Sistem Perapat (Gland Seal System)

Pada setiap konstruksi turbin selalu terdapat bagian-bagian dimana poros dari rotor atau batang spindel katup menembus casing turbin. Bagian-bagian tersebut merupakan lokasi kritis dimana kebocoran uap maupun udara sangat mungkin terjadi. Untuk mencegah kebocoran maka diperlukan suatu sistem perapat poros (Gland Sealing system).  Seperti diketahui bahwa sisi tekanan rendah (LP), selalu dalam keadaan vakum sehingga udara luar dapat masuk kedalam turbin. Bila hal ini terjadi akan dapat mempengaruhi kevakuman.  

Pada saat start, sisi tekanan tinggi (HP) juga akan berada dalam keadaan vakum. Tetapi jika aliran uap bertambah maka sisi tersebut akan menjadi bertekanan. Oleh karena itu gland seal harus bisa melakukan fungsi ganda :

• Pada sisi LP turbin perapat berfungsi mencegah udara luar masuk kedalam casing
• Pada sisi HP turbin perapat berfungsi mencegah uap dari dalam casing keluar ke atmosfir.

Gambar 1 menunjukkan diagram sistem gland seal steam, jenis perapat yang digunakan adalah tipe labyrinth dengan menggunakan fluida uap sebagai media perapatnya.

Gambar 1. Aliran Sistem Perapat

Berikut bagian-bagian dari sistem perapat, diantaranya:

Rotor Gland

Rotor gland merupakan pasangan dari gland seal yang dipasang untuk mencegah kebocoran uap dari sisi HP turbin ke atmosfir dan mencegah udara masuk kedalam turbin pada sisi LP. Rotor gland seperti diperlihatkan pada gambar 2 adalah tipe labirynth yang terdiri dari sejumlah seal strips untuk mengurangi kebocoran uap. Uap bekas dikeluarkan dari ruang gland case ke gland steam condenser (GSC).

Gambar 2. Sistem Gland Steam Pada Turbin

GSC ini menjaga saluran dan kondensor gland sedikit vakum sehingga mencegah kebocoran uap dari gland case ke ruang turbin. Uap perapat (gland seal steam) dialirkan ke sistem gland seal melalui dua sambungan di lower half gland case. Tekanan uap sekitar 0,2 kg/cm2 secara otomatis dipertahankan didalam sistem gland pada setiap kondisi operasi oleh gland seal steam control valve. Semua seal ring adalah sama tipenya. Berputarnya ring ini dicegah oleh stop pin yang dipasang dalam slot cut di setiap upper half seal ring segment pada sambungan horizontal

Perapat Tipe Labyrinth

Labyrinth terdiri dari suatu slip cincin tipis dipasang berderet sedemikian rupa sehingga jarak yang sangat kecil terbentuk antara bagian yang bergerak dengan bagian yang diam. Tiap-tiap sirip dilengkapi dengan suatu ruangan ekspansi. Begitu uap masuk ke sirip, kecepatannya naik dan membentuk energi kinetik dan tekanannya turun. Uap tersebut kemudian masuk ke ruangan ekspansi dan sebagian besar energi kinetik tersebut dirubah dengan turbulensi menjadi panas. Maka tekanannya makin rendah. Begitu seterusnya, uap tersebut diperlambat disetiap sirip yang berderet, sehingga kebocoran uap dapat dikurangi. Suatu perapat biasanya terdiri dari beberapa cincin yang berderet. Pada silinder tertentu tekanannya vakum, uap bertekanan rendah (1 sampai 2 bar) dialirkan antara dua cincin tersebut. Sebagian dari uap akan mengalir keluar dan sisanya masuk kedalam silinder sehingga udara dicegah agar tidak masuk dalam turbin. Uap ini disebut Uap Perapat.

Untuk meminimumkan pengaruh dari “gesekan” cincin-cincin perapat dibuat menjadi tiga segmen atau lebih, seperti ditunjukkan Gambar 3.

Gambar 3. Perapat Tipe Labyrinth Pada LP Turbine

Gland Steam Condenser (GSC)

Di dalam sistem perapat turbin, uap sebagai media perapat harus bersirkulasi (mengalir) secara kontinyu. Setelah memberi perapat didalam labyrinth, uap ini menjadi basah dan cenderung terkondensasi karena tekanannya sangat rendah. Oleh karena itu uap perapat ini dialirkan ke kondensor uap gland (gland steam condenser) untuk didinginkan menjadi air, kemudian kondensatnya dialirkan ke kondensor utama.

GSC mendapat pendinginan dari aliran air kondensat. Oleh karena itu kondensor ini terletak pada jalur sistem air kondensat.

Untuk memudahkan uap perapat mengalir ke GSC, maka dipasang exhauster fan diatasnya. Exhauster ini berfungsi untuk membuang gas/udara dan membuat GSC sedikit vakum. Didalam mengoperasikan sistem gland steam, maka yang pertama dioperasikan adalah exhauster fan, buka drain, alirkan uap gland, kemudian tutup drain.