Categories: Machinery

Kelebihan dan kekurangan turbin uap di marine

Turbin uap (steam turbine) di marine

Turbin uap kapal menghasilkan energi yang mengubah energi potensial uap di pipa air menjadi energi kinetik. Energi kinetik ini diubah menjadi energi mekanik pada roda jalan. Mesin uap, sebaliknya, adalah mesin tenaga yang mengubah tenaga potensial dari uap langsung menjadi tenaga mekanis pada poros engkol.

Saat ini, mesin uap tidak lagi digunakan di kapal karena keluaran mesin uap jauh lebih rendah dibandingkan turbin uap, namun kapal modern cenderung memiliki palka yang lebih besar dan kapal yang lebih besar.
Tergantung dari besarnya ruang mesin, ternyata tenaga turbin uap jauh lebih besar dibandingkan tenaga mesin uap.

Turbin uap berfungsi sebagai berikut :

Turbin de Laval sebagai penggerak pesawat-pesawat bantu.
Turbin Zoelly sebagai penggerak generator-generator listrik dan kapal pada unit unit kecil
Turbin Curtis sebagai Roda muka pada turbin gabungan atau sebagai turbin
mundur.
Turbin Parson sebagai penggerak baling-baling kapal

Selain itu, ada juga turbin kombinasi, yaitu kombinasi beberapa turbin (biasanya dua unit turbin) yang dipasang satu di belakang yang lain pada poros turbin (rotor), dengan tujuan untuk mengkompensasi kelemahan satu turbin dengan turbin lainnya. efisiensi.

Jenis – Jenis Uap

Uap yang diproduksi di ketel dapat dibedakan dalam beberapa jenis uap seperti :

Uap basah ialah uap yang masih mengandung butir-butir air
Uap jenuh ialah uap yang tidak mengandung butir-butir air yang mempunyai tekanan tertinggi pada suhu tertentu.
Uap panas lanjut (uap kering) ialah uap yang suhunya lebih tinggi dari pada tekanan yang sama.

Instalasi Penggerak Uap

siklus uap pada instalasi turbin uap

Siklus Uap pada Instalasi Turbin Uap

Drum uap
Drum air
Pipa air tirai
Pipa air utama
Pemanas lanjut uap
Economiser
Pemanas udara
Cerobong
Dapur
Turbin tekanan tinggi
Turbin tekana rendah
Turbin mundur
Condensor
Hot Well
Feed Pump
Pre heater
Reduction gear
Thrust block
Prepeller shaft
Prepeller

Cara kerjanya

Air pada tirai dan pipa air utama dipanaskan oleh gas pembakaran yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan udara di dapur. Air ini menyerap panas dari gas pembakaran sehingga menyebabkan air mencapai suhu tinggi, mendidih, dan menguap. Uap yang dihasilkan merupakan uap jenuh dan dimasukkan ke dalam steam drum. Uap ini dipanaskan kembali dalam steam superheater yang menggunakan gas pembakaran sebagai pemanas uap, mengubah uap jenuh menjadi uap super panas yang digunakan untuk menggerakkan turbin.

Uap yang memutar turbin adalah uap baru (UBA), dan setelah digunakan dalam turbin menjadi uap bekas (UBE) dan menjadi turbin tekanan rendah atau turbin reversibel, yang juga digerakkan oleh uap baru dari turbin. ketel. Uap yang digunakan pada turbin didinginkan (dikondensasi) dalam kondensor sehingga membentuk kondensat. Air yang terkondensasi ini ditampung dalam tangki penyimpanan air panas (sumur panas), dilewatkan melalui preheater dan economizer, dan disuplai sebagai air boiler. Air pengisian boiler ditambahkan dari kondensat di kondensor atau dari air yang dihasilkan di evaporator.

Komponen-komponen turbin uap

Berikut adalah beberapa bagian-bagian penting dari turbin uap :

Shaft Seal

Shaft seal merupakan bagian turbin antara poros dan housing yang berfungsi mencegah keluarnya uap air dari turbin melalui celah antara poros dan housing akibat perbedaan tekanan, dan juga mencegah masuknya udara ke dalam turbin ( Khususnya pada saat uap turbin beroperasi, turbin LP menjadi vakum karena tekanan uap yang tinggi). Turbin uap menggunakan sistem segel labirin untuk segel poros. Sistem ini berbentuk bagian belitan yang bergantian menyentuh poros dan rumahan pada kedua sisinya.

Terdapat rongga kecil dengan jarak tertentu antara labirin poros dan labirin perumahan. Sistem ini bertujuan untuk menurunkan tekanan uap air pada turbin yang masuk ke dalam labirin sehingga pada suatu saat tekanan antara uap air dengan udara luar mencapai nilai yang sama. Selain sistem segel labirin, ada sistem tambahan yang disebut sistem segel uap dan sistem kelenjar. Peran sistem ini adalah untuk menjaga tekanan pada segel labirin pada nilai tertentu, terutama pada saat turbin pertama kali dihidupkan atau dimatikan, jika pada saat itu tidak ada uap air yang masuk ke turbin uap.

Turbine Bearings

Bearing / bantalan pada turbin uap memiliki fungsi sebagai berikut :

Menahan diam komponen rotor secara aksial.
Menahan berat dari rotor.
Menahan berbagai macam gaya tidak stabil dari uap air terhadap sudu turbin.
Menahan gaya kinetik akibat dari sisa-sisa ketidakseimbangan atau ketidakseimbangan karena kerusakan sudu (antisipasi).
Menahan gaya aksial pada beban listrik yang bervariasi.

Jenis bantalan yang digunakan dalam perancangan turbin uap adalah bantalan dorong, bantalan biasa, dan kombinasi keduanya.
Selain itu, diperlukan sistem pelumasan yang terus menerus mensirkulasikan dan mendinginkan oli untuk melumasi bantalan, yang terus mengalami gesekan selama pengoperasian normal turbin uap.

Balance Piston

Pada turbin uap, ada 50% gaya reaksi dari sudu yang berputar menghasilkan gaya aksial terhadap sisi belakang dari silinder pertama turbin, gaya inilah yang perlu dilawan oleh sistem balance piston.

Turbine Stop Valves

Atau disebut juga Emergency Stop Valve karena berfungsi untuk mengisolasi turbin dari supply uap air pada keadaan darurat untuk menghindari kerusakan atau juga overspeed.

Turbine Control Valve

Berfungsi untuk mengontrol supply dari uap air yang masuk ke dalam turbin sesuai dengan sistem kontrol yang bergantung pada besar beban listrik.

Turning Device

Adalah suatu mekanisme untuk memutar rotor dari turbin pada saat start awal atau pada saat setelah shut down untuk mencegah terjadinya distorsi/bending akibat dari proses pemanasan atau pendinginan yang tidak seragam pada rotor.

Prinsip kerja turbine uap

Turbin uap terdiri dari piringan yang dikelilingi oleh bilah-bilah piringan, yang disebut bilah-bilah. Bilah-bilah ini diputar dengan menginjeksikan uap bertekanan dari ketel uap yang dipanaskan terlebih dahulu dengan bahan bakar padat, cair, atau gas. Uap kemudian dipisahkan menggunakan katup pengatur dan digunakan untuk memutar turbin. Turbin dihubungkan langsung dengan pompa dan juga dengan generator sinkron yang menghasilkan energi listrik.

Tampaknya uap bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi menjadi uap bertekanan rendah ketika melewati turbin uap. Panas yang diserap kondensor mengubah uap menjadi air, yang kemudian dipompa kembali ke boiler. Sisa panas yang dibuang oleh kondensor berjumlah setengah dari jumlah panas yang dimasukkan. Akibatnya efisiensi termodinamika turbin uap kurang dari 50%. Turbin uap modern memiliki suhu boiler sekitar 5000°C hingga 6000°C dan suhu kondensor 200°C hingga 300°C.

Kelebihan dari turbin uap diantaranya :

Turbin Uap memiliki tenaga yang rata, pemakaian uap sangat efisien baik pada saat tekanan rendah ataupun rendah.
Getaran sangat kecil.
Pemakaian bahan bakar kecil dan bertenaga sangat besar.

Kekurangan dari turbin uap adalah mesin turbin uap tidak dapat berputar balik (non reverseable) sehingga diperlukan reversing turbin tersendiri.

Indonesia Marine Equipment

INAMEQ is provide all marine product (equipment and sparepart) and news about marine product to help procurement team at shipping industry, ship contractor, port contractor and oil gas company finding competitive price to directly connect with manufacturer and authorized local and international.