Analisa Derating Pada PLTD
January 28, 2017 | Author: Yuliandra Syahrial Nurdin | Category: N/A
Short Description
PLTD...
Description
Lap$ratr Fenelitian
i$*-roR*ffiG+
ffc-
AII*LISA PENYEBAB
=f,
LIT,2OO6
M EHURUtrIHYA
DAYA MAMPU {DERATTI{C} P*tr* 5ATUA]{ PEMBA}I€KIT DIESEL {SPt}}
Fenulis
:
Ir, Ependi Sembiring lilifi. Ir, Agus Ycgianto' llT
il. Agus Warsryun. ST Yusuf Raryid, ST
1 31122
pT PLl{ TPERSFRO} PEilELITIAT{ DAI{ PEI{GE}I SAITGAII K=TES*GNIIST*II(A17 7973774 TIS' : lL
HJREIu TIGA IAI{ARTA L27*A. PO sOX 6701
roart
/ ll(5R8,
lAl&4R'rA
1effi7
{0?1}
F9Es19s, eoerj 79sz03s {HUNTII{G}, rAX {021} 7991762 wEE ; w}.rrw.olnJithns.co.id
i.'-
!
^l i'h.t::, tit
' ;.. i. Jh.>Z !
:t
j
t+-.
t l'5 A
Laporan Penelitian
?$LK?RdI-NGO
No. : 36. LIT. 2006
ANALISA PENYEBAB MENURUNNYA DAYA MAMPU (DERATING) PADA SATUAN PEMBANGKIT DIESEL (SPD)
Penulis : Ir.
Ependi Sembiring, MM
Ir. Agus Yogianto,
Ir. Priyono
MT
HP, MM
M.Agus Warsun, ST
Yusup
& ST
, 07/ 7c1j0e
'
'l
E .!AN 20el
PT PLN (PERSERO) PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KETENAGALISTRIKAN JL. DUREN TIGA JAKARTA L2760. PO BOX 670I I JKSRB, JAKARTA L2067 TLP. : (021) 7973774 (021) 7980190, (021) 7982035 (HUNTING), FAX (021) 799t762 WEB: www.pln-litbang.co.id
#
LITBANG
Judul Title
No.
I.APORAN PENELITIAN RESEARCH REPORT
PLN (PERSERO)
Tgl. Date
i36.1rT.2006
'
2A Des. 2006
ANALISA PENYEBAB MENURUNNYA DAYA MAMPU (DERANNG) PADA SATUAN PEMBANGKTT DIESEL (SPD)
'K"*;;|
Kata Kunci
Peningkatan daYa mampu SPD
Peminta Jasa Client
Nomor rr.ork
KPP
order
02URDIBKIT/2006
t\TER]i
Penulis 1. Ir. Ependi Sembiring, MM Authors ^ Ir. Agus Yogianto, W
'GENERAL MANAGER
7."
3. Ir. Priyono HP, MM 4. M. Agus Warsyun, ST 5. Yusuf Rasyid, ST
F--
i
'.'"
Abstrak
Abstract Sejumlah Satuan Pembangkit Diesel (SPD) milik PLN yang tersebar di seluruh Indonesia telah banyak yang mengalami derating sehingga daya yang tersedia tidak mencukupi kebutuhan/permintaan tenaga listrik. Sesuai dengan norma-norma yang sehat dalam industri dan niaga, maka SPD yang ada harus dikelola dengan seksama agar performance keandalan dan ketersediaan selalu dapat dipeftahankan pada kondisi optimum. Dalam upaya meningkatkan daya mampu SPD, maka dilakukan studi "Analisa penyebab menurunnya daya mampu (derating) pada Satuan Pembangkit Diesel (SPD)", ini. Penelitian diawali dengan studi literatur untuk memperoleh pemahaman lebih baik mengenai permasalahan, pengumpulan data (informasi, operasi, pemeliharaan dan kemudian menetapkan sampel penelitian pengusahaan) dengan suryei ke PLTD pada SPD sampel penelitian, mengolah data dan menentukan variabel yang berpengaruh terhadap derating sefta menganalisa penyebabnya dan membuat rekomendasi tindakan perbaikannya.
;
Dari 39 SPD sampel penelitian, yang terdiri dari 6 SPD pada PLTD Siantan dan 6 SPD pada PLTD Sei Raya di Pontianak; 7 SPD pada PLTD Tarahan dan 6 SPD pada PLTD Teluk Betung di Bandar Lampung ; 7 SPD pada PLTD Payo Selincah dan 7 SPD pada PLTD Kasang di Jambi, ditemukan bahwa 6 SPD sudah tidak beroperasi lagi (rusak permanen) 7 SPD tidak mengalami derating dan 26 SPD yang lain telah mengalami derating.
;
Dari hasil tinjauan data dan analisa, diperoleh bahwa penyebab derating pada SPD adalah karena kemampuan s,stem air pendingin mesin menurun (paling dominan); Kerusakan sudu turbin turbochargerdan overclearance pembakaran tidak sempurna; bearing clearance tedalu kecil sehingga bushing turbocharqer
=aCa
;
-enimbulkan temperatur bearing naik; undersize crankshaft (crankpin journal atau dan main journal); :ryradasimaterial ; iam operasi SPD melewati jumlah jam untuk pemeliharaan; atau SPD mengalami beberapa ;q.yebab diatas secara simultan (bersamaan). - -:.tk meningkatkan daya mampu SPD direkomendasikan beberapa hal berikut ini : pada saat melakukan :t-eliharaan Major Overhaul (MO) dilakukan pemeliharaan pada sistem air pendingin secara komprehensif ;
-:^;ganti material yang
telah mengalami degradasi; melakukan chemical cleaningpada tube cooleryang telah
-=-;alami pengerakan (scale); menjaga kualitas air yang digunakan pada sistem pendinginan mesin dengan *'= :'r'ikan pengolahan air ; sefta melakukan pemeliharaan TO, SO dan MO tepat waKu.
ryH K?RS&,&E#Bo,
PT PLN (PERSERO)
LITBANG
No.
DAFTAR
:
36. LIT. 2006
ISI
Uraian
Halaman
Abstrak Daftar Isi
1. Pendahuluan 1.1
Latar
belakang
....rr..r...........r.r.....r..................r...r..rr.rrrr...r..
L.2 Identifikasi Masalah 1.3 Ruang LingkupPenelitian.......... L.4 Perumusan Masalah 1.5 Tujuan dan Kegunaan Penelitian....... 2.
Kajian Literatur
2.7 2.2 2.3 7.4 3.
Pengeftian derating Kesetimbangan Energi Kerangka Pemikiran
20
Hipotesis
2L
Metodologi
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
.......
22
Studi Literatur
22
Sampel Penelitian
22
Metode Pengumpulan Data
22
Metode Pengolahan data
23
Metode Analisa
23
4" Tinjauan Data
4.L 4"2 5.
24
Kondisi SPD Sampel Penelitian Pengetompokan indikasi penyebab derating yang
24
sama
.........
24
Analisa
30
5.1 5.2
Sistem Air P€ndingin Mesin
30
Mbrasi dan Bising tinggi pada Turfucharger
34
5.3
Pembakaran tidak Sempurna
35
5.4
tuingTemperatur Tinggi
36
5.5
@ndasi
37
5.6
Undesize Cnnkshaft
3B
,7
Iam opemsi SPD meleurati jam pemeliharaan
3B
Material
ANALISA PENYEBAB MENURUNNYA DAYA MAMPU (DERATING) PADA SATUAN PEMBANGKIT DIESEL (SPD)
t,
Pendahuluan
7.I
Latar belakang
Dalam penyediaan tenaga listrik pada beberapa wilayah Indonesia, sering menjadi sorotan nasional karena dari segi operasional memerlukan biaya operasi yang relatif tinggi dan boros, kondisi ini didominasi oleh Unit Pembangkit Tenaga Diesel atau Satuan pembangkit Diesel (sPD).
Sejumlah Satuan Pembangkit Diesel milik PLN yang tersebar diseluruh Wilayah Nusantara tetah mengalami derating, sehingga mengakibatkan daya yang tersedia tidak mencukupi untuk melayani kebutuhan penyediaan tenaga listrik. Oleh karena itu jangan biarkan mesin loss of performance (derating), jangan dibiarkan bahan bakar terbuang percuma, dan jangan biarkan mesin mengalami kerusakan (catasthropic failure). Sesuai dengan norma-norma yang sehat
dalam bidang industri dan niaga, maka SPD yang ada harus dikelola dengan seksama agar performance, keandalan (reliability'1 dan ketersediaan (availibility) selalu dapat dipertahankan
pada kondisi optimum.
Sehubungan dengan hal tersebut untuk membantu manajemen unit pembangkit diesel dalam upaya peningkatkan daya mampu SPD, maka dilakukan penelitian yang berjudul "Analisa penyebab menurunnya daya mampu (derating) pada Satuan Pembangkit Diesel (SpD), sehingga
dapat diantisipasi untuk tindakan perbaikannya.
7.2
ldentifikasi Masalah
-rtuk mengetahui penyebab deratingsPD, dapat diidentifikasi dengan permasalahan berikut:
-
Komponen apa saja yang dapat menyebabkan derating
?
Pada masing-masing komponen, parameter apa saja yang dapat digunakan sebagai indikator 'r
Eng menunjukan indikasi penyebab derating ?
1,3 Ruang Lingkup penelitian ' :-:'i'ien-komponen penyebab derating pada
::.3-
3 (tiga) kelompok, yaitu
SPD banyak sekali,
:
1l4r
tetapi secara umum
dapat
PT
-
PLN (PERSERO)
Kelompok Kelompok Kelompok
LITBANG
1) Energi Awal (Bahan bakar) 2) Komponen mekanik (prime 3) listrik ( Generator)
Pada penelitian
No,
:
36.1IT.2006
mover)
ini,
ruang Iingkup yang dianalisa sebagai sumber penyebab derating dibatasi, hanya pada kelompok 2) yaitu komponen mekanik mesin itu sendin (prime mover)
7,4
Perumusan maglah
Berdasarkan identifikasi masalah dan ruang lingkup penelitian, penyebab terjadinya derating pada sPD dirumuskan dengan beberapa pertanyaan berikut ini :
a) Apakah ada pengaruh sistem pembakaran terhadap derating? b) Apakah ada pengaruh sistem pendingin mesin terhadap derating?
c) Apakah ada pengaruh sistem pengisapan, pembuangan terhadap derating? d) Apakah ada pengaruh undersize crankshaft terhadap derating? e) Apakah ada pengaruh degradasi komponen material terha dap derating ? 7.5
Tujuan dan Kegunaan penelitian
7,5,I
Tujuan penelitian
1' Menganalisa 2.
penyebab derating pada Satuan Pembangkit Diesel (SpD)
Memberikan rekomendasi, langkah-langkah perbaikan untuk dilaksanakan, sehingga derating SPD dapat dihindari.
I"5,2 Kqunaan penelitian
a'
Sebagai bahan masukan kepada pihak manajemen Pembangkit Listrik Tenaga Diesel, untuk mengantisipasi lebih dini penyebab terjadinya derating, dan menentukan langkah-langkah kedepan
b.
Hasil penelitian
.
ini
diharapkan dapat bermanfaat membantu manajemen unit pembangkit listrik, dalam upaya mempertahankan dan meningkatkan kinerja unit pembangkit thermal (PLTD), khususnya di Lingkungan pLN.
c.
:
Sebagai wahana pengembangan ilmu pengetahuan dan penelitian dalam bidang ketenagalistrikan. Sebagai buKi empirik penyebab derating pada SpD.
2l4r
PT PLN (PERSERO)
2.
UTBANG
No.
:
36. UT. 2006
Kajian Literatur
Sesuai dengan ruang lingkup penelitian, teori yang dikaji adalah teori-teori yang relevan dengan
penyebab derating pada SPD.
a). Pengertian derating
b)
Kesetimbangan energi
c). Sistem bahan bakar
d) Ruang bakar e) Proses pembakaran e) Sistem Pengisapan, Pembuangan f) Sistem pendinginan mesin 2,7
dan Turbrcharger
Pengeftian derating
2.7.7 Daya terpaang Daya terpasang adalah besarnya kapasitas produksi terbesar (Maximum Capacity) yang dapat dibangkitkan oleh SPD, tanpa dibatasi oleh kondisi (mesin dan musim). Daya terpasang tersebut sesuai dengan yang
teftulis
pada
" name plate " mesin.
2.7.2 Daya mampu Daya mampu adalah besarnya kapasitas produksi yang tersedia (Auaillable Capacity) yang dapat
dibangkitkan oleh SPD, karena kondisi (mesin maupun musim). Daya mampu tersebut biasanya dipikul oleh SPD pada saat jam pelayanan beban puncak dan daya kritis.
Zt,3 Derating Delatirg adalah pengurangan produksi atau penurunan daya mampu yang dibangkitkan oleh SFD karena kondisi (mesin maupun musim), atau selisih antara daya terpasang dengan daya
rmarpu. Berdasarkan kondisi yang dialami oleh SPD, derating dapat dibagi menjadi 2 (dua)
lrcm,
U
yaitu derating sementara dan derating permanen [6].
K*timbangan enetgi
i'nqJ* dengan hukum termodinamika pertama (Kekekalan energi); energi tidak dapat diciptakan
m ud* dapat dimusnahkan, hanya dapat berubah dari satu bentuk kebentuk energi yang lain.
3
l4t
PT PLN (PERSERO)
UTBANG
No.
:
36. LIT. 2006
Dengan demikian harus terdapat suatu kesetimbangan antara energi masukan dan keluaran. Energi yang dimiliki oleh bahan bakar di dalam ruang bakar mesin selain menghasilkan daya dari
mesin tersebut juga menghasilkan energi panas dan energi yang dibuang melalui gas buang, lihat rumus di bawah ini
:
Eru-W+Q*Eou Dimana
E
:
uu =
(2.1)
Energi bahan bakar
W = A = Eou =
Kerja mekanik
mein
Panas yang diserap oleh sistem pendingin
Energi gas buang
Berdasarkan analisa empiris heat balance pada mesin diesel, komposisi energi mulai dari yang
dihasilkan oleh energi bahan bakar yang dianggap 100o/o sebagai masukan dapat diuraikan
menjadi [9]
1.
:
Kerja Mekanik (44o/o).
2. Kerugian karena gas buang (Z9o/o). 3. Kerugian karena pendinginan air (Zlo/o). 4. Kerugian karena pendinginan minyak pelumas (oli) @o/o), 5. Kenrgian karena radiasi (2o/o). t\PaUla daya mampu yang dibangkitkan suatu SPD menurun (derating) hal tersebut sudah pasti dlEebabkan karena penurunan kerja mekanik. Bila terjadi penurunan kerja mekanaik, maka
aal
diiringi dengan peningkatan kerugian. Dengan demikian maka komponen peralatan yang
Irililr€rqrebabkan peningkatan
kerugian adalah merupakan penyebab menurunnya kerja mekanik
arcr.r penyebab terjadinya derating pada SpD.
a rrrlum
bagan konversi energi sebuah mesin-diesel dapat dilihat pada gambar 2.1
4
l4t
lfc$lltrll' rofi( ElEmY.4i
f&{fi.6 ? c4519'ii
.rFTEnf4Qtge SOOT|IS rrttER
frLsFEF A,OCI( lrE^S r
ooot-ist'rrEFtr
I
!i
ruso
s. co*il0 wfirf, t* ,fi.slrof.
*
TSTAL F4'EL CflERQY IFPUT
t00't{
Gambar 2.r
:
uraian energi bahan bakar pada mesin diesel yang dianggap 100% sebagai masukan.
:.:3
SPD, bahan bakar diumpankan ke dalam ruang bakar dan bercampur dengan udara r'.'- -;3a terbakar, dan mengubah energi kimianya menjadi energi panas. Energi panas yang
i'l
rdak dapat semua digunakan untuk memutar poros engkol karena terdapat kerugian:r---:3-, gas buang, pendinginan dan radiasi. Energi yang tersisa yang dikonversi menjadi
:"-
:":: : sebut tenaga indikatif (Indikatif Horse Power,IHP). Tenaga inilah yang menggerakan : "r:- :=- akan mengalami kerugian dalam pentrasmisiannya karena gesekan, pemompaan, ' " : -- i ^, Jumlah semua kerugian tersebut dikonversikan ketenaga dan disebut tenaga :-
rr
.'"rl;'i* :*:3t horre Power, FHP). Energi yang tersisa adalah energi mekanis yang , ' - I !.:t -- 3rergi efeKif (Brake Horse power, BHp) t3].
s
l4t
berguna,
PT PLN (PERSERO)
LITBANG
No.
:
36. LIT. 2006
I 4t
I ry
I 4* Con. Rod
Gambar
2ZI Elifa
Aliran energi pada mesin diesel
Efisiensi mesin
unjuk kerja mesin diindikasikan dengan istilah efisiensi (D, maka lima macam efisiensi
nsin
l.
-2.2:
I
yang penting didefenisikan sebagai berikut [3]:
Efisiensi termal indikatif
ltiamta
thermal effrsienq), adalah perbandingan energi daya
indikatif terhadap energi bahan bakar. ihp
4t:
ihp x 4500 (2.2)
fuel hp
(massa bb
/ menit) x NK
6
l4l
2.
Efisiensi mekanis (m*hanical effisienq) adalah perbandingan daya efektif (daya yang dihasilkan) terhadap daya indikasi (daya yang mengerakan piston) bhp
4^
(2.3) ihp
dan daya gesekan (fricfr'on horse
pwer)
:
fhp= ihp-bhp
(2.4)
3. Efisiensi termal brake (bnke thermal ffisienq),
adalah efisiensi
tohl yaitu perbandingan
energi dalam daya brake terhadap energi bahan bakar. bhp
bhp x 4500 (2.s)
4ta fuel hp
(massa bb
/
menit) x NK
4* :4t.4m +
(2.6)
Efisiensi Volumetris
Kduaran mesin dibatasi oleh jumlah maksimum udara yang dapat diambil selama langkah bap' karena hanya sejumlah tertentu bahan bakar yang dapat terbakar secara efektif dengan jumlah udara yang terseia.
ftiersi volumetris adalah petunjuk kemampuan mesin dalam menghisap udara dan ffirisikan sebagai perbandingan udara actual yang terhisap pada kondisi atmosfir ffiprrclumelangkahdarimesin.Efisiensivolumetrikdapatdihitungberdasarmass
rlru udlrne
udara. massa charge actual terhisap
4v:
(2.7) massa charge sebesar volume silinder
7 /41
PT PLN (PERSERO)
5.
LITBANG
No.
:
36. LIT. 2006
Efisiensi relatif atau perbandingan efisiensi adalah perbandingan efisiensi termal siklus actual terhadap siklus ideal
efisiensi termal aktual
(2. 8)
4ret efisiensi udara standar
22.2
Sistem bahan bakar
Sistem bahan bakar gambar -2.3, merupakan rangkaian komponen, tangki, filter, pompa supply,
pornpa injeKor dan pipa saluran untuk dapat menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar dengan waktu (timing) dan jumlah yang tepat [2].
Gambar 2.3
01. 02. 03. Ol 05. 06. 01-
:
Aliran system bahan bakar
Double Filter
Differential pressure gauge Fuel injection pump. Screw-in orifice Non
-
return valve
B
'iF
08. 09. 10. I 1. 12. 13 14
Injection valve Injection line
l4t
Ball cock Fuel tank Hand pump Fuel delivery pump Pressure control valve Leakage line
Double filter
PT PLN (PERSERO)
5.
LITBANG
No.
:
36. LIT. 2006
Efisiensi relatif atau perbandingan efisiensi adalah perbandingan efisiensi termal siklus actual terhadap siklus ideal efisiensi termal aktual
(2. 8)
Tret:
efisiensi udara standar
2.2,2 Sirtem bahan bakar Sistem bahan bakar gambar -2.3, merupakan rangkaian komponen, tangki, filter, pompa supply,
pompa injektor dan pipa saluran untuk dapat menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar dengan waKu (timing) dan jumlah yang tepat [2].
Gambar 2.3
01. 02. 03. 04 05. 06. 07 .
:
Aliran system bahan bakar
08. 09. 10. I 1. 12. 13 14
Injection valve Injection line Double Filter
Differential pressure gauge Fuel injection pump. Screw-in orifice Non
-
refurn valve
B
l4t
Ball cock Fuel tank Hand pump Fuel delivery pump Pressure control valve Leakage line Double filter
36. LrT. 2006
PT PLN PERSERO) LITBANG
.1?' 13
!3 3
16
2
Gambar 2.4
l.
:'Aliran system baharrbakar 10
lntake from fuel service tank
2. Engine-driven fuel booster pump 3. Duplex final fuel filter 4. Fuel manifold 5. Fuel injection pump 6. Hight pressure injection pipe 7. Fuel injector 8. Injection valve and nozzle 9. Fuel return
rl
smponen-komponen sistem bahan bakar Tangki bahan bakar
l.
Pressure regulating valve
Return to fuel servive tank L2. Injector leakage pipe 13. Leakage collection manifold 14. Fuel pipe casing Leakage collection Manifold. 15. Float chamber 16. Leakage drain I
:
Berfungsi untuk menampung bahan bakar yang akan digunakan
untuk proses pembakaran dalam mesin. Fifter
Berfunsi untuk menyaring atau mem-bersihkan bahan bakar dari kotora n-kotora n sebel um dig unaka n u ntuk proses pemba karan
Pompa Supply
Bedungsi untuk menyemprotkan bahan baker dari tang-ii penyimpan ke tangki harian atau langsung ke pompa injeksi melalui filter.
Pompa injeksi
Berfungsi untuk memompakan dan menaikkan tekanan bahan bakar ke injeKor (20.000 s/d. 30.000 psi). Parameter tekanan yang kurang tinggi mempengaruhi jumlah
s l4t
qF
PT PLN (PERSERO)
LITBANG
No.
:
36. LIT. 2006
bahan bakar yang masuk kedalam silinder, hal ini menyebabkan kualitas pembakaran pada silinder yang mengalami kerusakan pada pompa injeksi menjadi kurang sempurna. Biasanya ditandai dengan tekanan pembakaran
yang lemah jika dibandingkan silinder lainnya. Fungsi lain bahan bakar adalah sebagai pendingin dalam ruang bakar,
volume bahan bakar yang kurang dapat
menyebabkan
temperatur mesin tinggi. Prinsip kerja pompa injeksi jenis Bosch sesuai gambar-2.5
- Saat
plunyer melangkah turun, bahan bakar masuk ke
ruang atas plunyer.
-
Plunyer melangkah
nai(
menutup lubang masuk dan bypass
mulai penyemprotan.
-
Plunyer terus melangkah
nai(
bahan baker diatas plunyer
bertekanan tinggi mernbuka katup penutup plu nyer (livery
valve) melalui pipa tekanan tinggi, bahan baker menyemprot keruang baker melalui injector.
-
Ketika alur (helix) pada plunyer bertemu dengan tubang bypass, tekanan diatas plunyer hirang karena bahan baker dibocorkan lewat bypass. Katup penyalur kembali tertutup
rapat karena ada p€gds, sehingga bahan baker yang ada didalam pipa saluran ke injector tidak bias kembali ke pompa injeksi.
70
141
PT PLN (PERSERO) LITBANG
No.
:
36. LIT. 2005
gINq{€P,lI\!P
9.u*.b{ 2.5 InjeKor
:
Pornpa injeksi jenis Bosch
Berfungsi sebagai alat injeksi dan pengabutan bahan bakar dalam silinder. Kualitas pengabutan yang kurang baik menyebabkan proses pembakaran yang terjadi tidak sempurna. Hal ini biasanya ditandai dengan temperatur exhaust yang
tinggi, karena delay time sebelum bahan bakar menjadi lebih panjang, ada kemungkinan bahan bakar terbakar pada akhir langkah buang, sehingga bahan bakar terbakar disaluran gas buang. Prinsip kerjanya Injektor sesuai gambar -2.6, yaitu sbb
-
Kekuatan /tenaga pegas
F
:
menekan jarum (needle)
sehingga mentup ternpat dudukan jarum
di
nozzle.
Bira
pompa injeksi bekerja, tekanan bahan bakar p akan naik pada ruang nozzle dan mengangkat jarum keatas.
rr l4l
Jarum terangkat keatas sewaktu ada tekanan bahan bakar p selama waKu tertentu. setelah tekanan p turun, berarti proses injeksi bahan bakar selesai, maka iarum berqerak kebawah untuk menutup.
ttslifii'1gy: '}/*.ttli''d'e dtr,trfii: ::J.lc.d.Et*tt$l O*tia|r'
,'tty1*]lfttl{ip:1# :ia,rl{if,rtr{,{dnr!.. '.(tt&(,:rtt,lt''.'r',
'
.
llhetln lrt*
.(lttua(V''.rry'|frrt(lyl.r
lr$( r
(trtwil**1].
i
,3
Gambar
-
Injection valve
2.6: prinsip kerja injektor
sebuah injection valvekomplit (gambar 2.7),terdiri dari : a. sebuah nozzle (4) dan sebuah nozzsle holder (L) dengan pegas beban untuk (needle) (5) dikat pada bagian bawah
oleh tutup (cupment) (6)
b.
Tenaga pegas (7) dibebankan pada jarum lewat push rod (B). Dimana pengaturan beban tekanan pegas tersebut diatur oleh regulating screw(g).
t2 /47
F
c.
Pipa penghubung ariran bahan bakar (z) ditahan atau dirapatkan oreh grand (3) untuk menjaga dari kemungkinan bocor.
d.
Pendingin mengalir kedalam dan keluar injector rewat lubang pendingin yang ada di nozzle dan nozzle holder, untuk menjaga supaya tepat (presisi) daram pemasang.r, dipakai dowel pin (10)
Gambar
2.7 : Fuel Injection valve
22.3 Ruang bakar knng
bakar terdiri dari cylinder liner, piston dan rylinder head. elinder liner berpenampang lngkaran' di datamnya terdapat piston (torak) yang dapat bergerak translasi secara bolak balik &tgEn leluasa' sedangkan pada cylinder head terdapat katup isap dan katub buang sefta Flengl(apan penyemprot bahan bakar (injecto). Kerapatan gas dalam silinder dijamin oleh crcn torak yang bergerak translasi sesuai dengan gerakan torak itu sendiri. Hal tersebut mmqpakan syarat utama untuk menjamin berlangsungnya proses pembakaran dengan sebaik-
L3 /41
!F
PT PLN (PERSERO)
LITBANG
No.
:
36. LIT. 2006
2.2.4 Ptoses Pembakaran Proses pembakaran pada ruang bakar mesin diesel
berikut
4
langkah mengikuti langkah-langkah
:
Prinsip kerja mesin diesel 4 langkah, bila gerakan piston telah merrcapai 4 (empat) kali, maka putaran pena engkol terjadi 2 (dua) kali dan menghasilkan 1(satu) kali kerja [3]. Langkah-1
yaitu langkah pemasukan; pada langkah ini ke dua katub masuk
membuka
dan katub buang teftutup. Udara mengalir kedalam silinder. Langkah-2
yaitu
Langkah-3
yaitu
langkah kompresi; pada langkah ini kedua katub masuk menutup, piston bergerak dari Tl'lB ke TMA menekan udara yang ada dalam silinder. Sesaat sebelum piston mencapai TMA, bahan bakar diinjeksikan.
langkah ekspansi; pada langkah ini karena bahan bakar yang diinjeksikan kedalam silinder yang bertekanan tinggi maka terjadi pembakaran bahan bakar dan berekspansi menekan piston untuk melakukan kerja sampai piston mencapai TMB, pada langkah ini kedua katub tertutub.
Langkah-4
yaitu
;
langkah buang ketika piston hampir mencapai TMB, katub buang terbuka dan katub masuk tetap tertutup. Ketika piston bergerak menuju TM& gas sisa pembakaran terbuang keluar ruang bakar. Akhir langkah ini adalah ketika piston mencapai TMA. Siklus kemudian berulang lagi.
2.2.5 Kualitas Pembakaran Kualitas pembakaran sangat tergantung pada timing penyemprotan, suplai udara untuk keperluan pembakaran
a) Timing Penyemprotan
tekanan bahan bakar dan
"
Bahan Bakar
Gambar 2.8 menunjukan profil pembakaran dalam ruang bakar pada beberapa sudut penyemprotan [9].
-
lika sudut penyemprotan semakin awal akan menyebabkan parameter laju
kenaikan
tekanan pembakaran semakin cepat dan semakin tinggi tekanan pembakaran dalam silinder.
-
Jika timing penyemprotan terlambat, maka waktu yang dibutuhkan bahan bakar untuk
terbakar menjadi sempit, bahan bakar dapat terbakar pada knalpot atau saluran exhaust. Hal ini sering terjadi sehingga menyebabkan pipa exhaust membara karena
t4
l4l
tinggi temperatur gas buang, sering sekali menjadi penyebab terjadinya derating pada prestasi SPD.
l.
T,E,
Ea{tsFlft'R *C#r+
:.*&ir
?ffi
F*a g
,Eam .n
*lEft
l*
It
FgfsEa
*r Hs*
S." ffi*ffil
FiFrWf -il€ {H*ri*tiF
ru
lrFr X.LI
rmA}:
Gambar
b)
2.8:
4*p*e
Profil Tekanan Pembakaran pada berbagai sudut penyemprotan
BTC : Before Top Death Centre (sebelum TMA) ATC : After Top Death Centre (sesudah TMA) TMA : Top Maksimum Atas
Timing Buka Tutup Katup
Ma 2 jenis katup pada setiap silinder, intake dan exhaust Intake
adalah sebagai saluran
rnasuk udara segar, sedangkan exhaustsebagai salauran ketuar gas buang hasil pembakaran. unh 5 ed' # r
F
{l-
*'tfili,&Iiii:SFl
fuEiri a"rr[=p. raat irlahe ltrh*a l+rrir hiruidan
erhar.H i Wris rretdr! terbub
E
F*lbS
t:gry* Gambar 2.9 =Timing buka tutup katup F{-s'lrl
Ls /41
Pada mesin
4 langkah terdapat 2 kali posisi piston pada Top Death Centre (TDC), atau
lebih dikenal dengan posisi TMA.
; Kedua ; Peftama
TOP pembakaran,
TOP overlap,
yaitu
pada saat katup intake dan exhaust sama-sama tertutup.
yaitu pada saat katup intake dan exhaust
sama-sama terbuka. pada
saat TOP overlap dikenal sebagai proses pembilasan (rcavenging). proses ini sangat penting untuk mendinginkan temperatur dinding silinder, memang ada akibat yang harus ditanggung bahwa adanya aliran udara yang terbuang, sehingga ada kemungkinan mesin kekurangan udara segar untuk proses pembakaran
Untuk mendeteksi timing buka tutup katup tersebut dengan tepat dapat dilakukan pengukuran vibrasi pada silinder head, Pada hasil pengukuran vibrasi, waKu (timing buka tutup katup) akan dipetakan terhadap sudut cranl
uE cEr l.l !r6t a
5
.v
rcS
o.l
EP Ee
E'3 >)
c.i T Pn
E9.: O.E F oo'd * F s$
,'
-^
ud8
ea$
cj
Z
*-
N cA^E O
(t, 4 H I
c!
-F
€ EJl I c'E a bI) .-rafgc
f; g;.t Ss S?€ c.r
F
i
^ct; -p Oll
Z*
-go
.g *z
gg€
.E
1-.l t-r
H
si9 adoE0 Lli
r.g g:-j
,
F€
'd ctnH ^c
htr6 r.j .!q P
€ctE -Z E
.g =F
il
\o
.E FE d';
.aar(l) p .o
r-L
=o Yrr
=(t6 .:
:c
'F-
$bo V L )
g
+:!uN LA -r.(.) rr () erP d it -lJ LIU))
€=
bn
GOg .- rr -V cl(hbO
>h O.S '-r -v& Eo
C;)
r'i kg'rrr) ct cd
'-
og(l)
(a
rf)
\o
|.n eA
L.
EF
tr
ra c)
o = a Fr
&
tl co= a
r/*, +O.
v
v
\o
o o
o o \o
o c.l
.+
o\
la)
ca
r+
c;
o\
ca
a
z q)
a (l)
HFd
€) ra
tr
z
o\
$
o\
l-)
n.l
= a FT a o €
o\
o\
(,
oo
€ -f,
o
-f,
z
=f,
o .+
Fr
N
N
l'r
C\t
ol
tr q)
l.r (,)
N
)
a o
q
w AP
c)
L
&s1 z>a
ds3
I
I
b0
:!J iJ .l LF
rl gp F O E ri F -I o c.l (u
-o (,
q
(u
v)
€ Cg
niri
.o
F o F
4'
oo
ilh
o0
f-€
cd
>.
rr
z6
L
o o
GI
Fq)
l.{
,t4
o-
9F
$ a
bE
o
-tv L
osa E-r-o &oJ4
Fr
qEg FIU:
(l)
o q
b -v6a
o
g
-!
ut
ERF ohk
-
(l)(De S,ocC =5.q)
€OH (L).=
ll
E FB
E* -9 qEE
-f,E .d
9u
Ad cB
l(s
h b€
NEH UO.b
5E
OCB .Fr >r
(l)(t)ts €€ FF*.
cc .=
o r) 'U -.oo F-c\
fi< F<
E;_
NL
F.
rE(G
u#
cl
5-(t)tabOi|.i
d.g ciE
bs F< bs M€€ F< ll
o(€
gr -(E(J
>w
=
63(J: s{ .Y.0(.)v)bO I
U
P3" cao
bI)
EFsi + 6e>'.!c) €fi
tr-.*.* .9 L< *€ L; € tr ! d: F.i 3r
A^.\./ qca
U9^
-]\o ;a d.F citr EE EF
#? fli ll
a0
s
G
L
rn
rf)
f*
o
Q)
a
rnI
-)J
FJ
dE (ro
za
F]
AGI Fr{
Fd
o 441
3A Pv
F Fr
e co
6
€
€
r-tr aE
.A
-Cl F€) FA
o
co
€
& a
^ p4s
z
6tl O\A \l
e e \o
e e \o
o o \o
rr]
\0 = \o
(a
o
o rf
r') \o
tr
c)
tr
-g {J
\r'
v
a Fr
vo
t-co O\
5rJ
Fr
at
w
F
€)
YZ
HEd
r.-
a3
II]A
dt8
?o
Fr
u0
;i
*Md EfrZ \J< p z>o
ro
F-
GI GI Xor Gl 6l
?s \}A
?dJ ts?;
ra
= a
-lF'
id
?
GE >trl €EL
(a
?a
F.
\o (a
o
€)
c{
+)
c &
a
(l)
L (D
F{
a
q)
o a F Fl Fi
ct
z
tsl
t ra
Ft
\o
n F o
r+ |rr
a
\a
\o
\o
a F a
o F a
ol
(a
Fr
a
F
EE (€fr
ui q 'a_g .q .s g6
ti !(.)o
-z F.rtC 'tr cs cB=^. ()
o
Li
E qc.l
F
(l)O:Y
o-9t ir;u
u0
F]
0
6 o
H
F
6
Uv
u0
F.'{F{
-
!t
€)
=s-
a
a_ 6H Z2
>.tr Gra
iJ
Jd
t-{
all F.-\ r,r ,J rl
orJ
ft, xP F9Ue
aE
.rrt
op J?il '-)
-l
o>
EHflC
-
H H
kc! =t^
qbo (gc(u
'f, !i|r
s
o
trl
E'E.B E s b"E d
.
(l)
nv) o
€,)
troo
gE$
s6
b0E.=
q)
-o>
'= r'l
o V
CJ
l.
a.o
(/)H! (l)H )
o)
tr'A
vt F
o-(/) aC(9
E
)H
a,ut tr i-Ed E C€-\l Gl rr'; F5
tr (aJ4 Ebg F)
o05
=6?;i 91.:v (:=c
J f-l a
1gs
u0
-)< 'a cd
G
€ *'E
.v'oo)
-O6cd
L
(l)
Frl
A
t-{
d
l-{ A
(B-r< d:v l: -r\\
c, b6: (, (st
VFE r ti l:l
.,Q(,) r-'\ H F_d.+
z *9
ESE H cB.=
.Y 6\o t](r€F
o tr() vsE
cJ
c.l
.f,
=f,
tsci R s.€ F-= €
0
.g-v
ts
X--:o
Ltscs(g= d'-w
5'cti.o AEE
tr-o ?p3 -q srt €
I
'50 b0u.: ccno) €
c0()E
gu *.F
JO
CG)v
E
E 6E rI-k .v(d 'Ei
!
:
I
a
.3 -a O c -; caco Cs vv
t/1 ooF Cg
-z
.
J€
u) 6S : ;cn=-va F-lVC-,
Fv-F-
viu
t:3 fi e ttf
(G
E
c&
€'gs H -Exp ca A 9* j
\O IJr a s[-
ca (B! Svtc€ Y ctr'=
b gb MEE c.l $
al
a
[f,
|n
af)
rtr)
oo
€o
.l
€
el
€
€
.J
c.:
c.l
rA
r.)
ra
rc
rn
ro
€ (.) a.)
€
cac
v
c'l
N-
l-/rS
l-ooL A-=
F\C
t--
EE .E FE &D e o
v
v
-
$
_rf
v
v
a..t a':\
\o
cn
C;
I ia)
I
oo
(l)
a
a o
\o
M
fr
*a
o
Aa
tr)
e..l
I
I
V-r
a
oo
I
O' c..l
I
ra)
I
I
N
ca
$
I
la)
I
N o\
oo
c.l
z a Frl
M
ID
Itl
I
ol
I
a
c) -l z OU &z F{ 6) i=i e.I
I
I
a
rq
q)
z
z z €
a€)
z
fr3dt v)i-a
;l !r
\-,
ti
(4.
L<
\j' v
v
&
b
lrl
:=(l.)iJ
(g
o Ei A.tl-
u)
-€ : bbb H:€
.L
q.)
sg
dI
View more...
Comments
