Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan

BAB IVSISTEM PELUMASAN TURBIN GAS

4.1 Prinsip Pelumasan4.1.1 Gesekan dan KeausanGesekan adalah suatu gaya yang bekerja pada bidang kontak diantara dua permukaan benda yang secara relatif sesamanya dan gaya ini cenderung menghambat.Secara umum, gesekan ada 2 macam yaitu : Gesekan statik adalah gesekan yang terjadi pada bidang kontak diantara dua benda yang cukup besar untuk mencegah terjadinya gerakan.Contoh gesekan statik adalah gesekan antara mur dan baut. Gesekan kinetik adalah gesekan yang terjadi pada bidang kontak diantara dua benda yang saling bergerak secara relatif sesamanya.Contoh gesekan kinetik adalah gesekan antara permukaan bantalan dengan permukaan poros turbin.Akibat adanya gesekan ini, terjadi pengikisan material pada bidang kontak antara dua permukaan tersebut, pengikisan ini disebut keausan.

4.1.2 Fungsi PelumasanKeausan akibat gesekan dapat dikurangi dengan cara mencegah terjadinya kontak langsung antara dua permukaan benda yang saling bersinggungan seperti poros dengan bantalan.Untuk mengurangi singgungan langsung ini, dapat dilakukan dengan memberikan pelumasan. Pelumas akan menjadi media pemisah antara dua permukaan, sehingga tidak terjadi kontak langsung. Secara umum, prinsip pelumasan dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu : Pelumasan Batas adalah pelumas dimana kedua permukaan benda hanya dipisahkan oleh selapis pelumas yang sangat tipis sehingga pada beberapa lokasi masih terjadi kontak langsung antara kedua permukaan tersebut. Pelumasan Film adalah pelumasan dimana kedua permukaan benda dipisahkan oleh lapisan yang cukup (film) sehingga tidak terjadi kontak langsung antara kedua permukaan.Prinsip pelumasan yang baik adalah pelumasan film. Jadi fungsi utama pelumasan adalah untuk mengurangi gesekan. Selain fungsi utama tersebut, pelumasan juga mempunyai fungsi lain seperti : Sebagai pendingin Gesekan akan menimbulkan panas. Panas yang berlebihan dapat merusak komponen. Pelumas akan menyerap sebagian panas yang timbul sehingga panas yang berlebihan dapat dihindari. Apabila panas yang timbul diperkirakan cukup besar, biasanya pelumas disirkulasikan melalui pendingin minyak. Untuk Mencegah dan Mengurangi Korosi Pelumas dapat mengurangi laju korosi dengan cara membentuk lapisan pelindung pada permukaan logam. Lapisan pelindung ini akan mencegah kontak langsung antara permukaan logam dengan zat penyebab korosi seperti asam dan sebagainya. Sebagai PerapatPelumas dapat membentuk perapat sehingga kotoran dari luar dapat dicegah agar tidak masuk ke dalam bidang kontak. Sebagai Peredam Beban KejutBeban kejut dapat terjadi pada banyak komponen mesin dimana dua permukaan kontak langsung seperti roda-roda gigi yang saling berhubungan dan berputar pada kecepatan tinggi. Pelumas akan memperkecil kejutan/benturan yang terjadi sehingga dapat meredam getaran dan mengurangi kebisingan.Pemilihan dan penggunaan pelumas banyak ditentukan oleh fungsi khusus yang diharapkan untuk dibutuhkan dan diperhatikan. Didalam penggunaannya, seperti melumasi bantalan, kendali terhadap gesekan merupakan hal yang sangat diharapkan. Pelumas memiliki beraneka ragam jenis yang tergantung kepada kemampuan bekerja pada berbagai fungsi yang telah dirancang untuk pelumas itu sendiri.Fungsi-fungsi tersebut tidak dapat dipisah-pisahkan, tetapi saling tergantung satu sama lain. Jika pelumas memberikan kinerja yang buruk dalam mengendalikan gesekan, maka akan memberikan gesekan yang akan menimbulkan panas yang tinggi.4.1.3 Karakteristik Minyak PelumasKarakteristik minyak pelumas merupakan gambaran dari sifat-sifat pelumas serta kemampuannya untuk melumasi. Di pasaran tersedia cukup banyak jenis minyak pelumas. Diantara sifat-sifat minyak pelumas yang penting adalah : Kadar Viskositas (Viscosity)Viskositas atau kekentalan merupakan suatu ukuran yang menyatakan besarnya tahanan cairan terhadap aliran. Dengan kata lain juga disebut sebagai kemampuan suatu cairan untuk mengalir. Viskositas cairan merupakan fungsi dari temperatur. Menurut SAE (Society of Automotive Engineers), kekentalan minyak pelumas dibedakan menurut nomor. Makin tinggi nomornya makin kental minyak pelumas tersebut.Contoh : Minyak pelumas SAE 30 lebih kental dari minyak pelumas SAE 10. Indeks Viskositas (Viscosity Index / VI)Merupakan ukuran dari laju perubahan viskositas minyak pelumas terhadap perubahan temperatur. Minyak pelumas yang viskositasnya berubah cukup banyak terhadap perubahan temperatur dikatakan memiliki indeks viskositas rendah dan sebaliknya. Indeks viskositas dinyatakan dengan angka dari 0 sampai 100.

Titik Tuang (Pour Point)Merupakan temperatur dimana minyak pelumas mulai menjadi kental dan tidak dapat mengalir. Minyak pelumas yang akan digunakan pada temperatur rendah harus memiliki titik tuang yang rendah. Titik Nyala (Flash Point)Merupakan temperatur terendah dimana uap minyak pelumas akan disambar api bila diberikan sumber panas tetapi pembakaran berhenti bila sumber panas dihilangkan. Titik Bakar (Fire Point)Merupakan temperatur dimana uap minyak/pelumas yang timbul akan terbakar dan akan terus menyala meskipun tidak diberikan sumber panas.

4.1.4 Bahan Tambah (Additive)Bahan tambah (Additive) adalah bahan lain yang dicampurkan minyak pelumas dengan maksud untuk memperbaiki sifat minyak pelumas. Jenis-jenis bahan tambah yang banyak dipakai adalah : Penurun titik tuang Bahan ini berfungsi untuk menurunkan titik tuang minyak pelumas. Dengan penambahan bahan ini minyak pelumas masih dapat mengalir pada temperatur yang lebih rendah. Anti Oksidasi (Oxidation Inhibitor)Bahan ini berfungsi untuk mencegah terjadinya oksidasi pada minyak pelumas. Oksidasi dapat mengakibatkan minyak pelumas menjadi asam.

Anti Busa (Anti Foam Agent)Bahan ini berfungsi untuk mencegah terjadinya busa dalam minyak pelumas. Pembentukan busa dapat mengakibatkan rusaknya lapisan film sehingga mengurangi fungsi pelumas. Pembersih (Detergent)Bahan ini berfungsi untuk mencegah terbentuknya endapan (deposit) atau kerak pada komponen-komponen mesin yang dilumasi. Perubahan Indeks Viskositas (Viscosity Index Improver) Bahan ini berfungsi merubah sensitivitas perubahan temperatur. Anti Karat dan Korosi (Rust and Corrosion Inhibitor) Bahan ini berfungsi membantu mencegah karat (korosi). Extreme Pressure Additive Bahan ini berfungsi untuk meningkatkan kemampuan minyak pelumas terhadap beban dan tekanan tinggi. Bahan Pengemulsi (Emulsifying Agent)Bahan ini berfungsi untuk menyelimuti air (emulsi) dalam minyak pelumas sehingga air tidak kontak langsung dengan logam yang dilumasi.

Bahan Pencegah Emulsi (Emulsion Breaker)Bahan ini berfungsi untuk mempermudah memisahkan air dengan minyak pelumas agar air dapat dibuang/dikeluarkan dari minyak.

4.2 Komponen Utama Sistem PelumasanSistem pelumasan turbin berfungsi sebagai pelumas dan juga sebagai media pendingin bearing-bearing seperti bearing turbin, kompresor dan generator, memberikan suplai minyak pelumas untuk power oil system dan suplai minyak pelumas untuk jacking oil system. Sistem pelumas didinginkan oleh air pendingin dari CWP (Cooling Water Pump), airnya diambil dari make-up waterKomponen-komponen utama dari sistem pelumasan turbin adalah sebagai berikut : Tangki penyimpan (Lube oil tank) Vapor extractor fans (2) Main Lube oil pumps (2) DC Emergency oil pump Rotor Barring oil pump Lube oil filter Pressure Accumulator Lube oil cooler Alat ukur (level, pressure, temperature)

4.3 Deskripsi Fungsional Main Lube dan Emergency Oil System Lube Oil Tank dan PeralatannyaVentilasi lube oil tank dilengkapi dengan filter dan orifice yang didesain agar pada saat proses pembuangan udara panas melalui vapor extractor dapat menghasilkan tekanan vacum tidak hanya di lube oil tank tetapi juga di return piping dari bearing ke tangki, sehingga dapat menjaga terjadinya kebocoran lube oil melalui bearing.

Gambar 4.1Lube Oil Tank Fan HeaterHeater berfungsi untuk mempertahankan temperatur lube oil 15-22 0C pada saat GT tidak beroperasi. Selama periode standby, kekentalan minyak pelumas dipertahankan pada viskositas yang layak untuk start turbin oleh heater (pemanas) yang dipasang dalam bak minyak, dan mengontrol heater untuk mempertahankan suhu minyak tersebut.

Exhaust Fan Oil Vapor1. Fungsi utama : membuang gas-gas yang tidak terpakai yang dibawa oleh minyak pelumas setelah melumasi bearing-bearing turbin, kompresor dan generator1. Fungsi lain : membuat vacum di lube oil tank yang tujuannya agar proses minyak kembali lebih cepat dan juga untuk menjaga kerapatan minyak pelumas di bearing-bearing (seal oil) sehingga tidak terjadi kebocoran minyak pelumas di sisi bearing. Main Lube Oil Pump dan Pressure AccumulatorAda 2 buah Main lube oil pump (motor AC) yang berfungsi untuk menjaga ketersediaan suplai minyak pelumas di lube oil system, dan dilengkapi dengan non return valve (check valve) untuk mengindari terjadinya aliran balik ke tangki melalui salah satu pompa stand by. Jika salah satu pompa gagal beroperasi maka pompa yang stand by akan otomatis beroperasi. Sistem ini dilengkapi pula dengan accumulator yang berfungsi untuk mempertahankan tekanan operasi lube oil system (menghindari denyutan tekanan pada saat change over pompa) Emergency Lube Oil Pump (DC)Jika terjadi kegagalan operasi pada main lube oil pump atau power system AC, maka tekanan lube oil akan drop dan GT trip, emergency pump akan otomatis beroperasi untuk menjamin tetap adanya pelumasan pada bearing pada saat rundown. Lube Oil Cooler dan Temperatur Control ValveLube Oil cooler berfungsi untuk menjaga agar temperatur lube oil tetap pada temperatur operasinya, dengan bantuan temperatur control valve. Minyak pelumas didinginkan oleh air dari sistem air pendingin yang disirkulasikan melalui pipa-pipa penukar panas. Twin FilterMain lube oil dilengkapi dengan 2 buah filter yang berfungsi untuk melakukan penyaringan kotoran yang terbawa pada saat proses pelumasan.

Gambar 4.2Diagram Skematik Lube Oil System

4.3.1 Aspek Operasi 1. Persiapan Pengoperasian0. Cooling water system sudah beroperasi (ada aliran air pendingin di lube oil cooler) 0. Level lube oil tank normal, temperatur >20 0C0. Breaker (AC/DC) lube oil pump siap (energize)0. Emergency (DC) pump dalam kondisi stand by. Start UpPada saat Start up (FG Lube Oil On), main lube oil pump 1 (tergantung pre-select pompa yang dipilih) akan beroperasi dan mensuplai minyak pelumas untuk main lube oil system. Vapor extractor fan segera beroperasi setelah FG Lube Oil Pump On.Pada saat tekanan operasi main lube oil system sudah tercapai maka Jacking Oil system (2 pompa) akan otomatis beroperasi untuk mengangkat shaft dan membuat lapisan oil film di sisi bearing, sehingga shaft dapat berputar dengan lancar. Jacking oil system akan off pada saat putaran turbin sudah mencapai 2700 rpm. Normal OperasiPada saat normal operasi, lube oil system tetap akan disuplai oleh 1 main lube oil pump. Dan jika gagal beroperasi dengan normal, maka pompa yang stand by akan otomatis beroperasi. Kestabilan tekanan lube oil juga dibantu oleh pressure accumulator.

Normal ShutdownPada saat normal shutdown, FG lube oil tetap pada posisi on untuk menjamin ketersediaan minyak pelumas bagi jacking oil system dan rotor barring system. FG Lube oil akan off jika TAT/Temperatur Rotor Front Face sudah mencapai