Turbin Uap & Gas

PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

KOMPONEN UTAMA PEMBANGKIT TURBIN UAP & TURBIN GAS

1. TURBIN UAP DAN SUDU 1.1. Konversi Energi 1.1.1. Si!"s Ter#o$in%#i%

Berdasarkan aliran fluida kerjanya, siklus turbin uap yang merupakan bagian dari siklus PLTU PLTU sederha sederhana na adalah adalah siklus siklus Rankine Rankine.. Siklus Siklus Rankin Rankine e dapat dapat digamb digambark arkan an dengan dengan diagram T – s seperti gambar dibawah. dapun urutan kerja adalah sebagai berikut a–b

ir dip!mpa sehingga tekanan dan temperaturnya naik . Pr!ses ini terjadi pada sistem air pengisi. b – " ir dipanaskan sehingga temperaturnya naik mendekati titik didihnya. didihnya. Pr!ses ini terjadi ek!n!miser. " – d ir ir dipanaskan dipanaskan hingga mendidih mendidih sehingga sehingga berubah menjadi menjadi uap jenuh. Pr!ses ini terjadi di b!iler #pipa pemanas dan drum$. d – e Uap jenuh jenuh dipanaskan dipanaskan sehingga temperaturnya naik dan menjadi uap superheat. Pr!ses ini terjadi di b!iler #superheater$. e –f Uap superheat dari b!iler ber ekspansi sehingga tekanan dan temperatur nya turun. Pr!ses ini terjadi di turbin. f – a Uap keluar keluar turbin didinginkan sehingga berubah lagi lagi menjadi air. Pr!ses ini terjadi didalam k!ndens!r.

Gambar 1. Diangam T – s Siklus Rankine PLTU PLTU

TOTO B/UNJ/200

1



%erja yang dihasilkan dihasilkan !leh suatu pr!ses siklus siklus adalah sama dengan jumlah perpindahan panas #kal!r$ #kal!r$ pada fluida kerja kerja selama pr!ses siklus siklus tersebut tersebut berlangsung. berlangsung. &adi untuk pr!ses siklus siklus a – b – " – d – e – f – a adalah ' ( ∫ T ds Luas a – b – " – d – e – f – a pada diagram T – s ( kerja kerja persatuan berat fluida kerja. )akin besar luas diagram tersebut makin besar pula kerja yang dihasilkan. Sedangkan energi yang dimasukkan ke dalam sistem #pr!ses pemanasan fluida kerja$

adalah *

+w ( luas m – a – b – " – d – e – f  n

%erja yang dihasilkan !leh sistem PLTU PLTU adalah w ( wT  wp -imana, 'T ( kerja yang yang dihasilkan !leh turbin persatuan berat fluida fluida kerja 'P ( kerja yang diperlukan untuk menggerakkan p!mpa persatuan berat fluida kerja. %erja turbin 'T adalah selish entalpi uap masuk turbin dan keluar turbin atau ehaust steam . 'T ( he – hf Sedangkan kerja p!mpa adalah selisih selisih entalpi fluida keluar p!mpa dengan entalpi masuk p!mpa. tau 'P ( hb  ha

1.1.&. Prinsi' Ker% T"rin T"rin U%' Suatu turbin dapat terdiri dari satu dua atau banyak silinder yang merupakan mesin r!tasi berfungsi untuk merubah energi panas menjadi energi mekanik. Tiap silinder memiliki sebuah sebuah r!t!r r!t!r yang yang disangg disangga a !leh !leh bantala bantalanba nbantal ntalan. an. R!t!rr R!t!rr!t!r !t!r tersebu tersebutt disamb disambung ung menjadi satu termasuk r!t!r generat!r. Ruang diantara r!t!r dengan rumah turbin #"asing$ terdiri dari rangkaian sudusudu tetap dan sudusudu gerak yang dijajarkan berselang seling. Sudusudu tetap dipasang disekeliling bagian dalam rumah turbin, sedang rangkaian sudu gerak dipasang pada r!t!r. Bila kedalam turbin dialirkan uap, maka energi panas yang dikandung uap akan diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran p!r!s. )ula )ulam mul ula a ener energi gi panas panas dalam dalam uap uap diub diubah ah terl terlebi ebih h dahul dahulu u menj menjad adii energ energii kine kineti tik k #ke"epatan$ dengan "ara melewatkan uap melalui n!seln!sel. Uap berke"epatan tinggi kemudian diarahkan ke sudusudu sehingga menghasilkan putaran p!r!s turbin dimana energi mekanik ini selanjutnya dapat digunakan untuk menggerakkan generat!r, p!mpa dan sebagainya. Perubahan energi panas menjadi energi kinetik terjadi didalam n!sel #sudu diam$ turbin, sedangkan sedangkan perubahan perubahan energi kinetik menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran r!t!r turbin terjadi pada sudu jalan turbin. TOTO B/UNJ/200

2

KOMPONEN UTAMA PEMBANGKIT


TURBIN UAP & TURBIN GAS

Thermal Energy

N!""le Kinetic Energy

Bla#es

Mechanical Energy Gambar 2. Konversi energi didalam turbin

Gambar $. Prinsi% ker&a 'urbin ua% 1 'ingka'.

TOTO B/UNJ/200

3



&adi didalam turbin, uap mengalami pr!ses ekspansi yaitu penurunan tekanan dan mengalir se"ara k!ntinyu. kibat pengurangan tekanan uap didalam rangkaian sudusudu, maka ke"epatan uap meningkat sangat tinggi. %e"epatan aliran uap tersebut akan bergantung pada selisih banyaknya panas uap sebelum dan sesudah ekspansi. Selisih banyaknya panas uap sebelum dan sesudah ekspansi didalam turbin dinamakan penurunan panas / heat dr!p.

1.&. *enis S"$" T"rin Berdasarkan a0as tekanan uap yang digunakan untuk menggerakkan r!da/r!t!r turbin sebelum masuk dan setelah keluar dari sudusudu yang terpasang pada r!da tersebut, maka dikenal sudu impuls dan sudu reaksi. Turbin uap untuk pembangkit listrik saat ini umumnya terdiri dari k!mbinasi kedua ma"am sudu tersebut.

Gambar 4. Prinsip Sudu Reaksi dan sudu impuls

1.&.1. S"$" I#'"!s

Sudu impuls juga disebut sudu aksi atau sudu tekanan tetap, adalah sudu dimana uap mengalami ekspansi hanya dalam sudusudu tetap. Sudusudu tetap berfungsi sebagai n!sel #saluran pan"ar$ sehingga uap yang melewati akan mengalami peningkatan energi kinetik.

TOTO B/UNJ/200

4



Uap dengan ke"epatan tinggi selanjutnya akan membentur #impuls$ sudusudu gerak. Benturan antara uap dengan sudu gerak ini menimbulkan gaya yang mengakibatkan p!r!s turbin berputar.

Setelah memutar sudu gerak, selanjutnya uap diarahkan masuk ke dalam sudu tetap baris berikutnya. Selama melintasi sudu gerak tekanan dan entalpi uap tidak berubah. -engan demikian pada sudu impuls penurunan tekanan dan energi panas uap hanya terjadi pada sudusudu tetap atau n!sel. 1.&.&. S"$" Re%si

-alam suatu turbin yang terdiri dari 122 3 sudusudu reaksi, maka sudusudu gerak juga berfungsi sebagai n!seln!sel sehingga uap yang melewatinya akan mengalami peningkatan ke"epatan dan penurunan tekanan. Peningkatan ke"epatan ini akan menimbulkan gaya reaksi yang arahnya berlawanan dengan arah ke"epatan uap.

4ambar 5. pr!fil dan karakteristik sudu Reaksi dan impuls 4aya reaksi pada sudu gerak inilah yang akan memutar p!r!s turbin. Uap selanjutnya dialirkan ke sudu tetap yang berfungsi untuk mengarahkan uap ke sudu gerak baris berikutnya.

TOTO B/UNJ/200

5



Sudut dan pr!fil sudusudu dibuat sedemikian rupa sehingga apabila turbin berputar pada ke"epatan ran"angannya uap akan mengalir dengan mulus melewati sudusudu tersebut sehingga dapat menurunkan er!si sampai pada tingkat minimum. Pada sebuah r!da/p!r!s turbin sudusudu yang terpasang pada r!da tersebut bisa terdiri dari satu baris sudu atau beberapa baris sudu. Setiap baris sudu terdiri dari sudu yang disusun melingkari r!da turbin masingmasing dengan bentuk dan ukuran yang sama. Turbin dengan hanya satu baris sudu yang terpasang pada r!t!rnya dinamai turbin bertingkat tunggal. Sedangkan turbin dengan beberapa baris sudusudu yang terpasang pada r!t!rnya dinamai turbin bertingkat banyak #multi stages$. -itinjau dari tekanan uap meninggalkan turbin, maka dapat dibedakan menjadi turbin k!ndensasi #"!ndensing turbine$ dan turbin tekanan lawan #ba"k pressure turbine$ . Turbin k!ndensasi adalah turbin yang saluran keluarnya dihubungkan dengan k!ndens!r, sehingga tekanan uap pada saluran keluar lebih ke"il dari 1 atm!sfir, sedangkan turbin tekanan lawan adalah turbin yang tekanan uap keluarnya diatas tekanan atm!sfir. Turbin tekanan lawan jarang sekali digunakan.

1.&.+. S"$" I#'"!s Re%si -idalam turbin reaksi pr!ses ekspansi #penurunan tekanan$ terjadi baik didalam sudu tetap maupun sudu gerak. Pada turbin reaksi baris sudu tetap maupun sudu gerak berfungsi sebagai n!sel sehingga ke"epatan relatif uap keluar setiap sudu lebih besar dari ke"epatan relatif uap masuk sudu yang bersangkutan. )eskipun demikian ke"epatan abs!lut uap keluar sudu gerak lebih ke"il daripada ke"epatan abs!lut uap masuk sudu gerak yang bersangkutan, karena sebagian energi kinetik diubah menjadi kerja memutar r!da turbin. Tekanan uap keluar sudu lebih rendah daripada tekanan uap masuk sudu yang bersangkutan sehingga akan memperbesar gaya aksial pada bantalan. Untuk mengetahui berapa besar penurunan entalpi uap didalam baris sudu gerak didalam satu tingkat, la0imnya dipakai parameter derajat reaksi #-R$ yang didefinisikan sebagai

DR

Penurunan ( entalp (i didalam ( satu ( baris ( sudu ( gerak =

Penurunan ( entalp (i tota (l didalam ( satu ( tingkat ( yang ( bersangku 'an

Sedangkan didalam turbin impuls penurunan tekanan hanya terjadi pada n!sel, pada sudu gerak tidak terjadi penurunan tekanan #impuls 1223$. 6amun demikian didalam praktek tidak dijumpai turbin reaksi 122 3 maupun impuls 1223 . 7al ini disebabkan karena selalu ada gesekan antara fluida kerja dengan start!r dan r!t!r, sehingga didalam sudu tetap maupun sudu gerak terjadi penurunan tekanan. Pada turbin reaksi apabila sudusudu tetap dan sudusudu gerak pr!filnya sama, maka penurunan panas uap ketika melintasi tiaptiap baris dari setiap tingkat akan menjadi sama. Turbin sema"am ini disebut turbin dengan -R setengah atau lebih umum turbin reaksi 523.

TOTO B/UNJ/200

6



&. KLASI,IKASI TURBIN Terdapat banyak 8ariasi susunan, karakteristik dan k!nstruksi turbin yang diterapkan di unit PLTU. 9leh karena itu turbin dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kel!mp!k sesuai dengan aliran uap dan "asingnya. Pengel!mp!kkan itu dapat dibedakan menjadi *  Turbin reheat  Turbin ekstraksi  Turbin single "asing  :haust fl!w  liran uap

&.1. T"rin Re-e% &.1.1. Siri "%'

Salah satu karakteristik yang dapat dipakai untuk mengklasifikasikan turbin adalah reheat dan n!n reheat. Turbin reheat terdiri lebih dari satu silinder dan uap mengalami pr!ses pemanasan ulang di reheater b!iler. Pada turbin reheat, uap yang keluar dari Turbin Tekanan Tinggi #7P$ dialirkan kembali kedalam ketel. -idalam ketel, uap ini dipanaskan kembali pada elemen pemanas ulang #reheater$ untuk selanjutnya dialirkan kembali melalui saluran reheat ke Turbin Tekanan )enengah dan Turbin Tekanan Rendah. Se"ara umum, ada dua keuntungan yang dapat diper!leh dari pr!ses pemanasan ulang uap ini yaitu * meningkatkan efisiensi siklus term!dinamika dan mengurangi !pr!ses er!si pada sudusudu turbin tingkat akhir karena kualitas uap keluar dari LP turbin menjadi lebih kering. &.1.&. As'e O'er%si

%!nstruksi turbin reheat umumnya silinder tekanan tinggi #7P$ dan silinder tekanan menengha #;P$ berada dalam satu "asing. -engan k!nstruksi seperti itu, maka salah satu aspek yang penting untuk diperhatikan adalah bahwa perbedaan temperatur antara main steam dengan reheat steam tidak b!leh terlampau besar. Umumnya pabrik pembuat turbin akan merek!mendasikan besarnya harga perbedaan temperatur yang masih dii0inkan. Bila harga perbedaan temperatur yang telah direk!mendasikan ini terlampaui, akan terjadi stress thermal pada "asing serta r!t!r turbin.

&.&. T"rin Esr%si &.&.1. Siri "%'

TOTO B/UNJ/200

7



pengatur pada saluran ekstraksi guna meng!ntr!l tekanan/aliran uap ekstraksi. Turbin ekstraksi seperti ini disebut Turbin :kstraksi 9t!matis #ut!mati" :tra"ti!n Turbine$.

4ambar =. turbin multi silinder dengan reheat Sedangkan pada turbin n!n ekstraksi, tidak dilakukan ekstraksi uap sama sekali. &adi seluruh uap yang mengalir masuk turbin n!n ekstraksi akan keluar meninggalkan turbin melalui ehaust. &.&.&. As'e O'er%si

Pengambilan #ekstraksi$ uap dari turbin mengakibatkan kerja uap didalam turbin berkurang sehingga kemampuan turbin juga akan berkurang. -isisi lain terjadi peningkatan panas pada air pengisi sehingga mengurangi k!nsumsi bahan bakar untuk memanaskan air tersebut. %euntungan lainnya adalah karena jumlah uap masuk k!ndens!r berkurtang, maka pembuangan panas ke air pendingin juga berkurang. -engan demikian mengurangi jumlah kerugian panas. )engingat uap ekstraksi akan mengurangi jumlah uap yang melakukan kerja dalam turbin, maka pengaliran uap ekstraksi dilakukan apabila turbin telah berbeban diatas batas minimumnya. 7al ini untuk menghindari ketidak stabilan !perasi turbin karena ketika beban rendah aliran uap ke turbin juga masih rendah.

&.+. T"rin Sing!e /%sing &.+.1. Sing!e /%sing

a. ;ni merupakan k!nstruksi turbin yang paling sederhana tetapi hanya dapat diterapkan pada turbinturbin kapasitas ke"il.

TOTO B/UNJ/200

8



4ambar 11. Turbin multi silinder dengan beberapa uap ekstraksi Untuk turbinturbin kapasitas yang lebih besar, k!nstruksi single "asing menjadi kurang "!"!k. %arenya dibuatlah turbinturbin dengan ? "asing atau lebih #multy "asing$. %!mp!sisi dari turbin multy "asing ada ? ma"am yaitu * Tandem
%!mp!sisi tandem "!mp!und terlihat seperti pada gambar 1?b. Pada turbin tandem "!mp!und, "asing"asing dipasang se"ara seri antara satu dengan lain sehinggga sumbu sumbu aksial "asing berada dalam 1 garis. -alam ilustrasi terlihat turbin tandem "!mp!und dengan ? "asing. Untuk turbinturbin yang besar dapat terdiri hingga 5 "asing. Sedangkan gambar 1?" memperlihatan k!mp!sisi @
TOTO B/UNJ/200

9



Gambar 12a. Trbin !at !ilin"er #!ingle ca!ing$

Gambar 12b. Trbin tan"em c%m%n".

Gambar 12c. Trbin cr%!! c%m%n"

TOTO B/UNJ/200

10



&.. E2-%"s ,!o3. &..1. Sing!e 4!o3

Turbin juga dapat diklasifikasikan berdasarkan ehaust fl!w. Turbinturbin ke"il biasanya hanya memiliki 1 saluran ehaust. Turbin sema"am ini biasanya disebut Turbin Single l!w. Tetapi untuk turbinturbin besar, bila menerapkan ran"angan seperti ini, maka dibutuhkan ehaust yang sangat luas. Sebagaimana diketahui k!ndisi uap pada ehaust turbin sudah dibawah jenuh atau uap basah, dan tekanannya dibawah tekanan atm!sfir. Perubahan tekanan dari beberapa puluh bar menjadi tekanan minus mengakibatkan perubahan 8!lume yang sangat besar sehingga dibutuhkan laluan yang luas agar uap dapat melintas tanpa hambatan yang berarti. %arena keterbatasan kemampuan material, luas laluan ehaust juga menjadi sangat terbatas, sehingga kemampuan turbin dengan ehaust tunggal juga terbatas. &..&. T3o 4!o3

Berdasarkan k!ndisi tersebut, maka untuk turbinturbin kapasitas besar umumnya ehaust dipe"ah menjadi dua atau lebih. Bila ternyata dibutuhkan ? ehaust, berarti keduanya berada dalam satu p!r!s dengan aliran uap yang berlawanan. Ran"angan turbin seperti ini disebut turbin tw! fl!w #aliran ganda$ seperti terlihat pada gambar 1>. -engan "ara seperti ini masalah keterbatasan luas laluan ehaust dapat diatasi sekaligus memberi perimbangan terhadap gaya aksial pada p!r!s.

Gambar 1'. Trbin "engan "a e(ha!t

TOTO B/UNJ/200

11



&.5. Kon4ig"r%si A!ir%n U%'

%!nfigurasi turbin yang beraneka ragam menimbulkan k!nsekuensi keaneka ragaman sistem aliran uap pada turbin. -itinjau dari aliran uapnya turbin dapat dibedakan menjadi * tandem "!mp!und single fl!w, d!uble fl!w dan reheat. &.5.1. Sing!e ,!o3.

Sistem aliran uap tandem single fl!w terlihat seperti ilustrasi gambar 1C. Pada turbin dengan sistem aliran uap sema"am ini, timbul gaya aksial yang "ukup besar searah aliran uap.

Gambar 1). Tan"em *%m%n" !ingle +l%,.

&.5.&. Do"!e ,!o3.

liran uap pada turbin jenis ini dipe"ah menjadi dua, dan dapat dibuat dalam arah yang saling berlawanan seperti terlihat dalam gambar 15.

Gambar 1-. Trbin "engan aliran %ble /l%,

Dersi lain dari sistem ini adalah k!nstruksi turbin seperti gambar 1C, tetapi dengan Re8erse fl!w. Pada kedua 8ersi tersebut, gaya aksial yang timbul pada r!t!r b!leh dikatakan seimbang.

TOTO B/UNJ/200

12



&.5.+. A!ir%n T"rin Re-e%.

Pada turbin yang dipas!k dengan uap superheat dan reheat, maka sistem aliran uap nya menjadi seperti ilustrasi gambar 1=.

Gambar 10. Si!tem Aliran Trbin Reheat.

TOTO B/UNJ/200

13



+. PRINSIP KER*A DAN SIKLUS PLTG

PLT4 merupakan mesin k!n8ersi energi yang merubah energi kimia bahan bakar menjadi energi listrik. Siklus fluida kerjanya merupakan siklus terbuka #!pen "y"le$ atau siklus simple #simple "y"le$. -ibandingkan dengan unit pembangkit termal lain PLT4 mempunyai beberapa keuntungan. %euntungan tersebut antara lain adalah 1. -apat dijalankan tanpa pas!k listrik dari luar ?. -apat start dengan "epat, hanya membutuhkan 5 menit untuk sampai sinkr!n >. %!nstruksinya simple dan k!mpak sehingga waktu pembangunannya "epat C. -apat di!perasikan dari l!kal maupun rem!te 5. 7arganya # E/%' $ relatif murah Selain keuntungan PLT4 juga mempunyai kerugian, diantaranya adalah 1. Biaya !perasinya mahal ?. Biaya pemeliharaannya lebih mahal >. :fisiensi termalnya rendah >.1. Prinsi' Ker% PLTG Turbin gas bekerja #berputar$ karena mendapat energi panas berupa gas panas hasil pembakaran bahan bakar. Pembakaran dilakukan didalam "!mbusti!n "hamber dengan mengalirkan bahan bakar di"ampur dengan udara. Udara diper!leh dari k!mpres!r aksial yang menghisap udara luar #atm!sfir$. %!mpres!r aksial diputar !leh turbin gas yang terpasang dalam satu p!r!s. Tenaga putar #energi mekanik$ turbin gas selanjutnya digunakan untuk memutar generat!r yang dik!pel langsung dengan turbin sehingga menghasilkan energi listrik. 4as bekas setelah memutar turbin dibuang ke atm!sfir dengan temperatur yang masih tinggi.

4ambar 1F, diagram prinsip kerja turbin gas TOTO B/UNJ/200

14



)esin turbin gas merupakan mesin pembakaran dalam yang k!ntinyu. Pr!ses pembakaran berlangsung se"ara terus menerus dan terjadi pada tekanan tetap. )esin turbin gas sering pula disebut dengan @"!mbusti!n turbineA. +.&. Si!"s Ker% T"rin G%s

Siklus turbin gas disebut juga siklus tekanan tetap dan merupakan penerapan siklus Brayt!n. Siklus ini terdiri dari C langkah yang urutannya adalah sebagai berikut * 1 ? Udara masuk dan ditekan dalam k!mpres!r menghasilkan udara bertekanan #langkah k!mpresi$. ?  > Udara dari k!mpres!r dan bahan bakar bereaksi didalam ruang pembakaran menghasilkan gas panas #langkah pembakaran/heat input$ >  C 4as panas hasil pembakaran masuk dan berekspansi dalam turbin #langkah ekspansi$ C 4as bekas dari turbin dibuang ke udara luar #langkah pembuangan/ehaust$

4ambar 1G, -iagram T – s siklus Brayt!n

.. BAGIAN (KOMPONEN) UTAMA

PLT4 terdiri dari bagian #k!mp!nen$ utama dan alat bantunya yang meliputi * 1. %!mpres!r utama ?. . Turbin gas C. 4enerat!r Tata Letak #Lay 9ut$ Tata letak PLT4 ber8ariasi karena masingmasing pabrik pembuat #manufa"ture$ menetapkan letak susunan k!mp!nen yang berbeda. Pada sebagian pabrik meletakkan generat!r disisi k!mpres!r sedang pada pabrik yang lain meletakkan generat!r disebelah turbinnya. TOTO B/UNJ/200

15



4ambar 1Ha, PLT4 dan k!mp!nennya

TOTO B/UNJ/200

16



4ambar 1Hb, tata letak PLT4 'esting7!use

.1. Ko#'resor U%#%

ungsi k!mpres!r utama adalah menghasilkan udara bertekanan untuk digunakan sebagai udara pembakaran, pendingin dan perapat. Tipe k!mpres!r adalah k!mpres!r aksial bertingkat banyak #multi stages$. %!mpres!r terdiri dari sudu gerak dan sudu diam. Udara didalam k!mpres!r mengalir melewati sudu gerak dan sudu diam. Sudu gerak yang mempunyai "elah sempit pada sisi masuk dan lebar pada sisi keluar sehingga ke"epatan relatif udara Dr? I Dr1, tetapi ke"epatan abs!lut udara disisi keluar lebih besar dari sisi masuk #D? J D1$ karena pada r!t!r diberikan kerja. %e"epatan abs!lut udara keluar sudu diam akan berkurang, dan disini energi kinetik diubah menjadi energi p!tensial atau tekanan. kibat dari meningkatnya tekanan pada tiap tingkat dan melewati ruang yang lebih sempit disisi keluar k!mpres!r, maka suhu udara keluar k!mpres!r juga naik men"apai ?G2  >15 <. TOTO B/UNJ/200

17



4ambar ?2, Bagiandalam turbin gas #4:$ se"ara segmented. a. Rotor

R!t!r k!mpres!r terdiri dari p!r!s, r!da dan sudu gerak. Pada pangkal p!r!s #sisi udara masuk$ dibuat "!llar untuk thrust bearing dan tempat bantalan jurnal disebelahnya. Sudu gerak #m!8ing blade$ dipasang pada r!da #dis"$ mengelilingi p!r!s sehingga membentuk r!da atau disebut tingkat. Pada sudu gerak terjadi perubahan energi mekanik menjadi energi kinetik. äh tingkat sudu k!mpres!r tergantung kapasitas k!mpres!r dan tekanan udara yang diinginkan. %apasitas k!mpres!r harus "ukup besar karena kebutuhan udara untuk pembakaran pada turbin gas memerlukan udara lebih #e"ess air$ yang dapat men"apai >52 3. Sebagai "!nt!h k!mpres!r untuk turbin gas kapasitas 122 )' terdiri dari 1H tingkat.

b. Stator

Stat!r terdiri dari "asing dan sudu diam serta inlet guide 8ane.
18



4ambar ?1, r!t!r k!mpres!r aksial %e"epatan abs!lut udara keluar sudu diam akan berkurang dan disini energi kinetik diubah menjadi energi p!tensial atau tekanan.

4ambar ??,
19



.&. /o#"sion /-%#er (/OMBUSTOR)

besar karena pr!ses

4ambar ?>,
20



a. Combustion Liner

Gambar ) *!mbus'i!n liner +,!mbus'!r baske'-

4ambar ?C, "!mbusti!n liner #"!mbust!r basket$

4ambar ?5, fuel n!00le #!il and gas$ TOTO B/UNJ/200

21



b. Fuel Nozzle

uel n!00le berfungsi untuk menyempr!tkan bahan bakar yang akan dibakar di ruang bakar agar mudah terbakar. da dua tipe, yaitu single n!00le dan dual n!00le. Tipe dual fuel n!00le digunakan untuk mengabutkan #at!misasi$ dua jenis bahan bakar #minyak dan gas$. c. Ignitor

;gnit!r berfungsi untuk menyulut bahan bakar di ruang pembakaran #"!mbusti!n "hamber$ agar terjadi pembakaran. ;gnit!r #disebut juga spark plug$ adalah dua elektr!de #serupa dengan busi$ yang mendapat pas!k listrik tegangan tinggi dari traf! ignit!r. Pada saat penyalaan #igniti!n$, ignit!r did!r!ng masuk keruang pembakaran dan pas!k listrik K9nA sehingga mengeluarkan pe"ikan api #busur api$. Setelah beberapa detik #sekitar ?2 detik$ pas!k listrik diputus dan ignit!r padam dan ignit!r ditarik keluar dari "!mbusti!n "hamber. ;gnit!r dipasang didekat fuel n!00le pada dua "!mbusti!n liner

4ambar ?=, ;gnit!r #penyala$

d. Flame Detector

lame dete"t!r berfungsi mendeteksi adanya nyala api didalam "!mbusti!n "hamber. lame dete"t!r dipasang pada dua "!mbusti!n liner yang letaknya berbeda 1G2 dari "!mbusti!n liner yang dipasangi ignit!r. TOTO B/UNJ/200

22



pabila flame dete"t!r tidak menangkap adanya nyala api, maka sistem akan mengirim sinyal ke rangkaian pengaman dan selanjutnya rangkaian pengaman memberi perintah untuk menutup #trip$ katup bahan bakar PLT4.

4ambar .?F, susunan "!mbusti!n "hamber dan letak flame dete"t!r.

+.+. T"rin GAS

Turbin gas berfungsi untuk merubah energi panas menjadi energi mekanik. 4as panas hasil pembakaran dari "!mbusti!n "hamber diarahkan ke turbin memutar r!da turbin.

untuk

Perubahan energi terjadi ketika gas panas melewati sudu diam dan sudu gerak. %etika melewati sudu diam #n!00le$ tekanan gas turun tetapi ke"epatanya naik. Pada saat mend!r!ng sudu gerak, tekanan dan ke"epatan gas turun. Turbin gas terdiri dari ? bagian utama, yaitu "asing dan r!t!r. a. Stator

Stat!r terdiri dari "asing dan sudu diam serta diapragma.
23



4ambar ?G, Sudu tetap dan sudu gerak turbin gas

Sudu diam dipasang pada alur membentuk r!da atau tingkat. äh tingkat sudu diam antara ? sampai = tingkat. Sudu diam dialiri gas panas yang suhunya tinggi sehingga perlu pendinginan. Sudu diam merubah tekanan gas panas menjadi ke"epatan

TOTO B/UNJ/200

24



4ambar ?H, Sudu diam turbin gas

b. Rotor

R!t!r turbin terdiri dari p!r!s dan sudu gerak. Sudu gerak #m!8ing blade/ bu"ket$ dipasang pada p!r!s membentuk lingkaran r!da yang biasa disebut tingkat atau dis". äh tingkat sesuai dengan jumlah tingkat pada sudu diam. Pada ujung #tip$ tiap sudu gerak tingkat ke ? dan ke > dipasang shr!ud yang berfungsi untuk mengun"i dan meredam getaran yang timbul. Sudu gerak merubah ke"epatan gas panas menjadi putaran p!r!s.

4ambar >2, sudu gerak turbin TOTO B/UNJ/200

25



5. KOMPONEN BANTU a. Air Inlet

ir inlet terdiri dari filter h!use yang berfungsi menyaring udara masuk k!mpres!r. %!t!ran diudara tidak b!leh terbawa masuk kedalam k!mpres!r maupun turbin karena menyebabkan dep!sit ataupun er!si.ilter h!use dapat berupa filter berputar atau filter yang dapat membersihkan sendiri.Pembersihan !t!matis bekerja apabila perbedaan tekanan melintas filter men"apai harga set nya.ilter h!use dihubungkan ke saluran udara masuk k!mpres!r dan inlet silin"er. ;nlet silin"er berisi akustik dan peredam berupa dinding berlubang untuk meredam suara.

4ambar >1, filter dan air inlet k!mpres!r TOTO B/UNJ/200

26



b. Inlet Guide Vanes (IGV)

;nlet guide 8anes merupakan sudu diam pertama, dipasang pada sisi masuk k!mpres!r. Pada umumnya ;4D yang digunakan adalah 8ariable sehingga dapat mengatur jumlah aliran udara masuk k!mpres!r. ;4D diatur pada p!sisi minimum saat start dan shut d!wn

4ambar >?, inlet guide 8ane c. leed (lo! o"") Val#e

Pada saat start up atau shut d!wn, dimana putaran masih rendah ataumenuju rendah tekanan udara keluar k!mpres!r juga rendah. Sedangkan aliran udara dari arah masuk ke sisi keluar ke"epatannya "ukup tinggi. %arena "elah udara dalam k!mpres!r makin kesisi keluar makin sempit, maka akan menghambat aliran udara. kibatnya aliran udara dapat terhenti #stall$ dan beberapa saat kemudian timbul hentakan #surge$ yang dapat menyebabkan sudu patah. Untuk menghindari hal tersebut, maka pada k!mpres!r tingkat tertentu dipasang saluran pembuang udara melalui bleed 8al8e #bl!w !ff 8al8e$. Selain itu aliran udara masuk k!mpres!r juga dikurangi dengan mengurangi pembukaan ;4D. d. $%&aust Gas

Setelah melakukan kerja di turbin, gas panas dibuang ke atm!sfir melewati sistem ehaust. Sistem ehaust terdiri dari epansi!n j!int, transiti!n du"t, silin"er, dan ehaust sta"k.

TOTO B/UNJ/200

27



:pansi!n j!int merupakan sambungan antara ehaust plenum dan silin"er yang berfungsi sebagai tempat pemuaian ehaust "asing.

4ambar >>, letak bleed 8al8e

4ambar >C, ehaust gas #plenum$.

e. antalan

R!t!r k!mpres!r dan turbin disangga !leh dua atau tiga bantalan jurnal dan satu bantalan aksial #thrust bearing$. Untuk sistem dua bantalan, bantalan dipasang pada ujung p!r!s k!mpres!r dan satu lagi di ujung p!r!s turbin sisi ehaust. Pada sistem tiga bantalan, bantalan kedua dipasang diantara k!mpres!r dan turbin.

TOTO B/UNJ/200

28



Rumah bantalan #Bearing h!using$ dit!pang !leh "!mpress!r "asing dan turbine "asing. Untuk men"egah k!ntak antara p!r!s dengan bantalan diberi minyak pelumas bertekanan. Untuk men"egah agar minyak pelumas tidak b!"!r keluar dari bantalan, dipasang labyrint seal dan udara perapat. Bantalan jurnal berfungsi untuk menjaga p!r!s dari pergeseran kearah radial. Untuk men"egah p!r!s bergeser, pada ujung p!r!s sisi k!mpres!r dipasang bantalan aksial #thrust bearing$.

4ambar >5, "asing bantalan jurnal

4ambar >=, Bantalan &urnal dengan sistem penyangga tangensial TOTO B/UNJ/200

29



". Accessor' (Au%iliar') Gear

""ess!ry gear adalah r!da gigi yang menghubungkan p!r!s turbin dengan starting de8i"e, turning gear atau p!mpa bahan bakar minyak dan peralatan lainnya. Pada saat turbin gas ber!perasi, a""ess!ry gear berfungsi sebagai gigi penggerak peralatan bantu yang digerakkan !leh p!r!s turbin.

4ambar >F, diagram a""ess!ries gear .

g. Starting De#ice

Turbin gas tidak dapat dijalankan #start$ tanpa bantuan tenaga pemutar dari luar. Sebagaimana telah disebutkan diatas turbin gas digerakkan !leh fluida kerja berupa gas panas. 4as panas merupakan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara. Udara diper!leh dari k!mpres!r aksial yang diputar !leh turbin gas. Pada saat mesin turbin gas st!p, maka k!mpres!r tidak menghasilkan udara. 9leh sebab itu untuk menjalankan mesin turbin gas diperlukan alat pemutar awal. ungsi alat pemutar awal #starting de8i"e$ adalah memutar turbin dari ke"epatan n!l hingga mampu berputar dengan kemampuan sendiri. lat pemutar awal turbin gas dapat menggunakan *  )esin diesel  )!t!r listrik  )!t!r generat!r TOTO B/UNJ/200

30



4ambar >G, p!sisi l!ad gear

&. Load Gear (Reduction Gear)

Untuk menghasilkan frekuensi listrik 52 70, maka generat!r dua kutub harus diputar pada >222 rpm. Padahal sebagian mesin turbin menghasilkan putaran lebih dari >222 rpm #"!nt!hnya LST9) mempunyai putaran turbin 5122 rpm$. Untuk itu diperlukan adanya gigi penurun putaran yang akan menurunkan putaran turbin menjadi >222 rpm. lat untuk menurunkan putaran p!r!s turbin disebut l!ad gear atau redu"ti!n gear. Tetapi turbin gas )itsubishi m!del F21- memiliki putaran >222 rpm sehingga tidak memerlukan l!ad gear.
TOTO B/UNJ/200

31

Turbin Uap & Gas

Recommend Documents