LAPORAN
ANALISA VIBRASI PADA LOW FREKUENSI
DI
102-JT PT. PUPUK KUJANG
BY. Rifki
1. Masalah
Masalah
yang dihadapi PT. Pupuk Kujang adalah terjadinya vibrasi pada subsynchronous
frekuensi di turbin natural gas 102-JT. Masalah ini terjadi ketika
overload valve di non aktifkan vibrasi
pada subsynchronous frekuensi meningkat dari 27 menjadi 38 micron dan akan
bertambah seiring dengan dinonaktifkan overload valve.
2. Kronologi Masalah
Permasalahan
ini timbul sebelum dilakukan program TA pada tahun 2010. Awalnya ditemukan vibrasi
terjadi pada pipa discharge lube oil. Beberapa kali percobaan telah dilakukan
untuk mengatasi hal ini tetapi hasilnya gagal. Akhirnya di putuskan untuk
mengatur manual PCV lube oil. Ketika vibrasi pipa discharge lube oil dapat
diatasi dengan cara tersebut, pressure lube oil meningkat dari 1.8 menjadi 3.6
kg/cm2. Disaat yang sama vibrasi 102 JT meningkat dan hunting dari 31
sampai 74 microns dimana amplitudo
terbesar terjadi pada low frekuensi yaitu subsynchronous frekuensinya.
Dilakukan percobaan dimana membuka overload valve didapat vibrasi menurun dari
74 menjadi 24 microns. Dikarenakan adanya kenaikan vibrasi tersebut, diputuskan
untuk melakukan overhaul pada turbin ini pada program TA. Setelah dilakukan
overhaul didapat adanya kotoran yang menempel pada punggung bearing. Kotoran
tersebut dibersihkan diharapkan tidak ada yang menghalangi bearing untuk
bergerak. Hal ini dianggap telah menyelesaikan permasalahan vibrasi. Turbin di
start dimana turbin running dengan posisi overload valve terbuka. Ketika akan
dilakukan percobaan dimana operator akan menutup overload valve didapat vibrasi
meningkat menjadi 38 dan meningkat seiring dengan ditutup overload valve. Dari
percobaan tersebut diketahui bahwa vibrasi pada low frekuensi belum teratasi hanya dengan membersihkan
kotoran yang ada pada punggung bearing.
3. Identifikasi Masalah
Vibrasi yang terjadi pada low frekuensi tepatnya pada
subsynchronous banyak dikarenakan bearing tidak mampu meredam gaya yang
ditujukan padanya. Oleh karena itu untuk mengetahui penyebab masalah yang
dimungkinkan akibat fluktuasi gaya yang terjadi di bearing tersebut maka perlu
diketahui data operasi sebagai berikut. Pressure suction compressor turun dari
15 kg/cm2 menjadi 9.5 kg/cm2. Hal ini membuat kerja turbin sangat berat dapat
diketahui dari data steam flow inlet turbin, Steam inlet flow turbin mencapai
11 ton dengan Pressure steam inlet 42 Kg/cm2.
Gambar
3. Grafik Mass flow steam Vs Power Turbin
Dari gambar diatas dapat diketahui dengan pemakaian
steam 11,2 ton dengan pressure steamnya 42 Kg/cm2, turbin ini beroperasi pada
output shaft end 2200 KW. Dari penjelasan pt. Pupuk kujang dimana akan dilakukan
integrasi natural gas pada pabrik 1b menuju 1a membutuhkan daya sekitar 300
watt. Untuk itu perlu dilakukan analisa kembali bila akan melakukan integrasi
karena spare daya turbin ini hanya sekitar 300 Watt
Gambar 4. Grafik after first stage pressure Vs Mass flow steam
Dari
gambar diatas dapat ketahui bahwa dengan
inlet steam flow 11,2 ton/jam maka after first stage pressure dari turbin ini 9
Kg/cm2. Data actual yang didapat pada turbin ini juga menunjukkan hal yang
sama, ini menunjukkan bahwa turbin masih beroperasi pada kondisi yang wajar.
Perlu diketahui bahwa tidak diijinkan untuk mengoperasikan turbin pada after
first satge pressure 25 Kg/cm2, karena akan mengakibatkan kerusakan yang parah
pada blade, diaphragm, nozzle, dan lain lain.
Gambar 5. Mass flow steam Vs Valve lift
Dari
gambar diatas dapat diketahui bahwa untuk steam inlet flow 11 ton keatas
diwajibkan untuk membuka overload valve. Hal ini yang belum dikethui oleh PT.
Pupuk Kujang. Bila overload valve tidak dibuka maka akan mengakibatkan vibrasi
seperti yang ditimbulkan turbin saat ini. Artinya ada gaya yang akan
mengakibatkan bearing tidak dapat meredam bebannya. Gaya tersebut timbul akibat
velocity steam mengakibatkan gaya aksial yang terjadi pada blade yang berulang
kali hanya pada inlet steam nozzle. Ketika overload valve dibuka maka gaya
tersebut akan merata sehingga velocity steam pun akan terbagi merata. Dari data
ini masalah vibrasi yang terjadi ketika menutup overload valve jelas karena
turbin akan beroperasi diatas desainnya. Bila masalah vibrasi itu timbul tidak
karena masalah operasional yang melebihi desainnya dimungkinkan bearing
mempunyain preload yang terlalu kecil, sehingga dengan oli tidak dapat dengan
mudah memasuki pad bearing. Hal ini dapat di check dengan menempelkannya dengan
shaft yang mempunyai ukuran 4% lebih beasar dari ukuran shaftnya. Diharapkan
semua permukaan pad menyentuh permukaan shaft tadi.
Gambar 6. Overload valve assembly
1. Saran
1.
Membuka overload valve agar turbin
mampu beroperasi normal kembali akibat beban yang tinggi
2.
Perlu dipertimbangkan dan
dianalisa kembali kebutuhan dan kemampuan turbin bila akan dilaksanakan
integrasi line natural gas.
