· Blade ( sudu )
Secara umum ada 2 jenis blade ( sudu ), yaitu :
Fix blade ( vane segment/nozzle )
Vane segment adalah bagian dari turbin yang berfungsi mengarahkan aliran fluida gas atau udara yang selanjutnya akan mengenai ( mendorong ) moving blade ( blade ). Vane segment adalah bagian kecil dari suatu ring segment dimana tiap bagian vane segment ini terangkai oleh shroud yaitu suatu pengikat bagian-bagian kecil vane segment.
Gambar vane segment
Selanjutnya keseluruhan vane segment terangkai dalam ring segment ( blade ring ) dan housing
Gambar blade ring sisi atas
Untuk stage 1 dan 2 pada vane segment dilengkapi dengan cooling, karena sifat kerjanya pada temperature yang mencapai titik lebur sekitar 1200 °C, sehingga diperlukan pendinginan ( cooling )
Gambar vane segment dengan cooling air
Moving blade ( blade )
Moving blade ( blade ) adalah bagian berputar dari rangkaian sudu-sudu turbine, blade ini terangkai dalam suatu turbine disc.
Gambar turbine disc dengan blade
Seperti halnya vane segment, moving blade ( blade ) ini dilengkapi dengan cooling air untuk stage 1 dan 2 dikarenakan temperature yang mengenainya mencapai titik lebur, sekitar 1200°C.
Gambar blade dengan cooling air
Interaksi antara vane segment dengan blade menyebabkan terjadinya putaran turbin. Ada 2 jenis turbin terkait interaksi ini, yaitu :
Turbin impulse
Salah satu sifat turbine impulse adalah tidak berubahnya tekanan sebelum dan sesudah tumbukan ( dorongan ), namun terjadi penurunan kecepatan. Sedangkan pada konstruksi bladenya lebih cekung untuk memaksimalkan tumbukan ( dorongan ). Secara sederhana dapat dikatakan turbine impulse serupa dengan cara kerja motor bakar dengan piston, dimana fluida kerja langsung menubruk piston. Penerapan turbine impulse banyak dijumpai pada turbin air ( PLTA ).
Gambar aliran fluida turbin impule
Turbine reaksi
Turbine reaksi adalah turbin dengan konstruksi blade serupa dengan sayap pesawat terbang, sehingga kaidah atau prinsip kerjanya sama dengan gaya angkat pesawat. Dimana putaran turbine merupakan hasil reaksi dari gaya yang mengenai blade, arah gerak blade berlawanan arah dengan arah gerak sumber ( keluaran nozzle ), tekanan sesudah nozzle ( sesudah tumbukan ) lebih rendah dengan kenaikan kecepatan. Selain itu juga terdapat gaya impulse.
Gambar aliran fluida turbin reaksi
Pada stage tertentu, turbin gas konstruksi bladenya didesain sedemikian rupa sehingga gaya-gaya yang bekerja padanya merupakan kombinasi reaksi dan impulse.
Gambar blade gas turbine
· Bearing
Secara umum ada dua jenis bearing menurut fungsinya, yaitu journal bearing dan thrust bearing. Bearing – bearing ini ditempatkan pada posisi tertentu baik di sisi generator ataupun sisi turbin.
Journal bearing
Fungsi journal bearing adalah sebagai support/penyanggah rotor turbin dari gerakan vertical dan horizontal yang ditimbulkan dari perputaran rotor. Dengan supply lube oil untuk membentuk lapisan oil antara poros dan bearing. Ada beberapa titik dari rotor turbin yang dipasang journal bearing, yaitu pada posisi exhaust ( bearing no 1 )dan compressor stage akhir ( bearing no 2 ), serta pada sisi generator.
Thrust Bearing
Sesuai namanya bearing ini berfungsi sebagai support/penyanggah rotor turbin dari gerakan axial ( maju /thrust ) yang ditimbulkan oleh putaran turbin. Gerakan thrust ini dijumpai pada jenis compressor axial multi stage, kalau pada pesawat terbang, thrust ini digunakan untuk gerakan maju, pada turbin gas justru diredam atau dihilangkan dengan thrust bearing .
Gambar bearing pada turbin gas
Ada beberapa istilah dalam pengoperasian gas turbine, yaitu :
Trip
Trip dan emergency shut down adalah suatu keadaan turbin berhenti beroperasi secara tiba-tiba, dengan menutup supply bahan bakar dikarenakan kondisi bahaya atau tidak safe terjadi pada turbin. Suatu gas turbine dalam pengoperasiannya dilengkapi dengan bermacam proteksi, antara lain temperature high, vibrasi high, lube oil press low, over speed dan masih banyak lagi. Semua item proteksi turbine tersebut tentu sangat penting keberadaannya dalam kondisi operasi dan pada proses start. Karenanya secara periodik perlengkapan proteksi tersebut harus dilakukan tes untuk memastikan berfungsi dengan baik. Pengujian ini dilakukan saat turbin akan dioperaikan sampai menjelang sinkron generator, biasanya dilaksanakan saat commissioning atau setelah inspection ( over haul ).
Black Out
Adalah suatu keadaan dimana tidak ada power pada jaringan bus bar out going atau transmisi dikarenakan sebagian besar atau semua pembangkit trip ( kolaps ).
Shut Down
Shut down adalah proses normal stop yang telah direncanakan, pada proses shut down ini katup bahan bakar tidak menutup secara tiba-tiba, namun bertahap dengan proses load down sehingga pada turbin tidak tejadi stess temperature.
Semua proteksi turbin bekerja hanya sampai turbin trip. Demikian juga pada proses shut down normal. Sedangkan proses run down dari 3000 rpm menuju 3 rpm tidak ada lagi proteksi turbin, sehingga pada proses run down ini ada hal penting yang harus diperhatikan terlebih pada kondisi black out, yaitu :
o Sistem pelumasan
Adalah syarat mutlak untuk memastikan system lubrikasi ( pelumasan ) berjalan normal, karena jika pelumasan tidak berjalan normal akibat fatal akan terjadi pada gas turbine. Pelumasan mempunyai tujuan melapisi bagian metal yang bergerak dengan metal yang diam dari bearing agar tidak terjadi gesekan antar metal. Bahkan dalam kondisi turbin trip atau turbin berputar 3 rpm pun pelumasan harus terus berjalan. Hal-hal yang menjadi perhatian pada lube oil ini adalah :
ü Tekanan minyak pelumas dan back up pump
Sistem sirkulasi pelumas dari reservoir, pompa, filter sampai bearing hingga kembali ke reservoir lagi memerlukan tekanan sekitar 1.5 Kg/cm². Untuk menjaga kontinuitas tekanan pelumas mulai dari putaran 3 rpm hingga rated speed ( 3000 rpm ) system pemompaan dilengkapi dengan pompa bantu ( auxiliary pump ) sebagai back up, perlu diketahui pada kondisi normal operasi 3000 rpm supply pelumas dilayani oleh pompa utama ( main oil pump ) dimana pompa ini digerakan oleh putaran turbin dengan transmisi gear pada putaran turbin 3000 rpm, sehingga pada putaran kurang dari 3000 rpm, turbin trip atau shut down diperlukan supply pompa dari pompa bantu. Selain dari itu pada kondisi operasi, pompa bantu juga berfungsi mengambil alih fungsi pompa utama jika ada gangguan atau terjadi penurunan tekanan dari 1.5 menjadi 0.5 Kg/cm². Terdapat juga 1 unit DC pump yang bekerja pada kondisi pompa utama dan pompa bantu bermasalah .
Sedangkan pada kondisi black out harus diupayakan power sebagai pensupply pompa bantu atau DC pump, biasanya pada power plant besar diengkapi black start generator, dimana salah satu fungsinya adalah mensupply power untuk lube oil auxiliary pump atau DC pump sehingga pelumasan tetap terjadi.
o Sistem air pendingin ( Water cooling System )
Water cooling system digunakan pada lube oil system seperti diuraikan di atas yaitu sebagai pendinginan untuk menjaga viscositas minyak pelumas. Pada saat run down setelah turbin trip atau shut down, lube oil temperature masih cukup tinggi, sehingga water cooling sytem sangat diperlukan. Sedang pada rotor turbine saat run down setelah turbin trip atau shut down temperature rotor dan blade turbine masih tinggi sekitar 500°C, sehingga pendinginan RCA masih sangat diperlukan sebagai cooling down, selanjutnya panas dari RCA ini diserap atau didinginkan oleh water cooling system. Pada kondisi normal operasi temperature udara setelah RCA menjadi sekitar 200°C, hal ini sangat berarti sebagai pendingin blade, khususnya stage 1 dan 2 ( menerima panas tertinggi ). Belitan generator juga didinginkan oleh cooling water system. Ditinjau dari pentingnya peran water cooling sytem ini maka katup-katup manual pada siklus water cooling system ini dikondisikan selalu terbuka, pengaturan dilakukan secara auto dengan temperature control valve ( TCV ) seperti nampak pada gambar system pelumas di bawah. Pada kejadian black out action operator untuk memastikan water cooling sytem ini adalah sangat penting, yaitu dengan memprioritaskan penormalan water cooling sytem.
Start
Proses start gas turbin dimulai dari kondisi stand by ( siap beroperasi ), dengan beberapa item yang harus di cek sebagai persiapan awal :
o AOP ( Auxiliary Oil pump ) run
o Jacking oil pump run
o Turning motor atau Rotor barring run
o Pony motor
o Starting motor
o Exhaust fan run
o Vapour extactor run
o Igniter stand by
o MFOP ( Main Fuel Oil Pump ) stand by
o FOTP ( Fuel Oil Transfer Pump ) run /stand by
o Press fuel gas normal ( jika menggunakan fuel gas )
o ACOP stand by
Semua item tersebut di atas menjadi inputan untuk permisif start gas turbine. Selanjutnya dilakukan eksekusi start gas turbine. Pada beberapa gas turbin, menggunakan rotor barring sebagai pengganti turning motor, serta menggunakan generator sebagai motor DC untu sebagai penggerak awal sampai terjadi pembakaran.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar