Studi Numerik Fenomena Deformasi Rotor Element Ljungstrom Air PreHeater Saat Mengalami Kegagalan dalam Beroperasi

Setyapradja, Danny (2022) Studi Numerik Fenomena Deformasi Rotor Element Ljungstrom Air PreHeater Saat Mengalami Kegagalan dalam Beroperasi. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007201017-Master_Thesis Danny Setyapradja .pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2024. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Air Pre Heater (APH) merupakan peralatan penting yang terdapat dalam suatu Pembangkit listrik yang menggunakan Pulverized Coal. Gangguan yang terjadi di APH PLTU Adipala mulai rentang waktu 2016 sampai dengan 2020 cukup besar yaitu ada 31 kasus dimana sebagian besar dari gangguan berasal dari Rotor APH yang mengalami macet atau gagal beroperasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui fenomena deformasi dari Rotor APH penyebab motor macet dengan menggunakan simulasi CFD dan FEA sehingga dari data deformasi tersebut digunakan untuk mengevaluasi alternatif solusi yang tersedia di pasaran.
Hal yang berbeda pada penelitian ini dibandingkan dengan penelitian sebelumnya adalah pada simulasi deformasi rotor APH saat kejadian macet, dimana tidak banyak pembangkit yang mengalami kondisi rotor APH macet seperti ini. Metode yang digunakan pada penelitian ada 4 tahap yaitu yang pertama adalah simulasi Computational Fluid Dynamic (CFD) untuk mengetahui distribusi temperatur dan kemudian distribusi temperatur tersebut digunakan untuk distribusi beban pada static structure di sumulasi Finite Element Analysis (FEA), tahapan kedua adalah pengambilan data operasi aktual untuk validasi simulasi, tahap ketiga adalah mensimulasikan data operasi saat terjadi rotor APH macet serta melakukan perhitungan matematis untuk menentukan friction power dari rotor. Tahap terakhir adalah mensimulasikan flexible radial seal saat terjadi gangguan serta kajian finansial terhadap pemasangan flexible radial seal. Parameter input dari simulasi ini adalah Temperature dan Flow dari Flue Gas, Primary Air dan Secondary Air, sedangkan parameter output adalah besarnya deformasi/ekspansi dari rotor dan temperature flue gas outlet cold element.
Hasil yang didapatkan pada penelitian ini adalah deformasi, friction force dan friction power tertinggi terjadi adalah pada saat load 540MW APH mengalami gangguan, dimana prosentasenya mengalami kenaikan 81.9% dibanding maksimum load 629MW. Faktor yang berpengaruh terhadap friction power tidak hanya deformasi saja akan tetapi juga force reaction dari kenaikan konsentrasi massa flue gas yang ada di internal APH. Kenaikan massa flue gas terjadi akibat turunnya flue gas outlet pressure yang disebabkan oleh kebocoran radial seal sisi cold end. Hasil dari aplikasi flexible radial seal dapat menurunkan friction power dari 17.82 KW menjadi 3.65KW. Hasil kajian finansial menunjukkan bahwa feasible CBA 556% artinya bahwa flexible radial seal layak untuk dipasang.
================================================================================================
Air Pre Heater (APH) is an important equipment contained in a power plant
that uses Pulverized Coal. The disruption that occurred at APH Adipala Power
Plant from 2016 to 2020 is quite large, namely there are 31 cases where most of
the disruption comes from APH Rotors that have stalled or failed to operate. This
research aims to find out the deformation phenomenon of rotor APH causing motor
jams by using CFD and FEA simulations so that from the deformation data is used
to evaluate alternative solutions available in the market.
The different thing in this study compared to previous research is in the
simulation of APH rotor deformation during a jam event, where not many plants
experience a jammed APH rotor condition like this. The method used in the study
there are 4 stages, the first stage is computational fluid dynamic (CFD) simulation
to determine the temperature distribution and then the temperature distribution is
used for load distribution in static structures in finite element analysis (FEA), the
second stage is the retrieval of actual operation data for simulation validation, The
third stage is to simulate operating data when the APH rotor is stuck and perform
mathematical calculations to determine the friction power of the rotor. The last
stage is to simulate a flexible radial seal when there is a disturbance and financial
review of the installation of flexible radial seal. The input parameters of this
simulation are Temperature and Flow of Flue Gas, Primary Air and Secondary Air,
while the output parameter is the magnitude of the deformation / expansion of the
rotor and temperature flue gas outlet cold element.
The results obtained in this study are deformation, friction force and friction
power the highest occurred when the load of 540MW APH was impaired, where the
percentage increased 81.9% compared to the maximum load of 629MW. Factors
that affect friction power are not only deformation but also force reaction from the
increase in the concentration of flue gas mass in the internal APH. The increase in
the mass of the gas flue occurs due to the decrease in flue gas outlet pressure caused
by the leak of the cold end side radial seal. The result of flexible radial seal
application can reduce friction power from 17.82KW to 3.65KW. Financial studies
show that a CBA feasible of 556% means that flexible radial seals are feasible to
install.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Air Pre Heater, deformation, Radial Seal, friction Power, Simulasi
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ164 Power plants--Design and construction T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263.5 Boilers (general)
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Danny Setyapradja
Date Deposited:	14 Feb 2022 02:56
Last Modified:	02 Nov 2022 03:32
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/93795

Actions (login required)

View Item