Chapter III-V.pdf

23
BAB III TURBIN GAS 3.1. UMUM Sistem kendali temperature pada prinsipnya membandingkan suhu ketika turbin beroperasi dengan sebuah set-point suhu( Desired temperature) dan mereduksi jumlah suatu Variabel Control Voltage, VCE (fue/ / bahan bakar) untuk mencegah batas temperature berlebih pada saat dijalankan. Atau dengan kata lain sistem control temperature ini didisain untuk membatasi suhu pembakaran (firing temperature) pada turbin gas sesuai dengan set point yang diinginkan operator. Pada sistem ini, suhu pada exhaust (saluran pembuangan/knalpot) Turbine (T x ) dpat dihitung sebagai salah satu indikasi pada suhu turbin ketika beroperasi dan juga membandingkan pada batas setpoint dengan sebuah sistem kendali seperti gambar berikut ini : Gambar 3.1 Temperature Set Point vs Compressore Discharge Pressure Universitas Sumatera Utara

Transcript of Chapter III-V.pdf

Page 1: Chapter III-V.pdf

BAB III

TURBIN GAS

3.1. UMUM

Sistem kendali temperature pada prinsipnya membandingkan suhu ketika turbin

beroperasi dengan sebuah set-point suhu( Desired temperature) dan mereduksi jumlah

suatu Variabel Control Voltage, VCE (fue/ / bahan bakar) untuk mencegah batas

temperature berlebih pada saat dijalankan.

Atau dengan kata lain sistem control temperature ini didisain untuk membatasi

suhu pembakaran (firing temperature) pada turbin gas sesuai dengan set point yang

diinginkan operator. Pada sistem ini, suhu pada exhaust (saluran pembuangan/knalpot)

Turbine (Tx) dpat dihitung sebagai salah satu indikasi pada suhu turbin ketika beroperasi

dan juga membandingkan pada batas setpoint dengan sebuah sistem kendali seperti

gambar berikut ini :

Gambar 3.1 Temperature Set Point vs Compressore Discharge Pressure

Universitas Sumatera Utara

Page 2: Chapter III-V.pdf

Gambar 3.2 Temperature Control Blok Diagram

Dari gambar diagram blok di atas dapat di jelaskan proses secara general dari sistem

pengendalian temperature pada turbin gas MS-5002, yaitu sebagai berikut :

“ Ketika nilai set point diberikan, temperature control akan bekerja dengan

membuka minimal value gate sesuai dengan kalibrasi set point (calibration set

point), kendali temperature inilah yang akan menyebabkan variable control voltage,

VCE bekerja. Besarnya VCE yang diberikan membuat fuel control bekerja dengan

menjadikan aliran bahan bakar sesuai dengan besarnya VCE tersebut. Pada sistem ini

Actuatornya adalah turbin gas, suhu keluaran pada saluran gas buang (exhaust),

inilah yang di sensing oleh sebuah sensor atau tranducer berupa 12 termokopel yang

diambil nilai rata-ratanya. Hasil sinyal dari sensor ini kemudian difeedback (diumpan

balikkan) ke summing junction. Apabila terjadi perbedaan antara actual point dengan

set point atau dapat dikatakan bahwa perbedaan antara process variabel dan desired

set point disebut error. Seperti yang telah penulis bahas pada bab IV.

Universitas Sumatera Utara

Page 3: Chapter III-V.pdf

Sistem kendali suhu pada dasarnya dapat dibedakan dalam criteria secara garis besarnya,

yaitu :

1. Kendali suhu (comparison)

2. Perhitungan Suhu

3. Proses yang terjadi pada termokopel

Ketiga sistem di atas dapat dijelaskan dengan uraian sebagai berikut ini :

1.) Kendali suhu (comparison)

Pembatasan suhu sebenarnya adalah pada turbin inlet yang terdapat pada first

stage nozzle atau nozzle tingkat pertama atau suhu pengapian turbin. Apabila

suhu pengapian berlebih, umur hidup komponen pada daerah bagian gas panas

turbin akan menurun.

Pengalaman menunjukkan bahwa sulit untuk menghitung suhu pengapian turbin

secara akurat dan reliably. Hal ini menjadi kesulitan secara particular karena

masa operasional dari instrumentasi pengukuran pada suhu inlet turbin (high)

terlalu singkat.

Mendapatkan sebuah pengukuran yang kuat dari suhu rata-rata pengapian juga

sulit karena ada beberapa variasi suhu pada pembuangan gas-gas panas dari

sistem pembakaran.

Tempat pembuangan turbin gas, beroperasi pada level yang lebih rendah dengan

lebih seragam campuran gas panas. Menghasilkan lebih baik sampling dari suhu-

suhu gas panas, sama baiknya dengan umur panjang untuk elemen pengukur

suhu.

Universitas Sumatera Utara

Page 4: Chapter III-V.pdf

Sistem dasar, karena itu, mengukur suhu buang turbin gas dan menghitung suhu

rata-rata pengapian.

Untuk gas ideal, perhitungan dapat ditunjukkan oleh persamaan :

TF = Tx (PCD/PX)K

Dengan :

TF = Firing Temperatur

TX = Exhaust Temperatur

PCD = Compressor Discharge Pressure (PSIA)

PX = Barometric Pressure (PSIA)

K = Expansion Ratio

Persamaan ini menggambarkan bahwa suhu pengapian turbin (firing

temperature)

TF , adalah hasil dari suhu saluran buang turbin (Tx) dikalikan dengan rasio

pengembangan pada turbin, disajikan kembali oleh Tekanan keluaran Kompresor,

Compressor Discharge Pressure (PCD), dan dibagi dengan Tekanan Barometric

(PX). Pengembangan rasio, ratio expansion diisi dengan suatu konstanta (K),

dimana berfungsi sebagai sebagai karakteristik gas panas dan efisiensi mesin.

PCD akan berubah secara signifikan ketika turbin berubah kecepatannya.

Jarak yang relative kecil pada PCD/PX dihasilkan ketika mesin beroperasi

pada speed yang ditentukan sebagai suatu perubahan kondisi udara masukan

kompresor , tepat juga untuk perubahan pada suhu sekitarnya atau pada tekanan

Universitas Sumatera Utara

Page 5: Chapter III-V.pdf

barometric. Karena rasio pengembangan ini merupakan bagian dari perhitungan

yang mana mengubah sebuah suhu buang yang dihitung kembali pada masukan

turbin.

Dua sistem kendali suhu yang mendasar yaitu proporsional dan rasio

tekanan. Temperatur control dapat digunakan. Setiap sistem mengubah suhu

setpoint (desired set point temperature ) sebagai suatu perubahan rasio

pengembangan untuk memepertahankan batas suhu pengapian turbin yang

diinginkan.

Gambar berikut mengilustrasikan perubahan suhu set point pada saluran

buang turbin gas sebagai suatu perubahan rasio tekanan dan mempertahankan

suhu konstanta, TF.

Gambar 3.3 Temperature Set Point vs Pressure Ratio

2.) Penghitungan Temperatur

Sistem perhitungan suhu mengubah sinyal milivolt yang dihasilkan oleh

termokopel-termokopel pada saluran buang turbin menjadi sebuah tegangan DC

prporsional untuk saluran gas buang. Suhu saluran buang turbin dihitung oleh 12

Universitas Sumatera Utara

Page 6: Chapter III-V.pdf

Termokopel, yang berada di tesebar disekeliling saluran buang gas turbin.

Setiap termokopel mempunyai tanggapan yang cepat . Pendetector suhu ini

dilindungi oleh sebuah pelindung radiasi untuk meminimalisasikan error

suhu.Gambar berkut ini menunjukkan pemasangan termokopel pada suatu gas

turbin.

Gambar 3.4 Thermocouple Arrangement

3.) Thermocouple Processing Module

Inputan dari modul pemrosesan adalah 12 termokopel yang ditempatkan pada

saluran buang turbin. Setiap output dari termokopel tersebut dihubungkan melalui

tiga posisi switch berengsel terdiri dari posisi CHECK, AVERAGE, dan

REJECT.

1.) POSISI CHECK

Pada posisi CHECK setiap termokopel secara elektrik tidak berhubungan

dengan semua sirkuit dan disalurkan melalui peralatan cabinet menuju check bus.

Universitas Sumatera Utara

Page 7: Chapter III-V.pdf

Check bus merupakan suatu bus biasa untuk semua kendali dan termokopel

overtemperatur. Oleh karena itu, jka lebih dari satu switch pada posisi CHECK

Rata-rata dari check bus switches akan meng-ON-kan check bus.

Ketika switch pemilih pada termokopel pada posisi CHECK, indicator suhu

dihubungkan pada check bus. Hal ini mengijinkan pembacaan pada setiap suhu gas

pada saluran buang yang dihitung oleh termokopel pada ketepatan pengindikasi

suhu.

2.) POSISI AVERAGE

Dengan switch pemilih pada termokopel pada posisi AVERAGE. Setiap

termokopel dihubungkan parallel pada semua termokopel yang lain, yang juga pada

posisi AVERAGE.

Setiap termokopel dihubungkan pada kendali bus rata-rata oleh

hambatan/tahanan swamping, untuk meminimalisasikan perbedaan impedansi

antara kabel-kabel temperature. Seharusnya pada posisi tersebut terjadi sebuah

perbedaan yang kecil dalam sinyal-sinyal milivolt yang dibangkitkan oleh setiap

termokopel pada suhu yang sama, sebuah arus kecil akan disirkulasi antara

termokopel tinggi dan termokopel rendah (high and low thermocouple)

Efeknya adalah drop tegangan kecil melalui resistor-resistor dimana

menghasilkan sebuah level sinyal tegangan pada average bus atau sebuah bus rata-

rata yang benar pada sinyal yang dihasilkan oleh setiap termokopel.

3.) POSISI REJECT

Pada posisi REJECT, termokopel seluruhnya dihapus dari sistem kendali.

Seharusnya termokopel ditanahkan (groundkan), open (hubung buka), shorted

Universitas Sumatera Utara

Page 8: Chapter III-V.pdf

(hubung singkat) atau tidak disempurnakan sambungannya, hal ini bisa diisolasi

dengan men-switch termokopel ke posisi REJECT.

3.2 Termokopel

Kita tidak bisa membangun sebuah pembagi temperatue selayaknya kita

membagi suatu pembagi tegangan. Akan tetapi kita dapat menambah temperatur seperti

kita menambah panjang untuk mengukur suatu jarak. Kita harus menyadari penuh bahwa

suatu temperature di dapatkan dari suatu fenomena fisika yang akan mudah apabila kita

teliti dan belajar dari alam yang menyediakannya. The International Practical

Temperature Scale (IPTS) yang memiliki basis dalam fenomena fisika tersebut. Pada

tahun 1968, IPTS menerbitkan 11 elemen penghitung temperature, salah satunya adalah

termokopel.

3.3.1 Jenis Termokopel

Termokopel sekarang ini telah menjadi standard pada dunia industri. Tidak luput

pada PT Arun NGL. Termokopel ini menjadi popular karena di samping ekonomis juga

merupakan suatu elemen sensor yang efektif dalam pengukuran suhu. Sejak penelitian

yang dilakukan oleh Thomas Johann Seebeck pada tahun 1821, mengenai “the thermo

electrical. properties of many different materials” telah dilaksanakan untuk membuat

jenis-jenis termokopel sesuai dengan range bekerja temperaturnya. PT Arun NGL sendiri

menggunakan termokopel type K yaitu dari material jenis Chromel-Alume

Thermocouple.

Table 3.1 di bawah ini menunjukkan jenis-jenis termokopel sesuai dengan

standard range temperaturenya :

Universitas Sumatera Utara

Page 9: Chapter III-V.pdf

Jenis Materials* Typical Range (0C)

T 1, 2

Copper (Cu) vs Constantan

-270 to 400

J 1, 3

Iron (Fe) vs Constantan

-210 to 1200

K

Chromel vs Alumel

-270 to 1370

S

Chromel vs Constantan

-270 to 1000

B

(Pt-10%Rh) vs Pt

-50 to 1768

R

(Pt-13% Rh) vs (Pt-6% Rh)

0 to 1820

E

(Pt-13%Rh) vs Pt

-50 to 1768

N

(Ni-Cr-Si) vs (Ni-Si-Mg)

-270 to 1300

Tabel 3.1 Jenis Standard Termokopel

Universitas Sumatera Utara

Page 10: Chapter III-V.pdf

* Penjelasan mengenai material :

! Constantan, alloy of Nickel (Ni) - Copper (Cu)

! Chromel, alloy of Nickel (Ni) - Chromium (Cr)

! Alumel, alloy of Nickel (Ni) and Aluminum (Al)

! Magnesium (Mg), base element

! Platinum (Pt), base element

! Nickel (Ni) a base element

! Silicon (Si), a base element

! Chromium (Cr), a base element

! Iron (Fe), a base element

! Rhodium (Rh), a base element

3.3.2 Termokopel PT Arun NGL

PT Arun memiliki suatu system kendali temperature yang canggih dan modern,

dalam Speedtronic Mark II salah satunya. Sensing elemen yang menjadi standard di PT

Arun adalah termokopel jenis K yaitu Chromel-Alume Thermocouple. Kenapa dipilih

jenis ini karena range nya cukup besar untuk Turbin MS-5002 milik PT Arun NGL yaitu

antara -270 sampai 1370 dalam derajat celcius.

Hal ini sudah memenuhi standard, karena dalam proses yang telah penulis

jabarkan pada bab-bab sebelumnya yaitu suhu yang rendah yang sering digunakan adalah

suhu -160 0C dan suhu tinggi pada turbin sendiri berkisar antara nilai 500-600 0C.

Pemilihan ini sudah memenuhi standard range temperature termokopel.

Universitas Sumatera Utara

Page 11: Chapter III-V.pdf

Berikut ini merupakan gambar Cold Junction Compensation yang dipakai oleh

termokopel PT Aun NGL :

Gambar 3.5 Cold Junction Compensation Concept

3.4 Overtemperature Protection

Proteksi gas turbine terdiri dari primary dan secondary protective system.

Beberapa dari sytem ini dan componentnya beroperasi lewat turbine control panel.

Proteksi system yang lainya

beroperasi langsung pada component turbine. Hydraulic trip system adalah proteksi

primary

interface diantara turbine control panel dengan component turbine. Component ini baik

mengirim atau memotong fuel flow ke turbine dan trip main fuel stop valve

tertutup.Alat-alat itu dapat menyebabkan shutdown lewat hydraulic trip system yang

membuang hydraulic ke drain oleh eletrohydraulic dump valve (20HD).

Universitas Sumatera Utara

Page 12: Chapter III-V.pdf

Primary protective temasuk overspeed, ovestemperature, flame detector dan

vibration system. Dua secondary protective gas turbine yaitu : temperature dan

speed.Yang pertama ialah

speed sensing governor system dan yang kedua exhaust temperature control system.

Sebagai tambahan setiap rotating shaft gas turbine prime mover terdapat dua over speed

trip

secara electronic dan mechanic overspeed bolt , untuk mengatasi turbine beroperasi tidak

melampaui speed yang diizinkan.

Overtemperature protection system melindungi gas turbine dari kerusakan akibat

overfiring. Overtemperature adalah memback-up system dan bekerja hanya setelah tejadi

kerusakan pada loop dari speed control dan temperature control. Pada saat operasi

normal exhaust temperature control bekerja mengatur fuel flow pada saat firing

temperature limit bekerja. Sehingga, pada kerusakan yang serius exhaust temperature

dan fuel flow dapat melewati control limit. Walau bagaimanapun, overtemperature

protection menyediakan alarm overtemperature yang menunjukan overtemperature

sekaligus memberitaukan kepada operator untuk menurunkan load agar tidak

menyebabkan trip pada posisi trip.

Jika temperature naik ke level maximum maka gas turbine akan trip. Alarm dan

trip temperature set point terdapat pada datasheet. Pada umumnya alarm set point adalah

20 0F di atas temperature control set point. Dan trip set point 40 0F diatas tempratue

control set point seperti diperlihatkan oleh gambar berikut ini :

Universitas Sumatera Utara

Page 13: Chapter III-V.pdf

Gambar 3.6 Overtemperature Protection Set-points

Overtemperature protection terdiri dari dua chanel overtemperature,setiap chanel

dijelaskan berikut ini:

1. Tiga buah thermocouple per chanell (ada juga dua dan satu thermocouple)

2. Averaging cabinet termasuk cold junction reference

3.4.1 Thermocouple Sensor

Thermocouple sensor adalah sensor untuk overtemperature protection system.

Terletak pada exhaust plenum diantara thermocouple control, dimana themocouple ini

juga menghasilkan

milli volt sesuai dengan temperature yang diukur oleh setiap individu, sama seperti

control thermocouple.

3.4.2 Thermocouple Averaging Cabinet

Setiap wire dari thermocouple dipasang pada averaging module cabinet.

Pemasangan tediri dua group, Setiap group terdiri dari tiga thermocouple yang

pemasangannya diparalel, sama seperti thermocouple untuk temperature control. Setiap

average thermocouple signal dipasang pada cold junction compensation bridge (setiap

Universitas Sumatera Utara

Page 14: Chapter III-V.pdf

chanel satu cold junction compensation bridge). Kedua average thermocouple signal

adalah : Overtemperaturec chanel A (OTA) dan overtemperature chanel B (OTB). Kedua

signal ini sebagai input dari overtemperature trip card (SOTJ). Process Averaging dan

compensation untuk temperature thermocouple sama dengan temperature control.

3.4.3 Overtemperatur Trip Card (SOTJ)

Overtemperature trip card mengoperasikan trip servo valve untuk mentripkan fuel

oil stop valve dan fuel gas stop/speed ratio valve. Temperature signal lebih besar dari

setting baik satu dari dua chanel trip akan mentripkan turbine melalui master protective

circuit, yang akan menguncipada posisi trip. Setelah overtemperature trip, chanel yang

trip harus direset secara manual pada card overtemperature trip (SOTJ).

Ada tiga hal yang harus dimengerti mengenai overtemperature card.

1. Jika satu wire input yang ke overtemperature amplifier open circuit, Amplifier akan

menunjukan nol (zero) yang menyebabkan timbul alarm, Tapi bila keduanya open

circuit maka unit trip dari Alarm card SOTJ.

2. Jika hilang power control SOTJ card juga menyebabkan trip.

3. Mengkalibrasi control dan protection temperature system, temperature control harus

dikalibrasi dulu, kemudian diikuti overtemperature trip card, dan akhirnya

overtemperature card. Prosedur ini ada pada control specification system.

3.4.4 Overtemperatur Alarm Card (SOTJ)

Fungsi dari overtemperature alarm card adalah:

1. Sebagai compesation perubahan ambient temperature

Universitas Sumatera Utara

Page 15: Chapter III-V.pdf

2. Untuk metrigger alarm jika salah satu chane A atau B menunjukan condisi

overtemperature

3. Menunjukan alarm jika ada perbedaan antara temperature control dengan

overtemperature chanel, atau antara ambient output dari temperature control

card.

4. Mentripkan turbine, mengunci pada posisi trip, jika ada overtemperature

system yang rusak. System trip harus di reset secara manual pada card setelah

kerusakan diperbaiki

Universitas Sumatera Utara

Page 16: Chapter III-V.pdf

BAB IV

PENGONTROLAN TEMPERATUR

4.1 Sistem Kontrol Turbin Gas

Turbin Gas mempunyai sejumlah sistem kontrol dan proteksi agar turbin dapat

dioperasikan dengan baik dan aman.

Kontrol utama dari turbin gas adalah :

1. Start Up Control (kontrol Permulaan)

2. Speed Control (kontrol kecepatan)

3. Temperature Control (Kontrol Temperatur/Suhu)

Ketiga kontrol ini akan mengatur jumlah aliran fuel yang diperlukan oleh turbin.

Sensor monitor dari kecepatan turbin, temperatur dan tekanan kompresor adalah untuk

menentukan kondisi operasi dari turbin tersebut.

4.2 Sistem Kontrol Speedtronic

Sistem Speedtronic adalah sistem kontrol elektronik yang menyediakan sinyal-

sinyal analog dan digital yang diperlukan untuk mengontrol dan memproteksi

pengoperasian Turbin Gas.

Kondisi operasi Turbin Gas di pergunakan sebagai sinyal-sinyal umpan balik (

feed back) ke sistem kontrol speedtronic. Speedtronic kontrol untuk turbin mempunyai 5

(lima) kontrol yaitu : Start up, Low Pressure Speed, Exhoust temperature, temperatur

suppresian, low-pressure / high-pressure acceleration yang mengontrol bahan bakar yang

diperlukan.

Universitas Sumatera Utara

Page 17: Chapter III-V.pdf

Gambar 4.1 Salah satu card control pada sistem speedtronic mark II

4.3 Temperatur

Temperatur merupakan suatu besaran proses yang sebenarnya tidak dapat diukur

secara langsung, yang diukur adalah perubahan-perubahan sifat dari suatu benda yang

disebabkan oleh perubahan temperatur. Misalnya apabila memindahkan keaktifan dari

molekul dalam bentuk satuan panas, maka diperlukan suatu alat dimana alat tersebut

akan menimbulkan reaksi yang sebanding dengan gerakan-gerakan molekul yang

mempengaruhinya yang disebut sensing element. Raksi sensing element ini akan

mengeluarkan sinyal, misalnya :

Timbul emf (electro motive force) pada thermocouple. Dari perubahan diatas ini maka

akan dirubah menjadi besaran temperatur.

Pengontrolan Temperatur pada Turbin Gas sangatlah penting untuk di jaga, hal ini

disebabkan karenakan pada Turbin Gas sudah ada ketentuan berapa temperatur yang

diizinkan. Jika pada Temperatur Turbin Gas melebihi yang telah diizinkan maka akan

terjadi lummer/pemuaian pada Turbin Gas.

Temperatur Nozzle Light artinya akan hidup, menunjukkan bahwa exhaust

temperatur Turbin mencapai batas yang ditentukan. Pada kondisi ini, second stage

Universitas Sumatera Utara

Page 18: Chapter III-V.pdf

variabel nozzle control berfungsi untuk mempercepat putaran HP Turbin Speed ke 100%

Speed (5100rpm).

4.4 Thermocouple

Prinsip kerja thermocouple diketemukan oleh Seeback tahun 1821, terdiri dari dua

kawat logam yang tidak sejenis dengan kedua ujungnya dilas menjadi satu. Pada ujung

yang panas diberi nama Hot Junction dan ujung yang dingin disebut Cold Jucction, tetapi

pada prakteknya kedua sambungan ini sering disebut measuring reference junction.

Besarnya arus atau emf yang ditimbulkan sebanding dengan jenis thermocouple ukuran

kawat dan beda temperatur kedua ujungnya. Jadi pada prinsipnya kita mengukur emf

yang timbul dari thermocouple dan dengan mengukur emf tersebut kita dapatkan

temperatur yang diukur. Emf tersebut dikirim langsung ke Governor unit sebagai input

pengendalian temperatur turbin.

Gambar 4.2 Thermocouple

PT Arun memiliki suatu system kendali temperature yang canggih dan modern,

dalam Speedtronic Mark II salah satunya. Sensing elemen yang menjadi standard di PT

Arun adalah termokopel jenis K yaitu Chromel-Alume Thermocouple. Kenapa dipilih

Universitas Sumatera Utara

Page 19: Chapter III-V.pdf

jenis ini karena range nya cukup besar untuk Turbin MS-5002 milik PT Arun NGL yaitu

antara -270 sampai 1370 dalam derajat celcius.

Hal ini sudah memenuhi standard, karena dalam proses yang telah penulis

jabarkan pada bab-bab sebelumnya yaitu suhu yang rendah yang sering digunakan adalah

suhu -160 0C dan suhu tinggi pada turbin sendiri berkisar antara nilai 500-600 0C.

Pemilihan ini sudah memenuhi standard range temperature termokopel.

Berikut ini merupakan gambar Cold Junction Compensation yang dipakai oleh

termokopel PT Aun NGL :

Gambar 4.3 Cold Junction Compensation Concept

Untuk mendeteksi berapa temperatur pada Turbin Gas, Sensor yang digunakan

adalah Thermocouple. Sinyal hasil proteksi thermocouple dikirim ke Sistem Kontrol

Speedtronic melalui perubahan analog ke digital. Untuk mendeteksi temperatur pada

Turbin Gas ada beberapa titik dipasang thermocouple yaitu : Exhaust, whell space, lube

oil, Turbin berring dan kompresor. Data Temperatur Control merupakan nilai rata-rata

(Average Temperature).

Universitas Sumatera Utara

Page 20: Chapter III-V.pdf

4.5 Sistem Kontrol Temperatur

Tujuan dari Sistem Kontrol Temperatur adalah untuk membatasi firing

(pengapian) temperatur di area pembakaran tetap dan dalam batasan yang dibolehkan.

Hal ini dilakukan dengan pengukuran dari suhu exhaust rata-rata dan dari sini juga

ditentukan firing temperatur.

Turbin gas tidak boleh dioperasikan melebihi batas thermal strees yang sudah

ditentukan. Sistem kontrol temperatur dibutuhkan untuk mengontrol flow fuel gas ke

Turbin Gas. Di dalam Turbin Gas temperatur yang tinggi dijumpai pada ruang

pembakran (Combustion Chamber). Temperatur di area ini harus dibatasi dengan sistem

kontrol, karena pengukuran pada ruang bakar tidak bisa dilakukan, maka sistem kontrol

temperatur dibentuk untuk mengontrol temperatur exhaust dari turbin.

Pengontrolan temperatur berdasarkan Turbin Exhaust Temperatur (TX) dan Axial

Compressor Discharge Pressure (PCD). Dari kedua parameter ini dapat ditentukan firing

temperatur tetap, PCD dan Exhaust Temperatur dapat diketahui. Sistem Kontrol

Temperatur memberikan signal ke VCE untuk mengurangi fuel gas, apabila temperatur

cenderung melebihi yang telah dibentuk temperatur opersikan yang ditentukan.

Gambar 4.4 Temperatur Control

Universitas Sumatera Utara

Page 21: Chapter III-V.pdf

4.6 Temperatur Control

Temperatur control adalah dimana kondisi beban tidak dapat diterima oleh turbin

gas mencapai tingkat maximum dan beban tersebut tidak boleh bertambah lagi dan fuel

(bahan bakar) dibatasi untuk masuk. Dengan perkataan lain temperatur yang akan

dibatasi maka pengontrolan dalam kondisi tersebut dinamakan Temperatur Control yaitu

pada suhu 538OC. Pada kondisi Temperatur Control beban tidak bisa bertambah lagi atau

DSP (Digital Set Point) juga tidak bisa naik lagi, jadi beban dari turbin gas tidak bisa

ditambah karena kondisi Turbin Gas sudah mencapai maximum. Hal ini kita dapat

diketahui ruang kontrol (CCR-Compressor Control Room) Temperatur Control muncul

dalam bentuk digit.

STKK card akan membandingkan signal amplified milli volt dari thermocouple.

Modul proses (TX) dengan referensi set point yang sudah ditentukan, atau oleh sebuah

potensiometer yang bisa diubah-ubah. Set point ini akan mengontrol temperatur exhaust

pada Iso-thermal level.

4.7 Exhaust Thermocouple

Gas panas yang keluar dari pada Exhaust area ini di ukur oleh Exhaust

Thermocouple dan hasil pengukuran tersebut dipergunakan untuk data pengontrolan

Temperatur Control dan proteksi Temperatur Trip, Pada exhaust area terdapat 18

Thermocouple yaitu :

12 buah thermocouple sebagai Temperatur Control

6 buah thermocouple digunakan untuk Temperatur Trip

4.8 Over Temperature Trip

Suhu yang di kontrol oleh Temperatur Control gagal membatasi fuel (bahan bakar)

yang masuk atau tidak mengetahui pada saat Over Temperatur yaitu pada suhu 548OC

karena alarm tidak berfungsi, maka untuk mencegah kerusakan yang terjadi pada Turbin

Universitas Sumatera Utara

Page 22: Chapter III-V.pdf

Gas maka Turbin akan trip dengan alarm pada panel speedtronic yaitu Over Temperatur

Trip, suhu pada saat tersebut adalah 558OC.

Instrumen yang digunakan untuk Temperatur Control antara lain :

6 buah exhaust thermocouple

Pressure Tranduser Discharge Axial Compressor (96CD)

Speedtronic Card IC3600STKJ

Speedtronic Card IC3600SOTJ

Hydraulic Oil Dump Vlave (20HD)

Dan lain-lain

Sistem Proteksi Over Temperatur berfungsinya untuk mencegah Turbin beroperasi

pada temperatur tinggi. Sistem Proteksi over temperatur ini dipasang terpisah dari sistem

kontrol temperatur. Dalam keadaan normal operasi, Sistem kontrol exhaust temperatur

bertindak untuk mengatur fuel gas flow apabila firing temperatur limit tercapai.

Jika temperatur mencapai pada suhu 548OC, set point sistem proteksi over

temperatur akan menghidupkan alarm exhaust high temperatur, sehingga operator akan

bertindak untuk mengurangi load atau menurunkan set point. Apabila temperatur

mencapai trip set point, sistem proteksi over temperatur akan mentrikan Turbin.

Trip dan alarm set point untuk sistem proteksi over temperatur juga dibiaskan oleh

PCD seperti gambar temperatur control untuk mencegah terjadinya trip akibat kesalahan

instrumen. Sistem proteksi over temperatur dibentuk menjadi 3 trip channel yang

terpisah-pisah yaitu channel A, B dan C. Apabila penunjukan over temperatur hanya 1

channel, turbin tidak akan trip, tetapi apabila signal trip dua dianatar channel-channel,

Turbin akan trip.

Universitas Sumatera Utara

Page 23: Chapter III-V.pdf

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengamatan yang d lakukan di PT. ARUN NGL mengenai aplikakasi

dari Speedtronic untuk pengontrolan temperatur pada turbin gas MS-5002, maka dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Sistem speedtronic sangat di perlukan untuk mengontrol bahan bakar dan

memproteksi pengoperasian turbin gas.

2. Pada turbin gas yang harus benar-benar diperhatikan adalah kondisi

temperatur, jika temperatur diluar kendali maka turbin gas akan lummer /

memuai. Temperatur yang diizinkan adalah pada suhu 538OC.

3. Untuk mencegah kerusakan turbin terlalu cepat, baik yang sedang beroperasi

maupun yang tidak beroperasi sebagai suku cadang, maka harus dilakukan

perawatan secara rutin maupun periodik agar tidak terjadi keterlambatan

dalam penanganan masalah yang mungkin terjadi.

5.2 Saran

1. Melakukan pengecekan kerja alat dan kondisi alat paling tidak dalam sehari

dari ruang kontrol.

2. Dalam proses produksi pengontrolan terhadap alat kontrol seperti thermokopel

harus dilakukan secara cermat untuk menghindari kesalahan pengukuran

temperatur, agar proses produksi dapat berjalan dengan baik dan menghasilkan

kualitas yang baik pula.

Universitas Sumatera Utara