Dasar Pemeliharaan Mekanik Pembangkit

DASAR PEMELIHARAAN MEKANIK PEMBANGKIT [B.1.1.1.082.2.M]

Edisi I November 2014

DASAR PEMELIHARAAN MEKANIK MEK ANIK PLTU PLTU (B.1.1.1.082.2.M)

TUJUAN PEMBELAJARAN :

Setelah

mengikuti

pembelajaran

Dasar

pemeliharaan

mekanik Pembangkit ini peserta mampu memahami mesin-mesin

pembangkit,

dan

dasar

pemeliharaan

pembangkit dengan benar sesuai dengan SOP/ Instruksi Kerja, Instruction Manual dan Standar Perusahaan.

DURASI

:

24 JP / HARI EFEKTIF

TIM PENYUSUN

: 1. Andi Kurniawan 2. M. Ikhfan

TIM VALIDATOR

: 1. Sukardi (Div Kit IT) 2. Danial Jalil (Div Kit JB) 3. Hamdan (Puslitbang)

i

DASAR PEMELIHARAAN MEKANIK MEK ANIK PLTU PLTU (B.1.1.1.082.2.M)

TUJUAN PEMBELAJARAN :

Setelah

mengikuti

pembelajaran

Dasar

pemeliharaan

mekanik Pembangkit ini peserta mampu memahami mesin-mesin

pembangkit,

dan

dasar

pemeliharaan

pembangkit dengan benar sesuai dengan SOP/ Instruksi Kerja, Instruction Manual dan Standar Perusahaan.

DURASI

:

24 JP / HARI EFEKTIF

TIM PENYUSUN


TIM VALIDATOR

: 1. Sukardi (Div Kit IT) 2. Danial Jalil (Div Kit JB) 3. Hamdan (Puslitbang)

i

SAMBUTAN

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas Rahmat, Taufiq dan Hidayah-Nya materi pembelajaran initelah berhasil disusun dengan baik dan tepat waktu. Seiring dengan metamorfosa PLN Pusdiklat sebagai PLN Corporate University , telah disusun sejumlah materi pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan Korporat. Program pembelajaran ini bersifat Mandatori

bagi

setiap

pegawai

sesuai

tuntutan

Kebutuhan

Kompetensi Jabatan (KKJ)yang sudah ditetapkan.Penyusunan materi pembelajaran ini berbasis kepada Direktori Kompetensi PT. PLN (Persero)dan disusun bersama dengan LSC (Learning Steering Commitee) . Dengandiimplementasikannya PLN Corporate University , diharapkan pembelajaran ini tidak hanya menjadi milik PLN Corporate University dan dan Direktorat SDM, namun juga memberikan benefit bagiBusiness bagi Business Owner sesuai sesuai dengan salah satu nilai PLN Corporate University yaitu yaitu ”Performing”. Akhir kata, semoga buku buku ini dapat dapat bermanfaat bermanfaat untuk kemajuan perusahaa perusahaan. n.

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena dengan rahmat, taufiq serta hidayahNya materi pembela jaran pembela jaran

”Dasar

Pemeliharaan mekanik pembangkit ” ini dapat selesai dengan baik dan tepat pada waktunya. Penyusunan materi ini dimaksudkan sebagai bahan ajar/handout pada pembela jaran “Dasar

Pemeliharaan

mekanik

pembangkit ” yang

dilaksanakan oleh Primary Energy and Power Generation Academy dalam rangka memelihara

dan

meningkatkan

kompetensi

tenaga

teknik

bidang

Pemeliharaan

pembangkit lingkungan PT PLN (Persero). Materi pembelajaran ini disusun oleh Tim yang kompeten dan berpengalaman dalam bidang “Pemeliharaan “Pemeliharaan mekanik pembangkit ”, sehingga materi ini akan selaras dengan kebutuhan operasional dalam rangka menunjang kinerja yang ekselen. Namun demikian kami menyadari sepenuhnya bahwa materi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kami mengharapkan masukan dan sarannya dari semua pihak untuk perbaikan dan penyempurnaan materi ini. Akhir kata, pembelajaran pembelajaran ini diharapkan dapat membantu meningkatkan meningkatkan kinerja unit Operasional pada khususnya dan mampu menunjang kinerja ekselen korporat. Kepada semu pihak yang telah membantu dalam penyusunan materi pembelajaran ini kami mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya.

iii

DAFTAR BUKU PELAJARAN

Mata Pelajaran 1 PENGENALAN MESIN-MESIN PEMBANGKIT Mata Pelajaran 2 GAMBAR TEKNIK MEKANIK Mata Pelajaran 3 ALAT UKUR DAN ALAT KERJA MEKANIK Mata Pelajaran 4 MENGANGKAT DAN MEMINDAH Mata Pelajaran 5 TEKNIK MEMBONGKAR DAN MEMBERSIHKAN Mata Pelajaran 6 PENGENALAN PEMELIHARAAN PEMBANGKIT

iv

MATA PELAJARAN I PENGENALAN MESIN-MESIN PEMBANGKIT

Simple Inspiring Performing Phenomenal

v

TUJUAN PELAJARAN

: Setelah mengikuti pelajaran Pengenalan mesin-mesin pembangkit ini ini peserta mampu memahami mesinmesin pembangkit yang ada di PLN terkait prinsip kerja dan komponen-komponennya dengan benar.

DURASI

: 8 JP

PENYUSUN



vi

DAFTAR ISI

DASAR PEMELIHARAAN MEKANIK PLTU ........................................................................................................ i TUJUAN PEMBELAJARAN................................................................................................................................ i SAMBUTAN .................................................................................................................................................... ii DAFTAR BUKU PELAJARAN ........................................................................................................................... iv MATA PELAJARAN I PENGENALAN MESIN-MESIN PEMBANGKIT .................................................................. v TUJUAN PELAJARAN ..................................................................................................................................... vi DAFTAR ISI ................................................................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................................................... viii PENGENALAN MESIN-MESIN PEMBANGKIT .................................................................................................. 1 1.

PLTU .................................................................................................................................................. 1 1.1

Siklus PLTU ................................................................................................................................. 1

1.2

Peralatan Utama PLTU .............................................................................................................. 2

1.3

Peralatan Bantu PLTU .............................................................................................................. 17

2.

PLTGU .............................................................................................................................................21 2.1

Siklus PLTGU ............................................................................................................................21

2.2

Peralatan Utama PLTGU ..........................................................................................................22

2.3

Peralatan Bantu PLTGU ...........................................................................................................29

3.

PLTP ................................................................................................................................................30 3.1

Siklus PLTP ............................................................................................................................... 30

3.2

Peralatan Utama PLTP .............................................................................................................32

3.3

Peralatan Bantu PLTP .............................................................................................................. 39

4.

PLTA ................................................................................................................................................42 4.1

Prinsip Kerja PLTA .................................................................................................................... 42

4.2

Jenis-jenis PLTA ....................................................................................................................... 42

4.3

Peralatan Utama PLTA .............................................................................................................48

4.4

Peralatan Bantu PLTA .............................................................................................................. 56

5.

PLTD ................................................................................................................................................59 5.1

Peralatan Utama PLTD .............................................................................................................59

5.2

Peralatan Bantu PLTD .............................................................................................................. 68


vii

DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Proses Konversi Energi pada PLTU ..............................................................................................1 Gambar 2. Siklus Fluida kerja (air uap) PLTU ................................................................................................. 2 Gambar 3. Ekonomiser .................................................................................................................................. 4 Gambar 4. Drum Boiler.................................................................................................................................. 4 Gambar 5. Boiler............................................................................................................................................ 6 Gambar 6. Komponen Turbin Uap ................................................................................................................ 8 Gambar 7. Journal Bearing ............................................................................................................................ 9 Gambar 8. Trust Beari ................................................................................................................................. 10 Gambar 9. Main Stop Valve ......................................................................................................................... 12 Gambar 10. Kondensor ............................................................................................................................... 14 Gambar 11. Generator ................................................................................................................................ 15 Gambar 12. Eksitasi pada generator ........................................................................................................... 16 Gambar 13. Pompa BFP ............................................................................................................................... 16 Gambar 14. Diagram PLTGU ........................................................................................................................ 22 Gambar 15. Siklus Gabungan Brayton-Rankine ..........................................................................................22 Gambar 16. Tata Letak Turbin Gas .............................................................................................................. 23 Gambar 17. Kompressor Aksial ................................................................................................................... 23 Gambar 18. Kompressor Aksial ................................................................................................................... 24 Gambar 19. Combustion Chamber .............................................................................................................. 24 Gambar 20 a. Stator, b. rotor turbin ...........................................................................................................25 Gambar 21. Rotor Kompressor dan Turbin .................................................................................................25 Gambar 22. Rakitan Rotor Kompressor.......................................................................................................26 Gambar 23. Rakitan Rotor Turbin ............................................................................................................... 26 Gambar 24. Bagian Utama Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap ..........................................................27 Gambar 25. Komponen utama boiler HRSG (HRSG outline) .......................................................................27 Gambar 26. Komponen utama pada HRSG datar (2 tingkat tekanan) ........................................................28 Gambar 27. Komponen utama pada HRSG tegak (3 tingkat tekanan) ........................................................28 Gambar 28. Siklus PLTP ............................................................................................................................... 31 Gambar 29. Rangkaian Valve pada kepala sumur PLTP ..............................................................................32 Gambar 30. Valve pada Kepala Sumur PLTP ...............................................................................................33 Gambar 31. Cara kerja separator ................................................................................................................ 34 Gambar 32. Cyclone Separator ................................................................................................................... 34 Gambar 33. Silincer ..................................................................................................................................... 35 Gambar 34. Jenis Silincer di PLTP Kamojang ............................................................................................... 35 Gambar 35. Turbin Uap PLTP ...................................................................................................................... 36 Gambar 36. Kondensor Kontak Langsung ................................................................................................... 37 Simple Inspiring Performing Phenomenal

viii

Gambar 37. Sistem Gas Extractor ................................................................................................................ 37 Gambar 38. skema Mechanical Draught Cooling Tower .............................................................................38 Gambar 39. Mechanical Draught Cooling Tower ........................................................................................38 Gambar 40. Natural Draught Cooling Tower ...............................................................................................39 Gambar 41. PLTA dengan Aliran Sungai Langsung ......................................................................................43 Gambar 42. PLTA dengan kolam tando ....................................................................................................... 44 Gambar 43. PLTA dengan waduk ................................................................................................................ 45 Gambar 44. Layout PLTA Danau .................................................................................................................. 45 Gambar 45. (a) keadaan pasang (b) Keadaan surut ....................................................................................46 Gambar 46. PLTA Pompa ............................................................................................................................. 47 Gambar 47. Bendungan PLTA ...................................................................................................................... 48 Gambar 48. Spillway .................................................................................................................................... 49 Gambar 49. Trash rake ................................................................................................................................ 50 Gambar 50. Intake ....................................................................................................................................... 51 Gambar 51. Skema Intake Gate ................................................................................................................... 52 Gambar 52. Letak Headrace Tunel .............................................................................................................. 53 Gambar 53. Surge Tank ............................................................................................................................... 54 Gambar 54. pipa pesat (penstock) .............................................................................................................. 55 Gambar 55. Cylinder Head .......................................................................................................................... 60 Gambar 56. Cylinder Liner ........................................................................................................................... 61 Gambar 57. Piston ....................................................................................................................................... 62 Gambar 58. Piston Assembly ....................................................................................................................... 62 Gambar 59. PIston Ring Set ......................................................................................................................... 63 Gambar 60. Connecting Rod ....................................................................................................................... 64 Gambar 61. Crankshaft................................................................................................................................ 65 Gambar 62. Counterweight Crankshaft ......................................................................................................65 Gambar 63. Crankshaft dan Crankcase ....................................................................................................... 66 Gambar 64. Monoblock mesin diesel V-engine 8 cylinder ..........................................................................68 Gambar 65. Monobloc mesin diesel In-Line 9 cylinder ...............................................................................68 Gambar 66. Tangki Pelumas ........................................................................................................................ 69 Gambar 67. Pompa Pelumas ....................................................................................................................... 69 Gambar 68. Saringan Pelumas .................................................................................................................... 70 Gambar 69. Pendingin Pelumas .................................................................................................................. 70 Gambar 70. Katup Pengatur Tekanan ......................................................................................................... 71 Gambar 71. Pengukur Tinggi Pelumas (Oil Stick) ........................................................................................71 Gambar 72. Sistem Pendingin ..................................................................................................................... 72 Gambar 73. Aliran air pendingin pada water jacket dan cylinder head ......................................................73 Gambar 74. Sistem Udara Masuk dan Gas Buang .......................................................................................74


ix

PENGENALAN MESIN-MESIN PEMBANGKIT

1.

PLTU

1.1

Siklus PLTU

PLTU merupakan mesin konversi energi yang merubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi listrik melalui beberapa proses. Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu :

Gambar 1. Proses Konversi Energi pada PLTU

PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. Sirkulasi tertutup artinya proses tersebut menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Seperti yang sudah dibahas sebelumnya, air diubah menjadi uap superheat di dalam boiler untuk kemudian digunakan untuk memutar poros turbin. Uap bekas keluar dari turbin menuju kondensor untuk didinginkan menggunakan air pendingin agar berubah menjadi air. Air kondensat ini kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler dengan

telebih

dahulu

dilakukan

pemanasan

awal

secara

bertahap

dengan

menggunakan heater-heater yang mendapatkan panas dari ekstraksi turbin. Demikian proses ini berlangsung terus-menerus dan berulang-ulang sehingga disebut sebagai sebuah siklus. Gambar 2 menunjukkan diagram siklus tertutup fluida kerja PLTU.


1

9

GEN SUPERHEATER

TURBIN

11 8 13

10

BOILER 14 CONDENSOR

7 3 DEAERATOR ECO 4 6

1

LPH

5

CEP

BFP

2

HPH 15

12

Gambar 2. Siklus Fluida kerja (air uap) PLTU

1.2

Peralatan Utama PLTU

PLTU merupakan mesin pembangkit termal yang terdiri dari peralatan utama dan peralatan bantu (sistem penunjang) serta sistem-sistem lainnya. Peralatan utama PLTU terdiri dari lima komponen, yaitu: 

Boiler (ketel uap)



Turbin uap



Kondensor



Generator



Pompa Boiler Feed Pump (BFP)


2

1.2.1 Boiler Boiler adalah suatu peralatan konversi energi yang berfungsi memanfaatkan energi panas hasil pembakaran bahan bakar untuk ditransfer ke feedwater sehingga berubah menjadi uap superheat yang mempunyai temperatur dan tekanan t inggi. Panas api didalam ruang bakar boiler diserap secara radiasi oleh pipa-pipa evaporator yang tersusun membentuk dinding ruang bakar. Pipa-pipa evaporator tersebut dialiri air sehingga panas dari pipa diserap oleh air yang mengalir didalamnya, sehingga air berubah wujud menjadi uap jenuh dan ditampung didalam drum boiler. Didalam drum boiler uap dipisahkan dengan air. Air tersebut dialirkan menuju header bawah evaporator bersama dengan air yang berasal dari ekonomiser dengan melalui pipa down commer yang berpenampang besar yang terpasang diluar boiler. Uap jenuh dari drum boiler selanjutnya dialirkan didalam pipa-pipa superheater untuk dinaikkan temperaturnya menjadi uap panas lanjut dengan menggunakan panas dari gas buang boiler yang ditransfer melalui proses konveksi ke pipa-pipa superheater. Uap kering dengan temperatur dan tekanan tinggi siap digunakan untuk memutar turbin. Dari superheater gas buang menuju ekonomiser mengalir diluar pipa-pipa ekonomiser yang didalamnya terdapat air yang dialirkan oleh boiler feed pump (BFP) sehingga temperaturnya naik mendekati temperatur air yang ada di drum boiler. Dari ekonomiser gas buang mengalir menuju air heater untuk memanasi udara primer dan udara sekunder. Dari Air Heater gas buang mengalir menuju electro static precipitator untuk ditangkap abunya. Dari electro static precipitator gas buang yang sudah bersih dihisap oleh induce draft fan (IDF) untuk didorong keluar atmosfir melalui cerobong.

Bagian-bagian dan peralatan yang ada di boiler diantaranya adalah : 

Ekonomiser Economizer adalah Heat Exchanger (penukar kalor) yang dipasang pada saluran air pengisi sebelum air masuk ke Boiler Drum


3

Gambar 3. Ekonomiser



Drum Boiler Drum adalah suatu peralatan yang berfungsi menampung dan mengontrol kebutuhan air di boiler. Fungsi lain dari steam drum adalah untuk memisahkan uap dan air. STEAM OUTLET FEED WATER DRYER

INLET

SECONDARY SEPARATOR

RISER TUBES

BAFFLE PLATES

PRIMARYY SEPARATOR DOWNCOMER

Gambar 4. Drum Boiler



Evaporator



Superheater



Reheater Reheater berfungsi untuk memanaskan uap dari HP (High Pressure) turbin agar kandungan energi panasnya meningkat lagi setelah memutar HP turbin.



Air Heater


4



Force Draft Fan (FDF)



Primary Air Fan (PAF)



Induce Draft Fan (IDF)



Cerobong



Coal Bunker



Coal Feeder



Mill



Burner



Soot Blower


5

Gambar 5. Boiler


1.2.2 Turbin Uap Turbin uap merupakan suatu peralatan yang berfungsi untuk merubah energi yang terkandung dalam uap (entalpi) menjadi energi mekanik berupa momen putar pada poros turbin. Saat uap mengalir melalui nosel dan sudu diam yang terpasang pada stator turbin, maka terjadilah perubahan energi panas yang terkandung pada uap menjadi energi kinetik berupa kecepatan aliran uap. Saat uap kecepatan tinggi mengalir melalui sudu gerak yang terpasang pada rotor turbin, maka terjadilah perubahan energi kinetik menjadi energi mekanik berupa putaran poros turbin. Akibat melakukan kerja di turbin tekanan dan temperatur uap keluar turbin turun hingga menjadi uap basah. Uap ini kemudian dialirkan ke kondensor, sedangkan tenaga putar yang dihasilkan digunakan untuk memutar generator sehingga menghasilkan listrik. Bagian-bagian dan peralatan yang ada di turbin diantaranya adalah :

- Stator -

Rotor

6

1.2.2 Turbin Uap Turbin uap merupakan suatu peralatan yang berfungsi untuk merubah energi yang terkandung dalam uap (entalpi) menjadi energi mekanik berupa momen putar pada poros turbin. Saat uap mengalir melalui nosel dan sudu diam yang terpasang pada stator turbin, maka terjadilah perubahan energi panas yang terkandung pada uap menjadi energi kinetik berupa kecepatan aliran uap. Saat uap kecepatan tinggi mengalir melalui sudu gerak yang terpasang pada rotor turbin, maka terjadilah perubahan energi kinetik menjadi energi mekanik berupa putaran poros turbin. Akibat melakukan kerja di turbin tekanan dan temperatur uap keluar turbin turun hingga menjadi uap basah. Uap ini kemudian dialirkan ke kondensor, sedangkan tenaga putar yang dihasilkan digunakan untuk memutar generator sehingga menghasilkan listrik. Bagian-bagian dan peralatan yang ada di turbin diantaranya adalah :

- Stator -

Rotor

-

Bearing

-

Bearing Pedestal

-

Main Stop Valve (MSV)

-

Governor Valve / Control Valve

-

Turning Gear

-

Main Oil Pump

-

Hydraulic pump

Untuk mengetahui komponen-komponen utama pada turbin dapat dilihat pada gambar berikut ini :


7

Gambar 6. Komponen Turbin Uap



Casing : Casing adalah bagian yang diam merupakan rumah atau wadah dari rotor. Pada casing terdapat sudu-sudu diam (disebut stator) yang dipasang melingkar dan berjajar terdiri dari beberapa baris yang merupakan pasangan dari sudu gerak pada rotor. Sudu diam berfungsi untuk mengarahkan aliran uap agar tepat dalam mendorong sudu gerak pada rotor. Casing juga berfungsi sebagai

pembatas yang memungkinkan uap mengalir

melewati sudu-sudu turbin. Pada ujung casing terdapat ruang besar mengelilingi poros turbin disebut exhaust hood, dan diluar casing dipasang bantalan yang berfungsi untuk menyangga rotor. 

Rotor : Rotor adalah bagian yang berputar terdiri dari poros dan sudu-sudu gerak yang terpasang mengelilingi rotor. Jumlah baris sudu gerak pada rotor sama dengan jumlah baris sudu diam pada casing. Pasangan antara sudu diam dan sudu gerak disebut tingkat (stage). Sudu gerak (rotor) berfungsi untuk mengubah energi kinetik uap menjadi energi mekanik


8



Bearing : Bearing berfungsi sebagai penyangga rotor sehingga membuat rotor dapat stabil/lurus pada posisinya didalam casing dan rotor dapat berputar dengan aman dan bebas.

Turbin uap umumnya dilengkapi oleh journal bearing dan Thrust

bearing untuk menyangga rotor maupun untuk membatasi pergeseran rotor.

Gambar 7. Journal Bearing

Journal Bearing digunakan untuk menyangga poros turbin generator. Terdapat satu journal bearing pada tiap sisi turbin. Semua bearing ini dilapisi dengan babbit pada bagian dalamnya, dimana babbit adalah material yang lebih lunak dibanding poros turbin. Hal ini untuk mencegah poros turbin aus akibat gesekan atau vibrasi tinggi. Selain itu babbit mempunyai kemampuan untuk menahan pelumasan pada metal sehingga membantu mencegah gesekan antara bantalan dan jurnal pada saat poros mulai berputar


9

Gambar 8. Trust Beari

Thrust Bearing berfungsi untuk menyerap dan membatasi gerakan aksial poros turbin. Bantalan aksial terdiri dari dari thrust runner yang tak lain adalah dua collar kaku yang dipasang pada poros turbin dan ikut berputar. Diantara kedua collar ini dipasang thrust plate yang dilapisi babbit dan di sangga oleh bantalan aksial itu Simple Inspiring Performing Phenomenal

10

sendiri. Dudukan bearing di dalam rumah penyangga dan dipasang pada penyangga turbin. Tapered land berhubungan dengan pad lapisan babbit yang akan menyerap gaya aksial. Pad (dudukan) ini berbentuk tapered dalam arah melingkar dan radial. Thrust wear (keausan) pada bantalan ini dibatasi oleh thrust wear detector 

Pedestal Pedestal berfungsi untuk menempatkan bantalan sebagai penyangga rotor dipasangkan pada casing. Umumnya salah satu pedestal diikat (anchored) mati kepondasi. Sedang yang lain ditempatkan diatas rel peluncur (Sliding feet) sehinggga casing dapat bergerak bebas akibat pengaruh pemuaian maupun penyusutan (contraction). Biasanya pedestal yang diikat pada pondasi adalah pedestal sisi tekanan rendah atau sisi yang berdekatan dengan generator (generator end). Sedang sisi yang lain dibiarkan untuk dapat bergerak dengan bebas. Ketika temperatur casing dan rotor naik, maka seluruh konstruksi turbin akan memuai. Dengan penempatan beberapa pedestal diatas rel peluncur, maka seluruh bagian turbin dapat bergerak dengan bebas ketika memuai.



Main Oil Pump : Main oil pump berfungsi untuk memompakan pelumas untuk disalurkan ke masing-masing bearing turbin dan generator. Main oil pump terpasang satu poros pada turbin.



Katup Utama : Katup utama turbin terdiri dari Main Stop Valve (MSV) dan Governor Valve (GV). Pada turbin dengan kapasitas > 100 MW dilengkapi dengan katup uap reheat, yaitu Reheat Stop Valve (RSV) dan Interceptor Valve (ICV).


11



Main Stop Valve (MSV)

Gambar 9. Main Stop Valve

Katup ini berfungsi sebagai katup penutup cepat jika turbin trip atau sebagai katup pengisolasi turbin terhadap uap masuk. MSV bekerja dalam dua posisi yaitu menutup penuh atau membuka penuh. Pada saat turbin beroperasi maka MSV membuka penuh. Sebagai penggerak untuk membuka MSV digunakan tekanan minyak hidrolik. Sedangkan untuk menutupnya digunakan kekuatan pegas.



Governor Valve (GV) Turbin harus dapat beroperasi dengan putaran yang konstan pada beban yang berubah ubah. Untuk membuat agar putaran turbin selalu tetap digunakan governor valve yang bertugas mengatur aliran uap masuk turbin sesuai dengan bebannya. Sistem governor valve yang digunakan umumnya adalah mechanic hydraulic (MH) atau electro hydraulic (EH).


12

1.2.3 Kondensor Kondensor adalah peralatan yang berfungsi untuk mengubah uap keluar turbin menjadi air kondensat sehingga bisa digunakan lagi sebagai air pengisi boiler. Uap yang mengalir diluar pipa-pipa kondensor mentransfer panas ke air pendingin yang mengalir didalam pipa-pipa kondensor, sehingga uap berubah wujud menjadi air kemudian ditampung didalam hotwell. Sebagai pendingin digunakan air sungai atau air laut. Proses perubahan uap menjadi air terjadi pada tekanan dan temperature tetap. Terjadinya vacuum pada ruang kondensor menyebabkan uap dapat dikondensasi pada temperatur kurang dari 100 derajad celcius didalam ruang tertutup. Kondensor merupakan titik efisiensi dari PLTU. Hampir 50 persen panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar diserahkan ke air pendingin didalam kondensor untuk selanjutnya dibuang ke laut. Perubahan vacuum sedikit saja pada kondensor akan cukup mempengaruhi efisiensi PLTU. Maka sangatlah penting untuk mengusahakan kondensor selalu dalam kinerja yang baik. Hal-hal yang mempengaruhi kinerja kondensor adalah :

-

Laju perpindahan panas tergantung pada laju aliran air pendingin.

-

Kebersihan bagian dalam pipa-pipa.

-

Temperatur air pendingin masuk.

-

Adanya gas-gas non condensable yang menyelimuti pipa-pipa.

-

Luas permukaan perpindahan panas. Adanya pipa yang disumbat karena bocor akan mengurangi luas permukaan perpindahan panas.


13

Gambar 10. Kondensor


14

1.2.4 Generator Tujuan utama dari kegiatan proses di PLTU adalah produksi energi listrik.Generator berfungsi mengubah energi mekanik berupa putaran porosmenjadi energi listrik dengan menerapkan prinsip induksi magnet. Generator terdiri dari bagian yang diam disebut stator dan bagian berputar disebut rotor. Stator terdiri dari casing yang berisi kumparan 3 (tiga) fasa dan rotor yang merupakan sumber medan magnet listrik terdiri dari inti yang berisi kumparan. Kumparan rotor dialiri arus eksitasi sehingga timbul garis-garis gaya magnet. Rotor generator diputar sehingga garis-garis gaya magnet berputar memotong kumparan stator sehingga pada kumparan stator timbul gaya gerak listrik (ggl). Apabila pada ujung-ujung kumparan stator tersebut dihubungkan dengan beban peralatan listrik, maka akan mengalirkan arus listrik bolak-balik tiga fasa, sehingga generator menghasilkan energi listrik.

Gambar 11. Generator


15

Gambar 12. Eksitasi pada generator

1.2.5 Boiler Feed Water Pump (BFP) Boiler Feed Water Pump (BFP) adalah pompa tekanan tinggi yang digunakan untuk memindahkan air dari Feed Water Tank (FWT) Deaerator ke Drum Boiler. Boiler Feed Water Pump biasanya pompa centrifugal bertingkat. Untuk bisa mengisi air kedalam Drum Boiler, maka tekanan discharge BFP harus lebih tinggi dari tekanan air didalam Drum Boiler. Beda tekanan ini ditunjukkan oleh diferential pressure (DP) di level control valve (LCV) Drum Boiler, karena berapapun besar bukaan LCV kalau tidak ada DP tidak akan ada aliran air menuju Drum. DP LCV dijaga dengan mengatur putaran BFP dengan menggunakan kopling variable speed yang terpasang antara motor listrik dengan BFP.

Gambar 13. Pompa BFP


16

1.3

Peralatan Bantu PLTU

Peralatan bantu PLTU antara lain:

1.3.1 Desalination Plant (Unit Desal) Peralatan ini berfungsi untuk mengubah air laut (brine) menjadi air tawar (fresh water) dengan metode penyulingan (kombinasi evaporasi dan kondensasi). Hal ini dikarenakan sifat air laut yang korosif, sehingga jika air laut tersebut dibiarkan langsung masuk ke dalam unit utama, maka dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan PLTU

1.3.2 Reverse Osmosis (RO) Mempunyai fungsi yang sama seperti desalination plant namun metode yang digunakan berbeda. Pada peralatan ini digunakan membran semi permeable yang dapat menyaring garam-garam yang terkandung pada air laut, sehingga dapat dihasilkan air tawar seperti pada desalination plant

1.3.3 Pre Treatment Pada unit yang menggunakan pendingin air tanah / sungai . Untuk PLTU yang menggunakan air tanah/air sungai, pre-treatment berfungsi untuk menghilangkan endapan,kotoran dan mineral yang terkandung di dalam air tersebut.

1.3.4 Demineralizer Plant (Unit Demin) Berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral (ion) yang terkandung dalam air tawar. Air sebagai fluida kerja PLTU harus bebas dari mineral, karena jika air masih mengandung

mineral

berarti

konduktivitasnya

masih

tinggi

sehingga

dapat

menyebabkan terjadinya GGL induksi pada saat air tersebut melewati jalur perpipaan di dalam PLTU. Hal ini dapat menimbulkan korosi pada peralatan PLTU

1.3.5 Sistem Air Pendingin System air pendingin di PLTU dibedakan menjadi dua yaitu system air pendingin utama dan system air pendingin bantu (auxiliary cooling water) Fungsi dari sistem air pendingin utama adalah menyediakan dan memasok air pendingin yang diperlukan untuk mengkondensasikan uap bekas dan drain uap didalam kondensor. Fungsi lainnya adalah memasok air untuk mendinginkan “Heat Exchanger” pada sistem air pendingin bantu (auxiliary cooling water) yang merupakan siklus pendingin tertutup.


17

Air pendingin utama merupakan media pendingin untuk menyerap panas laten uap bekas dari turbin yang mengalir kedalam kondensor. Tanpa pasokan air pendingin turbin kondensasi tidak dapat dioperasikan. Sedangkan aliran air pendingin utama yang kurang

dapat

menyebabkan

vakum

kondensor

menjadi

rendah

dan

dapat

mengakibatkan unit trip.

1.3.6 Sistem Udara Bertekanan Sistem udara bertekanan pada PLTU menyuplai kebutuhan udara service dan udara instrument. Sistem udara tekan untuk sistem udara instrumen harus dilengkapi dengan pengering udara (air dryer), karena untuk keperluan instrumentasi diperlukan udara yang benar-benar kering. Sedang sistem udara tekan untuk sistem udaraservice tidak perlu dilengkapi dengan pengering udara (air dryer) , karena untuk keperluan service tidak diperlukan udara kering. Pada pusat pembangkit listrik berkapasitas kecil hingga sedang, udara untuk sistem udara instrumen dan sistem udara service diperoleh dari sumber yang sama yaitu dari kompresor yang sama

1.3.7 Sistem Pelumasan Turbin dan generator menggunakan journal bearing (bantalan luncur), sebagai penyangga beban rotor digunakan tekanan minyak pelumas. Turbin tidak boleh diputar tanpa adanya pelumasan sehingga pelumasan bantalan sangatlah penting. Parameter utama dari sistem pelumasan adalah tekanan. Untuk menjamin tekanan minyak pelumas yang konstan disediakan beberapa pompa minyak pelumas : 1. Main Oil Pump (MOP) Main Oil Pump adalah pompa pelumas utama yang digerakan oleh poros turbin sehingga baru berfungsi ketika putaran turbin mencapai lebih dari 95 %. 2. Auxiliary Oil Pump (AOP) Auxiliary Oil Pump adalah pompa yang digerakkan dengan motor listrik AC. Pompa ini berfungsi pada start up dan shut down turbin serta sebagai back up bila tekanan minyak pelumas dari MOP turun 3. Emergency Oil Pump (EOP) Emergency Oil Pump adalah pompa yang digerakkan dengan motor listrik DC dan digunakan sebagai cadangan atau darurat ketika pasok listrik AC hilang


18

4. Jacking Oil Pump Pada turbin kapasitas besar, berat rotornya juga besar sehingga dalam keadaan diam rotor tersebut akan menyingkirkan lapisan minyak pelumas dari permukaan poros dan bantalan. Dalam keadaan seperti ini, bantalan atau poros akan rusak bila diputar. Untuk menghindari kerusakan akibat tiadanya pelumasan diantara poros dan bantalan, maka digunakan sistem jacking oil. Jacking oil berfungsi untuk mengangkat poros dengan minyak tekanan tinggi

1.3.8 Hidrogen Plant (Unit Hidrogen) Salah satu komponen untuk meningkatkan efisiensi PLTU/PLTGU adalah dengan cara meningkatkan efisiensi generator (alternator). Efisiensi generator dapat meningkat apabila kerugian-kerugian yang timbui dapat diperkecil. Untuk memperkecil kerugian dalam pengoperasian generator dapat dilakukan dengan memberikan media pendingin berupa gas hidrogen sebagai pengganti udara. Keutungan utama dari penggunaan gas hidrogen dibanding udara sebagai media pendingin adalah gas hidrogen mempunyai daya hantar panas yang lebih tinggi sehingga dapat menyerap panas lebih banyak, selain itu gas ini mempunyai kerapatan. (berat jenis) yang jauh lebih kecil dari pada udara dengan demikian akan mengurangi kerugian gesekan. Gas Hidrogen dapat diproduksi dengan cara elektrolisa air murni (H2O). Alat untuk memproduksi gas Hidrogen disebut "Hydrogen Generator" atau Pembangkit Gas Hidrogen ditempatkan pada Hydrogen Plant (H2 Plant).

1.3.9 Chlorination Plant (Unit Chlorin) Berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (NaOCl) yang digunakan untuk memabukkan/melemahkan mikro organisme laut pada area water intake. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya pengerakkan (scaling) pada pipa-pipa kondensor maupun unit desal akibat perkembangbiakan mikro organisme laut tersebut.

1.3.10 Auxiliary Boiler (Boiler Bantu) Pada umumnya merupakan boiler berbahan bakar minyak (fuel oil), yang berfungsi untuk menghasilkan uap (steam) yang digunakan pada saat boiler utama start up maupun sebagai uap bantu (auxiliary steam).


19

1.3.11 Coal Handling Merupakan unit yang melayani pengolahan batubara yaitu dari proses bongkar muat kapal (ship unloading) di dermaga, penyaluran ke stock area sampai penyaluran ke bunker unit.

1.3.12 Ash Handling Merupakan unit yang melayani pengolahan abu baik itu abu jatuh (bottom ash) maupun abu terbang (fly ash) dari Electrostatic Precipitator hopper dan SDCC (Submerged Drag Chain Conveyor) pada unit utama sampai ke tempat penampungan abu (ash valley) Tiap-tiap komponen utama dan peralatan bantu dilengkapi dengan sistem-sistem dan alat bantu yang mendukung kerja komponen tersebut. Gangguan atau malfunction dari salah satu bagian komponen utama akan dapat menyebabkan terganggunya seluruh sistem PLTU.


20

2.

PLTGU

2.1

Siklus PLTGU

PLTGU adalah mesin konversi energi yang merupakan kombinasi dari PLTG dan PLTU. Berikut adalah proses konversi energi yang terjadi pada PLTGU: a. Pertama, Udara dari atmosfir dihisap oleh kompresor dan ditekan masuk kedalam ruang bakar sehingga tekanan dan temperaturnya naik.Udara bertekanan didalam ruang bakar dibakar menggunakan bahan bakar sehingga menjadi gas dengan temperatur naik dan tekanan tetap. b. Kedua, Energi panas yang terkandung dalam gas panas ini selanjutnya dialirkan untuk memutar turbin gas sehingga menghasilkan energi mekanik berupa putaran poros turbin gas c. Ketiga, energi mekanik putaran poros turbin gas ditransfer melalui kopling ke poros generator yang kemudian diubah menjadi energi listrik melalui prinsip induksi magnet. d. Keempat, Gas buang dari turbin gas yang masih mengandung energi panas tinggi dialirkan ke Heat Recovery Steam Generator (HRSG) untuk memanaskan air yang mengalir didalam pipa-pipa sehingga menjadi uap superheat dengan tekanan dan temperatur tinggi. Uap dari HRSG dengan tekanan dan temperatur tinggi digunakan untuk memutar turbin uap. Energi mekanik dari turbin uap digunakan untuk memutar generator sehingga dihasilkan energi listrik Dengan menggabungkan siklus tunggal PLTG menjadi unit pembangkit siklus kombinasi akan diperoleh beberapa keuntungan, antara lain : 

Efisiensi termalnya tinggi



Biaya pemakaian bahan bakar (konsumsi energi) lebih rendah



Pembangunannya relatif lebih cepat dibandingkan dengan PLTU Batubara.



Kapasitas dayanya bervariasi dari kecil hingga besar



Menggunakan bahan bakar gas yang bersih dan ramah lingkungan



Fleksibilitas dalam pengoperasiannya tinggi


21

Gambar 14. Diagram PLTGU

Gambar 15. Siklus Gabungan B rayton-Rankine

2.2

Peralatan Utama PLTGU

Komponen Utama PLTGU: 

Kompresor Utama



Combustion Chamber



Turbin gas


22



Heat Recovery Steam Generator



Turbin Uap



Feed Water Pump



Generator

Gambar 16. Tata Letak Turbin Gas

Gambar 17. Kompressor Aksial


23

Gambar 18. Kompressor Aksial

Gambar 19. Combustion Chamber


24

(A)

(B) Gambar 20 a. Stator, b. rotor turbin

Gambar 21. Rotor Kompressor dan Turbin


25

Gambar 22. Rakitan Rotor Kompressor

Gambar 23. Rakitan Rotor Turbin


26

Gambar 24. Bagian Utama Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap

Gambar 25. Komponen utama boiler HRSG (HRSG outline)


27

Gambar 26. Komponen utama pada HRSG datar (2 tingkat tekanan)

Gambar 27. Komponen utama pada HRSG tegak (3 tingkat tekanan)


28

2.3

Peralatan Bantu PLTGU

Peralatan bantu PLTGU hampir sama dengan peralatan bantu PLTU, yang membedakan adalah di PLTGU tidak ada sistem coal handling dan ash handling. Peralatan bantu PLTGU terdiri dari: a. Sistem air pendingin b. Sistem udara tekan c. Sistem Pelumasan d. Sistem Pengolahan Air e. Hydrogen Plant f.

Chlorination Chlorination Plant

g. Starting Equipment Berfungsi untuk melakukan start up sebelum turbin bekerja. Jenis-jenis starting equipment yang digunakan di unit-unit turbin gas pada umumnya adalah : 

Diesel Engine



Induction Motor



Gas Expansion Expansion Turbine (Starting Turbine)

Komponen Turning Gear berfungsi memutar rotor turbine setelah turbin distop agar rotor turbin tidak mengalami banding dan baru dihentikan apabila temperature exhaust sudah mendekati temperature udara ambient. Kecepatan putaran turning gear sekitar 90 – 90 – 100 100 rpm h. Fuel System Sistem bahan bakar berfungsi untuk menyediakan bahan bakar untuk pembakaran yang didisain untuk menjamin fungsi – fungsi – fungsi sebagai berikut: 

Penyalaan, pemanasan dan akselerasi unit hingga kecepatan kecepata n nominalnya.



Memberi daya pada unit hingga beban dasarnya.



Shut down dan trip unit

Pada umumnya PLTG memakai bahan bakar gas alam, bahan bakar minyak dan bahan bakar gas dan minyak (dual Fuel).


29

3.

PLTP

PLTP merupakan pembangkit listrik yang menggunakan tenaga dari panas bumi berupa uap sebagai sumber energinya (energi primer). Berbeda dengan pembangkit listrik termal lainnya, dimana energi panas yang digunakan untuk memutar turbin adalah hasil dari proses pemanasan air oleh pembakaran bahan bakar fosil, pada PLTP uap yang digunakan untuk memutar memutar turbin turbin

berasal dari perut perut bumi melalui sumur hasil

pengeboran. Uap panas bumi mempunyai spesifikasi tertentu dan berbeda-beda antara satu lokasi (daerah) dengan lokasi lainnya, tetapi pada umumnya tekanannya rendah (dibawah 30 bar) dan temperaturnya sedikit superheat atau bahkan jenuh. Oleh karena itu masalah utama dalam membangun PLTP adalah bagaimana mengubah energi panas bumi yang kandungan kalornya rendah menjadi energi listrik secara efisien. Berdasarkan karakteristiknya, uap panas bumi untuk PLTP dibedakan menjadi dua, yaitu: - PLTP dengan sistem Vapor dominated (uap lebih dominan) - PLTP dengan sistem Hot water dominated (air panas lebih dominan) Perbedaan dalam menerapkan kedua jenis uap panas bumi sebagai sumber energi pada PLTP adalah pemasangan separator dan demister sebelum uap digunakan untuk memutar turbin. Karena tekanan uap panas bumi relatif rendah, maka turbin uap yang digunakan pada PLTP adalah turbin tekanan rendah satu silinder.

3.1

Siklus PLTP

Uap dari sumur panas bumi melalui kepala sumur sebagai fluida kerja sebelum dialirkan ke turbin dilewatkan melalui separator. Uap diekspansikan didalam turbin uap sehingga menghasilkan energi mekanik berupa putaran. Energi mekanik turbin uap digunakan untuk memutar generator sehingga menghasilkan listrik. Uap bekas keluar turbin dialirkan kedalam kondensor untuk didinginkan agar menjadi air. Oleh karena air kondensat yang terkumpul dalam kondensor tidak digunakan lagi sebagai fluida kerja, maka proses kondensasinya menggunakan kondensor kontak langsung (direct (direct contact condenser). condenser). Selain lebih lebih efisien kondensor kontak kontak langsung langsung juga lebih murah. murah.


30

Didalam kondensor, uap bercampur dengan air pendingin yang berasal dari menara pendingin (cooling tower). Air kondensat yang terkumpul didalam hotwell kondensor dipompa kembali ke menara pendingin untuk didinginkan. Sebagian besar air dari menara pendingin disirkulasikan ke kondensor, sedangkan kelebihannya dibuang atau diinjeksikan kembali kedalam tanah. Jumlah air yang dinjeksikan ke dalam tanah lebih sedikit dibanding yang diambil dari sumur-sumur panas bumi. Hal ini karena kerugian yang terjadi pada separator, ejector, kebocoran, penguapan di menara pendingin dan pembuangan (blow down) di menara pendingin.

Gambar 28. Siklus PLTP

Untuk mengatasi jumlah non condensable gas (NCG) yang relatif besar yang terkandung didalam uap panas bumi, maka pada kondensor dipasang steam ejector yang bekerja terus menerus.


31

3.2

Peralatan Utama PLTP

3.2.1. Kepala Sumur dan Valve Seperti halnya sumur-sumur minyak dan gas, di sumur panas bumi juga dipasang beberapa Valve (katup) untuk mengatur aliran fluida. Valve-valve tsb ada yang dipasang di atas atau didalam sebuah lubang yang dibeton (Concrete cellar).

Gambar 29. Rangkaian Valve pada kepala sumur PLTP

Pada umumnya di kepala sumur ada 4 buah valve (Gambar 1.5), yaitu : A

:

Master Valve atau Shut off Valve : berfungsi untuk mengisolasi

sumur untuk keperluan perawatan. B

: Service Valve : berfungsi untuk mengatur aliran fluida yang akan dimanfaatkan.

C

: By pass Valve : berfungsi untuk mengatur aliran fluida yang mengarah ke Silincer, atau tempat penampungan air (pembuangan).

D

: Untuk memungkinkan peralatan atau reamer diturunkan secara vertikal.


32

Gambar 30. Valve pada Kepala Sumur PLTP

Disamping itu biasanya dilengkapi juga oleh Bleed Valve, yaitu valve untuk menyemburkan ke udara dengan laju aliran sangat kecil (bleeding), saat sumur tidak diproduktifkan. Fluida perlu dikeluarkan dengan laju alir sangat kecil agar sumur tetap panas dan gas tidak terjebak di dalam sumur, dan juga untuk menghindari terjadinya thermal shock atau perubahan panas secara tiba-tiba yang disebabkan karena pemanasan atau pendinginan mendadak dapat dihindarkan. Disamping itu ada juga yang dilengkapi dengan Ball Floatt Valve yang merupakan Valve pengaman dari kemungkinan terbawanya air ke dalam aliran pipa uap. Bila ada air yang terbawa,

bola

akan

naik

dan

menghentikanaliran.

Kenaikkan

tekanan

akan

menyebabkan Bursting Disc pecah dan mengalihkan aliran ke Silincer.

3.2.2. Separator Separator berfungsi untuk memisahkan uap dari air yang bercampur dalam aliran dua fasa. Separator yang mempunyai efisiensi yang tinggi adalah jenis Cyclone, dimana aliran uap yang masuk dari arah samping dan berputar menimbulkan gaya sentrifugal. Air akan terlempar ke dinding, sedangkan uap akan mengisi bagian tengah pipa, dan mengalir keatas. Simple Inspiring Performing Phenomenal

33

Gambar 31. Cara kerja separator

Uap yang keluar dari separator jenis ini mempuyai tingkat kekeringan (dryness) yang sangat tinggi, lebih dari 99%. Effisiensi dari jenis ini akan berkurang bila kecepatan masuk lebih dari 50 m/detik.

Gambar 32. Cyclone Separator

3.2.3. Demister Demister merupakan peralatan yang berfungsi untuk memisahkan butiran-butiran air yang mungkin masih terkandung setelah melalui separator. Demister tersusun atas platplat baja berbentuk gelombang (corrugated plate) yang berfungsi sebagai penyaring akhir sebelum uap masuk ke turbin.

3.2.4. Silincer Silincer merupakan silinder yang didalamnya diberi suatu pelapis untuk mengendapkan suara dan bagian atasnya terbuka. Fluida dari sumur yang akan disemburkan untuk dibuang, akan menimbulkan kebisingan yang luar biasa hingga dapat memekakkan telinga dan bahkan bila tanpa perlindungan telinga, dapat menyebabkan rusaknya pendengaran. Maka diperlukan Silencer untuk mengurangi kebisingan dan biasanya juga mengontrol aliran fluida yang akan dibuang. Simple Inspiring Performing Phenomenal

34

Apabila fluida dari sumur berupa uap kering, silincer yang digunakan biasanya berupa lubang yang diisi dengan batuan yang mempunyai ukuran dan bentuk beragam.

Gambar 33. Silincer

Gambar 34. Jenis Silincer di PLTP Kamojang


35

3.2.5. Turbin Uap

Gambar 35. Turbin Uap PLTP

3.2.6. Kondensor Fungsi kondensor adalah untuk mengkondensasikan uap menjadi air dengan cara membuat kondisi vakum di dalam bejana (kondensor). Proses terjadinya vakum dengan cara thermodinamika bukan cara mekanik. Fluida yang keluar dari turbin masuk ke condenser sebagian besar adalah uap bercampur dengan air dingin, di kondensor akan mencapai kesetimbangan massa dan energi. Pada volume yang sama, air akan mempunyai massa ratusan kali lipat dibandingkan dengan uap. Sehingga jika uap dalam massa tertentu mengisi seluruh ruangan dalam kondensor, kemudian disemprotkan air maka uap akan menyusut volumenya, karena sebagian

atau

seluruhnya

berubah

menjadi

air

(tergantung

jumlah

air

yang

disemprotkan) yang memiliki volume jauh lebih kecil. Akibat penyusutan volume uap dalam kondensor inilah akan mengakibatkan kondisi ruangan dalam kondensro menjadi vakum.


36

Exhaust Gas

Ke Cooling Tower Water

Gambar 36. Kondensor Kontak Langsung

3.2.7. Gas Extraction Untuk menjaga agar kondisi di dalam kondensor tetap vacuum, maka Non Condensable Gas (NCG) harus dikeluarkan dari kondensor, dengan cara dihisap oleh Ejector .

Ejector 1st stage

CONDENSOR

Ejector 2nd stage

AFTER INTER

CONDENSOR

CONDENSOR

Gambar 37. Sistem Gas Extractor

3.2.8. Menara Pendingin (Cooling Tower) Menara Pendingin (Cooling Tower) ada 2 jenis yaitu : a. Mechanical Draught Cooling Tower .


37

Cooling tower ini menggunakan Fan / kipas untuk menghisap udara. Udara dihisap melalui louver / pengarah dari samping masuk ke dalam Cooling Tower kemudian dihisap ke atas. Udara dingin ini mengalami kontak langsung dengan air yang jatuh dari bak atas menuju bak bawah, sehingga air panas keluar dari Condenser (50

0

C) dipompa menuju ke Cooling Tower didinginkan dengan

udara sehingga temperaturnya turun menjadi 26 – 27 0C. Cooling Tower jenis ini relatif murah dan fleksible karena kecepatan anginnya bisa diubah-ubah disesuaikan dengan kondisi udara luar dan beban Turbin. Namun kelemahannya adalah menggunakan energi listrik untuk menggerakkan kipas yang dayanya relatif besar dan biaya perawatannya tinggi.

Gambar 38. skema Mechanical Draught Cooling Tower

Gambar 39. Mechanical Draught Cooling Tower

Prinsip Kerja Mechanical Cooling Tower Simple Inspiring Performing Phenomenal

38



Di bagian atas Cooling Tower, terdapat beberapa kipas (fan) yang digerakkan oleh motor listrik melalui rangkaian gigi reduksi (gear box) untuk menurunkan putaran motor.



Air pendingin yang panas masuk ke header atas dan di-spraykan kebawah manuju kisi-kisi yang bertipe pantul (splash)



Udara atmosfir dari samping melalui sirip-sirip akibat hisapan fan dan mengalir

keatas,

bertemu

dengan

air

yang

dispray,

sehingga

mendinginkan air. 

Udara panas akan dihembuskan kembali ke atmosfir oleh fan lewat bagian atas cooling tower.



Air dingin akan berkumpul di bak penampung (basin) di bagian bawah cooling tower. Selanjutnya air pendingin disirkulasikan lagi ke kondensor.

b. Natural Draught Cooling Tower . Cooling Tower jenis ini mempunyai biaya perawatan yang murah, namun kelemahannya mahal dan tidak fleksibel.

Gambar 40. Natural Draught Cooling Tower

3.3

Peralatan Bantu PLTP

Peralatan Bantu PLTP terdiri dari: Simple Inspiring Performing Phenomenal

39

3.3.1. Sistem Air Pendingin Sistem Air Pendingin di PLTP dibagi menjadi 3 macam, yaitu: 

Sistem Air Pendingin Utama Sistem air pendingin utama berfungsi untuk mendinginkan uap bekas yang keluar dari turbin. Peralatan-peralatan pada sistem air pendingin utama meliputi kondensor, main cooling water pump, dan cooling tower



Sistem Air Pendingin Primer Sistem air pendingin primer berfungsi untuk mendinginkan air pendingin bantu (air pendingin sekunder) yang telah menyerap panas dari peralatanperalatan (pendingin pelumas, pendingin generator, pendingin kompresor). Proses perpindahan panas antara air pendingin primer dan air pendingin sekunder berlangsung di suatu heat exchanger yang dinamakan intercooler



SIstem air pendingin sekunder Sistem air penddingin sekunder (sistem air pendingin bantu) berfungsi untuk mendinginkan peralatan-peralatan. Air yang digunakan dalam sistem air pendingin sekunder ini harus menggunakan air yang sudah melelui proses treatment untuk menghindari adanya pembentukan korosi maupun deposit. Air pendingin sekunder dipompa menggunakan pompa secondary intercooler pump untuk mendinginkan minyak pelumas (lube oil cooler), pelumas generator (generator oil cooler), kompresor udara, dan peralatan lainnya.

3.3.2. Sistem Pelumas Sistem pelumas di PLTP hampir sama dengan sistem pelumas di PLTU maupun PLTGU. Untuk menjamin tekanan minyak pelumas yang konstandisediakan beberapa pompa minyak pelumas yaitu 

Main Oil Pump Main Oil Pump pada PLTP yang berkapasitas besar dikopling satu poros dengan turbin, akan tetapi pada PLTP yang berkapasitas kecil main oil pump digerakkan dengan motor listrik AC.



Auxiliary Oil Pump (AOP) Auxiliary Oil Pump hanya ada pada PLTP yang berkapasitas besar, dimana Main oil pump dikopling satu poros dengan turbin sehingga pada saat start


40

up atau tekanan pelumasnya berkurang diperlukan back up dari auxiliary oil pump 

Emergency Oil Pump Emergency Oil Pump digerakkan dengan motor listrik DC dan digunakan sebagai cadangan atau darurat ketika pasok listrik AC hilang



Jacking Oil Pump Jacking oil pump beroperasi pada saat kecepatan turning.

3.3.3. Sistem Pengolahan Air Air yang digunakan sebagai media pendingin dalam sistem air pendingin harus dilakukan treatmentterlebih dulu untuk menghindari adanya masalah sehingga dapat merusak peralatan dan mengakibatkan ke gagalan operasi. Oleh karena itu penanganan dan pengolahan air perlu mendapat perhatian terutama pada faktor masalah yang dominan, yaitu sebagai berikut : 

Kandungan Gas H2S dalam Air Kandungan

Gas H2S dalam air, sehingga air bersifat asam yang dapat

korosif pada peralatan, oleh karena itu PH air dalam sistem pendingin harus

dijaga pada nilai 7 - 7,5 dengan cara injeksi bahan kimia Na OH

secara rutin. 

Pertumbuhan Micro Organisme Dalam Air Pertumbuhan micro organisme dalam air berupa lumut, jamur dan bakteri dapat mengakibatkan penyumbatan pada screen, nozzel - nozzel dan tubing

peralatan

meningkat Oleh

yang

karena

itu

sistem air pendingin, sehingga suhu air mengakibatkan unit pembangkit pertumbuhan

micro

organisme

pendingin

derated atau trip. harus dikendalikan

dengan cara injeksi bahan kimia biocide secara rutin. 

Deposit Dalam Air Deposit dalam air berupa kotoran yang melekat akibat dari sekresi bakteri dengan lumpur, bangkai,bakteri, jamur atau pun deposit lumpur belerang yang dapat merusak peralatan,pendangkalan pada basin Cooling Tower dan penyempitan diameter pipa atau tubing. Sehingga suhu

air

pendingin meningkat yang mengakibatkan unit pembangkit derated atau Simple Inspiring Performing Phenomenal

41

trip. Oleh karena itu deposit tersebut harus dikendalikan dengan cara blow down dengan menggunakan sump pump, yang terpasang pada sump basin secara rutin dan secara periodik satu tahun sekali dilakukan pembersihan pada basin Cooling Tower.

4.

PLTA

4.1

Prinsip Kerja PLTA

Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA) merupakan pusat pembangkit tenaga listrik yang mengubah energi potensial air (energi gravitas air) menjadi energi listrik. Mesin penggerak yang digunakan adalah turbin air untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis poros yang akan memutar rotor generator untuk menghasilkan energi listrik. Air sebagai bahan baku PLTA dapat diperoleh dari sungai secara langsung disalurkan untuk memutar turbin, atau dengan cara ditampung dahulu (bersamaan dengan air hujan) dengan menggunakan kolam tando atau waduk sebelum disalurkan untuk memutar turbin

4.2

Jenis-jenis PLTA

Dari cara memperoleh potensi air sebagai sumber energi, PLTA dapat dibagi sebagai berikut: a. PLTA aliran sungai langsung tanpa kolam tando b. PLTA aliran sungai langsung dengan kolam tando c. PLTA aliran sungai langsung dengan waduk/reservoir d. PLTA aliran danau e. PLTA pasang surut f.

PLTA pompa

g. PLTA sistem kaskade


42

4.2.1 PLTA Aliran sungai Langsung tanpa kolam tando Aliran sungai dialirkan langsung melalui saluran terbuka atau tertutup dengan memasang diujung saluran tersebut (ujung masuk air). Air dimasukkan melalui pipa pesat/saluran terbuka

Gambar 41. PLTA dengan Aliran Sungai Langsung

4.2.2 PLTA Aliran sungai langsung dengan kolam tando Air sungai dialirkan ke kolam melalui saluran terbuka atau tertutup dengan disaring terlebih dahulu dan ditampung di suatu kolam yang berfungsi untuk: a. Mengendapkan pasir b. Mengendapkan lumpur c. Sebagai reservoir Air dari kolam tersebut dialirkan melalui pipa pesat menggerakkan turbin untuk membangkitkan tenaga listrik. Kolam tando dilengkapi dengan beberapa pintu air gunanya untuk pengisian / pengosongan bila kolam tando diadakan pemeliharaan.


43

Gambar 42. PLTA dengan kolam tando

4.2.3 PLTA Aliran sungai Langsung dengan waduk (Reservoir) Air dari satu sungai atau lebih ditampung di suatu tempat untuk mendapatkan ketinggian tertentu dengan jalan dibendung. Air dari waduk tersebut dialirkan melalui saluran terbuka, melalui pintu air ke salurantertutup yang selanjutnya melalui pipa pesat menggerakkan turbin untuk membangkitkan tenaga listrik.


44

Gambar 43. PLTA dengan waduk

4.2.4 PLTA aliran Danau Sumber air dari PLTA ini adalah sebuah danau yang potensinya cukup besar.Untuk pengambilan air yang masuk ke PLTA dilaksanakan dengan: 1. Pembuatan bendungan yang berfungsi juga sebagai pelimpas yang berlokasi pada mulut sungai. 2. Perubahan duga muka air (DMA) + 4 meter 3. Intake

Gambar 44. Layout PLTA Danau


45

4.2.5 PLTA Pasang surut 

Air laut Pasang Air laut memasuki teluk (sebagai kolam) melewati bangunan sentral, sehingga air laut mendorong sudu-sudu jalan (runner) dari turbin. Turbin memutarkan generator sehingga menghasilkan energi listrik. Lama kelamaan kolam akan terisi oleh air laut sehingga permukaan air laut menjadi sama, berarti tenaga penggeraknya tidak ada dan turbin berhenti berputar.



Keadaan Surut Pada saat air laut surut, permukaan air kolam lebih tinggi dari permukaan air laut. Air kolam akan mengalir ke Laut melalui bangunan sentral dan akan memutar sudu-sudu turbin yang seporos dengan generator sehingga didapat energi listrik kembali sampai terjadi air pasang lagi

Gambar 45. (a) keadaan pasang (b) Keadaan surut


46

4.2.6 PLTA pompa PLTA pompa dibangun dan dioperasikan untuk PLTA beban puncak. Air waduk bagian atas dan air waduk bagian bawah diatur untuk operasi harian akan mingguan. PLTA pompa digunakan untuk mengatur / menunjang beban puncak sistem. Danau bagian atas biasanya mempunyai kapasitas tampung yang besar tetapi mempunyai daerah tangkapan hujan yang sempit, sedangkan danau bagian bawah mempunyai daerah tangkapan hujan yang luas a. Generator berfungsi sebagai motor b. Turbin berdiri sendiri terpisah dari pompanya c. Generator, turbin dan pompa terletak di dalam satu poros (pompa terletak paling bawah)

Gambar 46. PLTA Pompa

4.2.7 PLTA Kaskade Pemanfaatan sungai, berarti sepanjang sungai dibangun beberapa PLTA, maka daerah PLTA itu disebut sistem Kaskade PLTA, dimana PLTA yang berada di bawah memanfaatkan air setelah digunakan oleh PLTA di atasnya. Contoh : Kaskade PLTA S.Citarum ( Saguling, Cirata, dan Jati Luhur )


47

4.3

Peralatan Utama PLTA

4.3.1 Waduk (Reservoir) Sungai dibendung untuk memperoleh air sebanyak mungkin dan mencapai ketinggian muka air tertentu sesuai dengan yang dibutuhkan sehingga dapat untuk menggerakan turbin

4.3.2 Bendungan Bendungan (DAM) berfungsi untuk membendung sungai sehingga terbentuk waduk, tipenya harus dipilih yang memenuhi syarat seperti geologi, topografi, dan syarat lain seperti misalnya bendungan urugan, (tanah batu) dan bendungan beton gravitasi, busur dsb. a.

Bendungan urugan tanah Tipe ini termasuk tertua dalam sejarah d an sebagian PLTAberkapasitas kecil menggunakan bendungan tipe ini

b. Bendungan urugan batu Bendungan

ini

mempunyai

konstruksi

yang

sangat

sederhana,

mempergunakan bahan-bahan alami seperti batu, tanah liat dan pasir. Bendungan ini untuk PLTA berkapasitas sedang. Sedangkan bendungan beton (gravitasi, busur dsb) karena di buat dari beton biaya pembangunannya mahal. Namun bendungan gravitasi mampu menahan kekuatankekuatan seperti tekanan air dan sebagainya dengan menggunakan beban matinya sendiri. Dan bendungan busur cocok untuk lembah berbentuk

U atau bentuk

bendungan rendah.

Gambar 47. Bendungan PLTA


48

4.3.3 Pelimpah Bendungan pelimpah (Spillway) berfungsi melimpahkan air apabila tinggi permukaan air waduk melampaui batas maksimum (kondisi banjir). Pelimpah ini biasanya terdapat pada bendungan-bendungan besar.

Gambar 48. Spillway

4.3.4 Bottom Outlet Saluran / katup penguras (Bottom Outlet) bertugas untuk menguras kotoran-kotoran dan endapan (sedimen) waduk, sehingga dapat menjaga air waduk sesuai dengan yang direncanakan. Dan posisi katup letaknya pada posisi terendah dari bendungan tersebut.

4.3.5 Saringan / Trash Rake Saringan ini di pasang di depan intake (pintu pengambilan air) yang berguna untuk menyaring kotoran-kotoran / sampah yang ikut bersama air.. Jika air bersih maka tidak akan mengganggu operasi mesin.


49

Gambar 49. Trash rake


50

4.3.6 Intake (bangunan pengambil air) Bangunan pengambil air ini harus memenuhi persyaratan : 1. Dapat mengatur kebutuhan air 2. Dapat mengontrol dan mencegah sampah masuk ke saluran 3. Mengurangi masuknya sedimentasi 4. Mudah pengoperasiannya.

Gambar 50. Intake


51

4.3.7 Pintu pengambil air (Intake Gate) Intake gate adalah pintu pengambilan air yang dipasang didepan intake dan digunakan hanya bilamana pipa pesat dikosongkan.Tipe yang dipakai biasanya tipe sorong slide gate dan biasa juga pintu ini disebut pintu pemeliharaan.

Gambar 51. Skema Intake Gate

4.3.8 Intake Valve Intake valve adalah katup yang berfungsi sebagai pengaman bila terjadi kebocoran pada penstock (pipa pesat). Pada Intake valve dilengkapi dengan diferential presure relay yang akan mengomando menutup intake valve secara otomatis bila terjadi kebocoran pada pipa pesat sehingga tidak terjadi penurunan tekanan air.

4.3.9 Saluran Tekan (Pressure tunnel/Headrace Tunnel) Saluran pengantar (Headrace) untuk menyalurkan air dari bangunan pengambil air sampai tangki pendatar atau tempat mulainya pipa pesat. Ada dua tipe. tipe tertutup berupa terowongan dibawah permukaan tanah dan dengan bentuk penampangnya tapal kuda, segi empat atau trapesium. Simple Inspiring Performing Phenomenal

52

Gambar 52. Letak Headrace Tunel

4.3.10 Tangki pendatar (Surge Tank) Tangki pendatar atau tangki pelepas tekanan (SurgeTank) bertugas untuk mengatur jumlah air untuk menyerap pukulan air (water hammer) apabila debit air pada turbin tiba-tiba berubah. Biasanya diperlukan perbandingan dengan tinggi terjun yang ada.


53

Gambar 53. Surge Tank

Macam-macam tangki pendatar : 1. Tangki jenis sederhana (berbentuk silinder) jenis ini jarang digunakan 2. Tangki pendatar diferential (sering digunakan) 3. Tangki pendatar lubang terbatas (banyak kekurangannya) 4. Tangki pendatar dengan ruangan (ekonomis)

4.3.11 Pipa pesat (Penstock) Pipa penstock berfungsi untuk mengalirkan air dari saluran penghantar atau dari kolom tando atau langsung dari bangunan pengambilan air ke turbin, mempunyai posisi kemiringan yang tajam di maksudkan untuk memperoleh energi potensial air (tekanan air) untuk memutar turbin air.


54

Gambar 54. pipa pesat (penstock)


55

4.4

Peralatan Bantu PLTA

4.4.1 Sistem Pelumasan Sistem pelumasan di PLTA berfungsi untuk melindungi poros turbin, generator dari gesekan dengan bearing. Untuk PLTA poros turbinnya vertical, sistem pelumasannya menggunakan sistem celup. Bagian – bagian yang menggunakan sistem pelumas adalah : 1. Upper Guide Bearing (bantalan antar diatas rotor generator). 2. Lower Guide Bearing (bantalan antar dibawah stator generator). 3. Thrust Bearing (bantalan dukung). 4. Tubine Guide Bearing (bantalan antar pada sudu gerak).

4.4.2 Sistem Pendingin Pada PLTA, sistem pendingin menggunakan media air dimana air diambil dari pipa tekan (penstock), disaring melalui stainner kemudian tekanan air diturunkan terlebih dahulu mengunakan Reducing valve dan disalurkan ke cooler yang berada diruang generator. Udara panas yang ada di ruang generator akan diserap oleh cooler, sehingga temperatur udara akan tetap terjaga. Kemudian air setelah dari cooler akan dibuang ke tail race.

4.4.3 Sistem Hidrolik Sistem ini dibutuhkan untuk : 

Mengatur kecepatan atau putaran turbin melalui Governor denga cara menambah atau mengurangi aliran air pada sudu atur (Guide Vane).



Membuka dan menutup Inlet Valve dan By Pass Valve pada saat unit start atau stop.



Mengatur tekanan brake sistem pada saat unit stop.



Sebagai alat kontrol dan operasi.

Perlengkapan utama dari sistem udara dan minyak tekan : 1. Sump tank, sebagai tempat pengumpul minyak tekan. 2. Motor penggerak pompa suplay, untuk mensuplay minyak tekan ke pressure tank.


56

3. Katup (selenoid) pengatur dan pengarah, untuk mengatur aliran udara dan minyak tekan serta peralatan yang akan difungsikan. 4. Pressure tank (accumulator), berfungsi sebagai penyimpan energi sistem hidrolik. 5. Pompa kompresor, untuk menghasilkan udara. 6. Tanki udara (air tank), tempat penampung udara dari kompresor. 7. Pressure valve, safety valve dan pressure gauge. Sistem udara dan minyak tekan atau disebut juga sistem hidroulik adalah suatu sistem penggabungan antara sistem udara kompresor dan sistem minyak pelumas. Membuka dan menutup peralatan tersebut diatas menggunakan

servo motor

yang

digerakan oleh tekanan minyak dari sistem hidrolik. Tekanan kerja dari sistem hidrolik tergantung dengan tekanan didalam casing serta

besarnya

guide vane

yang

digerakan. Supai fluida kerja dari sistem hidrolik didapat dari Acumulator atau Pressure tank dan Pressure tank dapat suplai dari Pompa hidrolik (gear pump). Gear Pump tersebut digerakan oleh motor listrik. Untuk menajamin beroperasinya pompa hidrolik tiap sistem hidrolik tersedia 2 unit motor beserta pompa hidrolik.Beroperasinya pada

Akumulator yang

pompa tersebut berdasarkan tekanan

dikontrol oleh relief valve akan beroperasi pada tekanan

minimum dan tekanan berhenti pada tekanan maksimum. Untuk menjaga agar kestabilan tekanan pada sisem hridrolik maka digunakan dua jenis fluida yaitu minyak hidrolik dan udara. Komporesor digunakan untuk mengisi acumullator atau Pres tank, Tekananan kerja kompresor diseting sesuai dengan tekanan kerja PLTA. Kompresor digerakan oleh motor listik yang terhubung dengan presure Switch ataupun magnetik switch.

4.4.4 Sistem Drainase Sistem pembuangan (drainage) berfungsi untuk menyalurkan air dari kebocoran kebocoran di dalam PLTA ke tanki penampungan kemudian menggunakan pompa dibuang ke Tailrace. Pompa pembuangan beroperasi (start/stop) secara automatis berdasarkan level switch yang dipasang pada tanki penampungan. Pada system ini dipasang dua buah pompa yang beroperasi pada level tertentu. Bila pompa “A” Simple Inspiring Performing Phenomenal

57

beroperasi namun level air pada sump pit (tangki penampungan) masih tinggi, maka pompa “B” akan beroperasi membantu membuang air ke t ailrace.

4.4.5 Sistem Jacking Sistem Jacking pada PLTA Vertikal Shaft diperlukan untuk mengangkat Poros turbin agar antara Thrust bearing dengan denganbagian yang ditumpu selalu diisi dengan lapisan flim minyak pelumas. Cara kerja sistem Jack. Sistem jack bekerja mengangkat bagian rotor group dan bagian turbin beberapa mm yang gunanya agar pelumas selalu berada pada bagian trust bearing.

4.4.6 Sistem Brake Sistem brake berfungsi untuk menghentikan putaran turbin setelah beroperasi pada proses stoping. Cara kerja sistem brake Sistem brake bekerja

dengan sistem hidrolik

untuk menekan sepatu rem ( Brake

Shoes ) ke bagian dari lining brake. Brake bekerja setelah proses stoping dan bekerja pada putaran tertentu. Sistem brake akan lepas setelah putaran tertentu pula (sebagai contoh brake bekerja pada putran 300 Rpm dan lepas kembali pada putaran 200 rpm) Beroperasi dan lepasnya sistem brake berdasarkan setting dengan sensor RPM.


58

5.

PLTD

Mesin diesel adalah mesin yang menghasilkan tenaga mekanis dengan cara melakukan proses pembakarandi dalam mesin (internal combustion engine) dan berbahan bakar solar. Dari proses pembakaran akan diperoleh tekanan yang tinggi sehingga dapat menghasilkan tenaga. Udara dimampatkan (dikompresi) dalam suatu ruang bakar (silinder) sehingga tekanan dan temperaturnya bertambah, bersamaan dengan itu disemprotkan solar. Bahan bakar yang disemprotkan dalam bentuk kabut sehingga akan proses percampuran dengan udara akan lebih maksimal dan menghasilkan pembakaran yang sempurna. Pembakaran yang berupa ledakan akan menghasilkan panas dalam ruang bakar, sehingga temperatur dan tekananpun menjadi tinggi. Tekanan ini mendorong piston kebawah yang berlanjut dengan berputarnya poros engkol.

5.1

Peralatan Utama PLTD

5.1.1 Cylinder Head Cylinder head adalah bagian mesin PLTD yang menutupi bagian atas cylinder block. Cylinder head berfungsi untuk: 

Merapatkan bagian atas cylinder



Membentuk ruang bakar bersama dengan kepala piston atau dalam beberapa mesin dengan sebagian bagian atas cylinder liner itu sendiri



Sebagai tempat memasang katup-katup dan pengabut.


59

Gambar 55. Cylinder Head

5.1.2 Cylinder Liner Cylinder liner merupakan salah satu bagian dari beberapa komponen yang terdapat pada bagian blok mesin. Fungsi dari cylinder liner adalah untuk melindungi bagian dalam cylinder block dari gesekan ring piston. Cylinder liner ini berbentuk seperti tabung.Cylinder liner merupakan tempat untuk bergeraknya piston dari titik mati atas ke arah titik mati bawah.Cylinder liner adalah tempat berlangsungnya proses kerja mesin langkah isap, kompresi, usaha dan buang. Cylinder liner harus tahan terhadap temperatur tinggi, tidak mudah aus dan mampu menerima gaya yang besar dari piston. Ukuran cylinder liner harus sesuai dengan ukuran piston dan ring piston. Liner harus mempunyai kemampuan menyerap panas dan mentransfer seluruh panas dari permukaan dalam liner ke permukaaan luar liner. Liner harus tahan karat karena pada permukaan bagian luar berhubunganlangsung dengan air pendingin.


60

Gambar 56. Cylinder Liner

5.1.3 Piston Fungsi utama piston adalah untuk memindahkan energi yang dihasilkan oleh pembakaran ke poros engkol (crankshaft), dan memindahkan panas serta merapatkan (seal) terhadap gas pembakaran. Selanjutnya, bagian atas piston menjadi pembentuk sebagian ruang bakar. Piston harus tahan terhadap gesekan yang tinggi. Piston merupakan bagian mesin yang paling penting.


61

Bahan yang umum untuk piston adalah metal ringan atau besi tuang, dan biasanya bagian atas dari baja. Kelebihan piston yang terbuat dari besi tuang adalah lebih tahan terhadap gesekan dan panas. Oleh karena itu celahnya dengan dinding cylinder liner dibuat menjadi lebih kecil, sehingga memungkinkan menggunakan bahan bakar berkualitas rendah. Pada mesin diesel dengan supercharger, bagian bawah piston didinginkan denganminyak pelumas

Gambar 57. Piston

Gambar 58. Piston Assembly

5.1.4 Ring Piston Ring piston berfungsi untuk mencegah minyak pelumas memasuki ruang bakar melalui celah antara piston dan cylinder liner. Ring piston harus mampu bekerja pada kondisiyang sulit. Pada saat pistn bergerak, ring piston akan menerima gaya gesek, tekanan dan panas. Ring piston akan bergerak pada alurnya secara aksial, dan juga secara radial karena gerakan ke samping. Simple Inspiring Performing Phenomenal

62

Ring piston dapat dibagi dua kelompok sesuai dengan fungsinya, yaitu: ring kompres dan ring gerus (scrapper). Kedua kelompok ring ini memiliki fungsinya masing-masing. Ring kompres harus mampu mencegah gas hasil pembakaran bocor ke crankcase, sedangkan ring gerus membawa kembali kelebihan minyak pelumas dari dinding cylinder liner ke penampung oil pan. Tujuannya adalah untuk mengurangi konsumsi minyak pelumas dan blow-by. Bahan untuk ring piston adalah besi tuang dengan berbagai kualitas. Permukaan luncur (slide) pada mesin modern dikrom (chromed) untuk meningkatkan usia pakainya. Untuk meningkatkan kompresi pada ring penggerus (scrapper), berbagai tipe konstruksi pegas spring digunakan pada sisi belakang ring.

Gambar 59. PIston Ring Set

5.1.5 Connecting Rod Fungsi connecting rod adalah untuk mentransfer gaya tekanan gas pembakaran dari piston ke poros engkol. Connecting rod merupakan salah satu bagian penting pada mesin diesel. Bagian atas ring piston dibuat tanpa sambungan sedangkan bagian bawahnya selalu terbagi dua. Pada bagian atas ini bantalan bearing dipasang. Bagian bawah terbagi dua secara horizontal ataupun miring (horizontally or inclined). Kedua bagian bawah yang terbelah ini diikat dan dikencangkan ke connecting rod dengan baut. Pembagian yang miring digunakan jika beban tegangan pada baut terlalu besar.


63

Pada mesin diesel supercharged dan kapasitas besar, permukaan belahnya dibubut dan gigi penuntunnya (serration, guide pin) dihaluskan (polished). Connecting rod menyambungkan piston dengan poros engkol (crankshaft). Connecting rod dibuat dari baja drop-forged - heat-treated steel untuk mendapatkan kekuatan yang diperlukan. Setiap ujung connecting rod dibor, dimana lubang bor yang lebih kecil dihubungkan ke pen piston (wrist pin) pada piston. Ujung dengan lubang bor yang lebih besar dan terbelah dua dihubungkan dengan poros engkol. Pada bagian tengah batang conecting rod dibuat lubang untuk aliran minyak pelumas mengalir dari poros engkol ke pen piston dan piston sebagai pelumasannya.

Gambar 60. Connecting Rod

5.1.6 Crankshaft Poros engkol (crankshaft) mengubah gerakan linear piston menjadi gerakan putar yang menggerakkan beban. Crankshafts dibuat dari baja tuang (forged steel), kemudian dikerjakan mesin (machined) untuk membuat permukaan bantalan poros (crankshaft bearing) dan bantalan batang torak (connecting rod bearing). Connecting rod bearing adalah eksentris atau offset dari titik sumbu crankshaft. Poros crankshaft berputar pada bantalan (bearing) berbahan khusus. Batang connecting rods juga memiliki bantalan yang disisipkan antara poros crankshaft dan connecting rods. Bahan bantalan adalah logam campuran lunak yang menjadi permukaan yang akan aus dan dapat diganti untuk mencegah gesekan antaralogam crankshaft dengan connecting rods. Setiap bantalan terbagi dua untuk memudahkan pemasangan pada poros.


64

Poros crankshaft memiliki pemberat yang besar disebut counter weights, untuk mengimbangi beratnya batang connecting rods. Pemberat ini untuk menjamin keseimbangan gaya selama poros crankshaft dan lainnya berputar

Gambar 61. Crankshaft

Gambar 62. Counterweight Crankshaft

5.1.7 Crank Case Crankcase berfungsi sebagai penopang/penyangga untuk setiap bantalan utama (main journal and bearing) dari poros engkol (crankshaft) dan mempertahankan kelurusan sumbu putaran bantalan poros. Konstruksi tunnel-roof terpisah oleh sekat melintang tempat memasang dan menopang poros engkol dan bantalannya. Sekat setengah lingkaran ini menjadi dibuar sangat kaku dan ringan.


65

Crankcase skirt menutupi poros engkol mulai dari cylinder block hingga level sumbu poros engkol. Agar lebih kaku, dinding ini dibuat melebihi poros engkol terutama untuk diesel besar. Untuk meningkatkan kekuatan topang sekatnya, bingkai dibuat mulai dari bawah cylinder block secara diagonal sampai ke rumah bantalan utama depan dan belakang. Bagian bawah dinding crankcase dibuat berflens untuk meletakkan casingnya pada bedplate penyangga dan menjadi permukaan sambungan dengan penampung minyak (sump atau oil pan - carter).

Gambar 63. Crankshaft dan Crankcase

5.1.8 Engine Block (Cylinder Block) Cylinder block merupakan bagian mesin yang paling besar. Bagian atasnya menjadi tempat cylinder liner dan pistonnya. Biasanya bagian bawah tersambung dengan


66

crankcase, bahkan ada yang satu dengan crankcase yang menopang poros engkol (crankshaft). Cast iron liners

biasanya digunakan pada cylinder block aluminium, dan kadang pada

cast-iron blocks. Beberapa selongsong (sleeve) dituangkan dalam block. Alur (groove) pada sisi luar menjadi pasak (key) yang mengunci setiap pergerakan cylinder, juga meningkatkan luas permukaan untuk membantu perpindahan panas dari sleeve ke block. Beberapa block tidak memerlukan liner, karena dapat dibuat dari bahan tahan gesekan yang menjadi permukaan gesek yang keras untuk piston dan ringnya. Atau lobang cylinder memiliki sejenis perlakuan permukaan yang membuatnya tahan gesek (haedwearing). Cylinder block dan crankcase yang menjadi satu disebut sebagai konstruksi monoblock. Suatu block yang berlawanan secara horizontal memiliki crankcase terpisah. Kedua engine block disambung bersama dengan flens pada crankcase. Pada tuangan cylinder block dibuat saluran pendingin yang menyelimuti sepanjang dinding cylinder liner. Sisi block membentuk dinding water jacket (coolant jacket) hampir sepanjang cylinder. Dekat bagian bawah cylinder, saluran pendingin (coolant) berakhir dan dinding cylinder menyatu dengan crankcase. Busur cylinder dituang secara sejajar dan lurus. Ada celah sempit antara dinding luar cylinder yang berdekatan untuk mengalirkan pendingin sesuai keperluan mesin. Desain engine block mesin diesel tergantung pada ukuran/kapasitas, cara pendinginan dan bahan. Desain yang paling umum adalah keseluruhan engine block dibuat terpadu menjadi satu. Pada mesin diesel putaran sedang dan mesin diesel besar, disediakan pintu crankcase untuk setiap cylindernya yang digunakan untuk pemeriksaan dan perawatan mesin. Bahan engine block biasanya adalah besi tuang (cast iron). Khusus untuk engine block, ada beberapa jenis gaya yang bekerja pada saat yang bersamaan pada engine block, yaitu gaya momen bending, puntir dan inersia. Kebutuhan utama untuk suatu engine block adalah kekakuan (rigidity). Engine block juga berfungsi sebagai kerangka (frame) untuk peralatan bantu seperti pompa injeksi, pompa pelumas dan pompa air pendingin


67

Gambar 64. Monoblock mesin diesel V-engine 8 cylinder

Gambar 65. Monobloc mesin diesel In-Line 9 cylinder

5.2

Peralatan Bantu PLTD

Sistem Penunjang PLTD adalah :

5.2.1 Sistem Pelumasan Sistem pelumasan pada suatu mesin diesel berfungsi untuk menyediakan/menyiapkan pasokan minyak pelumas ke bagian-bagian bergerak di dalam mesin. Minyak pelumas Simple Inspiring Performing Phenomenal

68

berfungsi untuk memungkinkan terbentuknya lapisan tipis (oil film) minyak pe lumas antara bagian-bagian peralatan yang bergerak, sehingga mengurangi gesekan dan keausan. Minyak pelumas juga berfungsi sebagai pembersih dan pendingin karena minyak mengalir terus menerus dan dapat dibersihkan dan didinginkan diluar mesin. Minyak pelumas dapat juga berfungsi untuk mengurangi getaran (vibration) dan kebisingan Peralatan yang terdapat pada sistem pelumas : 1) Tangki penampungan pelumas (Carter, Sump Tank) Menampung pelumas yang akan disirkulasikan ke bagian-bagian mesin dan menampung kembali setelah bersirkulasi.

Gambar 66. Tangki Pelumas

2) Pompa pelumas (Lub-oil Pump) Mengsirkulasikan pelumas ke bagian-bagian mesin dengan tekanan kerja yang telah ditentukan pada temperatur tertentu.

Gambar 67. Pompa Pelumas


69

3) Saringan (Filter, Separator) Menyaring pelumas yang akan disirkulasikan ke bagian-bagian mesin.

Gambar 68. Saringan Pelumas

4) Pendingin pelumas(Oil Cooler) Mendinginkan pelumas yang akan disirkulasikan ke bagian-bagian mesin.

Gambar 69. Pendingin Pelumas

5) Katup pengatur tekanan(Relief Valve) Mengatur batas tekanan pelumas yang akan disirkulasikan ke bagian-bagian mesin sesuai temperatur pelumas.


70

Gambar 70. Katup Pengatur Tekanan

6) Pengukur tinggi pelumas(Oil Stick) Mengukur batas ketinggian pelumas dalam tangki penampung pelumas yang akan disirkulasikan ke bagian-bagian mesin sesuai temperatur pelumas.

Gambar 71. Pengukur Tinggi Pelumas (Oil Stick)

5.2.2 Sistem Pendingin Berfungsi Mempertahankan temperatur kerja mesin agar saat

mesin beroperasi

temperatur kerja mesin tidak mengalami kenaikan terus menerus melebihi batas temperatur kerja yang diijinkan pada saat mesin beroperasi. Selama langkah kompresi dan langkah kerja, temperatur gas di dalam silinder mesin akan naik tinggi sekali. Untuk mencegah terbakarnya minyak pelumas yang menempel pada dinding silinder, maka tabung silinder (cylinder liner) harus didinginkan secara Simple Inspiring Performing Phenomenal

71

efektif dan merata dengan menggunakan air pendingin dari sistem pendingin mesin. Ketika langkah buang (exhaust), temperatur gas buang yang masih sangat tinggi akan membakar pelumas pada batang katup buang (exhaust valve stem); oleh karena itu alur katup (valve guide) harus didinginkan secara efektif dan merata juga dengan menggunakan air pendingin dari sistem pendingin mesin. Air pendingin yang mendinginkan bagian utama mesin tabung siinder pada engine block/sylinder block dan alur katup (valve guide) pada cylinder head, dikenal sebagai water jacket (air pendingin yang menyelimuti mesin seperti jaket). Air pendingin mesin mengalir masuk ke water jacket melalui bagian bawah mesin dan keluar dari bagian atas mesin dan selanjutnya mengalir menuju pendingin (cooler).

Gambar 72. Sistem Pendingin


72

Gambar 73. Aliran air pendingin pada water jacket dan cylinder head

5.2.3 Sistem Bahan Bakar Fungsi : Mengatur pendistribusian pemakaian bahan bakar pada tiap-tiap silinder sesuai dengan tekanan pengabutan dan volume yang dibutuhkan pada tiap perubahan beban saat mesin beroperasi. Peralatan yang terdapat pada sistem bahan bakar : 

Tangki bahan bakar (Fuel Tank). Menampung dan mengeluarkan bahan bakar yang akan digunakan sebagai sumber tenaga mesin.



Saringan (Filter). Menyaring bahan bakar yang akan digunakan sebagai sumber tenaga mesin



Pompa distribusi (Feed Pump). Pompa tekanan rendah yang memompakan bahan bakar ke pompa distribusi tekanan tinggi ( F.O. Injection Pump )



Pompa Injeksi (Injection Pump).


73

Mendistribusikan sesuai urutan pembakaran dan mengatur volume bahan bakar sesuai dengan beban yang dipikul serta waktu pengabutan pada tiaptiap silinder. 

Pipa distribusi

(Piping).



Perata putaran/konsumsi BBM (Governor).



Pengabut (Injector). Mengabutkan bahan bakar sesuai dengan arah, jumlah lubang pengabutan serta kehalusan butir pengabutan pada tekanan tinggi sesuai dengan petunjuk pabrik.

5.2.4 Sistem Udara Masuk dan Gas Buang Berfungsi untuk mengarahkan aliran udara masuk agar temperatur udara masuk konstan dan gas sisa pembakaran dari tiap-tiap silinder untuk dimanfaatkan serta meredam polusi saat mesin beroperasi.

Gambar 74. Sistem Udara Masuk dan Gas Buang

Peralatan padasistemudara masuk & gas buang : 

Saringan udara masuk (Air Filter). Menyaring udara masuk dari partikel debu yang dapat merusak komponen yang berhubungan dengan ruang bakar.



Pendingin Udara Masuk (Inter Cooler). Mendinginkan udara masuk untuk mesin yang menggunakan Turbo Charger untuk menaikan kerapatan udara masuk ruang bakar .


74

Dasar Pemeliharaan Mekanik Pembangkit

Recommend Documents