Turbin Gas 1; Gambaran Umum.pptx

 Turbin

gas adalah sebuah power plat.  Bentuk turbin gas adalah compactness, ringan, dan multiple fuel application dan bisa sebagai power plant di offshore platforms.  Bahan bakar turbin gas adalah natural gas, diesel fuel, naptha, methane, crude, low - btu gases, vaporized fuel oils, and biomass gas.  Dalam 20 tahun terakhir pertumbuhan sangat besar dalam teknologi turbin gas. Pertumbuhan dipelopori oleh perkembangan materials technology, new coatings, new cooling dan juga peningkatan rasio tekanan kompresor, telah meningkatkan efisiensi termal turbin gas sekitar 15% menjadi lebih dari 45%.

 Economic

Comparison of Various Generation Technologies.

 Biaya

ekonomi sebuah pembangkit sangat tergantung pada biaya bahan bakar, efisiensi pengoperasian, biaya perawatan.  Pemilihan lokasi tergantung pada masalah lingkungan seperti emisi, kebisingan, ketersediaan bahan bakar, ukuran dan berat.

 Pemanfaatan

gas buang turbin gas dalam combined cycle misalnya untuk pembangkit uap(boiler), penggunaan heat transfer, penggunaan pendingin atau pemanas.  Pembangkitan Combined Cycle bukanlah konsep baru, karena beberapa telah beroperasi sejak pertengahan 1950-an.  Pasar baru/marketplace dalam konversi energi adalah Pembangkitan dalam model Combined Cycle.

 The

heat rates of these plants, present and future.

 The

efficiencies of the same plants.

 Economic

and Operation Characteristics of Plant.

 Pesawat

terbang menjadi terdepan dalam penerapan teknologi turbin gas.  Kriteria desain turbin gas adalah high reliability, high performance, dengan start dan operasi yang fleksibel di seluruh daerah jangkauan penerbangan.  Performa engine pesawat terbang selalu dinilai terutama pada thrust/weight ratio.  Peningkatan engine thrust/weight ratio dicapai dengan pengembangan high-aspect ratio blades dalam kompresor serta mengoptimalkan pressure ratio and firing temperature turbin untuk hasil kerja maksimum per unit aliran.

 Development

of engine pressure ratio over the years.

 Trend

in improvement in firing temperature.

effect on the overall cycle efficiency of the increasing pressure ratio and the firing temperature.

 The

 Kriteria

penting dalam desain turbin gas berdasarkan kondisi operasional: 1. Effisiensi yang tinggi. 2. Reliability dan Availability yang tinggi. 3. Mudah dalam service. 4. Mudah dalam installation and commissioning. 5. Kesesuaian dengan environmental standards. 6. Penggabungan auxiliary and control systems, yang mana memiliki tingkat keandalan yang tinggi. 7. Fleksibilitas untuk memenuhi berbagai layanan dan kebutuhan bahan bakar.

Effisiensi yang tinggi  Melihat masing-masing kriteria penting diatas akan memungkinkan pengguna(user) untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang kebutuhan turbin gas.  Dua faktor yang paling mempengaruhi high turbine efficiencies adalah rasio tekanan dan temperatur.  Kompresor aliran aksial(axial-flow compressor) yang menghasilkan high pressure gas di dalam turbin telah mengalami perubahan peningkatan dramatis terhadap rasio tekanan turbin gas dari 7 : 1 menjadi 40 : 1.

Effisiensi yang tinggi  Melihat masing-masing kriteria penting diatas akan memungkinkan pengguna(user) untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang kebutuhan turbin gas.  Pengaruh firing temperature sangat dominan untuk setiap kenaikan temperatur 100 ◦F(55,5 ◦C); daya output meningkat sekitar 10 % dan memberikan peningkatan efisiensi sekitar 1,5 %.  Regenerators can increase efficiency as much as 15–20 % at today’s operating temperatures

Effisiensi yang tinggi  A simple cycle gas turbine performance map as a function of pressure ratio and turbine inlet temperature.

Effisiensi yang tinggi  The effects of pressure ratio and temperatures on efficiencies and work for a regenerative cycle.

Availability and Reliability 

Definisi availability and reliability akan dijelaskan lebih detail di bab berikutnya.

Mudah dalam layanan(Ease of service) Kemudahan layanan(Serviceability) adalah bagian penting dari setiap desain, karena penyelesain cepat dalam hal layanan/service menghasilkan ketersediaan(availability) tinggi untuk turbin dan mengurangi biaya perawatan dan operasi.  Service dapat diselesaikan dengan memberikan pemeriksaan yang tepat seperti exhaust temperature monitoring, shaft vibration monitoring dan surge monitoring.  Designer harus memasang lubang borescope untuk pemeriksaan visual cepat dari bagian(parts) panas didalam sistem. Split casings agar pembongkaran cepat dan lain sebagainya. 

Mudah dalam installation and commissioning Kemudahan dalam instalasi dan commissioning adalah alasan lain untuk penggunaan turbin gas.  Sebuah unit turbin gas dapat diuji dan dirakit di pabrik.  Sering startup dan shutdown saat commissioning sangat mengurangi masa pakai unit(Availability). 

Kesesuaian dengan environmental standards Pertimbangan lingkungan sangat penting dalam desain sistem apa pun.  Combustor adalah komponen yang paling kritis/penting dan harus sangat hati-hati dalam merancangnya/mendesainnya supaya menghasilkan keluaran asap NOx yang rendah.  Temperatur yang tinggi menghasilkan peningkatan emisi NOx dari turbin gas.  Untuk mengatasi NOx yaitu dengan menyuntikan air atau uap ke ruang bakar(combustor) atau meningkatkan jumlah nozel bahan bakar dan kompleksitas algoritma kontrol. 

Penggabungan auxiliary and control systems Sistem bantu dan sistem kontrol harus dirancang dengan hatihati, karena sistem tersebut sering mengakibatkan breakdown nya sebuah unit plant.  Sistem pelumasan adalah salah satu sistem bantu(auxiliary) yang sangat kritis, harus dirancang dengan sistem cadangan dan harus dicegah sedini mungkin dari kegagalan(failure).  Turbin gas yang canggih(advanced) semuanya dikontrol secara digital dan memakai on-line condition monitoring sampai batas tertentu. 

Fleksibilitas untuk memenuhi berbagai layanan dan kebutuhan bahan bakar Fleksibilitas servis dan bahan bakar adalah sebuah kriteria dalam pemilihan, yang bisa meningkatkan sistem kinerja turbin, tetapi tidak diperlukan untuk setiap aplikasinya.  Kekurangan energi membutuhkan turbin dioperasikan dengan efisiensi maksimum.  Turbin dengan aplikasi Multiple fuel sekarang permintaan lebih besar, terutama di mana berbagai bahan bakar mungkin kekurangan pada waktu yang berbeda setiap tahunnya. 



Turbin gas siklus sederhana(simple cycle gas turbine) diklasifikasikan menjadi lima kelompok besar: 1. Frame Type Heavy-Duty Gas Turbines. 2. Aircraft-Derivative Gas Turbines Aero-derivative. 3. Industrial Type-Gas Turbines. 4. Small Gas Turbines. 5. Micro-Turbines.

Frame Type Heavy-Duty Gas Turbines Sebuah unit pembangkit mulai dari 3 MW hingga 480 MW dengan efisiensi mulai dari 30 sampai 46%.

A frame type gas turbine with canannular combustors. (Courtesy GE

Power Systems)

Aircraft-Derivative Gas Turbines Aero-derivative Sebuah unit pembangkit ini memiliki daya mulai dari 2,5 MW hingga sekitar 50 MW dengan Efisiensi berkisar 35 sampai 45%.

A cross section of an aero-derivative gas turbine engine

Industrial Type-Gas Turbines Sebuah unit pembangkit ini memiliki daya mulai dari 2,5 MW hingga sekitar 15 MW dengan Efisiensi berkisar dibawah 30 %.

A medium size industrial gas turbine.(Courtesy Solar Turbines Incorporated.)

Small Gas Turbines Sebuah unit pembangkit ini memiliki daya mulai dari 0,5 MW hingga sekitar 2,5 MW dengan Efisiensi berkisar 15 % sampai 25 %.

A small radial-flow gas showing the turbine rotor

turbine

cutaway

Micro-Turbines Sebuah unit pembangkit ini memiliki daya mulai dari 20 kW hingga sekitar 350 kW.

A compact micro-turbine schematic. (Courtesy Capstone Corporation.)