MODULE SLO LUBRICATION OIL SISTEM RB211 GT

Istilah SLO memiliki kepanjangan Synthetic Lube Oil, karena oli yang digunakan di RB211 ini adalah Aeroshell 560 yang merupakan synthetic lube oil. Oli ini hanya digunakan di turbine saja, sedangkan untuk power turbine, gearbox dan compressor menggunakan MLO untuk lubrikasinya.

Fungsi system Lube Oil SLO

System LO pada engine RB211 ini ada beberapa macam, yaitu :

a.      Lubrication bearing front, center dan rear

b.      Supply hydraulic oil untuk start up

c.      Supply hydraulic oil untuk menggerakkan VIGV (Variable Inlet Guide Vane).

Hose pada system SLO ini memiliki penamaan berdasarkan 3 huruf :

·        L : Untuk Lubrication.

·        S : untuk Starter

·        H : Untuk Hydraulic oil SLO

Spesifikasi SLO

RB211 menggunakan lube oil Aeroshell 560 dengan properties sbb :

Tabel 1

PROPERTIES	MIL-PRF-23699F Grade HTS	TYPICAL
Oil Type	Synthetic ester	Synthetic ester
Kinematic Viscosity mm²/s at 100°C at 40°C at -40°C	4.90 to 5.40 23.0 min 13000 max	5.24 26.71 11000
Flashpoint, Cleveland Open Cup °C	246 min	268
Pourpoint °C	–54 max	–60
Total Acidity mgKOH/g	1 max	0.14
Evaporation Loss 6.5 hrs at 204°C % m	10.0 max	2.0
Foaming	Must pass	Passes
Swelling of Standard Synthetic Rubber SAE-AMS 3217/1, 72 hrs at 70°C swell % SAE-AMS 3217/4, 72 hrs at 204°C swell % standard silicone rubber 90 hrs at 121°C	5 to 25 5 to 25 5 to 25	12.9 12.9 8.9
Thermal Stability/Corrosivity 96 hrs at 274°C – metal weight change mg/cm² – viscosity change at 37.8°C % – Total Acid Number Change mgKOH/g	4 max   5 max 6 max	0.23  0.3 1.5
Corrosion & Oxidation Stability 72 hrs at 175°C 72 hrs at 204°C 72 hrs at 218°C	Must pass Must pass Must pass	Passes Passes Passes
Ryder Gear Test, Relative Rating Hercolube A %	102	126
Bearing Test Rig Type 1½ conditions – Overall deposit demerit rating – viscosity change at 40°C % – Total Acid Number change mgKOH/g – filter deposits (g)	35 max 0 to +35 1.5 max 3 max	26 30.8 0.98 0.55
Sonic shear stability – viscosity change at 40°C %	4 max	NIL
Trace metal content	Must pass	Passes

Perbedaan dengan SLO system package North Belut dan Belanak

Pada package turbine RB211 antara Belanak dan North Belut terdapat beberapa perbedaan pada system SLO nya. Beberapa perbedaan itu adalah :

Table 2

	North Belut	Belanak
SLO Pump	Menggunakan pompa multistage dengan orientasi vertical. Merk Cascon Pump.	Menggunakan multistage dengan orientasi horizontal
Oil Tank	Hanya terdapat 1 tank SLO. Semua SLO ditampung dalam 1 reservoir oil yang sama.	Terdapat 2 SLO Tank, yaitu : 1.      SLO tank yaitu SLO yang digunakan untuk lubrikasi, hydraulic VIGV 2.      Oil Starter Tank, yaitu SLO yang digunakan untuk starter sistem
Cooler SLO	Menggunakan type fin fan cooler	Menggunakan water cooled heat exchanger

•   Komponen Utama Sistem SLO yang digunakan untuk pelumasan

1.      SLO pump;  2 ea

2.      Three way valve / thermostat; 1 ea

3.      GG Lube oil selector valve untuk bypass valve; 1 ea

4.      GG Lube oil selector valve untuk prewet / schedule valve; 1 ea

5.      Oil Heater 1 ea

6.      Oil tank

7.      Lube Oil cooler type fin fan cooler; 1 set

8.      Vibration transducer yang terpasang pada lube oil cooler; 1 ea

9.      Lube oil filter duplex type ; 2 element filter

10.   Lube oil tank level transmitter ; 1 ea

11.   Demister; 1 ea

12.   GG LO driver module di dalam UCP (GEC NB Tr 1 di dalam UCP dan Tr 2,3 di local) ; 1 ea

13.   Strainer / scavenging basket; 3 ea

14.   Oil manifold / block; 1 ea

15.   MCD (Magnetic Chip Detector) ; 3 ea

16.   Battery plate; 1 ea

Cara Kerja system pelumasan

SLO pump ini terdiri dari 5 pompa dalam 1 shaft, yaitu :

a.      Lubrication pump

b.      Hydraulic pump

c.      Scavenger pump untuk front bearing

d.      Scavenger pump untuk center bearing

e.      Scavenger pump untuk rear bearing

Battery Plate

Battery plate tidak terkait dengan battery (electric power), tetapi komponen ini adalah plate yang berfungsi sebagai tie in point antara auxiliary di engine dan package. Pada figure 1 diatas tampak bahwa di battery plate terdapat tie in point untuk :

L1 : Supply SLO untuk lubrikasi

L2, L3, L4 : drain dari 3 bearing, dan terpadat 3 MCD pada masing-masing koneksinya.

L5 : Venting SLO

L6, L7 : Sinyal yang digunakan untuk DP center bearing scavenging

H1 : Hydraulic supply oil SLO

H2 : Hydraulic return oil SLO

D2 : Drain SLO dari VIGV system / hydraulic

Supply SLO

Supply SLO masuk ke engine melalui hose L1. Kemudian SLO dari L1 ini dibagi untuk masuk ke 3 bearing, pembagian ini dilakukan oleh LO distribution block .

Supply SLO masuk ke front bearing di Module 1 melalui lubang sepanjang vane support no 3, kemudian masuk ke oil gallery front bearing. Setelah melumasi front bearing, SLO akan di drain melalui lubang sepanjang vane support no 4. Sedangkan uap SLO yang terbentuk akan diventing keluar engine melalui lubang sepanjang vane support no 6.

Supply SLO dan venting line pada center bearing di module 3 melalui vane support no 8, sedangkan drainnya melalui vane support no 5. Pada area ini SLO juga berfungsi untuk pelumasan pada bevel gear starter, compressor shaft spline dan shaft seal.

Supply SLO ke rear bearing masuk pada IP Turbine module melalui vane support no 18, drain scavenge akan keluar melalui vane support no 14 dan venting SLO akan keluar melalui vane support no 12.

Pada saat engine standby dan SLO pump running.

Pada kondisi ini SLO akan di pompa oleh LP Pump menuju cooler dan three way valve. Umumnya pada kondisi ini lube oil temperaturenya rendah sehingga three way valve (thermostat) tidak membuka jalur SLO dari cooler. SLO akan mengalir dari LP pump menuju SLO Filter. SLO filter ini memiliki DP transmitter (63QGJF) dengan setting alarm = 14.5 psid. Kemudian SLO selanjutnya akan melewati ke drive valve (75QGCV).  SLO drive valve ini mengatur jumlah SLO yang akan mengalir dengan memberikan command bukaan valve tersebut. Sinyal command nya 4-20 mA. Bukaan valve ini signalnya di proses oleh GG LO driver module (item no 12). Kemudian SLO menuju ke bypass valve (20QGSV1), apabila dalam kondisi engine belum running/berputar maka 20QGSV1 ini akan mem-bypass aliran SLO langsung ke SLO tank. 

Kondisi SLO pump running namun engine belum / tidak running ini bisa terjadi dalam 2 hal berikut:

1.      Sesaat sebelum engine running (saat dry crank / CSW, atau saat starter warming up).

2.      Saat manual start SLO pump dari UCP/HMI FT210.

Pada saat engine running.

·        Speed NL < 2,000 rpm

Pada kondisi engine running, bypass vavlve (20QGSV1) akan menutup dan SLO akan masuk ke prewet valve (20QGSV2). Jika dalam waktu 15 detik valve ini tidak berubah selectornya ke posisi prewet maka sequence akan fail dengan indikasi selector valve failure.

Pada kondisi awal prewet valve akan mengarahkan SLO ke line prewet line. Pada Prewet line ini terdapat orifice dan kemudian SLO akan mengalir ke Engine Bearing dengan laju aliran 1.5 liter/menit.

Jalur SLO akan melalui prewet ini terjadi dalam 2 kondisi :

1.      Dry crank / CSW

2.      Ketika start up dengan kecepatan NL < 2000 rpm (NL kurang dari 2000 rpm).

·        Speed NL > 2,000 rpm

Pada saat speed NL lebih besar dari 2,000 rpm maka selector valve (20QGSV2) akan mengarahkan aliran SLO menuju ke Schedule line dan masuk ke engine. Pada kondisi ini SLO akan masuk ke engine dengan laju 24.3 liter/menit. SLO akan masuk ke engine melalui hose L1.

SLO di dalam engine akan melumasi bearing front, center dan rear.  Kemudian SLO akan keluar dari engine dengan bantuan sedotan dari Scavenging pump. Scavenging pump ini ada 3 unit yang berfungsi untuk menyedot SLO dari masing masing bearing.

a.      Front bearing SLO akan dihisap oleh scavenging pump L2 melalui hose L2

b.      Center bearing SLO akan dihisap oleh scavenging pump L3 melalui hose L3

c.      Rear bearing SLO akan dihisap oleh scavenging pump L4 melalui hose L4

Sebelum di hisap oleh scavenging pump, SLO akan melewati Batteryplate. Di battery plate terdapat MCD (Magnetic Chip Detector), yaitu magnet yang dipasang di jalur laluan SLO yang bertujuan untuk menangkap metal debris yang terbawa aliran SLO. Apabila terdapat keausan bearing maka debris metal akan tertangkap di MCD untuk kemudian dianalisa komposisi metalnya sehingga kemudian bisa ditentukan komponen apa yang mengalami keausan / gesekan.

SLO setelah melewati MCD akan lanjut melalui basket strainer sebelum akhirnya terhisap oleh scavenging pump. Pada basket strainer cover ini biasanya terjadi kebocoran jika rubber sealnya tidak presisi pemasangannya.

Selain itu terdapat juga jalur venting SLO dari dalam engine. Venting line ini akan dibawa ke SLO tank melalui hose L5.

GG Lube Oil Center Bearing DP

Parameter ini digunakan untuk mengetahui performance dari center bearing  scavenging pump (L3). Parameter ini mengukur perbedaan tekanan antara supply SLO pressure (sebelum engine) terhadap SLO return pressure di center bearing (jalur L3). Jika dilihat di battery plate maka terdapat hose L6 untuk tapping point DP dari Supply SLO (L1), dan terdapat hose L7 untuk tapping point DP dari return oil dari center bearing (L3).

SLO pump ready dan Switching SLO pump

Pada saat start sequence terdapat stage SLO pump ready, stage ini akan terpenuhi jika hydraulic pressure mencapai 600 psig.

SLO pump ini terdiri dari 2 pompa dan akan switching secara otomatis ketika Hydraulic pressure lebih kecil dari 606 psig. Ketika switching, kedua pompa akan running bersamaan dulu selama 5 detik, setelah itu akan running 1.

Cooler dan Thermostat (Three way valve).

Thermostat ini secara desain akan membuka saat temperature SLO mencapai 140F. Jika Thermostat membuka selanjutnya SLO akan mengalir melalui cooler. Cooler SLO ini selalu running sejak awal start sequence unit. 

Di frame cooler terdapat vibration transducer. Limit atas vibrasi ini adalah 5 mils. Untuk limit bawah, jika SLO temperature diatas 155F namun vibrasi cooler hanya 0.9 mils maka cooler akan trip dengan delay waktu trip 5 menit. Hal ini untuk indikasi apabila dalam keadaan running engine turbin tetapi ternyata cooler tidak running, desainer package mengasumsikan bahwa jika vibrasi dibawah 0.9 mils maka cooler dianggap tidak running.

GG Lube oil tank

Di dalam GG lube oil tank terdapat oil heater dan level transmitter.

Total kapasitasnya adalah 923 liter.

Lube oil tank heater berfungsi untuk menjaga temperature didalam tanki selalau berada diatas 113F sehingga tidak terjadi kondensasi dari udara di dalam oil tank. Jika terjadi kondensasi maka water content SLO akan naik dan ini akan mempengaruhi fungsi pelumasan SLO. Lube oil tank heater akan ON pada 113F dan akan OFF pada 118F. Pada saat running temperature SLO di dalam tank ini sekitar 152F, sehingga saat running SLO tank heater akan selalu OFF.

Level transmitter di package North belut memiliki setting sebagai berikut :

Low Alarm	9.880 inch
Low SD	8.890 inch
High Alarm	12.830 inch

1.      Komponen Utama Sistem SLO yang digunakan untuk system starter

1.      Hydraulic starter motor (posisi dibawah engine) ; 1 ea

2.      Hydraulic starter pump (posisi diluar enclosure) ; 1 ea

3.      Hydraulic Starter oil filter; 2 ea

2.      Cara Kerja system starter

Jalur SLO Hose untuk system starter di inidkasikan dengan huruf “S”.

Keterangan jalur hose starter adalah sbb :

SLO di dalam SLO tank di pompa oleh hydraulic starter pump melewati filter (10 microns) dan masuk ke Hydraulic starter motor melalui hose S1. Supply oil starter ini akan memutar starter motor yang menggerakkan drive shaft nya yang terbuhung ke Module 3 (transisi antara IP dan HP Compressor).

Pada saat awal kali starter berputar, dalam 10 detik harus sudah ada putaran NS (Starter Speed) yang dibaca oleh MPU starter. Kemudian dalam 60 detik harus mencapai speed NH = 2,950 rpm. Jika kondisi ini tercapai maka stage “Purge Speed” tercapai. Selama purging dan dry crank/CSW berlangsung, maka starter akan terus memutar Module 3 engine. Saat start sequence ini, stage purge speed ini akan maintain speed selama 180 detik. Setelah itu ignition initiated dan speed naik 200 rpm dari purge speed, pada saat itulah tercapai stage “GG NH pullaway”. “GG Ignition Detected” ini akan terdeteksi jika kenaikan temperaturenya 12deg Celcius per detik. Kemudian starter motor akan  terus memutar engine hingga tercapai speed NH = 4,500 rpm dan starter akan lepas atau tercapailah stage “GG Starter Cut”.

Motor starter speed memiliki overspeed trip pada NS = 4,970 rpm. Sedangkan pada saat akan start lagi, NH speed harus dibawah 250 rpm, namun secara logic timer ada GG rolling down timer yang tidak akan memberikan permissive hingga timer nya habis dimana GG speed sudah tidak berputar lagi.

Komponen Utama Sistem SLO yang digunakan untuk penggerak VIGV

Komponen utama dari system Hyraulic SLO yang digunakan untuk VIGV antara lain sbb :

1.      HL SLO pump; 2 ea

2.      Hydraulic filter ; 1 ea

3.      Accumulator; 1 ea

4.      MOOG Servo valve; 1 ea

5.      IGV ram actuator; 3 ea

6.      RVDT; 1 ea

1.      Cara Kerja system hydraulic VIGV

SLO pada system ini disebut HP Hydraulic oil karena fungsinya sebagai hydraulic oil penggerak VIGV. 

SLO setelah di pompa oleh LP pump akan masuk ke suction HP pump, kemudian dipompa oleh HP Pump hingga mencapai pressure sekitar 750 psig (terdapat PCV-101 yang disetting pada 750 psig). Discharge HP pump ini akan masuk HP oil filter. DP filter ini memiliki set point alarm pada 14.5 psid.

Out put SLO dari HP oil filter kemudian masuk ke Accumulator. Accumulator ini memiliki fungsi yang sangat penting yaitu untuk meredam fluktuasi HP hydraulic oil pressure pada saat SLO pump switch over. Accumulator ini berisi nitrogen dan kita harus  menjaga pressure charging pada 505 -515 psig. Tidak ada setting alarm terkait dengan pressure charging accumulator, namun kita bisa melihat pressurenya langsung dari local pressure gage yang terpasang di accumulator ini.

 Setelah dari accumulator, Hydraulic oil akan masuk ke MOOG valve (lokasi pada bagian bawah engine Module 1), pada valve ini Hydraulic oil akan diatur bukaan valve nya (dan sisanya di bocorkan ke tank) sehingga bisa menggerakkan VIGV ke sudut yang ditentukan.

Sinyal input ke MOOG valve ini di control oleh parameter speed non-dimensional NL; dimana NL adalah speed lower engine dan T1 adalah air inlet temperature. Sinyal ini  diproses dengan PID (Proportional, Integral, Derivative) sehingga menggerakkan bukaan servo valve.

Outlet dari MOOG Valve ini akan menggerakkan 3 ea Hydraulic ram yang di hubungkan ke actuating ring. Kemudian actuating ring ini di hubungkan ke setiap IGV blade.

Feedback dari posisi sudut IGV ini dihasilkan oleh RVDT (Radial Variable Differential Transducer) yang terletak dibagian atas engine Module 1.

Salah satu komponen utama yang terkadang kita tidak memperhatikan adalah Accumulator. Seperti disebutkan di atas, fungsi accumulator adalah untuk meredam fluktuasi HP hydraulic oil pressure pada saat SLO pump switch over, ini terkait dengan fungsi ketika HP hydraulic pressure untuk menggerakkan VIGV ke sudut tertentu dan mempertahankannya pada sudut tersebut selama running. Jika terjadi fluktuasi di pressure dari HP oil maka ada potensi sudut VIGV juga akan berubah dan hal ini berbahaya bagi engine karena bisa menyebabkan surging atau stall.

               Kasus yang pernah terjadi ketika Accumulator low pressure adalah switching SLO pump saat start sequence. Ketika nitrogen accumulator pressure sekitar 300 psig, maka terdapat ruangan yang lebih besar di dalam accumulator untuk diisi SLO oil dan hal ini akan membutuhkan waktu waktu bagi system hidrolic untuk mencapai setting permissive nya, yaitu pada 600 psig dalam waktu 15 detik. Apabila dalam waktu 15 detik pressure HP hydraulic oil tidak tercapai maka PLC akan menginformasikan switching ke pompa SLO yang standby. Ketika transisi ini dua pompa akan running bersama selama 5 detik dan akan menaikkan pressure hingga mencapai diatas 600 psig.