sistem proteksi turbin
DESCRIPTION
PLTUTRANSCRIPT
Sistem Proteksi Pada Turbin Uap Studi pada PLTU Gresik Unit 3 dan 4
Oleh
Yuliandra S Nurdin ST MT
PLN Puslitbang
Kesalahan dan kondisi tidak normal pada turbin dapat
menyebabkan kerusakan pada plant ataupun komponen
lain dari pembangkit.
Sehingga dibutuhkan sistem pengaman untuk menjaga
sistem dari kerusakan dan kondisi tidak normal
Pendahuluan
Kesalahan dan kondisi tidak normal pada turbin dapat
menyebabkan kerusakan pada plant ataupun komponen
lain dari pembangkit.
Sistem Proteksi harus dapat beroperasi dengan stabil.
Kerusakan yang tidak dapat ditangani oleh sistem
proteksi utama harus didukung oleh sistem proteksi
tambahan (secondary protection).
Syarat Sistem Proteksi
Loss of lubricating oil.
Tidak adanya lubrikasi akan menyebabkan kehausan pada bearing.
High turbine exhaust pressure (Low condenser vacuum)
Trip akan terjadi jika adanya deteksi terjadinya low vacuum dan terjadinya
mechanical action yang menyebabkan emergency valve bekerja.
LP exhaust steam temperature high Temperatur exhaust steam menjadi indikasi spray water system. Spray water bertindak
sebagai sarana proteksi apabila temperatur keluar LP turbin high.
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.
Over Speed 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.
Gangguan Pada Turbin
Skema Pelumasan Turbin
Main Oil pump Pressure
Oil Cooler
DC motor boost Oil pump
Oil turbine AC motor
pump Oil pump
Oil Tank
G
Regulating
Turbine
boost
Oli digunakan untuk mendinginkan bearing dan melumasi bearing pada turbin dan generator. Tidak adanya lubrikasi akan menyebabkan kehausan pada bearing.
Loss of lubricating oil.
Skema low condenser vacuum & LP
exhaust steam temperature high
Steam Set point
Stop valve Governor valve
Temperature &
Pressure Control
Actuator
Actuator
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
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
mampu 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
Trip valve
Power Supply St Power Supply
Steam Turbine
Power Source
RPM
Alarm
Os Logic
Speed sensor A
B
eam
RPM
Alarm
Os Logic
Solenoid
Valve Solenoid
Valve
Overspeed
Mechanical Overspeed
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.
Prinsip Kerja ESV ;
The emergency stop valve is a single seat valve
with integral pilot valve. Steam enters via the
inlet of the valve casing (2) and remains above
the valve cone (7) when the stop valve is closed.
A pilot valve, integral with the valve spindle (6) is
provided for relieving, thereby reducing the force
necessary for opening. The valve cone (7) slides
in the bushing of the valve cover (4) and has a
bead on the back which lies against the base
bushing (5) and provides additional sealing at
this point when the valve is fully open. Valve
spindle is secured against rotation. Metal
packing bushes (3) seal the valve spindle.
Emergency Stop Valve
ESV terdiri dari single seat valve
yang terintegrasi dengan pilot
valve. Uap (steam) masuk ke valve
casing (2).
Prinsip Kerja ESV di PLTU Gresik
?
Kegunaan utama ESV;
1) Menutup dengan cepat aliran uap
saat terjadi emergency trip.
2) Menghentikan suplai uap saat
shutdown.
Actuator merupakan alat berfungsi untuk mengubah sinyal listrik dari
sistem kontrol menjadi gerak mekanik.
Dalam hal ini steam turbine actuator bertindak sebagai penggerak
valve.
Jenis Actuator : Hydraulic fluid actuator Menggunakan kontrol hidrolik untuk mengaktifkan mekanisme valve.
Pneumatic actuator Bekerja dengan meniupkan udara bertekanan pada sistem valve.
Electric actuator Menggunakan kontrol electric untuk mengaktifkan mekanisme valve.
Electrohydraulic actuator Kombinasi kontrol electrik dan hidrolik, menggunakan motor pompa untuk
memompakan oli ke piston dan mengasilkan gaya keluaran.
Actuator
Hydraulic Fluid Actuator
Turbin uap kapasitas medium dan besar umumnya menggunakan kontrol
hidrolik untuk mengaktifkan mekanisme valve.
Sistem hidrolik biasanya memiliki reservoir dan pompa yang
independen. untuk menyediakan aliran fluida yang seketika saat terjadi
perubahan pada beban. Gas-charged accumulators digunakan
Gangguan 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.
Pneumatic actuator
Bekerja dengan meniupkan udara bertekanan pada sistem valve.
Beberapa jenis pneumatic actuator yaitu:
• Diaphragm actuators
• Piston actuators,
Electric actuators
Dapat bekerja di berbagai situasi
Biasanya terdiri dari motor dan gear train
Dapat menghasikan torsi dengan rentang yang
besar.
Electrohydraulic actuator
Menggunakan motor pompa
untuk memompakan oli ke piston dan
mengasilkan gaya keluaran.