Jalur 4. Udara dialirkan ke kumparan stator dan ke eksiter untuk mendinginkan eksiter
8.4. Pengisian dan Pengosongan Hidrogen
8.4.1. Persiapan
Sebelum melakukan pengisian atau pengeluaran hidrogen dari alternator, maka diperlukan peralatan :
Gas analizer Gas CO2 atau N2 Purity meter
Hal yang perlu selalu diingat dalam pengisian dan pengeluaran gas hidrogen ke dan dari alternator adalah hidrogen tidak boleh bertemu langsung dengan udara. Oleh karena __________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
SURALAYA Pendingin dan Perapat Alternator
itu digunakan gas antara, yaitu CO2 atau N2. Gas analizer digunakan untuk mengukur dan mengetahui :
• % CO2 in H2 • % CO2 in Air • % H2 in CO2
Gas analizer ini biasanya tidak terpasang tetap disistem gas untuk alternator, sehingga perlu dipasang secara temporari ( sementara ).
Persediaan gas antara ( inert ) harus cukup sehingga tercapai % CO2 in H2 yang disyaratkan. Sebelum ini dilakukan, sistem minyak perapat harus sudah dioperasikan dan beroperasi dengan baik. Kita anggap kondisi alternator habis dioverhaul atau dilakukan pemeliharaan, maka urutan pengisian adalah sebagai berikut :
1. Mengeluarkan udara dari alternator dengan CO2 2. Mengosongkan CO2 dengan Hidrogen.
3. Menaikan tekanan hidrogen.
Sementara urutan pengeluaran H2 dari alternator adalah : 1. Mengeluarkan hidrogen dengan CO2.
2. Mengeluarkan CO2 dengan udara kering.
8.4.2. Perosedur Pengisian dan Pengeluaran Gas Hidrogen ( H2 )
Pengisian gas H2 ke dalam generator yang berisi udara atau sebaliknya pengisian udara kedalam generator yang berisi H2 dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : a. cara langsung
b. cara tidak langsung
a. Cara Langsung
Udara atau gas H2 yang terdapat dalam generator dikeluarkan dengan cara dihisap sehingga casing generator menjadi Vacum. Kemudian gas H2 atau udara diisikan kedalam generator yang telah vacum tersebut.
o Keuntungan :
a. Uap air ( moisture ) maupun debu ( kotoran ) yang terdapat dalam generator ikut terbawa keluar.
b. Jumlah gas H2 yang diisikan lebih sedikit, karena tidak perlu pembilasan (purging ).
c. Waktu pengisian lebih singkat dan segera mencapai kemurnian yang tinggi. d. Tidak memerlukan gas inert CO2 sebagai media perantara.
o Kerugian :
a. Konstruksi generator harus kokoh agar dapat menahan vacum dan tekanan H2.
b. Memrlukan sistem perapat khusus yang dapat menahan vacum dan bertekanan.
c. Memerlukan pompa vacum.
b. Cara Tidak Langsung
Udara atau gas H2 yang terdapat dalam generator dikeluarkan dengan cara memasukkan gas inert
CO2. Gas ini berfungsi sebagai media perantara untuk membilas udara atau gas H2, sehingga
mencegah terjadinya percampuran antara udara dan gas H2 didalam generator.
Dengan cara ini selain diperlukan adanya gas CO2, jumlah gas H2 yang digunakan juga lebih banyak.
a. Mengeluarkan udara dengan CO2
- CO2 dimasukan kedalam casing alternator melaui manifold bawah, sedang udara di vent ke atmosfir melalui manifold atas, lihat gambar 28.
- Pemasukan CO2 berlangsung hingga tercapai persentasi 75% CO2 in Air, kemudian distop.
b. Mengosongkan CO2 dengan hidrogen
- Hidrogen dialirkan kedalam alternator melalui manifold atas, sedang CO2 di vent ke atmosfir melalui manifold bawah.
- Penaikan hidrogen berlangsung hingga tercapai tingkat pemurnian 95 % H2 in CO2, kemudian vent diatur ( diperkecil ) .
c. Menaikkan tekanan hidrogen
Setelah vent dikurangi aliran hidrogen ditambah, sehingga tekanan hidrogen di dalam alternator naik, sedang tekanan minyak perapat menyesuaikan. Penaikan tekanan hidrogen berlangsung hingga sedikit dibawah tekanan kerja normal. tujuannya agar pada saat alternator dibebani dan temperaturnya naik, maka tekanan hidrogen akan naik hingga mencapai tekanan kerjanya.
d. Menggeluarkan Hidrogen dengan CO2
Gas CO2 dialirkan ke alternator melalui manifold bawah dan hidrogen di vent ke atmosfir melalui manifold atas. Penggeluaran ini berlangsung hingga mencapai konsentrasi 90% CO2 in H2.
e. Mengeluarkan CO2 dengan dengan udara
Setelah konsentrasi CO2 in H2 mencapai 90% pengisian CO2 ke alternator distop. Apabila alternator akan stop lama akan dilakukan pemeliharaan, maka CO2 didalam alternator harus dikeluarkan, caranya dengan mengalirkan udara kering ke alternator melalui manifod atas dan membuang CO2 ke atmosfir melalui manifold bawah.
Pengisian dan pengeluaran gas ke dan dari alternator sebaiknya dilakukan dengan alternator dalam kondisi diam ( berhenti ), tetapi apabila terpaksa karena sesuatu hal, proses tersebut dapat dilakukan dalam kondisi alternator berputar. Namun ini berarti memerlukan gas yang lebih banyak.
Dalam kondisi operasi , kemurnian dan tekanan hidrogen cenderung turun. Oleh karena itu, pasok hidrogen harus dibuka secara periodik atau kontinyu, demikian pula vent ke atmosfir. Untuk mencegah adanya uap air didalam hidrogen, maka hidrogen di __________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
SURALAYA Pendingin dan Perapat Alternator
dalam alternator diberi silica gell untuk menyerap air. Silica gell ini akan menjadi jenuh setelah digunakan beberapa lama, sehingga harus di keringkan. Warna silica gell yang sudah jenuh adalah merah muda, sedang warna yang normal adalah biru.
Gambar 28. Sistem Purging Gas ke Generator 9. PERAPAT POROS
9.1. Fungsi dan Konstruksi
Fungsi utama perapat poros alternator adalah, mencegah gas hidrogen keluar ke atmosfir, karena tekanan gas hidrogen didalam alternator lebih tinggi dari tekanan udara luar. Sebagai media perapat digunakan minyak pelumas. Konstruksi perapat yang sederhana diperlihatkan pada gambar 29.
Perapat tipe radial ini terbentuk dari dua pasang sirip perapat ( sealing fin ) dengan kelonggaran ( clearance ) yang kecil. Untuk mencegah kerusakan yang disebabkan oleh gesekan, maka perapat tersebut ditekan oleh pegas yang lemas. Minyak perapat dengan tekanan sedikit lebih tinggi dari tekanan hidrogen dialirkan ketengah perapat dan memberi perapatan dengan mengalir kedua arah yang berlawanan, satu ke arah sisi hidrogen dan yang lain ke arah sisi udara. Untuk mencegah minyak masuk ke dalam casing alternator, dipasang ring penghapus minyak. Minyak ini selanjutnya dialirkan ke tangki vakum dan gas hidrogen dipisahkan dari minyak untuk dikembalikan ke alternator.
__________________________________________________________________________________ Sedang minyak yang ke sisi udara dikumpulkan dalam tangki detraining. Minyak perapat dipasok dengan menggunakan pompa yang digerakan oleh motor listrik. Tekanan minyak perapat dipertahankan sedikit lebih ( sekitar 0,5 bar ) tinggi dari tekanan hidrogen dengan menggunakan katup pengatur.
9.2. Jenis-jenis Perapat
Ada dua tipe perapat yang umum digunakan, yaitu :
a. Perapat radial atau perapat berpermukaan aksial ( lihat gambar 29 ). Pada umumnya alternator menggunakan perapat tipe ini, karena konstruksinya sederhana dan pemeliharaannya mudah. Ada dua jenis perapat radial, yaitu simple flow dan double flow. Jenis single flow mempunyai tingkat kebocoran yang lebih besar dibanding jenis double flow, sehingga diperlukan pasok gas yang lebih banyak saat beroperasi. b. Perapat aksial atau perapat berpermukaan radial.
Perapat aksial terdiri dari thrust bearing yang ditahan oleh pegas atau tekanan minyak terhadap Collar pada poros rotor. Minyak dialirkan ketengah perapat dalam arah aksial dan terbelah menjadi dua aliran dengan arah yang berlawanan. Minyak akan mengalir ke sisi udara dan sisi hidrogen, lihat gambar 30.
________________________________________________________________________________
SURALAYA Pendingin dan Perapat Alternator
Gambar 30. Perapat Aksial
Karena sebagian minyak masuk ke sisi hidrogen dan mencemari sehingga tingkat kemurnian hidrogen akan terpengaruh. Tetapi jumlah minyak yang masuk ke sisi hidrogen lebih banyak bila dibanding menggunakan perapat radial.