TUGASAKHIR

PERAWATAN TURBOCHARGER PADA GENSET MESIN DIESEL 1380 KW

Oleh:Bagus Adi Mulya PBagus Adi Mulya P2107030002

DOSEN PEMBIMBINGDOSENPEMBIMBING:Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT

PROGRAMDIPLOMA3BIDANGKEAHLIANKONVERSIENERGI

JURUSANTEKNIKMESINFAKULTASTEKNOLOGIINDUSTRI

INSTITUTTEKNOLOGISEPULUHNOPEMBERSURABAYA2011

Latar Belakang

Penggunaan

Mesin Diesel

Dalam

kehidupan sehari - hari

2

Pengertian Generator Set (GENSET)Generator

•ENERGI MEKANIS > ENERGI LISTRIK

•MENDAPAT ENERGI MEKANIS DARI MESIN

3Mesin Genset Krupp MaK 1380 kW

Pengertian TurbochargerTurbocharger KBB - R4

Turbocharger :•Kompresor Sentrifugal

•Meningkatkan tenaga mesin

T k t t d k t d t l h

4

•Tekanan ,temperatur dan kecepatan udara yang telah

Dikompresikan meningkat

Permasalahan :

Permasalahan :

Dengan semakin pentingnya peningkatan

performance mesin diesel yang dilengkapi denganperformance mesin diesel yang dilengkapi dengan

turbocharger maka, pada tugas akhir ini

l h d l h b i l k kpermasalahan adalah bagaimana melakukan

perawatan Turbocharger pada mesin pembangkit

listrik Diesel 1380 kw.

Studi kasus dilakukan di PT Indo Acidatama – Solo

5

Tujuan Tugas Akhir

Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah :

• Analisa performance Turbocharger• Analisa performance Turbocharger.

• Perawatan Turbocharger.

• Pengujian performance Turbocharger setelah

perawatanperawatan.

6

Batasan Masalah :

• Mesin Genset Diesel Krupp MaK 1380 kw di

PT Indo Acidatama – Solo.do c da a a So o

• Analisa perhitungan performance difokuskan

pada kompresor.

• Aliran Steadyy

7

Prinsip Kerja Motor Diesel

0 - 1 = Langkah Hisap

1 - 2 = Langkah Kompresi

2 – 3 = Pembakaran Bahan Bakar

3 – 4 = Langkah Ekspansi/Kerja

4 – 1 = Langkah Pembuangan

8

Keunggulan Motor Diesel

Keunggulan motor diesel dibandingkan mesin pembakaran yang lain adalah :

•Motor diesel lebih irit dalam pemakaian bahan bakar dengan motor bensin,motor diesel lebih efisien 20 - 30%.

•Motor diesel lebih kuat dan mempunyai daya tahan yang lebih lama.

•Motor diesel lebih besar tenaganya sehingga Motor diesel dapat menjadi•Motor diesel lebih besar tenaganya sehingga Motor diesel dapat menjadimotor penggerak (prime mover).

•Motor diesel mengakibatkan polusi udara yang lebih kecil.o o d ese e ga ba a po us uda a ya g eb ec

9

KeuntunganKeuntungan & & KerugianKerugian sebagaisebagai Prime Mover Prime Mover

A. Keuntungan pemakaian mesin diesel sebagai Prime Mover :

-Design dan instalasi sederhana.g

-Auxilary equipment sederhana.

-Waktu pembebanan relative singkat.

B. Kerugian pemakaian mesin diesel sebagai Prime Mover :

-Konsumsi bahan bakar relatif murah dan hemat.

B. Kerugian pemakaian mesin diesel sebagai Prime Mover :

- Berat mesin sangat berat karena harus dapat menahan getaran serta

kompresi yang tinggi.p y g gg

- Starting awal berat, karena kompresinya tinggi yaitu sekitar 200 bar.

- Semakin besar daya maka mesin diesel tersebut dimensinya semakin

10

besar pula, hal tersebut menyebabkan kesulitan jika daya mesinnya

sangat besar.

Sistem Starting Genset Diesel

1. Sistem Start Manual

2 Si t St t El kt ik

Sistem ini dipakai oleh mesin diesel yang memiliki dayamesin yang relatif kecil yaitu < 22 kVA

Si t i i di k i l h i di l2. Sistem Start Elektrik

3. Sistem Start Kompresi Sistem start ini dipakai oleh diesel yang memiliki daya besar yaitu > 372 kVA Sistim start ini

Sistem ini dipakai oleh mesin diesel yang memiliki daya sedang yaitu < 372 kVA

memiliki daya besar yaitu > 372 kVA. Sistim start iniyang dipakai pada Mesin Genset krupp MaK 1380

kw di PT.Indo Acidatama

11

Klasifikasi Kompresor

Menurut prinsip kerjanya, kompresor dapatdigolongkan dalam dua kelompok dasar yaitu :

•Positive Displacement Compressor

•Rotodynamic (Centrifugal) Compressor•Rotodynamic (Centrifugal) Compressor

12

Tipe / Konstruksi Kompresor

Kompresor Sentrifugal Kompresor Aksial

•Aliran fluida di dalam rotor diarahkan secara

radial melalui gaya sentrifugal.

•Rotor diarahkan secara axial

•Aliran fluida secara aerodinamis dalam

arah axial ( sejajar poros rotor)•Proses Kompresi selanjutnya terjadi di

rumah keong (volute chamber).

•HIGH PRESSURE ( P )

arah axial ( sejajar poros rotor).

•Proses Kompresi terjadi pada

rangkaian sudu-sudu stator & rotor.

13

•LOW CAPACITY ( Q )•HIGH CAPACITY ( Q )

•LOW PRESSURE ( P )

Kompresor Berdasarkan Tekanannya

Menurut kenaikan tekanannya, kompresor sentrifugal dibedakan menjadi 3 macam yaitu :dibedakan menjadi 3 macam yaitu :

Fan PD / PS = 1 – 1,3

BlowerPD / PS = 1,3 - 3

Kompresor SentrifugalPD / PS = > 3PD / PS 1 1,3

14

Prinsip Kerja Kompresor Sentrifugal

15

Bagian – bagian Turbocharger

COMPRESSOR WHEEL

TURBINE WHEELTURBINE WHEEL

CENTERHOUSING

16

PRINSIP KERJA TURBOCHARGER

• Prinsip kerja sama seperti kompresor

sentrifugal

• Digerakkan oleh turbin

• Turbin digerakkan oleh tekanan gas• Turbin digerakkan oleh tekanan gas

buang dari mesin

•Turbin dan Compresor satu poros

•Turbine wheel bergerak otomatis

kompresor wheel bergerak

•Putarannya sangat tinggi hingga

bisa mencapai 80.000 putaran per

17

bisa mencapai 80.000 putaran per

menit butuh pelumasan yang baik

PRINSIP KERJA TURBOCHARGER

18

Diagram Alir Tugas Akhir

START

Survey & Pengambilan Data Di PT.DTSI & Indo Acidatama

Analisa Performance Turbocharger,gTemperatur &Tekanan

NOYES

Breakdown Maintenance

YES

19FINISH

Tabel Data Hasil Test Sesudah & Sebelum

Analisa Unjuk Kerja Turbocharger SebelumDireparasi

Analisa Unjuk Kerja Turbocharger SetelahDireparasip

Tabel Data hasil test sebelum direparasi

p

Tabel Data hasil test setelah direparasi

No WAKTU AIR OUT °C

PRESSURE OUT (bar)

POWER (Kw)

1 09.00 125 2.0 840

No WAKTU AIR OUT °C

PRESSURE OUT (bar)

POWER(Kw)

1 09.00 170 2.1 840

2 10.00 125 1.9 800

3 11.00 120 1.8 750

4 12.00 120 1.6 690

2 10.00 170 2.1 8603 11.00 175 2.2 8754 12.00 175 2.3 875

5 13.00 120 1.6 680Rata-rata

=Rata–rata

=Rata–rata

=752

5 13.00 175 2.2 875Rata–rata

=173

Rata–rata=

2 18

Rata– rata=

865

20

122 1.78 752 173 2.18 865

Perhitungan Unjuk Kerja

21

Perhitungan Ratio Pressure

Perhitungan Ratio Pressure SebelumDireparasi

Perhitungan Ratio Pressure SetelahDireparasi

22

Perhitungan Kerja Spesifik

Perhitungan Kerja Spesifik SebelumDireparasi

Perhitungan Kerja Spesifik SetelahDireparasiDireparasi Direparasi

23

Peningkatan Performance Turbocharger

Setelah mengetahui hasil perbandingan antarakerja Turbocharger sebelum dan sesudah direparasi,kerja Turbocharger sebelum dan sesudah direparasi,Peningkatan Performance Turbocharger dapat dihitungmelalui:

Wbefore , Turbocharger sebelum direparasi = 73,84

Wafter , Turbocharger setelah direparasi = 114,77

Wafter – Wbefore = 114,77 – 73,84 = 40,93

40 93 : 73 84 = 0 55 x 100 % = 55 %40,93 : 73,84 = 0,55 x 100 % = 55 %,

Dari hasil perhitungan diketahui bahwa prosentasepeningkatan performance Turbocharger setelah

24

peningkatan performance Turbocharger setelahdilakukan reparasi adalah (%) = 55 %

Proses Reparasi Pada Turbocharger KBB R - 4

Pada proses reparasi dibagi menjadi beberapa tahap antara lain :1) Distmantling

2) Cleaning Kerosene

3) Blasting : Blasting Garnett & Blasting Glass Bead

4) Parts Inspection

5) Hidrostatic Test

6) Ultrasonic Thickness Test

7) Repair Compressor Blade

8) Machine Seal Plate / Repair Seal Plate

9) Retap All Thread

10) Computerized Dynamic Balance

11) Grease High Temperature

12) Loc Tite

13) High Temperature Molykote

14) Shaft Molykote

25

15) Assembly

16) Painting & Preserve (Lanotec)

17) Final Inspection

Perbandingan Gambar Fisik (foto) Turbocharger sebelum& sesudah dilakukan reparasi

No Sebelum Reparasi Setelah Reparasi

1.Turbocharger Turbocharger

Compresor Side Compresor Side2.

Compresor Side Compresor Side

26

Perbandingan Gambar Fisik (foto) Turbocharger sebelum& sesudah dilakukan reparasi

No Sebelum Reparasi Setelah Reparasi

3.Compressor Wheel Compressor Wheel

4.Turbine Compressor & Turbine

27

Perbandingan Gambar Fisik (foto) Turbocharger sebelum& sesudah dilakukan reparasi

No Sebelum Reparasi Setelah Reparasi

5.

6Center Housing Center Housing

6.

28

Kesimpulan Data Perhitungan

1. Melalui perbandingan antara turbo sebelum direparasi dan sesudahdi i did tk h il hit b h t i k tdireparasi didapatkan hasil perhitungan bahwa prosentase peningkatanperformance Turbocharger setelah dilakukan reparasi adalah (%) 55 %

2 Melalui perbandingan temperatur udara yang dikompresi antara turbo2. Melalui perbandingan temperatur udara yang dikompresi antara turbosebelum direparasi dan sesudah direparasi didapatkan hasil perhitunganbahwa prosentase peningkatan temperatur kompresi Turbocharger setelahdilakukan reparasi adalah (%) 42 %dilakukan reparasi adalah (%) 42 %

3. Melalui perbandingan tekanan udara yang dihasilkan, antara turbo sebelumdireparasi dan sesudah direparasi didapatkan hasil perhitungan bahwap p p p gprosentase peningkatan tekanan Turbocharger setelah dilakukan reparasiadalah (%) 22 %

29

Kesimpulan Data Lapangan

Dari hasil pengamatan dilapangan, Turbocharger mengalami kerusakan karenabeberapa hal berikut :beberapa hal berikut :

• Kerusakan Turbocharger terjadi karena adanya perbedaan clearance padacompressor wheel dan turbin wheel Hal ini menyebabkan mesin gensetcompressor wheel dan turbin wheel. Hal ini menyebabkan mesin gensetberoperasi diluar standart pabrikan yang menyebabkan boros bahan bakar dantemperatur gas buang melebihi ambang batas.

• Temperatur di bagian turbin sangat tinggi disebabkan oleh tumpukan carbon/ carbon deposit di sekitar rumah turbin, tempatnya di sekitar nozzle ring,turbine blade, dan cover ring.

• Tekanan yang dihasilkan oleh compresor wheel sangat rendah karenaterjadi perubahan clearance yang cukup besar antara compresor blade dengan

h i H l i i t j di k bl d l l t

30

compresor housing. Hal ini terjadi karena compresor blade selalu tergerusakibat endapan – endapan kotoran yang ikut masuk ke compressor housing,seperti debu dan partikel batu bara.

PENUTUP

THANK YOU FOR YOUR ATTENTION…..

PLEASE YOUR ADVICE…….

31

Diagram proses kompresi dalam termodinamika

P-V diagram H - s diagram

32