Session 10 Session 10 Steam Turbine Steam Turbine

InstrumentationInstrumentation

PendahuluanPendahuluan

Pengoperasian turbin yang terus menerus Pengoperasian turbin yang terus menerus dan kondisi yang abnormal mempengaruhi dan kondisi yang abnormal mempengaruhi kondisi turbin.kondisi turbin.

Instrumen dibutuhkan untuk memantau Instrumen dibutuhkan untuk memantau kondisi turbin dan membantu kondisi turbin dan membantu mendapatkan data yang berguna untuk mendapatkan data yang berguna untuk proses operasional dan pemeliharaanproses operasional dan pemeliharaan

Fungsi Instrumen Fungsi Instrumen

•• Mendeteksi kondisi yang ada pada Mendeteksi kondisi yang ada pada peralatanperalatan

•• Memastikan operasi pada batasan yang Memastikan operasi pada batasan yang amanaman

•• Memberikan peringatan jika ada Memberikan peringatan jika ada abnormalitas pada turbinabnormalitas pada turbin

Kategori instrumen turbin uapKategori instrumen turbin uap

•• Supervisory instrumentationSupervisory instrumentation•• Efficiency instrumentationEfficiency instrumentation•• Auxiliary system instrumentationAuxiliary system instrumentation•• ConditionCondition--monitoring instrumentationmonitoring instrumentation•• Instrumentation associated with protection Instrumentation associated with protection

and control equipmentand control equipment

Thrust Position

Eccentricity

Instrumen turbin uapInstrumen turbin uap

Shaft Relative Vibration

Shaft Speed Temperature

Shell Expantion

Valve position

Differential expantion

Merupakan instrumen yang dibutuhkan untuk mengukur kondisi dari komponen yang berputar dan diam secara terus menerus..

Instrumen ini mengukur :Instrumen ini mengukur :

EccentricityEccentricity•• Ukuran kelurusan Ukuran kelurusan

memberikan besarnya memberikan besarnya lendutan yang terjadi pada lendutan yang terjadi pada rotor. rotor.

•• Pengukuran ini juga Pengukuran ini juga memberikan indikasi memberikan indikasi besarnya bengkok pada besarnya bengkok pada shaft.shaft.

•• Pengukuran kelurusan Pengukuran kelurusan memberikan informasi memberikan informasi untuk mempertimbangkan untuk mempertimbangkan keadaan aman atau tidak keadaan aman atau tidak untuk beroprasi.untuk beroprasi.

Thrust Position Thrust Position •• Ukuran ini menunjukkan Ukuran ini menunjukkan

posisi rotor (secara axial)posisi rotor (secara axial)•• Tujuan utama dari Tujuan utama dari

pengukuran thrust pengukuran thrust position adalah untuk position adalah untuk memonitor memonitor thrust bearing thrust bearing wearwear dan untuk dan untuk memastikan ketahanan memastikan ketahanan terhadap pergesaran terhadap pergesaran secara ke arah axial.secara ke arah axial.

OR

Shaft Relative VibrationShaft Relative Vibration•• Intrumen ini mengukur Intrumen ini mengukur

gerakan dinamik (radial gerakan dinamik (radial vibration) dari poros yang vibration) dari poros yang relatif terhadap rumah bearing relatif terhadap rumah bearing (bearing housing). (bearing housing).

• Perhitungan ini memberikan indikasi awal terjadinya kerusakan.

• Pengukuran getaran dapat dibuat horizontal atau vertikal terhadap shaft (X-Y).

Shaft SpeedShaft Speed

•• Ukuran kecepatan putaran shaft Ukuran kecepatan putaran shaft dituliskan dalam dituliskan dalam revolutions per revolutions per minute minute (rpm).(rpm).

•• Saat Saat startstart--upup, , –– untuk meningkatkan kecepatan dengan untuk meningkatkan kecepatan dengan

cepat melewati frekuensi kritis shaft, cepat melewati frekuensi kritis shaft, –– untuk mencocokkan sinkronisasi frekuensi untuk mencocokkan sinkronisasi frekuensi

secara akurat sebelum terhubung dengan secara akurat sebelum terhubung dengan generatorgenerator

•• Ukuran akselerasi menunjukkan Ukuran akselerasi menunjukkan berapa cepat kecepatan naik atau berapa cepat kecepatan naik atau turunturun

•• Akselerasi dimonitor oleh operator Akselerasi dimonitor oleh operator selama turbin roll up.selama turbin roll up.

Rotor

Differential Expansion Differential Expansion MeasurementMeasurement

•• Differential expansion Differential expansion adalah ukuran perbedaan adalah ukuran perbedaan antara kenaikan termal antara kenaikan termal dari rotor dengan dari rotor dengan kenaikan termal dari case kenaikan termal dari case (casing). (casing).

•• Pengawasan differential Pengawasan differential expansion sangat penting expansion sangat penting selama turbin "cold" startselama turbin "cold" start--up. up.

Shell Expansion MeasurementShell Expansion Measurement

Pengukuran shell expansion menunjukkan Pengukuran shell expansion menunjukkan berapa besar ekspansi dari casing dari berapa besar ekspansi dari casing dari keadaan normalnya saat dipanaskan. keadaan normalnya saat dipanaskan.

Petunjuk perkembangan termal shell Petunjuk perkembangan termal shell secara berkelanjutan memberikan secara berkelanjutan memberikan pertimbangan pada operator untuk pertimbangan pada operator untuk mempertimbangkan dalam pemberian mempertimbangkan dalam pemberian beban.beban.

Valve Position MeasurementValve Position Measurement

•• Ukuran valve position menunjukkan Ukuran valve position menunjukkan berapa besar valve membuka dan berapa besar valve membuka dan menutupmenutup

•• Biasanya digunakan pada throttle valve. Biasanya digunakan pada throttle valve.

Temperature Measurement

Pengukuran temperatur digunakan untuk Pengukuran temperatur digunakan untuk mengetahui temperatur pada saat turbin mengetahui temperatur pada saat turbin beroperasi. beroperasi.

•• Temperatur yang dipantau meliputi Temperatur yang dipantau meliputi temperatur metal dan temperatur fluida.temperatur metal dan temperatur fluida.

Temperatur MetalTemperatur Metal

•• Pengukuran temperatur digunakan untuk Pengukuran temperatur digunakan untuk mengetahui temperatur bearing saat mengetahui temperatur bearing saat beroperasi. beroperasi.

•• Kenaikan temperatur pada bearing Kenaikan temperatur pada bearing berkaitan dengan pembebanan yang berkaitan dengan pembebanan yang berlebihan pada bearing, berlebihan pada bearing, clearanceclearance yang yang tidak cukup, atau misalignment. tidak cukup, atau misalignment.

Alat Deteksi

Dalam pengukuran bagian-bagian dari steam turbin membutuhkan peralatan atau instrumen sebagai sensor untuk menangkap perbedaan dan penyimpangan yang terjadi

• Eddy probe transducer• Thermocouple• RTD• Flowmeter• Pressure gauge

Alat DeteksiAlat DeteksiEddy Probe TransducerEddy Probe Transducer•• Bekerja berdasarkan prinsip Eddy Bekerja berdasarkan prinsip Eddy

CurrentCurrent•• Komponennya terdiri dari probe, Komponennya terdiri dari probe,

kabel dan penghasil arus kabel dan penghasil arus •• Ujungnya terbuat dari lilitanUjungnya terbuat dari lilitan•• Arus dialirkan menuju probe dan Arus dialirkan menuju probe dan

menghasilkan medan magnet menghasilkan medan magnet

Alat DeteksiAlat Deteksi

Penempatan Alat DeteksiPenempatan Alat Deteksi

Alat DeteksiAlat Deteksi

•• Menggunakan prinsip efek Menggunakan prinsip efek Seebeck untuk menghasilkan Seebeck untuk menghasilkan tegangantegangan

•• Tiap material akan Tiap material akan menghasilkan Seebeck menghasilkan Seebeck voltage yang berbeda voltage yang berbeda

Thermocouple

Alat DeteksiAlat Deteksi

ThermocoupleType

Conductors – Positive Conductors – Negative

B Platinum-30% rhodium Platinum-6% rhodium

E Nickel-chromium alloy Copper-nickel alloy

J Iron Copper-nickel alloy

K Nickel-chromium alloy Nickel-aluminum alloy

N Nickel-chromium-silicon alloy

Nickel-silicon-magnesium alloy

R Platinum-13% rhodium Platinum

S Platinum-10% rhodium Platinum

T Copper Copper-nickel alloy

Tipe Thermocouple

Alat DeteksiAlat Deteksi

•• RTD menggunakan prinsip kerja tahanan elektrik RTD menggunakan prinsip kerja tahanan elektrik yang berubah mengikuti temperatur dan yang berubah mengikuti temperatur dan membutuhkan sumber energi yang kecil untuk membutuhkan sumber energi yang kecil untuk mengoperasikannya.mengoperasikannya.

• RTD terdiri dari metal murni atau paduan

Resistance Temperature Detectors

•• Metal yang cocokMetal yang cocokuntuk RTD–– MurniMurni– Uniform quality– Stabil dalam temperatur

kerjanya

•• Perubahan tahanan Perubahan tahanan idealnya linier dengan idealnya linier dengan perubahanperubahan temperaturtemperatur

Alat DeteksiAlat Deteksi

FlowmeterFlowmeter

Skema InstrumenSkema Instrumen

LEGEND :

CE : Case ExpansionKØ : Speed dan Phase ReferenceTP1 : Thrust Position OneTP2 : Thrust Position TwoECC : EccentricityX : Radial Vibration, HorizontalY : Radial Vibration, VerticalVP : Valve PositionDE : Differential Expansion

Tabel Data LapanganTabel Data LapanganITEM Unit Normal

RangeAlarm Set Trip Set Data Lapangan

Steam Flow to Turbine T/H 0-238 75 – 154

Inlet Steam Temperature C 400-480 431 – 455

Inlet Steam Pressure KPa 5800-6500 5682 – 6190

Speed RPM 5910-6416 6598 5967 – 6059

Exhaust Steam Press KPa 470-600 >715 >753 526 – 579

Exhaust Steam Temp. C 208-350 >350 196 – 230

Lube Oil Supply Press KPa 140-230 <131 <102 173 – 176

Lube Oil Supply Temp C 40-51 >52 41.7 – 45

Turbine Thrust Bearing Temp C >120 85 – 93

Journal bearing Temp C >120 69 – 73

Axial Displacement Vibration (L) mmeter >0.5 >0.75 0.08 - 0.12

Axial Displacement Vibration (R) mmeter >0.5 >0.75 0.08 - 0.12

Casing/Rotor Diff. Expantion (L) mmeter <-1.5>+3.5 <-2.5>4.5 -0.2 – 0.12

Casing/Rotor Diff. Expantion (R) mmeter <-1.5>+3.5 <-2.5>4.5 -0.2 – 0.12