Case Histories: PT Vibration and T5 Topping

There is a gas turbine just come from general overhaul, RH ~ 0 hour.
Its power turbine exhibit high vibration at 1xRPM, and phase can not differentiate between unbalance or misalignment. Axial vibration relatively small.
Alignment recheck, field balancing, and rotate coupling hub had been done to solve the problem, but not solved the problem. NGP was still 94%-95%, with PT Vibration 0.4 ips pk.

Another clue was get. The vibration increase after after engine had run for some time, e.q: 2-4 hours. So it is suspected related to thermal growth problem, so: alignment. After check alignment target specification there was misunderstanding between field maintenance people, they used old standard before the centrifugal booster compressor restaged. So after the alignment redone with new alignment specification target, the PT Vibration run low, NGP can be increased.

But, unfortunately, at NGP 99%, T5 topping appeared. PCD at TCP was about 118 psig, PCD at dial gage at panel was about 123 psig. Inlet air filter dp was 2.0" WC. T5 compensator had been reset to match engine specs T5 Base, IGV angle was 4 degrees. Bleed valve gave no sign of leak.
So we planned to cek PCD gage, inlet air filter dp gage, swap T5 tehrmocouple, and check bleed valve, and wonder that why IGV set was so small (range = 3 deg - 9 deg) that can caused low inlet air flow.

After PCD gage checked, it is confirmed that gage of TCP is correct, actual. Low PCD is confirmed.
And next day it's found that inlet air dp actual pressure is 4.8" WC. So, we suspected that dirty/semi blocked inlet air filter was caused of T5 topping problem. But, unfortunately after all inlet air filter had been changed, the T5 problem still the same, even with inlet air new filter and inlet air dp low.

Then we tried to adjust IGV angle. After IGV angle was changed from 4 deg to 3 deg, NGP can reach 100% at T5 only 1180 F. The problem is solved.


Moral of the story =
the truth is out there.
never believe anything untill you reconfirm it.

Bagaimana Cara Menghitung Power Output Gas Turbin di Lapangan?

Yg sering pake ngeliat kurva performance. Lebih enak euy..
Kalau pake ngitung ribet.
1. Bisa pake hitung dari torque meter (T):

POWER = 2 X pi x N x T

2. ngitung termodinamika. Utk open cycle:

Work aktual kompresor = entalpi spesifik di titik keluar kompresor – entalpi spesifik di inlet kompresor

Work aktual turbin = [1+(laju aliran massa fuel/laju aliran massa udara)] x (entalpi spesifik sebelum masuk turbin – entalpi spesifik setelah keluar turbin)

Kerja net shaft turbin = work aktual turbin – work aktual kompressor

Power output = laju aliran massa aktual x kerja net turbin shaft

Ente tinggal mengkonversi data-data PCD, Tinlet compressor, T emp PCD, TRIT, Texhast, inlet air pressure, fuel flow, fuel heating value, S.G fuel, ambient temperature ke entalpi dan mass flowrate.

Cuma kalo mau ngukur-ngukur harus ada limit max fluktuasi datanya (lihat PTC-10)


3. derating dari data nameplate.
Power available at site = ISO rated HP x altitude correction factor x inlet loss correction factor x exhaust loss correction factor x ambient temperature correction factor

4. Hitung mundur dari power yg di drive, misalnya pompa, kW yg dibangkitkan, gas yang dikompres, dll. Cuma musti hati-hati dalam menentukan efisiensi gearbox, kopling, isentropic efisiensi, efisiensi pompa, efisiensi alternator, ataupun efisiensi pentransmisian daya lainnya.


trims.

Pencucian Turbin Gas

Pencucian turbin gas atau biasa disebut dengan istilah crankwash, cranksoak wash, atau fire wash. Pada cranksoak wash dan crankwash digunakan detergen sedangkan fire wash hanya menggunakan air distillate (air suling). Untuk tiap manufacturer turbin gas merekomendasikan penggunanaa distillate water dengan syarat tertentu (misalnya kadar maksimum senyawa dalam distillate water yang diizinkan: chlorides, total dissolved salt, sulphates, acidity, silica, specific conductance), detergen apa saja yang diperbolehkan, konsentrasi pencampuran antara deterjen dengan water, samapai seberapa bersih pencucian dilakukan, serta frekwensi pencucian.

Tujuan pencucian turbin ini adalah untuk mempertahankan performa engine dengan cara meredam tingkat pertambahan fouling pada sudu-sudu compressor gas turbine. Adanya fouling ini menyebabkan efisiensi aerodinamis sudu-sudu berkurang yang ditandai dengan berkurangnya pressure kompresi dari final stage compressor (discharge compressor pressure). Jadi untuk mengkompensasikan kekurangan pressure ini, untuk mendapatkan gas turbine power output yang sama, maka konsumsi fuel akan meningkat. Sehingga indikasi yang dapat dipakai untuk menentukan kapan saat yang tepat untuk melakukan crankwash atau fie wash adalah: compressor discharge pressure, bellmouth static pressure, dan/atau combustor exhaust temperature.

Contohnya: Rolls Royce Avon 1535-G121 disarankan untuk dilakukan fire wash jika terjadi penurunan 3% bellmouth static pressure.


trims.

Mau pilih g peak atau g rms?

Pada pengukuran vibrasi dengan tipe acceleration satuan yang dipakai adalah g's. Tetapi kadang kita dibingungkan untuk memilih g's peak atau g's rms. Sebenarnya tidak usah bingung. Kita kembalikan saja ke tujuan semula pengukuran vibrasi dengan satuan atau tipe accelleration ini, yaitu untuk mengukur force, terutama impact atau impulse force. Pada impact/impulse force gaya yang bekerja adalah tipe tumbukan-tumbukan metal-to metal contact yang terjadi dalam waktu yang sangat singkat dan yang terpenting adalah seberapa sering dan seberapa tinggi intensitasnya (besarnya amplitudo). Oleh karena itulah yang kita cari dan perlu kita perhatikan adalah besarnya peak dari gaya impact itu. Makanya sebaiknya untuk pengukuran impact atau impulse force pilihlah g's peak. Misalnya pada pengukuran gearbox.

Dasar utama pemilihan index pengukuran vibrasi (peak atau rms) untuk velocity dan acceleration adalah setting alarm dan S/D yang telah ditetapkan oleh manufacturer mesin atau standard yang lebih baik dari ketetapan pembuat mesin itu. Misalnya: pembuat mesin telah menetapkan setting alarm dan S/D berturut-turut adalah 0.8 ips peak dan 1.0 ips peak. Kita harus mengetahui “peak” yang dimaksud oleh manufacturer mesin, apakah true peak atau derived peak. Jika manufacturer menetapkan nilai “peak” ini adalah true peak maka alat monitor dan proteksi vibrasi mesin kita harus menggunakan rangkaian vibrasi true peak. Jika kita menggunakan rangkaian true rms, maka peak yang didapat adalah derived peak yaitu = rms x 1.404. Ini mengandung kelemahan yaitu langsung mengalikan ini hanya sahih untuk sinyal vibrasi yang sinusoidal. Untuk sinyal vibrasi selain itu akan menimbulkan pembacaan yang “lebih kecil”. Rangkaian true rms tidak sensitif terhadap sinyal-sinyal impuls “peak” yang terjadi dalam rentang waktu sangat singkat. Ini mengakibatkan pembacaan derived peak untuk setting proteksi true peak bisa menyebabkan kekeliruan pembacaan “kerusakan yang mendadak”. Hal ini dikarenakan pembacaan vibrasi yang tercatat lebih kecil dari vibrasi yang sebenarnya terjadi di mesin. Sebaliknya akan terjadi alarm atau S/D yang tidak semestinya terjadi jika setting yang diminta oleh manufacturer mesin adalah “derived peak” ataupun “true rms” namun menggunakan instrumentasi rangkaian “true peak”.

Jadi ketahuilah terlebih dulu apa yang diinginkan oleh pembuat mesin.

True peak sensitif terhadap sinyal-sinyal vibrasi yang bersifat impuls, sedangkan rms berfungsi untuk mengukur besaran energi yang dikandung oleh suatu sinyal vibrasi (luas area di bawah kurva gelombang)..


terima kasih.