebocoran uap pada sisi tepi !ummy #iston dipasang perapat jenis

5ubirin. #ada sisi tekanan rendah dan sisi tekanan !ummy #iston dipasang perapat jenis5ubirin. #ada sisi tekanan tinggi !ummy #iston juga dialirkan uap. #erbedaan luas

permukaan antara sisi tekanan rendah dan sisi tekanan tinggi !ummy #iston

mengakibatkan timbulnya perbedaan tekanan antara kedua sisi dari !ummy #iston.

#erbedaan luas dibuat sedemikian rupa sehingga menghasilkan gaya dorong yang cukup

untuk mengimbangi gaya aksial akibat aliran uap yang mele3ati sudu turbin. 6pabila

masih ada resultan gaya yang biasanya cukup kecil maka gaya ini akan diredam oleh

bantalan aksial (thrust bearing) yang dipasang dibagian depan turbin.

!ummy piston hanya diperlukan pada turbin dengan sudu jenis reaksi yang beraliran

tunggal. #ada jenis turbin Impuls tidak ada penurunan tekanan uap pada sudu – sudu

gerak. 4ntuk menjamin hal tersebut maka dibuat lubang – lubang pengimbang tekanan

pada pelek rotor.

#ada turbin – turbin aliran ganda seperti pada I# silinder dan silinder tekanan rendah (5#)

timbul gaya – gaya aksial yang saling berla3anan arah. !engan demikian gaya – gaya

aksial ini akan saling meniadakan antara satu dengan yang lain.

2.2. Bantalan (ksial "T/rust Bearing&

+onstruksi bantalan aksial yang banyak dipakai pada turbin dapat dilihat pada gambar 7

untuk turbin yang poros – porosnya disambung dengan kopling "leksibel setiap poros

memiliki bantalan aksial sendiri – sendiri. Tetapi untuk turbin dengan kopling solid hanya

dipasang satu bantalan aksial yang biasanya diletakan diantara silinder 8# dengan

silinder I#.

Bantalan aksial memiliki $ "ungsi yaitu untuk menyerap sisa resultan gaya aksial pada

poros serta mengontrol posisi rotor didalam casing. 9ungsi yang kedua cukup penting

untuk mencegah terjadinya persinggungan antara bagian yang berputar dengan bagian

yang stasioner.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Gambar 0. + kasi T/rust Bearing




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Gambar . T/rust Bearing

Keterangan :

1. Skoe 11. Base ing +ey Scre3

$. 5e2eling #late Set Scre3 1$. ri"ice Scre3

'. 4pper 5e2eling #late 1'. 5ocknut

,. Skoe Support 1,. 5iner

-. Base ing 1-. il Seal ing

7. 5iner 17. Thrust Bearing ;ase

<. il Seal ing

=. 5o3er 5e2eling #late

>. +o2eling #late !o3el

1 . Base ing +ey

11207/HIS/LK/KJ/SCW/ags/UNJ/07

654321

1110!

7

14

15

16



1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


3. ET ,E ENGUR(NGI +E(4ING + SS

Setelah uap berekspansi pada slinder tekanan rendah selanjutnya uap akan meninggalkan

barisan sudu – sudu akhir menuju kondensor. 4ap bekas ini masih mengandung sejumlah

besar energi kinetik yang dapat diman"aatkan sehingga merupakan suatu kerugian. +erugian ini

disebut kecepatan uap bekas (lea2ing loss).

Besarnya 5ea2ing 5oss * Massa Uap x (kecepatan uap 2 )

$

?nergi ini tidak dapat diperoleh kembali. leh karena itu untuk memperkecil kerugian ini harus

diupayakan agar kecepatan uap yang meninggalkan barisan sudu akhir serendah mungkin.

+ecepatan uap * Volume uap

Luas Penampang Laluan

!ari persamaan diatas untuk membuat kecepatan uap sekecil mungkin maka luas penampang

laluan sudu akhir harus dibuat sebesar mungkin. 5uas penampang laluan uap tergantung pada

diameter rotor tekanan rendah dan tinggi dari sudu – sudu akhir. Sebagai contoh untuk turbin

yang bekerja pada '. rpm tinggi sudu akhir adalah >- meter. Bila tinggi sudu diperbesar

maka gaya sentri"ugal akan semakin besar sehingga tinggi sudu tidak dapat dibuat sekehendak

karena keterbatasan metalurgi.

+arena itu ditempuh cara lain untuk memperluas penampang laluan uap yaitu dengan

memperbanyak saluran buang (%ulti e@haust) tiga silinder tekanan rendah dengan aliran ganda.

Sehingga memiliki 7 saluran e@haust. +eterbatasan tersebut diatas hanya berlaku untuk mesin

'. rpm keterbatasan terebut dapat diatasi dengan menurunkan desain kecepatannya

sampai 1- rpm tetapi ini hanya dapat dilakukan pada unit – unit tertentu saja seperti pada

turbin – turbin ;ross ;ompund dimana semua rotor A rotor tekanan rendah berada pada satu

diantara dua poros dan juga pada beberapa pembangkit – pembangkit nuklir dimana

turbin – turbin harus beroperasi pada uap berkualitas rendah.

alan lain untuk meningkatkan luas penampang laluan uap tanpa memperpanjang tinggisudu – sudu baris akhir adalah dengan menggunakan Bauman ?@haust sebagaimana

ditunjukan dalam gambar =.

11207/HIS/LK/KJ/SCW/ags/UNJ/07 !



1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Sebagian dari uap yang akan meninggalkan tingkat akhir di byApass langsung kekondensor

sehingga uap tersebut tidak mele3ati sudu tingkat akhir. 8al ini akan dapat menurunkan

kecepatan uap keluar sudu tingkat akhir tanpa harus memperpanjang tinggi sudu tingkat akhir.

Gambar 5. Bauman E6/aust




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


!. (S(+() U(' B(S() ,I E7)(UST

+etika uap melintasi turbin uap akan memanaskan sudu – sudu casing dan lain – lain. #anas juga dihasilkan oleh pengaruh gesekan pusar (3indage) antara uap dan sudu – sudu. #ada

kondisi normal operasi e"ek tambahan panas ini tidak menimbulkan akan diba3a oleh uap itu

sendiri terlepas dari masalah penurunan e"isiensi turbin. #roses ini akan memperbaiki kondisi

uap pada sisi pembuangan (e@haust).

Gambar 8. Sistem Sempr tan 'a a +' Turbin ") ,&




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Tetapi bila turbin beroperasi pada aliran uap yang sangat rendah pengaruh panas akibat

3indage menjadi lebih besar dari pada pengaruh proses pendinginan oleh uap sehinga

temperatur dari sudu – sudu 5# dan casing akan naik. +ondisi akan menjadi lebih buruk biladitambah dengan 2acum yang rendah. 4ntuk mencegah kerusakan akibat masalah ini turbin

dilengkapi dengan 5# 8ood Spray . 6ir kondensat akan disemprotkan baik antara

casing – casing 5# (#ada desain casing dobel) atau langsung kearah uap saat ia meninggalkan

baris – baris akhir sudu – sudu 5# Sistem 5# 8ood Spray ditunjukan dalam gambar >.

6liran air menyemprot umumnya dikontrol oleh ; C atau katup selenoid. #ermukaan

katup – katup pengatur ini dapat ditentukan berdasarkan ketentuan seperti :

a. Bila Temperatur 4ap keluar D < o;

b. Bila Trip Turbin

4ntuk curtain spray

c. By pass uap kekeondensor kerja

4ntuk mencegah banjirnya ruang uap kondensor ketika unit sedang stop maka sebuah sistem

interlock yang menyebabkan katup – katup pengatur tidak bisa dibuka sebelum salah satu

pompa kondensat dijalankan.

#. SISTE IN*(K K NTR + TURBIN11207/HIS/LK/KJ/SCW/ags/UNJ/07 12



1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


#.1. ' mpa

A Pompa Pelumas Utama

#ompa ini dikopel dengan poros turbin pompa ini ber"ungsi untuk memberikan suplai

pelumas pada turbin ketika turbin telah berputar pada putaran normal atau mendekati

putaran normal atau mendekati putaran normalnya. Selain itu pompa pelumas utama

juga mensuplai minyak untuk keperluan sistem &o2ernor seperti :

#o3er oil dan pilot oil. !ischarge pressure : $ – $< kgEcm $.

A Pompa Pelumas Bantu (Auxiliary Oil Pump)

#ompa ini digerakan oleh motor listrik 6; dan mensuplai minyak ke turbin bila pompa

minyak pelumas utama tidak dapat mensuplai misalnya ketika putaran rendah atau

pada saat start turbin. Seperti pompa minyak utama selain mensuplai sistem pelumas

pompa ini juga untuk mensupai po3er oil dan pilot oil. !ischarge

pressure * $$ kgEcm $.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Gambar 1$. ' mpa in-ak

#.2. G 9ern r




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Semua turbin uap memerlukan go2ernor baik turbin tersebut digunakan untuk

menggerakan generator listrik pompa air pengisi atau untuk menggerakan blo3er reaktor. Terdapat dua tipe go2ernor yang biasanya digunakan yaitu elektronik dan hidrolik

mekanik. &o2ernor elektronik dipasang mesin yang baru tetapi go2ernor hidrolik mekanik

adalah yang paling umum digunakan dan tipe inilah yang akan kita bahas.

&o2ernor bisa dipakai untuk beberapa tujuan tergantung pada tugas turbin seperti yang

diuraikan diba3ah ini :

6. #ada generator listrik yang dihubungkan dengan sistem jaringan :

a. %emungkinkan mesin untuk bekerja secara paralel dengan turbo E generator yang

lain.

b. %emungkinkan output masing – masing unit untuk dikontrol.

c. %emungkinkan sistem jaringan listrik mengkompensasi sendiri terhadap

permintaan beban.

B. #ada turbo atau generator yang berjalan sebagai unit tunggal (sebelum synkron atau

turbin digunakan untuk menggerakan pompa air pengisi atau penyemprot reaktor

nuklir. %emungkinkan kecepatan turbin dikontrol .

;. 4ntuk semua turbin tanpa memandang tugasnya.

A %engontrol kenaikan putaran pada 3aktu kehilangan beban misalnya : turbo

atau generator kehilangan beban.

Catatan :

#ada sistem go2ernor elektronik peralatan sensor dan katup pilot diganti dengan

peralatan elektronik. +euntungan utama dari sistem tersebu adalah bah3a

penghubungE linkage dan bagian yang bergerak dari sistem hidrolik mekanik yang mudah

aus dan rusak tidak diperlukan.

Sekarang marilah kita perhatikan suatu turbo atau generator yang kecepatan normalnya

(synkron) adalah '. rpm. 8anya beberapa turbin mempunyai go2ernor skala penuh11207/HIS/LK/KJ/SCW/ags/UNJ/07 15



1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


artinya putarannya dikontrol oleh go2ernor mulai dari turning gear sampai putaran sinkron.

Famun sebagian besar turbin aksi pengaturan go2ernor dimulai pada - / diba3ah

putaran sinkron (yaitu kira – kira $.=- rpm) dimana Speeder &ear pada posisiminimumnya.

+ecepatan ini (yaitu $.=- rpm) diistilahkan sebagai kecepatan minimum &o2ernor . +ita

telah mengetahui bagaimana go2ernor dan hubungannya dengan Speeder &ear yang

mengontrol posisi katup mengatur uap yang juga mengatur aliran uap keturbin.

Gambar 11. G 9ern r 4al9e




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Sampai pada kecepatan go2ernor minimum katup go2ernor tersebut sebelum bekerja dan

katup go2ernor masih membuka penuh. 6liran uap dan juga kecepatan turbin dikontrol

dengan mengatur pembukaan katup penutup cepatE emergency stop Cal2e (?SC) turbin.

Begitu kecepatan turbin mendekati kecepatan go2ernor minimum (misalnya $.=- rpm)

maka pemberat akan mulai bergerak keluar dan mengurangi tekanan pilot yang pada

gilirannya akan mulai menutup pengatur uap. #embukaan selanjutnya pada ?SC turbin

akan makin menutup uap sampai sedikit mele3ati jumlah uap yang dibutuhkan untuk

menjaga turbin pada kecepatan go2ernor minimum. ?C; turbin sekarang dapat membuka

penuh tanpa menyebabkan perubahan pada putaran turbin. 6liran uap ke turbin dan juga

putarannya sekarang harus dinaikan melalui pembukaan katup go2ernor dengan

mengoperasikan Speeder &ear sampai kecepatan yang dikehendaki dicapai yaitu kira

– kira '. rpm.

Begitu mesin dihubungkan kesistem jaringan maka operasi selanjutnya dari Speeder

&ear tetap masih mengontrol posisi katup go2ernor dan juga mengatur aliran uap.

Famun putaran turbin sekarang dikunci dengan "rekuensi jaringan dan suatu perubahan

pada aliran uap akan mengubah adanya listrik (mega3att) yang akan dibangkitkan oleh

unit tersebut. Tentang bagaimana ini dicapai akan diterangkan pada bagian lain.

4ap 8# (tekanan tinggi) dari ketel uap masuk keturbin melalui katup – katup uap.

Sayangya pabrik – pabrik turbin tidak menstandarkan sebutan dari katup – katu uap

tersebut. leh karena itu tidak heran bila katup – katup uap yang sama "ungsinya

memiliki nama yang berbeda – beda pada beberapa unit pembangkit. Beberapa unit

pembangkit menyebut katup tersebut sebagai katup throttle sedang pada pembangkit lain

disebut katup go2ernor.

#.3. St p 4al9e "ES : Katup 'enutup ;epat&.11207/HIS/LK/KJ/SCW/ags/UNJ/07 17



1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


!engan tujuan untuk mencegah masuknya partikel – partikel asing yang terba3a uap

kedalam turbin uap mula – mula dialirkan melintasi saringan – saringan (strainers). Setiapsaluran uap masuk turbin dilengkapi oleh $ buah katup yaitu sebuah katup penutup cepat

(?SC) dan sebuah katup go2ernor (throttleE FoGGle).

Turbin – turbin uap dengan kapasitas sampai $- %H biasanya dilengkapi dengan $ buah

saluran uap masuk turbin yang berarti dilengkapi dengan $ set katup – katup uap seperti

diatas.

4nit – unit dengan kapasitas - %H dan 7 %H umumnya dilengkapi dengan empat

set katup – katup 3alaupun sejumlah kecil hanya mempunyai dua set. +etika unit dalam

keadaan berbeban katup – katup ?.S.C akan menutup seketika untuk menghentikan aliran

uap keturbin.

+atup – katup pengatup (go2ernor 2al2e) mengatur aliran uap yang masuk ke turbin yang

berarti juga mengatur beban yang dibangkitkan. +etika turbin sedang start up sampai

putaran normal pengaturan aliran uap dapat dilakukan oleh katup penutup cepat (?.S.C)

atau katup go2ernor tergantung pada sistem miyak pengatur (go2ernor oil system) yang

digunakan.

%enjalankan turbin dengan menggunakan katup – katup go2ernor memiliki keuntungan

yaitu dapat mengurangi tegangan termal (termal stress) dalm lemari – lemari uap (steam

cheste). %eskipun demikian metode menjalankan turbin seperti ini memerlukan sistem

pengaturan yang lebih rumit.

+atup – katup penutup cepat (?.S.C) mempunyai katup martir (pilot 2al2e) yang

merupakan bagian dari katup utama untuk memperkecil tenaga yang diperlukan pada

pembukaan a3al katup.

#.!. Re/eat St p 4al9e "R4&

#.#. Intercept r 4al9e "I;4&




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


#ada unit – unit yang mempunyai pemanas ulang (reheat) juga dipasang katup pada

saluran uap ke silinder I#. Setiap saluran uap juga dilengkapi $ buah katup yang dipasang

secara seri. +atup – katup tersebut adalah katup penutup cepat sisi pemanas ulang ( SC)dan katup intersep (interceptor 2al2e). 9ungsi kedua katup ini hampir sama dengan katup

?SC dan katup go2ernor.

Setiap turbin selalu dilengkapi dengan katup – katup tersebut. 6da yang terdiri dari $ set

dan ada juga yang , set. #ada beberapa turbin bahkan juga dilengkapi dengan katup

pembuang uap (!up 2al2e) yang dipasang pada saluran uap 8ot eheat ketika katup

SC dan I;C menutup. adi katup biasanya interlock terhadap SC dan I;C dimana

katup akan segera membuka bila SC dan I;C menutup karena turbin trip dan akan

menutup bila turbin reset.

+atup – katup SC terbuka penuh sebelum uap dialirkan ke turbin sedangkan I;C atau

katup go2ernor I# turbin pengoperasiannya berbeda dari satu unit dengan unit lainnya.

#ada beberapa unit katup I;C akan terbuka penuh ketika uni mulai berbeban dan hanya

akan menutup bila ada signal dari peralatan proteksi turbin atau dari anticipator.

#ada unit – unit yang lain katup I;C hanya terbuka sebagian ketika turbin dalam keadaan

tanpa beban dan perlahan – lahan akan semakin membuka sejalan dengan kenaikan

beban.

#ada beberapa unit yang meman"aatkan uap eksitrasi 8# untuk menggerakan turbin

penggerak pompa air pengisi ketel (%B9#T) dipasang suatu peralatan yang

memungkinkan pengaturan katup I;C dilakukan secara manual.

+etika beroperasi pada beban rendah perubahan katup I;C dikurangi secara manual

untuk menaikan tekanan uap ekstrasi sehingga %B9# dapat ber"ungsi dengan baik

meskipun pada beban rendah.

11207/HIS/LK/KJ/SCW/ags/UNJ/07 1!



1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Gambar 12. Re/eat St p 4al9e an Intercept 9al9e

#.0. 'engu<ian katup G 9ern r "Steam =ree m Test&




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


+arena peralatan proteksi turbin harus memiliki kehandalan yang tinggi maka

peralatan – peralatan proteksi tersebut harus diuji secara periodik. %aksud pengujian disiniadalah untuk meyakinkan bah3a sistem proteksi turbin akan selalu dapat ber"ungsi dengan

baik pada saat diperlukan.

#engujian sistem proteksi turbin dapat dilakukan pada saat turbin sedang dalam keadaan

operasi tanpa mengganggu kondisi operasi turbin.

Selain proteksi turbin katup – katup uap pada turbin juga perlu diuji secara periodik.

+atup – katup uap yang perlu diuji adalah katup – katup penutup cepat (stop 2al2e)

termasuk reheat stop 2al2e katup – katup go2ernor termasuk Interceptor 2al2e.

#engujian terhadap katup – katup tersebut dilakukan dengan cara menutup katup – katup

uap sementara untuk selanjutnya dibuka kembali. 8al ini dilakukan dengan maksud untuk

mencegah kemungkinan macetnya katup – katup tersebut dinamakan ST?6% 9 ??! %

T?ST.

#erlu diketahui bah3a program pengujian ini hanya dapat dilakukan pada turbin – turbin

yang dilengkapi oleh masing – masing $ set katup uap yaitu $ set katup go2ernor 2al2e

hanya dapat dilakukan ketika turbin beroperasi dengan - / %; .

Bila pengujian ini dilakukan secara manual maka harus dilakukan secara hati – hati dan

cermat sesuai dengan prosedur dan urutan yang telah ditetapkan.

0. 'ENGEN,(+I(N TURBIN




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


0.1. ,i>>erential E6pansi n

+arena masas rotor relati" lebih kecil dianding massa casing maka rotor akan memulailebih cepat dibanding casing turbin. %engingat ruang bebas (clearence) radial maupun

aksial antara rotor dengan casing sangat kecil maka perbedaan pemuaian relati" antara

keduanya dapat menimbulkan masalah yang serius. !alam kondisi yang ekstrim dapat

mengakibatkan pergesekan (rub) antara rotor dengan casing yang akan merusak turbin.

4ntuk menghindari hal ini maka perbedaan pemuaian relati" antara rotor dengan casing

harus mendapat perhatian serius. 4ntuk itu setiap turbin dilengkapi dengan peralatan

instrumen yang memberikan indikasi terhadap perbedaan pemuaian (di""erential

e@pansion) ini. !i""erensial e@pansion mengukur selisih pemuaian relati" antara rotor

dengan casing.

Selama start turbin harus diusahakan agar harga di""erensial e@pansion ini tidak melebihi

batasan yang telah diberikan oleh pabriknya. +ondisi dan akurasi peralatan instrumentasi

memegang peranan penting dalam memonitor di""erensial e@pansion ini.

Selain itu pelumasan yang kurang baik pada 0sliding "eet dapat mengakibatkan

terhambatnya gerakan pemuaian casing yang pada akhirnya menyebabkan penunjukan

di""erensial e@pansion tinggi jadi peranan petugas pemeliharaan dalam hal program

pelumasan rutin terhadap turbin juga turut memegang peranan.

Sha"t ?@p

Sisi &ent Sisi Turbin

;asing ?@p

△ ?@p

4ntuk turbin %itsubishi $ %HS

6larm pada J 1 mm dan A1 - mm

(△ high) ( △ lo3)

0.2. 'erbe aan Temperatur Uap an etal




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


+arena ketebalan dan bahan metal turbin sudah tertentu maka perbedaan temperatur

antara uap dengan metal sudah tertentu pula. #abrik pembuat turbin biasanya

menyatakan batasan harga perbedaan temperatur ini. Setelah perbedaan temperatur yang diiGinkan diketahui temperatur metal uga diketahui maka kita akan menrentukan

beberapa temperatur yang diperlukan. adi kita tidak dapat menentukan temperatur uap

sekehendak hati ketika akan saat start turbin.

#erbedaan temperatur uap metal ini akan menentukan besarnya perbedaan temperatur

antara dinding casing bagian dalam dan bagian luar. Bila perbedaan temperatur terlalu

besar maka akan terjadi stress yang berlebihan pada casing turbin. +arena itu perbedaan

temperatur ini harap diperhatikan benar. !alam menentukan temperatur uap ketika akan

start turbin supaya diperhitungkan juga mengenai e"ek dari proses throttling yang terjadi.

Seperti diketahui bah3a aliran uap masuk turbin ketika sedang start diatur oleh

pembukaan katup – katup pemasukan uap (?SC) sehingga disini terjadi proses throttling.

Sebagai gambaran marilah kita bahas contoh proses throttling.

Tekanan uap sebelum katup ?SC * 1, bar

Temperatur saturasi * ''< o;

Temperatur uap sebelum katup ?SC * - o;

adi pada 1, bar dan - o; tingkat panas lanjut atau tingkat kekeringan uap * 17' o;

%isalkan tekanan uap setelah katup ?SC * - bar.

+ita ketahui bah3a proses throttling adalah proses dengan entalphi konstan.

!ari tabel uap untuk tekanan 1, bar dan temperatur - o; didapat :

#anas sensibel #anas laten Superheat

1-<1 1 7< 7=,

#anas total * 1-<1 J 1 7< J 7,= * '''$ kjEkg ................(6)

4ntuk tekanan - bar (temperatur saturasi * 1-$ o;) didapat :




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


#anas sensible * 7,

#anas laten * $1 >

#anas total uap jenuh * 7, @ $1 >* $<,> kjEkg ..................(B)

Ini perlu dilakukan untuk mencegah kesalahan pemilihan temperatur uap sehingga

temperatur uap setelah throttling akan menjadi lebih rendah dari temperatur metal. Bila hal

ini terjadi maka metal turbin akan didinginkan oleh uap.

#ada 3aktu start dingin temperatur uap jenuh lebih tinggi dari temperatur logam sehingga

e"ek throttling umumnya tidak menimbulkan masalah tetapi untuk start hangat (3arm

start) atau panas (hot start) penurunan temperatur akibat throttling harus diperhitungkan.

entang harga perbedaan temperatur yang diiGinkan umumnya berkisar antara

- o; sEd 1 o;. Temperatur metal yang dijadikan patokan pada umumnya adalah

temperatur metal 8# turbin tingkat pertama ("irst stage).

#enyamaan temperatur uap dan logam ini juga berlaku ketika akan mengisi saluran pipa

utama dengan uap melalui katup – katup stop boiler (BSC). Temperatur uap sebelum BSC

harus dibuat sedemikian rupa sehingga temperatur uap setelah throttling lebih dari diatas

BSC masih lebih tingi dari temperatur pipa uap.

0.3. T/ermal Stress

Setiap logam yang dipanaskan pasti memuai ketika uap dialirkan kedalam turbin seluruh

bagian turbin akan memuai dengan laju pemuaian yang berbeda antara satu dengan11207/HIS/LK/KJ/SCW/ags/UNJ/07 24



1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


#ada dasarnya terdapat dua jenis pengotoran dalam kondensor

a. #engotoran plat dudukan pipa (Tube #late)b. #engotoran bagian dalam pipa

Pengotoran dudukan Pipa (Tube Plate)

#engotoran dudukan pipa mengurangi aliran air pendingin melalui pipa – pipa

kondensor yang mengakibatkan menaikan suhu air pendingin sepanjang kondensor.

6pabila pengotoran ini mengurangi aliran air pendingin hingga setengahnya maka

kenaikan temperatur menjadi dua kali. 6kibat lain berupa perubahan kecepatan

perpindahan panas yang disebabkan perubahan lapisan "ilm dari air pendingin ini.

;ara pembersihan dapat berupa pembilasan kembali (back "lushing) kondensor untuk

membuang kotoran – kotoran dimana hal ini mungkin biasanya pada %E; dengan

kondensor underslung transer2e atau dapat juga dengan cara mengambil

kotoran – kotoran pada saat shut do3n pendek yang lebih disukai pada malam hari.

Pengotoran bagian dalam Pipa

Secara operasional hal ini adalah sulit untuk dihindari tetapi penggunaan injeksi

chlorine atau sodium hyperchorite atau pembersihan – pembersihan on load (seat

berbeban).

B. 9lo3 sistem air pendingin berkurang

;. Temperatur air suction kondensor (air laut) naik

!. Temperatur uap e@haust melebihi normal

?. 4njuk kerja injektor (alat penarik 2acuum) menurun

9. %asuknya udara kedalam sistem air kondensor

.2. et e 'engisian "Start& (ir 'en ingin

6da beberapa metode pengisian pendingin antara lain :




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


a. #engisian a3al (inlet K otlet cunnel) kosong biasanya menggunakan Sea Hater

Supply #ump dan dioperasikan sampai dengan air pendingin keluar disisi outlet

cunnel.b. #engisian (start) normal adalah dengan menggunakan circulating (;H#)

6dapun pengoperasian katup – katup inletE outlet kondensor dapat dioperasikan secara

manual atau otomatic. Bila katup – katup dioperasikan secara manual maka operator

mengatur pembukaan katup sesuai petunjuk buku operasi sedang apabila pengoperasian

secara otomatis maka pengaturan pembukaan katup – katup kondensor telah

diprogramkan oleh kontrol.

+edua sistem pengisian (start) air pendingin diatas dimaksudkan untuk menghindari 3ater

hammer disisi inlet outlet maupun di pipa – pipa kondensor.

.3. et e 'embersi/an k n ens r

a. istem !Tapprogge!

;ara yang umum digunakan pada pembersihan saat berbeban antara lain dengan

tapprogge sebagaimana ditunjukan pada gambar 1'.

!alam proses ini bola – bola karet sponge yang diameternya kira – kira 1 / lebih besar

dari ukuran diameter bagian dalam pipa dile3atkan terus menerus melalui pipa – pipa

oleh aliran air pendingin (;H).

Bola – bola diisikan kedalam sistem pada kotak air masuk (inlet 3ater bo@) mengalir

melalui pipa dan dikumpulkan dikotak air keluar dan kemudian dikembalikan lagi kesisi

masuk. Biaya untuk pemasangan tinggi dan penggantian bola – bola yang hilang juga

menambah besar kenaikan biaya operasi tetapi memberikan keuntungan karena

menaikan 2akum yang lebih besar dan keuntungan ini lebih besar daripada modal dan

biaya operasi selama umur operasi sistem secara keseluruhan adalah sangat ber"aedah.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Gambar 13. Sistem Tappr gge

b. Ba"k #as$ing (Pen"u"ian Balik) Kondensor.

+atup pencuci balik (back 3ash 2al2e) dipasang pada tiap – tiap kotak air untuk keperluan

pencucian dengan membalikan arah aliran meskipun pada kondisi operasi. #encucian balik

kondensor adalah untuk mencegah terbentuknya deposit dan menurunkan kecepatan

perpindahan panas secara keseluruhan akibat adanya pengotoran pada pipa mengurangi

endapan binatang laut dan benda – benda asing.

+atup pencucian balik harus digunakan dengan posisi tertutup penuh atau terbuka penuh

untuk pencegahan gangguan katup akibat gaya dorong yang besar terhadap badan katup.

#ada instalasi ini pencucian balik dapat dilaksanakan secara berurutan dan otomatis.

". istem %anual.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


b. #erbedaan temperatur a3al (Initial Temperature !i""erence).

#erbedaan temperatur antara uap bekas (e@haust steam) dan air pendingin ketika

masuk kondensor.

c. #erbedaan Temperatur rata – rata 5ogaritmik (5ogaristmic %ean Temperature

!i""erenceE 5%T!)

ika perbedaan temperatur pada sisi masukan kondensor antara temperatur uap bekas dan

temperatur masukan air pendingin adalah θ 1 dan perbedaa temperatur antara uap bekas

dan temperatur keluaran air pendingin adalah θ $ maka temperatur rata – rata perubahan

panas adalah rata – rata logaritmik.

5%T! * θ 1 – θ $

$ ' log1 θ 1

θ $

dimana :

θ 1 * t ' – t 1 (#erbedaan Temperatur a3al) o;

θ $ * t ' – t 1 (#erbedaan Temperatur Terminal) o;

t1 * Temperatur air pendingin masuk o;

t$ * Temperatur air pendingin keluar o;

t' * Temperatur uap jenuh (saturated) o;

d. #erbedaan temperatur rata – rata

umusan 5%T! karena grasho" dan dihubungkan kepemindah panas aliran

berla3anan. %eskipun demikian kondensor dapat juga bertipe aliran silang dan dalam

hal ini perbedaan temperatur adapat dipakai sebagai hitungan rata – rata

Temperatur rata – rata * θ 1 J θ $




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


$

(mean temperature)

dimana :

θ 1 * t ' – t 1 (#erbedaan Temperatur 63al)

θ $ * t ' – t $ (#erbedaan Temperatur Terminal)

t1 * Temperatur air pendingin masuk o;

t$ * Temperatur air pendingin keluar o;

t' * Temperatur uap jenuh (saturated) o;

e. #enurunan Tekanan +ondensor

#erbedaan tekanan antara masukan uap bekas dan air kondensat pada dasar

kondensor.

". Tekanan mutlak (absolute pressure)

Tekanan yang diukur dengan memperhitungkan tekanan (nol) terhadap tekanan

atmos"ir.

g. 8ukum !alton mengenai Tekanan #arsial

%enyatakan bila dua gas dicampur dalam sebuah bejana maka tekanan campuran

adalah jumlah dari tekanan tiap – tiap gas yang mengisi bejana itu sendiri.

Conto$ :

ika shell (ruang) kondensor diisi uap dengan tekanan - mb dan kondensor tersebut jugadiisi udara dengan tekanan <- mb maka campurannya adalah jumlah kedua gas yang

mengisi kondensor tersebut pada temperatur yang sama dengan tekanan totalnya 1$- mb.

h. !aya 8antar #anas (Termal ;onducti2ity)

Suatu ukuran dari laju aliran panas yang mengalir melalui suatu benda.

i. #endinginan endah (4nder ;ooling)pada saat setelah pengkondensasian uap dalam kondensor temperatur air kondensat

lebih rendah dari temperatur jenuh pada tekanan tersebut.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Semua perbedaan temperatur penting antara uap dari air pendingin akan ber2ariasi

yang relati" besar pada masukan air pendingin dan kecil pada keluaran air pendingin.!iagram sederhana pada gambar 1- menunjukan kenaikan temperatur dalam suatu

kondensor skala 2ertikal adalah temperatur dan skala horiGontal menunjukan panjang

laluan air pendingin melalui kondensor.

Gambar 1#. ,iagram Temperatur K n ens r




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


.#. )ubungan (ntara Temperatur Uap@ (ir K n ensat an Tekanan balik

6lasan – alasan umum untuk meningkatkan kondisi kondensor dari harga rancangan

(atau optimum) adalah satu atau lebih berikut ini :

a. Temperatur masuk air pendingin berbeda dari desain

b. umlah aliran air pendingin tidak benar

c. #ipa – pipa kotor

d. %asuknya udara kedalam sistem

+ita dapat menetapkan secara gra"ik kontribusi tiap kondisi – kondisi diatas dapat

membuat hingga suatu harga tertentu mulai dari optimum. 4ntuk melakukan hal ini kita

dapat menggunakan gra"ik kondisi kondensor. Sebelum meniti 2akum yang jelek pertama

kali kita harus beroperasi secara memuaskan le2el kondensor (air kondensat) normal

menara – menara pendingin yang diperlukan dalam keadaan beroperasi sisi air pendingin

kondensor dalam keadaan terisi secara memadai.

%isalkan kita mempunyai suatu kondensor dengan kondisi seperti diba3ah (optimum dan

kenyataan) untuk beban tertentu.

A %enggambar kondisi kondisi Optimum

&ambar suatu garis 2ertikal dari titik 17 - o; pada garis temperatur masuk air

pendingin optimum ke titik = 7 o; garis kenaikan temperatur air pendingin.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


!ari penggambaran garis secara horiGontal ke perpotongan dengan garis perbedaan terminal

- - o; dan kemudian tarik garis 2ertikal turun memotong garis tekanan absolutE mutlak. 8asilnya

kita baca adalah ,, mbar (1 ' in 8g 2akum).

A Kerugian karena temperatur masuk air pendingin yang tinggi.

Bila temperatur masuk air pendingin aktual adalah 1= $ o; bukannya 17 - o;. Sekarang kita

buat garis dari titik 1= $ o; pada garis air pendingin masuk tegak lurus pada perpotongan

dengan garis kenaikan temperatur air pendingin pada = 7 o;.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


!ari sini tarik garis horiGontal ke garis perbedaan terminal optimum - - o; dan tarik garis

turun dari perpotongan ini ke garis tekanan absolut. Filai ini harus ,= mbar (1.,$ m8g). !ari

garis ini kita dapat memperhitungkan bah3a kerugian karena temperatur masuk pendinginyang tinggi adalah (,= A ,,) * , mbar (1 ,$ – 1 ') * 1$ m8g.

A kerugian karena *umla$ air pendingin yang tidak tepat.

Tarik garis seperti sebelumnya dari titik 1= $ o; temperatur masuk air pendingin aktual

1 o;. !ari sini tarik garis secara horiGontal ke perpotongan garis perbedaan terminal -.- o;.

kini tarik garis turun dari perpotongan ini ke garis tekanan absolut dan ini harus berpotongan

pada titik -$ mbar (1 -, m8g). 6nda dapat melihat bah3a kerugian karena jumlah air

pendingin yang tidak tepat adalah -$ – ,= (,mbar) atau 1 - – 1 ,$ ( 1$ m8g).

A Kerugian karena pipa pipa kotor atau udara dalam kondensor.

+ita kerjakan seperti sebelumnya tetapi menggunakan harga – harga aktual dari temperatur

masuk air pendingin kenaikan temperatur air pendingin dan perbedaaan terminal (dengan

kata lain) 1= $ o; 1 o; dan < o;. Sekarang dapat kita baca nilainya adalah -7 7 mbar (1 7<

m8g)

+erugian karena pipa – pipa kotor udara atau udara dalam kondensor adalah (-7 7 – -$)

* , 7 mbar (1 7< – 1 -,) * 1' m8g).

!apat kita ketahui bah3a disitu pasti terdapat sejumlah udara yang tidak normal karena

penurunan sisi masuk udara adalah - o; dan bukan $ o; optimum.

ika sekarang kita mengambil tindakan untuk memperbaiki kondisi masuknya udara

sedemikian sehingga terbaca $ o; suatu set baru dari pembacaan kondisi kondensor baru

dapat diambil dan diperoleh nilai baru yang memberikan :

a. +erugian karena sisi masuk air pendingin tinggi (kemungkinan sama seperti

sebelumnya).

b. +erugian karena jumlah aliran pendingin.

c. +erugian karena jumlah air pendingin.d. +erugian karena pipa – pipa kotor.




1. DASAR-DASAR PLTG


MODUL 3/ OP


Gambar 15. Gra>ik Berbagai Temperatur 'a a K n ens r

pengoperasian turbin

Documents