Session 11 Steam Turbine Protection
Pendahuluan Kesalahan dan kondisi tidak normal pada turbin dapat menyebabkan kerusakan pada plant ataupun komponen lain dari pembangkit. Dibutuhkan sistem pengaman untuk menjaga sistem dari kerusakan dan kondisi tidak normal
Syarat sistem proteksi • Kesalahan dan kerusakan pada item pembangkit harus dapat diputus dengan segera. • Sistem proteksi harus dapat beroperasi dengan stabil. • Kerusakan yang tidak dapat ditangani oleh sistem proteksi utama harus didukung oleh sistem proteksi tambahan (secondary protection)
Governor Valve GV mengontrol aliran uap yang masuk ke turbin
Emergency Stop Valve Kegunaan utama ESV; 1. Menutup dengan cepat aliran uap saat terjadi emergency trip. 2. Menghentikan suplai uap saat shutdown.
Actuator Actuator merupakan alat yang mengubah sinyal listrik dari sistem kontrol menjadi gerak mekanik. Dalam hal steam turbine actuator bertindak sebagai penggerak valve. Jenis Actuator: – – – –
Hydraulic fluid actuator Pneumatic actuator Electric actuator Electrohydraulic actuator
Actuator Hydraulic Fluid Actuator Turbin medium dan besar menggunakan kontrol hidrolik untuk mengaktifkan mekanisme valve Sistem hidrolik biasanya memiliki reservoir dan pompa yang independen. Gas-charged accumulators digunakan untuk menyediakan aliran fluida yang seketika saat terjadi perubahan pada beban. Bencana dapat terjadi jika kualitas minyak hidrolik tidak dijaga, untuk itu minyak.hidrolik harus memiliki kriteria umum berikut: – – – –
Terjaga kebersihannya. Fire-resistant fluids (FRF). Mampu melewati pipa-pipa kecil pada valve relai. Memiliki pompa backup.
Actuator Pneumatic actuator • Bekerja dengan meniupkan udara bertekanan pada sistem valve. • Beberapa jenis pneumatic actuator yaitu: • •
Diaphragm actuators Piston actuators,
Actuator Electric actuators • Dapat bekerja di berbagai situasi • Biasanya terdiri dari motor dan gear train • Dapat menghasikan torsi dengan rentang yang besar.
Actuator Electrohydraulic actuator • Menggunakan motor pompa untuk memompakan oli ke piston dan mengasilkan gaya keluaran.
Gangguan Pada Turbin • Loss of lubricating oil • High turbine exhaust pressure (Low condenser vacuum) • LP exhaust steam temperature high • Loss of electric energy in Governor • Overspeed trip
Gangguan Pada Turbin Loss of Lubrication Oli digunakan untuk mendinginkan bearing dan melumasi bearing pada turbin dan generator. Tidak adanya lubrikasi akan menyebabkan kehausan pada bearing.
Skema Pelumasan Turbin
G
Main Oil pump
Pressure Regulating
Turbine boost Oil Cooler
Oil turbine boost pump
Oil Tank
AC motor Oil pump
DC motor Oil pump
Gangguan Pada Turbin High turbine exhaust pressure (Low condenser vacuum) Jika tekanan keluar turbin tinggi blade tingkat akhir pada low pressure turbine akan terjadi overheating dan dapat terjadi kerusakan Trip akan terjadi jika adanya deteksi terjadinya low vacuum dan terjadinya mechanical action yang menyebabkan emergency valve bekerja
Gangguan Pada Turbin LP exhaust steam temperature high Jika vakum rendah dan spray water system akan digunakan untuk menjaga blade turbin agar tetap dingin. Temperatur exhaust steam menjadi indikasi spray water system. Spray water bertindak sebagai sarana proteksi.
Skema low condenser vacuum & LP exhaust steam temperature high Actuator Actuator
Steam
Set point
Stop valve
Governor valve
Temperature & Pressure Control
Gangguan Pada Turbin Loss of electric energy in governor • Governor ini biasanya menggunakan penggerak listrik atau elektronik. • Kegagalan operasi governor akan memberikan sinyal trip dan sistem proteksi berfungsi.
Gangguan Pada Turbin Overspeed Turbin akan overspeed ketika torsi yang dihasilkan oleh aliran steam lebih besar dari torsi lawan yang dihasilkan beban. Gaya yang dihasilkan melebihi dari disain motor jika diteruskan akan melebihi yield point material akibatnya rotor akan rusak
Fcf = m ω2 r
Gangguan Pada Turbin Overspeed • Kemungkinan terjadinya overspeed – Pada saat run up – Ketika unit tiba-tiba diputus dari beban
• Kemungkinan overspeed dapat dikurangi secara normal dengan koordinasi ketika pembukaan circuit breaker dan penutupan steam valve
• Sistem proteksi berfungsi untuk menjaga kecepatan turbin agar tidak melebihi kecepatan maksimum yang mempu ditahan oleh unit.
Waktu Respon overspeed protection
Overspeed trip harus diatur sebisa mungkin jauh dibawah kecepatan maksimum untuk memberikan waktu respon yang memadai pada sistem proteksi.
Overspeed Protection Electro Hydraulic
Hydraulic trip header solenoid
Solenoid Valve
Solenoid Valve
RPM
RPM
Trip valve
Steam
Power Supply
Alarm Os Logic
Alarm
Power Supply
Os Logic
Steam Turbine Speed sensor
A
B
Power Source
Overspeed Protection Mechanical Overspeed
