TURBIN UAP DAN PERKEMBANGANNYA SAAT INI
PENGERTIAN
TURBIN UAP
Gambar 1. Turbin Uap
Turbin uap adalah sebuah turbin yang berfungsi untuk mengkonversi
energi panas yang dikandung oleh uap menjadi energi putar (energi mekanik).
Poros turbin dikopel dengan poros generator sehingga ketika turbin berputar
generator juga ikut berputar. Sistem kerja turbin uap ini yaitu uap yang masuk
ke dalam turbin akan menabrak sudu-sudu turbin sehingga menggerakkan rotor atau
shaft dari turbin. Turbin bisa berputar akibat adanya perbedaan
tekanan.
Turbin uap merupakan suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial
uap menjadi energi kinetik dan selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam
bentuk putaran poros turbin. Poros turbin, lansung atau dengan bantuan roda
gigi reduksi, dihubungkan dengan mekanisme yang akan digerakkan. Tergantung
pada jenis mekanisme yang digunakan, turbin uap dapat digunakan pada berbagai
bidang seperti pada bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik dan untuk
transportasi. Pada proses perubahan energi potensial menjadi energi mekanisnya
yaitu dalam bentuk putaran poros dilakukan dengan berbagai cara.
Pada dasarnya turbin uap terdiri dari dua bagian utama, yaitu
stator dan rotor yang merupakan komponen utama pada turbin kemudian di tambah
komponen lainnya yang meliputi pendukungnya seperti bantalan, kopling dan
sistem bantu lainnya agar kerja turbin dapat lebih baik. Sebuah turbin uap
memanfaatkan energi kinetik dari fluida kerjanya yang bertambah akibat
penambahan energi termal.
SEJARAH
DAN PERKEMBANGAN TURBIN UAP
Gambar 2. Turbin Uap
Pertama
Sebuah turbin uap terdiri dari sebuah roda yang diputar oleh uap
yang masuk ke dalam pisau baling-baling di sisi luarnya, dalam sistem tertutup.
Konsep itu telah diusulkan dan digambarkan jauh-jauh hari oleh orang Italia Giovanni
Branca pada tahun 1629 dalam bukunya Le Machine. William Avery mengembangkan
penerapan awalnya pada tahun 1831 di Amerika Serikat, tetapi mesinnya tidak
berjalan lancar dan tidak efisien.
Seorang penemu berkebangsaan Swedia Gustave De Laval mengembangkan
sebuah sistem turbin uap yang efektif pada tahun 1883, dan ia memiliki andil
sebagai penemu turbin uap modern. Dia menggunakan turbin kecil untuk
menggerakkan sebuah alat yang memisahkan busa dan susu dengan gaya sentrifugal,
mcngoperasikannya pada tingkat yang teramat sangat tinggi sebanyak 30.000
putaran dalam satu menit. Kecepatan itu terlalu tinggi untuk digunakan dalam
transportasi praktis, meskipun De Laval segera membuat turbin uap untuk beragam
penerapan stasioner, dan perusahaannya belakangan juga memproduksi turbin gas.
Pada tahun 1884 Charles Parsons (1854-1931), seorang insinyur
Inggris, mematenkan turbin uap yang sama dengan rancangan De Laval, dengan
beberapa rangkaian baling baling yang dipasang pada sebuah rotor. Pengembangan
dari Parsonslah yang menjadikan turbin uap praktis untuk diterapkan pada beberapa
tugas-berat yang yang membutuhkan kecepatan revolusi yang lebih lambat namun
lebih kuat. Pisau stasioner mendorong uap untuk menggerakkan pisau putar dengan
menggunakan serangkaian pisau untuk mengurangi kecepatan dan tekanan.
Turbinnya, yang juga berputar pada kecepatan yang sangat tinggi, bisa digunakan
untuk mengggerakkan generator listrik. Parsons mengembangkan sebuah turbin uap
perahu bertenaga balingbaling, Turbina, yang memperoleh catatan kecepatan
sampai 34 knot pada tahun 1897. Turbin Parsons kemudian dipasang pada kapal
pesiar Lusitania dan Mauritania. Di Amerika Serikat, Charles Curtis
menyempurnakan turbin uap dalam skala besar dan menjual hak paten untuk
rancangan itu kepada General Electric pada tahun 1902, yang kemudian
menggunakannya untuk membangun pabrik-pabrik pembangkit listrik.
PRINSIP KERJA & BAHAN BAKAR PADA TURBIN
UAP
Ø Prinsip Kerja
Turbin Uap
Gambar 3. Mekanisme Kerja
Turbin Uap
Turbin uap terdiri dari sebuah cakram yang dikelilingi oleh daun-daun
cakram yang disebut sudu-sudu. Sudu-sudu ini berputar karena tiupan dari uap
bertekanan yang berasal dari ketel uap, yang telah dipanasi terdahulu dengan
menggunakan bahan bakar padat, cair dan gas.
Uap
tersebut kemudian dibagi dengan menggunakan control valve yang akan dipakai
untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan pompa dan juga sama halnya
dikopel dengan sebuah generator singkron untuk menghasilkan energi listrik.
Setelah melewati turbin uap, uap yang bertekanan dan bertemperatur tinggi tadi
muncul menjadi uap bertekanan rendah. Panas yang sudah diserap oleh kondensor
menyebabkan uap berubah menjadi air yang kemudian dipompakan kembali menuju
boiler. Sisa panas dibuang oleh kondensor mencapai setengah jumlah panas semula
yang masuk. Hal ini mengakibatkan efisisensi thermodhinamika suatu turbin uap
bernilai lebih kecil dari 50%. Turbin uap yang modern mempunyai temperatur boiler
sekitar 5000C sampai 6000C dan temperatur kondensor 200C sampai 300C.
Ø Jenis Bahan
Bakar Pada Turbin Uap
Turbin uap
digunakan pada PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) untuk menghasilkan energi
listrik. Di Indonesia sendiri masyarakat lebih mengenal PLTU dengan sebutan
PLTU batu bara atau pembangkit listrik tenaga batu bara. Hal ini karena
pemakaian batu bara yang digunakan dalam menghasilkan uap.
Batubara
Minyak Bumi
Gas Alam
Padahal PLTU
sebetulnya bisa juga menggunakan sumber bahan bakar lain misalnya gas alam,
minyak bumi dan sebagainya. Berhubung batu bara tersedia dalam jumlah besar di
Indonesia dan harganya cukup murah, maka untuk efisiensi maka PLTU di Indonesia
memanfaatkan batu bara sebagai energi primer untuk menghasilkan uap. PLTU
membutuhkan energi primer yang salah satunya bisa dihasilkan oleh batu bara.
Batu bara berfungsi memanaskan air di dalam tangki boiler sampai menghasilkan
uap yang diinginkan.
PENGGUNAAN
TURBIN UAP DI BERBAGAI NEGARA
o
Tingkat
pertumbuhan negatif di sebagian besar industri yang sangat boros energi seperti
minyak dan gas, petrokimia, bahan kimia dan sebagainya, menunjukkan penurunan
keseluruhan industri energi Asia-Pasifik selama krisis keuangan pada tahun
2009. Hal ini berdampak pada berkurangnya minat industry terhadap turbin uap.Namun,
dengan krisis tersebut pulih pada tahun 2010 dan 2011, minat terhadap turbin
uap mengalami pertumbuhan pada tahun 2011.
o
Pembangkit
listrik berbahan bakar batubara memainkan peran penting, tetapi pertumbuhannya
di masa depan sangat dibatasi oleh masalah emisi lingkungan. Namun dengan
adanya co-generation dan perkembangan teknologi batu bara bersih dapat
mendorong berkembangnya penggunaan turbin uap.
o
Di
Asia Tenggara, Indonesia dan Vietnam adalah dua kontributor terbesar untuk
campuran bahan bakar batubara.Indonesia sudah menjadi eksportir batu bara
terbesar di dunia, eksportir batu bara terbesar kedua, dan produsen batu bara
terbesar kelima.
o
Di
Asia Timur, Jepang sedang mencari pengembangan pembangkit listrik tenaga batu
bara dengan turbin uap sebagai salah satu teknologi untuk menggantikan
pembangkit listrik tenaga nuklir yang hilang.
o
Di
wilayah Australia dan Selandia Baru (ANZ), pesanan turbin uap melambat akibat
adanya ketidakjelasan tentang pajak emisi karbon.Permintaan terhadap turbin uap
diperkirakan akan tetap rendah selama periode pajak emisi karbon mendapat
kejelasan yang pasti.
Sumber
:
Komentar
Posting Komentar