Pemeliharaan Turbin Gas

Assalamualaikum Wr. Wb.

Lama sekali sudah ga nulis Blog lagi, berhubung dulu sering menyibukan diri di dunia kampus berbagai acara di Organisasi Kampus kala itu, dan pada puncak akhir kuliah dengan Praktek Kerja Lapangan dan diakhiri dengan Tugas Akhir. Alhamdulillah Allah Selalu memberikan jalan kepada Hambanya yang mau berusaha, dan akhirnya saya dinyatakan lulus dengan Project Akhir "Analisa Performa Condensate Extraction Pump PLTU 1 Jawa Timur, Pacitan".

Pada kesempatan kali ini saya ingin berbagai sedikit ilmu saya yang telah diajarkan oleh bapak.ibu dosen sewaktu saya dikampus dan para instruktur sewaktu saya diklatdan menyambung tulisan yang terdahulu mengenai Sistem pemeliharaan Pembangkit.

Sebelum mengawali tentang "Pemeliharaan Turbin Gas" saya akan memberikan dasar-dasar tentang PLTG.

Turbin Gas

   Turbin Gas berfungsi untuk membangkitkan energi mekanis dari sumber energi panas yang dihasilkan pada proses pembakaran. Selanjutnya energi mekanis ini akan digunakan untuk memutar generator baik melalui perantaraan Load Gear ataupun tidak, sehingga diperoleh energi listrik.

JENIS PEMELIHARAAN.

Didalam pelaksanaan strategi pemeliharaan terdapat tiga macam cara / katagori.

1. Breakdown maintenance.
   Pemeliharaan dengan cara breakdown (break down maintenance), dapat mengurangi pekerjaan-pekerjaan pemeliharaan terhadap mesin-mesin pembangkit. Hal ini dikarenakan mesin dioperasikan terus menerus sampai rusak, kemudian baru diperbaiki.
   Kerugian dengan cara pemelihraan ini ialah, waktu kerusakan tidak dapat diduga, sehingga bagi staff / petugas penanggung jawab pemeliharaan sukar untuk menyiapkan tools, man power, dan suku cadang yang diperlukan didalam pelaksanaan perbaikan.
   Karena kerusakan dapat terjadi disetiap waktu, sulit untuk merencanakan pekerjaan pemeliharaan, sehingga pekerjaan pemeliharaan menjadi lebih lama, reparasi lebih berat, keandalan operasi menurun, dan biaya timbul lebih besar / mahal.
2. Regular preventive maintenance / time based maintenance.Regular preventive maintenance, dapat menurunkan frequency reparasi, sehingga keandalan lebih baik, dibandingkan dengan breakdown maintenance, namun periode operasi diantara pemeliharaan yang direncanakan berdasarkan waktu tersebut sukar ditentukan secara tepat, karena terdapat perbedaan diantara perencanaan tersebut dan variasi kondisi operasi mesin.
   Ketidak tepatan perencanaan, dapat menimbulkan kerugian antara lain :
   - Overhaul dapat terjadi dalam waktu yang lama dan dengan pengeluaran biaya yang mahal (perencanaan waktu yang lama).
   - Interval waktu overhaul ataupun perbaikan / pemeliharaan, bisa saja singkat, dan ini menyebabkan kerugian / penghamburan uang.
   - Kemungkinan mesin yang beroperasi dengan baik, (masih baik), dimatikan untuk reparasi, hal ini dapat menambah kerusakan / biaya, misalnya, Untuk pelepasan paking-paking, seal / perapat, dlsb, yang tentu saja setelah dilepas  harus diganti. Hal seperti tersebut diatas terutama terjadi pada saat first year inspection.
   - Proses produksi bisa saja masih tergantung dari force outage (unplanned outage).
   - Penyiapan tenaga-tenaga terampil, suku cadang, selalu sudah siap untuk waktu tertentu guna menghadapi “planned repair”, namun mungkin saja tidak jadi / belum tentu diperlukan.
   
3. Condition based maintenance / Predictive maintenance.
   
   Condition based maintenance / predictive maintenance yang dipantau dengan cara condition monitoring, mengatasi kerugian-kerugian dari kedua macam strategi pemeliharaan seperti disebutkan diatas.
   Disini mesin dijalankan sampai dengan mendekati titik kegagalannya (filure). Panjagaan ketat terhadap kegagalan dilakukan terutama pada mesin-mesin kritis atau mesin-mesin yang dapat membahayakan lingkungannya.
   Keuntungan dari cara dengan predictive maintenance ialah.
   - Shutdown untuk perbaikan dapat direncanakan dengan tepat (kemungkinan diantara dua waktu overhaul), dengan waktu perbaikan yang lebih singkat.
   - Biaya perbaikan menjadi ekonomis (biaya tools, man power, suku cadang dll)
   - Mesin dapat beroperasi dengan kondisi yang cukup baik dalam waktu yang relatif lama dari pada sistem maintenance lainnya.
   

   

   Struktur Pemeliharan Pusat Listrik
   

PEMELIHARAAN TURBIN GAS

Pemeliharaan Turbin Gas adalah suatu kegiatan pekerjaan perawatan yang dilakukan terhadap peralatan / instalasi Turbin Gas dengan tujuan agar supaya peralatan / instalasi tersebut dapat dioperasikan secara maksimal, andal, efisien, aman dan dapat mencapai umur pakai (life time) sesuai dengan yang direncanakan. Pemeliharaan akan diperlukan karena setiap peralatan yang dioperasikan akan mengalami kerusakan.

Pemeliharaan yang baik akan mencegah atau memperlambat terjadinya kerusakan tersebut.

Faktor-faktor penyebab kerusakan diantaranya adalah :

- Design dan material

- Pengoperasian 

- Pemeliharaan

- Kondisi lingkungan

Program pemeliharan yang berhasil selain akan memperlambat terjadinya kerusakan, juga akan dapat meningkatkan kemampuan dari peralatan / instalasi yang dipelihara.

Untuk berhasilnya suatu pemeliharaan harus didukung dengan :

- Tenaga kerja yang terampil, baik personil operasi, pemeliharaan, perencanaan dan semua personil terkait.

- Tersedia spare part / material / dana yang cukup

- Tersedia cukup waktu untuk pemeliharaan.

- “Case History” (catatan kejadian-kejadian) selama peralatan / instalasi dioperasikan.

“Cose History” yang lengkap dan rinci dan log sheet harus diarsipkan, baik mengenai operasi maupun pemeliharaannya.

Case History harus mencakup uraian dan analisa mengenai gangguan-gangguan atau maslah-masalah yang tidak biasa yang terjadi selama operasi, termasuk juga kondisi kerusakan yang dijumpai saat inspection serta tindakan penanggulangan yang dilakukan.

Apabila tepat dimana turbin gas ini dipasang mempunyai kondisi lingkungan yang tidak normal seperti humiduty tinggi, udara banyak mengandung garam atau lainnya, maka inspection harus dilaksanakan lebih sering sampai didapat data yang cukup untuk menentukan periode pemeliharaan yang tepat.

Data yang ditulis pada log sheet diantaranya data Tekanan, temperatur, RPM, waktu operasi, konsumsi minyak pelumas, konsumsi bahan bakar, dan atau item lainnya yang diperlukan sebelum dilaksanakan shut-down yang dilanjutkan dengan inspection.

Data hasil pemeriksaan pada inspection pertama adalah sangat penting, dan pabrik pembuat pada umumnya merekomendasikan agar inspection pertama ini dilaksanakan tidak lebih dari satu tahun kalender sejak Turbin Gas dioperasikan.

Sebelum turbin gas distop dalam rangka pelaksanaan inspection, data operasi tersebut dibawah ini harus dicatat dan Case History yang telah lalu juga harus diteliti kembali dan menjadi bahan pertimbangan dalam pelaksanaan inspection.

- Catat hasil hasil pengukuran vibrasi disemua bearing, dengan menggunakan vibrasi meter portable diukur sesaat sebelum turbin gas distop. Juga catat hasil pengukuran vibrasi pada alat ukur / meter terpasang di panel.

- Apakah ditemukan kebocoran bahan bakar dari pipa dan lain-lainnya? Catat lokasinya.

- Apakah ditemukan kebocoran minyak pelumas dari pipa dan lain-lainnya? Catat lokasinya.

- Apakah sistem kontrol bekerja dengan stabil dan secara keseluruhan bekerja dengan baik?

- Apakah pengaman Overspeed berfungsi dengan baik dan bekerja pada kecepatan putaran yang telah ditetapkan?

- Apakah Overspeed Valve dan Shut off Valve bekerja dengan baik saat turbin dapat trip.

- Apakah terjadi gesekan pada ujung blades dan atau seal?

- Apakah tejadi perubahan tekanan pada sistem minyak pelumas?

- Apakah tejadi perubahan temperatur pada sistem minyak pelumas?

- Pada saat membersihkan filter minyak pelumas, apakah ditemukan material babbit?

Pemeliharaan Turbin Gas, Auxiliary beserta instalasi/peralatan lainnya yang direkomendasikan oleh pabrik merupakan Periodic Inspection yang terdiri dari pemeliharaan kecil yang dilaksanakan ketika Turbin Gas beberapa sampai dengan pemeliharaan menyeluruh berupa Major Inspection.

Efisiensi Turbin Gas sangat mempengaruhi daya mampu unit PLTG. Oleh karenanya stop berkala (periodic shut-down) akan hilangnya kesempatan produksi yang tidak direncanakan terlebih dahulu dan mungkin juga akan berarti suatu kondisi yang berbahaya. Stop terencana (scheduled shut-down) harus dikoordinasikan dengan unit pembangkit lainnya sehingga tidak terjadi kekurangan cadangan unit pembangkit. Turbin Gas memerlukan Periodic Inspection, perbaikan dan penggantian parts-nya.

1. Pemeliharaan Unit Selama Beroperasi
   
   
   Merupakan pengamatan yang terus menerus selama Turbin Gas dioperasikan. Pengamatan ini biasanya dilaksanakan setiap hari, setiap minggu atau setiap bulan dan setiap tahun.
   
   
   Bagian-bagian yang diamati diantaranya :
   -       Tekanan bahan bakar pada Fuel Nozzle
   -       Differential Pressure pada filter-filter
   -       Exhaust Gas Temperature
   -       Kebocoran-kebocoran.
   -       Vibrasi
   -       Tingkat kekotoran Kompresor
   -       dll.
   
   
   Kotoran pada kompresor dapat dikurangi dengan Catlyst atau campuran air dengan detergent yang dilakukan pada saat Turbin Gas beroperasi, atau dapat juga dengan Water Wash yang dilakukan ketika Turbin Gas pada posisi spin (600 RPM). Besarnya vibrasi Turbin Gas dan peralatan lainnya perlu diamati. Sedikit perubahan besarnya vibrasi mungkin diakibatkan oleh perubahan beban.
   
   
   Akan tetapi bila vibrasi naik dengan cepat atau secara kontinyu terlihat ada tendensi kenaikan vibrasi, ini merupakan suatu indikator untuk dilaksanakan aksi korektif (perbaikan).
   
   
   Mungkin yang paling perlu untuk diamati adalah exhaust gas temperature (temperatur gas keluar turbin), karena batas operasi Turbin Gas diset terhadap exhaust gas temperature. Pekerjaan pengamatan yang dilanjutkan dengan aksi korektif seprti ini adalah merupakan bagian dari Predictive Maintenance.
   
2. Pemeliharaan Selama Unit Stop
   
   Fuel Nozzle Inspection.
   
   
   Inspection ini adalah membuka, melepas serta membersihkan Fuel Nozzle dan memeriksa bagian dalam Combustor Basket dan Transition Pice melalui lubang tempat memasang Nozzle.
   
   
   Untuk pemeriksaan pertama (terhitung sejak Turbin Gas dioperasikan sesudah erection atau sesudah Major Inspection), pemeriksaan Fuel Nozzle ini selambat-lambatnya-lambatnya dilaksanakan setelah mencapai 50 jam operasi. Apakah dari pemeriksaan pertama ini tidak terlihat adanya kelain-kelain maka pemeriksaan selanjutnya bersama dengan Combustor Section Inspection.
   
   Combustor Section Inspection
   
   
   Bagian pekerjaan yang termasuk dalam Combustor Section Inspection adalah membongkar, memeriksa dan memperbaiki Fuel Nozzle, Combustor Basket, Transition Pieces dan komponen lain yang berada didalam Combustor Chamber. Bagian-bagian yang dibuka tersebut harus dibersihkan dengan teliti, diperiksa dan diperbaiki.
   
   
   Pada kesempatan ini juga diperiksa sudu-sudu turbin tingkat pertama yang dapat diperiksa dari lubang tempat pemasangan Transition Pieces.
   
   Turbin Section Inspection
   
   
   Inspection ini biasa disebut juga sebagai HOT GAS PATH INSPECTION, yang meliputi Combustor Section Inspection ditambah dengan memeriksa / memperbaiki bagian dalam Turbin Gas dengan trelebih dahulu membuka Combustor Chamber Cylinder.
   
   
   Sudu-sudu turbin dilepaskan dari rotornya kemudian dibersihkan dan diperbaiki. Diaphragma dan seal labirin juga dilepas, dibersihkan dan diperbaiki. Dianjurkan juga agar bantalan aksial (Thrust Bearing) serta bantalan journal (Journal Bearing) dibuka, diperiksa dan diperbaiki.
   
   Major Inspection 
   
   
   Major Inspection adalah pemeriksaan dan perbaikan menyeluruh yang dilakukan terhadap semua komponen unit PLTG (Turbin Gas, Kompresor, Peralatan bantu dll). Pekerjaan yang dilaksanakan mencakup pekerjaan Combustor Section Inspection, Turbine Section Inspection, ditambah dengan membuka Compresor Casing, melepas sudu-sudu kompresor untuk diperiksa / diperbaiki.
   
   
   Diaphragma Kompresor, Seal labirin, bantalan-bantalan juga dilepas, dibersihkan diperiksa dan diperbaiki. Dalam pelaksanaan Major Inspection ini juga dilakukan alignment (penyetelan-penyetelan) secara menyeluruh. Kriteria pemeriksaan, perbaikan dan penggantian dapat dilihat dari Service Bulletin yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat atau dari buku manual.
   FAKTOR OPERASI YANG MEMPENGARUHI PEMELIHARAAN
   
   Pemeliharaan yang rekomendasikan diperoleh dari pengalaman / penelitian terhadap sejumlah Turbin Gas dengan jam operasi total lebih dari 12 juta jam.
   
   
   Cara pemeliharaan serta Periode Pemeliharaan masih mungkin untuk berubah, untuk memperoleh hasil yang lebih baik.
   
   JUMLAH START DALAM SATU PERIODE (STARTING FREQUENCY) :
   
   
   Setiap kali start dan stop turbin akan menimbulkan efek termal atau perubahan temperatur yang besar pada parts turbin.
   
   
   Selain periode start-up, sistem kontrol akan berbuat sedemikian rupa untuk mengurangi efek termal tersebut, namun walaupun demikian umur pakai (life-time) Turbin Gas yang sering di start akan lebih pendek dibandingkan dengan Turbin Gas yang selalu beroperasi pada beban dasar (base load) terus menerus.
   
   
   Kemungkinan yang terjadi saat Turbin gas di start adalah :
   - Start yang berhasil, bilamana start diikuti kenaikan putaran mencapai putaran sinkron.
   - Penyalaan gagal, bilamana start diikuti kenaikan putaran mencapai ignition, terjadi ignition tapi gagal untuk mencapai putaran sinkron.
   - Tidak terjadi penyalaan, bilamana start diikuti kenaikan putaran tapi gagal untuk mencapai putaran ignition.
   - Emergency Start (Fast Start), bilamana start diikuti kenaikan putaran yang sangat cepat.
   - Start yang tidak diikuti penyalaan tidak akan meyebabkan efek termal.
   
   
   SIKLUS BEBAN (LOAD CYCLE)
   
   
   Turbin Gas yang dibebani terus menerus dengan beban konstan atau sedikit perubahannya akan menimbulkan sedikit pengaruh pada life-time parts turbin. Sedang turbin gas yang dibebani naik turun dengan cepat, pengaruhnya terdapat life-timer parts turbin akan sama dengan yang sering Satrt-Stop. Banyak Turbin gas yang dioperasikan hanya untuk menampung beban puncak dengan jam kerja yang pendek. Cara pengoperasian seprti ini disebut Peak Rating dan dioperasikan sampai batas tertinggi temperatur exhaust gas.Untuk kondisi seprti ini jam kerjanya dipehitungkan dengan “Jam Kerja Ekivalen”.
   
   KONDISI LINGKUNGAN 
   
   
   Pengaruh lingkungan terdapat pemeliharaan Turbin gas adalah timbulnya korosi dan atau abrasi / pengikisan. Pengaruh lingkungan yang akan mengakibatkan abrasi dapat dikurangi dengan memasang filter udara yang baik disisi masuk kompresor, sedang bila pengaruhnya korosi dapat dikurangi dengan pelindung / coating cat. Untuk keadaan tertentu mungkin perlu dipasang instalasi “pencuci udara".
   
   
   Sumber: Modul Diklat Pmeliharaan Turbin Gas.