Turbin uap merupakan suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan energi kinetik tersebut kemudian diubah menjadi energi mekanik berupa putaran poros turbin. Keterlambatan proses pada industri kelapa sawit cenderung menyebabkan turbin uap bermasalah atau tidak beroperasi secara maksimal sehingga mengakibatkan kerusakan pada komponen-komponen yang dapat menghambat pengoperasian turbin uap dan mempengaruhi efisiensi turbin uap. Ada banyak efek mekanis akibat adanya turbin uap jenuh, masalah utamanya adalah erosi pada sudu-sudu yang bergerak.
Rendahnya nilai efisiensi dalam hal ini dipengaruhi oleh masukan energi yang masuk ke turbin uap, seperti laju aliran massa dan nilai entalpi uap. Jadi semakin besar masukan energi yang masuk ke turbin maka kinerja turbin uap akan semakin baik begitu pula sebaliknya. Terlihat efisiensi tertinggi pada tanggal 6 Februari 2023 sebesar 24,75% dan terendah pada pukul 22.19. Januari 2023 sebesar 22,19%, dan perbandingan efisiensi turbin uap dengan desain turbin uap lebih dari separuh nilai efisiensi desain.
Pada analisis mode kegagalan dan efeknya diperoleh hasil berupa skor Risk Priority Number (RPN), poros dan saringan memiliki skor terendah yaitu 32, dan cincin karbon memiliki skor tertinggi yaitu 96. Salah satu berkah tersebut adalah keberhasilan penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir Makalah ini berjudul “Analisis Pengaruh Uap Jenuh Terhadap Efisiensi dan Komponen Turbin Uap Menggunakan Metode Failure Mode and Effect Analysis” sebagai prasyarat untuk meraih gelar akademik Sarjana Teknik. Teknik di bidang Teknik Mesin. Program Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara (UMSU), Medan.
PENDAHULUAN
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui efisiensi dan kegagalan komponen turbin uap pada uap jenuh serta memberikan solusi untuk meningkatkan efisiensi turbin uap. Berdasarkan latar belakang tersebut, peneliti terinspirasi untuk melakukan penelitian yang bertajuk “Analisis Pengaruh Uap Jenuh Terhadap Efisiensi Turbin Uap dan Komponennya Menggunakan Metode Kegagalan dan Metode Analisis Efek”. Apa dampak komponen turbin uap akibat uap jenuh dengan menggunakan metode analisis mode kegagalan dan efek.
Ruang lingkup penelitian tugas akhir sarjana ini meliputi beberapa hal yaitu temperatur uap masuk, suhu keluar uap, tekanan uap masuk, tekanan keluar uap, laju aliran massa dan daya kotor generator serta data kegagalan turbin uap. Tergantung pada jenis mekanisme penggeraknya, turbin uap dapat digunakan dalam industri, untuk pembangkit listrik dan transportasi (P.Shlyakhin, 1999). Prinsip turbin uap adalah menerima energi kinetik dari uap yang keluar dari nosel sehingga sudu turbin terdorong atau digerakkan secara miring.
Journal bearing merupakan bagian yang berfungsi menahan gaya radial atau gaya yang tegak lurus terhadap rotor. Thrust bearing merupakan bagian turbin yang berfungsi menahan atau menerima gaya aksial atau gaya sejajar poros, yaitu gerak bolak-balik poros rotor. Sudu stasioner merupakan sudu yang berfungsi menerima dan mengubah energi uap bertekanan serta mengarahkan uap yang masuk.
Sudu-sudu bergerak merupakan sudu-sudu yang berfungsi menerima energi uap yang masuk dan mengubahnya menjadi energi kinetik yang memutar generator melalui poros yang terpasang. Control valve merupakan katup yang berfungsi mengatur uap yang masuk ke turbin berdasarkan jumlah uap yang dibutuhkan. Katup adalah katup yang menyalurkan atau menghentikan aliran uap menuju turbin.
Bantalan roda gigi merupakan bantalan yang berfungsi menahan/menerima gaya tegak lurus dari roda gigi. Bantalan roda merupakan bantalan yang berfungsi menerima atau menahan gaya radial maupun gaya tegak lurus dari poros roda gigi. Bantalan roda merupakan bantalan yang berfungsi untuk menahan atau menerima gaya aksial suatu roda gigi yang bergerak.
Efek ini lebih terasa pada bagian turbin. pada saat uap berpindah dari keadaan jenuh ke keadaan basah. Uap jenuh adalah keadaan di mana uap air berada pada kesetimbangan tekanan dan suhu yang sama dengan air fase cair.
METODOLOGI
Penelitian ini menggunakan metode deskriptif dengan cara mengamati, merangkum, dan mencatat data uap yang masuk dan keluar turbin beroperasi selama satu bulan untuk mencari nilai efisiensi dan mengumpulkan data nilai frekuensi kegagalan komponen turbin uap dengan menggunakan mode kegagalan. dan metode analisis efek. Data yang dikumpulkan adalah tekanan uap masuk (Kg/cm2), tekanan uap keluar (Kg/cm2), suhu uap masuk (˚C), laju aliran massa (ton/jam) dan data kegagalan turbin uap. Untuk mencari efisiensi turbin uap, terlebih dahulu ditentukan nilai entalpi dan entropi masuk, energi buang, fraksi uap, entalpi buang, perubahan entalpi, kerja turbin pada kondisi isentropik.
Efisiensi turbin uap ditentukan oleh persamaan 2.111 dan parameter yang diperlukan berupa kerja turbin pada kondisi arus dan kerja turbin pada kondisi isentropik. Berdasarkan data yang diperoleh dan setelah dilakukan perhitungan nilai efisiensi turbin yang terlampir, maka dihasilkanlah nilai efisiensi turbin pada saat penelitian PT. Pada gambar diatas terlihat efisiensi desain turbin uap sebesar 52,20%, sedangkan keadaan efisiensi turbin uap saat ini mengalami penurunan.
Terlihat perbandingan efisiensi turbin uap dengan model turbin uap lebih dari separuh nilai efisiensi desain. Faktor lainnya adalah umur turbin uap yang cukup lama sehingga mengakibatkan berkurangnya efisiensi turbin uap. Data yang digunakan untuk penelitian ini adalah periode 2013-2022 berdasarkan downtime turbin uap di PT.
Berikut grafik data komponen kritis periode 2013-2022 berdasarkan downtime turbin uap di PT. Dari gambar 4.4 diatas terlihat ada beberapa faktor yang menyebabkan turbin uap mengalami penurunan efisiensi dan kegagalan pada komponen turbin uap. Salah satu faktor yang mempengaruhi menurunnya efisiensi dan kegagalan turbin uap adalah ketersediaan peralatan penjernihan air yang kurang optimal, hal ini menyebabkan kualitas air umpan boiler tidak sesuai dengan parameter yang ditentukan.
Tinggi rendahnya nilai efisiensi turbin uap dipengaruhi oleh temperatur yang masuk ke dalam turbin uap. Jadi semakin tinggi temperatur atau energi yang masuk ke turbin uap maka efisiensi turbin uap tersebut akan semakin baik dan sebaliknya perubahan entalpi (h) dan juga kerja aktual turbin tersebut. Tekanan dan temperatur pada boiler diharapkan meningkat untuk menggerakkan turbin uap sehingga menghasilkan efisiensi turbin yang optimal.
ANALISIS KINERJA TURBIN UAP BERDASARKAN UJI KINERJA PADA PEMBANGKIT TENAGA UAP (PLTU) BARRU 2X50 MW [PROGRAM STUDI D-4 TEKNIK PEMBANGKIT ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK. Hasil analisa efisiensi turbin uap Penelitian Tugas Akhir Unit Pagar Merbau PT Perkebunan Nusantara II pada tanggal 17 Januari 2023 – 17 Februari 2023.
