Turbin DeWei 德维透平

Berfokus pada produksi dan penerapan kompresor uap

Produk

Produk

Berfokus pada produksi dan penerapan kompresor uap

Pengantar tentang struktur kompresor sentrifugal

Jenis utama kompresor uap yang umum digunakan adalah tipe Roots, sentrifugal, dan aliran aksial. Kipas sentrifugal biasanya digunakan sebagai peralatan pendukung pasokan udara dan tidak disebutkan bersama kompresor. Kompresor tipe Roots terutama cocok untuk aplikasi dengan laju alir rendah, sementara kompresor aliran aksial dirancang untuk kondisi laju alir tinggi dan umumnya dikonfigurasi sebagai sistem multi‑tahap. Kompresor uap yang paling banyak digunakan adalah kipas sentrifugal dan kompresor sentrifugal.

Jenis utama kompresor uap yang umum digunakan adalah tipe Roots, sentrifugal, dan aliran aksial. Kipas sentrifugal biasanya digunakan sebagai peralatan pendukung pasokan udara dan tidak disebutkan bersama kompresor. Kompresor tipe Roots terutama cocok untuk aplikasi dengan laju alir rendah, sementara kompresor aliran aksial dirancang untuk kondisi laju alir tinggi dan biasanya dikonfigurasi sebagai sistem multi‑tahap. Kompresor uap yang paling banyak digunakan adalah kipas sentrifugal dan kompresor sentrifugal.

Kipas sentrifugal dapat digunakan pada kondisi operasi dengan rasio tekanan rendah, hingga maksimum Π = 1,25. Seperti kompresor sentrifugal, gas masuk ke impeler secara aksial dan keluar secara radial di bawah pengaruh gaya sentrifugal. Impeler kipas dan rumahnya dibuat dari lembaran logam yang dilas, diperkuat dengan rusuk penguat sesuai kebutuhan. Pada umumnya, tidak diperlukan gearbox karena sistem penggerak mampu mencapai kecepatan rotasi impeler yang diperlukan.

Fitur utama dari kompresor sentrifugal satu tahap adalah susunan yang kompak, dengan impeler kantilever, kompresor, dan gearbox dipasang secara bersamaan. Motor, gearbox, dan kompresor umumnya dipasang pada satu dasar yang sama. Casing kompresor dapat berupa coran atau lasan. Karena kecepatan periferal impeler yang tinggi—melebihi 400 m/s—impeler mengalami tegangan yang besar sehingga dibuat dari bahan berkualitas tinggi seperti baja krom–nikel atau paduan titanium.

Kompresor sentrifugal multistage digunakan pada aplikasi yang memerlukan laju aliran tinggi serta kenaikan suhu yang signifikan pada uap jenuh. Kompresor ini dirancang dengan mengatur beberapa tahap secara berurutan pada satu poros bersama. Setelah keluar dari satu tahap, gas mengalir melalui diffuser dan saluran antartahap sebelum masuk ke impeler pada tahap berikutnya. Poros impeler berputar pada bantalan di dalam casing dan digerakkan oleh roda gigi heliks terpisah. Untuk meningkatkan efisiensi dan mencegah kenaikan suhu yang terlalu tinggi di dalam casing, air dapat disemprotkan ke saluran antartahap. Pada rasio tekanan yang melebihi Π = 10, unit bertahap tunggal juga dapat dihubungkan secara seri. Apabila impeler digerakkan oleh suatu unit penggerak pusat yang dilengkapi beberapa roda gigi kecil, kompresor tersebut dapat diklasifikasikan sebagai kompresor dua, tiga, atau empat impeler.

 

 

Impeler

Impeler memiliki desain kantilever, dipasang pada ujung bebas poros. Bergantung pada konfigurasi kompresor, digunakan impeler semi‑terbuka atau tertutup. Untuk rasio tekanan yang lebih rendah—yang berkorelasi dengan kecepatan ujung yang lebih rendah—impeler tertutup lebih disukai, karena menunjukkan kurva performa yang lebih curam. Impeler dapat dibuat melalui pemesinan presisi atau fabrikasi dengan pengelasan. Baja tahan karat duplex, yang menawarkan ketahanan terhadap korosi sekaligus kekuatan mekanis yang diperlukan, umum digunakan; baja paduan Cr–Ni lainnya serta material khusus seperti paduan titanium juga dapat ditentukan.

Voluta

Setelah dipercepat, gas keluar dari impeler dan mengalir ke volute serta difuser tubular, di mana kecepatannya berkurang dan energi kinetik yang tinggi diubah menjadi tekanan statis. Casing pada kompresor sentrifugal umumnya dibuat dengan pengecoran atau pengelasan dari baja paduan Cr–Ni; perlu diperhatikan pemilihan ketebalan casing serta dimensi elemen penguat eksternal agar deformasi yang diizinkan tidak terlampaui, suatu pertimbangan yang sangat penting terutama saat beroperasi dalam kondisi vakum.

Kotak roda gigi

Gigi heliks pada kompresor terintegrasi langsung di dalam badan kompresor itu sendiri. Karena itu, tidak diperlukan sambungan antara gigi tersebut dengan poros kompresor. Bantalan dorong dipasang pada poros pinion berkecepatan tinggi; bantalan ini menyalurkan gaya dorong aksial yang tersisa ke poros utama berkecepatan rendah.

Bantalan dan Sistem Pelumasan

Bantalan pada kompresor sentrifugal harus mampu menjamin kondisi operasi yang stabil dan bebas getaran guna menahan putaran berkecepatan tinggi dari poros pinion. Oleh karena itu, bantalan film oli tipe radial dengan bantalan tilting‑pad digunakan untuk poros pinion berkecepatan tinggi, sementara poros utama roda gigi berputar pada bantalan hidrodinamik multi‑permukaan, dan bantalan dorong menanggung gaya dorong aksial yang tersisa.
Bantalan dilumasi oleh oli bertekanan. Untuk tujuan tersebut, telah dipasang sistem pelumasan standar yang terdiri atas tangki oli, pompa oli utama, pompa oli bantu, filter oli, dan pendingin oli.

Perangkat penggerak

Berbagai jenis penggerak utama dapat digunakan untuk mengoperasikan unit rekompresi uap. Untuk setiap kondisi operasi, penggerak dipilih berdasarkan efisiensinya serta jenis sumber daya yang tersedia. Motor listrik umumnya digunakan sebagai penggerak, dengan keunggulan signifikan seperti tipe dan dimensi kandang yang standar, rasio daya terhadap berat dan rasio daya terhadap volume yang rendah, rasio harga terhadap kinerja yang menguntungkan, serta kebutuhan pemeliharaan yang minimal.
Dua jenis motor induksi tiga fase dapat digunakan: motor tegangan rendah dan motor tegangan tinggi. Pada tegangan suplai 400 V atau 690 V, motor tegangan rendah umumnya mampu beroperasi dengan daya masing-masing sebesar 630 kW atau 1.250 kW. Sementara itu, motor tegangan tinggi, bila dipadukan dengan penggerak frekuensi variabel, cocok untuk aplikasi hingga sekitar 10.000 kW. Motor induksi tiga fase dapat dioperasikan pada kecepatan yang dapat diatur apabila dilengkapi dengan penggerak frekuensi variabel.

Jika uap buangan dapat dipulihkan dan digunakan kembali, maka disarankan pula untuk menggunakan turbin uap berkecepatan variabel sebagai penggerak utama kompresor. Dalam hal ini, meskipun efisiensi turbin uap satu tahap relatif rendah, hal tersebut menjadi pertimbangan sekunder ketika harga merupakan faktor utama yang diperhatikan.

Peralatan Pemantauan dan Keamanan

Untuk mendeteksi kondisi abnormal selama operasi kompresor, memberikan peringatan dini terhadap keausan peralatan, serta mencegah kerusakan mekanis, diperlukan berbagai perangkat pemantauan dan keselamatan. Perangkat-perangkat tersebut umumnya mencakup hal-hal berikut:
　　
　　- Kecepatan impeler
　　
　　- Pemantauan Getaran
　　
　　- Tingkat bahan bakar tangki
　　
　　- Pompa oli
　　
　　- Pendingin oli
　　
　　- Tekanan diferensial filter oli
　　
　　- Laju aliran minyak
　　
　　- Suhu bantalan
　　
　　- Suhu lilitan motor
　　
　　- Suhu bantalan motor listrik
　　
　　-Suhu rumah kompresor
　　
　　- Indikator perpindahan aksial untuk poros
　　
　　- Drainase kondensat
　　
　　- Perlindungan lonjakan untuk kompresor sentrifugal
　　

Kontrol Kompresor

Unit penguapan yang umumnya dipanaskan dengan rekompresi uap mekanis dapat beroperasi secara stabil dalam rentang tertentu, bahkan ketika parameter seperti laju alir massa, tekanan, dan suhu mengalami fluktuasi seiring waktu. Karena sering kali diinginkan untuk mengubah kapasitas penguapan dalam rentang yang luas—yaitu beroperasi pada beban parsial—maka diperlukan penyesuaian laju pemanasan yang sesuai. Perubahan kapasitas pemrosesan unit dicapai dengan memodifikasi profil distribusi suhu atau tekanan. Desain kompresor harus mampu menyeimbangkan variasi operasional tersebut dengan persyaratan desain. Kinerja operasional unit digambarkan oleh apa yang disebut kurva karakteristik peralatan atau kurva kinerja, yang menunjukkan hubungan antara superpanas uap jenuh yang dibutuhkan dan laju alir massa uap masuk. Dalam kebanyakan kasus, kinerja operasional unit sebaiknya ditentukan secara eksperimental, atau setidaknya diperkirakan. Untuk operasi optimal sistem rekompresi uap, kurva karakteristik evaporator dan kompresor harus disesuaikan satu sama lain.