Turbin Uap

    BAB I  PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Turbin merupakan sebuah alat yang salah satunya digunakan untuk membangkitkan suatu energi. Di Indonesia telah tersebar berbagai macam turbin, mulai dari turbin gas, turbin air dan turbin uap. Turbin sangat membantu dalam kehidupan sehari-hari kita, salah satunya untuk memenuhi kebutuhan kita yang tidak lepas dari alat tersebut, yaitu listrik. Dengan turbin kita dapat melakukan kegiatan malam tanpa harus dalam kondisi gelap. Kegiatan malam akan berjalan lancar dengan adanya listrik yang tidak lepas dari turbin tersebut.

Semakin banyaknya turbin dan pesatnya perkembangan turbin tersebut, kini turbin tak asing lagi. Segala macam cara dilakukan untuk memodifikasi kembali turbin tersebut hanya untuk meningkatkan kenyamanan bagi pemakai, baik individu maupun kelompok. Terlebih lagi dengan adanya perkembangan teknologi saat ini, proses pemodifikasian turbin tersebut menjadi lebih mudah dilakukan.

Dengan adanya berbagi macam turbin tersebut yang telah tersebar hingga dipelosok Indonesia, maka kami berupaya untuk menulis sebuah makalah yang menyangkut permasalahan tersebut yaitu Turbin Uap.

B.     Tujuan

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :

1.      Dapat menentukan macam-macam turbin yang biasa dipakai sehari-hari.

2.      Mengidentifikasikan definisi dari turbin uap.

3.      Menentukan komponen-komponen dari turbin uap.

4.      Menjelaskan cara kerja dari turbin uap.

5.      Menentukan kegunaan dari turbin uap.

                                         

 C.    Ruang Lingkup

Ruang lingkup dari turbin uap ini ada berbagai macam, sesuai penggunaan dari turbin uap tersebut. Ruang lingkup yang saya dapat dari hasil penyusunan makalah ini adalah industri, karena industri merupakan tempat yang paling banyak menggunakan alat-alat yang berhubungan dengan turbin uap.

D.    Metode

Ada berbagai metode yang kami gunakan dalam penyusunan makalah ini, yaitu antara lain :

1.      Pengamatan

Informasi-informasi yang kami kumpulkan berasal dari hasil pengamatan-pengamatan yang kami lakukan yaitu dengan mengamati hal-hal yang berhubungan dengan turbin uap.

2.      Studi Pustaka

Selain dengan metode pengamatan terhadap turbin uap, kami juga mengumpulkan informasi-informasi melalui metode studi pustaka, yaitu dengan cara menggali informasi dari buku-buku serta media-media massa yang ada.

BAB II.    

MENGIDENTIFIKASIKAN TENTANG TURBIN UAP

A.    Definisi Turbin Uap

Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan elemen lain, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung dari jenis mekanisme yang digerakkan turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang industri, seperti untuk pembangkit listrik.

Turbin uap merupakan salah satu jenis mesin yang menggunakan metode external combustion engine (mesin pembakaran luar). Pemanasan fluida kerja (uap) dilakukan di luar sistem. Prinsip kerja dari suatu instalasi turbin uap secara umum adalah dimulai dari pemanasan air pada ketel uap. Uap air hasil pemanasan yang bertemperatur dan bertekanan tinggi selanjutnya digunakan untuk menggerakkan poros turbin. Uap yang keluar dari turbin selanjutnya dapat dipanaskan kembali atau langsung disalurkan ke kondensor untuk didinginkan. Pada kondensor uap berubah kembali menjadi air dengan tekanan dan temperatur yang telah menurun. Selanjutnya air tersebut dialirkan kembali ke ketal uap dengan bantuan pompa. Dari penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa turbin uap adalah mesin pembangkit yang bekerja dengan sistem siklus tertutup.

B.     Komponen-Komponen Turbin Uap

Secara umum komponen-komponen utama dari sebuah turbin uap adalah 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.

C.    Cara Kerja Turbin Uap

Secara singkat cara 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.

D.    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 :

1.       Klasifikasi Turbin berdasarkan Prinsip Kerjanya

a.       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.

q  Turbin satu tahap.

q  Turbin impuls gabungan.

q  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.

b.      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.      Klasifikasi turbin uap berdasarkan pada tingkat penurunan Tekanan Dalam Turbin

Ø  Turbin Tunggal ( Single Stage )

             Dengan kecepatan satu tingkat atau lebih turbin ini cocok untuk untuk daya kecil, misalnya penggerak kompresor, blower, dll.

Ø  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.

3.      Klasifikasi turbin berdasarkan Proses Penurunan Tekanan Uap

Ø    Turbin Kondensasi.

Tekanan keluar turbin kurang dari 1 atm dan dimasukkan kedalam kompresor.

Ø    Turbin Tekanan Lawan.

Apabila tekanan sisi keluar turbin masih besar dari  1 atm     sehingga masih dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin lain.

Ø  Turbin Ekstraksi.

Didalam turbin ini sebagian uap dalam turbin diekstraksi untuk roses pemanasan lain,  misalnya proses industri.

 

E.     Fungsi Turbin Uap

            Berfungsi untuk memutar generator, terdiri dari HP (high-pressure) turbine, IP (intermediate-pressure) turbine dan LP (low-pressure) turbine.Turbine & generator memiliki beberapa peralatan pendukung, yaitu lubricating oil system dan generator cooling system.

BAB III.   PENUTUP

A.    Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat kami ambil dari hasil penyusunan makalah ini adalah sebagai berikut :

                              Dalam kehidupan sehari-hari turbin uap telah digunakan untuk melakukan suatu pekerjaan khususnya dibidang industri.

                              Untuk menggunakan turbin uap dengan baik dan benar, maka kita harus mengetahui cara kerja dari turbin uap tersebut, agar kesalahan yang mungkin terjadi bias diminimalisir.

                              Turbin uap dapat diklasifikaasikan menjadi berbagai macam yaitu menurut prinsip kerjanya, menurut penurunan tekanan dalam turbin dan menurut penurunan tekanan uap.

                              Turbin uap harus digunakan sesuai dengan kegunaan turbin tersebut, dan tidak untuk digunakan yang tidak sesuai penggunaannya.Turbin uap merupakan buatan manusia, jadi alat tersebut ada kelebihan dan kekurangannya.

B.     Saran-saran

Dari hasil penyusunan makalah diatas maka penulis dapat memberikan saran sebagai berikut :

1.      Penulis sebaiknya menjelaskan secara rinci tentang komponen-komponen utama dari turbin uap, agar pembaca dapat secara jelas mengerti tentang komponen-komponen tersebut.

2.      Sebaiknya penyusun makalah melakukan metode wawancara langsung dengan pengguna turbin uap agar dapat mendapatkan penyusunan makalah yang sempurna.

3.      Mebangun kerja sama kelompok yang solid agar penyusunan makalah berjalan dengan lancar.