Bab III Turbine Bpst

8/16/2019 Bab III Turbine Bpst

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-turbine-bpst 1/9

BAB III Khabibullah Khanafie – RU II Dumai 1

BAB IIISTEAM TURBINE

Turbine uap adalah peralatan penggerak mula (driver) yang kerjanya diperoleh darihasil konversi energy thermal uap menjadi energy mekanis.

III.1 PROSES TENAGA UAP

Poses tenaga uap dimulai dari pompa pengisi air boiler atau biasa disebut “boiler feedwater pump” yang berfungsi mengalirkan air menuju boiler dan selanjutnya diuapkandalam boiler, selanjutnya uap dialirkan menuju turbine uap, diekspansikan dankemudian didinginkan untuk kembali dijadikan air pengisi boiler (boiler feed water).

Gambar III.1 Diagram Alir Steam Turbine System Sederhana

Untuk applikasi dilapangan system stean turbine lebih complex dibanding gambardiatas, beberapa equipment seperti economizer, preheater dan super heaterditambahkan untuk mendapatkan efficiency yang lebih baik.

III.2. KLASIFIKASI TURBINE

Klasifikasi steam turbine berdasarkan cara aliran steamnya terdiri atas :

1. Straight condensing turbineSteam yang masuk menuju turbine dengan tekanan dan temperatur tertentudan keluar seluruhnya pada sisi outlet dengan tekanan dibawah satu atmosferdan kemudian dikondensasikan oleh condenser.

Gambar III.2. Straight Condensing

turbine

boiler

cooler

pump pump




2. Back pressure turbineUap yang masuk turbine dengan tekanan dan temperatur tertentumeninggalkan turbine dengan tekanan sama atau diatas satu atmosfir dantemperatur tertentu sesuai keperluan system yang ada.

Gambar III.3. Back Pressure

3. Extraction turbineYaitu turbine yang sebagian steamnya dikeluarkan setelah beberapa stagepada tekanan dan temperatur tertentu sesuai kebutuhan dan sebagian lainnyaterus menuju last stage dan keluar dalam tekanan dibawaj satu atmosfir.

Gambar III.4. Double Extraction – Full Condensing

Gambari III.5. Double Extraction – Back Pressure




4. Induction TurbineSelain steam mengalir melalui inlet pada 1st stage, steam juga ditambahkanpada stage tertentu.

Gambar III.6. Induction (admission) – Double Extraction – Back Pressure

5. Reheat TurbineSebagian turbine dikeluarkan pada stage tertentu lalu dipanaskan kebalaidengan boiler kemudian dimasukkan kebalai pada stage berikutnya.

Gambar III.7. Double Extraction - Reheat

Berdasarkan cara transfer energinya dibagi menjadi dua yaitu:

1. Impulse TurbineYaitu turbine yang apabila proses ekspansi stemnya terjadi pada stationarybladenya, selanjutnya terjadi konversi energy kinetic aliran steam menabrakrotary blade turbine dengan tekanan konstan.

2. Reaction turbineYaitu turbine yang proses ekspansi steamnya terjadi baik pada stationary danrotary blade dan steam mengalir secara relative terhadap gerakan rotor turbine.




Gambar III.8. Sudu Turbine Implus dan Reaction

Berdasarkan jumlah stagenya terdiri atas :

1. Single stage2. Multiple stage

III.3. TURBINE SELECTION

Pemilihan type turbine yang akan digunakan dalam sebuah system secara garisbesar ditentukan oleh keperluas system itu sendiri yang antara lain :

a. Load.

b. Speed.c. Kebutuhan terhadap steam ekstraksi dengan spesifikasi tertentu.d. Ketersediaan steam.

1. Turbine Power and Efficiency

Daya turbine merupakan fungsi dari kandungan energy steam yang diambiloleh turbine dan jumlah steam yang mengalir.

P s = m.dh

Dimana :m = mass flow rate (kg/s)dh = selesih entalphi steam masuk dan keluar (kJ/kg)

daya yang mampu dibangkitkan oleh turbine adalah sebesar daya yang diambildari steam dikurangi daya yang hilang secara mekanis dan yang hilang secarathermal.

P = Ps - Losst - Lossm

Perbandingan daya steam dan daya turbine dikenal dengan istilah turbineoverall efficiency (η p) yang merupakan pengalihan dari thermal efficiency danmechanic efficiency.

η = P/P s= ηt . ηm




maka daya output yang mampu dibangkitkan oleh turbine adalahP = m.dh. ηt . ηm

= m.dh. η

2. Steam Turbine Contruction

a. Rotor Part

Rotor adalah part berputar terdiri atas shaft, wheel dan blade dapatdibuat integral menjadi satu bagian shaft dan wheel atau juga dapat dibuatbuilt up dimana antara shaft dan wheel terpasang secara shrink fit ataukey..

Shaft adalah poros tempat kedudukan wheel yang berfungsi mentransferdaya turbine menuju peralatan yang digerakkan.

Wheel adalah cakram pemegang balde dan terpasang pada shaft

Blade atau sudu adalah bagian yang mengkonversi energy termal dankinetik steam menjadi energi mekanis.

Coupling sebagai peralatan penyambung shaft pompa dan shaftpenggerak.

Radial Bearing adalah bantalan tempat kedudukan shaft sebagaipenumpu beban aksial dan radial rotor turbine serta untuk mengurangigesekan shaft saat berputar.

Thrust collar terpasang pada shaft sebagai pasangan hydrodynamicthrust bearing

b. Stator Part

Casing adalah rumah turbine yang merupakan tempat kedudukan seluruhstator part, casing dapat axially atau radially split dalam pemasangannyaharus metal to metal tanpa gasket.

Packing adalah part yang berfungsi sebagai peralatan pencegahkebocoran steam ke lingkungan diantara bagian yang berputar dan yangdiam dapat berupa carbon ring atau labirynth.

Diaphragm terpasang pada casing diantara stage rotor yang manaterdapat sudu balik (stationary blade) yang berfungsi untuk membalikkanarah steam dan mengekspansikannya.

Thrust bearing part berfungsi menahan gaya aksial rotor, terpasang padasteam end dan dapat berupa antifriction atau hydrodynamic bearing.

Bearing housing tempat kedudukan bearing.

c. Accessories dan control

Block valve berfungsi untuk menutuk dan membuka penuh aliran steammenuju turbine, full open saat operasi dan full closed saat stop.

Trip & throtle valve (TNT Valve) berfungsi sebagi penutup aliran steamsecara otomatis agar turbine stop dengan cara menutup ataumembocorkan aliran control oil menuju reservoir. Juga berfungsi untukregulating speed saat turbine start up (tidak semua turbine dilengkapikemampuan untuk pengaturan melalui TNT valve, umumnya hanya trip

valve. Lakukan exercise paling tidak seminggu sekali.Governor berfungsi sebagai pengatur speed turbine.




Gambar IiI.9. Governing system

Governor valve berfungsi untuk mengatur jumlah steam yang masukkedalam turbine sesuai dengan perintah governor agar speed turbinesesuai setting.;

Extraction valve berfungsi sebagai engatur jumlah extraction steam.

Lube oil system adalah system lubrikasi turbine yang terdiri atasreservoir, pompa, filter, cooler dan control valve sehingga jumlah danmutu lube oil sesuai spesifikasi.

Gambar III.10. Minimum Pressurized Lube Oil System (with Optional)




Control oil sytem adalah system penyediaan control oil yang terdiri atasfilter, reservoir, cooler, dan control valve yang berfungsi untuk mensuplykebutuhan alat control seperti TNT valve, Governor, trip system dll.

Turning gear berfungsi untuk memutar rotor saat baru stop sampaiturbine dingin agar tidak bending dan memutar secara intermittent bila

turbine stop.

d. Safe guarding

Overspeed shut down berfungsi untuk memerintahkan turbine stopmelalui trip valve saat turbine mengalami over speed. Dapat secaramekanis maupun secara electronik.

High vibration shutdown berfungsi untuk memerintahkan trubine stopmelalui trip valve apabila turbine mengalami high vibration atau high axialmovement.

Low lube oil shutdown berfungsi untuk memerintahkan trubine stop

melalui trip valve apabila turbine mengalami low lube oil pressure.Journal bearing high temperature berfungsi untuk memerintahkantrubine stop melalui trip valve apabila turbine mengalami low lube oilpressure.

Gambar III.11. Over speed system

3. Performance

Parameter oenting dalam hal penentuan karakteristik dan performancepompa adalah aliran massa steam (m), temperature inlet dan outlet (T),power (P) dan effisiensi (η).

a. Performance curve

Curve antara steam flow dan daya turbine pada posisi normal dan ratepada kondisi steam normal.

Curve antara steam flow dan first stage pressure untuk multistage dannozzle-bowl pressure untuk single stage turbine pada normal dan ratedspeed dengan kondisi steam normal.

Curve antara steam flow versus speed dan efficiency pada kondisisteam normal.

Curve antara steam flow dan valve lift.

Curve performance induction dan extraction.




4. Turbeine Operation

a. Pre-Starting

Lakukan pemeriksaan dan pastikan seluruh safe guard dan controlsystem bekerja baik dan tidak di bypass.

Lakukan drain condensate pada seluruh bagian turbine dan line samapibenar-benar kering..

Start lube oil system pastikan tekanan dan flow semua dalam kondisinormal.

Periksa turning gear harus lepas dari turbine.

Hindari peningkatan temperature yang terlalu tinggi (maksimum 25 oF/15mnt).

Segera putar turbine bila steam telah masuk kedalam turbine (bukadengan bukaan yang cukup untuk rotor berputar) untuk menghindari

shaft bow dan casing deflection. Buka steam seal.

Periksa level Lube oil dalam governor tidak terlalu tinggi atau kurang.

b. Starting

Lakukan manual trip test (untuk turbine besar)

Naikkan speed sesuai manufacturer recomendation.

Periksa parameter operasi meliputi kenaikan temperatur dan vibrasi.

Lewati critical speed secara cepat.

Hubungi bagian terkait untuk assesment lanjutan seperti pengukuranvibrasi dan temperatur bearing.

c. Normal Operation

Periksa parameter operasi meliputi tekanan dan temperatur steam,speed, vibrasi, temperatur bearing, tekanan lube oil dan control oil.

Tambahkan lube oil bila level berkurang (untuk turbine kecil dengan bathlubrication).

Catat dan laporkan setiap penyimpangan yang ada.

Untuk operasi pada beban rendah dimana first stage rendah condentasedraining harus benar-benar diperhatikan.

d. Stop

Tripkan turbine.

Tutup block valve.

Jalankan turning gear.

Drain turbine.

5. Trouble Shooting

a. Speed tidak tercapai.

Governor salah setting

Steam basah.

Steam chest atau governor valve sticking.

Tekanan outlet terlalu tinggi, akibat kegagalan condensor atau vacuumsystem.

b. Vibrasi

Rotor unbalane




Misalignment

Condensate.

c. Noise

Mechanical damage

Mechanical vibration.

Bab III Turbine Bpst

Documents

Transcript of Bab III Turbine Bpst