B. Boiler Implosions
2.2.10. Boiler Trip
Boiler trip merupakan salah satu bentuk pengaman boiler dengan cara memasukkan sinyal MFT (Main Fuel Trip) yang berarti menghentikan suplai bahan bakar yang masuk kedalam boiler. MFT akan bekerja apabila mendapat salah satu sinyal dari :
a. Dari sistem udara dan gas
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 33
Tidak ada IDF yang beroperasi
Tidak ada FDF yang beroperasi
Furnace pressure high setelah 2 detik (+200 mmH2O)
Furnace pressure low setelah 2 detik (-200 mmH2O)
Total air flow dibawah 20% selama 5 detik
Tidak ada Main Air Heater yang beroperasi
Tidak ada Mill Air Heater yang beroperasi b. Dari sistem pembakaran
Kehilangan semua nyala api setelah ada deteksi nyala api (flame)
Tidak ada ignitor atau coal burner yang beroperasi setelah 5 menit boiler purging reset
Ignitor oil safety trip valve trip dan tidak ada coal burner yang beroperasi
Semual coal burnerm, trip tetapi tidak ada ignitor atau coal burner yang beroperasi
Kehilangan power combustion kontrol
Scanner cooling air pressure low-low selama 25 detik c. Dari feed water supply
Drum level high selama 10 detik dari indikasi level drum median diantara 2 level transmitter boiler drum (+ 255 mm)
Drum level low selama 10 detik dari indikasi level drum median diantara 2 level transmitter boiler drum (- 288 mm)
d. Akibat gangguan dari luar
Turbine trip, tetapi HP by-pass tidak berfungsi
Tekanan header udara instrument dibawah 5.5 kg/cm2 e. Dari steam temperature
Main steam temperature high 570 oC selama 2 menit
Reheat steam temperature high 570 oC selama 2 menit
Selain itu, boiler juga dapat ditripkan oleh operator dengan cara menekan tombol ESD (emergency shutdown) maupun tombol MFT yang ada di control room.
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 34 Selain hal-hal proteksi boiler di atas, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan saat start up, shutdown maupun normal operasi dari boiler agar kinerja dan umur boiler tetap terjaga, diantaranya adalah :
Boiler drum vent harus dibuka selama proses pengisian dan pembakaran awal berlangsung sampai dengan tekanan drum ± 2 kg/cm2 agar semua udara yang berada dalam boiler tube dikeluarkan. Tujuannya adalah untuk mengurangi kemungkinan terjadinya korosi akibat oksidasi akibat adanya udara yang terjebak dalam boiler
Perbedaan temperature drum antara top dan bottom harus dijaga sekecil mungkin untuk mencegah thermal stress pada steam drum. Di PLTU Suralaya, perbedaan temperature antara top dan bottom harus dijaga maksimal 100 oC pada saat start up dan 112 oC saat shut down.
Operasikan bypass system saat start up. Hal ini dilakukan untuk mengamankan pipa reheat dari overheat dengan cara mengalirkan steam melalui bypass system sebagai pendingin pipa reheat.
Perhatikan temperature gas buang keluaran dari Main maupun Mill Air Heater agar rata-rata temperaturnya di atas temperature dew point sulfur, untuk menjaga agar tidak terjadi pengembunan sulfur pada elemen air heater.
Saat start up, pastikan bahwa valve resirkulasi ekonomiser terbuka untuk mencegah terjadinya penguapan pada pipa-pipa economizer yang dapat menyebabkan overheat pada pipa tersebut akibat belum adanya aliran air menuju drum.
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 35 4. Proteksi Turbin
Turbin merupakan penggerak utama yang mengkonversi energy panas steam menjadi energy mekanik untuk memutar poros generator. Untuk menghindari kerusakan yang lebih serius pada turbin ketika ada gangguan, maka turbin dilengkapi dengan peralatan pengamanan. Peralatan pengaman tersebut untuk mengamankan peralatan turbin baik bagian yang bergerak (rotor) mapun yang diam (stator).
Peralatan proteksi turbin yang akan mentripkan turbin apabila terjadi gangguan yang dapat mengancam kerusakan pada peralatan turbin. Trip turbin berarti hilangnya minyak auto stop oil yang akan menghilangkan minyak control valve turbin sehingga semua valve turbin akan menutup dan aliran steam yang masuk kedalam turbin akan terhenti.
Gambar 27. Logic diagram turbin trip di PLTU Suralaya 1-4
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 36 Diagram Urutan Logic Proteksi Turbin
Gambar 28 Contoh jenis dan tabulasi proteksi turbin
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 37 2.3.1. Turbin Supervisory
Untuk memonitor kondisi turbin secara real time. Dengan adanya turbin supervisory kita dapat mengetahui apakah turbin masih beroperasi pada batasan normalnya atau tidak.
Berikut yang termasuk dari turbin supervisory.
Casing expansion
Kondisi turbin yang awalnya dingin kemudian dialirkan panas dari steam, maka perubahan termal dalam casing akan menyebabkan ia memuai. Skala ekspansi Casing diukur berdasarkan pergerakan relatif terhadap titik tetap (pondasi). Besarnya pemuaian biasanya
Rotor eccentricity
Ketika turbin di shutdown akan terjadi kebengkokan rotor turbin akibat perbedaan pendinginan sisi bawah dan sisi atas juga karena berat dari trubin tersebut. Rotor eccentricity memonitor langsung kondisi kelurusan poros turbin peak to peak saat diputar oleh turning gear, sebelum dilakukan rolling turbin nilai eccentricitynya harus sudah dalam kondisi normal.
Differential expansion
Ketika steam dialirkan ke turbin maka baik rotor maupun casing akan memuai.
Perbedaan pemuaian ini harus dimonitor agar tetap dalalm batas yang diijinkan, perbedaan yang besar akan menyebabkan sentuhan antara bagian yang diam dengan bagian yang bergerak (sudu) sehingga akan merusak turbin.
Shaft vibration
Memonitor getaran poros yang diukur pada masing-masing bearing turbin. Vibrasi turbin yang berlebih dapat menyebabkan kerusakan pada komponen turbin seperti bearing, sudu, dll.
Bearing metal temperature
Memonitor temperature metal bearing. Bila metal panas bisa disebabkan karena adanya vibrasi maupun kondisi minyak pelumas yang kurang baik. Peningkatan temperature metal bearing dari temperature normalnya mengindikasikan adanya ketidaknormalan dan harus segera dicari tahu penyebabnya.
Steam & metal diff temperature
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 38 Memonitor perbedaan temperature antara uap dengan metal turbin. Hal ini dilakukan untuk mencegah thermal stress akibat perbedaan temperature yang tinggi. Sebelum rolling turbin steam yang akan dialirkan harus memenuhi syarat keamanan operasi turbin, baik tekanan maupun temperaturnya.
Gambar 29 Tipikal Turbine Supervisory Instrumen (TSI)
Agar kemampuan peralatan turbin terjaga dan memiliki umur pakai yang panjang, harus diperhatikan batasan-batasan pengoperasiannya agar tidak menyimpang dari batasan tersebut. Berikut batasan-batasan operasi turbin PLTU Suralaya unit 1-4.
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 39 Table 2. Batasan operasi turbin PLTU Suralaya unit 1-4
No Item
Batasan Keterangan
Normal Alarm Trip
1 Eccentricity < 5/100 mm 7,5/100 mm *At monitor
(peak to peak) * on turning to 600 rpm
15 20 during start up
12.5 at rated speed
2 Shaft vibration on
each For reference at 3000 rpm
bearing Peak to
peak (1) Excellent 0 - 5.0
(1/100 mm unit) (2) Enough 5.0 - 7.5
(3) Allowable continuous opeartion 7.5 - 12.5
(Balancing operation must be planned)
(4) Allowable short term operation > 12.5
(5) Immediately action > 25.0
3 Shaft Position &
thrust Thrust wear 2.1 kg/cm² 5.6 kg/cm²
wear protection
Shaft position
+ 0.7 mm + 0.8 mm
- 1.1 mm - 1.2 mm
4 Differential
Expansion + 18 mm +25 mm + = rotor long
- 0.5 mm
5 Bearing metal
temp Below alarm value
107 °C 113 °C at 3000 rpm
Bearing oil temp 77 °C
6 Thrust metal
temperatur Below alarm value 99 °C 107 °C at metal shoe center 7 Cold start up Steam condition for rolling up below 430 °C
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 40
> 56 °C superheated
> 40 kg/cm²
8 Warming up of steam chest (for reference)
Inner metal temp (deep) should warming up to above saturated temperature corresponded with
throttle steam
It is desired low press throttle steam for start up
9 Metal matching Diff. temperature between steam and metal (on impulse chamber)
(on impulse
chamber) Allowable temp difference on load condition
Limitation +140 to -
83 °C
Reccomended +110 to -
56 °C
Change rate of impulse chamber steam temp.
Limitation ±165
°C/hours
or ± 56
°C/hours
10 HP-IP cylinder differential temp.
In case of temperature measuring at bolt center
upright
between flange
and bolt Double cylinder +140 to -
30 °C (+ = flange temp high)
11
Temp. diff.
between cylinder base
Below alarm value 42 °C 56 °C
During normal on load
and cylinder cover
(inner face) of condition
HP-IP trbine
12 LP Turbine
exhaust < 70 °C 80 °C 120 °C In case of spray out of
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 41
temperature Service, Spray should be
in service at 70 °C
13 Vacuum low trip 704 mmHg 650±25 550 (+0-
100) ˟ ˟Desire close to 550
mmHG mmHg mmHg
14 Over speed trip Below 111
% speed
15 Minimum Load 3 - 10 % of 400 MW
16 Bearing oil
pressure +0.6
0.75 ±0.05 kg/cm²
+0.10
1.2 -0.2 kg/cm²
0.50 - 0.05 kg/cm²
17 Temperature
difference * Within 14 °C
between * Within 28 °C for e few minutes
MSV-A and MSV-B * Within 42 °C for periods of 15 minutes maximum duration provided that such
ICV-A and ICV-B occurances are at least four hours apart