Apa itu Turbin Uap: Cara Kerja dan Jenisnya
Ruang lingkup turbin uap mengalami evolusi pada abad pertama itu sendiri di mana perangkat ini menyerupai mainan. Kemudian, aplikasi praktis dari turbin uap ditemukan dan ini berdiri sebagai dasar untuk pengembangan turbin uap jenis lain.
Jenis turbin uap modern diperkenalkan pada tahun 1884 oleh orang Charles Parsons di mana konstruksinya termasuk dinamo. Belakangan, perangkat ini menjadi terkenal dalam kemampuan operasionalnya dan orang-orang yang diadopsi untuk menerapkannya dalam operasi mereka. Artikel ini menjelaskan konsep yang berkaitan dengan turbin uap dan fungsinya.
Apa itu Turbin Uap?
Definisi: Turbin uap berada di bawah klasifikasi mesin mekanis yang mengisolasi energi panas dari uap paksa dan mengubahnya menjadi energi mekanik. Karena turbin menghasilkan gerakan rotasi, ini paling sesuai untuk pengoperasian generator listrik.
Nama itu sendiri menunjukkan perangkat digerakkan oleh uap dan ketika aliran uap mengalir melintasi bilah turbin, maka uap tersebut mendingin dan kemudian mengembang sehingga menghasilkan hampir energi yang dimilikinya dan ini adalah proses yang berkelanjutan.
Bilah dengan demikian mengubah energi potensial perangkat menjadi gerakan kinetik. Dengan cara ini, turbin uap dioperasikan untuk memasok listrik. Perangkat ini memanfaatkan tekanan uap yang ditingkatkan untuk memutar generator listrik pada kecepatan yang sangat tinggi di mana kecepatan putarannya lebih tinggi daripada turbin air dan turbin angin.
Misalnya: Turbin uap konvensional memiliki kecepatan putar 1800-3600 putaran per menit hampir 200 kali lebih banyak putaran daripada turbin angin.
Cara Kerja Turbin Uap
Prinsip pengoperasian alat ini didasarkan pada gerakan dinamis uap. Peningkatan tekanan uap yang keluar dari nozel mengenai bilah putar yang dipasang di dekat cakram yang ditempatkan pada poros.
Karena peningkatan kecepatan dalam uap ini, tekanan energetik akan berkembang pada bilah perangkat di mana kemudian poros dan bilah mulai berputar ke arah yang sama.
Secara umum turbin uap mengisolasi energi batang dan kemudian mengubahnya menjadi energi kinetik yang kemudian mengalir melalui nozel.
Jadi, transformasi energi kinetik melakukan aksi mekanis ke baling-baling dan rotor ini memiliki koneksi dengan generator turbin uap dan ini berfungsi sebagai perantara. Karena konstruksi perangkat sangat efisien, menghasilkan kebisingan minimal jika dibandingkan dengan jenis perangkat berputar lainnya.
Di sebagian besar turbin, kecepatan bilah putar adalah linier dengan kecepatan uap yang mengalir melintasi bilah. Ketika uap mengembang dalam fasa tunggal itu sendiri dari gaya ketel ke gaya habis, maka kecepatan uap sangat meningkat.
Sedangkan turbin utama yang digunakan dalam pembangkit nuklir di mana tingkat ekspansi uap hampir 6 MPa untuk 0,0008 MPa memiliki laju kecepatan di 3000 putaran per 50 Hz dari frekuensi dan 1800 revolusi pada 60 frekuensi Hz.
Jadi, banyak PLTN yang berfungsi sebagai generator HP turbin satu poros yang memiliki turbin multi-tahap tunggal dan tiga turbin LP paralel, sebuah exciter bersama dengan generator utama .
Jenis Turbin Uap
Turbin uap diklasifikasikan berdasarkan banyak parameter dan ada banyak jenis di dalamnya. Jenis yang akan dibahas adalah sebagai berikut:
Berdasarkan Gerakan Uap
Berdasarkan pergerakan steam, ini diklasifikasikan menjadi beberapa jenis yang meliputi berikut ini.
Turbin Impuls
Disini, kecepatan ekstrim steam yang keluar dari nozel mengenai sudu-sudu berputar yang ditempatkan pada bagian pinggiran rotor. Karena benturan, sudu-sudu mengubah arah rotasinya tanpa adanya perubahan nilai tekanan. Tekanan yang ditimbulkan karena momentum mengembangkan putaran poros. Contoh dari jenis ini adalah turbin Rateau dan Curtis.
Turbin Reaksi
Di sini, pemuaian uap akan terjadi pada bilah yang bergerak dan konstan ketika aliran mengalir melewatinya. Akan ada penurunan tekanan terus menerus di seluruh bilah ini.
Kombinasi Turbin Impuls dan Reaksi
Berdasarkan kombinasi turbin reaksi dan impuls, ini diklasifikasikan menjadi beberapa jenis yang meliputi berikut ini.
- Berdasarkan Tahapan Tekanan
- Berdasarkan Gerakan Uap
Berdasarkan Tahapan Tekanan
Berdasarkan tahapan tekanan, ini diklasifikasikan menjadi beberapa jenis.
Satu tahap
Ini diterapkan untuk menyalakan kompresor sentrifugal, peralatan blower, dan alat sejenis lainnya.
Reaksi Multi-fasa dan Turbin Impuls
Ini digunakan dalam kisaran kapasitas yang ekstrim baik dalam kisaran minimal atau maksimal.
Berdasarkan Gerakan Uap
Berdasarkan pergerakan steam, ini diklasifikasikan menjadi beberapa tipe.
Turbin Aksial
Pada alat tersebut, aliran steam akan berada pada arah yang sejajar dengan sumbu rotor.
Turbin Radial
Dalam perangkat ini, aliran uap akan berada pada arah yang tegak lurus dengan sumbu rotor, salah satu atau dua fasa tekanan yang lebih sedikit dibuat dalam arah aksial.
Berdasarkan Metodologi Governing
Berdasarkan metodologi yang mengatur, ini diklasifikasikan ke dalam jenis yang berbeda.
Manajemen Throttle
Di sini, steam segar masuk melalui satu atau lebih katup throttle yang berfungsi secara bersamaan, dan ini didasarkan pada pengembangan daya.
Manajemen Nozzle
Di sini, steam segar masuk melalui satu atau lebih regulator pembuka yang berurutan.
Manajemen By-pass
Di sini, uap menggerakkan fasa pertama dan fasa perantara turbin lainnya.
Berdasarkan Prosedur Heat-drop
Berdasarkan prosedur penurunan panas, ini diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis.
Kondensasi Turbin melalui Generator
Dalam hal ini, gaya steam yang lebih kecil dari tekanan lingkungan diumpankan ke kondensor.
Ekstraksi Fasa Perantara Kondensasi Turbin
Dalam hal ini, uap diisolasi dari fasa perantara untuk tujuan pemanasan komersial .
Turbin tekanan balik
Di sini, uap yang dikeluarkan digunakan untuk aplikasi pemanas dan industri.
Turbin topping
Di sini, uap yang dikeluarkan digunakan untuk kondensasi turbin dengan gaya yang lebih rendah dan sedang.
Berdasarkan Kondisi Uap dari Inlet ke Turbin
- Lebih sedikit tekanan (1,2 ata sampai 2 ata)
- Tekanan sedang (40 ata)
- Tekanan tinggi (> 40 ata)
- Tekanan sangat tinggi (170 ata)
- Superkritis (> 225 ata)
Berdasarkan Aplikasi Industri
- Kecepatan putar tetap yang memiliki turbin stasioner
- Kecepatan putar variabel yang memiliki turbin stasioner
- Kecepatan putar variabel yang memiliki turbin non-stasioner
Perbedaan antara Turbin Uap dan Mesin Uap
Perbedaan antara keduanya tercantum di bawah ini.
Turbin uap |
Mesin uap |
|
Kehilangan gesekan minimal |
Kehilangan gesekan maksimum |
|
Properti penyeimbang yang baik |
Properti penyeimbang yang buruk |
|
Konstruksi dan pemeliharaannya sederhana |
Konstruksi dan pemeliharaannya rumit |
|
Bisa bagus untuk perangkat berkecepatan tinggi |
Hanya beroperasi untuk perangkat berkecepatan minimal |
|
Pembangkit listrik yang seragam |
Pembangkit listrik yang tidak seragam |
|
Efisiensi yang ditingkatkan |
Efisiensi kurang |
|
Sesuai untuk aplikasi industri besar |
Sesuai untuk aplikasi industri minimal |
Kelebihan dan Kekurangan
Keuntungan dari turbin uap yaitu
- Penataan turbin uap membutuhkan ruang yang minimal
- Operasi yang efisien dan sistem yang andal
- Membutuhkan biaya operasional yang lebih sedikit dan hanya memiliki sedikit ruang
- Peningkatan efisiensi di jalur steam
Kelemahan dari turbin uap adalah
Karena kecepatan yang meningkat, akan ada kerugian gesekan yang meningkat
Memiliki efektivitas minimal yang berarti proporsi sudu terhadap kecepatan steam tidak optimal
Aplikasi Turbin Uap
- Turbin tekanan campuran
- Diterapkan dalam domain teknik
- Alat pembangkit listrik
Pertanyaan
1). Apa efisiensi turbin uap?
Ini didefinisikan sebagai proporsi pekerjaan yang dilakukan pada bilah yang berputar terhadap seluruh energi yang disuplai, keduanya dihitung untuk satu kilogram uap.
2). Turbin mana yang lebih efisien?
Turbin yang paling efisien adalah turbin impuls.
3). Bagaimana Anda meningkatkan efisiensi turbin uap?
Efisiensi dapat ditingkatkan melalui pemanasan ulang turbin uap, pemulihan pemanasan umpan turbin, dan melalui siklus uap biner.
4). Apa itu generator turbin uap ?
Ini adalah perangkat transformasi daya awal di pembangkit listrik.
5). Bagaimana uap memutar turbin?
Melalui pemanasan air hingga suhu yang diubah menjadi uap.