LAPORAN KERJA PRAKTIK DEPARTEMEN PEMELIHARAAN MEKANIK LAPANGAN (HARMEKAL) II PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR 20 JANUARI – 19 19 MARET 2017 ANALISA PERFORMANCE TURBIN UAP P2-TS-102 UNIT UREA PABRIK 1A
Disusun oleh: RISDIAN HARSANTA PUTRA 13/353303/TK/41348
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN INDUSTRI UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA
2017
SURAT PERMOHONAN KERJA PRAKTIK
i
SURAT PERMOHONAN KERJA PRAKTIK
i
SURAT PENERIMAAN KERJA PRAKTIK
ii
SURAT PERINTAH KERJA PRAKTEK
iii
LEMBAR PENGESAHAN ANALISA PERFORMANCE TURBIN UAP P2-TS-102 UNIT UREA PABRIK 1A Disusun Oleh : Risdian Harsanta Putra
13/353303/TK/41348
disetujui dan disahkan sebagai laporan kerja praktik Bontang, Maret 2017 Pembimbing Kerja Praktik
Rifki Adi Nugroho, S.T., M.A.sc NPK. 0803766
Mengetahui,
Departemen Harmekal-2
Departemen Diklat & Manajemen Pengetahuan
Sarono F.A.
Tathit Surya Arjanggi, S.Kom
NPK.8200967
NPK. 0503589
iv
SURAT KETERANGAN PELAKSANAAN KERJA PRAKTIK DARI PERUSAHAAN
v
NILAI KERJA PRAKTIK
Berdasarkan dokumen laporan yang telah dilakukan, maka kepada mahasiswa: Nama
: Risdian Harsanta Putra
NIM
: 13/353303/TK/41348
Program Studi
: Teknik Mesin
Lokasi Kerja Praktik
: PT. Pupuk Kalimantan Timur
Diberi nilai
:
A
B
C
D
E
Yogyakarta, 23 Mei 2016 Dosen Pembimbing Akademik Departemen Teknik Mesin dan Industri
Joko Waluyo, Ir., M.T., Ph.d NIP. 196511241997031001
vi
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTIK INDUSTRI DENGAN JUDUL: ANALISA PERFORMANCE TURBIN UAP P2-TS-102 UNIT UREA PABRIK 1A
Disusun oleh : Risdian Harsanta Putra 13/353303/TK/41348
Dinyatakan telah disetujui dan disahkan oleh koordinator kerja praktik Teknik Mesin:
Yogyakarta, 23 Mei 2016 Koordinator
Kusmono, ST., MT., Dr. NIP. 197211041998031002
vii
ABSTRAK
Kerja praktik merupakan salah satu mata kuliah wajib yang harus ditempuh oleh mahasiswa S-1 Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada (UGM) Yogyakarta. Pemahaman tentang permasalahan di dunia industri akan banyak diharapkan dapat menunjang pengetahuan secara teoritis yang didapat dari materi perkuliahan, sehingga mahasiswa dapat menjadi salah satu sumber daya manusia yang siap menghadapi tantangan era globalisasi. Pupuk Kaltim merupakan perusahaan yang menerapkan ilmu dan disiplin Teknik Mesin pada skala industri yang besar. Pupuk Kaltim memiliki 6 buah pabrik dan 1 boiler batu bara. Setiap pabrik memiliki berbagai macam jenis mesin yang dapat di pelajari dan di analisa. Dengan demikian diharapkan dari Kerja Praktik di Pupuk Kaltim akan menunjang perluasan wawasan dan pengaplikasian ilmu Teknik Mesin di dunia industri secara nyata. Judul yang diangkat dalam Kerja Praktik ini adalah mengenai “Analisa Performance Turbin Uap P2-TS-102 Unit Urea Pabrik 1A”. Metodologi yang digunakan dalam penyusunan laporan kerja praktik ini melalui wawancara dengan narasumber di lapangan, observasi turbin langsung di lapangan, studi literatur dan juga pengambilan data tekanan dan temperatur kerja desain turbin yang diperoleh dari data sheet serta tekanan dan temperatur aktual turbin yang diperoleh dari DCS. Dari data yang diperoleh maka akan dilakukan perhitungan manual secara termodinamika dengan menggunakan serangkaian perumusan sehingga diperoleh efisiesi aktual dari kerja turbin, ditambahkan pula perhitungan melalui pembacaan grafik “expected performance” yang telah disediakan oleh manufacturer sebagai data tambahan dalam pemberian justifikasi. Dari hasil perhitungan didapatkan pengurangan efisiensi isentropis yang mungkin dikarenakan faktor internal turbin, namun apabila mempertimbangkan seluruh losses-losses yang terjadi dalam turbin, turbin saat ini mengonsumsi steam 4.95 ton lebih sedikit dibanding dahulu untuk menghasilkan daya yang sama.
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga laporan Kerja Praktik di PT. Pupuk Kalimantan Timur dapat diselesaikan dengan baik. Laporan ini disusun berdasarkan pengamatan lapangan dan studi pustaka yang dilakukan pada saat Kerja Praktik di PT. Pupuk Kalimantan Timur. Kerja Praktik merupakan salah satu tugas yang harus ditempuh sebagai persyaratan menyelesaikan studi Strata-1 (S-1) di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada (UGM) Yogyakarta. Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada PT. Pupuk Kalimantan Timur yang memberikan kesempatan untuk Kerja Praktik selama periode 20 Januari – 19 Maret 2016, dan juga terima kasih kepada: 1. Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kesehatan, kekuatan, dan semangat sehingga penyusun dapat menyelesaikan Kerja Praktik selama 2 bulan ini. 2. Ibu tercinta atas semua doa, dukungan dan kasih sayangnya selama ini. 3. Prof. Mochammad Noer Ilman, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku Ketua Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada.
4. Ir. Joko Waluyo MT, PhD. selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Tathit Surya Arjanggi, selaku Manager Diklat & Manajemen Pengetahuan. 6. Bapak Mas’ud , Bapak Arya, Bapak Si’in, dan seluruh Staff Diklat dan Manajemen selaku penyelenggara KP. 7. Bapak Sarono F.A. selaku Manager HARMEKAL-2 PT. Pupuk Kalimantan Timur Indonesia. 8. Bapak Purwanto selaku Kepala Bagian Harlap Pabrik 4. 9. Bapak Rifqi Adi Nugroho selaku pembimbing selama kerja Praktik di Departemen Harmekal-2. 10. Bapak Aryana selaku Kepala Seksi Pemeliharaan Mekanik Pabrik 1A. 11. Bapak Chairul, Bapak Deki, Mas Bambang, yang telah memberikan materi dan pengetahuan mengenai proses di unit amonia, urea dan utiliti, serta mengan serta di bagian Harmekal dan instrumentasi Pabrik 1A. 12. Bapak Gatot selaku Kepala Sie Urea Pabrik 1A serta Bapak Mardi, Bapak Basri dan Mas Agus selaku mekanik Urea Pabrik 1A.
ix
13. Mas Yanuar Susetya Adi, ST., Mas Aang Wisnugraha, ST., dan Mas Yulian sebagai anggota Keluarga Teknik Mesin UGM yang bekerja di Pupuk Kaltim dan telah memberikan banyak bantuan selama periode kerja Praktik ini. 14. Seluruh rekan-rekan seperjuangan di Pabrik 1A Yogi dan Luqman. 15. Teman-teman PKL periode I tahun 2017 yang banyak membantu.
Penyusun menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Akhir kata, semoga laporan Kerja Praktik ini dapat memberi manfaat bagi pembaca.
Bontang, 26 Februari 2017
Penyusun
x
DAFTAR ISI
LAPORAN KERJA PRAKTIK .................................................................................................. i SURAT PERMOHONAN KERJA PRAKTIK ........................................................................... i SURAT PENERIMAAN KERJA PRAKTIK ............................................................................ii SURAT PERINTAH KERJA PRAKTEK ................................................................................iii LEMBAR PENGESAHAN.......................................................................................................iv SURAT KETERANGAN PELAKSANAAN KERJA PRAKTIK DARI PERUSAHAAN ...... v NILAI KERJA PRAKTIK......................................................................................................... vi LEMBAR PENGESAHAN......................................................................................................vii ABSTRAK ..............................................................................................................................viii KATA PENGANTAR...............................................................................................................ix DAFTAR ISI ............................................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR................................................................................................................xv DAFTAR TABEL ..................................................................................................................xvii DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................................................xviii BAB I.......................................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN ...................................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................................. 1 1.3 Tujuan Umum ................................................................................................................... 1 1.4 Tujuan Khusus .................................................................................................................. 2 1.5 Batasan Masalah ............................................................................................................... 2 1.6 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ....................................................................................... 2 1.7 Metode Pengumpulan Data ............................................................................................... 2 1.8 Sistematik Penulisan ......................................................................................................... 3 BAB II ........................................................................................................................................ 5
xi
PROFIL PERUSAHAAN .......................................................................................................... 5 2.1
Sejarah PT. Pupuk Kalimantan Timur ......................................................................... 5
2.2 Visi dan Misi ..................................................................................................................... 6 2.2.1 Visi ............................................................................................................................. 6 2.2.2 Misi............................................................................................................................. 6 2.3 Nilai dan Budaya Perusahaan ........................................................................................... 7 2.4 Logo Perusahaan ............................................................................................................... 7 2.5 Profil Perusahaan .............................................................................................................. 8 2.6 Lokasi Perusahaan .......................................................................................................... 11 2.7 Kegiatan Usaha di PT. Pupuk Kalimantan Timur .......................................................... 12 2.8
Struktur Organisasi .................................................................................................... 12
2.9 Produk .............................................................................................................................16 2.9.1 Spesifikasi Produk .................................................................................................... 16 2.9.2 Proses Pembuatan Produk ........................................................................................ 19 2.9.3 Kapasitas Produksi Prabrik ...................................................................................... 24 2.9.4 Distribusi Produk...................................................................................................... 25 2.9.5 Area Pemasaran Produk ........................................................................................... 25 2.9.6 Kantor Penjualan Produk ......................................................................................... 26 2.10 Fasilitas Pendukung ...................................................................................................... 28 2.10.1 Laboratorium..........................................................................................................28 2.10.2 Pelabuhan ............................................................................................................... 28 2.10.3 Penyimpanan Produk (Gudang) ............................................................................. 29 2.10.4 Jasa Pelayanan Pabrik ............................................................................................ 29 BAB III .....................................................................................................................................31 DASAR TEORI ........................................................................................................................ 31 3.1 Pengertian Umum Turbin ............................................................................................... 31 3.2 . Turbin Uap (Steam turbine) .......................................................................................... 31
xii
3.2.1 Bagian Turbin Uap ................................................................................................... 31 3.2.2 Prinsip Kerja Turbin Uap ......................................................................................... 32 3.2.3 Jenis – Jenis Turbin Uap .......................................................................................... 33 3.2.4 Siklus Rankine.......................................................................................................... 39 3.2.5 Penyimpangan dari Siklus Ideal ............................................................................... 40 3.3 Rugi – Rugi pada Turbin Uap ......................................................................................... 41 3.4 Peningkatan Performance pada Turbin Uap ................................................................... 43 3.5 Kogenerasi (Cogeneration)............................................................................................. 45 3.6 Hukum yang Digunakan dalam Perhitungan .................................................................. 46 3.6.1 Hukum Termodinamika ........................................................................................... 46 3.6.2 Hukum Mekanika Fluida (Persamaan Kontinuitas Mekanika Fluida) ..................... 49 BAB IV..................................................................................................................................... 50 TUGAS KHUSUS.................................................................................................................... 50 4.1 Turbin Uap P2-TS-102 ................................................................................................... 50 4.1.1 Model Code ............................................................................................................... 51 4.1.2 Cara Kerja Turbin Uap 1-TS-102............................................................................. 52 4.1.3 Kontruksi Turbin ...................................................................................................... 53 4.2 Sistem Kontrol Steam turbine ......................................................................................... 57 4.2.1 Sistem Governor ......................................................................................................57 4.2.2 Trip throttle valve (TTV) ......................................................................................... 59 4.2.3.
Speed/rpm ........................................................................................................... 60
4.3 Prosedur Operasi ............................................................................................................. 60 4.4 Sistem Proteksi ............................................................................................................... 61 4.5 Pengamatan Penyimpangan-Penyimpangan Kondisi Operasi ........................................ 61 BAB V ......................................................................................................................................64 PERHITUNGAN PERFORMA COMPRESSOR TURBIN P2-TS-102 ................................... 64 PABRIK 1A PT. PUPUK KALTIM ........................................................................................ 64
xiii
5.1 Data Desain dan Perhitungan Desain .............................................................................. 64 5.1.1 Data Desain .............................................................................................................. 64 5.1.2 Perhitungan Data Desain .......................................................................................... 65 5.2 Data Operasi Dan Perhitungan Data Operasi Di Lapangan ............................................ 71 5.2.1 Data Operasi di Lapangan ........................................................................................ 71 5.2.2 Perhitungan Data Operasi Turbin Uap P2-TS-102 .................................................. 71 5.3 Perhitungan Daya Secara Grafik Manufaktur Data Operasi ........................................... 77 5.4 Pembahasan .................................................................................................................... 80 BAB VI .....................................................................................................................................81 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................................ 81 6.1 Kesimpulan ..................................................................................................................... 81 6.2 Saran ............................................................................................................................... 81 DAFTAR PUSTAKA...............................................................................................................82 LAMPIRAN ............................................................................................................................. 83
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Logo PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ............................................... 7 Gambar 2.2 Pabrik 1 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ......................................... 8 Gambar 2.3 Pabrik 2 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) .......................................... 9 Gambar 2.4 Pabrik 3 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) .......................................... 9 Gambar 2.5 Pabrik 4 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ........................................ 10 Gambar 2.6 Pabrik 5 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ........................................ 10 Gambar 2.7 Pabrik 1A PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ..................................... 11 Gambar 2.8 Struktur organisasi (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ..................................................... 15 Gambar 2.9 Produk urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ................................................................ 17 Gambar 2.10 Produk pupuk majemuk (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ........................................... 18 Gambar 2.11 Produk pupuk organik (PT. Pupuk Kaltim, 2013) .............................................. 19 Gambar 2.12 Bagan pembuatan amonia (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ........................................ 20 Gambar 2.13 Bagan pembuatan pupuk urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013) .................................. 21 Gambar 2.14 Urutan proses pembuatan pupuk urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ...................... 22 Gambar 2.15 Bagan pembuatan NPK (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ............................................ 23 Gambar 2.16 Bagan pembuatan pupuk organik (PT. Pupuk Kaltim, 2013)............................. 24 Gambar 2.17 Bagan pendistribusian pupuk urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ........................... 25 Gambar 2.18 Area pemasaran PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) .......................... 26 Gambar 2.19 Daerah kantor penjualan PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ............ 27 Gambar 2.20 Fasilitas laboratorium PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ................. 28 Gambar 2.21 Fasilitas pelabuhan PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ..................... 29 Gambar 2.22 Fasilitas gudang PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013).......................... 29 Gambar 2.23 Fasilitas jasa pelayanan pabrik PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013)... 30
Gambar 3. 1 Skema sederhana Rankine(Cengel, 2006) ........................................................... 33 Gambar 3. 2 Back pressure turbin ............................................................................................ 35 Gambar 3. 3 Condensing turbin................................................................................................ 35 Gambar 3. 4 Turbin ekstraksi ................................................................................................... 36 Gambar 3. 5 Turbin admisi ....................................................................................................... 36 Gambar 3. 6 Perbandingan turbin impuls dan turbin reaksi (Fritz, 2005 [1990]). ................... 39
xv
Gambar 3. 7 Siklus Rankine sederhana (Cengel,2006) ............................................................ 39 Gambar 3. 8 Siklus Rankine aktual (Cengel, 2006) ................................................................. 41 Gambar 3. 9 Pengaruh kenaikan tekanan pada boiler (Moran J. Saphiro) ............................... 43 Gambar 3. 10 Pengaruh kenaikan tekanan pada kondensor (Moran J. Saphiro) ...................... 44 Gambar 3. 11 Diagram reheater(Moran J. Saphiro) ................................................................. 44
Gambar 4. 1 Contoh Model Code (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.) ................................... 51 Gambar 4. 2 Extraction Admission Condensing Turbin 2-D ................................................... 52 Gambar 4. 3 Bagian-bagian turbin uap (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.)) .......................... 53 Gambar 4. 4 Gland packing (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.) ............................................ 54 Gambar 4. 5 Rotor turbin (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.) ................................................ 55 Gambar 4. 6 Governor (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.)..................................................... 58 Gambar 4. 7 Tipe TTV (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.) .................................................... 60
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sejarah PT. Pupuk Kalimantan Timur (Effendi, 2002) .............................................. 5 Tabel 2.2 Spesifikasi Produk (PT. Pupuk Kaltim, 2013) ......................................................... 16 Tabel 2.3 Data Kapasitas Produksi Amonia dan Urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013)................... 24 Tabel 2.4 Kapasitas Produksi Pabrik NPK (PT. Pupuk Kaltim, 2013) .................................... 24
Tabel 4. 1 Penyimpangan Kondisi Operasi (Irianto,2002) ....................................................... 62
Tabel 5. 1 Data Desain Turbin P2-TS-102 ............................................................................... 64 Tabel 5. 2 Properties Pada Setiap Kondisi Steam Pada Data Desain ....................................... 70 Tabel 5. 3 Data Operasi di Lapangan Pada Tanggal 9 Septermber 2016 ................................. 71 Tabel 5. 4 Properties Pada Setiap Kondisi Steam Pada Data Operasi ...................................... 76
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Appendix Table A-4 Saturated water – Temperature Table (Cengel, 2006) ....... 83 Lampiran 2. Appendix Table A-5 Saturated water – Pressure Table (Cengel, 2006).............. 85 Lampiran 3. Appendix Table A-6 Superheated water (Cengel, 2006)...................................... 87 Lampiran 4. Correction factor speed high pressure part .......................................................... 91 Lampiran 5. Correction factor steam condition high pressure part .......................................... 92 Lampiran 6. Correction factor speed low pressure part............................................................ 93 Lampiran 7. Correction factor steam condition low pressure part ........................................... 94 Lampiran 8. Expected performance curve high pressure part .................................................. 95 Lampiran 9. Expected performance curve low pressure part ................................................... 96 Lampiran 10. Turbin kompresor P2-TS-102 ............................................................................ 97 Lampiran 11. Kondenser P2-E-102 .......................................................................................... 98
xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kerja praktik merupakan sebuah mata kuliah yang wajib dilaksanakan oleh seluruh mahasiswa Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada, yang bertujuan untuk mempersiapkan mahasiswa memasuki dunia kerja, dengan bekal ilmu dan teori yang sudah diperoleh di bangku perkuliahan, diharapkan mahasiswa dapat mengaplikasikan ilmu yang didapat ke dunia kerja industry yang sesungguhnya. Dengan alasan diatas, maka penulis melakukan kerja praktek di PT. Pupuk Kalimantan Timur di mana perusahaan ini merupakan Badan Usaha Milik Negara yang memiliki banyak instrumentasi dalam pengoperasiannya. Ini adalah kesematan yang baik bagi penulis untuk menambah wawasan dan pengalaman kerja dalam industri dengan dilakukannya penelitian atau pengambilan data dari kinerja perangkat mesin yang ada. Selain itu melalui kegiatan ini diharapkan dapat memberi timbal balik kepada perusahaan berupa masukan masukanmasukan dan ide yang bersifat membangun serta meningkatkan kerjasama yang baik antara Universitas Gadjah Mada dan PT. Pupuk Kalimantan Timur. 1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam Laporan Kerja Praktik ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana sistem Turbine-Compressor (P2-TS-102) pada Unit Urea Pabrik 1A? 2. Bagaimana performa Turbine-Compressor (P2-TS-102) saat ini dibanding dengan desain ? 3. Bagaimana performa Turbine-Compressor (P2-TS-102) saat ini dengan menggunakan grafik yang disediakan oleh manufacturer ? 1.3 Tujuan Umum
Pelaksanaan Program Kerja Praktik bagi mahasiswa program Strata Satu (S-1) Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada (UGM) Yogyakarta bertujuan untuk : 1.
Terciptanya hubungan yang baik, terarah, dan saling bersinergi antara perguruan tinggi dan dunia kerja sebagai pengguna outputnya.
2.
Agar mahasiswa dapat mengetahui dan memahami aplikasi ilmunya di dunia industri pada umumnya dan membuka wawasan mereka serta mampu menyerap dan berasosiasi dengan dunia kerja secara utuh.
3.
Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami sistem kerja di dunia industri beserta alat – alat dan instrumen lainnya yang digunakan.
4.
Mahasiswa dapat melakukan pendekatan terhadap masalah secara utuh dan logis sesuai dengan yang dipelajari pada saat di perkuliahan.
5.
Menumbuhkan dan mencitakan pola berpikir konstruktif yang lebih berwawasan bagi mahasiswa.
1.4 Tujuan Khusus
1. Untuk memenuhi beban Satuan Kredit Semester (SKS) yang harus ditempuh sebagai persyaratan akademis di Program Studi Teknik Mesin, Departemen Teknik Mesin dan Industri Universitas Gadjah Mada (UGM) Yogyakarta. 2.
Mengenal lebih jauh tentang teknologi yang sesuai dengan bidang yang dipelajari di bangku kuliah.
3.
Mengenal sistem dan mempelajari peralatan-peralatan serta proses-proses yang ada di PT. Pupuk Kalimantan Timur serta rotating equipment dalam proses produksi khusunya di Pabrik – 1A Unit Urea di PT. Pupuk Kalimantan Timur.
1.5 Batasan Masalah
Batasan masalah pada pelaksanaan kerja praktik ini adalah analisa performance Steam turbine CO2 Unit Urea Pabrik 1A. Tema yang diambil sesuai dengan rekomendasi dari pembimbing di lapangan dan konsentrasi yang dipilih oleh penulis. Dalam perhitungan efisiensi isentropis turbin, kondisi yang dibandingkan adalah kondisi desain dan kondisi di lapangan pada tanggal 9 September 2016 dengan rate CO2 99.7 persen dengan tujuan agar memperoleh performa paling tinggi turbin pada keadaan aktual 1.6 Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Pelaksanaan kerja praktik adalah pada tanggal 21 Januari 2016 – 21 Maret 2016 di Departemen Harmekal 2 Pabrik 1A Unit Urea, Jl. James Simanjuntak No.1 Bontang Kalimantan Timur. 1.7 Metode Pengumpulan Data
2
Dalam pelaksanaan Kerja Praktik ini, metode yang digunakan dalam pengambilan data yaitu sebagai berikut : 1. Metode Inteview Metode ini dilakukan dengan mengajukan pertanyaan kepada pembimbing, staff operasi, mekanik lapangan dan staff yang bersangkutan. 2. Metode Observasi Metode ini dilakukan dengan mengamati aktifitas steam turbine melalui data – data lapangan. 3. Studi Literatur Mengumpulkan data – data literature baik berupa artikel, buku referensi, catatan harian, historical data, operating manual , Mechanical catalog serta data – data lain yang mendukung dalam pengerjaan Laporan Kerja Praktik ini. 1.8 Sistematik Penulisan
Sistematika Penulisan laporan yang digunakan adalah sebagin berikut : a. Bab I. Pendahuluan Berisikan tentang latar belakang, tujuan, batasan masalah, waktu dan tempat pelaksanaan, metode pengumpulan data dan sistematika penulisan. b. Bab II. Profil Perusahaan Penjelasan tentang profil perusahaan yang berisikan sejarah perusahaan, visi dan misi perusahaan, lokasi perusahaan struktur organisasi, sistem manajemen tenaga kerja dan lain-lain. c. Bab III. Dasar Teori Menjelaskan tentang jenis dan klasifikasi dari turbin uap dan kompresor prinsip kerja, dan hukum – hukum yang digunakan. d. Bab IV. Tugas Khusus: steam turbine P2-TS-102. Berisikan tentang turbine P2-TS-102. e. Bab V. Perhitungan Performa steam turbine P2-TS-102
3
Merumuskan
perhitungan
unjuk
kerja steam
turbine
P2-TS-102
berdasarkan data-data yang didapatkan di lapangan. f. Bab VI. Kesimpulan dan Saran Menguraikan kesimpulan sebagai hasil perhitungan unjuk kerja steam turbine P2-TS-102 disertai dengan saran – saran dari penulis.
4
BAB II PROFIL PERUSAHAAN
2.1 Sejarah PT. Pupuk Kalimantan Timur
Pupuk sangat diperlukan untuk meningkatkan kualitas produksi hasil pertanian. Salah satu jenis pupuk yang banyak digunakan oleh petani adalah pupuk urea, yang berfungsi sebagai sumber nitrogen bagi tanaman. Dalam peternakan, urea merupakan nutrisi makanan ternak yang dapat meningkatkan produksi susu dan daging. Selain itu, pupuk urea memiliki prospek yang cukup besar dalam bidang industri, antara lain sebagai bahan dalam pembuatan resin, produk-produk cetak, pelapis, perekat, bahan anti kusut dan pembantu pada pencelupan di pabrik tekstil. Oleh karena itu, PT. Pupuk Kaltim memproduksi pupuk untuk memenuhi kebutuhan pupuk urea yang semakin meningkat seiring dengan tingginya perkembangan pertanian di Indonesia. Perusahaan Pupuk Kaltim resmi berdiri pada tanggal 07 Desember 1977, berlokasi di Bontang, Kalimantan Timur. PT. Pupuk Kalimantan Timur merupakan salah satu anak perusahaan dari Pupuk Indonesia Holding Company (PIHC). Pada awalnya proyek Pupuk Kaltim dikelola oleh Pertamina dengan fasilitas pabrik pupuk terapung atau pabrik di atas kapal. Karena beberapa pertimbangan teknis maka sesuai Keppres No.43 tahun 1975 lokasi proyek dialihkan ke darat, dan melalui Keppres 39 tahun 1976 pengelolaannya diserahkan dari Pertamina ke Departemen Perindustrian (Effendi, 2002). Sejarah berdirinya perusahaan PT. Pupuk Kalimantan Timur dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini.
No. 1 2 3 4 5 6 7
Milestone Tanggal 7 Desember 1977 Berdirinya PT. Pupuk kalimantan timur 8 Januari 1979 Penandatanganan kontrak pembangunan pabrik 1 23 Maret 1982 Penandatanganan kontrak pembangunan pabrik 2 30 Desember 1983 Produksi pertama amonia pabrik 1 2 Februari 1984 Pengapalan pertama amonia ke PT. Petrokimia gresik 24 Januari 1984 Ekspor pertama amonia ke india 15 April 1984 Produksi pertama pupuk urea pabrik 1 Tabel 2.1 Sejarah PT. Pupuk Kalimantan Timur (Effendi, 2002)
No. 8 9
17 10 11 12 13 14 15 16 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Tabel 2.1 Sejarah PT. Pupuk Kalimantan Timur (Lanjutan) Milestone Tanggal 24 Juli 1984 Pengapalan pertama pupuk Urea ke Surabaya 28 Oktober 1984 Peresmian Pabrik 1 dan Pabrik 2 oleh Presiden Penugasan PT. Pupuk Kaltim untuk Pendistribusian Pupuk di 11 Februari 2003 kawasan timur Indonesia 28 November 1985 Penandatanganan Kontrak pembangunan Pabrik 3 4 April 1989 Peresmian Pabrik 3 oleh Presiden RI 9 Oktober 1996 Penandatanganan kontrak pembangunan pabrik popka 23 Desember 1998 Penandatanganan kontrak pembangunan pabrik 4 18 Februari 1999 Produksi pertama urea granul pabrik popka 6 Juli 2000 Peresmian POPKA dan Pemancangan pertama Pabrik 4 3 Juli 2002 Peresmian Pabrik Urea Unit 5 (Pabrik 4) oleh Presiden RI 17 Mei 2008 Pemancangan perdana proyek Pupuk NPK Fuse Blending 21 Mei 2010 Pemancangan tiang pertama pembangunan boil er batubara Pencanangan program gerakan peningkatan produksi pangan 29 Juli 2011 berbasis korporasi (gp3k) 13 Oktober 2011 Peluncuran pupuk urea bersubsidi berwarna/ urea pink Penandatanganan karung pupuk bersubsidi merek Pupuk 18 April 2012 Indonesia oleh Menteri BUMN 25 Oktober 2012 Peresmian Proyek Pembangunan Pabrik 5 oleh Presiden Pengambilalihan Pabrik Amoniak milik PT. Kaltim Pasifik 13 Maret 2014 Amoniak (PT. KPA) oleh PT. Pupuk Kaltim Bergabungnya Pabrik POPKA dengan Pabrik Ex-KPA 31 Maret 2014 menjadi PAbrik 1-A 19 November 2015 Peresmian Pabrik 5 oleh Presiden RI
2.2 Visi dan Misi 2.2.1 Visi
“Menjadi perusahaan di bidang industri pupuk, kimia, dan agrobisnis kelas dunia yang tumbuh dan berkelanjutan.” 2.2.2 Misi
1. Menjalankan bisnis produk-produk pupuk, kimia serta portofolio di bidang kimia, agro, energi, trading , dan jasa pelayanan pabrik yang bersaing tinggi; 2. Mengoptimalkan nilai perusahaan melalui bisnis inti dan pengembangan bisnis baru yang dapat meningkatkan pendapatan dan menunjang Program Kedaulatan Pangan Nasional; 3. Mengoptimalkan utilisasi sumber daya di lingkugan sekitar maupun pasar global yang didukung oleh SDM yang berwawasan internasional dengan menerapkan teknologi terdepan;
6
4. Memberikan manfaat yang optimum bagi pemegang saham, karyawan, dan masyarakat serta peduli pada lingkungan.
2.3 Nilai dan Budaya Perusahaan
Untuk mencapai visi dan misi perusahaan, PT. Pupuk Kaltim membangun Budaya Perusahaan yang secara terus-menerus disosialisasikan kepada pegawai. Budaya Perusahaan tersebut antara lain. Untuk mencapai Visi dan Misi, Perusahaan membangun Budaya Perusahaan yaitu ACTIVE yang secara terus menerus disosialisasikan kepada pegawai. Budaya kerja
tersebut meliputi: 1. A chievement Oriented , insan Pupuk Kaltim tangguh dan profesional dalam mencapai sasaran Perusahaan dengan menegakkan nilai-nilai Profesional dan Tangguh 2. C ustomer Focus, insan Pupuk Kaltim selalu berusaha memebeirkan pelayanan terbaik dan berkomitmen pada kepuasan pelanggan dnegan menegakkan nilai-nilai Perhatian dan Komitmen
3. T eamwork , insan Pupuk Kaltim harus menjalin sinergi dan bersatu dalam bekerja dengan mengutamakan nilai-nilai Sinergi dan Bersatu 4. I ntegrity, insan Pupuk Kaltim menjunjung tinggi kejujuran dan bertanggung jawab dengan menjunjung nilai-nilai Jujur dan Tanggung Jawab 5. V isionary, insan Pupuk Kaltim selalu berpikir jauh kedepan dan siap menghadapi perubahan dinamika usaha dengan memperhatikan nilai-nilai Inovatif dan AdaPT.if 6. E nviromental Friendly, insan Pupuk Kaltim peduli terhadap lingkungan dan memberi manfaat bagi masyarakat luas untuk keberlanjutan perusaah dengan memperhatikan nilai-nilai Peduli dan Berkelanjutan. 2.4 Logo Perusahaan
Logo dari perusahaan PT. Pupuk Kaltim dapat dilihat pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 Logo PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) Makna Logo: 1.
Segi lima melambangkan Pancasila yang merupakan landasan idiil perusahaan.
7
2.
Daun dan buah melambangkan kesuburan dan kemakmuran.
3.
Lingkaran putih kecil adalah letak lokasi Bontang dekat katulistiwa.
4.
Tulisan PUPUK KALTIM melambangkan keterbukaan perusahaan memasuki era globalisasi.
5.
Warna Jingga pada kata “PUPUK” melambangkan semangat sikap kreatifitas membangun dan sikap profesional dalam mencapai kesuksesan usaha.
6.
Warna Biru pada kata “KALTIM” melambangkan keluasan wawasan Nusantara dan semangat integritas untuk membangun bersama serta kebijaksanaan dalam memanfaatkan sumber daya alam.
2.5 Profil Perusahaan
Saat ini PT. Pupuk Kaltim memiliki 6 unit pabrik, tetapi hanya 5 unit pabrik yang dioprasikan yaitu Pabrik 1A (gabungan ex. Pabrik KPA dan POPKA), Pabrik 2, Pabrik 3, Pabrik 4 dan Pabrik 5. Pabrik 1 sudah tidak beroprasi lagi setelah beroprasinya pabrik 5. Setiap pabrik terdiri dari tiga unit yaitu unit Utility, Unit Amonia dan Unit Urea. Berikut ini adalah penjelasan mengenai enam unit pabrik PT. Pupuk Kaltim tersebut: 1.
Pabrik 1 Pabrik 1 merupakan pengalihan pabrik pupuk terapung. Pabrik 1 beroperasi dan berproduksi tanggal 30 Desember 1983 untuk amonia dan produksi urea tanggal 15 April 1984. Pabrik amonia Pabrik 1 menggunakan proses Lurgi, sedangkan proses pembuatan urea menggunakan Stamicarbon (konvensional). Gambaran mengenai pabrik 1 dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Pabrik 1 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 2.
Pabrik 2 Pembangunan Pabrik 2 dilakukan oleh MW Kellog Corporation sebagai kontraktor utama bekerja sama dengan Toyo Menka Kaisha dan Kobe Steel dari Jepang. Pabrik 2 diresmikan bersamaan dengan Pabrik 1. Pabrik amonia Pabrik 2
8
menggunakan proses Kellog, sedangkan pada proses pembuatan urea menggunakan Stamicarbon. Gambaran mengenai pabrik 2 dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Pabrik 2 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 3. Pabrik 3 Produksi perdana unit amonia Pabrik 3 dilakukan pada tanggal 8 Desember 1988 dan urea diproduksi tanggal 14 Desember 1988. Pabrik ini menggunakan proses Haldor TopsØe untuk amonia dan Stamicarbon untuk urea. Gambaran mengenai pabrik 3 dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Pabrik 3 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 4. Pabrik 4 Unit urea Pabrik 4 diresmikan tanggal 3 Juli 2002 dan unit amonia diresmikan tanggal 31 mei 2004 oleh Presiden RI. Teknologi pembuatan amonia menggunakan proses Haldor TopsØe sedangkan teknologi pembuatan urea menggunakan proses Snamprogetti. Urea yang dihasilkan adalah tipe granul. Gambaran mengenai pabrik 4 dapat
dilihat
pada gambar 2.5.
9
Gambar 2.5 Pabrik 4 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 5. Pabrik 5 Pembangunan unit Pabrik-5 diresmikan pada tanggal 25 Oktober 2012 oleh Presiden RI.Masa pembangunan proyek dilakukan hingga tahun 2014.Saat ini, Pabrik-5 sudah beroperasi. Kapasitas produksi urea 1.150.000 ton/tahun dan amoniak 825.000 ton/tahun. Gambaran mengenai pabrik 5 dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Pabrik 5 PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 6. Pabrik 1A Pabrik 1A awalnya terbentuk karena gabungan dua buah pabrik yaitu gabungan dari PT. Kaltim Pasifik Amonia (PT. KPA) beserta
pabrik Proyek
OPT.imasi Pupuk Kaltim (POPKA). Setelah ditandatangani “Transfer Asset Agreement” pada tanggal 13 Maret 2014 di Kantor Pupuk Indonesia (Persero) Jakarta, PT. Pupuk Kalimantan Timur (PKT) secara resmi mengambil alih pengoperasian PT. Kaltim Pasifik Amonia (KPA) berupa pabrik amonia berkapasitas 2000 ton per hari dan fasilitas pendukungnya. Nilai aset pabrik amonia beserta fasilitas pendukungnya itu adalah USD 109 juta. Dengan pengambilalihan aset ini, maka kapasitas produksi PKT bertambah sebanyak 660 ribu ton per tahun, sehingga total kapasitas produksi amonia PKT menjadi 2,51 juta ton per tahun. Proyek Optimalisasi Pupuk Kaltim (POPKA) dibangun untuk memberikan nilai tambah bagi amonia sisa (excess ammonia) dan CO2 yang terbuang dari Pabrik 1 dan Pabrik 2. Pabrik POPKA mulai berproduksi tanggal 12 April 1999. Pabrik ini menghasilkan urea granul dengan menggunakan teknologi hydro Agri. Karena masing-masing pabrik hanya memproduksi amonia dan urea, maka untuk meningkatkan efisiensi kini digabungkanlah kedua pabrik tersebut menjadi
10
satu pabrik yaitu pabrik 1A. Sehingga untuk produksi per tahunya Pabrik 1A bisa menghasilkan 660.000 Ton amonia (dari ex. KPA) dan 570.000 Ton urea (dari ex. POPKA). Gambaran mengenai pabrik 1A dapat dilihat pada Gambar 2.7 dibawah ini.
Gambar 2.7 Pabrik 1A PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 2.6 Lokasi Perusahaan
PT. Pupuk Kalimantan Timur berlokasi di wilayah pantai Kota Bontang sekitar 121 Km sebelah utara Samarinda, Ibu kota provinsi Kalimantan Timur, Indonesia. Secara geografis terletak pada 0 10’ 46,9” LU dan 117 29’ 30,6” BT. Perusahaan ini terletak pada areal seluas 493 hektar. Di sebelah selatan lokasi pabrik (sekitar 10 km) juga berdiri PT. Badak NGL yang merupakan pabrik pengolahan gas bumi. PT. Pupuk Kalimantan Timur sendiri menyediakan perumahan dinas karyawan yang terletak sekitar 6 km sebelah barat lokasi pabrik seluas 765 Ha. Pada daerah ini juga tersedia perumahan BTN PKT dan Bukit Sekatup Damai. Adapun dasar-dasar pemilihan lokasi pabrik ini adalah sebagai berikut: 1
Dekat dengan sumber bahan baku yaitu gas alam.
2
Dekatnya lokasi dengan laut sehingga memudahkan dalam pengangkutan maupun transportasinya.
3
Berada di tengah-tengah daerah pemasaran nasional dan internasional
4
Lahan yang masih sangat luas sehingga memungkinkan untuk dilakukan perluasan Pabrik (ekspansi).
5
Pemetaan zona industri. Tujuan dari pembentukan perusahaan adalah melakukan usaha di bidang industri,
perdagangan dan jasa di bidang perpupukan, petrokimia, dan kimia lainnya serta pemanfaatan sumber daya perusahaan untuk menghasilkan barang dan jasa yang bermutu tinggi dan berdaya saing kuat untuk mendapatkan keuntungan guna meningkatkan nilai perusahaan dengan megindahkan etika bisnis.
11
2.7 Kegiatan Usaha di PT. Pupuk Kalimantan Timur
Berikut ini adalah kegiatan usaha PT. Pupuk Kaltim. 1. Industri Mengolah bahan-bahan mentah tertentu menjadi bahan-bahan pokok yang diperlukan guna pembuatan pupuk, dan bahan kimia lainnya, serta mengolah bahan pokok tersebut, menjadi berbagai jenis pupuk dan hasil kimia lainnya beserta produk-produk turunannya. 2. Perdagangan Menyelenggarakan kegiatan distribusi dan perdagangan, baik dalam maupun luar negeri yang berhubungan dengan produk-produk tersebut di atas dan produk-produk lainnya yang berhubungan dengan perpupukan, petrokimia dan kimia lainnya, serta kegiatan impor barang-barang antara lain berupa bahan baku, bahan penolong/pembantu, peralatan produksi pupuk dan bahan kimia lainnya. 3. Jasa Melaksanakan studi penelitian, pengembangan, rancang bangun dan perekayasaan, pengantongan,
konstruksi
dan
pabrikasi,
manajemen,
pengoperasian
pabrik,
pemeliharaan, konsultasi, dan jasa teknis lainnya dalam sector industri pupuk, petrokimia serta industri kimia lainnya. 2.8 Struktur Organisasi
PT. Pupuk Kalimantan Timur adalah suatu kawasan industri pupuk yang terluas karena memiliki beberapa pabrik yang terletak dalam satu kawasan / wilayah. PT. Pupuk Kalimantan Timur sendiri memiliki enam pabrik utama yaitu Pabrik 1, Pabrik 2, Pabrik 3, Pabrik 4, Pabrik 1A, dan Pabrik 5. Dengan luasnya wilayah serta adanya keenam pabrik tersebut maka bidang kerja yang tersedia menjadi luas. Pembagian bidang – bidang kerja tersebut tercermin di dalam suatu susunan organisasi perusahaan yang terstruktur. Struktur organsasi perusahaan dibentuk untuk mempersatukan dan menggalang semua aktifitas yang ada, untuk tercapainya tujuan dari perusahaan. PT. Pupuk Kalimantan Timur adalah perusahaan perseroan terbatas Badan Usaha Milik Negara (BUMN). Sistem organisasi mengikuti garis dan staf yang terdiri dari Dewan Direksi, Kepala Kompartemen, Kepala Departemen (Biro), Kepala Bagian, Kepala Seksi, Kepala Regu, hingga pelaksana. Berdasarkan Undang – Undang Republik Indonesia No 40 tahun 2007 tentang Perseroan Terbatas, organisasi perusahaan terdiri dari Rapat Umum Pemegang Saham
12
(RUPS), Dewan Komisaris, dan Direksi. Kepengurusan di PT. Pupuk Kaltim menganut sistem dua badan, yaitu Dewan Komisaris dan Direksi, yang memiliki wewenang dan tanggung jawab yang jelas sesuai dengan fungsinya masing – masing sebagaimana diamanatkan dalam Anggaran Dasar dan Peraturan Perundang – undangan. Dewan Komisaris PT. Pupuk Kaltim terdiri dari Komisaris Utama, Komisaris di Bidang Pemasaran, Komisaris di Bidang Umum dan Sumber Daya Manusia, dan Komisaris di Bidang Produksi. Sedangkan Dewan Direksi terdiri dari Direktur Utama, Direktur Keuangan, Direktur Pemasaran, Direktur Produksi, Direktur Teknik dan Pengembangan, serta Direktur SDM dan Umum. Masing – masing direktur membawahi beberapa Kompartemen yang terkait dengan bidangnya. Setiap Kompartemen dibagi menjadi departemen – departemen untuk mempermudah kinerja. Struktur organisasi perusahaan dibentuk untuk mempersatukan dan menggalang semua aktifitas yang ada, untuk mencapai tujuan. Bentuk perusahaan adalah perseroan terbatas Badan Usaha Milik Negara dengan nama PT. Pupuk Kalimantan Timur dengan sistem organisasi mengikuti garis dan staf yang terdiri dari Dewan Direksi, General Manager, Manager, Kepala Bagian, Kepala Seksi, Kepala Regu dan Pelaksana. Dewan Direksi terdiri dari seorang Direktur Utama dan empat orang Direktur yaitu Direktur Teknik dan Pengembangan, Direktur Komersil, Direktur Produksi, dan Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum. Dewan Direksi bertanggung jawab kepada Dewan Komisaris yang mewakili pemerintah sebagai pemegang saham. Direktur Utama, memimpin organisasi perusahaan dan bertanggung jawab atas kelancaran jalannya perusahaan kepada Dewan Komisaris. Berikut ini adalah tugas-tugas dari Direktur Teknik dan Pengembangan, Direktur Komersil, Direktur Produksi, dan Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum. 1)
Direktur Teknik dan Pengembangan, memimpin di bidang pengembangan dan peneltian serta rancang bangun, perekayasa dan pengadaan dan bertanggung jawab kepada Direktur Utama.
2)
Direktur Komersil, memimpin di bidang keuangan serta pemasaran produk dan bertanggung jawab kepada Direktur Utama.
3)
Direktur Produksi, bertanggung jawab atas kelancaran produksi dan bertanggung jawab kepada Direktur Utama.
4)
Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum, memimpin di bidang pengembangan sumber daya karyawan dan di bidang umum dan bertanggung jawab kepada Direktur
13
Utama. Struktur organisasi PT. Pupuk Kaltim adalah sebagai berikut : 1.
Direktur Utama
2.
Direktur SDM dan Umum a. GM SDM b. GM Umum
3.
Direktur Komersil a. GM Penjualan b. GM Administrasi Keuangan
4.
Direktur Produksi a. GM Operasi I b. GM Operasi II c. GM Teknologi d. GM Pemeliharaan e. GM Jasa Pelayanan Pabrik
5.
Direktur Teknik dan Pengembangan a. GM Teknik dan Sistem Informasi b. GM Pengadaan c. GM Investasi dan Pengembangan
Struktur organisasi PT. Pupuk Kalimantan Timur dapat dilihat pada Gambar 2.8 dibawah ini.
14
Sekretaris Perusahaan
Sekretaris Perusahaan
Kepala Kompartemen Pemasaran Wilayah 1
Direktur Komersil Kepala Kompartemen Pemasaran Wilayah 2
Kepala Kompartemen Perencanan Keuangan
Kepala Kompartemen Adm. Keuangan
Kepala Kompartemen Teknologi
Direktur Teknik & Pengembangan
Direktur Utama
Kepala Kompartemen Teknik & Pengadaan Kepala Kompartemen SDM
Direktur SDM & Umum Kepala Kompartemen Umum
Kepala Kompartemen Operasi
Kepala Kompartemen Pemeliharaan
Direktur Produksi
Kepala Kompartemen Pengendalian dan Pengawasan Pabrik Kepala Divisi dan Jasa Pabrik
Gambar 2.8 Struktur organisasi (PT. Pupuk Kaltim, 2013)
15
2.9 Produk
Pupuk Kaltim saat ini memproduksi urea, amonia, pupuk majemuk, dan pupuk organik. Dalam proses produksinya, Pupuk Kaltim didukung sarana produksi yang sangat memadai dan teknologi berstandar internasional. Guna memastikan konsistensi kualitas produk, seluruh produk pupuk telah terdaftar secara resmi di Departemen Pertanian Republik Indonesia. Untuk memperoleh sertifikasi tersebut, masing-masing produk telah melalui serangkaian uji mutu di laboratorium dan uji efektifitas di lapangan yang dilakukan oleh lembaga penguji independen yang telah ditentukan oleh pemerintah. Sehingga, produk yang dihasilkan mampu memberi manfaat maksimal bagi konsumen.
2.9.1 Spesifikasi Produk
Pada sub bab ini akan dijelaskan mengenai spesifikasi produk pupuk yang dihasilkan oleh PT. Pupuk Kaltim. 1.
Urea PT. Pupuk Kaltim memproduksi dua jenis produk pupuk urea, yaitu urea prill dan urea granul. Spesifikasi teknis kedua macam pupuk urea tersebut adalah sama hanya berbeda dalam hal ukuran butiran, di mana ukuran pupuk urea granul lebih besar dan mengandung lebih banyak anti caking. Berikut ini adalah spesifikasi produk dari PT. Pupuk Kaltim, seperti yang terlihat pada tabel 2.2. Tabel 2.2 Spesifikasi Produk (PT. Pupuk Kaltim, 2013) No. 1 2 3 4 5 6
Spesifikasi Teknis Urea Prill Urea Granul Kandungan Nitrogen 46 % (minimal) 46 % (minimal) Ukuran Butiran 1 – 3,35 mm 2 – 4,75 mm Kandungan Air 0,5 % (Maksimal) 0,5 % (Maksimal) Biuret 0,5 % (Maksimal) 0,5 % (Maksimal) Putih dengan perlakuan Putih dengan perlakuan Warna anti cacking anti cacking Kemasan
Dalam karung 50 kg atau curah
Dalam karung 50 kg atau curah
Pupuk urea yang disebut juga dengan pupuk Nitrogen (N), memiliki kandungan nitrogen 46 %. Urea dibuat dari reaksi antara amonia dengan karbon dioksida dalam suatu proses kimia menjadi urea padat dalam bentuk prill (ukuran 1 –
16
3,35 mm) atau granul (ukuran 2 – 4,75) yang keduanya diproduksi oleh PT. Pupuk Kaltim. Urea prill paling banyak digunakan untuk tanaman pangan dan industri, sedangkan urea granul lebih cocok untuk tanaman perkebunan. Urea Pupuk Kaltim dipasarkan dan dijual ke sektor domestik dengan menggunakan merk dagang Urea Daun Buah dan Urea Mandau, Seperti yang Gambar 2.9. Produk Urea Pupuk Kaltim dalam perdagangan telah sesuai standar SNI 02-2801-1998 (HS: 3102.10.00.00) (PT. Pupuk Kaltim, 2013).
Gambar 2.9 Produk urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 2. Amonia Pupuk Kaltim memiliki empat pabrik amonia yang berbahan baku gas alam dengan kapasitas terpasang mencapai total 5.600 ton per hari. Amonia produksi Pupuk Kaltim diperdagangkan dalam bentuk cair dengan kemurnian minimal 99,5 % dan campuran (impurity) berupa air maksimal 0,5 % dan minyak maksimal 10 ppm. Amonia dibuat dari bahan baku gas alam yang direaksikan dengan udara dan steam yang diproses pada suhu dan tekanan tinggi melalui beberapa katalisator di dalam pabrik. Produk amonia Pupuk Kaltim menurut World Custom Organization dikelompokkan dalam Harmonized System Code, HS: 2814.10.00.00 (PT. Pupuk Kaltim, 2013).
3.
Pupuk Majemuk Dengan keunggulan yang luar biasa, Pupuk Kaltim menawarkan produk pupuk NPK yang sangat menguntungkan dan meningkatkan kesejahteraan para petani. Sejak akhir 2002 PKT telah mengembangkan pupuk majemuk jenis NPK Pelangi, yaitu jenis
17
pupuk yang mengandung unsur hara makro Nitrogen, Phospat, dan Kalium yang sangat dibutuhkan tanaman. Pengembangannya sejalan dengan program pemerintah yang ingin memasyarakatkan penggunaan pupuk NPK karena terbukti meningkatkan produktifitas pertanian. Sebagai program sosialisasi NPK Pelangi, PKT bekerjasama dengan pihak swasta di berbagai daerah dalam melakukan demonstration plot (demplot), yaitu semacam lahan percontohan di area-area pertanian. Hasil demplot yang telah dilaksanakan menunjukkan bahwa NPK Pelangi dapat meningkatkan produktifitas pertanian hingga rata-rata 30 % per hektar. Produk NPK Pupuk Kaltim terdiri dari 4 jenis merek yakni Super, Maxi, Prima, dan Unggul seperti yang terlihat pada Gambar 2.10. Untuk produk NPK blending , PKT menggunakan merk Prima (jenis subsidi) dan Unggul (non subsidi untuk perkebunan). Sedangkan NPK fusion mengunakan Maxi (untuk perkebunan) dan Super (subsidi).
Gambar 2.10 Produk pupuk majemuk (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 4.
Pupuk Organik Kesalahan pola budidaya tanaman, khususnya dalam hal pemupukan yang tidak seimbang menyebabkan penurunan tingkat kesuburan tanah baik secara kimia, fisik, dan biologis. Hal ini membuat kemampuan tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman berkurang. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan penambahan pupuk organik yang bertujuan untuk memperbaiki kesuburan tanah. Produk pupuk organik dari Pupuk Kaltim mengandung komponen bahan C-organik dan mineral non-organik yang mengandung unsur hara makro dan mikro. Di dalam tanah, komponen organik mengeluarkan nutrisi tanaman dengan bantuan mikroba, sedangkan komponen nonorganik akan berfungsi menyimpan kelebihan nutrisi yang belum diserap oleh akar tanaman. Kelebihan nutrisi ini akan dilepaskan ketika tanaman membutuhkan. Pupuk Organik ini dijual dan dipasarkan dengan menggunakan merk dagang Zeorganik, di mana kualitasnya pun telah berstandar SNI seperti yang terlihat pada Gambar 2.11.
18
Gambar 2.11 Produk pupuk organik (PT. Pupuk Kaltim, 2013)
2.9.2 Proses Pembuatan Produk
Pada sub bab ini akan dijelaskan mengenai proses pembuatan produk pupuk yang dihasilkan oleh PT. Pupuk Kaltim. 1.
Amonia Amonia dihasilkan dengan mensintesa gas hidrogen dan nitrogen pada tekanan tinggi dengan bantuan katalis. Selain amonia juga dihasilkan CO 2 di pabrik amonia ini. Tahapan proses Amonia dapat dilihat pada Gambar 2.12, tahapan tersebut meliputi: a.
Persiapan Gas Sintesis Gas akan dipisahkan dari cairan dan padatan yang tersuspensi dalam aliran gas kemudian dialirkan ke desulfurizer untuk di bersihkan dari kandungan sulfur menggunakan katalis ZnO.
b.
Pemurnian Gas Sintesis Pemurnian bertujuan untuk memisahkan CO dan CO 2 dari campuran, yaitu melalui proses di CO2 removal dan methanator. Proses penting CO 2 Removal adalah terdiri atas CO2 absorber dan CO 2 Stipper. Kontak yangberlawanan arah antara gas proses dan larutan “Lean Benfield” yang mengandung K 2CO3 27%, DEA 3-5% dan V205 0,5% akan menyerap CO 2 dari gas proses.
c.
Sistem Refrigerasi Sistem refrigerasi bertujuan untuk mengkondensasikan ammonia di “Sintesis Loop” serta pemanfaatan kembali ammonia dari gas yang di buang dari gas sintesis. Pendinginan bertingkat berlangsung sampai dengan suhu – 33,3 ºC dan tekanan 15,8 kg/cm2. Lebih kurang 500 MTPD ammonia dingin (33,3 ºC) di kirim ke tanki ammonia storage dan 1000 MTPD ammonia panas
19
(30 ºC) di kirim ke pabrik Urea. Sedangkan gas sisa inert dan lainnya yang tidak terkondensasi dikirim ke Fuel Gas System.
Gambar 2.12 Bagan pembuatan amonia (PT. Pupuk Kalti m, 2013) 2.
Urea Pembuatan urea dilaksanakan atas reaksi perturutan yaitu pembentukan karbamat dari ammonia dan karbamat dioksida dan dilanjutkan dengan dehidrasi karbamat menjadi urea dan H2O. Prosesnya meliputi :
20
a. Persiapan b. Sintesis c. Resirkulasi d. Evaporasi dan Finishing e. Pengolahan air buangan
Bagan proses pembuatan pupuk urea di PT. Pupuk Kaltim dapat dilihat pada Gambar 2.13 dan 2.14.
Gambar 2.13 Bagan pembuatan pupuk urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013)
21
Gambar 2.14 Urutan proses pembuatan pupuk urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013)
3. NPK Sejak tahun 2005 sejalan dengan perkembangan perusahaan dan dalam rangka ikut mendukung program ketahanan pangan nasional melalui penggunaan teknologi pemupukan berimbang, PT. Pupuk Kaltim telah memproduksi pupuk majemuk dengan merk dagang NPK Pelangi. NPK Pelangi merupakan jenis pupuk majemuk yang mengandung unsur hara makro Nitrogen (N), Fosfor (P) dan Kalium (K) yang sangat dibutuhkan oleh tanaman yang telah terbukti dapat meningkatkan produktivitas pertanian. Pembuatan pupuk NPK dilakukan di dua pabrik yang berbeda, yaitu: 1. Pabrik Pupuk NPK Blending , diproduksi dengan proses Bulk Blending , dengan tampilan produk berwarna merah, putih, hitam dan keabu-abuan. Pupuk jenis ini dialokasikan untuk pupuk nonsubsidi. 2. Pabrik Pupuk NPK Compound (Fuse), diproduksi dengan proses Steam Fusion Granulation, dengan tampilan produk berwarna coklat keabu-abuan. Pupuk jenis ini dialokasikan untuk pupuk bersubsidi, tetapi tidak menutup kemungkinan dijual untuk nonsubsidi. Selain itu, PT. Pupuk Kaltim juga memproduksi pupuk organik yang resmi berproduksi pada tahun 2010 yang berlokasi di Pare-pare.
22
Bagan proses pembuatan pupuk NPK di PT. Pupuk Kaltim dapat dilihat pada Gambar 2.15.
Gambar 2.15 Bagan pembuatan NPK (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 4.
Pupuk Organik
Bagan proses pembuatan pupuk NPK di PT. Pupuk Kaltim dapat dilihat pada Gambar 2.16.
23
Gambar 2.16 Bagan pembuatan pupuk organik (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 2.9.3 Kapasitas Produksi Prabrik
Berikut ini adalah data kapasitas produksi Amonia, Urea dan NPK PT. Pupuk Kaltim. Kapasitas produksi Amonia dan Urea dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Data Kapasitas Produksi Amonia dan Urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013) Pabrik
Amonia
Urea (Ton)
Pabrik-2
595.000
570.000
Pabrik-3
330.000
570.000
Pabrik-4
330.000
570.000
Pabrik-1A (ex KPA + POPKA)
660.000
570.000
Pabrik-5
850.000
1.150.000
2.700.000
3.430.000
Total Produksi
Adapun kapasitas produksi NPK Pelangi dan Organik tersebut dapat dilihat pada tabel 2.4. Tabel 2.4 Kapasitas Produksi Pabrik NPK (PT. Pupuk Kaltim, 2013) Pabrik
Tahun Produksi
Kapasitas Produksi (Ton)
NPK Blending
2005
150.000
NPK Fuse
2009
200.000
Organik
2010
3.000
PT. Pupuk Kaltim menjalankan operasi bisnisnya dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan pupuk domestik, baik untuk sektor tanaman pangan melalui distribusi pupuk bersubsidi dengan wilayah pemasaran meliputi seluruh kawasan timur Indonesia, maupun untuk sektor tanaman perkebunan dan industri untuk produk nonsubsidi yang pemasarannya ke seluruh wilayah Indonesia serta untuk kebutuhan ekspor. Tugas ini diberikan oleh Pemerintah dan PIHC (Persero) untuk memberikan kontribusi dalam mendukung ketahanan pangan nasional. Selain Urea, NPK, Pupuk Hayati dan Pupuk Organik, Pupuk Kaltim juga menjual Amonia untuk kebutuhan industri dalam dan luar negeri.
24
2.9.4 Distribusi Produk
Guna memenuhi penugasan Pemerintah kepada PT. Pupuk Indonesia (Persero) untuk pemenuhan suplai pupuk urea dan NPK Bersubsidi di dalam negeri, Pupuk Kaltim menyiapkan stok urea dan NPK Bersubsidi yang cukup untuk kebutuhan di masing-masing wilayah distribusi, sesuai ketentuan pemerintah yang secara berkala ditetapkan melalui Surat Keputusan (SK) Menteri Pertanian RI. Skema pendistribusian pupuk urea oleh PT. Pupuk Kaltim dapat dilihat pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17 Bagan pendistribusian pupuk urea (PT. Pupuk Kaltim, 2013)
2.9.5 Area Pemasaran Produk
Guna memenuhi penugasan Pemerintah mengenai pemenuhan suplai pupuk urea, Pupuk Kaltim memprioritaskan kebutuhan dalam negeri (Urea Bersubsidi) sesuai alokasi yang diberikan oleh pemerintah. Pupuk Kaltim menyiapkan stok yang cukup untuk kebutuhan di masing-masing wilayah pemasaran, sehingga kelangkaan pupuk dapat diminimalisir.
25
Area pemasaran Pupuk Bersubsidi milik PT. Pupuk Kaltim meliputi daerah Jawa Timur, Bali, Kalimantan Timur, Kalimantan Tengah, Sulawesi Tengah, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara dan Sulawesi Utara, NTB dan NTT, Maluku, dan Irian Jaya. Area pemasaran pupuk bersubsidi dari PT. Pupuk Kalimantan Timur dapat dilihat pada Gambar 2.18.
Gambar 2.18 Area pemasaran PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) Sedangkan area pemasaran pupuk non subsidi dari PT. Pupuk Kalimantan Timur adalah mencakup seluruh wilayah Indonesia. Berikut ini adalah gambar mengenai area pemasaran pupuk bersubsidi dari PT. Pupuk Kalimantan Timur.
2.9.6 Kantor Penjualan Produk
Kantor penjualan PT. Pupuk Kaltim yang tersebar di beberapa daerah di wilayah Indonesia dapat dilihat pada Gambar 2.19 dibawah ini.
26
Gambar 2.19 Daerah kantor penjualan PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013)
Adapun letak kantor penjualan produk PT. Pupuk Kaltim adalah sebagai berikut: 1.
Surabaya, Jawa Timur Jl. Genteng Kali No.55-57 Genteng, Surabaya Telp. (031) 5341020, 5357290 / Faks. (031) 5350369, 5352529
2.
Bali Jl. Ngurah Rai (Bypass) No.242 Sanur, Bali Telp. (0361) 281849, 281959 / Faks. (0361) 288025
3. NTB Jl. Sriwijaya No.99 Mataram NTB Telp. (0370) 633051, 633009 / Faks. (0370) 632642 4. NTT Jl. Ade Irma No.21, Kupang, NTT Telp. (0380) 834299, 8080998 / Faks. (0380) 831231 5.
Kalimantan Timur Jl. Juanda No.94 Samarinda, Kaltim Telp. (0541) 7078642 / Faks. (0541) 732818
6.
Kalimantan Tengah Jl. Brigjen. H.Hasan Basri No.46A Banjarmasin, Kalsel Telp. (0511) 3307846 / Faks. (0511) 3307836
7.
Sulawesi Utara Jl. 17 Agustus No.56 Manado, Sulut Telp. (0431) 854883, 855407 / Faks. (0431) 854883
8.
Sulawesi Tengah Jl. Dr.Suharso No.87 Palu, Sulteng Telp. (0451) 456908 / Faks. (0451) 457 747
9.
Sulawesi Tenggara Jl. Malik Raya No.14 Kendari, Sultra Telp. (0401) 3125225 / Faks. (0401) 3125225
10. Sulawesi Selatan (Komp. Perkantoran PT. Pusri) Jl. Andi Pangeran Pettarani, Panakukang, Makassar, Sulsel Telp. (0411) 440128 / Faks. (0411) 452663, 421955
27
11. Maluku / Maluku Utara Jl. Jend.Sudirman Lorong 4, Pondok Permai Aster Ambon, Maluku Telp. (0911) 355453 / Faks. (0911) 312112 12. Papua / Papua Barat Jl. Kelapa Dua No.3A Entrop, Jayapura Telp. (0967) 521557 / Faks. (0967) 523914
2.10 Fasilitas Pendukung
Dalam menjalankan setiap proses bisnisnya, PT. Pupuk Kaltim memiliki beberapa fasilitas pendukung yang dapat menunjang dan meningkatkan kinerja dari PT. Pupuk Kaltim itu sendiri. Beberapa fasilitas pendukung tersebut antara lain:
2.10.1 Laboratorium
Pupuk Kaltim memiliki Laboratorium Pusat dan Laboratorium Kontrol seperti yang terlihat pada Gambar 2.20. Laboratorium tersebut dapat mengoperasikan berbagai instrumen,
di
antaranya:
Gas
Chromatography
Unit,
High
Pressure
Liquid
Chromatography Unit, Atomic AbsorPT.ion Spectrophotometer, Inductive Couple Plasma Spectrometer, Ultraviolet & Visible Spectrophotometer , dan lain-lain.
Gambar 2.20 Fasilitas laboratorium PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 2.10.2 Pelabuhan
Pupuk Kaltim juga memiliki dan mengoperasikan pelabuhan khusus di Bontang, dengan empat dermaga yang dapat melayani kapal-kapal berukuran sampai dengan 40.000 DWT. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.21. Dermaga-dermaga tersebut yaitu: a.
Dermaga I (Construction Jetty) untuk kapal sampai 6.000 DWT
b.
Dermaga II (Production Jetty) untuk Kapal sampai 40.000 DWT
28
c.
Dermaga III (Tursina Jetty) untuk kapal sampai 20.000 DWT
d.
Dermaga Quadrant Arm Loader untuk kapal sampai 40.000 DWT
Gambar 2.21 Fasilitas pelabuhan PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 2.10.3 Penyimpanan Produk (Gudang)
Untuk kelancaran produksi dan pemasaran, Pupuk Kaltim mengelola fasilitas Gudang Urea dan Tangki Amonia. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.22. Di mana gudang penyimpanan ini memiliki kapasitas sebagai berikut: a.
b.
Gudang Urea o
Urea curah: 215.000 ton
o
Urea kantong: 10.000 ton
Tangki Amonia (Ammonia Storage Tanks) dengan kapasitas 2 x 26.000 MT.
Selain itu, untuk mendukung distribusi produk di wilayah-wilayah pemasaran, Perusahaan menyewa gudang dengan kapasitas total sekitar 520.000 MT urea.
Gambar 2.22 Fasilitas gudang PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013) 2.10.4 Jasa Pelayanan Pabrik
Jasa Pelayanan Pabrik awalnya didirikan oleh PT. Kalimantan timur dengan nama Industri Pelayanan Pabrik yang bertujuan agar perusahaan tidak terlalu bergantung pada
29
pihak lua dalam hal pengadaan peralatan pabrik. Dengan membuat suku cadang dan komponen mesin pabrik sendiri, biaya dapat diminimalkan dan tentunya kualitas dapat ditingkatkan, sehingga operasional pabrik dapat lebih efisien. JPP dilengkapi dengan unit produksi permesinan dengan mesin CNC, unit produksi foundary dan pengecoran vakum, unit fabrikasi dan laboratorium metalurgi dan metrologi. Dengan di desain lengkap, peralatan yang presisi dan teknologi terkini yang terkomputerisasi, kapasitas produksi JPP dapat melebihi kebutuhan komponen dan suku cadang yang sesungguhnya untuk pabrik-pabrik yang dimiliki PT. Pupuk Kalimantan Timur
Gambar 2.23 Fasilitas jasa pelayanan pabrik PT. Pupuk Kaltim (PT. Pupuk Kaltim, 2013)
30
BAB III DASAR TEORI
3.1 Pengertian Umum Turbin
Turbin adalah suatu jenis mesin yang mengkonversi energi potensial dari fluida menjadi energi kinetik berupa putaran poros turbin. Putaran dari poros turbin ini nantinya akan digunakan untuk memutar mesin – mesin lainnya seperti generator, kompresor, ataupun pompa. Dalam turbin terdapat 2 komponen utama yaitu stator dan rotor. Stator merupakan bagian dari turbin yang diam dan terdapat nozzle – nozzle. Sementara rotor merupakan bagian yang berputar dan terdapat sudu – sudu (blade). Secara garis besar, proses terjadinya putaran turbin diakibatkan karena fluida bertekanan dengan besar mass flow rate tertentu masuk kedalam turbin akan menabrak sudu – sudu turbin. Gaya tersebut kemudian diubah oleh sudu – sudu turbin menjadi energi gerak. Sudu turbin ( blade) sebagai rotor dibuat bertingkat (multistage), bertujuan supaya penyerapan energi potensial fluida optimal. Kemudian, rotor yang berputar ini dikopel dengan poros dari beban yang akan digerakkan sehingga saat rotor berputar maka beban yang digerakkan turbin juga akan ikut berputar. 3.2 . Turbin Uap ( Steam turbine) 3.2.1 Bagian Turbin Uap
Turbin uap merupakan suatu mesin yang mengkonversikan energi potensial dari fluida yang berupa uap bertekanan tinggi menjadi energi kinetik yaitu berupa putaran poros turbin. Putaran poros turbin dihubungkan dengan beban yang akan digerakkan oleh turbin melalui clutch,gearbox,direct coupling . Pada dasarnya bagian utama turbin uap terdiri atas stator dan rotor. Stator merupakan bagian yang tidak bergerak dan terdapat nozzle – nozzle dan dua bagian lainnya yaitu casing dan sudu diam ( fixed blade). Untuk tempat kedudukan dari sudu – sudu diam yang pendek dipasang diafragma. Sementara itu pada bagian rotor terdapat sudu – sudu (blade) penggerak turbin.
31
Nozzle yang terdapat pada stator merupakan sudu diam dan rotor dengan sudu – sudu disebut sudu gerak. Sudu diam dan sudu gerak yang bersebrangan membentuk satu tingkat turbin. Dengan demikian , turbin yang memiliki beberapa tingkat disebut dengan multi stage turbin. Casing adalah suatu wadah yang menyerupai sebuah tabung di mana rotor ditempatkan. Casing merupakan rumah bagi seluruh internal part turbin dan berfungsi sebagai sungkup yang memungkinkan uap melewati sudu – sudu turbin. Selain itu turbin merupakan tempat sudu diam diletakkan. Untuk poros dapat berupa silinder panjang yang solid atau berongga (hollow). Pada umumnya poros turbin terbuat dari silinder yang padat karena kekuatan yang lebih tinggi. Pada kebanyakan turbin, pada bagian dekat dengan ujung poros sisi bertekanan tinggi dibuat collar untuk thrust bearing . Sepanjang poros dibuat alur – alur melingkar yang biasa disebut akar (root ) untuk tempat dudukan dan sudu – sudu gerak. Sudu gerak adalah sudu – sudu yang dipasang di sekeliling rotor sehingga menyerupai sebuah piringan. Susunan sudu – sudu dibuat bertingkat sesuai dengan daya yang akan dihasilkan. Diameter dari piringan piringa sudu bervariasi tergantung posisi tingkatnya masing – masing. Pada stage awal turbin biasanya diameter dari piringan sudu – sudu besar. Material yang digunakan adalah material yang tahan panas dan tidak mudah terkorosi. Pada ujung – ujung rotor terdapat bantalan (bearing ) yang digunakan sebagai penyangga rotor sehingga rotor dapat tetap lurus di dalam casing dan dapat berputar dengan bebas / lancar. Selain itu penggunaan bantalan bertujuan untuk mengurangi gesekan mekanis. Sebagai komponen yang berputar, poros memililki kecenderungan untuk bergerak baik ke arah radial maupun aksial. Dalam hal ini ada dua jenis bantalan yang digunakan yaitu bantalan jurnal ( journal bearing ) dan bantalan aksial (thrust bearing ). Bantalan aksial adalah bantalan yang digunakan untuk menahan pergerakan yang sejajar dengan sumbu poros sementara bantalan jurnal digunakan untuk menahan beban yang arahnya tegak lurus dengan sumbu poros (Fritz, 2005 [1990]). 3.2.2 Prinsip Kerja Turbin Uap
Dalam menghasilkan energi mekanis, turbin uap dibantu dengan mesin – mesin lainnya seperti boiler , kondenser, dan pompa. Pada awalnya boiler menghasilkan uap air dari air dengan menggunakan bahan bakar batubara yang kemudian uap tersebut dikirim
32
menuju turbin. Di dalam turbin Uap panas ( superheated steam) yang dihasilkan dari boiler dimanfaatkan menjadi fluida penggerak turbin uap. Uap dari boiler dialirkan melalui inlet valve menuju turbin. Uap yang masuk kedalam turbin ini kemudian menuju ke nozzle yang diletakkan pada stator di depan sudu – sudu rotor. Nozzle – nozzle tersebut diposisikan sedemikian rupa sehingga memungkinkan terjadi proses ekspansi. Akibat dari proses ekspansi terjadi penurunan tekanan yang diikuti dengan penurunan temperatur. Implikasi dari turunnya tekanan dan temperatur maka kecepatan aliran uap akan naik setelah melewati stator . Energi kecepatan aliran uap yang mengalir akan menabrak sudu penggerak dan memberikan energi mekanis pada rotor untuk berputar. Aliran uap yang telah menabrak rotor kemudia mengalir kembali ke stator untuk diturunkan tekanan dan temperaturnya. Proses ini dilakukan berulang sebanyak jumlah stage yang terdapat pada turbin hingga pada akhirnya kondisi tekanan uap rendah dan dikeluarkan dari turbin menuju kondenser. Pada kondenser uap basah diubah kembali menjadi fase cair lalu dikirim kembali menuju boiler untuk dipanaskan dengan menggunakan pompa. Rangkaian proses tersebut dapat dilihat pada gambar 3.1 (Fritz, 2005 [1990]).
Gambar 3. 1 Skema sederhana Rankine(Cengel, 2006)
3.2.3 Jenis – Jenis Turbin Uap
Turbin memiliki berbagai jenis dan bentuk. Oleh karena itu turbin dapat digolongkan tergantung dari pemakaian atau bahkan bentuknya. Berikut ini adalah beberapa penggolongan jenis turbin uap :
33
a. Berdasarkan Aplikasi Penggunaannya :
Generator Turbin Turbin
uap
digunakan
sebagai
penggerak
generator
untuk
membangkitkan listrik.
Mechanical Turbin Turbin uap digunakan sebagai penggerak mesin penghasil gaya mekanis seperti kompresor, pompa, dan blower.
Marine Turbin Turbin uap digunakan sebagai tenaga penggerak kapal.
b. Berdasarkan Arah Aliran Uap
Turbin Uap Aksial Arah aliran uap yang masuk ke dalam turbin sejajar dengan sumbu turbin.
Turbin Uap Radial Arah aliran uap yang masuk kedalam turbin tegak lurus dengan sumbu turbin.
c. Berdasarkan Pemanfaatan Operasi Uap
Back Pressure Turbin Turbin jenis ini memiliki uap pada kondisi exhaust lebih besar dari tekanan atmosfer (1 atm). Biasanya uap tersebut masih digunakan untuk proses dengan kebutuhan tekanan rendah. Keuntungan dari turbin tipe back pressure adalah efisiensi totalnya tinggi karena tidak terdapat pembuangan panas melalui kondensor. Namun ukuran turbin jenis ini relatif lebih besar bila dibandingkan dengan jenis lain untuk menghasilkan energi yang sama.
34
Gambar 3. 2 Back pressure turbin
Condensing Turbin Turbin jenis ini memiliki uap pada kondisi exhaust lebih kecil dari tekanan atmosfer (1 atm), bahkan bisa sampai kea daan vakum.
Gambar 3. 3 Condensing turbin
Extraction Turbin Pada extraction turbin sebagian uap yang digunakan sebagai penggerak
turbin
akan
diekstraksikan
menuju
sistem
lain
yang
membutuhkan uap panas dalam prosesnya. Extraction turbin dapat dipadukan dengan turbin jenis lainnya baik back presseure turbin maupun condensing turbin
35
Gambar 3. 4 Turbin ekstraksi
Admission Condensing Turbin Merupakan jenis turbin uap dengan 2 inlet stream dengan prinsip kerja hampir sama dengan extraction condensing turbine. Yang membedakan adalah jika pada extraction condensing turbin sebagian uap diekstraksikan dari dalam turbin, pada admission condensing turbine. Uap admission dari luar ditambahkan ke dalam turbin untuk menambah daya
Gambar 3. 5 Turbin admisi
Extraction Admission Turbin
36
Turbin jenis ini merupakan turbin paduan dengan tambahan proses ekstraksi dan admisi. Jadi dari turbin tersebut ada uap yang dikeluarkan dan mendapat tambahan uap pada stage tertentu. Seperti halnya dengan Extraction Turbin, Mixing Turbin juga dapat dikombinasikan dengan turbin jenis lain seperti back presseure turbin dan condensing turbin d. Berdasarkan Prinsip Kerja
Turbin Impuls Prinsip kerja dari turbin impuls adalah terjadinya perubahan tekanan dan entalpi pada stator sementara pada rotor terjadi perubahan kecepatan mutlak. Turbin impuls memiliki bentuk rotor yang simetris. Perubahan entalpi dan kecepatan terjadi pada nozzle sehingga dihasilkan pancaran uap berkecepatan tinggi pada saat meninggalkan nozzle. Energi kinetik yang dihasilkan tersebut kemudian dimanfaatkan oleh rotor untuk memutar poros untuk menghasilkan usaha. Karena perubahan tekanan dan kecepatan tidak pada bagian yang sama maka daya yang dibangkitkan tidak merata pada tiap stage dan mengakibatkan efisiensinya menjadi rendah, namun turbin impuls sangat cocok dioperasikan pada tekanan tinggi. Terdapat beberapa jenis turbin impuls yaitu : a.
Turbin impuls bertingkat tunggal Di dalam turbin sederhana, uap di ekspansikan ke dalam satu
nozzle yang tidak berputar sehingga kecepatan uapnya naik. Setelah itu uap mengalir ke dalam baris sudu (blade) gerak dengan konstan sedangkan kecepatan absolutnya turun karena energi kinetiknya diubah menjadi energi mekanik untuk memutar rotor. Namun energi kinetik uap yang diubah untuk menggerakkan rotor tidak begitu besar, terlihat dari uap yang keluar dari turbin masih berkecepatan tinggi, oleh karena itu hal tersebut merupakan kerugian energi b.
Turbin aksi kecepatan bertingkat Penggunaan turbin bertingkat ganda dimaksudkan agar proses
perubahan energi kinetik fluida menjadi energi mekanik rotor berlangsung
37
efisien. Dalam hal tersebut uapnya diekspansi di dalam nozzle untuk menghasilkan tekanan yang konstan. Turbin tersebut masih tergolong turbin aksi karena di dalam baris sudu gerak tidak terjadi ekspansi. Meskipun tekanan uapnya di dalam sudu geraknya konstan namun kecepatan absolutnya mengalami penuruan. Hal ini terjadi karena sebagian dari energi kinetik uap diubah menjadi energi mekanik untuk menggerakkan rotor. Kemudian untuk kecepatan uap di dalam baris sudu tetap berikutnya tidak mengalami kenaikan c.
Turbin aksi tekanan bertingkat Di dalam turbin tekanan bertingkat, tekanan uapnya turun secara
bertahap di dalam baris sudu tetapnya saja. Baris sudu tetap sebagai nozzle, jadi di sini kecepatan uap naik karena tekanan turun. Dengan mengekspansikan uap secara bertahap maka turbin akan bekerja dengan kecepatan absolut yang tidak terlampau besar, sehingga kerugian gesekannya berkurang
Turbin Reaksi Prinsip kerja dari turbin reaksi adalah terjadinya perubahan kecepatan dan tekanan terjadi pada stator dan rotor sekaligus. Pada turbin reaksi bentuk stator dan rotor sama hanya berbeda arah. Karena terjadi penurun tekanan dan kecepatan pada stator maupun rotor, maka daya yang dibangkitkan oleh turbin reaksi lebih merata pada tiap stage dan memiliki efisiensi yang tinggi. Namun turbin reaksi lebih cocok beroperasi pada tekanan rendah dan membutuhkan jumlah stage yang lebih banyak.
Untuk mendapatkan efisiensi yang jauh lebih baik dan daya yang lebih besar, maka kedua jenis turbin di atas digabungkan, dengan turbin impuls diposisikan di bagian inlet dengan tekanan masuk uap yang tinggi dan setelah tekanan mengalami penurunan yang signifikan baru digunakan turbin reaksi agar penyerapan daya menjadi lebih optimal (Fritz, 2005 [1990]).
38
Gambar 3. 6 Perbandingan turbin impuls dan turbin reaksi (Fritz, 2005 [1990]).
3.2.4 Siklus Rankine
Siklus Rankine adalah siklus yang menunjukkan konversi panas menjadi kerja. Panas disuplai secara dari luar ke siklus tertutup, yang biasanya menggunakan fluida uap air. Turbin uap adalah salah satu mesin yang menggunakan
Siklus
Rankine
dalam
mengkonversi energi panas dari uap superheated menjadi energi mekanis.
Gambar 3. 7 Siklus Rankine sederhana (Cengel,2006) 39
Keterangan Siklus rankine sederhana, sesuai dengan Gambar 4.3:
Proses 1-2 : Kerja masuk (Win yaitu W pompa ) , kerja aktif isentropis pompa untuk memompa fluida kerja cair untuk diumpankan kembali masuk ke boiler . Kerja pompa menyebabkan tekanan fluida kerja meningkat sehingga pada saat masuk ke boiler tekanan fluida kerja tinggi.
Proses 2-3 : Panas masuk (Qin), panas masuk digunakan untuk mendidihkan fluida kerja cair bertekanan tinggi agar berubah fasa menjadi uap jenuh kering ( steam) pada boiler dengan menggunakan sumber tenaga panas eksternal (dari bahan bakar) yang terjadi secara isobarik.
Proses 3-4 : Kerja keluar (Wout yaitu Wturbin ), energi panas dari uap jenuh kering dikonversi menjadi energi gerak mekanis pada turbin uap pada proses ekspansi isentropis di dalam turbin uap. Akibat proses ekspansi temperatur dan tekanan fluida turun, dan terjadi kondensasi sehingga uap jenuh kering berubah menjadi uap basah.
Proses 4-1 : Panas keluar (Qout), energi panas dilepaskan dengan proses pendinginan pada tekanan tetap yang terjadi di dalam sebuah kondenser, sehingga uap basah kembali berubah fasa menjadi fluida cair jenuh. Pada Siklus Rankine ideal, pompa dan turbin bekerja secara isentropis (tidak ada perubahan entropi), sehingga memaksimalkan kerja output yang ditunjukkan oleh garis vertikal pada T-s Siklus Rankine ideal.
3.2.5 Penyimpangan dari Siklus Ideal
Pada kenyataannya, siklus dari sistem turbin uap menyimpang dari kondisi idealnya. Hal tersebut disebabkan oleh proses ekspansi pada turbin yang tidak pernah terjadi secara isentropis, sebab dalam turbin pasti selalu terdapat rugi – rugi energi.
40
Gambar 3. 8 Siklus Rankine aktual (Cengel, 2006) Dari grafik T-s proses ekspansi pada Gambar 3.8 diatas, pada turbin uap selisih dari h1 – h2 lebih kecil dibandingkan dengan h 1 – h2s. Hal ini menanfakan bahwa dengan selisih entalpi yang lebih kecil maka kerja yang dihasilkan oleh turbin uap akan semakin kecil, dan tentu saja efisiensi dari turbin juga akan turun. Secara matematis dapat dijelaskan sebagai berikut : Asumsi : ΔPE = 0 , ΔKE = 0 , Q = 0 Kerja Turbin Aktual :
Kesetimbangan Entropi :
Dimana, Wcv
= kerja turbin aktual
ṁ
= mass flow rate
h
= entalpi
s
= entropi
(titik 2 harus di sebelah kanan 2s)
Kerja maksimum terjadi bila proses terjadi secara isentropik, yaitu kerja isentropik :
3.3 Rugi – Rugi pada Turbin Uap
Dalam keadaan nyata akan terdapat rugi rugi dalam suatu sistem atau dalam contoh ini adalah turbin. Rugi – rugi tersebut akan menurunkan kerja turbin dari nilai optimum yang telah dirancang sebelumnya. Rugi – rugi yang dapat dialami oleh turbin adalah : a. Kerugian pada Sudu / Blade
41
Kerja dari sudu dapat terganggu dikarenakan oleh endapan karbon yang menempel pada sudu. Hal tersebut akan mengakibatkan gesekan antara aliran uap dengan dinding suhu sehingga gaya yang dihasilkan akan menurun. Sudu juga dapat mengalami erosi apabila steam yang masuk merupakan uap basah b. Kerugian pada perapat poros / Labyrinth Seal Kerugin karena perapat poros pada gland packing menerima panas yang berlebih dan terkikis dalam jangka waktu yang lama. Pada akhirnya dapat menyebabkan perapat poros mengalamu keruskan dan terjadi kebocoran aliran uap c. Kerugian pada Nozzle Kerugian energi pada nozzle disebabkan karena adanya tahanan gesek pada dinding nozzle. Gesekan terjadi akibat viskositas partikel uap itu sendiri dan turbulensi. Pada saat uap masuk dengan kecepatan tinggi terjadilah gesekan antara uap dengan permukaan nozzle sehingga energi kinetik uap berubah menjadi energi panas. Kerugian ini tergantung dari ukuran, kontur, dan bentuk nozzle, serta kecepatan aliran. d. Kerugian pada Pipa Kerugian internal dari steam itu sendiri dapat terjadi sebelum steam masuk ke dalam turbin. Dalam perjalanan steam dari boiler ataupun sistem lainnya menuju turbin dapat terjadi losses. Gesekan yang terjadi di dalam pipa menjadi salah kerugian dalam aliran steam menuju turbin. Selain itu losses dapat terjadi pada valve yang terdapat di sepanjang pipa menuju turbin.selain itu perpindahan kalor yang terjadi di antara permukaan pipa juga dapat menambah kerugian dari aliran steam e. Kerugian Mekanis Pada setiap rotating equipment kerugian akibat gesekan tidak dapat dihindari. Kerugian mekanis biasanya terjadi pada bantalan. Bantalan yang mengalami keausan akan menyebabkan gaya gesek pada rotor sehingga putaran rotor akan menurun dan menimbulkan panas pada rotor. Selain keausan sistem pelumasan pada bantalan mempengaruhi kerugian yang
42
terjadi. Jika sistem pelumasan tidak berjalan dengan baik maka bantalan akan rentan mengalami keausan.
3.4 Peningkatan Performance pada Turbin Uap
Salah satu parameter utama dalam mengetahui performance dari suatu turbin adalah dengan melihat efisiensi kerjanya. Selain itu untuk lebih spesifiknya kita dapat melihat selisih entalpi selama berada di dalam proses pada turbin uap. Untuk memperbesar selisih entalpi ada beberapa alternatif yang dapat dilakukan, yaitu : a. Meningkatkan Tekanan Boiler Dengan meningkatkan tekanan
boiler ini kita dapat memperoleh
temperatur uap yang lebih tinggi, sehingga entalpi yang dibawa masuk oleh uap ke dalam turbin juga akan bertambah besar dan selisih entalpi yang diperoleh juga semakin besar.
Gambar 3. 9 Pengaruh kenaikan tekanan pada boiler (Moran J. Saphiro) b. Menurunkan Tekanan Kondenser Dengan menurunkan tekanan keluaran dari turbin maka temperatur uap juga akan semakin turun dan dengan demikian selisih entalpi akan bertambah besar pula.
43
Gambar 3. 10 Pengaruh kenaikan tekanan pada kondensor (Moran J. Saphiro) Dengan menggunakan superheater, entalpi yang masuk akan bertambah besar tanpa harus meningkatkan tekanan pada boiler , karena superheater bekerja secara isobarik yaitu dengan meningkatkan temperatur pembakaran pada boiler . c. Menggunakan Pemanas Ulang ( Reheater ) Reheater biasanya digunakan pada turbin yang terdiri dari beberapa tingkat, uap keluaran turbin tekanan tinggi dipanaskan kembali pada pemanas ulang boiler sehingga temperature uap menjadi lebih tinggi. Prinsip kerja reheater serupa dengan superheater, namun pada reheater tekanan operasi pada boiler lebih rendah daripada superheater.
G
Gambar 3. 11 Diagram reheater(Moran J. Saphiro)
d. Menggunakan Siklus Regenerasi Pada siklus regenerasi temperature uap keluaran dari turbin digunakan sebagai pemanas awal air yang akan dipanaskan oleh boiler sehingga energi yang
44
dibutuhkan oleh boiler untuk memanaskan mencapai suhu yang sama akan lebih kecil. 3.5 Kogenerasi (Cogeneration )
Sistem kogenerasi adalah sistem pembangkitan suatu energi dengan energi lainnya secara serentak yang nantinya energi tersebut digunakan untuk lebih dari satu sistem yang terintegrasi. Sistem kogenerasi terdiri atas beberapa mesin – mesin seperti boil er, mesin penggerak (turbin), generator/pompa/kompressor, kondenser, sistem lain yang membutuhkan panas. Sebagai contoh, pertama – tama boil er menghasilkan steam dengan kondisi superheated yang menjadi tenaga penggerak bagi turbin. Pada stage tertentu di dalam turbin sebagian steam yang masih mengandung panas yang cukup tinggi diekstraksikan menuju sistem lain yang membutuhkan panas untuk pengolahan prosesnya, sementara sisanya tetap digunakan sebagai tenaga yang memutar poros turbin untuk menghasilkan daya yang dihubungkan dengan beban, baik berupa generator, pompa, ataupun kompresor. Steam yang keluar dari turbin kemudian diarahkan menuju kondenser untuk dikondensasikan ataupun digunakan sebagai pendingin sistem lainnya (Suwasono, 2013). Keuntungan dari sistem kogenerasi adalah sebagai berikut :
Meningkatkan efisiensi konversi energi dan penggunaannya
Emisi gas buang sistem kogenerasi lebih rendah sehingga lebih ramah lingkungan
Penghematan biaya produksi karena energi yang digunakan maksimal
Meningkatkan fleksibilitas pada sistem penggunaan energi untuk produksi.
Turbin uap adalah alat penggerak yang multi guna dan mesin dengan penerapan panas dan daya (CHP/Combined Heat & Power ). Karena penggunaannya yang sangat luas maka turbin uap banyak digunakan dalam industri. Telah banyak juga berbagai cara digunakan untuk meningkatkan daya yang dihasilkan oleh turbin uap dan efisiensinya, salah satunya adalah dengan menggunakan sistem kogenerasi. Steam yang digunakan pada sistem kogenerasi tidak hanya oleh turbin uap, melainkan juga oleh sistem lain yang membutuhkan panas. Oleh karena itu pemanfaatan uap menjadi lebih optimal. Untuk
45
meningkatkan efisiensi dari turbin uap dengan sistem kogenerasi ada beberapa hal harus diperhatikan :
Vakum Kondenser Vakum kondenser atau tekanan balik merupakan faktor yang sangat penting karena adanya perbedaan kecil dari nilai optimum cukup dapat menghasilkan perubahan yang cukup berarti pada efisiensi. Alasan mengapa vakum kondenser dapat berpengaruh terhadap nilai optimum adalah suhu air pendingin berbeda dari nilai rancangan dikarenakan suhu air pendingin secara signifikan dipengaruhi oleh kondisi cuaca seperti suhu dan kelembaban. Jika suhu air pendingin naik maka akan menurunkan vakum kondenser dan menurunkan efisiensi dari turbin. Selain itu pula dapat disebabkan oleh kebocoran pipa yang menuju kondenser, ataupun pipa – pipa yang kotor yang mengakibatkan rugi – rugi pada aliran fluida.
Tekanan dan Temperatur Uap Pengaruh dari variasi tekanan dan temperatur yang terhadap nilai optimum juga sangat besar karena tekanan dan temperatur akan mempengaruhi Siklus Rankine dari turbin itu sendiri, yang digunakan dalam menentukan efisiensi turbin tersebut. Faktor yang mempengaruhi kondisi tekanan dan temperatur uap adalah heat loss yang terjadi selama uap dipindahkan dari boiler menuju turbin.
Beban Operasi Kondisi beban operasional dari turbin juga menentukan besaran output yang akan dihasilkan oleh turbin tersebut. Kondisi beban ini ditentukan oleh kapasitas produksi yang hendak dicapai oleh pabrik tersebut. Selain itu pula beban operasi ini akan mempengaruhi hal – hal yang telah disebutkan di atas.
3.6 Hukum yang Digunakan dalam Perhitungan 3.6.1 Hukum Termodinamika
Turbin uap adalah salah satu jenis mesin yang di dalamnya terjadi proses konversi energi. Dalam perhitungan yang akan dilakukan, digunakan analisa secara termodinamika. Siklus turbin uap ideal menggunakan Siklus Rankine digunakan sebagai acuan dalam analisa unjuk kerja turbin uap, baik secara keseluruhan maupun ditinjau satu persatu komponennya. Parameter yang paling sering digunakan dalam
46
mengukur unjuk kerja turbin adalah dengan menghitung efisiensi dari turbin tersebut karena efisiensi membandingkan daya sesungguhnya yang dihasilkan oleh turbin dengan daya ideal dari turbin tersebut. Dengan kata lain semakin besar efisiensi dari turbin uap maka semakin baik turbin tersebut karena daya output dari turbin semakin mendekati daya ideal yang mampu dihasilkan oleh turbin tersebut. Pada siklus ideal turbin uap berlaku asumsi sebagai berikut.
Fluida kerja dianggap sebagai uap air ideal dengan kalor spesifik yang konstan.
Laju aliran massa (mass flow rate) uap air adalah konstan sepanjang siklus berlangsung dan tidak berubah komposisi dan sifat kimianya.
Proses berlangsung secara adiabatis ( tidak ada perpindahan panas yang terjadi pada sistem), selisih energi potensial fluida yang masuk dengan yang keluar turbin dapat diabaikan karena hanya memiliki perbedaan yang sangat kecil.
Tidak ada kerugian tekanan (kebocoran) yang terjadi pada turbin.
Proses ekspansi pada nozzle dan sudu – sudu turbin dianggap isentropis
Tidak terdapat rugi – rugi panas pada turbin. Semua energi panas uap dikonversikan menjadi energi gerak.
Selain analisa di atas, ada beberapa teori lain yang dipergunakan dalam analisa turbin uap. Teori tersebut adalah : a. Hukum Lavoisier (Hukum Kekekalan Massa) Hukum ini menjelaskan tentang kekelasan massa, yang berarti bahwa jumlah massa yang masuk sama dengan jumlah massa yang keluar dari suatu sistem, baik itu fase gas maupun fase cair.
Karena ṁlosses sangat kecil, maka dapat diabaikan sehingga persamaan di atas menjadi
b. Hukum Kekekalan Energi
47
Hukum ini menyatakan bahwa jumlah energi yang ada pada suatu sistem akan selalu tetap. Energi yang dibawa oleh steam jumlahnya akan sama dengan energi yang dikonversikan oleh turbin uap menjadi energi mekanis atau dengan kata lain tidak terjadi kerugian dalam proses konversi energi.
Dalam menentukan energi, properti yang digunakan adalah entapi jenis (h). Entalpi merupakan energi panas yang dikandung dari suatu material pada suhu dan tekanan tertentu. Entalpi menjadi dasar perhitungan
jumlah energi yang diukur baik yang masuk maupun yang keluar yang kemudian dapat diketahui kerja dari turbin tersebut. Penentuan harga entalpi ditentukan dengan menggunakan tabel saturated water dan superheated water. Dapat dilihat pada Lampiran 1, Lampiran 2 dan Lampiran 3.
Dimana: h = Entalpi
p = Tekanan
u = Internal Energy
v = Volume
c. Daya Turbin Pada turbin uap, daya merupakan perkalian antara laju aliran massa (ṁ) dan selisih entalpi (Δh). Untuk turbin multistage, daya output merupakan hasil penjumlahan dari masing – masing komponen yang menghasilkan daya. Daya aktual merupakan kondisi entalpi aktual dari proses yang terjadi di dalam turbin sementara da ya ideal berdasarkan entalpi isentropis dari proses yang terjadi di dalam turbin uap. Pada proses ekspansi di dalam turbin steam akan berekspansi secara adiabatis sehingga tercipta kondisi isentropis yang berarti tidak terjadi perubahan entropi. Namun pada kenyataan terjadi losses pada proses ekspansi sehingga nilai entropi dan entalpi akan berbeda. Oleh karena itu terdapat dua jenis daya output turbin.
48
Dimana: Wa = Daya aktual
ha = entalpi aktual
Wi = Daya Isentropis hs = entalpi isentropis
d. Efisiensi Turbin Efisiensi turbin uap merupakan perbandingan dari daya aktual turbin dan daya ideal yang dapat dicapai oleh turbin.
3.6.2 Hukum Mekanika Fluida (Persamaan Kontinuitas Mekanika Fluida)
Persamaan Kontinuitas ini memegang peranan penting pada aliran uap di dalam turbin uap yakni sebagai fluida pemutar rotor turbin. Uap yang dihasilkan oleh boiler diarahkan ke dalam turbin melalui pipa – pipa. Saat di dalam turbin uap , uap tersebut diarahkan menuju sudu – sudu melalui nozzle. Pada nozzle inilah tekanan yang dikandung oleh uap dimaksimalkan menjadi kecepatan agar dapat memutar rotor turbin. Persamaan kontinuitas uap pada turbin adalah
Di mana : ṁ = Laju aliran massa v = Volume jenis uap A = Luas penampang yang dilalui uap c = Kecepatan keluaran uap ρ
= Massa jenis uap
Yang perlu diketahui adalah dalam proses pengaliran uap ini tidak seluruh permukaan sudu dialiri uap, akan tetapi hanya sebagian saja yang terkena oleh uap. Sesuai dengan persamaan di atas nilai luas penampang tempuh dari uap
harus
disesuaikan agar mendapatkan kecepatan poros yang sesuai dengan kebutuhan.
49
BAB IV TUGAS KHUSUS
Turbin uap P2-TS-102 merupakan mesin konversi energi yang digunakan sebagai alat penggerak kompresor CO2 P2-K-102, digunakan untuk mengkompresi CO 2 yang akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea. Kinerja turbin uap itu sendiri tidak lepas dari konsumsi uap yang masuk ke dalam turbin. Berdasarkan data – data di lapangan, terdapat perbedaan efisiensi isentropis dan efisiensi yang dilakukan melalui perhitungan grafik yang disediakan oleh manufacturer antara desain dan aktual. Efisiensi-efisiensi ini dirujuk sebagai indikator performance turbin uap P2-TS-102
4.1 Turbin Uap P2-TS-102
Pada Unit Urea Pabrik 1A, Turbin uap P2-TS-102 digunakan untuk menggerakkan kompresor CO2 P2-K-102 yang berfungsi untuk memampatkan fluida gas CO 2 yang akan digunakan untuk proses pembentukan karbanat. Di Unit Urea Pabrik 1A digunakan turbin uap sebagai penggerak kompresor dengan merk Mitsubishi dengan jenis Extraction Mixing Condensing Turbin. Turbin jenis ini merupakan gabungan dari dua jenis turbin yaitu Extraction turbin dan Mixing(Admission) turbin. Turbin ini juga termasuk dalam jenis multistage steam turbine dengan komposisi turbin impuls di bagian depan dan turbin reaksi di belakang yang terdiri atas 7 stage. Dalam desain turbin ini menggunakan fluida kerja uap air ( steam) dengan tekanan bagian high pressure di sisi inlet 81.5 kg/cm 2A dan temperatur uap air 480 oC yang mengerakkan sudu – sudu turbin setiap stage. Bagian intermediate stage, turbin mengekstraksikan uap air dengan tekanan 22.03 kg/cm 2A dan temperatur 321 oC untuk digunakan proses lain. Pada bagian ini disebut extraction. Pada stage akhir,terdapat penambahan steam dengan tekanan 4.03 kg/cm 2A dan steam keluar menuju kondenser untuk didinginkan dan mengubah fase steam menjadi air dengan tekanan 0.13 kg/cm2 absolute yang disebut dengan exhaust.
4.1.1 Model Code
Gambar 4. 1 Contoh Model Code (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.)
Model turbin P2-TS-102 = 5EMXH-7
5 : Ukuran model E : Extraction Condensing Turbin MX : Mixing Condensing Turbin H : High pressure type 7 : Jumlah stage = 7 Sedangkan model kompresor P2-K-102 adalah sebagai berikut : Model casing LPC : 3V-7B
Model casing HPC : 5H-6C
3 : diameter impeller 300 mm
5 : d impeller 500 mm
7 : jumlah impeller
6 : jumlah impeller
V : casing split vertical
H : casing split horizontal
B : back to back
C : recycle
Untuk memberikan gambaran mengenai steam turbine P2-TS-102, dapat dilihat pada Gambar 4.2 dan dibawah ini.
51
Gambar 4. 2 Extraction Admission Condensing Turbin 2-D
4.1.2 Cara Kerja Turbin Uap 1-TS-102
Pada prinsipnya, steam turbinee adalah suatu mesin di mana steam atau tenaga termis diubah menjadi tenaga kinetis di nozzle, selanjutnya diubah menjadi tenaga dinamis/gerak dengan perantara sudu-sudu turbin. Steam turbine turbin ini menggunakan fluida kerja uap air ( steam) dengan tekanan bagian high pressure di sisi inlet 81.53 kg/cm 2A dan temperatur uap air 480
o
C yang
mengerakkan sudu – sudu turbin setiap stage. Bagian intermediate stage, turbin mengekstraksikan uap air dengan tekanan 22.03 kg/cm 2A dan temperatur 321 oC untuk digunakan proses lain. Pada bagian ini disebut extraction. Pada stage akhir,terdapat penambahan steam dengan tekanan 4 kg/cm 2A dan steam keluar exhaust dengan tekanan vakum 0,13 kg/cm 2A dan temperatur 50.5 oC. Kemudian masuk ke steam condenser (P2-E102) didinginkan oleh sea water (tube side) dan kondensatnya ditampung di hot well . Sistem Kontrol P2-TS-102: MCV = Mixing Flow Control Valve GV
= Kontrol speed turbine Turbin ini dilengkapi dengan turning gear yang digerakkan oleh motor yang berfungsi
untuk memutar rotor, dipasang pada rotor shaft antara turbin dengan kompresor. Turning gear ini dirunningkan pada saat mulai heating up dan setelah turbin trip, kemudian di stop sesaat, lalu turbin di start kembali.
52
Pada turbin ini juga dipasang proteksi/pengamanan over speed trip bila terjadi over speed melalui EOST dan protect 2 of 3 modul. Test over speed trip ini dilakukan pada saat turbin running uncoupling . Start turbin dan dinaikkan speed dengan membuka TTV sampai mencapai MGS, kemudian naikkan speed turbine sampai maksimum speed dari governor operation panel dan pindahkan test over speed dari normal ke EOST, speed turbine akan naik menuju setting EOST dan turbin akan trip. Begitu juga bila akan melakukan test protech 2 of 3 Module, naikkan speed turbine sampai speed maksimum dan pindahkan posisi kunci test over speed dari normal ke MOST (protech 2 of 3 modul), speed turbine akan naik menuju setting protect 2 of 3 modul dan turbin akan trip (Irianto, 2002). 4.1.3 Kontruksi Turbin
Gambar 4. 3 Bagian-bagian turbin uap (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.))
53
1. Casing Casing merupakan bagian luar pada turbin yang berfungsi untuk menutup bagian dalam turbin. Casing turbin dibagi menjadi dua bagian secara horizontal, yaitu casing atas dan casing bawah. Pembagian ini dimaksudkan agar rotor dapat ditempatkan di bagian atas sehingga pembongkaran atau pemasangan rotor dapat dilakukan dengan mudah. 2. Gland Packing Labyrinth seal dengan gland packing dipasang secara bersama-sama di akhir casing dengan tujuan untuk mencegah kebocoran dari ruang di antara turbin casing dan rotor. Bentuk dari gland packing pada labyrinth seal dapat dilihat pada Gambar 4.5 dibawah ini.
Gambar 4. 4 Gland packing (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.)
3. Nozzle Nozzle terletak pada bagian stator dari turbin uap. Komponen ini merupakan bagian utama dari turbin yang terpasang pada sisi aliran masuk dan berfungsi sebagai pengatur arah aliran uap disemprotkan pada sudu (blade). Nosel merupakan laluan yang luas penampangnya bervariasi. Di sini energi potensial diubah menjadi energi kinetik. Selain itu, fungsi dari nosel adalah untuk mengubah tekanan uap bertekanan tinggi menjadi uap berkecepatan rendah. 4. Diafragma Diafragma terletak di dalam casing yang memisahkan stage dan membelah secara horizontal. Bersama nosel, diafragma juga digunakan untuk mengubah energi panas uap menjadi energi kinetik.
54
5. Rotor Rotor adalah suatu bagian utama turbin, di mana pada rotor tersebut terpasang rotary blade yang berfungsi sebagai pengubah energi potensial menjadi energi mekanik yang berupa putaran rotor.
Gambar 4. 5 Rotor turbin (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.)
6. Sudu ( Blade) Pada turbin uap dikenal dua macam sudu, yaitu sudu gerak dan sudu tetap. Sudu gerak yang dipasang pada cakram rotor berfungsi untuk mentransmisikan energi uap yang diterima dari nosel atau sudu pengarah ke poros turbin dalam bentuk putaran. Sedangkan sudu tetap dipasang pada bagian stator . Sudu tetap berfungsi untuk mengarahkan uap masuk ke sudu gerak. Sudu pada turbin biasa tersusun dari beberapa stage. Untuk turbin tipe kecil, biasanya hanya terdiri dari satu atau dua stage saja. Tetapi untuk turbin tipe besar, blade bisa tersusun lebih dari dua stage.
7. Bantalan Radial ( Journal Bearing) Bantalan radial berfungsi untuk menyangga poros turbin generator. Terdapat satu bantalan tiap sisi turbin. Semua bantalan dilapisi dengan babbit pada bagian dalamnya, di mana ini adalah material yang lebih lunak disbanding dengan poros turbin. Hal ini untuk mencegah poros turbin mengalami keausan akibat gesekan atau vibrasi yang tinggi. Agar bearing dapat berfungsi dengan baik maka ke dalam bearing harus dialirkan lube oil. Selain itu, babbit mempunyai kemampuan untuk menahan
55
pelumasan pada metal sehingga membantu mencegah gesekan antara bantalan dan jurnal pada saat poros mulai berputar.
8. Bantalan Aksial (Thrust Bearing) Sehubungan dengan toleransi arah aksial rotor turbin sangat kecil, maka digunakan bantalan aksial untuk menyerap dan membatasi gerakan aksial poros turbin. Bantalan terdiri dari thrust runner atau dua collar kaku yang dipasang pada poros turbin dan dan bearing thrust yang dilapisi babbit material
9. Sistem Sealing Steam Sistem sealing steam pada turbin berfungsi untuk mencegah masuknya udara luar ke dalam turbin dan mencegah keluarnya steam dari turbin. Pada steam turbinee ada tiga (3) tingkat tekanan bocoran steam, yaitu: (a) Tekanan tinggi (b) Tekanan sedang/medium (c) Tekanan rendah Bocoran steam dengan tekanan tinggi yang melewati labyrinth tingkat pertama akan dikirim ke admission turbin. Sedangkan bocoran dengan tekanan medium yang melewati labyrinth tingkat kedua akan dikirim ke sisi turbin. Bocoran steam dengan tekanan terendah yang melewati labyrinth terakhir dikirim ke gland condenser untuk dikondensasikan. Pada saat start up di mana bocoran steam belum normal, maka untuk menjaga agar udara luar tidak masuk kedalam turbin, dimasukkanlah steam low pressure dari header ke line bocoran steam tekanan medium. Sedangkan saat turbin pada kondisi normal operasi, sealing steam diperoleh dari bocoran steam itu sendiri dan dijaga oleh PCV pada 0,2 kg/cm 2G. Kelebihan kebocoran steam dikirim ke flash chamber dan suplai sealing steam dari header di tutup. 10. Sistem Condenser Untuk menciptakan suatu sistem bertekanan vakum (lebih rendah dari tekanan atmosfir) sekitar 0,12 atm (-690 mmHg), maka diperlukan sistem ejector dan condenser .
56
Sistem ejector umumnya terdiri dari inter/after ejector dengan sebuah inter/after cooler. Inter ejector mengambil steam dan uncondensable gas (gas yang tidak dapat terkondensasi) seperti Ar, N2, dan lain-lain dari shell side condenser . Selanjutnya steam yang terbawa akan dikondensasikan dalam intercooler yang terletak di outlet inter ejector . Dari inter cooler, sisa-sisa steam dan uncondensable gas diambil oleh after ejector kemudian dikondensasikan di after cooler. Hasil kondensasi di inter and after cooler dikirim ke flash chamber condenser , sedangkan uncondensable gas terbuang ke atmosfer. Sebagai pendingin inter dan after cooler, digunakan steam condensate dari condenser yang menggunakan pompa kondensat. Condenser di PKT umumnya menggunakan air laut sebagai pendingin sedangkan gland condenser menggunakan cooling water (SCW). 4.2 Sistem Kontrol Steam turbine
Pada kondisi normal operasi, steam turbine yang digunakan untuk menggerakkan kompresor atau generator umumnya berfungsi untuk: a) Mengontrol kondisi proses seperti suction/discharge kompressor atau frekuensi generator dan lain-lain. b) Mengontrol tekanan/ flow steam inlet turbin (header) atau steam ekstraksi turbin. Steam turbine akan mengontrol kondisi proses melalui pengaturan speed turbine. Bila tekanan suction kompressor naik lebih tinggi
dari setting nya, maka
output controller -nya akan naik dan speed turbine akan naik untuk menjaga tekanan suction sesuai setting nya. Kontrol tekanan/ flow steam inlet turbin atau steam ekstraksi turbin dilakukan dengan mengatur pembukaan governor valve dan extraction valve dengan tetap menjaga speed turbine stabil. Dengan demikian, pusat pengaturan kondisi proses serta tekanan/ flow steam dilakukan oleh sistem governor (Irianto, 2002). 4.2.1 Sistem Governor
Governing valve pada turbin uap berfungsi untuk mengalirkan atau mengontrolkan aliran uap yang akan masuk ke dalam nosel, di mana gerakan membuka dan menutup valve tersebut diatur oleh alat kontrol.
57
Untuk mengatur pembukaan governor valve (GV) dan extraction valve (EV) digunakan control oil dengan tekanan 9 – 10 kg/cm2G ( MHI steam turbinee). Bila speed turbine diturunkan baik secara manual ataupun sesuai “permintaan kondisi proses”, maka governor akan mengangkat feed back lever . Akibatnya pilot valve akan terangkat sehingga control oil akan masuk ke bagian atas power cylinder dan oil dari bagian bawah power cylinder akan terbuang (ter-drain). Selanjutnya power cylinder akan turun membawa pilot valve
dan GV turun sampai lubang
pembuangan (drain) dan lubang suplai oil tertutup kembali. Pada saat kedua lubang ini tertutup, pergerakan feedback lever akan berhenti. Namun demikian, masih ada oil yang masuk melalui lubang tersebut dengan laju dan tekanan yang sama, sehingga posisi power cylinder teteap. Penurunan GV akan menyebabkan steam yang masuk kedalam turine berkurang, akibatnya speed turbine juga turun. Begitu pula sebaliknya, bila speed turbine dinaikkan, GV akan naik dan steam yang masuk bertambah sehingga speed turbine akan naik. Dalam keadaan normal, posisi pilot valve selalu netral. Sedangkan posisi power cylinder tergantung pada speed turbine (Irianto, 2002). Beberapa bagian dari kontruksi governor dapat dilihat pada Gambar 5.6 di bawah ini.
Gambar 4. 6 Governor (Mitsubishi Heavy Industries (n.d.) 58
iii.
Tekan tombol (reset ) di panel
iv.
Rever dari solenoid valve reset
v.
Tarik tombol reset (sisi turbin)
vi.
Tekan tombol “ Idle Speed “Pada panel (GV dan ACV perlahan terbuka)
vii.
Buka TTV sebagian untuk menjaga 700 rpm ( GV sedikit terbuka dan ACV tertutup)
viii.
Turning gear motor stop dan LO untuk gear valve tertutup (BV bawah di close dan diatas tetap open) (“turning motor engage “Alarm ON”
4.4.2
Stop i.
Sealing steam supply valve open (VT -1126)
ii.
TTV Gland leak-OFF valve close (VF-1106)
iii.
TTV handle tertutup penuh
iv.
Drain valve terbuka
v.
Jika turbin berhenti. Turning gear start
4.4 Sistem Proteksi
Sistem proteksi pada turbin dimaksudkan untuk menghindarkan turbin dari kondisi tidak aman terlebih lagi menghindarkan turbin dari kerusakan mekanikal yang fatal. Tujuan dari sistem proteksi ini adalah untuk menghentikan aliran tenaga ( steam) yang masuk ke turbin dengan cara menutup saluran suction. Menutup saluran suction ini dengan menutup valve yang dinamakan MSV ( Main Stop Valve) atau Trip Valve. 4.5 Pengamatan Penyimpangan-Penyimpangan Kondisi Operasi
Selama operasi steam turbine dan kompresor biasanya mengalami beberapa gangguan. Oleh karena itu, perlu dilakukan observasi/analisis kemungkinan penyebab dan langkahlangkah yang diperlukan untuk mengatasi problem tersebut. Beberapa macam penyimpangan kondisi operasi, penyebab, pengecekan dan tindakan perbaikan yang perlu dilakukan dapat dilihat pada tabel 5.1 berikut ini.
61
Tabel 4. 1 Penyimpangan Kondisi Operasi (Irianto,2002) No. Kasus
Sebab Kesalahan fungsi probe
Pengecekan posisi probe masing-masing instrumen
tidak cukupnya pemanasan vibrasi casing 1
2
Vibrasi
kesalahan alignment
coupling, pondasi, piping
rusaknya bearing
bearing temperature
kontak rotor dengan casing bearing pedestal Suara-suara labirinth aneh Kontak blade blade dengan casing nozzle Kesalahan fungsi thermometer
Thermometer, thermocouple, recorder Oil cooler
3
Naiknya Temperature oil suply tinggi temperatur Oil Reservoir Kerusakan bearing Bearing Perubahan beban
4
5
terlalu kecil lubang untuk flow oil thermometer Fluktuasi Lubang udara di bearing bearing Foaming di lube oil temperatur Frekuensi temperatur supply lube oil Terbentuk kotoran di bagian dalam woodward Problem governor Governor Rusaknya spindel pada Control governing valve Lengketnya pembukaan piston Temperature oil suply tinggi
6
Temperature Jurnal Kekurangan Flow Oil Bearing Tinggi Kecilnya clearance Adanya kotoran pada oil Kondisi oil
7
Temperature Surging thrust Bearing Rusaknya balance piston Tinggi
Compressor dan turbine
Tindakan cek dan ganti instrumen yang rusak trunkan speed ke 500-1000 rpm dan lanjutkan pemanasan cek temperature pada semua bagian dan bandingkan dengan data aligment cek bearing dan bagian dalam turbine jika kerusakan bearing parah cek pada speed rendah dengan alat pendengar. Bila suara masih ada stop turbine. stop turbine dan cek jarak thrust bearing Cek dan kalibrasi Cek cooling water dan pindahkan ke stand by cooler jika perlu Cek level reservoir Ganti Usahakan sebaik mungkin dalam melakukan perubahan
Bearing
Besarkan diameter lubang
Bearing Lube Oil Fluktuasi tekanan cooling water Fluktuasi oil Vent pada oil cooling
Tambah Vent Ganti oli dan cek level reservoir Perbaiki teperatur lube oil
Woodward governor
Ganti oil governor tiap 6 bulan. Cek bagian governor
Governing Valve
Cek pembukaan valve dan flow steam
Governing valve, oil cylinder Governing valve, pilot valve
Cek adanya kotoran
Temperature cooling water, flow cooling water Atur cooling water Tube cooling water kotor Tekanan oil Kebocoran pada pipa Penyumbatan Control Valve
Filter lube oil, strainer Foaming, kandungan air dan kekentalan oli
Bersihkan Naikan tekanan oil Perbaikan tempat kebocoran Perbaiki tempat penyumbatan Kalibrasi Selama operasi naikkan tekanan oil atau kurangi speed Bersihkan filter dan strainer Ganti oil
Fluktuasi flow dan tekanan
Naikkan flow
Temperatur gas pada balance line dan perbedaan tekanan pada balance connector
Ganti balance piston labirinth
Lihat data pemasangan
62
Tabel 4.1 Penyimpangan kondisi operasi (lanjutan)
8
9
10
Separation gas terhenti (gangguan kotornya gas dari casing dan lube oil dari bearing) Kebocoran oil ke gas seal karena kontruksi oil slinger tidak tepat cairan yang terdapat pada buffer gas (udara atau gas Seal Ring yang terkondensasi) yang di failure sebabkan oleh oksidasi oli, karbonisasi oli dan karbonasi oli
Suplai flow dan tekanan separation gas. Pembukaan valve separation gas.
Aktifkan suplai separation gas sebelum start/sirkulasi lube oil bearing
Kebocoran oil di bolt pengikat di line oil Gunakan seal compound di sekitar bolt slinger. Check kebocoran oil di piping dengan pengikat yang bocor membuka BV drain
Analisa gas
Ganti element gas filter
Kegagalan gas filter
Pressure drop pada gas filter tinggi
Rubah/perbaiki defferensial pressure seal gas
Tekanan berbalik diantara seal rings
Operating pressure (tekanan ke flare dan tekanan suplai buffer gas)
Rubah/perbaiki kecepatan heating up. Ubah rate kenaikan speed (rpm/min) untuk menghindari suging
pengangkatan seal ring Pengangkatan seal ring tidak sempurna pada tidak sempurna speed rendah Diff-Press Fouling karena buffer gas Check kemurnian buffer gas gas filter kotor tinggi Flow gas tinggi Check flow gas pada vent pertama PDCV tidak berfungsi PDCV hunting/bergerak Merubah tekanan gas seal Bandingkan tekanan seal gas dengan selalu cepat perubahan speed Deff-Press Naikkan opening PDCV suplai seal Tekanan suplai gas terlalu Pembukaan needle valve Gas rendah rendah, dibandingkan dengan kebutuhan tekanan Pembukaan BV b/p PDCV seal gas Tekanan ∆P filter tinggi Tekanan suplai N2 pada saat start up
63
Ganti element filter (karena kerusakan pada element filter) Flushing/bersihkan line element filter Turunkan kenaikan rate untuk start up Atur pembukaan Needle valve dan by passnya Pindahkan/switch elemen filter Buka valve N2 pada saat start up Gangguan dari kotorannya gas proses dari casing kompresor
BAB V PERHITUNGAN PERFORMA COMPRE SSOR TURB I N P2-TS-102 PABRIK 1A PT. PUPUK KALTIM
5.1 Data Desain dan Perhitungan Desain 5.1.1 Data Desain
Data desain P2-TS-102 didapatkan dari data sheet turbin P2-TS-102 yang diberikan oleh Mitsubishi Heavy Industries dan diperoleh data seperti pada Tabel 5.1 berikut ini : Tabel 5. 1 Data Desain Turbin P2-TS-102
Bagian
Variable
Normal
Case 2
Case 3
Case 4
T max
SHAFT
Power (kW)
6942
7374
7292
5342
8111
Speed (rpm)
9242
9401
9397
8804
9401
Mass Flow Rate (t/h) Pressure (kg/cm2G) Temperature ( oC ) EKSTRAKSI Mass Flow Rate (t/h) Pressure (kg/cm2G) Temperature ( oC) ADMISI Mass Flow Rate (t/h) Pressure (kg/cm2G) Temperature ( oC) OUTLET Mass Flow Rate Pressure ( kg/cm2 A) Temperature ( oC) Entalpi (kcal/kg)
55.54
59.7
59
39.49
67.88
80.5
80.5
80.5
80.5
80.5
480
480
480
480
480
51.4
55.56
54.86
35.35
63.74
21
21
21
21
21
321
321
321
321
321
23.2
23.2
23.2
23.2
23.2
3
3
3
3
3
190
190
190
190
190
27.34
27.34
27.34
27.34
27.34
0.13
0.13
0.13
0.13
0.13
50.5
50.5
50.5
50.5
50.5
583
583
583
583
583
INLET
Dengan bentuk turbin dapat disederhanakan dengan bagan di bawah ini leakage 1.14 ton/hr admisi
2 ṁ= 3ton/hr
1
HP
3
MP
LP
3
4 (exhaust)
2 (ekstraksi)
Asumsi yang digunakan pada perhitungan adalah sebagai berikut:
Data yang digunakan pada perhitungan adalah data-data pada saat keadaan operasi turbin steady state state yaitu temperatur, massa dan tekanan pada inlet, ektraksi, admisi, dan exhaust tetap.
Perubahan energi kinetik dan potensial dapat diabaikan
Tidak terjadi perpindahan kalor antara turbin dan permukaan luar
Steam yang menuju ke medium pressure konstan 3 ton/hr
Leakage sebelum inlet turbin konstan 1.14 ton/hr
Kondisi steam saat keluar dari medium pressure mempunyai properties yang sama mempunyai properties sama seperti admisi
5.1.2 Perhitungan Data Desain
Untuk perhitungan data desain di gunakan perhitungan pada saat kondisi “ NORMAL” NORMAL”
65
a. Perhitungan kondisi 1
P1 = 80.5 kg/cm 2G = 81.53 kg/cm 2A = 7.9953617 MPa T1 = 480 oC Untuk mendapatkan entalpi (h 1) dan entropi (s 1) yang dibutuhkan untuk menghitung nilai daya aktual dan ideal dari turbin digunakan Lampiran 3. Appendix Tabel A.6 Superheated Water (Cengel, (Cengel, 2006). Untuk mencari data – data data yang tidak tertera pada tabel tersebut digunakan metode interpolasi Perhitungan properties untuk P 1 = 7.9953 MPa dan T 1 = 480 oC : Entalpi & Entropi @7 MPa o
T C h (kJ/kg)
450
480
500
3288.3
3362.16
3411.4
s (kJ/kg K) 6.6353 6.7341 6.8 Dengan contoh perhitungan interpolasi dengan data Entalpi dan entrophy
sebagai berikut. : Entalpi
Entropi
⁄ ⁄
Dengan cara yang sama didapatkan didapatkan interpolasi untuk tekanan 8 MPa dan suhu 480 oC. Entalpi & Entropi @8 MPa T oC
450
480
500
h (kJ/kg)
3273.3
3349.02
3399.5
s (kJ/kg K)
6.5579
6.6591
6.7266
Dengan dua data diatas maka dapat diperoleh data properties data properties steam steam pada o 7.9953 Mpa dan 480 C seperti berikut.
66
Entalpi & Entropi @7.9953 MPa, 480 oC 7 7.9953 P (MPa)
8
h (kJ/kg)
3362.16
3349.0809
3349.02
s (kJ/kg K)
6.7341
6.6594
6.6591
Sehingga didapat,
⁄ ⁄
b. Perhitungan kondisi 2 2
P2 = 21 kg/cm2G = 22,03 kg/cm A = 2.1604MPa T2 = 321 oC Pada perhitungan ekstraksi entalpi yang dicari ada dua jenis yaitu entalpi ideal (h2) dan entalpi isentropis (h 2s). Dalam mencari entalpi dan entropi yang dibutuhkan untuk menghitung nilai daya aktual dan ideal dari turbin digunakan Lampiran 3. Appendix Tabel A.6 Superheated Water (Cengel, 2006). Untuk mencari data – data yang tidak tertera pada tabel tersebut digunakan metode interpolasi. Pada P2 = 2.1604 MPa dan T 2 = 321 oC didapatkan : Kondisi Desain Normal Entalpi & Entropi @2 MPa o
T C
300
321
350
h (kJ/kg)
3024.2
3071.87
3137.7
s (kJ/kg K)
6.7684
6.8481
6.9583
300
321
350
h (kJ/kg)
3009.6
3058.908
3127
s (kJ/kg K)
6.6459
6.72843
6.8424
Entalpi & Entropi @2,5 MPa o
T C
Dengan dua data diatas maka dapat diperoleh data properties data properties steam steam pada 2.1604 MPa, 321 oC.
Entalpi & Entropi @2.1604 MPa, 321 oC
67
P (MPa)
2
2.1604
2.5
h (kJ/kg)
3071.87
3067.7116
3058.908
s (kJ/kg K)
6.848158
6.8097
6.72843
Sehingga didapat,
⁄ ⁄
c. Perhitungan kondisi 3 2
P3 = 3 kg/cm2G = 4.03 kg/cm A = 0.3955MPa T3 = 190 oC Kondisi Desain Normal Dalam mencari entalpi dan entropi yang dalam kondisi desain digunakan Lampiran 3. Appendix Tabel A.6 Superheated Water (Cengel, 2006). Dengan asumsi steam keluar dari Medium Pressure turbin memiliki properties yang hampir sama dengan steam dari admisi (kondisi 4) yaitu superheat dikarenakan tidak adanya data mengenai suhu T3 . sehingga perhitungan dapat disederhanakan menjadi pertambahan massa ṁ3 dan ṁ4. Untuk mencari data – data yang tidak tertera pada tabel tersebut digunakan metode interpolasi. Pada P3 = 0.3955 MPa dan T 3 = 190 oC didapatkan : Entalpi & Entropi Admisi @0.3 MPa o
T C
150
190
200
h (kJ/kg)
2761.2
2844.96
2865.9
s (kJ/kg K)
7.0792
7.2664
7.3132
150
190
200
h (kJ/kg)
2752.8
2839.28
2860.9
s (kJ/kg K)
6.9306
7.1239
7.1723
Entalpi & Entropi Admisi @0.4 MPa o
T C
Dengan dua data diatas maka dapat diperoleh data properties steam pada 0.3952 MPa, 190 oC
68
Entalpi & Entropi Admisi @0.3952 MPa, 190 oC P (MPa)
0.3
0.3952
0.4
h (kJ/kg)
2844.96
2839.5521
2839.28
s (kJ/kg K)
7.2664
7.1307
7.12396
Sehingga didapat,
⁄ ⁄
d. Perhitungan Kondisi 4
Kondisi Desain Normal 2
P4 = 0.13 kg/cm = 12.748 kPa T4 =50.5 oC H4 = 583 Kcal/Kg = 2439.27 kJ/Kg P (kPa)
hfg
sfg
hf
sf
10
2392.1
7.4996
191.81
0.6492
12.748
2381.215
7.3635
210.572
0.7073
15
2372.3
7.2522
225.94
0.7549
Persentase kandungan uap air :
Kondisi Isentropis Pada kondisi ini ada bagian dari uap air yang telah berubah menjadi uap basah. Oleh karena itu perlu dicari persentase kandungan uap air ( steam) dan uap basah. Dalam mencari entalpi dan entropi yang dibutuhkan untuk menghitung nilai daya isentropis digunakan Lampiran 1. Apendix Tabel A.4 Saturated Water – Temperature Table (Cengel,
69
2006) dan Lampiran 2. Tabel A.5 Saturated Water – Pressure Table (Cengel, 2006). Untuk mencari data – data yang tidak tertera pada tabel tersebut digunakan metode interpolasi. Dari Lampiran 2. Tabel A.5 Saturated Water – Pressure Table (Cengel, 2006) didapatkan data sebagai berikut : P (Kpa)
Hfg
Sfg
Hf
Sf
10
2392.1`
7.4996
191,81
0,6492
12.748
2381.2153
7.3635
210.5722
0.7073
15
2372.3
7.2522
225,94
0,7549
Persentase Kandungan Uap Air :
Entalpi Isentropis pada kondisi 6: h4s = hf + x(hfg) = 210.5722+
(2381.2153)
= 2135.3623 kJ/kg Sehingga didapat, h4
= 2439.27 kJ/kg
h4s
= 2135.3623 kJ/kg
Hasil Perhitungan Entalpi dan Entropi Tabel 5. 2 Properties Pada Setiap Kondisi Steam Pada Data Desain Entalpi kJ/kg h1 h2 h3 h4 h4s
3349.0809 3067.7116 2839.5521 2439.27 2271.0513
Entropi kJ/kg.K s1 s2 s3 s4 s4s
Perhitungan efisiensi isentropis data desain turbin P2-TS-102
70
6.6594 6.8097 7.1307 7.5992 6.6594
η isentropik= η isentropik= η isentropik=
η isentropik= 74.96 %
5.2 Data Operasi Dan Perhitungan Data Operasi Di Lapangan 5.2.1 Data Operasi di Lapangan
Data lapangan unit Urea Pabrik 1A PT. Pupuk Kalimantan Timur diambil pada tanggal 9 September 2016 yaitu pada saat rate CO2 yang masuk pada compressor hamper mendekati 100 persen (99.7 persen) data didapatkan dari DCS di lapangan. Data lapangan dapat dilihat pada Tabel 5.2 yang tertera dibawah ini. Tabel 5. 3 Data Operasi di Lapangan Pada Tanggal 9 Septermber 2016 Bagian
Variable
Lapangan
SHAFT
Speed (rpm)
9796
INLET
Mass Flow Rate (t/h)
60.649
Pressure (kg/cm G)
79.5
Temperature ( oC )
467.9
Mass Flow Rate (t/h)
56.609
Pressure (kg/cm G)
19.4
Temperature ( oC)
300
Mass Flow Rate (t/h)
16.62
Pressure (kg/cm G)
3.669
Temperature ( oC)
192.3
Mass Flow Rate
20.76
Pressure ( kg/cm2 A) Temperature ( oC)
0.114
EKSTRAKSI
ADMISI
OUTLET
43.3
5.2.2 Perhitungan Data Operasi Turbin Uap P2-TS-102
Untuk analisis performansi data operasi, data yang digunakan adalah data pada tanggal 9 September 2016.
71
Berikut ini akan dijabarkan perhitungan performansi operasi turbin uap P2-TS102 sesuai kondisi pada 9 September 2016. a. Perhitungan kondisi 1
P1 = 79.5 kg/cm2G = 80.53 kg/cm 2A = 7.8972 MPa
⁰
T1 = 468.9 C Untuk mendapatkan entalpi (h 1) dan entropi (s 1) yang dibutuhkan untuk menghitung nilai daya aktual dan ideal dari turbin digunakan Lampiran 3. Appendix Tabel A.6 Superheated Water (Cengel, 2006). Untuk mencari data – data yang tidak tertera pada tabel tersebut digunakan metode interpolasi Perhitungan properties untuk P 1 = 7.8972 MPa dan T 1 = 467.9 oC : Entalpi & Entropi @7 MPa o
T C h (kJ/kg)
450
467.9
500
3288.3
3332.3698
3411.4
6.6353 6.6942 6.8 s (kJ/kg K) Dengan contoh perhitungan interpolasi dengan data Entalpi dan entrophy sebagai berikut. : Entalpi
Entropi
⁄ ⁄
Dengan cara yang sama didapatkan interpolasi untuk tekanan 8 MPa dan suhu 467.9 oC. Entalpi & Entropi @8 MPa o
T C
450
467.9
500
h (kJ/kg)
3273.3
3318.4796
3399.5
s (kJ/kg K)
6.5579
6.6182
6.7266
72
Dengan dua data diatas maka dapat diperoleh data properties steam pada 7.8972 Mpa dan 467.9 oC seperti berikut. Entalpi & Entropi @7.8972 MPa, 467.9 oC P (MPa) 7 7.8972 h (kJ/kg) s (kJ/kg K)
8
3332.3698
3319.9061
3318.4796
6.6942
6.6260
6.6182
Sehingga didapat,
⁄ ⁄
b. Perhitungan kondisi 2 2
P2 = 19.4 kg/cm2G = 20,43 kg/cm A = 2.0034 MPa T2 = 300 oC Pada perhitungan ekstraksi entalpi yang dicari ada dua jenis yaitu entalpi ideal (h2) dan entalpi isentropis (h2s). Suhu dalam ekstraksi (kondisi 2) diasumsikan sama seperti desain dikarenakan dalam lapangan suhu ekstraksi tidak dapat dibaca. Dalam mencari entalpi dan entropi yang dibutuhkan untuk menghitung nilai daya aktual dan ideal dari turbin digunakan Lampiran 3. Appendix Tabel A.6 Superheated Water (Cengel, 2006). Untuk mencari data – data yang tidak tertera pada tabel tersebut digunakan metode interpolasi. Pada P2 = 2.0034 MPa dan T 2 = 321 oC didapatkan : Kondisi Lapangan Aktual Entalpi & Entropi @2 MPa T oC
300
h (kJ/kg)
3024.2
s (kJ/kg K)
6.7684
Entalpi & Entropi @2,5 MPa o
T C
300
h (kJ/kg)
3009.6
s (kJ/kg K)
6.6459
73
Dengan dua data diatas maka dapat diperoleh data properties steam pada 2.0034 MPa, 321 oC.
Entalpi & Entropi @2.0034 MPa, 300 oC P (MPa)
2
2.0034
2.5
h (kJ/kg)
3024.2
3024.0978
3009.6
s (kJ/kg K)
6.7684
6.7675
6.6459
Sehingga didapat,
c. Perhitungan kondisi 3
⁄ ⁄ 2
P3 = 3.669 kg/cm 2G = 4.699kg/cm A = 0.4608 MPa T3 = 192.3 oC Kondisi Lapangan Aktual Dalam mencari entalpi dan entropi yang dalam kondisi desain digunakan Lampiran 3. Appendix Tabel A.6 Superheated Water (Cengel, 2006). Dengan asumsi steam keluar dari Medium Pressure turbin memiliki properties yang hampir sama dengan steam dari admisi (kondisi 4) yaitu superheat dikarenakan tidak adanya data mengenai suhu T3 . sehingga perhitungan dapat disederhanakan menjadi pertambahan massa ṁ3 dan ṁ4. Untuk mencari data – data yang tidak tertera pada tabel tersebut digunakan metode interpolasi. Pada P3 = 0.4608 MPa dan T 3 = 192.3 oC didapatkan : Entalpi & Entropi Admisi @0.4 MPa o
T C
150
192.3
200
h (kJ/kg)
2752.8
2844.2526
2860.9
s (kJ/kg K)
6.9306
7.1350
7.1723
Entalpi & Entropi Admisi @0.5 Mpa T oC
151.83
192.3
200
h (kJ/kg)
2748.1
2838.5840
2855.8
74
s (kJ/kg K)
6.8207
7.0225
7.061
Dengan dua data diatas maka dapat diperoleh data properties steam pada 0.4608 MPa, 192.3 oC Entalpi & Entropi Admisi @0.4608 MPa, 192.3 oC P (MPa)
0.4
0.4608
0.5
h (kJ/kg)
2844.2526
2840.8053
2838.5840
7.1350
7.0666
7.0225
s (kJ/kg K)
Sehingga didapat,
⁄ ⁄
d. Perhitungan Kondisi 4
Kondisi Lapangan Aktual 2
P4 = 0.114 kg/cm = 11.1795 kPa T4 =43.3 oC P (Kpa)
Hfg
Sfg
Hf
Sf
10
2392.1`
7.4996
191,81
0,6492
11.1795
2387.4288
7.4412
199.8618
0.6741
15
2372.3
7.2522
225,94
0,7549
Dengan asumsi bahwa steam meninggalkan low pressure turbin dengan persentase kandungan uap air sama seperti desain yaitu 0.9359 persen maka dapat ditentukan nilai entalpi h4 = hf + x(hfg) = 199.8618 + 0.9359 (2387.4288) = 2434.2564 kJ/kg Kondisi Isentropis
75
Pada kondisi ini ada bagian dari uap air yang telah berubah menjadi uap basah. Oleh karena itu perlu dicari persentase kandungan uap air ( steam) dan uap basah. Dalam mencari entalpi dan entropi yang dibutuhkan untuk menghitung nilai daya isentropis digunakan Lampiran 1. Apendix Tabel A.4 Saturated Water – Temperature Table (Cengel, 2006) dan Lampiran 2. Tabel A.5 Saturated Water – Pressure Table (Cengel, 2006). Untuk mencari data – data yang tidak tertera pada tabel tersebut digunakan metode interpolasi. Dari Lampiran 2. Tabel A.5 Saturated Water – Pressure Table (Cengel, 2006) didapatkan data sebagai berikut : P (Kpa)
Hfg
Sfg
Hf
Sf
10
2392.1`
7.4996
191,81
0,6492
11.1795
2387.4288
7.4412
199.8618
0.6741
15
2372.3
7.2522
225,94
0,7549
Persentase Kandungan Uap Air :
Entalpi Isentropis pada kondisi 6: h6s = hf + x(hfg) = 199.8618+
(2387.4288)
= 2109.4754 kJ/kg Sehingga didapat, h4
= 2434.2564 kJ/kg
h4s
= 2109.4754 kJ/kg
Hasil Perhitungan Entalpi dan Entropi Tabel 5. 4 Properties Pada Setiap Kondisi Steam Pada Data Operasi Entalpi kJ/kg h1 h2
3319.9061 3024.0978
Entropi kJ/kg.K s1 s2
76
6.6260 6.7675
h3 h4
2840.8053 2434.2564
s3 s6
7.0666 7.5200
h4s
2109.4754
s6s
6.6260
Perhitungan efisiensi isentropis data operasi turbin P2-TS-102
η isentropik= η isentropik= η isentropik=
η isentropik= 73.16%
5.3 Perhitungan Daya Secara Grafik Manufaktur Data Operasi
Perbedaan dengan perhitungan yang dilakukan secara termodinamika pada perhitungan secara grafik manufaktur dipertimbangkan losses losses seperti
Mechanical losses contoh : bearing,coupling Losses dari kebocoran Losses karena perpindahan panas antara turbin dan kondisi sekitar Dan lain lain
Serta kerja yang dihasilkan dalam MP part sudah termasuk dalam perhitungan HP part Dengan data seperti pada table 5.2 dapat dihitung Daya yang dihasilkan oleh turbin. Namun pertama tama diperlukan flow throttle dan flow admission dari aktual yang mirip dengan kondisi desain untuk dapat di gunakan pada grafik desain turbin. Cara untuk mencari nilai flow throttle dan flow admission yang mirip dengan desain adalah sebagai berikut : GOH
= GAH x (ФnH x ФPO x ФTO x ФPEH)
GOA
= GAA x (ФnL x ФPA x ФTA x ФPB)
Dimana : GOH
= Flow throttle pada kondisi desain
GOA
= Flow admission pada kondisi desain
GAH
= Flow throttle pada kondisi aktual
GAA
= Flow admission pada kondisi aktual
ФnH
= factor koreksi untuk kecepatan desain pada HP turbin
77
ФPO
= factor koreksi untuk tekanan inlet desain pada HP turbin
ФTO
= factor koreksi untuk temperature inlet desain pada HP turbin
ФPEH
= factor koreksi untuk tekanan steam exhaust no 1 desain pada HP turbin
ФnL
= factor koreksi untuk kecepatan desain pada LP turbin
ФPA
= factor koreksi untuk tekanan admisi desain pada LP turbin
ФTA
= factor koreksi untuk temperature admisi desain pada LP turbin
ФPB
= factor koreksi untuk tekanan steam exhaust no 2 desain pada LP t urbin
Dan factor koreksi untuk pembacaan flow meter :
Dengan
√ a : aktual
d : desain Dari data tabel 5.1 dan 5.2 dapat dilakukan perhitungan untuk koreksi pembacaan flow meter dari inlet dan admisi seperti dibawah ini : Inlet
:
Admisi
:
√ √
Untuk koreksi kecepatan,suhu,tekanan inlet dan exhaust 1 pada HP turbin dapat dilihat pada grafik pada lampiran 4 dan 5. Dari grafik didapatkan : ФnH
= 0.9949
ФPO
= 0.99
ФTO
= 0.968
ФPEH
= 1.034
78
Untuk koreksi kecepatan,suhu,tekanan admisi dan exhaust 2 pada LP turbin dapat dilihat pada grafik 6 dan 7. Dari grafik didapatkan : ФnL
= 1.014
ФPA
= 1.027
ФTA
= 1.001
ФPB
= 1.021
Sehingga : G OH
= GAH x (ФnH x ФPO x ФTO x ФPEH) =60.766 x (0.9949 x 0.99 x 0.968 x 1.034) =59.906 ton/hr
GOA
= GAA x (ФnL x ФPA x ФTA x ФPB) =16.62 x (1.014 x 1.027 x 1.001 x 1.021) =19.05 ton/hr
Setelah GOH dan GOA didapat maka kita dapat melihat daya yang dihasilkan oleh turbin HP dan LP melalui grafik pada lampiran 7 dan 8. Didapatkan daya yang di hasilkan oleh WHP
: 4325 kW
WLP
: 2500 kW
WTotal
: 6825 kW
Efisiensi
Untuk mencari efisiensi diperlukan daya yang dibutuhkan compressor pada saat berjalan. Diketahui saat pengambilan data daya yang dibutuhkan compressor adalah 7601.1 kW . dengan asumsi bahwa HP turbin memberikan daya sesuai dengan yang diinginkan maka G OA’ dapat diperoleh. WLP = 7601.1 – 4325 = 3276.1 kW Dengan menggunakan grafik pada lampiran 8. didapatkan bahwa G OA’ bernilai = 24 ton/hr Untuk mencari efisiensi turbin dapat digunakan rumus sebagai berikut : (GOA - GOA’)/ GOA’ x 100% Sehingga : (19.05 – 24)/ 24 x 100% = -20.6% Catatan :
79
Tanda Positif menandakan bahwa efisiensi turbin kurang dari desainnya Tanda Negatif menandakan bahwa efisiensi turbin lebih baik dari desainn ya
5.4 Pembahasan Efisiensi Isentropis
Melalui analisis secara termodinamika yaitu dalam ruang lingkup internal turbin dan dengan mengesampingkan perpindahan kalor serta losses losses eksternal lainnya terdapat pengurangan efisiensi isentropis sebesar 1.8 persen. Hal tersebut dapat disebabkan oleh :
ter-erosinya sudu sudu atau nozzle dalam turbin
labyrinth seal sudah terkikis
clearance yang sudah terlalu lebar
Namun apabila meninjau melalu perhitungan grafik expected performance yang sudah memperhitungkan eksternal dan internal losses, didapatkan kenaikan efisiesi saat ini dibanding dahulu dan turbin mengkonsumsi uap 4.95 ton lebih sedikit untuk memberikan daya yang sama kepada compressor dibanding dahulu. Hal tersebut dapat dikarenakan meskipun dari dalam internal turbin seperti sudu nozzle dll terjadi penurunan namun faktor eksternal turbin yang saat ini jauh lebih baik dibanding dulu seperti :
isolasi turbin yang cukup baik dibanding dahulu sehingga rugi panas yang terbuang ke sekitar berkurang
Lapisan pelumas saat ini sedang dalam kondisi optimal dikarenakan clearance yang betambah akibat keausan bearing dalam kondisi optimal pula, sehingga rugi gesekan berkurang daripada kondisi dahulu. Untuk grafik dapat dilihat pada lampiran 10 untuk hubungan antara losses yang dikarenakan friction dengan clearance yang optimal.
losses di coupling berkurang
Dan sebagainya
80
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan
Melalui pernyataan dalam buku (Smith,2005) turbin uap yang memenuhi standard kelayakan pakai harus memiliki efisiensi isentropis sebesar nilai 70-80 %. Sehingga turbin P2-TS-102 termasuk dalam kondisi masih baik karena masih memiliki efisiensi isentropis 73.16 % dan masih mampu bekerja dengan beban rate CO 2 99.7 %, namun jika beban pada turbin di tingkatkan turbin sudah tidak dapat mencapai speed/rate yang diinginkan. Sejak running/dipasang yaitu kurang lebih 13 tahun, turbin P2-TS-102 belum pernah dilakukan preventive maintenance. Kemungkinan besar penurunan efisiensi isentropis dipengaruhi oleh : 1. Tererosinya sudu sudu dan nozzle pada turbin. 2. Keausan pada labyrinth. 3. Clearance yang sudah terlalu lebar, dsb. 6.2 Saran
Berdasarkan hasil analisis dan perhitungan, dapat diberikan saran sebagai berikut :
Perlu dilakukan preventive maintenance dengan pengecekan internal turbin yaitu sudu sudu,nozzle serta labyrinth seal
pada turbin dan dilakukan
penggantian part apabila ada yang sudah rusak serta mengecek kembali clearance untuk mendapatkan efisiensi yang lebih baik, dari history belum
pernah dilakukan overhaul untuk pengecekan internal.
81
DAFTAR PUSTAKA
Cengel, Y.A, Boles, M.A. 2006. Theermodynamics: An Engineering Approach, 5 th ed. McGraw-Hill. Effendi, Bachtiar. 2002. Riwayat Singkat PT. Pupuk Kaltim Bontang. Bontang : Lembaga Kepustakaan & Penerbitan Pustaka Pulau Kumala Fritz. 2005 [1990].Turbin, Pompa dan Kompresor . Jakarta: Erlangga Irianto, Nugraha B.E, dkk. 2002. Petunjuk Operasi Turbin dan Kompresor pabrik Amoniak Kaltim-4. Bontang: Lembaga Kepustakaan & Penerbitan Pustaka Pulau Kumala Moran, M.J. and Shapiro, Howard N. 1999. Fundamentals of Engineering Thermodynamics 5th . John Wiley & Sons. Mitshubishi Heavy Industries. n.d. LTD Hiroshima Machinery Works. Hiroshima: MHI Machinery Departmen Smith, J.M, Van Ness, H.C, Michael M.A. 2005. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 7th ed . Michigan: McGraw-Hill Sukiswo. 2002. Maintenance Best Practice Rotating Machinery. Bontang: PT. Pupuk Kaltim. MTT MHI Turbo-Techno Co. 1990. Centrifugal Compressor & Steam turbine : Training Text Book for Maintenance Engineer, Disc No TR-8 rev B . Hiroshima: MHI Training Center Turbo Mitsubishi Heavy Industries. (n.d.). Website [Online]. https://www.mhicompressor.com/en/products/mco/turbine_index.html (Diakses tanggal 8 Februari 2017) PT. Pupuk Kalimantan Timur (2013). Website [online]. http://www.pupukkaltim.com/ (Diakses tanggal 13 Februari 2017) Zamrozi, A.M. 2011. Analisa Performance Turbin Uap (2-TS-102) di Unit Urea Pabrik 2 PT. Pupuk Kalimantan Timur. Bontang: PT. Pupuk Kaltim Singh, Ongkar. 2003. Applied Thermodynamic. New Age International : New Delhi. Marghitu, Dan B. 2001. Mechanical Engineer's Handbook. Academic Press : San Diego.
82
LAMPIRAN Lampiran 1. Appendix Table A-4 Saturated water – Temperature Table (Cengel, 2006)
83
Lampiran 1. Appendix Table A-4 Saturated water – Temperature Table (Cengel, 2006)
84
Lampiran 2. Appendix Table A-5 Saturated water – Pressure Table (Cengel, 2006)
85
Lampiran 2. Appendix Table A-5 Saturated water – Pressure Table (Cengel, 2006)
86
Lampiran 3. Appendix Table A-6 Superheated water (Cengel, 2006)
87
Lampiran 3. Appendix Table A-6 Superheated water (Cengel, 2006)
88
Lampiran 3. Appendix Table A-6 Superheated water (Cengel, 2006)
89
Lampiran 3. Appendix Table A-6 Superheated water (Cengel, 2006)
90
Lampiran 4. Correction factor speed high pressure part
91
Lampiran 5. Correction factor steam condition high pressure part
92
Lampiran 6. Correction factor speed low pressure part
93
Lampiran 7. Correction factor steam condition low pressure part
94
Lampiran 8. Expected performance curve high pressure part
95
Lampiran 9. Expected performance curve low pressure part
96
Lampiran 10. Grafik hubungan antara clearance dengan losses fricti on
Lampiran 11. Turbin kompresor P2-TS-102
97
