Session 10 Steam Turbine Instrumentation
Pendahuluan Pengoperasian turbin yang terus menerus dan kondisi yang abnormal mempengaruhi kondisi turbin. Instrumen dibutuhkan untuk memantau kondisi turbin dan membantu mendapatkan data yang berguna untuk proses operasional dan pemeliharaan
Fungsi Instrumen • Mendeteksi kondisi yang ada pada peralatan • Memastikan operasi pada batasan yang aman • Memberikan peringatan jika ada abnormalitas pada turbin
Kategori instrumen turbin uap • • • • •
Supervisory instrumentation Efficiency instrumentation Auxiliary system instrumentation Condition-monitoring instrumentation Instrumentation associated with protection and control equipment
Instrumen turbin uap Merupakan instrumen yang dibutuhkan untuk mengukur kondisi dari komponen yang berputar dan diam secara terus menerus. Instrumen ini mengukur :
Eccentricity
Differential expantion
Thrust Position
Valve position
Shaft Relative Vibration
Shell Expantion
Shaft Speed
Temperature
Eccentricity • Ukuran kelurusan memberikan besarnya lendutan yang terjadi pada rotor. • Pengukuran ini juga memberikan indikasi besarnya bengkok pada shaft. • Pengukuran kelurusan memberikan informasi untuk mempertimbangkan keadaan aman atau tidak untuk beroprasi.
Thrust Position • Ukuran ini menunjukkan posisi rotor (secara axial) • Tujuan utama dari pengukuran thrust position adalah untuk memonitor thrust bearing wear dan untuk memastikan ketahanan terhadap pergesaran secara ke arah axial.
OR
Shaft Relative Vibration • Intrumen ini mengukur gerakan dinamik (radial vibration) dari poros yang relatif terhadap rumah bearing (bearing housing). • Perhitungan ini memberikan indikasi awal terjadinya kerusakan. • Pengukuran getaran dapat dibuat horizontal atau vertikal terhadap shaft (X-Y).
Shaft Speed • Ukuran kecepatan putaran shaft dituliskan dalam revolutions per minute (rpm). • Saat start-up, – untuk meningkatkan kecepatan dengan cepat melewati frekuensi kritis shaft, – untuk mencocokkan sinkronisasi frekuensi secara akurat sebelum terhubung dengan generator
• Ukuran akselerasi menunjukkan berapa cepat kecepatan naik atau turun • Akselerasi dimonitor oleh operator selama turbin roll up.
Rotor
Differential Expansion Measurement • Differential expansion adalah ukuran perbedaan antara kenaikan termal dari rotor dengan kenaikan termal dari case (casing). • Pengawasan differential expansion sangat penting selama turbin "cold" startup.
Shell Expansion Measurement Pengukuran shell expansion menunjukkan berapa besar ekspansi dari casing dari keadaan normalnya saat dipanaskan. Petunjuk perkembangan termal shell secara berkelanjutan memberikan pertimbangan pada operator untuk mempertimbangkan dalam pemberian beban.
Valve Position Measurement • Ukuran valve position menunjukkan berapa besar valve membuka dan menutup • Biasanya digunakan pada throttle valve.
Temperature Measurement Pengukuran temperatur digunakan untuk mengetahui temperatur pada saat turbin beroperasi. • Temperatur yang dipantau meliputi temperatur metal dan temperatur fluida.
Temperatur Metal • Pengukuran temperatur digunakan untuk mengetahui temperatur bearing saat beroperasi. • Kenaikan temperatur pada bearing berkaitan dengan pembebanan yang berlebihan pada bearing, clearance yang 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 Deteksi Eddy Probe Transducer • Bekerja berdasarkan prinsip Eddy Current • Komponennya terdiri dari probe, kabel dan penghasil arus • Ujungnya terbuat dari lilitan • Arus dialirkan menuju probe dan menghasilkan medan magnet
Alat Deteksi Penempatan Alat Deteksi
Alat Deteksi Thermocouple
• Menggunakan prinsip efek Seebeck untuk menghasilkan tegangan • Tiap material akan menghasilkan Seebeck voltage yang berbeda
Alat Deteksi Tipe Thermocouple Thermocouple Type
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
Alat Deteksi Resistance Temperature Detectors
• RTD menggunakan prinsip kerja tahanan elektrik yang berubah mengikuti temperatur dan membutuhkan sumber energi yang kecil untuk mengoperasikannya. • RTD terdiri dari metal murni atau paduan
Alat Deteksi • Metal yang cocok untuk RTD – Murni – Uniform quality – Stabil dalam temperatur kerjanya
• Perubahan tahanan idealnya linier dengan perubahan temperatur
Flowmeter
Skema Instrumen
LEGEND : CE KØ TP1 TP2 ECC X Y VP DE
: : : : : : : : :
Case Expansion Speed dan Phase Reference Thrust Position One Thrust Position Two Eccentricity Radial Vibration, Horizontal Radial Vibration, Vertical Valve Position Differential Expansion
Tabel Data Lapangan ITEM
Unit
Normal Range
T/H
0-238
75 – 154
C
400-480
431 – 455
Inlet Steam Pressure
KPa
5800-6500
5682 – 6190
Speed
RPM
5910-6416
Exhaust Steam Press
KPa
470-600
Exhaust Steam Temp.
C
208-350
Lube Oil Supply Press
KPa
140-230
<131
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
Steam Flow to Turbine Inlet Steam Temperature
Alarm Set
>715
Trip Set
Data Lapangan
6598
5967 – 6059
>753
526 – 579
>350
196 – 230
<102
173 – 176
