Belajar Governor Hidrolik - Case "Failure Start Engine but Nothing Indication Relay Working"

saya ingat, pernah ditugaskan ke unit daerah lain karena mesin pembangkit disana gagal di operasi kan dan sudah dilakukan upaya memperbaiki selama 2 hari, tetapi hasil nya 'NIHIL'. Akhir na saya dapat perintah untuk menginstal governor dari unit saya ke tempat tersebut. Ternyata setelah saya instal mesin tetap gagal start atau tidak mau hidup dan memaksa saya harus bekerja keras seharian mencari trouble na. Ok, singkat kata, saya ingin berbagi kasus tersebut buat tmn2 sesama teknisi atau pun engineer mesin. Enjoy it.

Dari wawancara diketahui bahwa saat dipasang governor ex. SWD DRO 216, mesin Niigata berhasil start dan masuk system namun tidak bertahan lama kemudian kembali mengalami gagal start. Pada saat gagal start tidak ada indikasi relay yang kerja.

Dari metode pengamatan ini diperoleh data bahwa speed setting governor UG-8 ex SWD DRO 216 memiliki setingan yang berbeda dengan mesin Niigata. Dan dari percobaan start dengan governor ex. Deutz BV8M628 didapat kan data mesin Niigata saat distart, Fly Wheel nya berputar normal namun load limit nya tidak dapat naik.

SELANJUT NYA PAKE WEAR PACK LANGSUNG KERJA.....

Bila dilihat dari fungsi utamanya, governor berfungsi sebagai:

1. Proteksi Over Speed Governor

• Dimana governor berfungsi untuk mengurangi jumlah bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar karena adanya penurunan beban yang tiba-tiba / hilang, sehingga kenaikan putaran mesin akan dipelihara pada putaran over speed dalam batas aman.

2. Proteksi Over Speed Trip Governor

• Dimana governor akan berfungsi untuk menghentikan bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar bila mesin mencapai putaran tertentu (over speed) karena beban turun/ hilang tiba-tiba, sehingga mesin stop karena trip akibat overspeed.

Over speed trip governor terdiri dari 2 tipe:

a. Tipe Reset Manual

• Bila terjadi over speed bahan bakar akan diblokir masuk ke dalam ruang bakar sehingga putaran mesin turun sampai mesin berhenti.

•  Sebelum mesin distart kembali, operator harus terlebih dahulu mereset over speed trip governor tersebut secara manual.

b. Tipe Reset Automatic

• Bila terjadi over speed bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar akan diblokir sehingga putaran mesin turun sampai mendekati putaran rendah yang ditentukan. Setelah mendekati putaran terendah tersebut, secara automatis overspeed trip direset sehingga bahan bakar akan kembali ke dalam ruang bakar dan putaran mesin akan naik kembali ke putaran nominal.

3. Regulating Governor

• Governor ini berfungsi mengatur bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar sesuai dengan perubahan beban sehingga putaran mesin menjadi tetap.

Dari penjelasan di atas over speed governor dan over speed trip governor adalah termasuk governor yang berfungsi sebagai alat pengaman dan untuk orang pembangkit jarang menyebut alat ini governor, tetapi sering disebut relay over speed. Sedangkan regulating governor adalah governor pengatur putaran dan untuk pembangkit listrik dikenal dengan istilah pengatur frekuensi.

Regulating governor jelas sangat dibutuhkan di PLTD untuk mempertahankan mesin tetap bekerja dengan putaran nominal yang konstan agar didapatkan frekuensi tetap 50 Hz. Untuk memperoleh putaran mesin yang konstan diperlukan bahan bakar yang sebanding dengan permintaan beban saat itu dengan cara mengatur jumlah bahan bakar oleh rack bahan bakar. Rack bahan bakar harus sangat peka terhadap perubahan beban jaringan yang akan mengakibatkan perubahan putaran pada motor diesel (frekuensi listrik yang dikeluarkan). Jadi tujuan dari Regulating governor ini:

• ü Mendeteksi perubahan putaran

• ü Mengatur posisi rack bahan bakar

• ü Start dan mematikan mesin.

Regulating governor inilah yang dilapangan kita kenal sebagai GOVERNOR. Ditinjau dari prinsip kerjanya governor dibagi menjadi 3 macam sebagai berikut:

• ü Governor mekanis
• ü Governor hidrolis
• ü Governor electric

Untuk PLTD umumnya menggunakan governor hidrolis. Menurut proses kerjanya governor hidrolis terbagi menjadi 4 macam sebagai berikut:

• ü Governor tanpa compensasi isochronous
• ü Governor speed droop
• ü Governor compensasi isochronous
• ü Governor compensasi dengan speed droop

I.                    Pembahasan Masalah

Sebelum mengatasi troubleshooting gagal start Niigata ini, penulis terlebih dahulu mengumpulkan data kronologis kejadian dan mengamati secara langsung proses test start yang dilakukan.

1.       Persiapan pemasangan governor ex. Deutz BV8M628 ke Niigata 8L40CX

a.       Persiapan tool-tool yang diperlukan

b.      Pengukuran & Pemeriksaan Spesifikasi governor

-          Pemeriksaan governor ex. Nigata #2:

Ø  Type UG 8 Rpm = 850 - 1500

Ø  Kedalaman Ballhead drive gear posisi minimum = 12,80 mm  (Load limit 10, Speed setting minimum)

Ø  Kedalaman Ballhead drive gear posisi maximum = 23,20 mm (Load limit 10, Speed setting maksimum)

Ø  Terminal Cable Solenoid Coil tidak tersambung dengan baik, dilakukan penyolderan.

-          Pemeriksaan governor ex. Deutz #1:

Ø  Type UG 8 Rpm = 850 – 1500

Ø  Kedalaman Ballhead drive gear posisi minimum = 11,70 mm  (Load limit 10, Speed setting minimum)

Ø  Kedalaman Ballhead drive gear posisi maximum = 22,60 mm (Load limit 10, Speed setting maksimum)

-          Kesimpulan pemeriksaan:

Ø  Type sama

Ø  Kedalaman ballhead drive gear posisi minimum selisih -0,90 , tidak di ubah

Ø  Kedalaman ballhead drive gear posisi maximum selisih -0,60 , tidak di ubah

Ø  Digunakan shut down selenoid dan servo motor ex. Niigata #2

c.       Pembuangan udara terjebak dalam governor

Proses ini diperlukan agar saat mesin beroperasi tidak mengalami hunting. Secara konvensional untuk mengeluarkan angin yang terjebak di dalam governor ini, biasanya teknisi melakukan pemompaan oli dengan special tool nya. Namun disini penulis melakukan proses pembuangan angin dengan cara membuka baut ‘L’ yang terdapat di base governor yang berfungsi sebagai socket pipe plug 1/8”. Cara nya yaitu:

-          Siapkan ember bersih untuk penampungan keluar oli.

-          Isi oli governor sampai penuh, kemudian lepas baut “L” tersebut

-          Biarkan oli keluar sambil diperhatikan buih-buih udara yang keluar.

-          Perhatikan kapasitas oli dalam governor apabila sudah turun sampai setengah isi lagi dengan oli penambah dan jangan sampai habis agar tidak ada lagi udara terjebak

-          Lakukan terus pengisian sambil diperhatikan dengan seksama oli yang keluar sampai tidak terdapat lagi buih-buih udaranya.

-          Apabila sudah tidak ada lagi buih-buih udara pada oli yang keluar tadi, tutup baut “L” tadi kemudian periksa dengan melakukan pemompaan drive shaft governor dengan tool nya dan pastikan tidak ada lagi udara terjebak. Apabila masih terdapat udara terjebak, lakukan lagi langkah-langkah di atas.

2.       Pemasangan governor ke mesin

a.       Setelah dilakukan pembuangan udara terjebak, pasang servomotor dan shutdown selenoidnya pada dudukannya. Kemudian dilakukan pemasangan governor tersebut pada mesin. Setelah governor terpasang di mesin, pasang komponen-komponen pipa pendukung untuk booster pumpnya kemudian lanjutkan pada langkah berikut.

b.      Pemasangan governor control lever terhadap governor link device.

-          Dorong governor control lever sampai load limit di governor posisi ‘0’

-          Tahan governor control lever dan putar knob sampai posisi ‘0’

-          Tarik handle rack ke posisi stop (semua rack injection pump posisi 0’)

-          Atur panjang governor link device dengan mengatur adjustable nut nya hingga lubangnya pas dengan lubang pada governor control lever.

-          Bila sudah pas pasang lock pin nya.

3.       Pengetesan start mesin.

ü  Pengetesan pertama

Ø  Setelah semua komponen terpasang, dilakukan start mesin dan mesin dapat beroperasi. Kemudian dilakukan pembebanan hingga 2000 kW posisi load limit sudah 10, beban mesin tidak dapat dinaikkan lagi. Mesin kemudian dishut down, dilakukan perubahan control lever dan panjang rod pada bagian governor link device. Saat distart kembali mesin saat rpm ideal langsung turun terus seperti lose power (setelah mesin di start, tiba-tiba terus turun sampai trip). Sebelumnya saat dilakukan percobaan dengan memasang governor SWD, mesin juga menunjukkan gejala seperti lose power (setelah mesin di start, tiba-tiba terus turun sampai trip). Dilakukan pemeriksaan ulang dan ditemukan selenoid plunger tidak bergerak sebagai mana mestinya. Diset kembali bagian set screw dan rod extension sehingga selenoid plunger bisa bergerak naik-turun. Dilakukan pemeriksaan mendetail pada shutdown solenoid ini dan disimpulkan Niigata memakai “de-energize to shut down model with latch” namun setelah diperiksa dengan teliti tidak ada bagian shutdown spring dan washer (shutdown spring retainer). Dipasangkan shutdown spring dan washer (shutdown spring retainer) ex. Deutz #1.

Ø  Setelah pekerjaan di atas selesai dilakukan start posisi speed setting 8.5, mesin start normal disesuaikan rpm 429.

Ø  Dilakukan pembebanan hingga 2500 kW. Mesin naik pelan dan harus dibantu dengan mendorong handle rack secara manual dan saat diturunkan memberikan respon yang sangat lambat. Mesin diset kembali load limit dan dibatasi 2200 kW

ü  Pengetesan Kedua

Ø  Saat dilakukan pembebanan, respon governor untuk menaikkan dan menurunkan beban sangat lambat. Kemudian dilakukan penyetelan Compensating Needle Valve.

Ø  Langkah penyetelan Compensating Needle Valve :

o   Buka Needle Valve Plug

o   Putar Compensating Needle Valve searah jarum jam sampai mentok, kemudian buka ¼

o   Lakukan start mesin dan lakukan pembebanan

o   Lihat respon yang diberikan apabila terlalu cepat naik/turun beban,  putar Compensating Needle Valve searah jarum jam kira-kira 1/16 putaran sambil dilihat kembali responnya. Apabila terlalu lambat naik/turun beban, putar Compensating Needle Valve berlawanan jarum jam kira-kira 1/16 sambil dilihat responnya dan lakukan penyetelan Compensating Needle Valve tadi sampai didapatkan respon naik/turun beban yang ideal.

o   Catatan tambahan:

Saat kita menyetel compensating needle valve pastikan terlebih dahulu proteksi over speed mesin bekerja dengan baik. Hal ini untuk menghindari hal-hal yang tidak di inginkan.

Ø  Hasil pengetesan kedua, mesin dapat beroperasi dengan baik dan masuk system dengan respon naik/turun beban yang ideal.

Analisa Hasil Pengetesan

Kegagalan start kembali saat pengetesan pertama disebabkan oleh tidak bekerjan nya selenoid plunger sebagai mana mestinya. Setelah mesin mengalami gagal start dilakukan inspeksi dimana dilakukan percobaan start kembali dan saat mesin baru hidup, load limit langsung turun ke posisi ‘0’ atau dengan kata lain governor menutup kembali rack bahan bakar. Diperkirakan penyetelan  screw dan rod extension di selenoid plunger tidak pas, kemudian dilakukan penyetelan maksimal yaitu dengan memutar screw dan rod extension di selenoid plunger berlawanan jarum jam sampai mentok. Kemudian dilakukan test start kembali. Pada saat dilakukan test start, penulis meletakan sebuah obeng di rod extension di selenoid plunger dan saat proses start diketahui rod extension di selenoid plunger tidak bergerak naik. Akibat Selenoid Plunger yang masih diposisi bawah (tidak naik) maka Shut down strap yang terdapat di dalam governor tidak bisa naik dan akibatnya load limit saat mesin di start akan berputar mengikuti putaran mesin namun kemudian akan mengembalikan load limit ke posisi ‘0’ sehingga fuel rack tidak membuka dan bahan bakar tidak dapat disalurkan ke ruang bakar, yang akhirnya menyebabkan terjadinya mesin gagal start. Jadi dapat disimpulkan penyebab gagal start mesin Niigata tersebut akibat selenoid plunger yang tidak dapat bergerak naik dengan lancar. Kemudian dilakukan pembongkaran dan penghalusan  dudukan selenoid plunger. Setelah sudah dipastikan selenoid plunger dapat bergerak dengan lancar, kemudian dilakukan test start dan mesin berhasil beroperasi. Karena mesin Niigata u/ shut down nya dibantu oleh Shut Down Control Device Valve, dimana ada system pneumatic yang akan membantu mendorong fuel rack sampai ‘0’ maka penyetelan rod extension di selenoid plunger tidak diperlukan. Untuk mesin Deutz apabila memasang governor masih diperlukan penyetelan rod extension, caranya yaitu posisikan rod extension di selenoid plunger max. paling tinggi, kemudian shut down mesin. Apabila mesin tidak mau berhenti putar screw rod extension di selenoid plunger searah jarum jam  dengan pelan-pelan sampai mesin mau berhenti.

Kesimpulan

Kegagalan pemasangan governor UG-8 ex. Deutz  BV8M628   maupun governor ex. SWD DRO 216 di mesin Niigata diakibatkan oleh Selenoid Plunger pada shutdown selenoidnya yang tidak bergerak naik. Akibat Selenoid Plunger yang masih diposisi bawah (tidak naik) maka Shut down strap yang terdapat di dalam governor tidak bisa naik dan akibatnya load limit saat mesin di start akan berputar mengikuti putaran mesin namun kemudian akan mengembalikan load limit ke posisi ‘0’ sehingga fuel rack tidak membuka dan bahan bakar tidak dapat disalurkan ke ruang bakar, yang akhirnya menyebabkan terjadinya mesin gagal start dan tidak ada indikasi relay kerja yang mentripkan mesin.

The First Law of Thermodynamics - Proses dalam mesin anda

•Today’s lecture topics:

–The First Law of Thermodynamics

•Forms of energy

•Types of processes

 *. Energy have many different form: 

     - Kinetic

     - Internal

     - Potential

     - Mechanical

     - Chemical

     - Electrical

  

Energy is Conserved

Ø  E = constant

                       (EKinetic + EPotential + EInternal + EChemical + EMechanical + EElectrical ) = constant

Work is a Form of Mechanical Energy

Work = Force x Distance

dW = F Dx

cape mnjelaskan,hehe,,to the point aj deh...

*. Hukum termodinamika yg berlaku dengan mesin yaitu di dlm ruang bakar sebagai berikut:

*. hubungan antara temperature, pressure, volume, mass. Types of Processes

 

–        Isochoric (or Isosteric)

–        Isobaric

–        Isothermal

–        Adiabatic (later lecture)

 *. Isochoric Process

             Changes in

–        Heat Added or Removed

–        Temperature

–        Pressure

 

 *. Isobaric Process

•          Changes in

–        Heat Added or Removed

–        Temperature

–        Volume

 

*. Isothermal Process

•          Changes in

–        Heat Added or Removed

–        Pressure

–        Volume

   

Kelainan Pembakaran / Failure Combustion Process

Pelajari dulu Diagram  PV mesin 4 langkah ya.. :)


persamaan reaksi pembakaran:

• Engine mengkonversi energi kimia dalam fuel menjadi energi panas.
• Asumsikan rumus kimia fuel menjadi metana(CH₄)
• Dengan mereaksikan dengan udara, maka :

                                CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O + kalor

• Hasil yang diperoleh adalah karbondioksida dan uap air serta melepas panas(kalor) sebesar 1000 BTU/ft³ setiap methane yang direaksikan

• Udara terdiri dari 23% O₂ dan 77% N₂.
• Kedua zat tersebut ikut dalam reaksi kimia.
• Tidak semua pembakaran berlangsung sempurna, hal ini menyebabkan terbentuknya emisi gas buang seperti : NOx, HC, dan partikulat (smoke).

Kelainan Pembakaran / Failure Combustion Process:

• Ketidak-balans-an (unbalance). Mesin dengan tekanan pembakaran yang balans akan mendistribusikan mechanical dan thermal stress yang merata ke semua silinder. Hal ini akan menyebabkan umur komponen manjadi lebih panjang dibanding dengan mesin yang tidak balans tekanan pembakarannya
• Silinder yang mati, tidak mengalami prsoses pembakaran(Death Cylinders)
• Penyalaan terlalu awal (early firing). Early Firing terjadi ditandai dengan kenaikan tekanan pembakaran yang terlalu awal dan tekanan pembakaran yang tinggi.Hal yang menyebabkan terjadinya early firing adalah:
1. Temperatur udara masuk ke ruang bakar yang tinggi.
2. Timing penyemprotan bahan bakar yang terlalu awal.

• Pembakaran yang lemah (soft firing). Penyebab soft fire:
• Pengabutan bahan bakar yang tidak sempurna.
• Kualitas bahan bakar yang buruk.
• Kerusakan pada fuel pump.
• Waktu penyemprotan bahan bakar yang terlambat

• Detonasi. Pada diesel berbahan bakar HSD(solar) detonasi terjadi ketika bahan bakar terus disemprotkan, namun tidak terjadi pembakaan secara stratified, sampai pada suatu saat bahan bakar dengan  jumlah banyak tersebut terbakar secara tiba-tiba menyebabkan ledakan yang besar. Detonasi menyebabkan umur komponen menjadi lebih pendek, hal ini disebabkan mechanical dan thermal stress yang diterima komponen lebih tinggi.