Komponen-komponen Turbin Gas

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas komponen-komponen utama turbin gas. Pembahasan ini akan kita fokuskan pada mesin turbin gas yang dipergunakan pada pembangkit listrik. Sedangkan turbin gas propulsi, atau yang lebih kita kenal sebagai mesin turbojet, akan kita bahas komponen-komponen utamanya pada kesempatan selanjutnya.

20140318-101948 AM.jpg

Komponen Utama Turbin Gas
(Sumber)

Sistem turbin gas yang dipergunakan pada sebuah pembangkit listrik tenaga gas (PLTG), sebenarnya memiliki tiga komponen yang paling utama. Komponen tersebut adalah kompresor, ruang bakar atau combustion chamber, dan turbin. Namun tentu saja terdapat berbagai komponen pendukung yang juga cukup penting keberadaannya. Berikut akan kita bahas secara lebih mendalam komponen-komponen sistem turbin gas PLTG tersebut:

  1. Filter Inlet Kompresor
    Fluida kerja turbin gas adalah udara atmosfer. Debit aliran udara yang dibutuhkan oleh mesin ini sangat besar. Sehingga udara yang masuk ke dalam sistem turbin gas harus sangat bersih. Partikel-partikel pengotor seperti debu dan pasir tidak boleh ikut terbawa masuk, karena tentu saja partikel-partikel tersebut dapat mengikis sudu-sudu kompresor dan turbin.

    20140315-104926 PM.jpg

    Kerusakan Sudu Turbin Akibat Partikel Pengotor Udara
    (Sumber)

    Setiap sistem turbin gas selalu dilengkapi dengan filter inlet udara. Filter ini berfungsi untuk mencegah partikel-partikel pengotor masuk ke dalam sistem turbin gas. Hal tersebut dikarenakan adanya berbagai macam resiko yang mungkin terjadi jika partikel-partikel tersebut masuk ke dalam sistem turbin gas. Berikut adalah resiko-resiko tersebut:

    • Kerusakan parah akibat masuknya benda-benda asing seperti batu, kerikil, kayu, dan lain sebagainya.
    • Pasir dan debu dapat mengerosi atau mengikis komponen-komponen turbin gas secara perlahan.
    • Partikel-partikel halus juga dapat membentuk kerak di area sudu-sudu jika berkombinasi dengan air, uap minyak, dan garam-garaman.
    • Jika partikel pengotor mencapai temperatur leburnya pada sisi keluaran combustion chamber, sangat mungkin ia akan bereaksi fusi dengan permukaan sudu turbin sehingga dapat mengubah struktur kimia dan sifat-sifat fisiknya.
    • Kerusakan terakhir yang mungkin terjadi adalah korosi pada sudu-sudu kompresor dan turbin akibat masuknya zat-zat asing seperti garam-garaman, asam-asaman, uap, atau juga gas-gas aktif seperti klorin, oksida, dan sulfit.

    20140315-101630-PM.jpg

    Filter Udara Pada Sistem Gas Turbin
    (Sumber)

    Penentuan jenis filter turbin gas sangat bergantung pada kondisi lingkungan sekitar. Turbin gas yang dibangun di area gurun pasir tentu menggunakan tipe filter yang berbeda dengan jika dibangun di area sekitar hutan. Pemilihan filter yang tepat sangat berpengaruh terhadap performa dan usia kerja turbin gas, dan juga dapat mengurangi kebutuhan perawatan rutin turbin gas tersebut.

  2. Kompresor
    Berdasarkan Siklus Brayton, kompresor pada sistem turbin gas berfungsi untuk memampatkan udara sehingga ekspansi udara pada saat keluar dari combustion chamber, terjadi secara maksimal. Udara atmosfer masuk ke sisi inlet kompresor setelah melewati filter udara. Pada sisi outlet kompresor, udara telah berada pada rasio tekanan tertentu dan siap untuk masuk ke ruang bakar.

    Kompresor sentrifugal dan axial menjadi dua tipe kompresor yang diaplikasikan pada sistem turbin gas. Kompresor sentrifugal lebih banyak digunakan pada sistem turbin gas yang berukuran kecil seperti mesin turbojet, karena kemampuannya yang hanya mampu menghasilkan rasio kompresi hingga 3,5:1. Sedangkan kompresor axial lebih banyak digunakan pada turbin gas berukuran besar. Hal tersebut dikarenakan satu stage sudu kompresor aksial memiliki rasio kompresi 1,1:1 hingga 1,4:1. Dan jika menggunakan sistem multistage sudu, rasio kompresi dapat mencapai hingga 40:1.

    20140317-061634 PM.jpg

    Kompresor Aksial Multistage Pada Turbin Gas
    (Sumber)

    Satu stage kompresor aksial tersusun atas dua bagian sudu yakni rotor dan stator. Sudu rotor berbentuk aerofoil (semacam sayap pesawat) berfungsi untuk mengakselerasi udara sehingga kecepatannya meningkat. Sedangkan sudu stator berbentuk difuser, yang berfungsi untuk mengkonversi kecepatan udara tersebut menjadi tekanan. Sehingga prinsip kerja kompresor aksial pada turbin gas ini adalah dengan mengakselerasi kecepatan udara, diikuti dengan pengkonversian kecepatan udara tersebut menjadi tekanan oleh difuser. Pada sisi akhir stator terdapat difuser yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan udara serta mengontrol kecepatannya sebelum masuk ke area combustion chamber.

    20140317-093415 PM.jpg

    Perubahan Kecepatan dan Tekanan Udara Kompresor Aksial
    (Sumber)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *