Turbin Supervisory

Turbin Supervisory

1. Differential Expansion (Perbedaan Pemuaian)

Fungsi

Didalam turbin, rotor yang dipasang didalam silinder dilengkapi bantalan aksial (thrust bearing), untuk mendekteksi perbedaan pemuain antara rotor dengan casing. Lokasi dimana bantalan aksial dipasang, dianggap sebagai titik referensi (tetap) rotor Pemuaian poros maupun casing diukur dari titik ini. Karena turbin sering mangalami fluktuasi temperatur, maka rotor dan casing akan memuai dan menyusut pada kecepatan yang berbeda disebabkan oleh perbedaan massa, konfigurasi dan temperaturnya. Ini menyebabkan panjang relatifnya menjadi bervariasi.

Oleh karena itu perbedaan pemuaiannya (differential expantion) juga dinaikan. Pemasangan ditektor untuk mengukur parameter penting turbin diperhatikan dalam gambar 1. Sedangkan gambar 2 memperlihatkan arah pemuaian antara rotor dan casing.

Gambar 1. Penempatan Detektor untuk Parameter Turbin

Gambar 2. Arah Pemuaian di Turbin

Pembacaan

Indikator differential expantion silinder diletakkan didepan silinder dan memberikan indikasi perbedaan panjang rotor dengan casing. Indikator differential expantion IP terpasang dibelakang silinder LP dan memberikan indikasi perbedaan panjang rotor IP dengan casing.

Interpretasi pada indikasi differential expantion tergantung pada skala yang dipakai oleh pabrik turbin. pada beberapa turbin, bila rotor memuai lebih dari pada casingnya maka indikator bergerak kearah negatif (pembaca akan menjadi lebih negatif atau berkurang positifnya). Sedangkan pada turbin yang lain pembacaannya akan bergerak kearah positif (menjadi lebih positif atau berkurang negatif).

2. Eccentricity

Fungsi

Pada sebuah turbin rotor secara radial dipasang didalam casing dan di ikat dengan bantalan journal. Setiap gerakkan radial yang terus menerus pada poros, yang disebabkan oleh bergeraknya bantalan atau bengkoknya poros, dikenal sebagai eccentricity (eksentrisitas).

Eksentrisitas adalah pergeseran pusat geometri dari poros yang berputar terhadap pusat rotasi imajinernya. Eccentricity meter mengukur besarnya pergeseran pusat geometri dari poros atau pelendutan (pembengkokan) poros. 

Gambar 3. Posisi dari Eccentricity

Detektor eksentrisitas biasanya dipasang pada ujung depan dari masing-masing rotor. Suatu poros yang diam jelas akan menampilkan eksentrisitas nol tetapi selama diam tersebut panas akan naik dan seperti yang telah dijelaskan dimuka sehingga menyebabkan rotor menjadi bengkok.

Pembacaan

Bila mesin tersebut sekarang diputar oleh turning gear, maka pembengkokan sementara tersebut ditunjukan oleh eksentrisitas yang relatif tinggi, tergantung pada temperatur rotor atau casing dan lamanya diam. Begitu pemutaran poros berlangsung, temperatur rotor akan merata dan eksentrisitasnya lambat laun akan turun ke harga normalnya, hal ini tergantung pada besarnya pembengkokan permanen pada poros.

Batasan eksentrisitas telah ditentukan oleh pabrik turbin. Jadi apabila turbin beroperasi secara kontinyu diluar harga tersebut, dapat mengakibatkan kerusakan mesin. Gambar 3 menunjukkan posisi poros tunggal pada bantalan; sistem tersebut akan menjadi lebih rumit bila terdiri sampai lima poros dihubungkan secara bersamaan.

3. Vibrasi (Getaran)

Terjadinya Vibrasi

Rotor dan casing dipasang secara tetap pada pondasinya melalui bantalan. Bila ada ketidak seimbangan atau eksentrisitas akan timbul getaran. Getaran juga dapat timbul dari faktor lain seperti bantalan yang sudah longgar atau rotor yang tidak balance. Getaran adalah gerakan bolak balik relatif terhadap posisi semula (kondisi stationer/diam). Getaran hampir selalu terjadi pada semua komponen mesin, getaran dinyatakan dalam berbagai besaran. Vibrasi meter mengukur besarnya getaran yang terjadi pada setiap bantalan.

Besaran yang dipergunakan biasanya adalah displacement, kecepatan (velocity), percepatan (acceration). Besarnya getaran pada turbin harus dipantau dan tidak boleh melampaui batas yang telah ditentukan, getaran yang tinggi melebihi batas akan menyebabkan rotor dan casing bersentuhan (gesekan) sehingga dapat merusak.

Pada saat start turbin kemungkinan timbul getaran tinggi akibat dari perubahan temperatur dan perubahan putaran, oleh karena itu pada saat start pemantauan getaran harus mendapat diperhatikan terus.

4. Stres Termal (Thermal Stress)

Fungsi

Stres termal merupakan fungsi dari perbedaan temperatur (t) pada suatu logam. Makin besar perbedaan temperatur makin besar stres harus ditanggung oleh logam tersebut.

Dalam kondisi yang ekstrim, stres yang berlebihan dapat mengakibatkan keretakan pada logam. Perbedaan temperatur dapat disebabkan oleh kenaikan temperatur yang terlalu cepat atau proses pemanasan yang tidak merata. Karena itu pada saat start turbin dari keadaan dingin, ada tahapan dimana turbin ditahan pada putaran tertentu dalam jangka tertentu.

Ini dimaksudkan untuk memberi kesempatan pemerataan pemanasan (heat soak) untuk mencegah perbedaan temperatur yang berlebihan. Turbin-turbin modern biasanya dilengkapi dengan peralatan instrumen untuk mendeteksi tingkat stres (stres level) yang terjadi.

Pembacaan

Bila tingkat stres melebihi batas yang telah ditentukan alarm akan berbunyi sebagai peringatan. Dalam keadaan start turbin yang dilakukan secara otomatis (automatic turbin start up), tingkat stres yang berlebihan akan memberikan signal komando (otomatis) sehingga kenaikkan putaran turbin tidak berlanjut untuk sementara (hold).

Batasan besarnya termal stress ditentukan oleh pabrik pembuat mesin, sebagai contoh turbin Mitsubishi menentukan 40 0C sebagai batas alarm stress tinggi. Hal ini berlangsung sampai tingkat stres turun dan berada dalam batas yang diijinkan.