Hubungan Surge tank (sealing steam header) dan Air Seal Heater (Gland steam), serta gland/labyrinth seal

    Sealing steam header atau Sharing Box atau Surge Tank secara sistem kerja berhubungan dengan gland seal dan air seal heater atau sering disebut Gland steam atau gland seal header (sealing steam desuperheater). Seacara kerja, sealing steam header menginput uap (steam) ke gland seal atau perapat uap pada turbin. Kemudian uap (steam) yang telah digunakan di gland seal akan dihisap oleh air seal heater atau Gland steam.

1. Gland Seal (Labyrinth seal)

       Gland seal merupakan inner part turbin atau sistem seal pada turbin yang berfungsi sebagai perapat/seal uap (steam) antara rotor (poros) dan stator. Gland seal bagian dari turbin antara poros dengan casing yang berfungsi untuk mencegah uap (steam) keluar dari dalam turbin melewati sela-sela antara poros dengan casing akibat perbedaan tekanan dan juga untuk mencegah udara masuk ke dalam turbin (terutama turbin LP (low pressure silinder) karena tekanan uap/steam yang lebih vakum) selama turbin uap beroperasi.

      Turbin uap menggunakan sistem labyrinth seal untuk shaft seal. Sistem ini berupa bagian yang berkelok-kelok pada poros dan casing-nya yang kedua sisinya saling bertemu secara berselang-seling. Antara labyrinth poros dengan labyrinth casing ada sedikit rongga dengan jarak tertentu. Sistem ini bertujuan untuk mengurangi tekanan uap (steam) di dalam turbin yang masuk ke sela-sela labyrinth sehingga tekanan antara uap (steam) dengan udara luar akan mencapai nilai yang sama pada titik tertentu. Selain adanya sistem labyrinth seal, ada satu sistem tambahan bernama sistem seal & gland steam. Sistem ini bertugas untuk menjaga tekanan di labyrinth seal pada nilai tertentu terutama pada saat start up awal atau shut down turbin dimana pada saat tersebut tidak ada uap air yang masuk ke dalam turbin uap

gambar: Labirin seal / glend seal

       Dua fungsi dari glend seal (labyrinth seal) adalah:

1. Untuk mencegah atau mengurangi kebocoran uap (steam) antara komponen berputar dan stasioner dari   turbin jika tekanan uap lebih tinggi dari atmosfer.
2. Untuk mencegah atau mengurangi masuknya udara antara rotor dan stator dari turbin jika tekanan uap kurang dari atmosfer. Beberapa tahapan terakhir dalam tekanan rendah (Low pressure silinder) turbin biasanya di bawah vakum.

2. Sealing steam header / Surge tank.

   Sealing steam header atau surge tank (sharing box) adalah sebuah header yang berfungsi mendistribusikan uap (steam) ke gland seal/labyrinth seal turbine (rear seal & front seal) dan ke seal Trottle Valve / MSV. Sistem seal pada turbin uap menggunakan uap (steam) sebagai media pembatas antara sisi uap air di dalam turbin uap dengan udara atmosfer.

gambar: Sharing/sealing box header pada Turbin uap type C7.

 Setiap turbin memiliki line pipa sealing steam yang berbeda, berdasarkan desain dari pabrikan masing-masing turbin. untuk mengetahui berapa tekanan dan temperatur uap yang direkomendsikan saat operasional bisa dilihat di Manual Book masing-masing turbin.

Gambar: Line pipe Sealing sealing steam / Surge tank Turbine type N30

Ada 3 sumber uap yang diguanakan sebagai inlet steam sealing. saat pengoperasian hanya satu yang digunakan dari sumber uap tersebut, tidak bisa menggunakan 2 sumber inlet sekaligus.

1. Uap dari pipa main steam. line ini yang biasa digunakan.
2. Uap dari Ekstaksi #1 turbin. line ini digunakan ketika beban generator sudah mencapai >50%, ada juga yang harus >75% (ketika awal start up hingga beban tinggi, steam sealing menggunakan uap dari line main steam). namun dari line ini jarang saya temukan digunakan.
3. Uap dari Deaerator. dari line ini belum pernah saya lihat digunakan.

Lantas apa fungsi line pipa sealing steam yang ke kondenser?

valve diline pipa kekondenser ada yang menggunakan kontrol valve. valve ini dioperasikan untuk mengatur tekanan uap di sealing steam/surge tank. ketika membuka valve ini perhatikan temperatur dan vakum kondenser.

jika tekanan uap di sealing steam bisa diatur dari kontrol valve line steam inlet surge tank, maka valve line ke kondenser tidak perlu dioperasikan. 

Gambar: Line pipe Surge Tank turbine type N18.

3. Air Seal Heater/Gland Steam (Sealing Steam Desuperheater)

      Air seal heater atau Gland steam adalah komponen pendukung turbin yang memiliki fungsi untuk menampung uap (steam) yang telah digunakan di glend seal turbin dan glend seal trottle valve (TV), uap buang dari low pressure valve (LV) serta uap buang dari governor valve (GV) ditampung di seal heater yang kemudian uap tersebut dikondensasikan (didinginkan hingga menjadi air), uap noncondensible (tidak terkondensasi) dan gas (udara) ikut terhisap akan di buang ke udara melalui vent/cerobong pembuangan.

     Air seal heater adalah sebuah shell / tabung berbentuk surface yang dibagi menjadi dua bagian dan didalamnya terdapat tube / pipa yang dialiri air sebagai media penyerap panas dari uap yang dihisap. Pada air seal heater juga terdapat satu buah ejektor yang digunakan untuk menghisap uap dan gas dari shell/tabung bagian satu ke tabung/shell bagian dua.

gambar: tampilan luar air seal heater / Gland seal pada steam Turbine type C7.

    Prinsip kerja air seal heater:

    Uap (steam) dialirkan dari sealing steam header ke labyrinth seal turbin (front seal & back sael) dan sealing trottle valve. Setelah uap (steam) tersebut melewati celah labyrinth seal selanjutnya uap tersebut akan di hisap oleh air seal heater/gland steam. Pertama uap (steam) akan masuk ke tabung bagian pertama dan akan terjadi proses pertukaran kalor dan uap sebagian terkondensasi. Uap noncondensible (tidak terkondensasi) dan gas akan disalurkan ke tabung bagian dua melalui sebuah ejektor. Dibagian tabung bagian dua kembali terjadi proses pertukaran kalor yang menyebabkan uap nonkondensible dan gas mengalami penurunan volume dan selanjutnya akan dibuang ke udara melalui venting/cerobong pembuangan.

gambar: tampilan bagian dalam shell air seal heater turbin type C7

gambar: Air seal heater/gland steam yang digunakan pada Turbin uap Type C7.

Tweet