Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS (PLTG)

Prepared by: anonymous

Pendahuluan PLTG adalah pembangkit listrik yang menggunakan tenaga yang dihasilkan oleh hasil pembakaran bahan bakar dan udara bertekanan tinggi.

Flow Diagram PLTG Energy Udara & Bahan Bakar

Energy Mekanik

Energy Gas

Energy Listrik

Bahan Bakar

Combuster

Compressor

Gas Turbin

Stack

Generator

Prinsip Kerja PLTG Generator Turbin Gas Combustion Chamber Kompressor Menghisap udara bebas yang masuk melalui filter, kemudian menekannya ke dalam ruang bakar

Udara bertekanan dalam gas alam dibakar didalam ruang bakar dan menghasilkan gas panas bertekanan tinggi

Turbin berputar akibat pancaran gas panas terarah pada sudusudunya, daya putaran turbin menggerakkan generator

Generator yang digerakkan oleh turbin gas menghasilkan energi listrik

Proses Pembangkitan Listrik

Siklus Turbin Gas (Brayton Cycle) Siklus ideal untuk kerja turbin gas adalah siklus Brayton (Brayton cycle). Siklus ini terdiri dari dua proses adiabatik mampu balik (isentropik) dan dua proses tekanan tetap

T-s & P-v Diagram Siklus Brayton • Proses 1—2, (Isentropic Compression); Kompresi aktual pada kompresor • Proses 2—3, (Pressure Constant Inlet) Pemasukan kalor di Combustion Chamber. • Proses 3—4, (Expansion Compression); Ekspansi aktual pada turbin • Proses 4—1, (Pressure Constant Outlet); Jumlah kalor yang dilepas

Effisiensi Siklus Brayton

 Q 1-2 = Energi masuk (Conditions 1 – 2)  Q4-1= Energi keluar (Condition 4 – 1)  V2/V1 = Rasio kompresi  k = Specific Heat Ratio = 1,3 – 1,4 (udara)

Klasifikasi Turbin Gas Berdasarkan siklusnya: 1. Siklus Brayton Terbuka (Open Cycle Gas Turbine)

2. Siklus Brayton Tertutup (Close Cycle Gas Turbine)

1. Siklus Brayton Terbuka (Open Cycle Gas Turbine) Udara segar pada kondisi ambien (atmosfir) disedot masuk ke dalam kompresor, dimana terjadi peningkatan suhu dan tekanan . Udara bertekanan tinggi diproses di dalam ruang pembakaran, dimana bahan bakar dibakar pada tekanan konstan. Gas temperatur tinggi yang dihasilkan kemudian masuk turbin, di mana gas temperatur tinggi dan bahan bakar dibakar pada tekanan atmosfer sehingga menghasilkan tenaga. Gas buang yang dihasilkan turbin dibuang keluar (tidak disirkulasikan kembali), menyebabkan siklus harus diklasifikasikan sebagai siklus terbuka.

2. Siklus Brayton Tertutup (Close Cycle Gas Turbine) Cara kerja turbin gas siklus tertutup, secara keseluruhan hampir sama dengan siklus terbuka, yaitu di sini proses kompresi dan ekspansi tetap sama, akan tetapi proses pembakaran digantikan oleh masukan kalor tekanan konstan dari sumber eksternal, dan proses pembuangan digantikan oleh pembuangan kalor tekanan konstan pada suhu ambien.

Klasifikasi Turbin Gas Berdasarkan Kapasitas: 1. Medium-range gas turbines  Kapasitas berkisar antara 5000 – 15000 hp (3,7 – 11,2 MW).  Memiliki efisiensi yang cukup tinggi.  Pada kompresor terdapat 10-16 tingkat sudu, dengan rasio tekanan sekitar 5-11.  Biasanya menggunakan regenerator untuk meningkatkan efisiensi

Klasifikasi Turbin Gas 2. Small gas turbines  Biasanya menggunakan kompresor sentrifugal  Kapasitas di bawah 500 hp (3,7 MW)  Memiliki efisiensi sekitar 20 %, karena: – Efisiensi kompresor sentrifugal yang digunakan memiliki efisiensi lebih rendah dibanding kompresor aksial – Temperatur masuk pada turbin diusahakan tidak melebihi 1700oF (927oC)

Peralatan Utama PLTG Turbin gas merupakan peralatan pembangkit tenaga yang memanfaatkan langsung tenaga panas yang mengembang akibat pembakaran dari bahan bakar dan udara yang dikompresikan. Adapun sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen utama Compressor

Combustor

Turbine

Compressor Section 1. Compressor Rotor Assembly 2. Compressor Stator • Inlet Casing • Forward Compressor Casing • Aft Casing • Discharge Casing

Combustion Section - Combustion Chamber

- Transition Pieces

- Combustion Liners

- Cross Fired Tubes

- Fuel Nozzle

- Flame Detector

- Ignitors (Spark Plug)

Turbine Section • Turbine Rotor Case • First Stage Nozzle • First Stage Turbine Wheel • Second Stage Nozzle and Diafragma • Second Stage Turbine Wheel

Peralatan Pendukung PLTG  Starting Equipment - untuk melakukan start up sebelum turbin bekerja  Coupling and Accessory Gear - untuk memindahkan daya & putaran dari poros yang bergerak ke poros yang akan digerakkan  Lube Oil System - untuk melakukan pelumasan secara kontinyu pada setiap komponen sistem turbin gas  Cooling System - sistem pendingin yang digunakan pada turbin gas adalah air dan udara

Generator Bagian-bagian utama generator : Stator • Berbentuk kumparan yang terdiri dari 2 lapisan. • Terbuat dari tembaga berlapis rangkap dan tipis. • Kumparan terletak dalam alur dengan posisi ujung yang dibalik untuk mengurangi arus pusar. Rotor • Berbentuk silindris dan memiliki sepasang katup. • Terbuat dari baja dengan kualitas tinggi. • Mempunyai kumparan sebagai pembangkit medan utama Bearing • Terletak di bagian atas dan bagian bawah dengan sistem pelumasan dan pendinginan oleh turbin. • Kedua bearing dilengkapi hydraulic shaft lift oil system untuk mencegah terjadinya gesekan saat start up.

Transformator Adalah peralatan listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari salah satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Alat ini berfungsi untuk pemilihan tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan, misalnya kebutuhan akan tegangan transmisi daya listrik jarak jauh. Beberapa jenis transformator di PLTGU berdasarkan penggunaannya : • Generator step up transformator • On load tap changer • Unit auxiliary transformator • Exitation transformator

Skema Proses Distribusi Listrik 220 V

Estate Consumption 20 KV 150 KV

Distribution Transformator

20 KV

Step Down Transformator

INDUSTRY CONSUMPTION

150 KV Tower Sub Station INLET AIR

150 KV

STACK

FUEL

150 KV

COMBUSTOR 150 KV / 11 KV

Tower

GENERATOR Step Up Transformator

COMPRESSOR

TURBINE 11 KV

Kelebihan dan Kekurangan PLTG Kelebihan:  Proses instalasi yang mudah dan murah  Start-up time yang cepat  Tenaga darurat (back-up)  Dapat menggunakan berbagai macam variasi bahan bakar  Ramah lingkungan Kekurangan:  Single-cycle memiliki efisiensi yang rendah