2.7. Jenis Turbin Yang Digunakan
Dalam Perencanaan ini dipilih turbin aksial karena mempunyai keuntungan antara lain: efisiensi yang lebih baik, perbandingan tekanan dapat diubah lebih tinggi,
konstruksi lebih ringan dan tidak membutuhkan ruangan yang lebih besar. Selain itu turbin aksial lazimnya digunakan untuk keperluan industri dan pusat tenaga listrik
maupun sistem propulsi kendaraan darat, kapal dan pesawat terbang. Pada turbin aksial, fluida kerjanya mengalir masuk dan keluar turbin dalam arah aksial, yaitu
sejajar dalam sumbu motor. Turbin aksial yang direncanakan adalah bertingkat 3 tiga, dimana tiap tingkat terdiri dari satu baris sudu diam dan satu baris sudu gerak.
Sudu diam berfungsi mempercepat aliran fluida kerja dan sudu gerak berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik menjadi energi mekanis.
Maka dalam perencanaan ini dipilih turbin aksial, turbin ini dipilih karena: • Pada tipe ini, kecepatan tangensial yang mengalir diantara sudu - sudu
adalah tidak terlalu besar, sehingga kerugian gesekan akibat kecepatan tidak terlalu besar
• Effisiensi tingkat pada tipe reaksi lebih baik dari pada yang lainnya, dengan perbandingan kecepatan yang lebih besar.
• Pada turbin ini satu tingkat turbin dapat menghasilkan daya untuk menggerakkan 10 atau lebih tingkat kompresor dengan efisiensi cukup
tinggi.
2.8 Teori Dasar Ruang Bakar Turbin Gas
2.8.1 Pengertian Ruang Bakar
Ruang bakar adalah tempat terjadinya pembakaran campuran bahan bakar dengan udara kompresi yang akan menghasilkan energi thermal yang bertujuan
untuk meningkatkan enthalpi h, entropi s, dan temperatur T dari fluida kerja. Pada umumnya ruang bakar turbinn gas terdiri atas bagian – bagian utama
seperti “casing” sebagai konstruksi tempat dudukan dari seluruh komponen utama ruang bakar seperti linear maupun burner, selain itu casing juga berfungsi sebagai
penahan tekanan pressure jacket.
Universitas Sumatera Utara
Adapun “liner” merupakan bagian dimana secara langsung memperoleh energi panas atau tempat terjadinya pembakaran flame tube, liner terletak
didalam casing dan dilengkapi dengan batu tahan api untuk melindungi material liner dari kontak langsung terhadap api pembakaran serta sebagai isolasi thermal
ruang bahan bakar. Sedangkan “burner” merupakan alat pembakar, bahan bakar cair atau gas
disemprotkan dalam bentuk kabut kedalam ruang bakar, kemudian campuran bahan bakar dan udara panas dibakar dengan penyalaan busi spark – plug yang
terpasang pada bagian sisi burner.
2.8.2 Tipe Ruang Bakar Combustion Chamber
Pemilihan bentuk ruang bakar disesuaikan dengan pemakaian pada sistemturbin gas, yang juga akan mempengaruhi konstruksi dari
keseluruhan sistem turbin gas tersebut. Tipe ruang bakar umumnya dikategorikan atas 2 macam, yaitu :
1. Berdasarkan bentuk
2. Berdasarkan peletakan
2.8.2.1 Tipe Ruang Bakar Berdasarkan Bentuk
Tipe ruang bakar berdasarkan bentuk terbagi menjadi 3tiga bagian, yaitu 1. Turbular
2. Turboanular 3. Annular
•
Turbular
Turbular merupakan tipe ruang bakar yang terdiri dari satu unit silinder liner yang terpasang konsentris didalam casing
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.17. Ruang bakar tubular
Keuntungan -
Konstruksi kuat dan sederhana
- Pola aliran bahan bakar dan aliran udara mudah dipaduklan
- Pengujian dapat dilakukan secara sederhana dengan hanya memerlukan
sebagian kecil laju aliran massa udara total pesawat turbin
Kerugian - Konstruksinya besar dan berbobot besar
- Memerlukan pipa penghubung duct - Tidak efisien untuk turbin berkapasitas kecil
•
Turboanular
Turboanular merupakan tipe ruang bakar dimana satu grop silinder liner dipasang pada satu anulus casing.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.18. Ruang bakar turboanular
Keuntungan - Konstruksi kecil dan kokoh
- Pola aliran bahan bakar dan udara mudah dipadu - Pengujian hanya membutuhkan sebagian kecil dari total laju aliran massa
udara pesawat turbin - Lebih pendek dan ringan
Kerugian
- Kurang kompak dibandingkan dengan tipe annular - Memerlukan pipa penghubung duct
- Konstruksi lebih rumit dari tipe tubular •
Annular Annular merupakan tipe ruang bakar dimana liner dengan satu annular
casing dipasang kosentris didalam casing.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.19 Ruang bakar annular
Keuntungan - Konstruksinya pendek dan sederhana
- Penampang fronbal kecil - Kerugian tekanan kecil
Kerugian
- Terjadi masalah saat pembentukan dan pembengkokan pada selubung luar outer casing
- Pengujian memerlukan laju aliran massa total - Pola aliran bahan bakar dan udara sulit dipadukan
- Distribusi temperatur keluar yang stabil sulit dicapai
2.8.2.2 Tipe Ruang Bakar Berdasarkan Peletakannya
Berdasarkan peletakan ruang bakar turbin gas dapat dibedakan menjadi 2 dua macam, yaitu:
1. Vertikal
Peletakan secara vertikal merupakan peletakan ruang bakar yang saling tegak lurus terhadap sumbu poros, baik secara langsung maupun tidak langsung
memiliki jarak. Ruang bakar vertikal dalam satu unit turbin gas dapat dibuat satu atau dua buah ruang bakar sesuai dengan kebutuhan.
Universitas Sumatera Utara
b 8
Gambar 2.20. Ruang bakar vertikal double chamber
Keterangan gambar: 1. Pressure shell
2. Burner combustion 3. Platform incl
4. Flame Tube 5. Turbine casing
6. Blow-of Pipes 7. Rotor
8. Manhole with inspection hole A. Annular space for combustor air supply
B. Hot gas duct
2. Horizontal
Peletakan horizontal merupakan peletakan ruang bakar yang sejajar dengan sumbu poros turbin dan biasa digunakan pada sistem turbin yang berdaya
ringan untuk sistem pembangkit listrik. Dengan peletakan yang horizontal maka sistem dapat dibuat lebih kecil
dan sederhana sehingga sesuai juga digunakan pada mesin - mesin pesawat terbang.
Universitas Sumatera Utara
2.9 Syarat - Syarat Ruang Bakar Turbin Gas
Ruang bakar turbin gas secara umum harus sesuai dengan kondisi pemakaian dan sesuai dengan kebutuhan yang berbeda – beda dari setiap turbin
gas. Syarat – syarat dasar yang harus dimiliki ruang bakar antara lain :
1. Mempunyai efisiensi pembakaran yang tinggi dimana bahan bakar
harus terbakar sempurna sehingga seluruh energi kimia dapat berubah menjadi energi thermal.
2. Mudah untuk pembakaran awal, terutama untuk temperatur
lingkungan yang terjadi rendah. 3.
Kerugian tekanan yang terjadi rendah. 4.
Mempunyai emisi gas yang rendah 5.
Mempunyai daya tahan yang tinggi 6.
Panas temperatur ruang bakar harus tetap menjaga umur dari turbin dan sudu pengara.
7. Mempunyai batas stabilitas yang luas, dimana api harus tetap nyala
dalam mencakup tekanan, serta kecepatan perbandingan bahan bakar udara.
8. Perawatan yang ekonomis.
2.10 Pemilihan Tipe Ruang Bakar
Kategori