Pembebanan Unit Turbin Gas

Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008. USU Repository © 2009

BAB 5 BANTALAN DAN PELUMASAN

5.1. Pembebanan Unit Turbin Gas

Tekanan gas pada sudu turbin dan akibat berat rotor turbin dan kompresor, berat Central Hollow Shaft mengakibatkan poros utama turbin menerima dua macam pembebanan utama yaitu : 1. Pembebanan Aksial 2. Pembebanan Radial 5.1.1. Pembebanan Aksial Pembebanan aksial terjadi karena perubahan momentum dari fluida kerja yang bekerja sepanjang arah sumbu rotor. Beban aksial yang terjadi didalam sistem turbin gas adalah merupakan gaya aksial yang terjadi pada turbin dikurang dengan gaya aksial yang terjadi pada kompresor. Telah diperoleh besarnya gaya aksial pada kompresor F ak = 3234,28 N Sedangkan besarnya gaya aksial pada sisi turbin adalah : F at = S m . . Ca 2 . tan 2 – tan 1 dimana : Va = Ca = Kecepatan aksial = 280 ms 1 = 2 = 41 15’ derajat reaksi direncanakan 50 3 = 1 = 57 17’ Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008. USU Repository © 2009 S m = Pitch space rata-rata = 0,0946 = Kerapatan gas masuk turbin = 2,857 kgm 3 sehingga : F at = 0,0946 x 2,857 x 280 2 tan 57 17’ – tan 41 15’ = 21189,3405 x 0,676 = 14323,994 N maka gaya aksial yang terjadi pada turbin gas adalah : F TG = F at - F ak = 14323,994 - 3234,28 = 11089,714 N 5.1.2. Pembebanan Radial Beban radial ini merupakan berat dari komponen-komponen rotor turbin gas didapat dari hasil survey data = 43050 kg.ms 2 . Beban-beban yang dialami bantalan dapat dihitung sesuai gambar 5.1 berikut W K W P W SP W T A B 2195 2150 200 1500 2645 8690 Gbr. 5.1. Beban yang diterima bantalan dimana data berat didapat dari perhitungan dan data survey: W k = Berat kompresor lengkap = 18997 kg.ms 2 ≈ 18997 N Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008. USU Repository © 2009 W p = Berat poros Tie rod = 3143 N Wsp = Berat total poros penghubung = 5365 N W t = Berat turbin lengkap = 15545 N Gaya reaksi pada bantalan A M B = 0 R A = [ ] 8690 . 2654 . 4145 . 4345 . 6495 t sp p k W W W W + + + R A = [ ] 8690 15545 . 2654 5365 . 4145 3143 . 4345 18997 . 6495 + + + = 23060,56 ≈ 23061 N Gaya reaksi pada bantalan B M A = 0 R B = W k + W p + W sp + W t - R A = 18997 + 3143 + 5365 + 15545 - 23061 = 19989 N

5. 2. Perencanaan Bantalan Luncur

Secara umum bantalan luncur digambarkan seperti gambar 5.2. berikut : Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008. USU Repository © 2009 Gbr. 5.2 Bantalan Luncur Data-data perencanaan bantalan luncur yang direncanakan adalah : 1. Bantalan tanpa lapisan logam putih 2. Diameter poros D s = 355 mm 3. Ruang bebas antara permukaan poros dan bantalan a = 0,6 4. Panjang bantalan L = 0,5 – 2,0 D s …Lit 5 hal 109 Direncanakan L = 1,25 d = 1,25 x 355 = 444 mm Kecepatan keliling permukaan poros U p adalah : U p = 60 . . N D s π …Lit 11 hal 273 dimana : N = Putaran kerja = 3000 rpm maka : U p = 60 3000 . 355 . π = 55735 mms ≈ 55,74 ms Jenis minyak pelumas yang dipakai adalah Turbolube 32 hasil dengan karakteristik sebagai berikut : - Viscositas = 31,8 . Cp = 31,8 x 1,02 x 10 -10 = 32,44 . 10 -10 kgsmm 2 - Panas Specifik minyak Cpo = 0,5 kkalkg - Rapat massa = 0,9 kgl Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008. USU Repository © 2009 - Temperatur minyak masuk bantalan t 1 = 40 C - Temperatur minyak keluar bantalan t 2 = 52 C 5.2.1. Perencanaan Bantalan Luncur Turbin Telah didapat bahwa beban bantalan luncur pada sisi turbin R B = 19989 N. Kriteria beban bantalan luncur Ø v menurut [10] halaman 203 dapat diperoleh dengan persamaan berikut : Ø v = µ . . . 2 Up L D a R s B     = 10 2 10 64 , 32 55735 444 355 6 , . 19989 −       x x x = 1,2 = 444 355 = L D s = 0,80 ...Lit 10 hal 205 Harga eksentrisitas relative bantalan X dapat diperoleh dari gambar 5.3 untuk Ø v = 1,2 dan = 0,8 diperoleh X = 0,45 Maka harga eksentrisitas bantalan e adalah : e = 135 , 2 6 , . 45 , 2 . = = a X Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008. USU Repository © 2009 Gbr. 5.3. Grafik koefisien kriteria beban Harga koefisien bantalan dapat diperoleh dari gambar 5.5 untuk X = 0,45 dan = 0,8 maka Qs = 3,3. Gambar 5.4. Koefisien tahanan bantalan Koefisien gesekan bantalan f : f = 2 , 1 355 3 , 3 6 , . . x x Qv d Qs a = …Lit 10 hal 203 = 4,7 x 10 -3 Ekivalensi kalor untuk kerja bantalan Qr : Qr = 1000 427 . . x Up R f B …Lit 10 hal 204 = 1000 427 74 , 55 19989 10 7 , 4 3 x x x x − = 0,0123 kkals Laju aliran volume minyak pelumas q o : q o = . . 1 2 t t Cp Qr o − ρ …Lit 10 hal 204 = 3 10 3 , 2 40 52 5 , 9 , 0123 , − = − x x ls Tebal lapisan minyak pelumas pada bantalan: Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008. USU Repository © 2009 ho = 2 1 X a − …Lit 10 hal 205 = 2 45 , 1 6 , − = 0,165 mm ≈ 2 mm 5.2.2. Perencanaan Bantalan Luncur Kompresor Telah diketahui bahwa beban bantalan luncur pada sisi kompresor R A = 23061 N. Kriteria beban bantalan luncur Q v menurut [10] halaman 203 dapat diperoleh dengan persamaan : Ø v = µ . . . 2 Up L D a R s A     = 10 2 10 64 , 32 55735 444 355 6 , . 23061 −       x x x = 1,4 = 444 355 = L D s = 0,80 Harga eksentrisitas relatif bantalan X untuk Q v = 1,4 dan = 0,8 diperoleh X = 0,5. Maka harga eksentrisitas bantalan e adalah : e = 135 , 2 6 , . 45 , 2 . = = a X Harga koefisien bantalan Q s untuk X = 0,5 dan = 0,8 maka Q s = 3,6 . Koefisiensi gesekan bantalan f : f = 4 , 1 355 6 , 3 6 , . . x x Qv D Qs a s = = 4,4 . 10 -3 Ekivalensi kalor untuk kerja bantalan Qr : Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008. USU Repository © 2009 Qr = 1000 427 . . x Up R f B = 1000 427 74 , 55 23061 10 4 , 4 3 x x x x − = 0,0133 kkals Laju aliran volume minyak pelumas q o : q o = . . 1 2 t t Cp Qr o − ρ = 3 10 5 , 2 40 52 5 , 9 , 0133 , − = − x x ls Tebal lapisan minyak pelumas pada bantalan: ho = 2 1 X a − = 2 5 , 1 6 , − = 0,15 mm ≈ 2 mm

5.3. Perencanaan Bantalan Aksial