35
2.6. Klasifikasi Turbin Uap
Ada beberapa cara untuk mengklasifikasikan turbin uap, yaitu:
1 Berdasarkan arah aliran uapnya
a Turbin aksial, yaitu turbin dengan arah aliran uap sejajar dengan sumbu
poros. b
Turbin radial, yaitu turbin dengan arah aliran uap tegak lurus terhadap sumbu
poros.
2 Berdasarkan prinsip kerjanya. a Turbin aksi impuls, yaitu turbin yang perputaran sudu-sudu geraknya
karena dorongan dari uap yang telah dinaikkan kecepatannya oleh nozel. Yang termasuk turbin aksi impuls, adalah :
1 Turbin Uap De-Laval
Turbin uap De-Laval adalah turbin uap yang bekerja dengan prinsip impuls aksi dengan aliran aksial, satu tingkat tekanan dan satu tingkat kecepatan. Turbin uap
ini memiliki satu susunan sudu gerak sehingga seluruh droping energi energi jatuh potensial uap akan dikonversikan oleh sudu-sudu gerak. Putaran yang dihasilkan
turbin uap ini sangat besar dan daya yang dihasilkan maksimum 1.500 kW, sehingga turbin ini biasanya digunakan untuk kapasitas generator yang kecil.
Keuntungan turbin uap ini adalah konstruksinya yang sederhana sehingga ongkos pembuatannya murah serta perakitannya pun mudah. Kerugian utama dari
turbin uap ini adalah kapasitasnya yang kecil, efisiensi yang rendah, dan putarannya yang terlalu tinggi sehingga memerlukan transmisi roda gigi untuk mendapatkan
putaran yang dibutuhkan untuk menggerakkan generator listrik.
Universraitas Sumatera Utara
36
Keterangan gambar : 1. Poros 2. Cakram
3. Sudu gerak 4. Nozel 5. Stator 6. Pipa buang
Gambar 2.6. Turbin impuls De-Laval tingkat tunggal dan
diagram efisiensinya
[13,74]
.
2 Turbin Uap Curtis
Turbin uap Curtis adalah turbin uap yang bekerja dengan prinsip impuls aksi dengan aliran aksial, sistem tingkat tekanan tunggal dan lebih dari satu tingkat
kecepatan. Turbin uap ini memiliki putaran yang lebih rendah dari turbin uap De- Laval dan daya yang dihasilkan dapat mencapai 4.000 kW, sehingga turbin uap ini
dapat dipakai untuk kapasitas generator yang sedang. Dalam turbin uap Curtis ini, uap hanya diekspansikan pada nozel sudu tetap
yang pertama dan selanjutnya tekanan konstan sedangkan dalam baris sudu gerak tidak terjadi ekspansi.
Meskipun demikian, dalam kenyataannya penurunan tekanan yang kecil di dalam sudu gerak tidak dapat dihindarkan berhubung adanya gesekan, aliran turbulen
dan kerugian lainnya. Keunggulan jenis turbin uap ini adalah konstruksinya sederhana, mudah dioperasikan namun efisiensinya rendah.
Universraitas Sumatera Utara
37
Keterangan gambar : 1. Poros
2. Cakram 3. Baris pertama sudu gerak
4. Nozel 5. Stator
6. Baris kedua sudu gerak 7. Sudu pengarah.
Gambar 2.7. Turbin impuls Curtis tingkat tunggal dengan dua tingkat kecepatan dan diagram efisiensinya
[13,80]
.
3 Turbin Uap ZoellyRateau
Turbin uap ZoellyRateau bekerja dengan prinsip impuls aksi dengan sistem tekanan bertingkat. Tekanan uap turun secara bertahap di dalam baris sudu tetap saja,
sedangkan di dalam baris sudu gerak tidak terjadi penurunan tekanan. Daya yang dihasilkan adalah daya yang besar pada putaran rendah. Sehingga
turbin uap ini cocok dipakai sebagai penggerak daya generator yang besar. Keuntungan turbin ini adalah efisiensinya yang tinggi, tetapi biaya konstruksiya
mahal. Dengan demikian konstruksinya lebih rumit dari turbin uap satu tingkat tekanan.
Universraitas Sumatera Utara
38
Keterengan gambar : 1 dan 6. Ruang-ruang uap segar dan uap buang
2 dan 4. Nozel 3 dan 5. Sudu gerak
7. Diafragma
Gambar 2.8. Penampang turbin impuls zoellyRateau tiga tingkat tekanan
[13,89]
4 Turbin Uap Parson
Turbin uap Parson bekerja dengan prinsip reaksi dengan aliran aksial. Turbin uap ini umumnya bertingkat dan untuk kapasitas yang besar dengan putaran yang
rendah. Uap mengalami ekspansi baik pada sudu pengarah maupun pada sudu gerak sehingga mengarahkan dorongan pada sudu dalam arah aksial.
Walaupun konversi energi terjadi pada ke dua tipe sudu tersebut, namun yang menghasilkan daya tangensial reaksi hanya sudu-sudu gerak saja, maka turbin uap
Parson dinamakan juga sebagai turbin uap semi-reaksi. Keuntungannya adalah efisiensinya lebih baik dari turbin uap Zolley, akan
tetapi sistem pengaturannya lebih rumit dan biaya konstruksinya lebih mahal jika dibandingkan dengan turbin uap De-Laval, Curtis, dan Zoelly.
Universraitas Sumatera Utara
39 Gambar 2.9. Penampang turbin Parson reaksi dan diagram efisiensinya
[13,107]
.
b Turbin reaksi, yaitu turbin yang perputaran sudu-sudu geraknya karena gaya
reaksi sudu-sudu itu sendiri terhadap aliran uap yang melewatinya.
3 Berdasarkan kondisi uap yang meninggalkannya
a Turbin tekanan lawan back pressure turbine, yaitu turbin yang tekanan uap
bekasnya berada di atas tekanan atmosfir dan digunakan untuk keperluan proses.
b Turbin kondensasi langsung, yaitu turbin yang uap bekasnya dikondensasikan
langsung dalam kondensor untuk mendapatkan air kondensor pengisian ketel. c
Turbin ekstraksi dengan tekanan lawan, yaitu turbin yang sebagian uap bekasnya dicerat diekstraksi dan sebagian lagi digunakan untuk keperluan
proses. d
Turbin ekstraksi dengan kondensasi, yaitu turbin yang sebagian uap bekasnya di cerat diekstraksi sebagian lagi dikondensasikan dalam kondensor untuk
mendapatkan air kondensat pengisian ketel. e
Turbin non kondensasi dengan aliran langsung, yaitu turbin yang uap bekasnya langsung dibuang ke udara.
Universraitas Sumatera Utara
40 f
Turbin non kondensasi dengan ekstraksi, yaitu turbin yang sebagian uap bekasnya dicerat diekstraksi dan sebagian lagi dibuang ke udara.
4 Berdasarkan tekanan uapnya
1. Turbin tekanan rendah, yaitu turbin dengan tekanan uap masuk hingga 2 ata. 2. Turbin tekanan menengah, yaitu turbin dengan tekanan uap masuk 40 ata.
3. Turbin tekanan tinggi, yaitu turbin dengan tekanan uap masuk diatas 40 ata. 4. Turbin tekanan sangat tinggi, yaitu turbin dengan tekanan uap masuk di atas 170
ata. 5. Turbin tekanan super kritis, yaitu turbin tekanan uap masuk di atas 225 ata.
Dalam merencanakan suatu turbin uap, dibutuhkan kecermatan dalam penentuan jenis turbin uap agar dapat menghasilkan daya yang diinginkan dengan
tidak mengalami kerugian-kerugian yang besar.
2.7. Analisa Kecepatan Aliran Uap