MARINE STEAM TURBINE

Bentuk siklus uap akan digunakan untuk mengambarkan proses temodinamic

secara keseluruhan, dimana panas akan dikonversikan dalam daya mekanik. Dasar dari

siklus uap terdiri dari boiler, turbine, dan kondensor serta pompa untuk mengalirkan air

masuk ke dalam boiler.dimana boiler digunakan untuk proses pemanasan air hingga

mengubah fasa nya menjadi uap. Turbine digunakan untuk mengubah energi panas yang

terdapat di uap menjadi enegi mekanik yang akan disalurkan ke poros transmisi.

Sedangkan kondensor digunakan untuk mendinginkan uap hingga fasa nya berubah

kembali menjadi air sebelum disalurkan kembali ke dalam boiler dengan bantuaan

pompa. Pada siklus uap pemanasan ulang digunakan digunakan untuk mendapatkan

kondisi yang paling efesien ketika masuk ke dalam turbine.

Panas laten dari uap mewakili besarnya total panas dari uap dan prinsip dari feed

heating adalah bleed off dari uap setelah melalui turbine dan penggunaanya untuk

pemanasan air dimana hilangnya panas laten dari siklus uap terjadi pada kondensor.

Ada 3 typikal siklus uap yang umum digunakan. Yang pertama adalah siklus uap

tampa ada pemanasan ulang, dimana 2 silinder turbine dengan 4 tingkat pemenasan

termasuk kombinasi deaerator heater.turbine menggerakan feed pump dan generator

menerima aliran uap dari tubin tekanan tinggi. Alasan digunakan siklus ini karena

tubine dengan daya rendah tidah efisien jika tekanan uap masuknya tinggi. Maka lebih

baik uap digunakan pada turbine tekanan tinggi, sebelum uap tekanan rendah

digunakan untuk menggerakan turbine bantu. Feed pump digerakan dengan

menggunakan tekanan balik dari turbine dan uap yang berasal dari high pressure atau

low pressure digunakan untuk menyuplai dearetor heater.

Yang kedua, yaitu siklus uap tanpa pemanasan ulang, 2 silinder turbine dengan 4

tingkat pemanasan, tetapi pada siklus ini generator digerakan secara mekanik dari

turbine utama dan tanpa indikator injeksi udara dengan mengunakan rotari air pump.

Untuk mencapai efisiensi condensate digunakan untuk mendinginkan minyak pelumas

dan untuk memindahkan panas yang dihasilkan oleh loses mekanik pada gearbox dan

bearing turbine. Kasus sebelumnya pemanas ketiga dan keempat diletakan sebelum feed

pump dan berbentuk pemanas tekanan tinggi karena air yang dihasilkan dalam bentuk

tekanan tinggi.

Yang ketiga, merupakan siklus uap dengan menggunakan pemanas turbine.

Karena kondisi uap masuk biasanya secara signifikan lebih tinggi daripada sistem tanpa

pemanas, terdapat peningkatan 5 tahap dari pemanasan dengan 3 high pressure haeter

yang mengiidikasikan suatu temperatur akhir yang lebih tinggi.

PEMANASAN ULANG DAN TANPA PEMANASAN ULANG TURBINE

Mayoritas dari turbine biasanya menggunakan typre non rehaet dan beroperasi

dengan kondisi uap masuk pada tekanan 60 Bar dan suhu 5100 C. Pada kasus dari

turbine dengan pemanasan ulang, uap dikembalikan ke boiler untuk dipanaskan

kembali, biasanya untuk temperatur masuk yang original setelah diekspansikan melalui

high pressure silinder. Uap yang dipanaskan kemudiaan dikembalikan ke turbin untuk

melengkapi ekspansinya dalam intermediate dan low pressure silinder. Type kondisi

uap adalah 100 bar / 5100C/ 5100C dengan temperatur kedua sesuai temperatur

pemanasan ulang. Alasan penggunaaan reheat adalah untuk meningkatkan efisiensi dan

sistem kerja pada kondisi dengan bahan bakar rata rata 4 – 6% lebih rendah dari sistem

pipa non-reheat. Type high pressure tanpa pemanasan ulang, uap akan diekspansikan

dari kondisi masukan yang diberikan diatas turun kira kira 6.5 bar dan 2300C pada high

pressure silinder, ekspansi akhir terhadap vacum terjadi pada low pressure silinder.

Kombinasi HP dan IP silinder digunakan pada mesin mesin dengan pemanas ualng.

Dengan catatan HP dan IP uap pada pemanasan ulang masuk pada titik tengah pada 2

inlet belts.

LOKASI DARI CASING

Aspek yang penting dari desain casing adalah lokasinya terhadap kaki bearing oler

kunci vertikal dan horizontal. Casing didukung secara tertutup terhadap horizontal

center line nya dan ekspasi vertikal diantara casing dan rotor.

Ini menarik karena dalam meminimalkan kebocoran uap dan mengutamakan efisiensi

HP dan IP turbine akan beroperasi dengan toleransi kira kira 0.3mm diantara rotor dan

komponen stasioner. Rotor teletak pada bearingnya dan fungsinya terletak pada casing

terhadap kaki kaki bearing.

Karena temperatur yang tinggi casing HP dan IP akan mengalami perubahan panas

beberapa derajat khususnya pada proses start. Jika kaki bearing terikat dengan kaku

terhadap ujung casing maka perubahan suhu dapat menyebabkan ketidak lurusan dari

gaya dorong bearing

LOSSES EFFISIENSI TURBIN UAP

Untuk mendapatkan efisiensi maksimum, perbandingan kecepatan blade dengan

kecepatan penguapan harus tepat, selain itu losses-losses yang mungkin terjadi harus

dapat dihindari dan diatasi dengan baik. Kemungkinan losses-losses tersebut antara lain

1. Leakage losses (losses karena bocoran)

a. Bocoran sepanjang permukaan nozzel

b. Bocoran pada moving blade

2. Losses pada blade dan nozzel

Losses ini berhubungan dengan aliran uap yang melewati blade dan saluran

nozzel, hal ini bergantung pada permukaan dan bentuk penampang melintang

daripada saluran nozzel. Losses akan meningkat ketika ukuran blade semakin

pendek dan ukuran bagian atas dengan bagian bawah dari nozzel rata atau

ketinggianya cenderung konstan.

OPERASIONAL TURBINE

Operasional didasrkan atas dasar prinsip keandalan maksimum untuk sistem

propulsi, meminimalkan banyaknya proses maintenance yang dilakukan selama

beroperasi dan memaksimalkan efisiensi operasional sehingga dapat memberikan

keuntungan bagi perusahaan.

WATER EROSION

Dengan pertimbangan bahwa air yang dimampatkan pada saat proses starting,

kalor laten yang terkandung pada uap akan di absorsi dengan pemanasan pada pipa dan

turbine casing hingga mencapai temperatur kerjanya. Uap akan dinaikan secara perlahan

lahan tekanan dan panasnyadengan menggunakan blow-down drain hingga laju tekanan

tercapai, dengan temperature minimum 500C sebelum uap masuk ke dalam turbine.

Turbine akan dipanaskan dengan vacum estabilished dan gland steam dengan cara

mengatur buka dan tutup ahead valve dan astern valve untuk waktu yang singkat

.

GETARAN

Salah satu sumber getaran pada sistem steam turbine adalah rotor yang berputar

serta pembengkokan 0.04 mm pada rotor yang berputar juga cukup menimbulkan

getaran yang besar. Pembengkokan sementara terjadi jika rotor diizinkan tetap tinggal

pada panas tubine yang berlebih. Sedangkan pembengkokan permanen dapat dihasilkan

dari heavy gland rubs, sehingga perkembangan glands sekarang ini dirancang untuk

meminimalkan akibat yang terjadi karena rubbing. Kesalahan yang disebabkan

keduanya karena kerja rotor yang mengalami pembengkokan sementaran atau juga

karena casing yang telah mengalami distorsi sebagai hasil dari pertambahan power.

Getaran bisa juga terjadi kerena kerugian poda rotor blede serta pembungkusnya.

APLIKASI TURBINE UAP PADA LAND USED (PLTU)

Sistem tubine uap dapat dialikasikan dalam bidang industi, pembangkitan

maupun dalam bidang perkapalan, untuk poses pembangkitan, tubine uap biasa

digunakan pada pembangkit listrik tenaga uap. Proses pembangkitan dimulai dari drum

ketel, dimana uap akan dialirkan menuju turbin uap. Pada PLTU besar (diatas 150

MW), turbin yang digunakan ada 3 jenis yaitu turbin tekanan tinggi, menengah dan

rendah. Sebelum ke turbin uap tekanan tinggi, uap dari ketel akan dialirkan menuju

Pemanas Lanjut, hingga uap akan mengalami kenaikan suhu dan menjadi kering.

Setelah keluar dari turbin tekanan tinggi, uap akan masuk ke dalam Pemanas

Ulang yang akan menaikkan suhu uap sekali lagi dengan proses yang sama seperti di

Pemanas Lanjut. Selanjutnya uap baru akan dialirkan ke dalam turbin tekanan

menengah dan langsung dialirkan kembali ke turbin tekanan rendah. Energi yang

dihasilkan turbin tekanan tinggi, menengah dan rendah inilah yang akan diubah

wujudnya dalam generator menjadi energi listrik.

Dari turbin tekanan rendah uap dialirkan ke kondensor untuk diembunkan

menjadi air kembali. Pada kondensor diperlukan air pendingin dalam jumlah besar.

Inilah yang menyebabkan banyak PLTU dibangun daerah pantai atau sungai.

Jika jumlah air pendingin tidak mencukupi maka dapat digunakan cooling tower

yang mempunyai siklus tertutup. Air dari kondensor di pompa ke tangki air / deareator

untuk mendapat tambahan air akibat kebocoran dan juga diolah agar memenuhi mutu air

ketel berkandungan NaCl, Cl, O2 dan derajat keasaman (pH). Setelah itu, air akan

melalui Economizer untuk kembali dipanaskan dari energi gas sisa dan dipompakan

kembali ke dalam ketel.