Sekilas Perkembangan Governor 

(Main Inlet Control System) pada Turbin Uap

Main inlet control system yang dimaksud disini adalah sistem kendali untuk mengatur jumlah uap yang masuk pada sebuah Turbin agar kecepatan putar turbin tetap konstan sesuai spesifikasi dengan berbagai kondisi beban. Alat yang digunakan sering disebut Governor. Berikut sekilas perkembangan Governor.

Pada awal ditemukan governor, teknologi yang digunakan adalah mekanik governor, governor tipe ini mempunyai konstruksi yang sangat sederhana. Kinerja governor ditentukan oleh gaya sentrifugal yang diperoleh dari bobot pengatur kecepatan rotor turbin. Karena gaya sentrifugal yang dihasilkan tergantung pada bobot pengatur yang ukurannya relatif sangat kecil (beberapa kilo gram), sehingga teknologi ini hanya terbatas untuk aplikasi di turbin-turbin kapasitas yang kecil (50-60 kW) dengan katup-katup pengatur yang berukuran kecil. Karena perkembangan kapasitas turbin, maka diperlukan rekayasa teknologi governor.

Pada akhir tahun 1800-an, turbin uap mulai dikontrol dengan menggunakan sistem mechanical-hydraulic control (MHC) dimana kecepatan putaran diatur dengan menggunakan flyweight governor yang ditemukan oleh james watt. Kemudian sinyal ditrasmisikan melalui tuas dan bar atau hydraulic pressure signals, dan dengan menggunakan low pressure hydraulic, tenaga dihasilkan untuk mengontrol bukaan valve yang mengatur besar-kecilnya uap yang masuk ke turbin uap melalui inlet. Karena bertambahnya kompleksitas sistem, teknologi ini banyak digunakan sampai dengan pertengahan 1960-an dan mulai dikembangkan teknologi governor yang baru.

Pada tahun 1960 dikenalkan teknologi electro-hydraulic control (EHC). Unit pertama diterapkan pada turbin ukuran medium yang dibangun pada tahun 1961, dan unit reheat ukuran besar pertama dibuat pada tahun 1968. Namun, teknologi ini masih menggunakan proportional kontrol dengan rangkaian analog dengan dual redundant untuk kebutuhan kontrol kecepatan dan 1 saluran untuk merepresentasikan sistem logika dan proteksinya. Sistem ini terdiri dari discrete component analog circuit.

Pada tahun 1970-an, rangkaian diatas diperbaharui dengan teknologi integrated circuit (IC) dan solid state logic pada beberapa sistem proteksi dan logika-nya. Hasilnya, unit govenrnor mulai banyak menggunakan komponen IC didalamnya, sehingga perlu perubahan bentuk kabinet yang digunakan. Namun, teknologi ini masih menggunakan sistem diskrit, sehingga dengan adanya kemajuan teknologi lanjutan dibidang elektronik, terjadi perkembangan teknologi governor yang menggunakan IC dan micro-processor untuk otomasinya.

Pada Tahun 1980-an, mulai dikenalkan teknologi sistem kontrol digital governor dengan triple redundant. Teknologi digital mulai diterapkan tahun 1987 pada turbin gas yang didalamnya menggunakan banyak modul-modul elektronik yang dilengkapi dengan Software Implemented Fault Tolerance (SIFT). Keuntungan sistem digital ini adalah sistem kontrol lebih fleksibel dan lebih presisi karena fungsi-fungsi yang digunakan banyak dijalankan dengan software daripada menggunakan hardware, selain itu interface operator sudah menggunakan CRT monitor, adanya fasilitas data link dan fasilitas repair secara online. Teknologi ini juga menyediakan triple redundant dan adanya perbaikan-perbaikan lanjutan kearah peningkatan reliability.

Sejalan dengan perkembangan parameter kontrol yang harus di handle dan kompleksitas sistem, maka unit kontrol turbin uap tidak lagi bertugas untuk mengendalikan proses, namun juga untuk mengontrol sistem proteksi dan penambahan fungsi monitoring. Tentu hal ini akan membutuhkan teknologi high control bandwidth atau teknologi yang menghasilkan reliability yang sangat tinggi, atau menggunakan kedua teknologi tersebut secara bersamaan untuk mendapatkan long-term reliable operation dan service of turbine. Sehingga sistem tersebut dapat disebut sebagai ”Sistem Kontrol Unit Turbin” dimana pengontrolan tidak lagi dilakukan secara parsial, namun dilakukan secara terpadu dengan menggunakan DCS (distributed control system) yang dilengkapi D-EHC (digital electohydraulic control) dan D-AVR (digital automatic voltage regulator).

 Diagram remote control pada sistem kontrol turbin.

Contoh diagram pada sistem kontrol turbin yang dilakukan secara automatis dan jarak jauh (remote) dari ruang kontrol dapat dilihat pada gambar. Sistem ini tidak hanya mengontrol kecepatan turbin, namun sudah terpadu dengan trip device, process control dll. Salah satu contoh proses konversi dari sistem kontrol mekanik-hidraulik governor menjadi kontrol elektro-hidraulik adalah pada tujuh unit power generation di Doha East Power Station, Kuwait. Pada tahun 2009, konversi sudah dilakukan pada enam unit power generation dan telah beroperasi dengan baik. Mekanik-hidraulik governor telah diganti dengan kontroler digital dan beberapa device yang sesuai. Hasilnya adalah maintenance yang lebih mudah dibanding sistem mekanik governor, selain itu pengoperasian yang lebih mudah karena prosedur yang terdapat pada layar dan penambahan fungsi pengoperasian otomatis seperti start up turbin dan pengontrol beban generator secara otomatis. Selain itu, umur alat dan fungsi telah disempurnakan menjadi lebih dari 30 tahun turbin generator.

Untuk penjelasan konsep kendali pada beberapa tipe governor yang lebih detail, insya Alloh akan disampaikan pada tulisan terpisah.