turbin gas electro diii

8/8/2019 Turbin Gas Electro Diii

1/73

TURBIN GAS ELECTRO DIII


2/73

SILABUS

Tujuan instruksi umum:

mampu menambah pemahaman tentang isi materi kuliah Pusatlistrik tenaga Gas dan PLTGU.

Topik:

- Penegtahuan instalasi pembangkit: instalasi bahan bakar, instalasiair pendingin, instalasi udara pengabut, instalasi pelumas, instalasiudara + udara pendingin, instalasi warning dan proteksi.

- Pengetahuan operasi: start PLTG, parallel generator, pemebebanangenerator, pengawasan waktu operasi.

- Pengetahuan pemeliharaan: pemeliharaan waktu operasi,

pemeliharaan waktu berhenti, combustion inspection, turbininspection, major inspection.

Metode Pengajaran : Kuliah, tanya jawab, Tugas.


3/73

TURBINGAS


4/73

PRINSIP DASAR


5/73


6/73

The CH-47 Chinook Engine


7/73


8/73

TURBIN GAS

Termasuk kedalam golongan mesin penggerak dengan pembakaran

didalam ( Internal Combustion Engine ).

Mempunyai bagian bagian utama: Kompressor, Ruang Bakar dan

Turbin


9/73

CARA KERJA TURBIN GAS

Udara atmosfir dihisap masuk dan dikompressi didalam kompressorsampai tekanan tertentu, kemudian dialirkan masuk kedalam ruangbakar.

Didalam ruang bakar, bahan bakar dibakar sehingga udara tadi

memuai dan keluar ruang bakar dengan kecepatan yang tinggi.

Udara / gas panas dengan kecepatan tinggi masuk kedalam turbin,sehingga mampu mendorong sudu sudu turbin untuk berputar.

Gas panas keluar turbin dibuang ke udara atau dimanfaatkan untukdiambil energinya guna membangkitkan uap atau lainnya.

Tenaga yang diperoleh didalam turbine sebagian besar digunakanuntuk memutar kompressor dan sisanya untuk memutar generatorlistrik atau peralatan lainnya.


10/73

KEUNTUNGAN

Ringan

Waktu start yang relatif singkat.

Tidak memerlukan air pendingin.

Masa Pembangunan yang pendek.

Murah

Dapat ditempatkan disegala lokasi.


11/73

KELEMAHAN

Effisiensi rendah.

Umurnya pendek.

Daya mampunya sangat dipengaruhi olehkondisi udara atmosfir.

Biaya pemeliharaan/Harga sparepartnya

mahal.


12/73

TEORI DASAR

Turbine gas sederhana mengikuti siklus Braytonsbb:

kompressi udara secara adiabatic / isentropis (

kalor tetap ) terjadi didalam kopressor. pemberian kalor pada tekanan tetap ( isobaris )

didalam ruang bakar.

expansi adiabatis / isentropis terjadi didalam

turbin. pembuangan kalor pada tekanan tetap ( isobaris )

terjadi dialam terbuka ( atmosfir).


13/73

DIAGRAM PV DAN TS


14/73

EFFISIENSI TURBIN GAS.

k

2

1

2

1

1k

p

p1

T

T1

!!


15/73

SIKLUS REGENERASI

Siklus ini diartikan sebagai usaha memanfaatkan gas panas keluar turbin yangsuhunya masih tinggi untuk digunakan sebagai pemanas udara keluar compressor

sebelum masuk ruang bakar. Dengan demikian jumlah bahan bakar yang diberikan

menjadi lebih sedikit untuk daya mampu yang sama, atau dengan kata lain effisiensi

turbin gas tersebut menjadi lebih baik. Proses penyerahan kalor dari gas panas keluar

turbin ke udara keluar compressor dapat dilihat pada digram TS dimana besarnyanilai kalor yang diserahkan merupakan luas bagian yang diarsir 03-03X- 07-07X.


16/73

SIKLUS INTERCOOLER

Siklus ini dimaksudkan sebagai uasaha untuk mengurangi besarnya energiyang diperlukan untuk mengkompressi udara. Kompressi udara berlangsung

secara bertingkat dimana udara keluar dari compressor tingkat pertama

didinginkan dulu sebelum masuk compressor berikutnya. Proses

pengurangan energi untuk kompressi dapat dilihat pada diagram TS dimana

besarnya energi yang bisa dihemat merupakan luas bagian yang ditutup oleh

garis 01-02-02C.


17/73

SIKLUS REHEAT

Didalam siklus ini turbinnya terdiri dari dua tingkat, yaitu tekanan tinggi dan

tekanan rendah. Gas panas keluar turbin tekanan tinggi yang mengandung

udara dalam jumlah besar diberi bahan bakar kembali sehingga menambah

besarnya intalpi gas panas tersebut dan dengan demikian akan mampu

memberikan daya yang lebih besar pada turbin tekanan rendahnya. Proses

expansi gas panas didalam turbin dan pemberian bahan bakar kembali dapat

dilihat pada digram TS yaitu berupa garis 04-05-05R-06-0e


18/73

SKLUS PRECOOLING

Siklus ini didasari atas sifat udarayang akan mempunyai kerapatanlebih tinggi pada suhu yang rendahdibanding pada suhu yang tinggi.Dengan demikian akan menambahjumlah udara yang masuk kedalam

compressor dan dengan sendirinyaakan menambah besarnya dayamampu turbin gas tersebut. Padalokasi dengan kelembaban yangrendah proses pendinginansemacam ini dapat dilakukandengan menginjeksikan kabut air kesisi masuk compressor, namun

teknik ini akan terbatas padabesarnya selisih suhu dry bulbdan wet bulb udaranya.

Pendinginan dengan menggunakan teknik pendinginan ( chiller ) juga dapatdilakukan, namun secara keseluruhan hanya akan menjadi effisien apabilaenergi yang digunakan untuk mendinginkan menggunakan kalor yang keluardari gas panas keluar turbin.


19/73

SKLUS GABUNGAN

Dari beberapa modifikasi siklus Brayton yang telah dikemukakan diatas apa

yang telah dikemukakan diatas tanpa melibatkan jenis siklus yang lain

secara skematis dapat dilihat dalam gb 2.12 dan proses yang terjadi dapat

dilihat didalam diagram TS gb 2.12b. Dengan siklus ini diharapkan effisiensi

yang rendah yang dimiliki turbin gas dapat diperbaiki.


20/73

COMBINED CYCLE

Siklus gabungan antara siklus turbin gas atau siklus Brayton dengan siklus

turbin uap atau siklus Rankine dikenal dengan siklus kombinasi

Didalam siklus ini gas bekas keluar turbin gas yang suhunya masih tinggidimanfaatkan lagi untuk membangkitkan uap didalam pembangkit uap yang

dikenal dengan nama Heat Recovery Steam Generator yang disingkat HRSG.

Uap yang diperoleh digunakan untuk menggerakkan turbin guna menghasilkan

tenaga untuk menggerakkan generator listrik atau peralatan lainnya.

Selanjutnya uap bekas keluar turbin diembunkan didalam kondensor dan

dipompakan kembali kedalam HRSG. Untuk menambah effektivitaspenyerapan kalor didalam HRSG tekanan uap dibuat bertingkat


21/73


22/73

BAGIAN UTAMA TURBIN GAS

Kompressor

Ruang bakar ( combustion Chamber )

Turbin


23/73

KOMPRESSOR

Pada sisi masuk kompressor, udara mempunyai tekanan dan kecepatan yang

rendah dan volume yang besar, sedang pada sisi keluar kompressor, udara

mempunyai tekanan dan kecepatan yang tinggi dengan volume yang kecil.


24/73

INLET GUIDE VANE & STATOR VANE

Inlet Guide Vane berfungsi untuk

mengatur jumlah udara yang ma

suk kedalam kompressor. Pada

waktu start dimana kecepatan ro

tor masih rendah, posisi IGV menutup untuk memperkecil kerja kom

pressor, sedang pada waktu opera

si normal posisi IGV menyesua

ikan dengan besarnya beban TG.

Stator Vane umumnya terpasang

tetap ( fixed ). Namun untuk mesinpesawat oleh karena putarannya

berubah ubah, dibuat variable

dapat bergerak seirama dengan

gerakan IGV


25/73

STALL & SURGE


26/73

KARAKTERISTIKKOMPRESSOR

ubungan antara perbandingan tekanan dan aliran udara harus berada

dibawah surge line, untuk menghindari terjadinya kondisi aliran udara

yang tidak stabil yang dapat mematahkan sudu kompressor. Pada waktu

start dimana tekanan akan terbentuk terlebih dahulu daripada aliran,

maka untuk menghindari surge, ditempatkan saluran pembuangan (

extraction / bleed ) pada tingkat2 tertentu sudu kompressor.


27/73

COMPRESSOR ROTOR & STATOR


28/73

KOMPRESSOR SPINDLE


29/73

COMBUSTION CHAMBER

Combustion Chamber ( ruang bakar ), berfungsi untuk membakar bahan bakar dan

mancampur gas hasil pembakaran dengan udara dari kompressor, untuk selanjutnya

diteruskan keturbin dengan suhu yang masih dapat ditahan oleh material turbin. Ada tiga

type combustion chamber yaitu: multiple chamber, annular chamber dan multiple annular

chamber.

Didalam combustion chamber terdapat:

Combustion liner sebagai tempat bercampurnya bahan bakar dan udara, terjadinya

pembakaran dan bercampurnya gas hasil pembakaran dan udara pendingin dari

kompressor.

Busi untuk penyalaan awal,

pelihat nyala api ( flame detector ) untuk mengetahui adanya nyala api.

Cross flame tube ( untuk multiple chamber) untuk mentransfer nyala api keruang

bakar sebelahnya.


30/73

MULTIPLE & MULTIPLE-ANNULAR

COMB CHAMBER


31/73

ANNULAR COMB CHAMBER


32/73

COMBUSTOR

Udara dari kompressor 18% digunakan untuk pembakaran, 72% untuk

menurunkan suhu nyala api ( dilution ), dan 10% untuk pelapisan dinding

agar api tidak menyentuh dinding liner. Perbandingan udara dan bahan

bakar untuk dicapainya pembakaran sempurna adalah 15:1 dalam berat.


33/73

COMBUSTOR ARRANGEMENT


34/73

TURBINE


35/73

35

Kecepatan gas panas keluar nozzle

C1= 196,2m/det, maka besarnya

gaya dorong

P1=m(C1- C2)= 1/9,81(196,20)=20kg.

P2= 1/9,81(196,2+196,2)=40kg

P3=1/9,81(196,2cos300+196,2

cos300)=34,7kg.

Kecepatan relatif gas panas membentur

sudu. Oleh karena sudu bergerak maka

w1=C

1-U, dan jika U=98,1m/det maka

gaya dorong

P1= 1/9,81(196,2-98,1)=10kg

P2= 2/9,81(196,2-98,1)=20kg)

P3= 2/9,81(196,2cos300 - 98,1cos300)

=17,35kg.

PRINSIP KERJA TURBIN


36/73

36

IMPULSE & REAKSI

Impulse Reaksi


37/73

37

BENTUK SUDU TURBIN

a)Tingkat impulse b) tingkat reaksi c) tingkat kecepatan d) tingkat reaksi


38/73

TURBINE NOZZLE COOLING


39/73

TURBINE BLADE COOLING


40/73

TURBINE COOLING


41/73

ROTOR TURBIN W501D5A


42/73

GAS TURBINE LM 2500 ASSEMBLY


43/73

BEARING LM2500


44/73

GAS TURBINE W501D5A

PLANT


45/73

FAKTORFAKTOR YANG MEM-

PENGARUHI DAYA MAMPU

& HEAT RATE

Tekanan masuk kompressor

Posisi IGV

Kekotoran didalam kompressor Tekanan keluar turbin

Suhu masuk kompressor.

Kelembaban udara masuk kompressor.

Injeksi uap / air kedalam combustor Nilai kalor bahan bakar.


46/73

KELENGKAPAN TG

Sistim Start.

S

istim minyak control. Sistim Udara Turbin.

Combustion Turbin.

Generator.

Sistim Control.

Sistim Bahan Bakar Gas.

Sistim Pelumas.

Sistim Distribusi Listrik.Sistim Pendingin Udara dan

Ventilasi.

Sistim Pemadam Kebakaran.

Sistim PencucianCompressor.


47/73

PERFORMANCE.


48/73

ELEVATION CORRECTION

Elevasi atau ketinggian

tempat akan berpengaruh

terhadap tekanan udara

atmosfir yang merupakantekanan udara masuk

kompressor. Karenanya

tekanan keluar

kompressor juga akan

mengalami penurunan,

sehingga daya mampu

turbin gas juga a-kan

mengalami penurunan.


49/73

TEMPERATURE CORRECTION

Suhu udaramempengaruhi kerapatan

udara, makin tinggi

suhunya semakin rendah

kerapatannyaKerapatan udara akan

mempengaruhi jumlah massa

udara yang terhisap masuk

kedalam compressor,

sehingga jumlah gas panas

yang mendorong turbin jugaberkurang. Akibatnya daya

mampu turbin gas tersebut

menjadi menurun


50/73

INLET LOSS CORRECTION

Hambatan yang terjadi

pada laluan udara masuk

kompres-sor akan

menurunkan tekan-anudara disisi masuk, turun-

nya jumlah udara yang

dihi-sap dan turunnya

tekanan keluar

kompressor. Selanjut-nya

mengakibatkan turunnyaoutput/power, turunnya

aliran gas keluar turbin dan

bertanbahnya heat rate.


51/73

EXHAUST LOSS CORRECTION

Hambatan yang

terjadi pada laluan

gas keluar turbin

akan mening-katkantekanan gas disisi

keluar turbin dan

menurunkan heat

drop didalam turbin.

Selanjutnyamengaki-batkan

turunnya out-

put/power, dan ber-

tambahnya heat rate.


52/73

RELATIVE HUMIDITY CORRECTION

Udara lembab adalah udara

yang mengandung uap air.

Semakin tinggi kelembaban

berarti semakin tinggi

kandungan uap air didalam

udara.Kelembaban ini mempunyai

pengaruh buruk terhadap

heat rate maupun power

output wa-lupun dalam

prosentase yang kecil.

Sebaliknya pada kondisi

udara dengan kelembaban

yang ren-dah pemberian

kabut air keda-lamnya

dapat menurunkan suhu

udara sebesar selisih suhu

dry dan wet bulb nya.


53/73

PENDINGINAN UDARA MASUK


54/73

Water injection correction

Injeksi air kedalam

combustor akan

menambah besarnya fluida

yang menggerakkan turbin.

Karena itu power output

turbin menjadi sema-kin

tinggi dengan bertambah

besar-nya injeksi air.

Sedang heat ratenyamengalami peningkatan

atau ber-tambah buruk

karena sebagian pa-nas

dari bahan bakar

digunakan untuk


55/73

STEAM INJECTION CORRECTION

Injeksi uap kedalam

com-bustor akan

menambah besarnya

fluida yang meng-gerakkan turbin. Karena

itu power output turbin

menja-di semakin tinggi

dengan bertambah

besarnya injeksi uap.

Sedang heat ratenya

mengalami pernurunan

atau lebih baik.


56/73

IGV OPENING CORRECTION FOR

EXHAUST FLOW

Untuk mendapatkan suhu

pembakaran yang konstan

pada setiap pembebanan

maka diperlukan

pengaturan jumlah udara

yang masuk kedalam

kompressor. Pengaturan ini

dilakukan dengan mengatur

besarnya pembukaan IGV.

Besarnya pembukaan IGV

ini berpengaruh terhadap

aliran dan suhu gas panas

keluar turbin.


57/73

IGV CORRECTION FOR FUEL FLOW

Besarnya pembukaan IGV

juga berpengaruh terhadap

aliran bahan bakar yang

masuk kedalam combustor.


58/73

KELENGKAPAN PLTG

Sistim bahan bakar cair /gas.

Sistim pelumas.

Sistim distribusi listrik.

Sistim pemadam kebakaran.

Sistim pencucian compressor. Sistim start..

Sistim udara turbin.

Generator.

Sistim control.


59/73

SISTIM TRANSFER BAHAN BAKAR CAIR

SISTIM BAHAN BAKAR CAIR


60/73

SISTIM BAHAN BAKAR CAIR

SISTIM UDARA PENGABUT


61/73

S S UD G U

SISTIM PELUMAS


62/73

SISTIM SUPPLY HIDROLIK


63/73


64/73

SISTIM KONTROL HIDROLIK



65/73


SISTIM AIR PENDINGIN


66/73




67/73

SISTIM PENCUCI KOMPRESSOR


68/73

SISTIM PENCUCI KOMPRESSOR


69/73

SISTIM PEMADAM KEBAKARAN


70/73

SISTIM PEMADAM KEBAKARAN

SISTIM UDARA PENDINGINDAN PERAPAT


71/73


72/73

SISTIM PERALATAN START

SISTIM VENTILASI


73/73

turbin gas electro diii

Documents