MESIN PEMBAKARAN LUAR

(EXTERNAL COMBUSTION ENGINE)

Mesin pembakaran luar atau sering disebut juga sebagai eksternal

combustion engine (ECE), yaitu dimana proses pembakarannya terjadi diluar

mesin. Hal-hal yang dimiliki pada mesin pembakaran luar yaitu :

a. dapat memakai semua bentuk bahan bakar.

b. dapat memakai bahan bakar yang bermutu rendah.

c. cocok untuk melayani beban-beban besar dalam satu poros.

d. lebih cocok dipakai untuk daya tinggi

Contoh mesin pembakaran luar misalnya pesawat tenaga uap, pelaksanaan

pembakaran dilakukan diluar mesin.

Mesin pembakaran luar adalah proses pembakaran bahan bakar terjadi

diluar motor itu, sehingga untuk melaksanakan pembakaran motor tersendiri.

Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga

gerak, tetapi terlebh dulu melalui media penghantar, baru kemudian diubah

menjadi tenaga mekanik. Di dalam motor pembakaran luar bahan bakarnya

dibakar diruang pembakaran tersendiri dengan ketel untuk menghasilkan uap,

selanjutnya uap yang dihasilkan digunakan untuk menggerakan sudut – sudut

turbin. Jadi motor tidak digerakan oleh gas yang terbakar, akan tetapi digarakan

oleh uap air.

Sedangkan pengertian dari mesin uap itu sendiri adalah motor yang

menggunakan energi panas dalam uap air dan mengubahnya menjadi energi

mekanis. Mesin uap digunakan dalam pompa lokomotif dan kapal laut, dan sangat

penting dalam revolusi industri.

1. Mesin Uap

1.1 Sejarah Mesin Uap

Pada jaman modern Mesin Uap digunakan pada Reaktor Nuklir. Tanpa

Mesin Uap, Reaktor Nuklir tidak akan akan berguna, tidak akan dapat

menghasilkan listrik. Tanpa Mesin Uap, Reaktor Nuklir tidak lebih dari sebuah

tungku panas saja.

Mesin uap sebenarnya lebih efektif dibanding dengan Mesin Pembakaran

Dalam atau Internal Combustion, dan lebih bersih serta bebas polusi. Mesin uap

tidak membutuhkan suatu Bahan Bakar khusus untuk menghasilkan panas. Bisa

bahan bakar apa saja yang penting bisa menghasilkan panas untuk mengubah air

menjadi uap. Kadar oksigen yang dibutuhkan hanya dalam proses membakar

bahan bakarnya saja. Tapi oksigennya sendiri tidak terbakar. Hal ini menjadikan

Mesin Uap jauh lebih bersih dan bebas polusi.

Akan tetapi Mesin Uap membutuhkan sebuah ruangan mesin yang cukup

besar, disamping ruangan penyimpanan bahan bakar yang besar pula. Hal ini lah

yang menjadikan mesin uap menjadi kurang disukai terutama untuk mesin-mesin

kompak seperti mobil.

Mesin uap sebenarnya sudah diketemukan jauh-jauh hari sebelum James

Watt lahir. Tepatnya 300 th sebelum masehi, Mesin Uap pertama ditemukan oleh

seorang warga Yunani bernama Hero, dari Alexandria. Akan tetapi Hero tidak

mengembangkan penemuannya ini menjadi sebuah mesin yang berguna, dia

hanya membuat Mesin Uap ini sebagai mainan saja.

1.1.1 Hero (10-70)

Catatan paling awal dari sejarah teknologi mesin uap dapat kita lihat ke

kota Alexandria pada tahun 75. Disana terdapat seorang ahli matematika bernama

Hero, yang juga dikenal denga nama “Heros atau “Heron” yang menulis tiga buku

tentang mekanik dan sifat-sifat udara serta memperkenalkan rancangan dari mesin

uap sederhana. Mesin ini dikenal dengan nama Aeolipile atau Aeolypile, atau juga

disebut dengan Eolipile.

Prinsip kerja mesin ini adalah dengan menggunakan tekanan uap untuk

memutarkan bola (bejana) yang berisi air sebagai bahan baku penghasil uap. Bola

(bejana) tersebut dapat berputar karena adanya dorongan dari uap yang keluar dari

nosel yang terletak pada sisi samping bejana.

Metode Hero yang mengubah tenaga uap menjadi gerak ini merupakan

dasar bagi para penerusnya untuk mengembangkan teknologi mesin uap di masa

yang akan datang.

1.1.2 Giovanni Battista della Porta (1538 – 1615)

Giovanni Battista della Porta atau Gambattista della Porta atau juga

dikenal dengan nama John Baptist Porta adalah seorang sarjana, Polymath, dan

dramawan yang berasal dari Napoli, Italia. Dia adalah ilmuan yang pertama kali

menemukan peranan uap dalam menciptakan ruang hampa.

Teori yang dikemukakannya adalah bahwa jika air dikonversikan menjadi

uap dalam wadah tertutup dapat menghasilkan peningkatan tekanan. Demikian

pula sebaliknya, jika uap dikondensasikan menjadi air dalam ruangan tertutup

maka akan menghasilkan penurunan tekanan. Teori inilah yang nantinya akan

menjadi konsep utama rancangan pada pengembangan mesin uap yang dilakukan

oleh para penerusnya.

1.1.3 Denis Papin (1647 – 1712)

Pada tahun 1679 seorang fisikawan, ahli matematika, dan penemu

berkebangsaan Prancis menemukan suatu alat yang dinamakan steam digester

yang menjadi cikal bakal ditemukannya mesin uap dan presser cooker (panci

masak bertekanan). Penemuan tersebut ia kerjakan bersama–sama dengan

rekannya yang bernama Robert Boyle, seorang filusuf, fisikawan, kimiawan,

penemu, dan ilmuan berkebangsaan Irlandia.

Keterangan :

A = Tungku pembakaran

B = Bejana

C  = Tutup bejana

D  = Baut pengencang

E  = Katup

F   = Penyanggah tutup bejana

G  = Batang beban

H  = Penutup tungku

W = Beban

Alat ini berbentuk seperti sebuah wadah dengan penutup yang digunakan

untuk menghasilkan uap bertekanan. Untuk menjaga agar alat tersebut tidak

meledak, Papin melengkapi penemuannya tersebut dengan katup yang dapat

bergerak naik turun sebagai tempat pembuangan uap untuk mengatur tekanan

didalam wadahnya. Selain itu Papin juga mengembangkan mesinnya dengan

menambahkan torak di bagian atas silinder yang tertutup yang akan bergerak naik

dan turun sesuai dengan teori yang ditemukan oleh Giovanni Battista della Porta.

Konsep inilah yang kemudian mengawali ditemukannya mesin uap pertama di

dunia yang menggunakan piston dan silinder mesin.

1.4 Thomas Savery (1650 – 1715)

Thomas Savery adalah seorang insinyur yang bekerja pada militer Inggris

dan penemu berkebangsaan Inggris. Pada tahun 1698 ia menemukan mesin uap

pertama di dunia. Penemuannya ini diawali ketika ia bekerja pada sebuah tambang

batubara yang mengalami kesulitan dalam memompa air yang digunakan untuk

mengairi tambang.

Prinsip kerja mesin ini adalah dengan menaikkan tekanan uap di dalam

ketel. Uap tersebut kemudian dimasukkan ke bejana kerja, sehingga

memungkinkan untuk meniup air keluar melalui pipa bawah. Ketika temperatur

dalam bejana menjadi panas karena dipenuhi uap keran antara ketel dan bejana

ditutup, jika perlu bagian luar bejana didinginkan. Hal ini mengakibatkan uap

didalamnya berkondensasi, menciptakan vakum parsial dan tekanan atmosfer

mendorong air ke atas melalui pipa bawah hingga bejana penuh. Pada titik ini 

keran di bawah bejana ditutup, dan keran antara bejana dan pipa atas dibuka untuk

mengalirkan pipa dari ketel. Tekanan uap yang tinggi akan memaksa air keluar

dari bejana.

1.5 Thomas Newcomen (1663 – 1729)

Thomas Newcomen merupakan seorang pandai besi Inggris yang

menemukan mesin uap atmosfer, sebuah perbaikan terhadap desain Thomas

Savery sebelumnya. Mesin uap Newcomen menggunakan kekuatan tekanan

atmosfer untuk bekerja. Pada mesin Newcomen ini intensitas tekanan tidak

dibatasi oleh tekanan uap, tidak seperti apa yang dipatenkan Thomas Savery pada

tahun 1698.

Pada tahun 1712, Thomas Newcomen bersama dengan John Calley

membangun mesin pertama diatas sebuah lubang tambang yang terisi air dimana

mesin tersebut digunakan untuk memompa air keluar tambang. Mesin Newcomen

ini merupakan pendahulu mesin James Watt dan salah satu bagian teknologi yang

paling menarik yang berkembang selama abad ke-17.

Gambar tersebut menunjukkan posisi boiler berada tepat dibawah silinder.

Uap pertama kali dialirkan dari boiler menuju ke silinder. Ketika piston mancapai

puncak, air disemprotkan kedalam silinder untuk mendinginkan uap yang

membentuk sebuah vakum. Piston terdorong turun oleh berat udara yang berada

diatasnya (15 pond per inci2 dari luas piston). Siklus tersebut terjadi secara

berulang-ulang.

1.6 James Watt (1736 – 1819)

James Watt adalah seorang insinyur mesin dan penemu asal Skotlandia.

Pada tahun 1769 James Watt mematenkan kondenser terpisah yang terhubung ke

silinder oleh sebuah katup. Tidak seperti mesin uap milik Newcomen, pada mesin

uap milik James Watt ini terdapat sebuah kondensor untuk mendinginkan silinder

yang panas. Mesin James Watt ini segera menjadi desain untuk semua mesin uap

modern dan memicu terjadinya revolusi industri. Satuan daya Watt diambil dari

nama James Watt dimana 1 Watt besarnya setara dengan 1/746 HP.

Gambar 1. Engine rancangan James Watt

Keterangan :

C = Silinder uap

E = Katup pembuangan uap

H  = penyambung poros engkol ke balok

N  = Pompa air

O  = poros engkol

Q  = Regulator (Govenor)

P   = Torak

R  = Batang pompa udara

T   = Katup input uap

g   = link yang menghubungkan piston dan balok melaui gerakan paralel

gdc

m  = tuas aliran masuk uap

Perbedaan mendasar dari mesin James Watt ini dengan mesin milik

Thomas Newcomen adalah pada letak kondensor yang digunakan. Jika pada

mesin Newcomen ruang untuk mengkondensasikan uap menyatu dengan silinder

kerja, maka pada mesin James Watt ruang untuk mengkondensasikan uap terpisah

dari silinder. Selain itu mekanisme penggerak torak dari mesin James Watt

menggunakan gerakan putar dari roda penggerak yang berputar, tidak seperti pada

mesin Newcomen yang menggunakan gerakan translasi (bolak-balik) dari pompa

air.

Setelah itu bermunculan para ahli yang membuat berbagai desain mesin

yang menggunakan prinsip kerja Mesin Uap. Tapi semua itu tidak terealisasi

dengan baik. Baru pada th 1769, James Watt yang meng-hak paten-kan Mesin

Uap rancangannya.

Sejak itu terjadi suatu revolusi besar dibidang mesin, berbagai macam

rancangan mesin uap tercipta. Semua orang berlomba-lomba mendesain mesin

untuk berbagai keperluan.

Mesin-mesin uap mulai banyak berkiprah disektor industri, sampai pada

akhirnya seseorang menciptakan sebuah mesin baru dengan Sistim Pembakaran

Dalam / Internal Combustion. Dimana mesin ini jauh lebih kompak dan praktis.

Sehingga kemudian berangsur-angsur orang mulai meninggalkan Mesin Uap /

External Combustion dan beralih ke Mesin Internal Combustion / Mesin

Pembakaran Didalam.

Engine Uap Lokomotif

Lokomotif uap merupakan cikal bakal mesin kereta api. Uap yang

dihasilkan dari pemanasan air yang terletak di ketel uap digunakan utuk

mengerakan torak atau turbin dan selanjutnya disalurkan ke roda. Bahan bakar

biasanya kayu bakar atau batu bara.

Mesin uap, terdiri dari ketel uap yang berisi air dipanaskan dengan bahan

bakar kayu, minyak, atau batu bara secara terus – menerus sampai mendidih, air

yang mendidih tersebut menghasilkan uap air yang dihasilkan dalam satu kamar

sehingga menghasilkan suatu tekanan tinggi dan menggerakan piston yang

selanjutnya juga menggerakan roda – roda lokomotif.

Komponen Motor Uap

Boiler umumnya terdiri dari :

        Ruang pembakaran : tempat bahan bakar dibakar

        Boiler drum : menampung air deminelarizer mengalirkanya ke tubedan

menampung uap jenuh yang kembali

        Economiser : water tube, posisinya paling jauh dari sumber panas, fungsinya

untuk memenaskan air dengan sisa panas agar efesiensi kalonya membaik

       Evaporator : water tube yang fungsinya menguapkan air posisinya biasnya di

tengah

        Superheater : fungsinya memenaskan uap iar menjadi superheater steam (uap

panas)

        Tubin uap : merubah energy panas menjadi energi gerak

        Condensor : fungsinya merubah fasa uap menjadi air kembali.

Cara Kerja Motor Uap

1.      Air demineralizer (air tanpa kandungan mineral/air murni) di pompa ke boiler

dari condenser ( kita bicara boiler turbin uap yang siklus airnya tertutup ) dengan

pompa melalui pompa economiser, di economiser air menerima panas tetapi

belum menguap atau masih fas air.

2.     Air tersebut masuk ke boiler drum dan ditaruskan ke saluran water tube

evaporator untuk dirubah fasaya menjadi uap jenuh (uap yang Anda lihat waktu

merebuas air) / (satutated steam) dan kembali lagi ke boiler drum

3.      Uap di boiler drum di alirkan (uap melalui saluran di atas, sedangkan air dibawah)

ke superheater tube yang berada paling dekat dengan sumbar panas untuk

merubah uap jenuh menjadi uap panas lamjut (superheated steam)

4.     Superheater steam kemudian di alirkan ke steam turbin uap menggerakan blade

turbin

5.     Setelah melalui turbin tempratur uap murni / begitu juga enthalpy-nya, fasnya

kembali ke uap jenuh & mengalir ke kondensor

6.      Di kondensor fasanya dirubah kembali ke fasa cair dan kemudiam di pompakan

kembali ke boiler dan silusnya kembali ke semula

Turbin Uap

Siklus Renkine setelah diciptakan langsung diterima sebagai standar untuk

pembangkit daya yang menggunakan uap (steam ). Siklus Renkine nyata yang

digunakan dalam instalasi pembangkit daya jauh lebih rumit dari pada siklus

renkine ideal asli yang sederhana. siklus ini merupakan siklus yang paling banyak

digunakan untuk pembangkit daya listrik sekarang ini. Oleh karena siklus Rankine

merupakan sikus uap cair maka paling baik siklus itu digambarkan dengan

diagram P-v dan T-s dengan garis yang menunjukkan uap jenuh dan cair jenuh.

Fluida kerjanya adalah air (H2O).

Turbin Uap adalah salah satu komponen dasar dalam pembangkit listrik

tenaga uap. Dimana komponen utama dari sistem tersebut yaitu : Ketel,

kondensor, pompa air ketel, dan turbin itu sendiri. Uap yang berfungsi sebagai

fluida kerja dihasilkan oleh katel uap, yaitu suatu alat yang berfungsi untuk

mengubah air menjadi uap.

2 3

Wp WT

1 4

Gambar.1. Siklus rankine

Q out

Q in

konderser

BOILER

Siklus ideal yang terjadi didalam turbin adalah siklus Renkine ; Air pada

siklus 1 dipompakan, kondisinya adalah isentropik s1 = s2 masuk ke boiler

dengan tekanan yang sama dengan tekanan di kondenser tetapi Boiler menyerap

panas sedangkan kondenser melepaskan panas, kemudian dari boiler masuk ke

turbin dengan kondisi super panas h3 = h4 dan keluaran dari turbin berbentuk

uap jenuh dimana laju aliran massa yang masuk ke turbin sama dengan laju aliran

massa keluar dari turbin, ini dapat digambarkan dengan menggunakan diagram

T-s berikut:

3

T Cp

2

4

1

s

Menurut Hukum pertama Thermodinamika, kerja yang dihasilkan oleh

suatu proses siklus adalah sama dengan Jumlah Perpindahan Kalor pada fluida

kerja selama proses siklus tersebut berlangsung. Jadi untuk proses Siklus

1 – 2 – 2’ – 3 – 3’ – 4 – 1

Dengan rumus:

W = T dS

W = Kerja per satuan berat fluida kerja

Ds = Luas 1 – 2 - 2 – 2’ – 3 – 4 - 1 pada diagaram ( T – s )

Dalam kenyataan Siklus sistem Turbin Uap menyimpang dari Siklus

Ideal (Siklus Rankine ) antara lain karena faktor tersebut dibawah ini :

1. Kerugian dalam pipa atau saluran fluida kerja, misalnya kerugian

gesekan dan kerugian kalor ke atmosfer disekitarnya .

Gambar.2. Diagram Temperatur (T) – Entropi (S)

2. Kerugian tekanan dalam ketel uap

3. Kerugian energi didalam turbin karena adanya gesekan pada fluida kerja

dan bagian-bagian dari turbin.

2.2 Prinsip Kerja Turbin Uap

Secara singkat prinsip kerja turbin uap adalah sebagai berikut :

Uap masuk kedalam turbin melalui nosel. Didalam nosel energi panas dari

uap dirubah menjadi energi kinetis dan uap mengalami pengembangan.

Tekanan uap pada saat keluar dari nosel lebih kecil dari pada saat masuk ke

dalam nosel, akan tetapi sebaliknya kecepatan uap keluar nosel lebih besar

dari pada saat masuk ke dalam nosel.

Uap yang memancar keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu turbin yang

berbentuk lengkungan dan dipasang disekeliling roda turbin. Uap yang

mengalir melalui celah-celah antara sudu turbin itu dibelokkan kearah

mengikuti lengkungan dari sudu turbin. Perubahan kecepatan uap ini

menimbulkan gaya yang mendorong dan kemudian memutar roda dan poros

turbin.

Jika uap masih mempunyai kecepatan saat meninggalkn sudu turbin berarti

hanya sebagian yang energi kinetis dari uap yang diambil oleh sudu-sudu

turbin yang berjalan. Supaya energi kinetis yang tersisa saat meninggalkan

sudu turbin dimanfaatkan maka pada turbin dipasang lebih dari satu baris

sudu gerak. Sebelum memasuki baris kedua sudu gerak. Maka antara baris

pertama dan baris kedua sudu gerak dipasang satu baris sudu tetap ( guide

blade ) yang berguna untuk mengubah arah kecepatan uap, supaya uap dapat

masuk ke baris kedua sudu gerak dengan arah yang tepat.

Kecepatan uap saat meninggalkan sudu gerak yang terakhir harus dapat

dibuat sekecil mungkin, agar energi kinetis yang tersedia dapat

dimanfaatkan sebanyak mungkin. Dengan demikian effisiensi turbin

menjadi lebih tinggi karena kehilangan energi relatif kecil.

2.3 Klasifikasi turbin uap

Turbin Uap dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yang

berbeda berdasarkan pada konstruksinya, prinsip kerjanya dan menurut peoses

penurunan tekanan uap sebagai berikut:

2.3.1 Klasifikasi Turbin berdasarkan Prinsip Kerjanya

1. Turbin Impulse

Turbin impuls atau turbin tahapan impuls adalah turbin sederhana berrotor

satu atau banyak (gabungan ) yang mempunyai sudu-sudu pada rotor itu.

Sudu biasanya simetris dan mempunyai sudut masuk dan sudut keluar.

Turbin satu tahap.

Turbin impuls gabungan.

Turbin impuls gabungan kecepatan.

Ciri-ciri dari turbin impuls antara lain:

- Proses pengembangan uap / penurunan tekanan seluruhnya terjadi pada

sudu diam / nosel.

- Akibat tekanan dalam turbin sama sehingga disebut dengan Tekanan Rata.

2. Turbin Reaksi

Turbin reaksi mempunyai tiga tahap, yaitu masing-masingnya terdiri dari

baris sudu tetap dan dua baris sudu gerak. Sudu bergerrak turbin reaksi

dapat dibedakan dengan mudah dari sudu impuls karena tidak simetris,

karena berfungsi sebagai nossel bentuknya sama dengan sudu tetap

walaupun arahnya lengkungnya berlawanan.

Ciri-ciri turbin ini adalah :

- Penurunan tekanan uap sebagian terjadi di Nosel dan Sudu Gerak

- Adanya perbedaan tekanan didalam turbin sehingga disebut Tekanan

Bertingkat.

2.3.2 Klasifikasi turbin uap berdasarkan pada tingkat penurunan Tekanan

Dalam Turbin

Turbin Tunggal ( Single Stage )

Dengan kecepatan satu tingkat atau lebih turbin ini cocok untuk untuk

daya kecil, misalnya penggerak kompresor, blower, dll.

Turbin Bertingkat (Aksi dan Reaksi ).

Disini sudu-sudu turbin dibuat bertingkat, biasanya cocok untuk daya

besar. Pada turbin bertingkat terdapat deretan sudu 2 atau lebih. Sehingga

turbin tersebut terjadi distribusi kecepatan / tekanan.

2.3.3 Klasifikasi turbin berdasarkan Proses Penurunan Tekanan Uap

Turbin Kondensasi.

Tekanan keluar turbin kurang dari 1 atm dan dimasukkan kedalam

kompresor.

Turbin Tekanan Lawan.

Apabila tekanan sisi keluar turbin masih besar dari 1 atm sehingga

masih dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin lain.

Turbin Ekstraksi.

Didalam turbin ini sebagian uap dalam turbin diekstraksi untuk roses

pemanasan lain, misalnya proses industri.

2.4 Prinsip Kerja Turbin Uap Jenis Bertingkat 905 TG – 1 / 2 / 3 / 4

Turbin pembangkit listrik tenaga uap UP II Dumai adalah turbin yang

mempunyai Condensing Axial Flow Type dan memiliki turbin jenis bertingkat.

Turbin uap yang diinjeksikan steam LP kedalam turbin dan keluaran dalam

bentuk condence (uap jenuh) dan disebut dengan turbin uap kondensasi.

Besarnya tekanan keluaran 0,04 bar sampai dengan 0,1 bar.

Turbin uap dibuat dengan daya yang telah ditentukan. Daya yang

dihasilkan turbin diperoleh dari selisih entalphi (panas jatuh) dan kapasitas uap

( massa aliran uap persatuan waktu ) yang masuk kedalam turbin. Dan pada saat

transformasi energi didalam turbin terjadi kerugian, sehingga daya yang

dihasilkan turbin dapat dihitung dengan persamaan berikut:

P = h . ms . i . m dalam KW

Dimana :

h : selisih entalpi dari ekspansi esentropik antara uap baru masuk kedalam

turbin dengan uap bekas yang keluar dari turbin , dalam KJ/Kg.

Ms : kapasitas uap (massa uap yang masuk kedalam turbin persatuan

waktu).

i : Rendemen dalam turbin.

m : Rendamen mekanis dari turbin.

Dan randemen dari kopling dari turbin

I . m = c

Besarnya harga randemen dari turbin tergantung dari kepada sistem sudu-

sudu turbin. Pada turbin bertingkat deretan sudu ada dua atau lebih sehingga

dalam turbin tersebut terjadi distribusi kecepatan / tekanan, tegantung dari jenis

turbin ( aksi dan reaksi ) serta hasil-hasil fabrikasi. Berikut gambar grafik

kecepatan bertingkat dan tekanan bertingkat pada turbin bertingkat aksi dan

reaksi. Turbin reaksi mengalami ekspansi pada sudu pengarah maupun pada sudu

gerak sehingga menggerakan dan mendorong sudu dalam arah aksial. Untuk

mengurangi dorongan aksial ini, adalah biasanya dengan memasang sudu-sudu

gerak pada pada drum yang juga berfungsi sebagai rotor.

2.4.1 Proses Induction Steam Turbin.

Proses pemasukan uap di turbin uap 905 – GT 1/2/3/4 secara sederhana :

Uap masuk kedalam emergency stop valve, dimana fungsinya menutup total

suplay uap dari boiler ke turbin dalam waktu yang singkat. Setelah dari stop

valve, uap melewati HP control valve. Control valve ( katup pengatur ) ini

digerakkan oleh sebuah balok yang diatur naik atau turun oleh sebuah silinder

melalui serangkai tuas. Silinder ini menerima sinyal dari Governor.

Katup pengatur uap tekanan tinggi ( HP Control Valve ) mengatur jumlah

uap yang masuk ke nosel ( pipa semprot ), yang selanjutnya menggerakkan turbin

impuls satu tingkat. Energi uap yang masih tersisa kemudian menggerakkan

turbin reaksi yang terdiri atas 14 tingkat. Desain turbin ini memungkinkan

penggunaan uap tekanan rendah (LP steam) yang diijeksikan/induction untuk

membantu menggerakkan turbin reaksi tingkat ke 13 dan tingkat ke 14.

Pola operasi dengan uap tekanan rendah yang bertekanan konstan diatur

oleh LP control valve ( katup pengatur uap tekanan rendah ). Governor mengatur

aliran uap tekanan rendah dan daya keluaran turbin yang tidak saling bergantung

satu sama lainnya. Uap yang telah diekspansikan keluar melalui pipa buangan

berdiameter 70 inchi. Pipa buangan dari tiap turbin 905 - TG 1/2/3/4 bergabung

pada satu pipa berdiameter 110 inchi yang selanjutnya mengalirkan uap dan

kondensat ke surface condensor (pendingin dengan media udara). Sebelum air

tersebut dikembalikan ke Boiler (ketel), air kondensat digabungkan dengan air

yang ada pada bak penampung dan dipompakan ke Turbin 1 Tingkat yang

berjumlah dua buah untuk menjaga kekurangan kuantitas air ke Boiler. Air

dikembalikan kembali ke boiler untuk diubah menjadi uap kembali, jadi sistem

yang digunakan adalah sistem tertutup.

Rumah turbin terbagi dua dalam arah horizontal yang dipasangkan pada

dudukan Bantalan (Bearing Pendestal ).

Pipa keluaran uap dan kondensat dihubungkan dengan turbin memakai

sambungan Flens dan arah aliran kebawah. Poros turbin terbuat dari baja tempa

yang kemudian dikerjakan dengan proses permesinan. Sudu turbin terdiri dari

sudu impuls dan sudu reaksi. Bantalan Luncur ( Jounal Bearing ) penyangga poros

terdiri dari dua bahagian. Dudukan bagian depan juga merupakan Rumah

Bantalan Aksial (Trust Bearing) yang meredam gaya aksial. Kelonggaran yang

tepat antara sudu tetap dengan sudu gerak akan menghasilkan pemanfaatan energi

yang optimum.

Balancing Piston dipasang pada turbin untuk mengimbangi gaya aksial

yang ditimbulkan oleh sudu reaksi. Besarnya gaya aksial bergantung kepada

beban yang terjadi yang kelebihannya ditahan oleh bantalan aksial. Pada saat

bersamaan Balancing piston menyekat uap tekanan tinggi didaerah sudu impuls.

Diafragma memisahkan uap bertekanan tinggi dengan uap bertekanan rendah.

Turbin dikontrol oleh governor hidrolik.

Pompa pelumas utama dan Impeler dari governor diputar oleh turbin

melalui roda gigi. Governor adalah sebagai pengatur yang berfungsi untuk

mengurangi aliran uap ke turbin bila kecepatan putar melebihi yang diinginkan

(Over Speed).

2.4.2 Bagian – bagian Turbin Uap 905 – TG – 1 / 2 / 3 / 4

Dari data yang didapatkan dari Blue Book dan menurut lampiran dari gambar

Turbin Part SR 434450 maka bagian – bagian Turbin dapat diuraikan sebagai

berikut :

1. CASSING

Adalah sebagai penutup bagian-bagian utama turbin.

2. ROTOR

Adalah bagian turbin yang berputar yang terdiri dari poros, sudu turbin atau

deretan sudu yaitu Stasionary Blade dan Moving Blade. Untuk turbin

bertekanan tinggi atau ukuran besar, khususnya unuk turbin jenis reaksi

maka motor ini perlu di Balanceuntuk mengimbagi gaya reaksi yang timbul

secara aksial terhadap poros.

3. BEARING PENDESTAL

Adalah merupakan kekdudukan dari poros rotor.

4. JOURNAL BEARING

Adalah Turbine Part yang berfungsi untuk menahan Gaya Radial atau Gaya

Tegak Lurus Rotor.

5. THRUST BEARING

adalah Turbine Part yang berfungsi untuk menahan atau untuk menerima

gaya aksial atau gaya sejajar terhadap poros yang merupakan gerakan maju

mundurnya poros rotor.

6. MAIN OLI PUMP

Berfungsi untuk memompakan oli dari tangki untukdisalurkan pada bagian –

bagian yang berputar pada turbin . Dimana fungsi dari Lube Oil adalah :

Sebagai Pelumas pada bagian – bagian yang berputar.

Sebagai Pendingin ( Oil Cooler ) yang telah panas dan masuk ke

bagian turbin dan akan menekan / terdorong keluar secara sirkuler

Sebagai Pelapis ( Oil Film ) pada bagian turbin yang bergerak secara

rotasi.

Sebagai Pembersih ( Oil Cleaner ) dimana oli yang telah kotor

sebagai akibat dari benda-benda yang berputar dari turbin akan

terdorong ke luar secara sirkuler oleh oli yang masuk .

7. GLAND PACKING

Sebagai Penyekat untuk menahan kebocoran baik kebocoran Uap maupun

kebocoran oli.

8. LABIRINTH RING

Mempunyai fungsi yang sam dengan gland packing.

9. IMPULS STAGE

Adalah sudu turbin tingkat pertama yang mempunyai sudu sebanyak 116

buah

10. STASIONARY BLADE

Adalah sudu-sudu yang berfingsi untuk menerima dan mengarahkan steam

yang masuk.

11. MOVING BLADE

Adalah sejumlah sudu-sudu yang berfungsi menerima dan merubah Energi

Steam menjadi Energi Kinetik yang akan memutar generator.

12. CONTROL VALVE

Adalah merupakan katup yang berfungsi untuk mengatur steam yang masuk

kedalam turbin sesuai dengan jumlah Steam yang diperlukan.

13. STOP VALVE

Adalah merupakan katup yang berfungsi untuk menyalurkan atau

menghentikan aliran steam yang menuju turbin.

14. REDUCING GEAR

Adalah suatu bagian dari turbin yang biasanya dipasang pada turbin-turbin

dengan kapasitas besar dan berfungsi untuk menurunkan putaran poros rotor

dari 5500rpm menjadi 1500 rpm.

Bagian-bagian dari Reducing Gear adalah :

Gear Cassing adalah merupakan penutup gear box dari bagian-

bagian dalam reducing gear.

Pinion ( high speed gear ) adalah roda gigi dengan type Helical yang

putarannya merupakan putaran dari shaft rotor turbin uap.

Gear Wheal ( low speed gear ) merupakan roda gigi type Helical

yang putarannya akan mengurangi jumlah putaran dari Shaft rotor

turbin yaitu dari 5500 rpm menjadi 1500 rpm.

Pinion Bearing yaitu bantalan yang berfungsi untuk menahan /

menerima gaya tegak lurus dari pinion gear.

Pinion Holding Ring yaitu ring berfungsi menahan Pinion Bearing

terhadap gaya radial shaft pinion gear.

Wheel Bearing yaitu bantalan yang berfungsi menerima atau

menahan gaya radial dari shaft gear wheel.

Wheel Holding Ring adalah ring penahan dari wheel Bearing

terhadap gaya radial atau tegak lurus shaft gear wheel.

Wheel Trust Bearing merupakn bantalan yang berfungsi menahan

atau menerima gaya sejajar dari poros gear wheel ( gaya aksial )

yang merupakan gerak maju mundurnya poros.