bab iii terbalu.docx

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Blok Diagram

Gambar 3.1 Blok Diagram pengontrol Speed Sensor Pada Turbin Gas

3.2 Gas

Gas adalah salah satu penggerak turbin yang digerakan oleh aliran gas panas

bertekanan tinggi.

3.3 SPEEDTRONIC Mark V

SPEEDTRONIC Mark V adalah sistem kontrol, proteksi serta monitoring

pada turbin yang telah dikembangkan oleh GE dan mewakili kesuksesan dari seri-

seri Mark V dalam sistem pengaturan. Tujuan sisem kontrol dan proteksi ini

adalah menghasilkan output yang maksimal untuk melindungi turbin.

(Prayitna, 2012. Pengontrolan Kecepatan Gas Turbin Generator Pada Mark V Controller di

PT.Pupuk Sriwidjaja Palembang).

SPEEDTRONIC Mark V

Speed Sensor Turbin Gas

Turbin GasGas

Combustion Chumber

Compressor

Exhaust Frame

Air Inlet Section

3.3.1 Konfigurasi Kendali Mark V

Konfigurasi Kendali Mark V adalah sistem kendali turbin yang bersifat

programmable yang didesain sesuai dengan kebutuhan industri tenaga modern

untuk sistem turbin yang bersifat kompleks dan dinamis

3.3.2 Operator Interface Mark V Controller

Operator Interface Mark V Controller berfungsi sebagai upload, download,

monitoring maupun pengontrolon sehingga dengan interface ini seluruh aktivitas

dari Mark V kontrol panel bisa terwakili. Work Station Interface terdiri dari

serangkaian alat-alat, antara lain sebuah PC (Personal Computer), layar monitor

bewarna, Cursor Positioning Device ( Mouse, atau Trackball), keyboard

(QWERTY Keyboard) dan printer. Peralatan – peralatan tersebut dapat

menghubungkan antara operator dengan keadaan mesin atau work station

pemeliharaan lokal, baik itu pengamatan peralatan turbin, pengontrolan turbin,

pengamatan turbin maupun pemasukan data baru ke kontrol panel.

(Prayitna, 2012. Pengontrolan Kecepatan Gas Turbin Generator Pada Mark V Controller di

PT.Pupuk Sriwidjaja Palembang)

3.4 Turbin Gas

Turbin Gas adalah suatu peralatan pembangkit tenaga putar mekanik,

tenaga tersebut diperoleh dari hasil pembakaran gas yang kemudian berekspansi

dengan kecepatan tinggi selanjutnya gas panas dengan kecepatan tinggi ini

digunakan untuk mendorong sudu-sudu dan akhirnya menghasilkan tenaga

putar pada rotor.

Gambar 3.2 Gas Turbin Generator di PT.Pupuk Sriwidjaja

Sumber : PT. PUSRI

3.5 Bagian – Bagian Gas Turbin

3.5.1 Tempat Udara Masuk (Air Inlet Section)

Disini terdapat beberapa komponen yang mengatur dan membersihkan

udara yang akan masuk kedalam Aksial Kompressor yaitu :

• Inlet House

Inlet House adalah tempat udara masuk yang didalamnya terdapat beberapa

peralatan pembersih udara seperti Inertia Separator Filter dan lain-lain.

• Inertia Separator

Udara yang mengandung debu dan parikel-partikel yang merugikan

turbin gas dibersihkan dengan meggunakan blower listrik yang dinamakan Inertia

Separator .

• Pre-Filter

Pre-Filter adalah penyaring udara yang dipasang pada Inlet House pada

bagian luar sebelum memasuki Main-Filter.

• Main-Filter

Main-Filter adalah penyaring udara bagian dalam pada Inlet House, udara

setelah lewat filter tersebut langsung masuk ke Aksial Kompressor .

• Inlet Bellmouth

Inlet Bellmouth adalah bagian yang berbentuk lonceng (Bell) disini udara

dibagi secara merata dengan melingkar memasuki ruang kompresor.

• Inlet Guide Vane

Inlet Guide Vane adalah blade yang dapat dibuka dan ditutup sehingga

jumlah udara yang masuk ruang compressor dapat diatur sesuai dengan

kebutuhan energi yang diperlukan.

(Anwar, Pelatihan Gas Turbin Controls PT. PUSRI.2011)

Gambar 3.3 Inlet House PT.Pupuk Sriwidjaja

Sumber : PT.Pupuk Sriwidjaja

3.6 Kompresor Aksial

Kompresor Aksial berfungsi untuk menyediakan udara bertekanan

tinggi untuk pembakaran, sehingga dihasilkan gas panas berkecepatan tinggi

yang diarahkan ke turbin dan mendorong sudu-sudu turbin. Udara yang

dihasilkan tersebut juga digunakan untuk pembatas, pendinginan dan penawar

(sealing, cooling and diluting).

Pada Kompresor Aksial tersebut terdapat 2 bagian yang dinamakan :

• Rotor

• Stator

3.6.1 Rotor

Rotor adalah bagian dari aksial kompressor yang berputar pada poros, rotor

tersebut mempunyai tingkat sudu-sudu yang mengkompres atau menekan aliran

udara secara aksial yang kemudian udara yang bertekanan 1 atm dinaikan menjadi

lebih kurang 7 kali, sehingga didapat udara yang bertekanan tinggi yang keluar

melalui Discharge Kompressor.

Gambar 3.4 Rotor


3.6.2. Stator

Stator adalah bagian casing dari turbin gas yang terdiri atas beberapa

bagian yaitu :

Gambar 3.5 Stator


• Inlet Casing

Inlet Casing adalah bagian casing yang mengarahkan udara yang masuk ke

inlet bellmouth dalam arah tegak lurus dan selanjutnya masuk ke inlet guide vane,

pada inlet casing terdapat bearing no : 1.

Gambar 3.6 Inlet Casing


• Forward Casing

Forward Casing adalah bagian dari casing yang padanya terdapat 4 tingkat

compressor blade.

Gambar 3.7 Forward casing


• Aft Casing

Aft Casing adalah bagian dari casing yang padanya terdapat compressor blade

yang ke 5 sampai ke 10.

Gambar 3.8 Aft Casing


• Discharge Casing

Discharge Casing adalah bagian dari casing yang merupakan discharge dari

udara yang telah dikompres dan pada casing tersebut compressor blade yang

ke 11sampai ke 16.

Gambar 3.9 Discharge Casing


3.7 Ruang Bakar (Combustion Chamber)

Ruang Bakar (Combustion Chamber) adalah tempat dimana bahan

bakar dan udara dicampur kemudian dinyalakan oleh spark-plug, gas panas

yang dihasilkan merupakan energi yang diperoleh dari turbin gas. Komponen

yang terdapat pada ruang bakar adalah :

• Fuel Nozzles

• Combustion Liner

• Spark-Pulg

• Transition Pieces

• Cross Fire Tubes

• Flame Detectors

Gambar 3.10 Combustion Chamber


3.7.1. Fuel Nozzles

Fuel Nozzle berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar kedalam

Liner sehingga bahan bakar yang masuk sudah tersemprot dengan sempurna

ke dalam liner .

Gambar 3.11 Fuel Nozzles


3.7.2. Combustion Liner

Di dalam Combustion Chamber terdapat Liner yang berfungsi tempat

bercampurnya bahan bakar dan udara sehingga pembakaran yang terjadi

menjadi sempurna dan juga antara Combustion Can dan Liner terdapat

selimut udara sehingga panas pada Liner tidak langsung merambat pada

Combustion Can sehingga kepanasan Combustion Can tidak terlalu tinggi.

Gambar 3.12 Combustion Liner


3.7.3. Spark Plug

Spark Plugs adalah semacam busi yang memercikan bunga api ke

dalam combustion chamber sehingga campuran bahan bakar dan udara bisa

terbakar, spark plug tersebut menyala dan mengeluarkan bunga api hanya

selama 60 detik.

Gambar 3.13 Spark Plug


3.7.4 Transition Pieces

Setelah api menyala pada semua Liner-Liner maka hasil ekspansi

pembakaran gas dengan kecepatan tinggi tersebut siap untuk mendorong sudu-

sudu Turbin Gas, sebelum disemprotkan ke sudu-sudu turbin tersebut maka uap

panas tersebut perlu dibentuk alirannya sehingga sesuai dengan ukuran yang

diinginkan, maka fungsi dari Transition Piece tersebut adalah membentuk aliran

panas tersebut sesuai dengan ukuran nozzle dan sudu-sudu turbin.

Gambar 3.14 Transition Pieces


3.7.5 Cross Fire Tubes

Pada setiap combustion chamber satu dan lainnya terhubung oleh Cross

Fire Tubes, sehingga sewaktu pertama kali terjadi pembakaran oleh spark-plug

hanya dua combustion chamber yang dinyalakan selanjutnya penyalaan akan

menjalar atau berpindah kepada combustion chamber yang lain melalui cross fire

tube tersebut. Jadi fungsi cross fire tubes adalah meratakan nyala api pada semua

combustion chamber.

Gambar 3.15 Cross Fire Tubes

(Pelatihan Gas TurbinControls PT.Pupuk Sriwidjaja)

3.7.6 Flame Detector

Flame Detector adalah instrument yang terpasang untuk memantau

keadaan pembakaran yang terjadi pada setiap turbin gas terdapat dua buah

flame detector, jika satu dari flame detector rusak speedtronic panel akan

memberitahukan dengan alarm “Flame failure or Lost of flame trouble" dan

turbin gas masih tetap berjalan dan jika flame detector telah diperbaiki

alarm tersebut akan hilang (bisa direset), tapi jika kerusakan dari flame

detector tersebut tidak diperbaiki dan jika yang satu lagi juga rusak maka

turbin gas akan trip dengan alarm "Lost of flame Trip" dan turbin gas akan

mati atau stop.

Gambar 3.16 Flame Detectors


3.8 Bagian Turbin (Turbine Section)

Pada bagian turbin inilah gas panas hasil pembakaran dengan kecepatan

yang tinggi mendorong bucket-bucket ini sehingga dihasilkan tenaga putar

mekanik yang berguna dihasilkan untuk menggerakan beban-beban baik

kompressor ataupun generator.

Komponen-komponen yang terdapat pada turbin adalah :

• Nozzle tingkat pertama (First Stage Nozzle)

• HP Turbin Bucket (First Stage Turbine, HP)

• Nozzle tingkat kedua (Second Stage Nozzle)

• LP Turbine Bucket (Second Stage Turbine, LP)

3.8.1 Nozzle Tingkat Pertama (First Stage Nozzle)

Uap panas dengan kecepatan tinggi yang keluar dari Liner dan telah

dibentuk oleh Transittion Piece, sebelum disemprotkan ke sudu-sudu turbin

perlu diarahkan sehingga tercapai posisi semprotan yang optimal maka

tercapai effisiensi yang diinginkan.

Gambar 3.17 Nozzle Tingkat Pertama (First Stage Nozzle)


3.8.2. Hp Turbine Bucket (First Stage Turbine, Hp)

HP Turbin Bucket inilah salah satu tempat sumber tenaga yang

dihasilkan oleh Turbin Gas, setelah terjadi pembakaran maka uap panas

dengan kecepatan tinggi dan juga bertekanan tinggi (HP=High Pressure)

setelah melalui transition piece dan First Stage Nozzle maka uap panas

tersebut mendorong HP Turbine Bucket ini dan menghasilkan Tenaga Putar

Mekanik pada poros Turbin Gas.

Gambar 3.18 Hp Turbine Bucket (First Stage Turbine, Hp)


Hp Speed Pick-Up

Setelah Turbin Gas berputar maka untuk mengetahui berapa revolusi

per menit putaran yang terjadi (rpm) maka pada HP Shaft dipasang alat

yang dinamakan HP Speed Pick-Up, dicantumkan HP karena Speed

Pick-Up tersebut dipasangkan pada HP Shaft, jadi gunanya Speed Pick-

Up adalah untuk mengirimkan sinyal-sinyal pulsa ke speedtronic panel

dan putaran dari HP Speed bisa diketahui.

3.8.3.Nozzle Tingkat Kedua (Second Stage Nozzle)

Sisa gas panas yang melewati HP Turbine Bucket masih mengadung

energi panas yang cukup tinggi, maka sisa panas tersebut diarah lagi

oleh Second Stage Nozzle dan siap untuk menggerakan LP Tutbine Bucket.

Gambar 3.19 Nozzle Tingkat Kedua (Second Stage Nozzle)


3.8.4. L.P Turbine Bucket (Second Stage Turbine, Lp)

Sisa gas panas yang telah digunakan untuk menggerakkan HP Turbin

Bucket dan setelah diarahkan lagi oleh 2 Stage Nozzle, tekanan sudah

rendah (LP= Low Pressure) masih bisa digunakan untuk menggerakan LP

Turbin Bucket.

Gambar 3.20 L.P Turbine Bucket (Second Stage Turbine, Lp)


Lp Speed Pick-Up

Setelah Turbin Gas berputar maka untuk mengetahui berapa

revolusi per menit putaran yang terjadi (rpm) maka pada LP Shaft

dipasang alat yang dinamakan LP Speed Pick-Up, dicantumkan LP

karena Speed Pick-Up tersebut dipasangkan pada LP Shaft, jadi

gunanya Speed Pick-Up adalah untuk mengirimkan sinyal-sinyal

pulsa ke speedtronic panel dan putaran dari LP Speed bisa diketahui.

Gambar 3.21 Lp Speed Pick-Up

(Pelatihan Gas Turbine Controls PT.Pupuk Sriwidjaja)

3.9 Exhaust Frame

Exhaust Frame adalah tempat pembuangan sisa pembakaran yang

terjadi, jadi gas panas yang masih tersisa setelah melalui semacam silencer

(peredam suara) dan tidak terpakai lagi diteruskan ke atmosphere dan disini

sisa panas yang d buang keatmosphere ini masih diukur dengan thermocouple

yang dipasang pada Exhaust Area.

Gambar 3.22 Exhaust Frame


Gas panas yang keluar dari Exhaust Area ini diukur oleh Exhaust

Thermocouple dan hasil pengukuran tersebut dipergunakan untuk data

pengontrolan Temperature Control dan juga proteksi Temperature Trip, pada

exhaust area terdapat 18 buah thermocouple yaitu :

12 buah thermocouple sebagai Temperatur Control

6 buah thermocouple gunakan untuk Temperatur Trip

Gambar 3.23 Thermocouple

(http://www.mclarenelectronics.com/Products/Product/Thermocouple-Exhaust%20Gas)

http://www.mclarenelectronics.com/Products/Product/Thermocouple-Exhaust%20Gas

3.10 Speed Sensor (Sensor Kecepatan)

Gambar 3.24 Sensor Magnetic Pickup (MPU)

Sensor kecepatan pada kontrol kecepatan putaran turbin gas memiliki prinsip

kerja yang sederhana. Sensor tersebut bekerja berdasarkan besar flux magnetic

yang dihasilkan dalam pick up. Besarnya flux magnetic tersebut akan sebanding

dengan perubahan jarak ujung pick up dengan rotor turbin. Bentuk dari rotor

turbin ini berupa gerigi-gerigi yang akan berputar saat turbin beroperasi.

Frekuensi tegangan yang dihasilkan oleh sensor pada gigi rotor akan sebanding

dengan kecepatan turbin. Jumlah gigi rotor pada rotor turbin adalah 60 buah.

Kecepatan rotor turbin tersebut diukur dalam rotation per minute (RPM) dengan

magnitude pengukuran tidak kurang dari 2 volt rms pada kecepatan 1000 rpm.

Tegangan yang dihasilkan ini merupakan sebuah fungsi yang sebanding dengan

kecepatan rotor.

bab iii terbalu.docx

Documents