BAB I PENDAHULUAN
1.1 1.1 Lata Latarr Belak Belakan ang g
Unit utilitas merupakan unit penunjang bagi unit-unit yang lain dalam suatu suatu pabrik pabrik atau atau sarana sarana penunj penunjang ang untuk untuk menjal menjalank ankan an suatu suatu pabrik pabrik dari dari tahap awal sampai produk akhir. Unit utilitas adalah salah satu unit operasi yang yang ada di dalam dalam sebuah sebuah pabrik pabrik kimia. kimia. Unit Unit utilit utilitas as dapat dapat didefin didefinisik isikan an sebaga sebagaii unit unit yang yang menyed menyediaka iakan n media media pendin pendingin gin,, media media pemana pemanas, s, energi energi penggerak dan lain sebagainya untuk mendukung proses produksi pabrik. Dalam masyarakat modern yang industri dan perekonomiannya maju, tenaga listrik listrik memega memegang ng perana peranan n yang yang sangat sangat menent menentuka ukan. n. Sulit Sulit dibaya dibayangk ngkan, an, sebuah pabrik tanpa pemakaian tenaga listrik. Karena untuk menggerakkan beberapa alat misalnya, dibutuhkan motor listrik. Dan motor-motor listrik yang yang dipaka dipakaii pada pada berbag berbagai ai alat alat semuany semuanyaa membut membutuhk uhkan an listrik listrik sebagai sebagai tenaga penggerak. Pada instalasi pabrik yang lebih modern umumnya dipakai motor tersendiri untuk setiap alat produksi, meskipun menggunakan motor kecil saja. Konstruksi motor yang lebih kecil dirancang dengan bentuk yang kompak dan tertutup agar motor tidak mudah rusak karena pengotoran. al ini karena pada motor yang lebih kecil membutuhkan pendinginan yang lebih baik karena bagian untuk pendinginan berukuran lebih kecil yaitu dengan membuat lubang-lubang pada rumah stator. Pabrik tidak harus mempunyai sistem pemroses utilitas sendiri. !istrik misalnya, pabrik bisa membelinya dari P!" jika kapasitas P!" setempat mencukupi mencukupi atau membeli membeli dari pabrik tetangga. #kan tetapi untuk memenuhi sebagian besar pemakaian listrik suatu pabrik atau industri maka masingmasing pabrik tersebut membangun instalasi listrik sendiri baik mengunakan gas, air, uap dan sebagainya demi tercapainya kebutuhan listrik.
1
1.2 Tujuan
#dapun tujuan dari makalah ini antara lain$ %. &engetahui proses pembuatan dan penyediaan energi listrik '. &engetahui penyediaan listrik di beberapa (ndustri.
1.3 Rumusan Masalah
#dapun masalah yang akan dibahas pada pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut$ 1.
)agaimana unit penyediaan tenaga listrik dalam suatu pabrik *
'. )agaimana penggunaan tenaga listrik pada industri * +. Dari mana pemenuhan listriak suatu industri *
1. Man!aat
#dapun manfaat yang didapatkan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut$ 1.
Dapat mengetahui unit penyediaan tenaga listrik dalam suatu pabrik.
2.
Dapat mengetahui aplikasi dari penggunaan listrik
+. Dapat mengetahui sumber pemenuhan listrik suatu industri
2
BAB II PEN"EDIAAN ENER#I LI$TRI% DI INDU$TRI
2.1 Pen&e'(aan L(str(k 'alam $uatu Pa)r(k
Dalam masyarakat modern yang industri dan perekonomiannya maju, tenaga
listrik
memegang
peranan
yang
sangat
menentukan.
Sulit
dibayangkan, sebuah pabrik tanpa pemakaian tenaga listrik. Karena untuk menggerakkan beberapa alat misalnya, dibutuhkan motor listrik. Dan motormotor listrik yang dipakai pada berbagai alat semuanya membutuhkan listrik sebagai tenaga penggerak. Selain untuk menggerakkan motor, listrik di industri juga dibutuhkan untuk pemanasan tanur dan proses elektrokimia. Sedangkan di luar kebutuhan untuk industri, tenaga listrik dipakai untuk kebutuhan kantor, pemanasan atau pendinginan udara, lampu penerangan, lemari es, dapur dan keperluan kerumahtanggaan lainnya. )erkaitan dengan penggunaan motor listrik, pada instalasi pabrik yang agak tua dan sederhana sering menggunakan motor secara bersamaan, yaitu satu motor untuk menggerakkan beberapa alat produksi sekaligus dengan menggunakan gigi transmisi atau sabuk transmisi. al ini dilakukan dengan pertimbangan biaya inestasi. "amun penggunaan motor secara bersamaan ini kurang baik karena bisa berakibat mudah terjadi kecelakaan. !agi pula sering terjadi motor tersebut menggerakkan hanya satu alat produksi, sedangkan alat produksi yang lain tidak dipakai sehingga motor dimanfaatkan di bawah kapasitas. Pada instalasi pabrik yang lebih modern umumnya dipakai motor tersendiri untuk setiap alat produksi, meskipun menggunakan motor kecil 3
saja. Konstruksi motor yang lebih kecil dirancang dengan bentuk yang kompak dan tertutup agar motor tidak mudah rusak karena pengotoran. al ini mengingat pada motor yang lebih kecil membutuhkan pendinginan yang lebih baik karena bagian untuk pendinginan berukuran lebih kecil yaitu dengan membuat lubang-lubang pada rumah stator. #kibatnya motor akan lebih mudah menjadi kotor terutama tempat kerja yang banyak menghasilkan debu dan pengotor seperti pabrik semen atau tekstil.
2.2 $(stem Pem)angk(t 'an D(str()us( L(str(k '( Be)era*a In'ustr( A. $(stem Pem)angk(t *a'a PT.Pu*uk $r(+(ja&a
Sistem pembangkit enaga !istrik
P.
Pusri
merupakan
sistem
pembangkit tersendiri yang terdiri dari $ 1. Pem)angk(t Utama
Pembangkit utama yang digunakan adalah berupa as urbine enerator /0 yang berfungsi untuk melayani kebutuhan tenaga listrik untuk Pabrik, perbengkelan, perkantoran, perumahan dan kebutuhan lainnya. )ahan bakar utama as urbine enerator /0 ialah mengunakan gas alam. Spesifikasi yang dipakai P. Pusri adalah sebagai berikut $ 1
)ahan bakar
$ gas alam
1
Spesifikasi
$ %+.2 k34 56 74 + phase
1
Kapasitas 8 Daya /desain0 $ P-'
$ %5 &9
P-+
$ %5 &9
P-:
$ %5 &9
P-%)
$ '' &9
;#!
$ <= &9
P-((, P-(((, P-(3 dan P-() pada kondisi normal beroperasi secara paralel melalui synchroni7ing bus. Pada kondisi tertentu seperti pada saat ada pekerjaan perbaikan di salah satu , maka salah satu atau keempat dapat dioperasikan secara terpisah /berdiri sendiri0. 4
Gam
DIAGRAM SISTEM INTERKONEKSI PEMBANGKIT
LISTRIK DI PUSRI
SYNCHRONIZING BUS
PLN
BEBAN
BEBAN
P-IB
P-IV
G
G BEBAN
P- 1 B
BEBAN
P-II
G
P - IV
P-III
G P-II
P - III
bar 1. Sistim Interkoneksi GTG Pusri
2. Pem)angk(t Emergen,&
Pembangkit emergency adalah sistim pembangkit yang digunakan apabila pembangkit utama mengalami gangguan. Pembangkit emergency ini bekerja secara otomatis, apabila sumber listrik dari sumber normal hilang, transfer Switch dari #S secara otomatis akan bekerja mengalihkan sumber listrik dari sumber normal ke sumber emergency. Sementara itu UPS Secara kontinu mensuply tegangan %'6 3 ke panel kontrol dan D>S. #pabila supply utama ke UPS hilang, maka supply listrik langsung diambil alih oleh battery. #da dua macam alat yang digunakan sebagai pembangkit emergency yaitu $ a.
?mergency Diesel enerator #lat ini berfungsi untuk melayani beban-beban yang sangat kritis di pabrik apabila pembangkit utama mengalami gangguan. Sistim kerja ?mergency enerator akan bekerja secara otomatis apabila sumber listrik dari sumber normal hilang sehingga transfer switch dari #S secara otomatis akan bekerja mengalihkan sumber listrik dari sumber normal ke sumber emergency.
5
b.
Uninteruptible Power Supply /UPS0 #lat ini berfungsi untuk melayani beban-beban listrik yang tidak boleh terputus supply listriknya, seperti power supply untuk panel kendali />ontrol @oom0. UPS secara kontinu mensuply tegangan %'6 3olt ke panel kontrol dan D>S, dan apabila supply utama ke UPS hilang maka supply listrik langsung diambil alih oleh battery.
EMERGENCY GENERATOR
Spesifikasi:
•
P-2
: 300 kW, 440 ,
3Φ !," #W, 2400 , 3 Φ
•
P-3
: 300 kW, 440 ,
P-4
: !000 kW, 440
3Φ
• , 3 Φ
Gambar 2. Emergency Generator dan UPS Sistem tegangan listrik yang dimiliki oleh pembangkit listrik P. Pusri adalah terdiri dari $ a. Sistem tegangan %+,2 k4 + phase4 56 h7 Sistim tegangan ini merupakan jaringan distribusi utama dari sumber pembangkit ke Pusat-Pusat )eban yang berupa $
ransformator /%+,2 K3 8 ',: K30
ransformator /%+,2 K3 8 :26 3 0
&otor dgn beban di atas '666 P seperti$ %6%-A% P-(((8(3, 5'6B-A>& P%).
b. Sistem tegangan ',: k4 + phase4 56 h7 6
Sistim tegangan ini digunakan untuk men-supply beban yang berupa $
&otor dengan kapasitas '66 P s8d '666 P /Pompa Sungai, Pabrik Urea, >ooling ower, )ulk Storage dll0
ransformator ',: K3 8 :26 3
ransformator ',: K3 8 %%6 3
c. Sistem tegangan :26 4 + phase4 56 h7 Sistim tegangan ini digunakan antara lain untuk $
&otor-motor dengan kapasitas sampai dengan '66 P
!ampu-lampu sorot lapangan /Clood !ight0 di pabrik
rafo !ampu penerangan
d. Sistem tegangan ''6 , %'6 Sistim tegangan ini digunakan antara lain untuk $
(nstalasi-instalasi listrik baik di perkantoran atau perumahan
!ampu penerangan
(nstrumentasi pabrik
)attery >harger
•
Pr(ns(* %erja #as Tur)(ne #enerat-r
Gas turbine generator adalah suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk memutar turbin dengan pembakaran internal sehingga dapat memutar generator lalu menghasilkan listrik. Didalam turbin gas, energi kinetik dikonersikan menjadi energi mekanik melalui udara bertekanan yang memutar roda turbin sehingga menghasilkan daya. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas. Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara /inlet 0. Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, sehingga temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara 7
bertekanan ini masuk ke dalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengan cara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar. Proses pembakaran tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. as hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu no7el yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang /exhaust 0. Untuk meningkatkan effisiensi pemakaian gas
bumi,
maka
gas
buang dari
gas turbin,
dimanfaatkan
untuk
membangkitkan steam yang dinamakan 9aste eat )oiler /9)0. Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai berikut$ %. Pemampatan /compression0 udara di hisap dan dimampatkan '. Pembakaran /combustion0 bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar dengan udara kemudian di bakar. +. Pemuaian /expansion0 gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar melalui no7el /nole0. :. Pembuangan gas /exhaust 0 gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran pembuangan.
8
Gambar !. Gas Turbine Generator Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi kerugian-kerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas. Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain$ %.
#danya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan / pressure losses0 di ruang bakar.
'.
#danya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin.
+.
)erubahnya nilai >p dari fluida kerja akibat terjadinya perubahan temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja.
:.
•
#danya mechanical loss, dsb.
%-m*-nen #as Tur)(n #enerat-r
urbin gas tersusun atas komponen-komponen utama seperti air inlet section" compressor section" combustion section" turbine section" dan exhaust section. Sedangkan komponen pendukung turbin gas adalah starting e#uipment" lube$oil system" cooling system, dan beberapa komponen pendukung lainnya. )erikut ini penjelasan tentang komponen utama turbin gas$ %. Air Inlet Section. )erfungsi untuk menyaring kotoran dan debu yang terbawa dalam udara sebelum masuk ke kompresor. '. Compressor Section. Komponen utama pada bagian ini adalah aksial %lo& compressor , berfungsi untuk mengkompresikan udara yang berasal dari inlet air section hingga bertekanan tinggi sehingga pada saat terjadi pembakaran dapat menghasilkan gas panas berkecepatan tinggi yang dapat menimbulkan daya output turbin yang besar.
9
+. Combustion Section. Pada bagian ini terjadi proses pembakaran antara bahan bakar dengan fluida kerja yang berupa udara bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. asil pembakaran ini berupa energi panas yang diubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan udara panas tersebut ke transition pieces yang juga berfungsi sebagai nole. Cungsi dari keseluruhan sistem adalah untuk mensuplai energi panas ke siklus turbin. :. Turbin Section. Turbin section merupakan tempat terjadinya konersi energi kinetik menjadi energi mekanik yang digunakan sebagai penggerak compresor aksial dan perlengkapan lainnya. Dari daya total yang dihasilkan kira-kira <6 digunakan untuk memutar kompresornya sendiri, dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan. 5. Exhaust Section. Exhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai saluran pembuangan gas panas sisa yang keluar dari turbin gas. #dapun beberapa komponen penunjang dalam sistem turbin gas adalah sebagai berikut$ %. Starting equipment . )erfungsi untuk melakukan start up sebelum turbin bekerja. '. Coupling dan Accessory Gear . )erfungsi untuk memindahkan daya dan putaran dari poros yang bergerak ke poros yang akan digerakkan. +. Fuel System. )ahan bakar yang digunakan berasal dari %uel gas system dengan tekanan sekitar %5 kg8cm'. 'uel gas yang digunakan sebagai bahan bakar harus bebas dari cairan kondensat dan partikel-partikel padat. Untuk mendapatkan kondisi tersebut diatas maka sistem ini dilengkapi dengan knock out drum yang berfungsi untuk memisahkan cairan-cairan yang masih terdapat pada fuel gas. :. Lube Oil System. berfungsi untuk melakukan pelumasan secara kontinu pada setiap komponen sistem turbin gas.
10
5. Cooling System. Sistem pendingin yang digunakan pada turbin gas adalah air dan udara. Udara dipakai untuk mendinginkan berbagai komponen pada section dan bearing .
B. $(stem Pem)angk(t *a'a PT. Pertam(na RU I Bal-ngan
Kilang minyak P?@#&("# ?E;@-( )alongan dirancang dengan kapasitas pengolahan sebesar %'5,666 )PSD. Untuk memenuhi kebutuhan listriknya, disediakan8diperoleh dari P!U yang terdiri dari empat unit Steam Turbine Generator /S0 masing-masing dengan kapasitas '=,566 k3#8'',666 k9 sehingga total kapasitas terpasang sebesar : F '',666 k9 G 22,666 k9. Selain dari unit steam turbine generator di atas yang merupakan unitunit utama dalam system pembangkit tenaga listrik, ?E;@-( dilengkapi juga dengan pusat listrik tenaga diesel /P!D0 berupa satu unit (iesel Engine Generator Set dengan kapasitas sebesar % F +,<66 k9.
•
$team Tur)(ne #enerat-r /$T#0
Aumlah
$ : unit /S #8)8>8D0
Cungsi
$ Penghasil energi listrik
Kapasitas
$ '' &9 per unit S
Penggerak
$ Steam /PS0 Turbine
ipe
$ Extraction /&P Steam0
Konsumsi energi listrik menurut desain adalah 5+.: &9. "amun saat ini konsumsi pada top load hanya :B.5 &9. al ini dikarenakan listrik untuk in%rastructure /perumahan0 baru 6.< &9 s +.6 &9 /prediksi0.
Dilihat
dari
konsumsi
listrik
dan
desainnya
/dengan
pertimbangan effisiensi0, sebenarnya STG hanya cukup beroperasi tiga unit.
"amun
ada
beberapa
pertimbangan
beroperasi empat unit.
11
sehingga STG sebaiknya
Untuk kehandalan operasi secara keseluruhan di mana jika STG hanya beroperasi tiga unit, maka apabila salah satu STG trip, dua unit STG lainnya tidak bisa meng-co)er muatan yang ada sehingga load shedding akan bekerja dan akhirnya sebagian unit akan trip. Kebutuhan &P steam yang pada saat ini lebih tinggi daripada desain /%<: ton )s %%%.5 ton desain0. Aika STG hanya beroperasi dengan tiga unit maka load ekstraksi
dan load
letdo&n / *PS ke
&PS0
mendekati
maksimum terutama pada saat +,, start up yang membutuhkan ekstra &P steam sehingga fleksibilitas suplai &P steam sangat terbatas.
•
Emergen,& D(esel #enerat-r /ED#0
Aumlah
$ % unit /5%--%6'0.
Cungsi
$ - Initial start up. - -uto start jika terjadi total po&er %ailure.
Kapasitas
$ +,< &9.
Untuk lebih menjamin fungsi ?D bekerja dengan baik, maka setiap hari Senin dilakukan auto start dan test operasi tanpa beban maupun dengan beban kurang lebih selama +6 menit.
. $(stem Pem)angk(t '( PT. Pertam(na RU I (la,a*
Unit ini memiliki 2 buah turbin generator pembangkit listrik yang digerakkan oleh tenaga uap yang beroperasi dengan sistem extracti)e condensing turbine dengan high pressure steam /P steam0 yang bertekanan <6 kg8cmH dengan temperatur :<6 I> dan menghasilkan medium pressure steam /&P steam0 bertekanan %2 kg8cmH dengan temperatur ++6 I> serta menghasilkan pula kondensat reco)ery sebagai air penambah pada tangki desuperheater dan tangki )C9. &asing-masing unit memiliki kapasitas sebagai berikut$
12
•
U! ( 8 #@?# 56
$ 5% % 8 ' 8 +
kapasitas J 2
U! KP>
$ 5% '6%
kapasitas
&9 •
'6 &9 •
U! (( 8 #@?# 65 $ 65% %6%8%6'8%6+
kapasitas J '6 &9
•
U! ((#
kapasitas
$ 5%6 +6%
2 &9
Dengan total kapasitas terpasang saat ini %%' &9, dan kapasitas terpakai pada saat beban puncak mencapai <= &9. Data tekn(s #enerat-r $
Data tekn(s Tur)(ne $
- egangan
$ %+.266 3olt
- Aenis
$ ?Ftraction 1 >ondensing
- @ated speed
$ +666@P&
- Power Cactor
$ 6,2
- @otasi
- Crekwensi
$ 56 7
- @ated speed $ +666 @P&
- Sistem Casa
$ + Casa
urbine $ >lockwise
%-n'(s( ua* masuk tur)(n
- ekanan
$ <' Kg8cm'
- temperatur uap
$ :<6 >
- ekanan eFhaust
$ %66 mm.g
- ekanan eFtraksi
$ %2 Kg8cm'
$(st(m Pengaman Tur)(n #enerat-r $
)erfungsi mengamankan peralatan unit generator dengan cara mengetripkan turbin generator secara automatis apabila terjadi kondisi seperti berikut ini mencapai setting tripnya $ L 3ibrasi radial 8 aFial thrust tinggi 13
L 3acuum drop L ekanan pelumas ke bearing rendah L ;erspeed L roundfault L ;ercurrent Unit dapat juga ditripkan dengan cara manual, apabila terlihat hal-hal yang membahayakan. Pr(ns(* *eras( $
urbin digerakkan oleh tenaga uap hasil produksi boiler dengan tekanan <6 kg8cm' dan temperatur :<6 >, masuk melalui throtlle ale. Setelah putaran turbin mencapai +666 rpm, generator di synchron dengan generator lain yang sudah online. Peralatan utama *a'a tur)(n generat-r •
Sur%ace condensor $
berbentuk heat eFchanger shell and tube
berfungsi mengkondensasikan uap yang tadi
digunakan
yang untuk
menggerakkan turbin. Uap yaang terletak pada shell side didinginkan oleh air laut yang berasal dari tanki penampung air baku dan dialirkan secara gra)ity pada tube sidenya . Pada shell side surface condensor tekanannya dijaga acuum dengan menggunakan ejector •
-ir cooler $
berfungsi mendinginkan udara disekitar winding generator
dengan media air laut •
Sistem )acuum e/ector $
berfungsi untuk memakumkan
surface
condensor s8d =6 cm.hg acuum dengan menggunakan ejector ' stage yaitu hogger ejector yang digunakan pada saat start up dan main ejector yang difungsikan pada saat normal operasi. •
Sistem minyak pelumas$
mempunyai ' fungsi
yaitu sebagai control
system dan untuk pelumasan pada bearing. Untuk control system tekanan
14
minyak pelumas sebesar 5 kg8cm', sedangkan untuk pelumasan bearing %,2 kg8cm'.
BAB III PENUTUP
3.1 %es(m*ulan •
Untuk menunjang kebutuhan listrik di suatu industri diperlukan suatu peralatan untuk membangkitkan listrik. Pembangkit listrik didalam suatu industri terbagi atas pembangkit utama dan pembangkit emergency.
•
Pembangkit listrik utama pada P. Pusri yaitu as urbine enerator /0. Dan untuk Pembangkit ?mergency terbagi atas dua yaitu ?mergency Diesel enerator dan Uninteruptible Power Supply /UPS0.
•
Pembangkit listrik utama pada P. Pertamina @U 3( )alongan yaitu Steam urbine enerator /S0 dan untuk pembangkit emergency yaitu ?mergency Diesel enerator /?D0
•
Pembangkit listrik pada P. Pertamina @U (3 >ilacap yaitu Steam urbine enerator /S0
15
16
