Laporan Kp Pt Cepa (Fix)

LAPORAN KERJA PRAKTIK PT. CONSOLIDATED ELECTRIC POWER ASIA

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Pada zaman modern ini listrik sudah menjadi hal yang sangat di utamakan atau di butuhkan manusia tak bisa lepas dengan listrik. Listrik sudah menjadi salah satu kebutuhan utama kehidupan sehari-hari.Salah satu pemasok listrik ke PLN di Sulawesi Selatan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) yang di operasikan PT ALSTOM Power ESI yang saat ini bernama PT. Consolidated Electric Power Asia,Sengkang. Oleh karena itu diharapkan PT. Consolidated Electric Power Asia,dapat mempertahankan keandalan dari pembangkit yang dioperasikannya untuk tetap menyuplai listrik kepada seluruh masyarakat khususnya di Sulawesi Selatan.Kapasitas daya suatu pembangkit sangat diharapkan untuk beroperasi secara maksimal pada saat beban yang ada di sistem berada pada beban puncak. Dimana seluruh pelanggan menggunakan listrik dengan beban yang sangat tinggi. Hal tersebut terjadi pada waktu hari menjelang malam karena para pelanggan banyak menggunakan energi listrik untuk penerangan. Di dalam lembaga pendidikan yang merupakan tempat untuk menempah SDM, yang

pada umumnya pendidikan yang diberikan lebih memfokuskan

kepada pengetahuan yang bersifat teoritis. Pendidikan dan pengetahuan yang hanya bersifat teoritis dirasakan sangat kurang sekali, walaupun ada simulasi seperti praktikum, tetapi masih saja dirasakan pengetahuan teoritis yang dimiliki oleh mahasiswa belum dapat teraplikasi secara nyata. Karena itu harus ada wadah yang cukup memadai bagi mahasiswa untuk mengaplikasikan pengetahuan teoritis yang dimilikinya secara nyata. Untuk itu diperlukan kerjasama antara lembaga pendidikan dengan dunia industri agar dapat memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk melakukan kerja praktek ini di industri yang bersangkutan. Dalam rangka memenuhi kebutuhan mahasiswa akan pengetahuan tersebut maka mahasiswa melakukan Kerja Praktik di perusahaan

1


yang dipilih mahasiswa, yakni PT. Consolidated Electric Power Asiayakni industri yang mengoprasikan Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) yang menyalurkan energi dan daya kepada PT PLN PERSERO. I.2. Ruang Lingkup Mengingat bahwa tidak semua bidang dapat dipelajari serta keterbatasan waktu dan kemampuan, maka kerja praktik ini difokuskan pada unit pusat listrik tenaga gas dan uap .

I.3 Tujuan Adapun Tujuan dari kerja praktek di PT. CEPA Sengkang adalah : 1. Sebagai salah satu syarat mahasiswa mengikuti dan mengaplikasikan pengetahuan yang didapat dalam perkuliahan kedunia industri. 2. Mengenal dan memahami secara langsung kondisi serta situasi di industri atau perusahaan sebagai bagian dari pengembangan karir. 3. Dalam kerja praktik ini diharapkan mahasiswa mampu membekali diri sebelum bekerja. I.4. Tempat Dan Waktu Pelaksanaan Kerja Praktik Tempat mengadakan praktek kerja lapangan yaitu pada PT. Consolidated Electric Power Asia, Sengkang Kabupaten Wajo. Waktu pelaksanaan kerja praktik selama 1 bulan terhitung dari tanggal 18 Juli 2016 sampai 18 Agustus2016. I.5. Metode Penelitian Metode yang dilakukan oleh penulis dalam memperoleh data yang diperlukan adalah dengan cara : a. Interview Mengadakan tanya jawab secara langsung dengan karyawan maupun staf yang mengetahui tentang masalah yang akan dibahas dalam laporan ini.

2


b. Kepustakaan Penulis lakukan dengan jalan membaca buku-buku literatur dan sumber data lainnya yang erat hubungannya dengan materi pembahasan. I.6. Sistematika Penyusunan Laporan Kerja Praktik Penulisan laporan KP (Kerja Praktik) ini disusun berdasarkan sistematika sebagai berikut: 1. Bagian awal : a) Halaman Pengesahan b) LembarPenilaian c) Kata Pengantar d) Daftar Isi 2. Bagian Isi a) Bab I: Pendahuluan Pada bab ini membahas tentang Latar Belakang, Ruang Lingkup, Tujuan Kerja Praktik, Tempat dan Waktu Kerja Praktik , Metode Penelitian serta Sistematika Penulisan. b) Bab II: Gambaran Umum Perusahaan Bab ini merupakan bab yang membahas seluk-beluk perusahaan yang

meliputi : Profil Perusahaan, Visi dan Misi, Sejarah

Pembangunan PLTGU, Managemen dari PT.Consolidated Electric Power Asia. c) Bab III : Tinjauan Pustaka Bab ini merupakan teori-teori yang melandasi penulisan laporan ini yang meliputi proses kerja dari PLTGU dan komponenkomponennya.

3


d) Bab IV Pembahasan Pada bab ini menjelaskan tentang proses kerja PLTGU f) Bab V : Penutup Bab ini menyajikan kesimpulan dari hasil penulisan yang dilakukan dan diakhiri dengan saran-saran. 3. Bagian Pelengkap a) Daftar Pustaka b) Lampiran

4


BAB II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN II.1 Profil Perusahaan

Gambar 1. Lokasi Perusahaan PT. Consolidated Electric Power Asia (PT. CEPA) merupakan perusahaan penanaman modal asing yang bergerak dalam bidang kontraktor untuk pengoprasian dan penemeliharaan unit Pembangkit Tenaga Listrik, dimana PT CEPA dalam menjalankan bisnisnya memiliki komitmen untuk memastikan seluruh proses berjalan dengan cara yang aman, efisien dan ramah terhadap lingkungan. PT. Consolidated Electric Power Asia sebagai perusahaan yang terdiri atas Operation dan Maintenance ( O & M ) bertujuan melakukan pemeliharaan dan pengoperasian terhadap Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap Sengkang. Site Office Address

:Jl.PLTGU SengkangDesaPatilaKecamatanPammanaKab.Wajo South Sulawesi Indonesia

5


Post Code

:90971

Phone No

: +62 485 22228

Fax No

: +62 485 22366

E-mail Address

: [email protected]

Head Office :Graha Pena Building 17th Floor Jl.UripSumoharjoNo.20

Address

Makassar South Sulawesi Post Code

:90234

Phone No

: +62 411 421879

Fax No

: +62 411 42072

Jumlah Karyawan

: 101 orang (Laki-laki 86 orang dan Perempuan 15

Orang) Saat ini PT. CEPA mengoprasikan dan memelihara pembangkit listrik yang dimiliki oleh PT. Energi Sengkang yang terdiri atas Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) dengan kapasitas 135 MW yang telah beroperasi secara komersial sejak 12 September 1998. Proyek listrik sengkang memberikan berbagai manfaat bagi pemerintah, PLN dan masyarakat Sulawesi Selatan, dengan alasan sebagai berikut : -

Pemanfaatan gas alam akan mengurangi ketergatungan pada bahan bakar minyak, mengurangi biaya bahan bakar pembangkit listrik dan berwawasan lingkungan.

-

Proyek ini menyediakan pembangkit listrik yang efisien dan handal untuk memenuhi kebutuhan listrik saat ini dan masa yang akan datang di Sulawesi Selatan.

-

Investasi swasta pada proyek ini akan mengurangi kebutuhan modal investasi dan pinjaman PLN untuk pengadaan listrik.

-

Proyek ini menyediakan lapangan kerja bagi masyarakat Sulawesi Selatan baik tahap pembangunan dan pengoperasian. Pembangkit listrik Sengkang menggunakan teknologi yang efisien dan

berwawasan lingkungan karena menggunakan bahan bakar yang paling bersih, yaitu gas alam.

6


Bahan bakar ini memiliki dampak minimal terhadap lingkungan dan memiliki tingkat emisi yang rendah. Keuntungan yang lain adalah terjaganya kualitas lingkungan, tingkat emisi yang rendah, penggunaan air yang terbatas, tingkat gangguan kebisingan yang rendah limbah produksi yang minimal dan tanpa residu bahan bakar. II.2 Visi Dan Misi Perusahaan Vision To be the most valued and respected power plant operator and maintenance company in the industry through outstanding performance. Mission To build an operations and maintenance company for a sustainable electricity generation, which is able to provide the highest profit to shareholders and become a leader in occupational health and safety, environmental protection and social responsibility. II.3 Sejarah Pembangunan PLTGU Untuk mengantisipasi peningkatan kebutuhan tenaga listrik, mulai tahun 1992 pemerintah Indonesia mengundang partisipasi pihak swasta dalam pengadaan tenaga listrik. Proyek listrik swasta ini dikenal dengan nama Independent Power Producer (IPP). Energi World Corporation (EWC) menanamkan investasi dengan membangun proyek pembangkit listrik melalui subsudiary-nya yaitu “PT. Energi Sengkang” dan sekaligus membangun proyek Kampung Baru Gas Field (Onshore) sebagai penyuplai gas alam untuk bahan bakar pembangkit listrik melalui subsidiary yang lain yaitu “Energy Equity EPIC Sengkang”. Gas alam yang diproduksi oleh Energy Equity EPIC yang berlokasi di Kampung Baru Kec. Gilireng kemudian disalurkan melalui pipa bawah tanah sepanjang 29 km ke PT. Energi Sengkang yang berlokasi di Patila Kec. Pammana. Tanggal 23 April 1996, penandatanganan Power Purchase Agreement (PPA) antara PT. Energi Sengkang dengan PT. PLN. Tanggal 27

7


September 1997, Commersial Operation of 85 MW Open Cycle Power Plant (2 x 42.5 MW ALSTOM Gas Turbine). Tanggal 12 September 1998, Commersial operation of 135 MW Combined Cycle Power Plant (Block 1). O & M Contractor : PT. ALSTOM Power Energy System Indonesia sampai 12 Maret 2012, dan diambil ahli oleh O & M Contactor : PT. Consolidated Electric Power Asia mulai 13 Maret 2012. Tanggal 19 September 2002, Penandatanganan Amandemen PPA menjadi 195 MW. Additional 60 MW Simple Cycle (Blok 2). Maret 2008, konstruksi 60 MW Simple Cycle dan Commersial Operation pada tanggal 17 November 2008, O dan M di pegang langsung oleh PT. Energi Sengkang. 12 November 2010, Penandatanganan Amandemen PPA menjadi 315 MW. Additional 120 MW untuk Block 2 menjadi 180 MW Combine Cycle Power Plant. Dan telah Commercial Operation pada september 2013. Sehingga total kapasitas Block 1 dan Block 2 menjadi 315 MW. II.4 Manajemen Perusahaan PT Consolidated Electric Power Asia merupakan anak perusahaan dari PT Energi Sengkang. Untuk kelancaran proses kerja dan managemen perusahaan maka dibentuk beberapa departemen yang dipimpin oleh Power Station General Manager. Power Station General Manager merupakan pimpinan tertinggi pada lokasi plant Untuk menunjang kinerja General Manager maka dibentuk beberapa departemen yang masing-masing departemen dipimpin oleh Supervisor yang memiliki tugas pokok sebagai berikut : 

Departemen Maintenance Dalam suatu perusahaan sangat diperlukan beberapa fasilitas dan

peralatan untuk kegiatan proses. Namun peralatan yang digunakan tidak selamanya dapat bekerja normal yang disebabkan faktor usia atau faktor manusia. Untuk mempertahankan agar peralatan tersebut bekerja secara normal, maka diperlukan pemeliharaan yang baik agar digunakan dalam waktu

8


lama dengan hasil kerja sesuai yang diharapkan. Departemen ini bertanggung jawab memelihara semua peralatan yang ada di power plant, melaksanakan jadwal pemeliharaan mesin, melaksanakan pemeliharaan rutin terhadap mesin dan juga menyelesaikan permasalahan-permasalahan yang ada pada peralatan atau mesin dan melakukan Preventive Maintenance Planned an Unplanned corrective maintenance. 

Departemen Operation Departemen ini bertanggung jawab untuk sistem pengoperasiam dari

pembangkit listrik secara keseluruhan untuk suplay listrik jaringan PLN, Mengoperasikan pembangkit listrik dalam keadaan Open Cycle dan Combine Cycle, Berkoordinasi langsung dengan PLN untuk pengaturan jumlah daya listrik yang akan di supply ke jaringan PLN dan menjaga keandalan dan ketersediaan daya listrik serta mengoperasikan pembangkit dengan cara yang aman. 

Departemen Adminstration & Purchasing Departemen

ini

bekerja

dan

bertanggung

jawab

atas

proses

administrasi, pembelian, keuangan dan pengembangan sumber daya manusia. 

Departemen QEHS Departemen ini bertanggung jawab untuk memastikan semua aktivitas

yang dilakukan di seluruh area Power Plant berlangsung dengan cara yang aman

dengan

tidak

membahayakan

orang,lingkungan

dan

peralatan,

Mengembangkan Quality, Environmental, Healt and Safety Manajemen sistem di perusahaan, Memastikan sistem manajemen terpadu yang diterapkan di perusahaan terpelihara dan terimplementasi, Melaksanakan dan mengorganize pelaksanaan Internal & External Audit.

9


BAB III TINJAUAN PUSTAKA A.Pusat Listrik Tenaga Gas Dan Uap

Gambar 2. Combined Cycle Power Plant Overview PLTGU merupakan gabungan antara PLTG dan PLTU, dimana panas yang dihasilkan berasal dari gas buang PLTG yang digunakan untuk menghasilkan uap yang digunakan sebagai fluida kerja di PLTU. Dan bagian yang digunakan untuk menghasilkan uap tersebut adalah heat recovery steam generator (HRSG). PLTGU merupakan suatu instalasi peralatan yang berfungsi untuk mengubah energi panas (hasil pembakaran bahan bakar dan udara) menjadi energi listrik yang bermanfaat. Pada dasarnya, system PLTGU ini merupakan penggabungan antara PLTG dan PLTU. PLTU memanfaatkan energi panas dan uap dari gas buang hasil pembakaran di PLTG untuk memanaskan air di HRSG (Heat Recovery Steam Genarator), sehingga menjadi uap jenuh kering. Uap jenuh kering inilah yang akan digunakan untuk memutar sudu (baling-baling) gas yang dihasilkan dalam ruang bakar pada Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) yang akan menggerakkan turbin dan kemudian generator, yang akan mengubahnya menjadi energi listrik. Sama halnya dengan PLTU, bahan bakar PLTG bisa berwujud cair

10


(BBM) maupun gas(gas alam). Penggunaan bahan bakar menentukan tingkat efisiensi pembakaran dan prosesnya. Prinsip kerja PLTG adalah sebagai berikut, mula-mula udara dimasukkan dalm kompresor dengan melalui air filter / penyaring udara agar partikel debu tidak ikut masuk ke dalam kompresor tersebut. Pada kompresor tekanan udara dinaikkan lalu dialirkan ke ruang bakar untuk dibakar bersama bahan bakar. Disini, penggunaan bahan bakar menentukan apakah bisa langsung dibakar dengan udara atau tidak. Jika menggunakan BBG, gas bisa langsung dicampur dengan udara untuk dibakar. Tapi jika menggunakan BBM harus dilakukan proses pengabutan dahulu pada burner baru dicampur udara dan dibakar. Pembakaran bahan bakar dan udara ini akan menghasilkan gas bersuhu dan bertekanan tinggi yang berenergi (enthalpy). Gas ini lalu disemprotkan ke turbin, hingga enthalpy gas diubah oleh turbin menjadi energi gerak yang memutar generator untuk menghasilkan listrik. Setelah melalui turbin sisa gas panas tersebut dibuang melalui cerobong/stack. Karena gas yang disemprotkan ke turbin bersuhu tinggi, maka pada saat yang sama dilakukan pendinginan turbin dengan udara pendingin dari lubang udara pada turbin. Untuk mencegah korosi akibat gas bersuhu tinggi ini, maka bahan bakar yang digunakan tidak boleh mengandung logam Potasium, Vanadium, dan Sodium yang melampaui 1 part per mill (ppm). Sengkang Combine Cycle Power Plant Overview (CCPP) menghasilkan energi listrik sebesar 135 MW dan dioperasikan dengan menggunakan bahan bakar gas alam. Gas alam berasal dari lapangan gas kampung baru Gilireng. Sengkang CCPP terdiri atas dua gas turbin (GT), dua HRSG dengan Supplementary Firing, satu steam turbin (ST), sistem menara pendingin dan semua alat perlengkapan lainnya untuk mengoprasikan pembangkit ini. Pengoprasian pembangkit sesuai dengan kebutuhan beban pada jaringan atau grit. Pembangkit ini di desain untuk beroperasi pada beban maksimal secara kontinyu atau juga bisa diatur bebannya sesuai dengan permintaan beban, dan

11


memungkinkan untuk proses star up dan shut down untuk setiap hari. Jika terjadi kondisi black out pada grit, pembangkit ini dapat di start up dengan menggunakan suplai daya dari Black Start Diesel Pada open cycle system, gas buang dari exhaust GT lansung di buang ke udara melalui bypass stack sedangkan pada combain cycle pada sistem gas buang dari exhaust GT dimanfaatkan untuk bahan bakar boiler / HRSG dalam memproduksi uap kering. Uap ini akan disalurkan ke steam turbine. Kemudian uap buang dari exhaust steam turbine di dinginkan di kondensor oleh main cooling water system sehingga berubah fasa menjadi air condensate yang untuk selanjutnya di pompa oleh condensate pumps untuk di kumpulkan di daerator feed water tank. Setelah melalui proses pemanasan awal di daerator feed water tank untuk menghilangkan udara dan gas-gas lain yang tak dapat terkondensasi, feed water disalurkan ke HRSG kembali melalui feed water pumps untuk diolah lagi menjadi uap kering B. Komponen-Komponen PLTGU  Gas Turbine 11  Gas Turbine 12  Heat Recovery Steam Generator 11  Heat Recovery Steam Generator 12  Steam Turbine  Cooling System  Balance Of Plan:  Pre Treatment Plant (PTP)  Water Treatment Plant (WTP)  Fire Fighting System:  Fire Fighting pump  CO2 System  Control Room dan Laboratorium BAB IV PEMBAHASAN A. Komponen-Komponen PLTGU Sengkang  Gas Turbine (GT)

12


Pembangkit tersebut terdiri dari dua unit Gas Turbine ABB GT 8 C. Komponen utamanya terdiri dari tiga stage turbin, 12 stage kompressor dan ruang bakar cylo eksternal. Ruang bakar (Combustion Chamber) terdiri atas 

19 burner tunggal. GT Generator Pembangkit ini mempunyai dua generator untuk GT tipe pendingin udara yang dilengkapi dengan brushless exciter. Setiap GT dihubungkan dengan





generator melalui sebuah reduction gear (Gear Box) Heat Recovery Steam Generator (HRSG) Pembangkit ini memiliki dua HRSG untuk masing-masing gas turbine yang dilengkapi dengan supplementary firing. Bagian utama dari HRSG yaitu : - Economizer - Evaporator dan Steam Drum - Superheater GT Exhaust Flue Gas Diverter Damper (FGDD) Masing-masing GT memiliki Diverter Dumper pada exhaust yang menuju



ke HRSG untuk pemilihan pengoperasian single cycle atau combined cycle. Steam Turbin Pembangkit ini terdiri atas satu Steam Turbine ABB STAL tipe MP20.



Exhaust steam turbine langsung di hubungkan ke Kondensor. Steam Turbine Generator Steam Turbine Pembangkit ini mempunyai satu Generator untuk Steam Turbine tipe pendinginan udara yang terhubung dengan steam turbine melalui reduction gear (Gear Box).Generator ST juga dilengkapi dengan brushless exciter.



Transformers Tiga transformer step up menguhbungkan dua generator gas turbine dan satu generator steam turbine dengan switchyard 150 kV. Dua station service trafo menyuplai bus 6.6 kV Auxiliary Transformer menguhubungkan SFC, perlengkapan GT dan ST, perlengkapan umum lainnya, station 400 volt dan





peralatan-peralatan lain pembangkit. Water Steam Cycle (WSC) Komponen-komponen utama WSC terdiri dari condensate system, feed water system, evacuation system dan turbine bypass. Water Treatment Plant (WTP)

13


WTP merupakan tempat pengolahan air yang digunakan di pembangkit, 

terdiri dari Pre-Treatment Plant dan Demineralization Plant. Cooling System Komponen utama Cooling System yaitu : - Main Cooling System untuk pendinginan kondensor yang dilengkapi dengan dua Cooling Tower dan dua Main Cooling Water Pumps. - Secondary Cooling System untuk pendinginan Generator, Lube Oil dan





Sampling. Chemical System Komponen-komponen Chemical System terdiri atas : - Sampling Monitoring System untuk analisa kualitas air dan uap. - Dosing Station untuk injuksi bahan kimia ke HRSG dan WSC System. - Emition Monitoring untuk mengukur emisi udara di exhaust stack. Compressed Air System Compresses Air Distribution System terdiri atas dua jalur distribusi yaitu : - Instrument Air Distribution Network untuk pemakaian khusus seperti pengggunaan pada pneumatic valve drives, sampling lines dan lain-lain. - Service Air Distribution Network untuk pemakaian umum misalnya untuk pembersihan, pengeringan, purging atau untuk pneumatic tools.



Waste Water System Waste Water System berfungsi untuk mengumpulkan, memisahkan antara oli dan air serta mengolah semua limbah air (waste water) dari GT, ST, HRSG, Cooling Tower, WTP dan PTP sehingga aman bagi lingkungan



ketika dibuang ke sungai. Fire Fighting System Supply air untuk Fire Fighting system di pembangkit ini berasal dari Fire water Basin yang disalurkan ke system melalui satu electrical pump, satu



diesel pump dan satu jockey pump yang digerakkan oleh energi listrik. Black Start Diesel Pada saat Grid mengalami black out, black start diesel berfungsi untuk menghasilkan daya listrik yang digunakan dalam proses black start up GT.

B. Gas Turbine (GT) Turbin gas adalah mesin pembangkit energi panas (heat engine) dimana energi panas tersebut didalam penggunaannya dikonversikan menjadi energi mekanik

14


(kerja). Turbin gas merupakan turbin dengan gas sebagai fluida kerjanya, dimana udara atmosfer masuk kedalam kompresor yang berfungsi mengisap dan menaikkan tekanan udara sehingga temperaturnya akan naik. Kemudian udara yang bertekanan tinggi itu masuk ke dalam ruang bakar, di dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar ke dalam arus udara tersebut sehingga terjadi proses pembakaran. Proses pembakaran berlangsung pada tekanan konstan, sering dikatakan ruang bakar hanyalah tempat yang berfungsi untuk menaikkan temperatur udara. Oleh karena itu ruang bakar dapat saja diganti dengan alat pemanas. Gas pembakaran yang bertemperatur tinggi itu kemudian masuk ke dalam turbin dan energinya digunakan untuk melakukan kerja memutar roda turbin. Sebanyak ±60% daya yang dihasilkan turbin digunakan untuk memutar kompressornya sendiri dan sisanya baru dapat digunakan untuk memutar beban (generator listrik, pompa, kompressor, baling-baling dan sebagainya). Jadi di dalam sistem turbin gas proses kompresi, pembakaran dan ekspansi terjadi di dalam komponen yang terpisah. Maka jelaslah perbedaannya dengan yang terjadi pada motor bakar torak yang konvensional, dimana ketiga proses tersebut terjadi di dalam suatu silinder. Disamping itu, proses pembakaran pada turbin sistem gas berlangsung secara kontinyu pada tekanan konstan, sedang pada motor bakar torak proses pembakaran secara priodik pada tekanan yang berubah-ubah. Sistem turbin gas termasuk dalam jenis motor bakar sistem pembakaran dalam, dimana bahan bakar (energi kimia) diolah menjadi energi mekanik. Konstruksi dan prisip kerja dari pada turbin gas adalah sangat mudah bila hanya kertas(gambar desain), tetapi kenyataannya (bila diwujudkan) adalah sangat sulit karena ada hubungannya dengan pemakaian bahan bakar yang harus hemat. Pengembangan turbin gas hingga bisa dibuat ekonomis seperti sekarang ini, sehingga dapat digunakan sebagai mesin penggerak pesawat terbang dan untuk instalasi darat yang dapat dipakai untuk pembangkit tenaga listrik. Desain penting pertama kali dibuat oleh orang Inggris yang bernama John Barber

15


pada tahun 1791. Sistem tersebut bekerja dengan gas hasil pembakaran minyak bakar, dan kompressornya digerakkan oleh turbin dengan perantaraan roda gigi. Tahun 1872 Dr. F. Stolze, merancang sistem turbin gas yang menggunakan kompressor aksial bertingkat, dimana udara yang keluar dari kompressor kemudian masuk kedalam alat pemanas, yaitu sebuah alat untuk menaikkan temperatur udara sebelum masuk turbin. Sebagai fluida pemanas digunakan gas hasil pembakaran yang berasal dari sebuah bahan bakar khusus. Pengujian terhadap turbin gas tersebut dilaksanakan pada tahun 1900 dan 1904, tetapi tidak menunjukkan hasil yang memuaskan. Hal ini disebabkan karena pada waktu itu efisiensi kompressornya yang masih sangat rendah. Dalam tahap awal pengembangannya, gagasan turbin gas telah pula dicoba penggunaan proses pembakaran pada volume konstan. Sistem tersebut pertama kali dibuat di Hannover pada tahun 1908, sesuai dengan konsepsi H. Holzworth tetapi usaha tersebut dihentikan karena terbentuk banyaknya persoalan konstruksi ruang bahan bakar dan tekanan gas yang berubah dengan besarnya beban, meskipun menurut teori diharapkan dapat diperoleh efisiensi sistem yang lebih tinggi dari pada penggunaan proses pembakaran tekanan konstan. Turbin dengan proses pembakaran pada tekanan konstan yang bekerja sesuai dengan siklus turbin gas moderen yang dibuat oleh Societe Turbomoteurs di Paris pada tahun 1904. Temperatur gas pembakaran masuk turbin berkisar 450oC dan tekanannya kira-kira 4,5 atm. Dalam hal tersebut kompressor digerakkan langsung oleh turbin (Curtis dua tingkat). Tetapi efisiensi totalnya adalah skitar 3% saja, terutama efisiensi kompressor dan temperatur kerjanya terlalu rendah. Meskipun demikian rupanya sistem turbin gas tidak berlangsung secepat harapan orang. Hal tersebut disebabkan karena masih kurangnya pengetahuan tentang aerotermodinamika, material serta teknologi pembuatan. Dengan demikinan efisiensi total dari sistem turbin gas hanya dapat mencapai beberapa persen saja. Boleh dikatakan baru sekitar tahun 1935 turbin gas mengalami kemajuan pesat dimana diperoleh efisiensi total sebesar 15%. Usaha untuk memperbaiki konstruksi dan efisiensinya berjalan terus, terutama menjelang

16


berakhirnya perang dunia kedua. Dimana pada waktu tersebut penelitian yang dilakukan ditekankan pada kemungkinan penggunaan sistem turbin gas sebagai mesin penggerak pancar gas. Pengetahuan dan teknologi yang diperoleh dari usaha tersebut diatas diterapkan untuk mengembangkan turbin gas, untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai mesin penggerak generator listrik dan mesin industri lainnya, kendaraan darat, kapal laut, pesawat terbang, dan sebagainya. Sistem turbin gas yang menggunakan siklus regeneratif sebagai modifikasi siklus sederhana yang dapat manaikkan efisiensi sebesar 50%, berarti pengembangan tersebut dapat menghemat pemakaian bahan bakar sebesar 50%. Pada saat ini sistem turbin gas dibuat dengan daya sebesar 100 MW sampai 300 MW, yang menggunakan reactor nuklir sebagai ruang bakar dan penukar kalor untuk regeneratifnya, tetapi dalam taraf percobaan efisiensi kompressor dan turbin mencapai bilangan 80-95% dan temperatur kerjanya 1100oC. Efisiensi kompressor dan turbin sudah mencapai 25% sampai 35%. Sistem turbin gas mempunyai kelebihan-kelebihan bila dibandingkan dengan penggerak mula lainnya seperti dapat dipasang dengan cepat dan biaya investasi yang relatif rendah jika dibandingkan dengan turbin uap dan motor diesel untuk pusat tenaga listrik. Disamping itu sistem turbin gas dapat di start dari keadaan dingin sampai dapat dibebani penuh dalam waktu yang sangat singkat. Hal ini membuat mesin ini begitu ideal untuk mengatasi beban puncak(WBP). Kemampuan sistem turbin gas dalam mengkonversi energi bahan bakar menjadi kerja poros dinyatakan dalam istilah efisiensi total. Dikenal juga istilah efisiensi

termis(thermal)

yang

berhubungan

dengan

siklus-siklus

ideal.

Kemampuan sistem turbin gas dipengaruhi oleh kemampuan komponenkomponennya.

17


Gambar 3. Gas Turbine Gas Turbine terdiri atas tiga bagian utama yaitu ; Turbine, Kompressor, dan Ruang Bakar (Combustion Chamber). Proses perubahan energi pada gas turbine dimulai dari proses kompresi udara di Kompressor menghasilkan udara bertekanan tinggi yang diperlukan untuk proses pembakaran. Kompressor digerakkan oleh turbin malalui common shaft. Energi kimia dari bahan bakar gas yang telah bercampur dengan udara bertekanan tinggi dikonversi menjadi energi panas pada ruang bakar melalui proses pembakaran. Selanjutnya dalam proses ekspansi di turbine, energi panas tersebut memutar rotor turbin sehingga dikonversi menjadi energi mekanik. Kemudian akhirnya energi mekanik pada rotor diubah menjadi energi listrik pada generator. Gas turbin dapat dioperasikan dalam dua mode yaitu open cycle operation dan combined cycle operation. Pada open cycle operation, diverter damper tertutup sehingga gas buang dari exhaust GT dibuang ke udara atmosfir melalui bypass stack. Sedangkan pada combined cycle operation, diverter damper terbuka sehingga gas buang mengalir ke HRSG untuk digunakan sebagai bahan bakar di HRSG dalam memproduksi uap kering. Komponen Utama Turbin Gas

18


Gambar Komponen utama Turbin Gas GT11 1

Kompressor (Compessor) Kompressor adalah suatu alat atau mesin yang berfungsi untuk

mengisap/mengkompresi udara sehingga tekanan dan temperaturnya naik. Kompressor yang digunakan pada turbin gas PT AlSTOM Power ESI (PT Consolidated Electric Power Asia) adalah jenis kompressor aksial. Dikatakan demikian karena aliran udara yang melaluinya adalah secara aksial yaitu arah aliran udaranya paralel atau memanjang yaitu searah dari poros rotor. Arah aliran ini semakin menyempit diameternya sepanjang kompressor, untuk memungkinkan terjadinya proses kompresi. Dalam kompressor aliran aksial terdapat deretan sudu-sudu. Separuh dari sudu-sudu tidak berputar. Sedang separuhnya lagi disebut rotor yaitu yang terpasang pada piringan rotor dan berputar (rotor) adalah memberi kecepatan pada udara, dan sudu-sudu yang tidak berputar (stator) memperlambat aliran udara tersebut dan merubah energi kecepatan menjadi energi tekanan. Setiap tingkat sudu menerima udara dari tingkat sebelumnya dan mempercepat atau memperlambat aliran udara tersebut sesuai fungsinya. Setiap tingkat sudu memberikan aliran udara dengan kecepatan yang sama pada saat masuknya. Jadi aliran udara yang masuk ke dalam ruangan kompressor kecepatannya sama dengan pada saat udara tersebut keluar dari akhir ruang kompressor. Akan tetapi tekanannya berubah. Biasanya udara yang meninggalkan suatu tingkat sudu ke tingkat sudu berikutnya tekanannya naik sampai 110 - 120% sehingga pada tingkat pertama kenaikan tekanan hanya sedikit, tetapi setelah sampai pada tingkat-tingkat akhir tekanan mulai naik dengan cepat. Demikian halnya dengan volume udara yang juga berubah. Tekanan udara yang naik membuat udara bertambah padat. Maka untuk menjaga dan mempertahankan agar tekanan dan kecepatan udara tersebut tidak berubah, maka diameter rumah kompressor dibuat makin lama makin menyempit pada bagian keluarnya.

19


Gambar Kompressor dari Turbin GT11 2

Ruang Bakar (Combustion Chamber) Fungsi dari ruang bakar dapat dijelaskan berdasarkan konstruksinya.

Pada ruang bakar terdiri dari dua buah pipa kosentrik yang mempunyai tutup pada bagian depannya. Kedua pipa tersebut disebut inner liner dan outer liner. Pada bagian belakang ruang bakar dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat mengarahkan gas panas hasil pembakaran kearah bagian turbin. Aliran udara dalam ruang bakar tidak sama dengan pada mesin torak (reciprocating engine). Pada turbin gas dimana udara yang masuk ke dalam ruang bakar tidak seluruhnya terbakar dalam proses pembakaran. Hanya sekitar 20 – 30 % udara yang digunakan untuk pembakaran pada beban penuh (full load), sedang sisanya akibat panas dari api pembakaran akan mengembang melalui sudu-sudu turbin gas. Udara yang digunakan untuk pembakaran itulah yang disebut primary air dan jumlahnya diatur oleh banyaknya dan besarnya lubang-lubang dari ruang bakar tempat dimana udara tersebut dapat masuk ke daerah pembakaran. Sebagian besar udara untuk pembakaran terletak diantara setiap lubang injector. Sebelum digunakan untuk proses pembakaran, sebagian dari primary air diarahkan melalui lubang-lubang di sekeliling ruang bakar untuk membentuk suatu gulungan udara yang berfungsi untuk melindungi dinding ruang dari sentuhan api.

20


Lebih jauh disebelah ruang bakar, dimasukkan aliran udara yang biasa disebut secondary air. Aliran udara ini akan bercampur secara sempurna dengan gas panas hasil pembakaran, dengan demikian mencegah adanya aliran sangat panas untuk tidak memasuki bagian turbin. Secondary air sering juga disebut cooling air.

Gambar Ruang bakar pada turbin gas GT11 Disebabkan adanya batas kemampuan logam untuk menahan panas sehingga tidak memungkinkan turbin untuk dioperasikan pada temperatur yang sangat tinggi. Jadi disamping berekspansi memutar sudu-sudu turbin, secondary air juga berfungsi untuk mendinginkan gas panas hasil pembakaran sampai temperatur yang diijinkan untuk operasi mesin turbin tersebut. 3

Turbin (Turbine) Kegunaan dari turbin adalah merubah gas panas hasil pembakaran

menjadi tenaga putar mekanis (energi mekanis). Seperti pada bagian kompressor, maka bagian turbin juga terdiri dari beberapa deret sudu-sudu yang berputar dan sudu-sudu yang tidak berputar. Demikian halnya pada kompressor dimana sudusudu yang berputar dan yang tidak berputar masing-masing disebut rotor dan stator. Sebelum udara panas yang keluar dari ruang bakar digunakan untuk memutar turbin, maka energi panas dan tekanannya diubah agar mempunyai kecepatan yang tinggi. Untuk melaksanakan hal ini maka bentuk dari sudu-sudu yang tidak berputar dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai nosel, dan di dalam nosel inilah kecepatan gas bertambah. Ada dua cara untuk memanfaatkan kecepatan aliran udara agar memutarkan roda turbin, yaitu impuls dengan cara mendorong atau dengan cara

21


reaksi karena gaya reaksi aliran udara panas meninggalkan sudu-sudu rotor dan rotor mulai bergerak atau berputar. Pada cara reaksi kecepatan udara dari nosel membentur rotor dan rotor mulai berputar, sedangkan gas kemudian berekspansi pada sudu-sudu rotor dan pada waktu meninggalkan sudu rotor sehingga menyebabkan terjadinya gaya reaksi yang menghasilkan tenaga yang menambah putaran rotor. Turbin didesain untuk beroperasi pada putaran tinggi berdasarkan kerja mekanisnya. Selama proses akselarasi menuju putaran tinggi harus ada agar sudusudu bagian belakang mampu/seimbang dalam menerima aliran yang diberikan oleh sudu-sudu bagian depannya, agar tidak terjadi kondisi stall.

Gambar Turbin Impuls dan Reaksi 2.3 Siklus Turbin Gas Sederhana (BRAYTON CYCLE) Turbin gas adalah turbin dengan gas sebagai fluida kerjanya. System turbin gas yang sederhana terdiri dari komponen utama yaitu kompressor, ruang pembakaran, dan turbin. Siklus ini dibangun atas duah buah proses isentropik dan dua proses tekanan konstan. Siklus ideal dari sistem turbin gas sederhana adalah siklus Brayton.

T

K

2

RB

22

3


1

4

Keterangan : K

= Kompressor

RB

= Ruang Bakar

T

= Turbin

Gambar Sistem turbin gas dengan siklus sederhana Adapun komponen-komponen dari Gas Turbine (GT) :  Air intake system terdiri atas 2 stage filter yaitu pre-filter dan fine filter termasuk bypass flaps dan silencer. Air intake system berfungsi untuk 

menyaring udara luar yang digunakan di gas turbine. Thermal Block terdiri dari 12 stage axial compressor dengan Variable Inlet Guide Vanes (VIGV) untuk mengatur flow udara yang masuk ke



kompressor, Cylo-Combuster dengan 19 EV burner dari 3 stage turbine. Compressor blow off system terdiri dari 2stage dan 3 valve dengan silincer. Blow Off Valve berfungsi untuk membuang udara yang tidak digunakan lagi



di compressor selama proses start up dan shut down gas turbine. Exhaust Diverter Damper untuk pemilihan Single Cycle atau Combened

 

Cycle Operation pada gas turbine. Exhaust Duct ke HRSG dengan silencer. Fuel Gas Cintrol Block untuk menyuplai dan mengatur flow bahan bakar



gas ke semua burner di combustion chamber. Lube Oil System yang berfungsi untuk melumasi dan mendinginkan bearing GT serta suplay oli untuk jacking oil. Lube Oil System terdiri dari Lube Oil Tank, Main Lube Oil Pump, Auxiliary Lube Oil Pump, Emergency Lube Oil



Pumpdan peralatan pendukung lainnya. Jacking Oil dan Rotor Baring System untuk proses pendinginan turbine ketika gas turbine shut-down dengan cara memutar rotor GT secara perlahan.

23




Hydraulic Control Block terdiri atas : Hidraulic trip valve unuk sistem proteksi gas turbine, kontrol blow-off valve dan peralatan mechanical /



hydraulic over speed protection. Gear Box auat Reduction Gear berfungsi untuk mengurangi kecepatan Gas



Turbine menjadi kecepatan Generator (3000 rpm). Generator dengan pendinginan udara yang dilengkapi dengan brushless



exciter. Static Frekuensi Converter (SFC) yang dapat digunakan untuk mengubah generator menjadi motor untuk memutar gas turbine dari putaran nol pada



start gas turbine. Cooling System dengan air sebagai media pendinginnya tipe closed cooling water system yang berfungsi untuk mendinginkan lube oil dan udara pendingin dari generator. Sistem ini juga dilengkapi dengan empat fan untuk



proses pendinginan kembali dari air pendingin tersebut. Peralatan-peralatan Compressor Washing dengan satu mobile wash cart untuk dua gas turbine. Compressor washing bertujuan untuk meningkatkan



efesiensi dan energi listrik yang dihasilkan gas turbine. GT Control System Egatrol Electric Control System berfungsi dalam

berbagai keperluan operasional yaitu antara lain : - Proses star-up dan shut-down GT - Frequency Load Control - Temperature Control - VIGV Control - Monitoring dan Documenting different on-line measured values. C. Steam Turbine Main Components

Gambar 4. Steam Turbine

24


Steam Turbine yang digunakan di Sengkang CCPP Power Plant merupakan jenis high speed impuls turbine dengan type medium pressure dan aliran fluida jenis aksial. Steam Turbine terhubung dengan generator melalui sebuah reduction gear. Reduction gear yang digunakan di Steam Turbine adalah type paralel gear yang dilengkapi dengan motor driven turning gear. Generator system turbine menggunakan system pendingin udara yang dilengkapi dengan brushless exciter. Steam dari HRSG masuk ke Steam Turbine melalui satu aliran masuk (single inlet). Steam turbine yang terdiri atas single casing dilengkapi dengan saluran admission steam yang menyalurkan High Pressure (HP) steam dari HRSG untuk menuju steam turbine. HP steam pertama-tama akan masuk melalui HP Emergency Stop Valve (ESV) yang dilengkapi dengan sebuah stean stariner. Dari ESV (Emergency Stop Valve) steam akan melalui sebuah Governing valve ACV (Actuator Control Valve) dan kemudiam masuk ke steam turbine. Steam Turbine juga dilengkapi dengan satu Extraction line yang berfungsi untuk membawa extraction steam dari

turbine untuk digunakan

sebagai pemanas di dearator-feed water tank. Exhaust steam dari turbine mengalir secara horizontal melalui sebuah salauran/pipa exhaust yang kemudian akan masuk ke condensor. Sistem Gland dan Leak-Off steam pada steam turbine berfungsi untuk menyuplai steam ke turbine selama proses star-up ST dan membawa leak-off steam dari shaft ke glands steam condensor. Udara dan gas-gas yang tak dapat dikondensasi

yang telah terkumpul akan dikeluarkan melalui gland steam

condenser dengan meggunakan fan. Sistem Lub Oil pada steam turbine berfungsi dalam menyuplai lube oil untuk melumasi dan mendinginkan bearing turbine, bearing generator serta reduction gear, selain itu juga untuk suplay oli pada jacking oil pump.

Heat Recovery Steam Generator (HRSG)

25


Komponen-komponen utama HRSG yaitu terdiri dari Economizer, Evaporator dan Superheater. Dari Superheater, HP live steam dibawa ke live steam header. Dari live steam header, HP steam dibawa ke ST. Dalam pengoprasian combined cycle, gas buang dari GT akan masuk ke HRSG sebagai bahan bakar boiler melalui diverter damper. Gas Buang selanjutnya akan melalui duct burner elements sebelum memasuki HRSG. Dalam HRSG gas buang keluar melalui bagian-bagian dari HRSG sesuai urutannya yaitu : HP superheater satu, HP superheater dua, HP evaporator, HP economizer satu, HP economizer dua, HP economizer tiga, HP economizer empat. Dari HP economizer empat gas buang kemudian akan dibuang ke udara atmosfir melalui stack damper. Sedangkan HP feedwater akan memasuki HRSG setelah sebelumnya melalui HP feedwater control valve dengan arah yang berlawanan dengan arah aliran buang di HRSG. Di dalam HRSG pertama-tama HP feed water akan masuk ke HP economizer empat. Feedwater kemudian mengalir masuk ke HP economizer tiga, HP economizer dua, dan HP economizer satu untuk pemanasan awal. Air kemudian meninggalkan HP economizer dan masuk ke HP Steam Drum melalui satu feedwater inlet nozzle. Dari HP Steam Drum, feedwater akan menuju ke HP evaporator. Proses natural circulation dilakukan di HP evaporator yang berfungsi untuk mengubah air yang berasal dari Steam Drum ke fasa uap yang dilengkapi dengan satu downcomer, yang membawa air drum melalui distribution manifold ke lower evaporator headers. Steam yang duhasilkan di evaporator kemudian mengalir naik menuju evaporator tubes. Campuran Saturated water/steam yang terdapat di Upper HP evaporator headers kemudian masuk ke HP Steam Drum melalui tiga saturated steam outlets. Saturated steam meniggalkan steam drum untuk kemudian masuk ke HP Superheater dua. Setelah itu kemudian Steam masuk ke HP Superheater satu untuk pemanasan akhir sehingga dihasilakn uap kering yang dapat digunakan untuk menggerakkan steam turbine. Dari HP superheater satu uap akan keluar dari HRSG melalui common HP steam outlet manifold untuk

26


kemudian mengalir ke desuperheater manifold. Setelah itu uap meninggalkan desuperheater menuju ke HP main steam line yang untuk selanjutnya akan menuju steam turbine. Adapun komponen-komponen HRSG ; 

Economizer Economizer berfungsi sebagai pemanasan awal untuk feed water yang masuk ke HRSG. Economizer dapat meningkatkan efesiensi thermal boiler dengan memanfaatkan panas dari gas buang yang telah superheater dan evaporator terlebih dahulu. Evaporator Evaporator berfungsi untuk mengubah fasa air yang berasal dari boiler drum



ke fasa uap dimana uap yang dihasilkan akan kembali ke boiler drum untuk dipisahkan antara uap dan air. Evaporator memanfaatkan panas dari gas 

buang yang telah melalui superheater. Steam Drum HP Steam Drum berfungsi untuk memisahkan air dan uap yang berasal dari evaporator dan juga sebagai tempat dari peralatan yang digunakan



untuk membersihkan atau memurnikan uap yang telah dipisahkan dari air. Superheater Superheater berfungsi untuk meningkatkan temperature steam dari nilai di atas saturation poin ke superheated temperature yaitu 541 0C. Temperature tekanan tinggi akan meningkatkan energi enthalpi yang terkandung pada steam dan menghasilkan ekspansi maksimum dari steam dalam menggerakkan turbine sehingga dapat meningkatkan efesiensi dari siklus air-uap tapi temperature steam harus dikontrol oleh kekuatan material bahan dari steam turbine.



Desuperheater Desuperheater terdapat di superheater outlet line untuk mengurangi temperature steam yang keluar dari superheater sehingga berada pada batas temperature yang diizinkan jika diperlukan dan menjaga temperature steam pada nilai yang telah ditentukan untuk dipakai pada steam turbine. Pengurangan temperature steam dilakukan dengan cara`penyemprotan air

27


ke steam line dalam bentuk spray water melalui sebuah nozzle yang berada pada bagian ujung dari desuperheater. Spray water berasal dari boiler feed 

water system. Supplementary Firing Masing-masing HRSG di pembangkit ini mempunyai suplementary firing untuk meningkatkan temperature gas buang yang menuju superheater. Hal ini akan meningkatkan beban yang dapat dihasilkan dari steam turbine. Sebelum proses star-up suplementary firing semua komponen system suplementary firing harus dalam kondisi siap untuk dioperasikan dan berada dalam kondisi normal. Pastikan desuperheater valve berada dalam posisi normal dan beban GT sedikitnya 35 MW sebelum proses star-up suplementary firing.

Adapun komponen-komponen dari Steam Turbine :  Lube Oil Tank untuk tampat penyimpanan lube oil yang juga di desain untuk dapat memisahkan kotoran udara dari oli yang kembali dari bearing 

dan gear box. Main Lube Oil Pump type pompa sentrufugal yang digerakkan oleh motor listrik Ac. Pada operasi normal, satu pompa beroperasi untuk menyuplai



lube oil ke semua bearing dan gear sedangkan pompa yang lain standby. Emergency Coast Down Oil Pump yang merupakan pompa hidrolik. Pompa ini akan bekerja jika pressure lube oil dalam sistem turun selama terjadi



black out yang menyebabkan main lube oil pumps tidak dapat beroperasi. Emergency Lube Oil Pump type pompa sentrifugal yang digerakkan oleh motor listrik DC, pompa ini akan bergerak sebagai back-up dari emergency coast down pump jika main lube oil pump tidak dapat bekerja selama black



out. Jacking Oil Pump tipe pompa piston yang digerakkan oleh motor listik AC dan akan bekerja pada saat proses star-up steam turbine dan proses turning



gear steam turbine. Lube Oil Coolers terdiri atas dua oil coolers dimana satu coolers beroperasi dan yang lainnya standby. Air pendingin berasal dari secondary cooling water system.

28




Lube Oil Filter terdiri atas dua oil filter dimana satu filter beroperasi dan yang lain standby.

Water Steam Cycle (WSC) Proses WSC dimulai dari HRSG ke ST dan kemudian kembali ke HRSG. WSC sistem terdiri dari feedwater, steam dan condensate system termasuk :         

Feed Water Storage, daeration Feed Water Piping System dan Feed Water Pump System Extraction Steam Piping System 9pegging steam) Main Condensate Piping System dan Main Condensate Pump System HRSG Desuperheating Spray System External Drain System Make-Up Water System Air removal System Turbine Bypass System. Dari Feed water tank yang juga dilengkapi daerator, HP feed water

mengalir ke HRSG melalui pompa feed water. Di HRSG, feed water akan melalui economizer untuk pemanasan awal kemudian masuk ke boiler drum untuk dikumpulkan dan selanjutnya menuju evaporator yang akan mengubah fasa air menjadi uap yang akan dipisahkan antara uap dan airnya pada boiler drum. Uap kemudian dipanasi ualng superheater sehingga menjadi uap kering yang akan dibawa ke HP Steam header. Steam header uap akan dibawa ke Steam Turbine untuk dipakai untuk menggerakkan turbin. Uap yang dihasilkan di HRSG menggerakkan Steam Turbine dan selanjutnya Exhaust Steam dikondensasikan di Kondenser dimana di Kondenser itu terjadi proses pendinginan steam oleh air yang berasal dari main cooling water system sehingga steam berubah fasa menjadi air kondensat. Air hasil kondensasi ini dukumpulkan di condenser hotwell. Air kondensasi yang terkumpul dari kondenser hotwell akan dibawa ke dearator-feed water tank melalui kondensat pump. Level pada hotwell dikaga pada 29


level constan oleh condensate discharge contol valve. Condensate recirculation control valve memastikan bahwa aliran air kondensasi yang melalui pompa kondensat dan service ejector cooler tidak drop di bawah flow minimum yang diizinkan. Dalam Pengoprasian normal air kondensat disirkulasi kembali kondenser flash box. Udara serta gas-gas lain yang tak dapat terkondensasi yang masuk ke ST dan kondenser akan diserap dan dibuang oleh evacuaton system. Sebuah steam ejector stage tunggal atau disebut juga star-up ejector dipakai pada saat proses star-up ST. Sedangkan steam ejector yang dilengkapi dengan inter dan afer cooler atau disebut juga service ejector dipakai pada saat pengoprasian normal (service evacuation). Akumulasi kondensasi dari ejector akan kembali ke flashbox dari kondenser. Uap yang dipakai pada ejector di ambil dari HP Live Steam Header melalui valve penurunan tekanan. Daerator terdapat di feed water storage tank. Air condensate yang masuk ke daerator akan diekspansi secara kontiniu oleh uap yang berasal dari extraction steam di ST untuk menyerap udara dan gas-gas lain yang tak dapat dikondensasikan yang tergantung dalam air kondensat. Daerator beroperasi dalam tekana tetap, jika uap yang berasal dari extraction steam di ST tidak cukup untuk pemanasan di feed water tank makan uap tambahan yang akan dibawa ke daerator berasal dari HP Main Steam Line melalui pegging steam line dan pegging steam control valve. Gas yang telah diserap dari bagian atas daerator akan masuk ke kondenser dan diserap kembali oleh evacuation system. Feed water tank harus dijaga levelnya pada nilai yang ditentukan untuk menjamin ketersediaan suplay air yang cukup untuk proses water steam cycle. Jika level feed water tank turun pada level tertentu (selama pengoprasian combined cycle) maka service make-up water valve akan terbuka dan make-up water akan diinjeksikan dalam bentuk spray ke kondenser. Jika level tetap turun secara kontinyu maka emergency make-up water valce terbuka dan make-up water akan dibawa ke kondenser flashbox.

30


Make-up water diambil dari nake-up water tank melalui satu dari dua make-up water pumps. Jika level feed water naik padalevel tertentu maka air condensate akan dibuang oleh condensate emergency drain valve ke waste water system. Dari feed water storage tank, fedd water akan dibawa ke HRSG. Satu dari HP feed water pumps akan membawa HP feed water ke HRSG melalui HP feed water control valve. Untuk keperluan shut-down dan dalam kasus ST trip, ST dilengkapi dengan satu bypass line/station per HRSG. HP Bypass steam akan membawa steam ke kondenser. ST internal drains akan di drain ke flashbox dari kondenser. Sedangkan ST external drains akan di-drain ke atmospheric drain vassel. D. Pre-Treatment Plant (PTP)

Pada Pre-Treatment (PTP) akan di hilangkan partikel padat yang tidak larut (suspended solid) dan kebanyakan dari disolved organik yang terbentuk dalam air dapat dilakukan oleh proses flokkulasi. Bahan flokkulasi yang digunakan di Sengkang adalah alum (aluminium sulfate) yang umumnya digunakan diseluruh dunia. Pada penambahan alum pada kondisi yang tepat membuat suspended solid terpecah dengan halus dalam air koagulasi menjadi partikel-partikel yang lebih besar yang disebut flok (flock) yang dapat diendapkan atau dikeluarkan dari air. Disolved organik yang terbentuk akan terikut flok oleh gaya listrik yang dikeluarkan dari air. Polyelectrolyte atau polimer ditambahkan untuk meningkatkan ukuran dari flok yang menyebabkan pengendapan yang lebih cepat. Polimer adalah molekulmolekul organik yang besar yang membentuk jembatan antara partikel-partikel dan menambah ukuran dari partikel-partikel yang tersisa. Bahan kimia yang lain yang digunakan di PTP adalah caustic soda dan sodium hypoclorite. Alum bersifat asam ringan dan bereaksi secara kimia dengan

31


disolved bicarbonate alkalinity dalam air. Ini membuat pH air menjadi lebih rendah. Flokkulasi (pengendapan) dengan alum biasanya terbaik pada pH 6,0 – 6,5. Namun demikian jika dibutuhkan dosing yang tinggi dan alkalinitas air yang rendah pH mungkin menurun di bawah 6,0. Ini akan membuat sejumlah flok terlarut kembali dengan air (re-dissolving) dan kemudian sejumlah ion0ipn alum ikut terlarut. Ini tidak diinginkan untuk demineralization plant juga karena sejumlah air akan digunakan sebagai air konsumsi. Karena itulah terdapat fasilitas untuk menambahkan caustic soda (NaOH) ke clarifier untuk menjaga pH terkontrol sesuai yang diinginkan. Jika pertumbuhan alga (ganggang) menjadi masalah pada clarifier, sodium hypoclorite dapat ditambahkan untuk menghalanginya. Adapun komponen-komponen dari Pre-Treatment Plant (PTP) :  Clarifier Suplai air untuk pembangkit yang diambil pompa-pompa air sungai diinjeksikan dengan alum, polimer, sodium hypoclorite dan caustic soda sebelum memasuki clarifier. Flok yang terbentuk kebanyakan mengendap ke dasar clarifier dan dalam bentuk lumpur sementara air bersih kan mengalir melalui weir plate di bagian atas. Kebanyakan dari air ini mengalir langsung ke 

cooling tower dan sebagian menuju ke grafity filter. Grafity Filters Grafity filters terdiri dari lapisan-lapisan pasir kasat (coarse) dan krikil halus, pasir dan karbon aktif (filter coal). Filter-filter ini menyaring partikel-partikel flok yang halus yang terbawa dari clarifier. Air dari clarifier mengalir ke bawah melalui filter dan masuk ke tangki penyimpanan air yang telah disaring (filtered water storage tank). Flok-flok yang tersisa pada filter secara periodik dibuang dengan cara pencucian (backwash). Air pencuci (wash water) dari pencucian gravity filter pada awalnya dikumpulkan di tangki air pencuci (wash water tank) dan



selanjutnya di pompa ke sludge storage tank. Activated Carbon Filters Karbon filters berfungsi sebagai filter terakhir untuk partikel-partikel padat yang tidak terlarut tetapi tujuan utamanya untuk menghilangkan sejumlah hypoclorite dari PTP sebelum memasuki deminerazation plant. Carbon filter

32


digunakan jika demineralization plant atau potable water tank level 

membutuhkan air untuk diolah atau digunakan. Sludge Thickner Lumpur dari clarifier pada awalnya dikumpulkan di tangki penyimpanan lumpur (sludge storage tank) dimana flok akan ke bagian dasar. Dari sludge storage tank dan kemudian dipompa ke sludge thickner dan selanjutnya ditambahkan polimer. Lumpur kemudian menjadi lebih kental dan mengendap. Overflow dari sludge thickner adalah relatif air bersih yang akan diteruskan ke wash water recovery pump dan dipompa kembali ke clarifier untuk pengolahan ulang. Lumpur dari dasar sludge thickner kemudian dikumpulakn di belt pres.



Wash Water Recovery Air pencucian dari gravity filter dan carbon filter serta overflow dari sludge thickner tanj akan menuju wash water recovery tank. Overflow dari wash water



recovery tank kemudian dipompa ke clarifier untuk pengolahan ulang. Sludge Belt Pres Sludge belt memeras secara mekanik lumpur kental yang diambil dari dasar sludge thickner. Polimer digunakan untuk mengentalkan lumpur. Lumpur dari hasil perasan dapat digunakan sebagai bentuk padat dan air perasan yang

dihasilkan dikembalikan ke sludge thickner. E. Water Treatment Plant (WTP)

Gambar 5. Water Treatmen Plant Process Water Treatment Plant merupakan suatu proses pengolahan air di dalam system untuk mencugah terjadinya korosi dan kerak pada pipa-pipa, ketel dan

33


superheater dengan menginjeksikan zat-zat kimia. Bagian utama proses pengolahan water treatment plant adalah demineralisasim ion exchanger train dan neutralisasi.

Adapun komponen-komponen dari Water Treatment Plant (WTP) : Demineralisasi Demeneralisasi adalah proses penghilangan padatan-padatan an-organik yang



terkarut dalam air (dissolved minerals). Demeneralisasi dilakukan untuk memproduksi air dengan kemurnian tinggi yang prosesnya terdir atas tiga bagian yaitu : -

Ion – Ion Ion-ion bermuatan positif disebut kation dan yang bermuatan negatif disebut anion. Air mengandung Kation Kalsium (Ca2+) dan Magnesium (Mg2+) dan anion Klorida (Cl-), Sulfat (SO42-) dan Bikarbonat (HCO3-). Besarnya padatan-padatan yang terlarut dan perbandingan antara jenis-jenos ion menjadi pertimbanagn berdasarkam sumber air. Selama proses di pre-treatmen plant, tambahan ion-ion sulfat berasal dari dosing caustic soda. Besarnya bikarbonat dalam air filter (filter water) yang akan dikirim ke demeneralization plant akan lebih rendah dibanding dengan

-

air sungai (raw water) karena telah diikat oleh alum. Silika Air natural terdiri dari sejumlah silika yang terlarut. Ini tidak terionisasi secara normal dalam aor tetapi dapat dihilangkan oleh beberapa tipe anion resin. Ini telah dikembangkan kira-kira 50 tahun yang lalu dan disebut strong base anion exchange resin yang memungkinkan produksi dalam jumlah besar dari air ultra murni (ultra-pure water) dan meningkatkan ukuran dan tekana

-

boiler. Ion Exchanger Resin Ion Exchanger Resin adalah polimer-polimer organik yang mengandung kumpulan-kumpulan fungsional aktif. Polimer kebanyakan adalah resin, termasuk semua resin yang digunakan di pembangkit Sengkang. Ion Exchanger Resin secara garis besar dibagi menjadi empat kelas : kation asam

34


kuat (strong acid cation), kation asam lemah (weak acid cation), anion basa kuat (strong base anion) dan anion basa lemah (weak base anion). Resin-resin ini memiliki berbagai sifat dan penggunan. Di pembangkit Sengkang hanya -

resin asam kuat dan bas kuat yang digunkan. Ion Exchanger Train Ion Exchanger Train merupakan sebuah rangkain dari ion exchange plant (proses pertukaran ion) yang diturunkan berdasarkan kegunaanya dan disusun

-

menyerupai kereta. Organik Scavenger Tidak semua kandungan organik dalam air sungai dihilangkan di Pretreatment plant.Organik dalam air natural umumnya adalah asam lemah. Ini yang diserap oleh resin-resin anion exchanger. Resin anion exchanger mempunyai struktur gelular dengan pori-pori yang sangat kecil. Selama beroperasi kebanyakan molekul-molekul organik menyebar (berdifusi) ke bagian butiran-butiran resin tetapi tidak berdifusi keluar lagi selama regenerasi. Ini akan menyebabkan kapasitas resin akan berkurang. Inilah yang disebut organik fouling. Organik scavenger resin adalah tingkatan khusus dari resin anion exchanger basa kuat dengan pori-pori yang sangat besar. Ini memungkinkan organik dihilangkan dari resin selama regenerasi. Organik scavenger resin



dioperasikan dalam bentuk klorida dan diregenerasi dengan garam. Kation Kation mengandung resin penukar kation asam kuat dan diregenarasi dengan asam klorida. Proses regenerasi dengan arah aliran ke atas berlawanan dengan aliran air selama beroperasi. Ini memberikan air yang terbaik dan pemakaian



asam yang lebih sedikit. Anion Anion mengandung resin penukar kation asam kuat dan diregenarasi dengan caustic soda. Proses regenerasi juga dengan arah aliran ke atas berlawanan dengan aliran air saat beroperasi. Ini memberikan kualitas air yang terbaik dan pemakaian caustic lebih sedikit.



Mixed Bed Polsher

35


Akan selalu sedikit kebocoran natrium dan silika dari unit kation dan anion. Ini akan dihilangkan pada mixed bad polisher yang mengandung resin kation dan anion. Resin-resin pada mixed bed adalah sama namun sedikit berbeda dari resin-resin pada exchanger. Selama beroperasi resin-resin tersebut tercampur dengan baik, selanjutnya mixed bed dapat dpertimbangkan sebagai jumlah yang tidak terbatas ndari pasangan-pasangan kation – anion dalam bentuk seri. Mixed bed memungkinkan untuk memproduksi air ultra murni yang tidak mempunyai kandungan disolved solid. Pada saat regenerasi resin-resin harus dipisahkan. Ini dilakukan dengan back washing secara terkontrol. Anion mempunyai kepadatan yang lebih sedikit daro kation dan mempunyai ukuran butiran resin yang lebih kecil, selanjunya back washing memisahkan resin-resin dalam dua lapisan dengan anion membentuk lapisan atas. Tangki (vassel) mempunyai nossel-nossel pengumpul regenerasi internal dan pipa-pipa penghubung antara kedua lapisan. Proses regenerasi dari kedua resin dicapai dengan melewatkan caustic soda dengan arah aliran ke bwah melalui lapisan atas dari resin anion, dan asam klorida dengan arah aliran ke atas melalui resin kation, dimana kedua regenerant meninggalkan vassel melalui sistem pengumpul pusat. Setelah semua regenerant dibersihkan dari resin, 

udara dialirkan ke kolom resin sebelum kembali beroperasi. Neutralisasi Keluaran (sisa-sisa) dari proses regenerasi dikumpulkan dalam tangki netralisasi melalui saluran air. Proses netralisasi yaitu dengan menambahkan natrium atau asam sampai pH memungkinkan untuk dibuang . (Roberts. Dkk:2000).

F. Keuntungan Dan Kekurangan PLTGU Dengan menggunakan daur kombinasi gas dapat diperoleh dua keuntungan utama yaitu: dapat menambah daya listrik dan dapat menghemat biaya bahan bakar. Penambahan daya listrik tanpa menambah bahan bakar juga berarti akan 36


menaikkan efisiensi termal sistem dan dapat dinaikkan dari sekitar 24 % menjadi sekitar 42 %. Besarnya peningkatan efisiensi ini tergantung dari temperatur air pendingin yang digunakan pada PLTU dan besarnya temperatur gas buang PLTG. Makin dingin temperatur air pendingin dan semakin tinggi temperatur gas buangnya maka peningkatan efisiensinya juga semakin besar. Alasan lain pemilihan PLTGU adalah waktu konstruksi yang cepat sehingga bila ada lonjakan permintaan tenaga listrik yang harus dipenuhi dalam waktu singkat dapat dibangun PLTGU secara bertahap. Tahap pertama dibangun PLTG untuk memenuhi lonjakan permintaan, sedangkan HRSG beserta PLTU dibangun dan dioperasikan kemudian bila permintaan tenaga listrik sudah meningkat. PLTGU dapat dioperasikan sebagai pembangkit untuk beban puncak maupun untuk beban dasar. Sebagai pembangkit untuk beban dasar yang perlu diperhatikan adalah kontinuitas air pendingin, sedangkan sebagai pembangkit untuk beban puncak perlu dipertimbangkan waktu start-up dari PLTGU. PLTG mempunyai waktu start-up yang cepat sedangkan untuk PLTU mempunyai waktu start-up yang lambat bila dalam kondisi cold start-up. Sehingga untuk melayani beban puncak perlu beroperasi secara warm start-up. 

Gas panas keluaran dari turbin gas dapat digunakan untuk memanaskan air

 

sehingga menjadi uap untuk menggerakkan turbin uap Meningkatkan efisiensi menjadi sebesar 40-50% Efisiensi bahan bakar

Meskipun demikian PLTGU juga memiliki kekurangan yaitu : 

Peningkatan biaya



Peningkatan luas area yang dibutuhkan.

BAB V PENUTUP A. Kesimpulan

37


Dari pembahasan sebelumnya dapat disimpulkan bahwa penggunaan PLTGU dapat mengurangi biaya pembangkitan listrik jika dibandingkan dengan menggunakan PLTG saja. Hal ini dapat dipahami karena dengan menambahkan HRSG dan PLTU dapat meningkatkan tenaga listrik yang dihasilkan tanpa menambah bahan bakar serta meningkatkan efesiensi panas dari sekitar 24% untuk PLTG menjadi sekitar 42% untuk PLTGU. Berdasarkan harga gas bumi, PLTGU masih dapat bersaing biaya pembangkitnya bila dibandingkan pembangkit listrik termal lainnya. Dengan kemungkinan pengembangan PLTGU yang cukup besar dan teknologi PLTGU di Indonesia masih belum pernah digunakan maka perlu dipersiapkan tenaga terampil. B. Saran  Sebaiknya alat-alat perkakas (tools) yang telah digunakan dikembalikan 

pada tempatnya agar mudah mengambilnya ketika ingin digunakan kembali. Padasaatinginbekerja di lapangansebaiknyamemakaialat safety berdasarkansystem

K3

yang

telah

di

jelaskanpadasaatperkenalan.

Contohnyaadalahpadasaatbekerja di WTP dan PTP.

DAFTAR PUSTAKA

ABB.1997. Training Manual Gas Turbine – Generator Overview. ABB Power Generation, Ltd : Baden, Switzerland.

38


ABB.1997. Training Manual Combine Cycle Power Plant Operation. ABB Power Generation, Ltd : Baden, Switzerland. ABB.1997. Training Manual Water Steams Cycle Operation . ABB Power Generation, Ltd : Baden, Switzerland. ABB.1997. Training Manual MB 4 : Steam Turbine Plant.

ABB Power

Generation, Ltd : Baden, Switzerland. Frits Diesel, Dakso Sriyono, 1996, ”Turbin, Pompa dan Kompressor”. Erlangga. Roberts, Peter. Dkk.2000. Water Treatment Plant and Pre-Treatment Plant. Wiranto Arismunandar, 1988,”Penggerak Mula Turbin”. ITB Bandung.

LAMPIRAN

39


1. HRSG / Boiler

2. Feed Water Pump

3. Condensate

4. Condensate Pump

5. FeedWater Tank

6. Hydrolic Pump

40


7. Steam Turbin

8. Combuster

9. Gas Turbin

10. Suplementary Firing

11. Cooling Tower

12. PTP dan WTP

41

Laporan Kp Pt Cepa (Fix)

Recommend Documents