Perancangan Poros Turbin 5 Mw untuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

Abstract

Poros turbin merupakan komponen utama turbin uap pada pembangkit listrik tenaga panas bumi yang berperan untuk mentransmisikan daya atau torsi ke poros generator yang terhubung padanya. Poros turbin didesain untuk mampu menerima beban-beban poros saat poros beroperasi fluktuasi daya pada siklus tertentu.  Material yang digunakan pada poros adalah stainless steel karena poros bekerja pada kondisi lingkungan korosif. Tujuan penelitian ini adalah untuk menghasilkan desain poros yang memenuhi persyaratan kelayakan desain berupa ASME Code: Design of Transmission Shaft, AS1170.1, ANSI B4.1-1978 dan aman dalam menerima beban statik maupun dinamik. Perangkat lunak yang digunakan untuk memodelkan dan analisis poros adalah Solidworks 2015 dan ANSYS 16. Konsep desain terdiri dari 6 model poros dengan variasi fillet dengan material Stainless Steel jenis AISI 410. Model poros 6 adalah desain poros yang dipilih karena tegangan Von Mises poros 124,49 MPa dengan faktor keamanan statik 2,48 dan tegangan geser maksimumnya senilai 66,01 MPa sudah memenuhi syarat kode ASME. Defleksi poros sebesar 1,3 mm memenuhi persyaratan AS1170.1 dengan ukuran interferensi radial yang digunakan sebesar 0,2 mm sesuai dengan ANSI B4.1-1978. Faktor keamanan lelah (fatigue) poros dari awal operasi sampai overhaul adalah 0,81. Meskipun demikian, diagram S-N menunjukkan bahwa umur poros berdasarkan siklus dari awal operasi sampai overhaul mencapai 2,9 x 10⁵ siklus.