FUNGSI DAN PROSES KERJA TURBIN UAP
1.FUNGSI TURBIN UAP.Diatas kapal fungsi turbin uap adalah :
a.Turbin De Laval ; sebagai penggerak pesawat – pesawat bantu.
b.Turbin Zoelley ; sebagai penggerak generator listrik.
c.Turbin Curtis ; sebagai roda muka turbin gabungan atau sebagai turbin mundur dalam instalasi turbin (instalasi turbin mempunyai turbin maju dan turbin mundur sesuai posisi olah gerak).
d.Turbin Person ; sebagai penggerak baling – baling kapal.
2.PROSES KERJA TURBIN UAP.
Uap yang diproduksi dari ketel pipa air mengalir kedalam turbin melalui pipa pancar (Nozzle ring), didalam pipa pancar yang berfungsi sebagai :
a.Momentum uap dan mengarahkan uap langsung menuju ke sudu jalan (moving blades)
b.Merobah energy panas menjadi energi kecepatan karena perbedaan diameter pipa pancar, dimana diameter masuk lebih kecil dari pada pipa keluar, maka panas yang mengalir masuk pipa pancar dibandingkan dengan panas yang keluar pipa pancar, hal tersebut mengakibatkan beda panas. Beda panas ini menimbulkan kecepatan uap mengalir selama dipipa pancar. Jadi ada hubungan antara panas dan kecepatan yang mengalir dari uap didalam pipa pancar. Setelah uap keluar pipa pancar, langsung mendorong sudu jalan, dimana sudu jalan ini dipasang pada roda jalannya (moving wheel), sehingga roda jalan turut berputar. Pada bagian tengah roda jalan yang bulat terdapat poros turbin (turbin shaft) yang dipasang dengan konstruksi pasak (key). Dengan demikian poros turbin juga berputar, dan poros ini disambungkan ke poros baling – baling melalui gigi reduksi.
3.JENIS – JENIS UAP
Uap yang diproduksi diketel dapat dibedakan dalam beberapa jenis uap seperti :
a.Uap Basah ialah uap yang masih mengandung butir – butir air.
b.Uap Jenuh ialah uap yang tidak mengandung butir – butir air yang mempunyai tekanan tertinggi pada suhu tertentu.
c.Uap Panas Lanjut (uap kering) ialah uap yang suhunya lebih tinggi dari uap kering pada tekanan yang sama.
4.SIKLUS UAP PADA INSTALASI TURBIN UAP
 |
| Gambar.2 Instalasi penggerak uap dengan ketel pipa air |
A. Ketel Uap
1. Drum uap
2. Drum air
3. Pipa air tiras
4. Pipa air utama
5. Pemanas lanjut uap
6. Economiser
7. Pemanas udara
8. Cerobong
9. Dapur
B.Turbin Uap dan Gigi reduksi
10. Turbin Tekanan tinggi
11. Turbin tekanan rendah
12. Turbin mundur
13. Condenser
14. Hot well
15. Feed pump
16. Preheater
17. Reduction gear
18. Thrust block
19. Propeller shaft
20. Propeller
Cara kerja Siklus Uap :
Air didalam pipa – pipa tirai dan pipa air utama dipanaskan oleh gas – gas pembakaran hasil pembakaran bahan bakar dan udara didapur. Air ini akan menyerap panas dari gas pembakaran, mengakibatkan air menjadi panas, mendidih dan menguap. uap yang terbentuk adalah uap jenuh dimasukkan dalam drum uap. Selanjutnya uap ini digunakan lagi di pemanas lanjut uap, sebagai pemanas uap tersebut menggunakan gas pembakaran sehingga uap jenuh tadi berobah menjadi uap panas lanjut. Uap panas lanjut inilah yang digunakan untuk menggerakkan turbin, uap penggerak turbin tersebut adalah uap baru (UBA), dan setelah dipakai diturbin menjadi uap bekas (UBE). Untuk turbin tekanan rendah ataupun turbin mundur digerakan juga oleh uap baru dari ketel. Uap bekas yang telah terpakai diturbin didinginkan (dikondensasikan) di Condenser menjadi kondensat. Kondensat ini ditampung dibak air panas (hot well), selanutnya dimasukkan sebagai air ketel melalui preheater dan economizer. Pembakaran air pengisian ketel dilakukan dari air kondensasi baik di economizer maupun air yang diproduksi di Evaporator.
JENIS – JENIS, BAGIAN – BAGIAN UTAMA DAN FUNGSINYA.
1.Jenis - jenis Turbin Uap.
Turbin uap dikelompokkan dalam 2 jenis yaitu :
a.Turbin aksi ; ialah turbin, dimana tekanan uap didepan dan dibelakang sudu jalan sama besarnya.
Contohnya :
-Turbin de Laval
-Turbin Zoelley
-Turbin Curtis
Karakteristiknya :
-Saat uap mengalir dipipa pancar tekanan uap menurun, sedangkan saat mengalir disudu jalan tekanan uapnya sama besarnya (tetap)
-Saat uap mengalir dipipa pancar kecepatan uapnya meningkat, sedangkan saat mengalir disudu jalan kecepatan uapnya menurun
-Bentuk sudu jalannya adalah symetris
-Usaha yang ditimbulkan didapat dari gaya – gaya aksi yang bekerja pada sudu yang melengkung.
b.Turbin reaksi ; ialah turbin dimana tekanan uap didepan dan belakang sudu jalan tidak sama besarnya atau tekanan uap didepan sudu jalan lebih besar dari pada tekanan uap dibelakang sudu jalan.
Contohnya :
-Turbin Person
Karakteristiknya :
-Saat mangalir disudu hantar, tekanan uapnya menurun, sedangkan saat mngalir di sudu jalan tekanan uapnya juga menurun.
-Saat mengalir di sudu hantar, kecepatan uapnya meningkat, sedangkan saat mengalir disudu jalan kecepatan uapnya menurun
-Bentuk sudu jalannya adalah asymetris.
-Usaha yang ditimbulkan didapat dari gaya – gaya aksi dan gaya reaksi yang bekerja pada sudu jalan yang melengkung.
2.Bagian – bagian Utama Turbin dan Fungsinya.
Bagian – bagian utama turbin adalah :
a.Pipa pancar ; fungsinya sebagai pengarah aliran uap dari boiler (ketel) masuk sudu jalan supaya uap lebih efektif dan perobahan energy panas menjadi energy kecepatan.
Bentuk pipa pancar terdiri dari :
Gu = Pemakaian uap dalam (kg/det)
V = Volume jenis uap dalam (m3/kg)
A = Penampang pipa pancar dalam (m2)
C = Kecepatan uap mengalir dalam (m/detik)
D = Diameter pipa pancar dalam (m)
Bila diuraikan rumus kontinuitas tersebut pada sisi masuk dan sisi keluar pipa pancar didapat :
Panjang sisi masuk pipa pancar : Gu1 x V1 = A1 x C1
Panjang sisi keluar pipa pancar : Gu2 x V2 = A2 x C2
Dimana:
C1
= 44,7√ Ho Ho =
H1 – H2
C2
= C1 + 44,7√ Ho
2
Rumus Zeuner pada pipa pancar :
Energy Kinetis = Gu x C12 dalam (kgm) (1)
2
Energi Kinetis = Gu x Ho dalam (kj) (2) atau
Gu x Ho x 427 dalam (kgm) (3)
4,187
Persamaan(1) = (2)
Gu x C12 = Gu x Ho x 427
Dimana : C1 = kecepatan mutlak dalam m/detik dan Ho = jatuh kalor (kj/kg).
b.Rotor
Rotor adalah poros turbin yang melekat pada roda jalan dan diujung roda jalan dipasang sudu jalan, sedangkan shaft (poros) hanya berupa poros biasa tanpa roda jalan. Pada rotor ini terdapat LABYRINTH yang berfungsi sebagai penahan kebocoran uap terhadap rumah turbin (casing), karena uap akan bocor, tidak seluruh uap mengenai sudu jalan bila tidak dipasang labyrinth-nya. Selain labyrinth dapat juga dipakai packing carbon (zat arang) yang berfungsi sama dengan labyrinth.
Untuk menopang rotor tersebut, digunakan block bantalan, dan bantalannya sendiri terdapat pelumas.
c.Rumah Turbin
Rumah turbin adalah penampang dari penutup turbin, dimana rotor juga didukung oleh rumah turbinnya. Untuk memeriksa dan merawat bagian – bagian dalam turbin, penutup rumah turbin yang berada disebelah atasnya dapat dibuka karena hubungan dengan rumah turbin bagian bawah menggunakan baut.
d.Sudu Jalan
Sudu jalan adalah bagian yang sangat penting dari turbin karena berputarnya rotor melalui uap yang mendorong sudu jalan menggerakan roda jalan, sehingga sudu jalan yang berbentuk melengkung untuk menampung uap.
Bentuk sudu jalan terdiri dari 2 jenis yaitu :
1)Sudu Symetris bila sudut sud jalan sisi masuk β1 sama besar dengan sudut sudu jalan sisi keluar β2. Sudu symetris dijumpai pada turbin aksi saja.
Symetris bila < β1 = < β2
2)Sudu Asymetris, bila sudut sudu jalan sisi masuk β1 tidak sama dengan sudut sudu jalan sisi keluar β2 . Sudu asymetris dijumpai pada turbin Reaksi.
Symetris bila < β1 = < β2
Bagian – bagian sudu adalah :
punggung sudu dan dada sudu serta lebar sudu, sedang tusuk adala jarak antara 2 sudu.
 |
|
Gambar :
Shaft , Sudu - sudu dan Bearing
|
sumber : Materi diklat pelaut