Katup Utama Pada Turbin Uap

DUNIA PEMBANGKIT LISTRIK - Pada kesempatam kali ini duniapembangkitlistrik.com akan membahas mengenai alat bantu turbin bagian katup utama. Untuk penjelasannya, simak berikut ini.

Turbin


ALAT BANTU TURBIN


Katup Utama

Pada umumnya katup uap utama turbin dipasang menjadi satu dengan rumah atau header dari katup pengatur uap (governor valve). Header katup GV biasa disebut dengan steam chest.

1.  Steam Chest dan Katup Utama 

Steam chest adalah merupakan titik pertemuan antara pipa uap utama dengan saluran uap masuk turbin. Fungsi utama Steam Chest adalah sebagai wadah untuk menempatkan katup-katup governor sebagai pengatur aliran uap yang akan masuk ke Turbin.  Posisi Steam Chest pada konstruksi berbagai turbin sangat beragam. Pada salah satu rancangan turbin, steam chest mungkin  ditempatkan dibagian atas dan bawah dari turbin tekanan tinggi. Pada rancangan lain, steam chest ditempatkan dikedua sisi turbin tekanan tinggi. Disebagian besar konstruksi turbin, katup penutup cepat (stop valve) juga ditempatkan pada steam chest. Gambar 55, memperlihatkan sketsa tipikal steam chest dari turbin uap.


Steam Chest
Gambar 55

Pada gambar terlihat bahwa uap masuk ke steam chest melalui stop valve. Dari steam chest, uap kemudian mengalir melalui pembukaan katup governor (governor valve) kedalam sisi masuk turbin tekanan tinggi (HP Turbine).   Setiap katup governor dapat mengalirkan uap hanya untuk satu segmen saluran masuk uap ke Turbin. Dalam keadaan semua katup governor membuka penuh, maka seluruh segmen saluran uap masuk yang  berbentuk lingkaran penuh akan dilalui oleh uap. Pada beberapa konstruksi turbin, steam chest dengan saluran masuk uap ke Turbin Tekanan Tinggi dihubungkan dengan pipa-pipa yang bersilangan bagaikan spageti sehingga kerap disebut Spagety Pipe, seperti terlihat pada gambar 56.


Saluran Uap Pada Turbin
Gambar 56


Katup Uap Utama (Main Stop Valve= MSV)


Main Stop valve adalah katup penutup cepat yang berfungsi untuk memblokir aliran uap dari ketel ke Turbin. Katup ini dirancang hanya untuk menutup penuh atau membuka penuh.  Pada sebagian turbin, Pembukaan katup ini juga dapat diatur (Throtling) selama periode start turbin untuk mengatur aliran uap hingga putaran turbin tertentu.

Fungsi pengaturan ini bagi katup penutup cepat merupakan fungsi tambahan. Fungsi utamanya adalah untuk memutus aliran uap secara cepat ketika dalam kondisi emergensi. Sesuai dengan fungsi utamanya, maka stop valve diharapkan menutup lebih cepat dibanding katup governor.  Karena stop valve memiliki fungsi utama dan fungsi tambahan, maka konstruksinya juga terdiri dari katup utama (main valve) dan katup bantu (pilot valve) seperti terlihat pada gambar 57.


 MSV dengan Pilot valve
Gambar 57


Pilot valve berfungsi mengontrol aliran uap masuk turbin ketika turbin sedang start serta untuk mempernudah pembukaan Main Stop Valve akibat berkurangnya perbedaan tekanan uap (ΔP).

Dalam keadaan tertutup atau pada posisi trip, kedua katup (pilot valve dan main valve) akan menutup rapat karena ditekan oleh pegas. Untuk membuka katup, diperlukan tekanan hidrolik yang akan menggerakkan aktuator hidrolik (servo motor) dan melawan tekanan dari pegas. Ketika gaya hidrolik sedikit lebih besar dari gaya pegas, maka batang katup akan mulai bergerak. Gerakan batang katup ini mula-mula akan membuka pilot valve sementara main valve masih dalam posisi menutup penuh akibat tekanan uap seperti terlihat pada gambar.   Pembukaan valve ini akan mengalirkan uap kedalam steam chest dan kemudian kedalam turbin untuk memutar rotor.

Untuk menaikkan putaran, maka pembukaan pilot valve diperbesar.  Bila tekanan hidrolik pada aktuator terus dinaikkan, maka pilot valve akan terus membuka sampai posisi maksimum. Ketika sudah berada pada posisi maksimum buka dan tekanan hidrolik terus diperbesar, maka batang katup dan pilot valve akan terus bergerak bersama main valve. Dengan demikian maka main valve akan mulai membuka sehingga uap akan mengalir kedalam steam chest melalui pilot valve dan main valve seperti yang terlihat pada gambar 58.

Pembukaan Stop Valve
Gambar 58


Bila tekanan hidrolik hilang, maka pegas akan menekan batang katup dan mendorong dengan cepat keposisi menutup. Dalam posisi menutup, Main valve ditahan oleh pilot valve dan pegas serta tekanan uap dari sisi luar katup.

Katup uap utama dibuka oleh tekanan minyak hidrolik dan ditutup secara mekanik oleh tekanan pegas setelah tekanan minyak hydrolik habis terbuang ke drain. Kadangkala katup ini dilengkapi atau disebut dengan katup penutup darurat (Emergency Stop Valve  = ESV)


2.  Governor Valve (Control Valve) 

Katup ini berfungsi untuk mengontrol laju aliran uap ke turbin untuk mengendalikan putaran. Katup ini berada didalam jalur aliran uap setelah katup uap utama dan steam chest. Governor valve bekerja (membuka) sesuai dengan  permintaan (kebutuhan) untuk mempertahankan putaran turbin. Begitu ia bergerak, maka aliran uap ke turbin akan berubah dengan demikian juga mengendalikan putaran. Governor valve biasanya terdiri dari empat buah yang bekerjanya secara berurutan.  Gerakan katup-katup ini dilakukan oleh tekanan hidrolik yang dipasang pada aktuator saat urutan membuka. Gerakan penutupan dilakukan oleh tekanan pegas. Gambar 59 memperlihatkan  governor yang digerakkan dengan bar lift rod dengan jumlah valve nya 6 buah.


Katup Governor dengan bar lift rod
Gambar 59
Katup-katup governor umumnya juga ditempatkan pada steam chest. Jumlah katup governor bervariasi sesuai dengan faktor-faktor desain turbin yang meliputi kapasitas turbin, kebutuhan aliran uap dan tekanan kerja uap.  Berapapun jumlah katup governor, penempatannya dibagi secara rata di kedua steam chest. Gambar 60, memperlihatkan contoh tipikal dari konstruksi katup governor beserta komponen-komponennya yang dikendalikan dengan kontrol hidrolik listrik (electro hidrolik (EHC).


Konstruksi Katup Governor
Gambar 60


Pada prinsipnya katup governor dibuka oleh minyak hidrolik dengan perantaraan aktuator hidrolik (servo motor). Sedangkan untuk menutup katup governor digunakan pegas penekan (return spring). Untuk memenuhi karakteristik katup governor sebagai pengatur aliran uap, maka presentase pembukaan katup dapat diatur sesuai kebutuhan (positioned). Sistem kontrol governor dapat berupa mekanik, hidrolik maupun elektrik- hidrolik.


3.   Reheat Stop Valve dan Intercept Valve  

Reheat Stop Valve (RSV)

Reheat stop valve adalah komponen yang merupakan bagian dari rancangan turbin reheat. Seperti diketahui bahwa pada turbin reheat, uap yang keluar dari turbin tekanan tinggi (HP Turbine) dialirkan kembali kedalam ketel untuk dipanaskan ulang (reheat). Uap panas ulang (reheat steam) dari ketel ini selanjutnya dialirkan kembail ke Turbin. Tekanan menengah ataupun turbin tekanan rendah. Sebelum masuk turbin, uap ini harus melintasi reheat stop valve dan intercept valve lebih dahulu.  Reheat stop valve hanya dapat berada dalam 2 posisi yaitu posisi menutup penuh dan posisi membuka penuh. Fungsi reheat stop valve hampir sama dengan Main Stop Valve tetapi katup ini dipasang pada saluran reheat. Reheat stop valve dibuka oleh tekanan hidrolik melalui aktuator hidrolik dan ditutup oleh tekanan pegas. Gambar memperlihatkan konstruksi reheat stop valve.

Intercept Valve 

Katup berikut yang dipasang pada saluran reheat setelah reheat stop valve adalah katup intersep (Intercept Valve). Jadi intercept valve adalah katup terakhir yang dilalui uap sebelum masuk ke Turbin Tekanan Menengah (IP Turbine). Pada kondisi operasi normal, intercept valve hanya beroperasi pada 2 posisi yaitu posisi menutup penuh dan posisi membuka penuh. Tetapi dalam kondisi abnormal, misalnya pada saat terjadi penurunan beban yang cukup besar, sehingga putaran turbin naik sampai harga tertentu, katup ini juga berfungssi sebagai pengontrol aliran uap reheat. 

Intercept Valve
Gambar 61

Bila katup ini menutup, maka aliran uap ke Turbin Tekanan menengah (IP) dan Turbin Tekanan Rendah (LP) akan berkurang sehingga putaran turbin juga cenderung turun.  Pembukaan katup intercept juga dilakukan oleh tekanan hidrolik dengan perantaraan aktuator hidrolik, sementara untuk menutup digunakan tekanan pegas. Salah satu fungsi intercept valve adalah untuk mencegah turbin dari kemungkinan overspeed. Umumnya katup ini mendapat perintah untuk menutup dari sistem Auxiliary Governor.

Bila karena suatu sebab putaraan turbin naik hingga harga tertentu, Auxiliary Governor akan memerintahkan intercept valve untuk menutup dan menurunkan putaran. Bila putaran turbin telah turun, maka intercept valve akan kembali membuka. Ilustrasi gambar bisa dilihat pada gambar no 61.


Demikian penjelasan mengenai alat bantu pada turbin bagian katup utama. Semoga bermanfaat bagi semuanya.
Post a Comment
Click to comment