Pembangkit Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) PLTG adalah sebuah pembangkit energi listrik yang menggunakan peralatan/mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana dimana energi panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi mekanis dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik atau energi lainnya sesuai dengan kebutuhannya. Tetapi dengan tingkat efisiensi yang rendah hal ini merupakan salah satu kekurangan sebuah turbin gas juga dan pada perkembangannya untuk menaikkan efisiensi dapat diatur/diperbaiki temperature kerja siklus dengan menggunakan material turbin yang mampu bekerja pada temperature tinggi dan dapat juga untuk menaikkan efisiensinya dengan menggabungkan antara pembangkit turbin gas dengan pembangkit turbin uap.
Bahan Bakar PTLG
PLTG adalah Pembangkit Listrik yang bahan bakarnya adalah gas. Tentu saja gas disini maksudnya merujuk pada gas alam.Tidak sepenuhnya benar dan tidak sepenuhnya salah. Disini perlu dijelaskan bahwa salah besar jika menyebut jenis sebuah pembangkit listrik berdasarkan pada bahan bakarnya. Pada pembangkit listrik, dua komponen komponen yang paling utama utama dalam menghasilkan listrik adalah dua, mesin penggerak (biasanya berupa turbin atau motor pada pembangkit diesel) dan generator. Di semua jenis pembangkit listrik mulai dari PLT Uap, PLT Air, PLT Gas, PLTP, PLT Angin, PLT Matahari, dll mempunyai turbin dan generator. Generator adalah penghasil listrik. Generator menghasilkan listrik karena berputar sehingga menghasilkan beda potensial pada medan magnetnya. Generator berputar karena Turbin berputar. Turbin dan generator adalah dua benda dengan satu poros yang sama, jadi jika turbin berputar otomatis generator berputar. Apa yang membuat turbin berputar? Nah itu
tergantung jenis pembangkit. Kalau PLTU ya berarti yang memutar turbin adalah uap. Kalau PLTA ya berarti air. Kalau PLT Angin ya berarti angin. Nah kalau PLTG ya berarti gas. Gas yang dimaksud disini, yang memutar turbin PLTG bukanlah murni gas alam, melainkan gas hasil sebuah proses pembakaran. Perlu diketahui, bahan bakar PLTG tidak hanya gas alam saja, tetapi bisa menggunakan BBM misalnya HSD (High Speed Diesel) ataupun MFO(Marine Fuel Oil).
Siklus PLTG
Siklus PLTG dimulai dari pengambilan udara oleh compressor. Dalam compressor ini udara diolah sehingga tekanannya naik. Udara ini dimasukkan kedalam Combustion atau ruang bakar bersama dengan bahan bakar (gas / bbm). Pembakaran menghasilkan gas bertekanan dan bersuhu tinggi (Suhu sekitar 2000 derajat celcius). Gas bertekanan inilah yang memutar turbin gas (Nah sudah jelaskan, apa yg dimaksud dengan “gas”). Turbin berputar, generator ikut berputar dan listrik pun dihasilakn. Setelah memutar turbin, gas tersebut dibuang di atmosfer. Siklus selesai. Siklus PLTG memang sederhana. Selain sederhana, satu unit PLTG juga tidak memakan tempat terlalu luas. Proses pembangunannya juga relatif lebih cepat daripada unit pembangkit lain. Biaya pembangunannya pun relatif juga lebih murah. Hanya saja karena bekerja pada suhu dan tekanan tinggi, komponen-komponen dari PLTG yang disebut Hot Parts menjadi cepat rusak sehingga memerlukan perhatian yang serius. Belum lagi hot parts tersebut kebanyakan berharga sangat mahal sehingga biaya pemeliharaan PLTG sangat besar. Siklus PLTG yang seperti ini sering disebut Open Cycle. Gas hasil pembakaran, masuk turbin, lalu dibuang. Suhu dan tekanan gas yang dibuang biasanya masih cukup tinggi. Berkisar antara 500 derajat celcius sehingga sebenarnya sayang jika langsung dibuang. Harusnya gas sepanas itu bisa untuk menguapkan air, lalu uapnya bisa digunakan untuk memutar turbin. Nah, atas pemikiran seperti itulah, muncul yang namanya PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap). PLTG yang prinsip kerjanya pengkompresian udara dan pemanasan udara tersebut dengan penambahan bahan bakar , gas panas tersebut digunakan untuk memutar turbin , sebagai pengerak mula pemutar generator pembangkit. Gas panas yang dihasilkan dalam ruang bakar b akar
dapat meningkatkan temperatur hingga 1100 derajat celcius, berkenaan dengan temperatur yang sedemikian tinggi tersebut perlu dilakukan pemilihan matrial hot gas patch. Prinsip kerja PLTG adalah dengan mamanfaatkan tekanan aliran udara ungtuk menggerakkan turbin. Pertama-tama udara dinaikkan tekanannya dengan menggunakan kompresor dan kemudian dibakar di ruang pembakaran untuk meningkatkan energinya. Pembakaran dilakukan dengan menggunakan bahan bakar gas (bisa juga digunakan MFO atau HSDO, tapi dengan efisiensi yang lebih rendah). Udara yang sudah bertekanan tinggi kemudian dialirkan melalui turbin dan menggerakkan generator, sehingga dihasilkanlah listrik. Keuntungan lain menggunakan PLTG adalah gas yang dipakai bisa dibilang lebih mudah untuk disiapkan daripada uap, sehingga PLTG bisa mulai ber produksi dengan cepat dari keadaan „dingin‟ dalam hitungan menit, jauh lebih cepat daripada PLTU. Gas yang dihasilkan dalam ruang bakar pada pusat listrik tenaga gas (PLTG) akan menggerakkan turbin dan kemudian generator, yang akan mengubahnya menjadi energi listrik. Sama halnya dengan PLTU, bahan bakar PLTG bisa berwujud cair (BBM) maupun gas (gas alam). Penggunaan bahan bakar menentukan tingkat efisiensi pembakaran dan prosesnya. Prinsip kerja PLTG adalah sebagai berikut, mulamula udara dimasukkan dalam kompresor dengan melalui air filter/penyaring udara agar partikel debu tidak ikut masuk dalam kompresor tersebut. Pada kompresor tekanan udara dinaikkan lalu dialirkan ke ruang bakar untuk dibakar bersama bahan bakar. Di sini, penggunaan bahan bakar menentukan apakah bisa langsung dibakar dengan udara atau tidak. Proses Pembangkitan Pembangkitan / Produksi Listrik Turbin Gas ( PLTG )
Sebagai pemutar awal saat turbin belum menghasilkan tenaga, motor mulai berputar dengan menggunakan energi listrik yang diambil dari jaringan listrik 150 KV / 500 KV Jawa – Bali. – Bali. Motor cranking ini berfungsi memutar kompressor sebagai penghisap udara luar dan menaikkan tekanan udara, dengan terlebih dahulu melalui air filter. Disisi lain bahan bakar berupa solar / HSD (High Speed Diesel) dialirkan dari kapal/ tongkang ke dalam rumah pompa BBM HSD kemudian di pompa lagi dengan pompa bahan bakar dimasukkan ke dalam ruang bakar/ combustion combustion chamber. Pada saat bahan bakar yang berasal dari pompa bahan bakar dan udara yang berasal dari compressor bercampur dalam combustion chamber, maka bersamaan dengan itu busi (spark plug) mulai memercikkan api sehingga menyulut pembakaran. Gas panas yang dihasilkan dari proses pembakaran inilah yang akan digunakan sebagai penggerak / pemutar turbin gas. Sehingga listrik dapat dihasilkan setelah terlebih dahulu diolah pada generator (ditunjukkan gambar 10). Daya yang dihasilkan mencapai 100 MW untuk tiap gas turbine generator. Pada PLTGU memiliki dua buah blok dengan masing-masing blok terdiri dari 3 buah gas turbine generator. Karena tegangan yang dihasilkan dari generator masih rendah maka pada tahap selanjutnya tegangan ini akan disalurkan ke trafo utama untuk dinaikkan menjadi 150 KV. Jadi pada proses open cycle maka gas buangan dari turbin gas akan langsung dibuang malalui exhaust stack.
Komponen
· · · · · · · ·
Kompresor Utama Combustion Chamber Turbin Gas Load Gear Generator dan Exciter Alat Bantu Kontrol, Instrumentasi, dan Pengaman Peralatan listrik
Kompresor Utama
Kompresor utama adalah kompesor aksial yang berguna untuk memasok udara bertekanan ke dalam ruang bakar yang sesuai dengan kebutuhan. Kapasitas kompresor harus cukup besar karena pasokan udara lebih (excess air) untuk turbin gas dapat mencapai 350 %. Disamping untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna, udara lebih ini digunakan untuk pendingin dan menurunkan suhu gas hasil pembakaran. Inlet Guide Vanes (IGV)
Pada kompresor berkapasitas besar, diisi udara masuk kompresor, yaitu pada inlet guide vanes dipasang variabel IGV, sedangkan s edangkan pada kompresor berukuran kecil umumnya dipasang Fixed Guide Vanes. Variabel IGV berfungsi untuk mengatur volume udara yang dikompresikan sesuai dengan kebutuhan atau beban turbin. Pada saat Start Up, IGV juga berfungsi untuk mengurangi surge. Pada saat stop dan selama start up, IGV tertutup ( pada unit tertentu, posisi IGV 34-48% ), kemudian secara bertahap membuka seiring dengan meningkatnya beban turbin. Pada beban turbin tertentu, IGV terbuka penuh (83-92%). Selama stop normal IGV perlahan-lahan ditutup bersamaan dengan turunnya beban, sedangkan pada stop emergency, IGV tertutup bersamaan dengan tertutupnya katup bahan bakar. Combustion Chamber
Combustion Chamber adalah ruangan tempat proses terjadinya pembakaran. Ada turbin gas yang mempunyai satu atau dua Combustion Chamber yang letaknya terpisah dari casing turbin, akan tetapi yang lebih banyak dijumpai adalah memil iki Combustion Chamber dengan beberapa buah Combustion basket, mengelilingi sisi masuk (inlet) turbin. Di dalam Combustion Chamber dipasang komponen-komponen untuk proses pembakaran beserta sarana penunjangnya, diantaranya: Fuel Nozzle, Combustion Liner, Transition Piece, Igniter, Flame Detektor Turbin Gas
Turbin Gas berfungsi untuk membangkitkan energi mekanis dari sumber energi panas yang dihasilkan pada proses pembakaran. Selanjutnya energi mekanis ini akan digunakan untuk memutar generator listrik baik melalui perantaraan Load Gear atau tidak, sehingga diperoleh energi listrik. Bagian-bagian utama Turbin Gas adalah: Sudu Tetap, Sudu Jalan, Saluran Gas Buang, Saluran Udara Pendingin, Batalan, Auxiallary Gear
Load Gear
Load Gear atau main Gear adalah roda gigi penurun kecepatan putaran yang dipasang diantara poros Turbin Compressor dengan poros Generator. Jaringan listrik di Indonesia. Memilii frekwensi 50 Hz, sehngga putaran tertinggi generator adalah 3000 RPM, sedangkan putaran turbin ada yang 4800 RPM atau lebih. Alat Bantu
Pada saat muai start up, belum tersedia udara untuk pembakaran. Udara pembakaran disuplai oleh kompresor aksial, sedangkan kompresor aksial harus diputar oleh turbin yang pada saat start up belum menghasilkan tenaga bahkan belum berputar. Oleh karenanya, pada saat start up perlu ada tenaga penggerak lain yang dapat diperoleh dari : Motor generator, Motor Listrik, Mesin Diesel. Persiapan Pengoperasian
Parameter PLTG yang perlu dipersiapkan meliputi : Sistem Kontrol dan Pengaman Sistem Bahan Bakar Sistem Hidrolik Sistem Pelumas Sistem air Pendingin Sistem Pendingin Udara Generator dan Hidrogen Sistem Eksitasi Sistem Penggerak Mula Kondisi Lingkungan Lingkungan Trafo dan pemutus Tenaga Sinkronisasi
Untuk melakukan sinkronisasi PLTG harus sudah FSNL dan persyaratan berikut harus sudah terpenuhi : Tegangan Frekwensi Sudut/Urutan Fasa Antara generator dan jaringan harus sudah sama. Perawatan / Pemeliharaan
Kondisi temperature kerja yang sedemikian tinggi ini akan berdampak terhadap umur dari material hot gas patch gas turbin tersebut, untuk itu sangat perlu sekali penentuan jam operasi pembangkit sebagai acuan penentuan pelaksanaan pemeliharaan periodic unit pembangkit. Faktor utama penentuan pelaksanaan Pemeliharan periodic gas turbin adalah jam operasi pembangkit . Adapun jenis pemeliharaan gas turbin adalah Combustion inspection/ minor inspection , hot gas patch inspection dan over haul. Combustion inspection/minor inspection dilaksanakan setiap 4000-8000 jam, hotgaspatch inspection dilaksanakan setiap 33000 jam operasi dan major over haul dilaksanakan setiap 66000 jam operasi. Penentuan jam operasi PLTG tidak hanya ditentukan oleh lama pembangkit tersebut beroperasi, tetapi juga harus ditambahkan dengan suatu faktor operasi sehingga dapat mencerminkan umur operasi
pembangkit tersebut secara tepat. Faktor koreksi tersebut merupakan fungsi dari fluktuasi temperature yang telah terjadi pada unit operasi yang diakibatkan oleh tripnya unit pembangkit atau disebabkan oleh fluktuasi beban yang sedemikian tinggi serta fluktuasi temperature yang disebabkan oleh start up PLTG, kualitas bahan baker yang dipergunakan. Jam operasi pembangkit yang merupakan gabuangan dari lama pembangkit beroperasi dan factor factor koreksi disebut jam equivalent operasi pembangkit (Equivalent operating hours, EOH), Ketepatan penentuan jam opersi pembangkit akan sangat menentukan sekali besar efisiensi operasi pembangkit , keandalan operasi pembangkit serta besar biaya yang dikeluarkan dalam pengoperasian unit pembangkit tersebut sebagai dampak dari kemunduran jadwal pemeliharaan periodic pembangkit . Kelemahan PLTG
Kendala utama perkembangan pembangkit ini di Indonesia adalah pada proses penyediaan bahan bakar gas itu sendiri. Pemeriksaan BPK menemukan bahwa jumlah kebutuhan gas bumi untuk sejumlah pembangkit PLN di Jawa dan Sumatera sebanyak 1.459 juta kaki kubik per hari, sedangkan pasokan gas yang disediakan oleh para pemasok sebanyak seb anyak 590 juta kaki kubik per hari. Dengan demikian terjadi kekurangan pasokan gas sebanyak 869 juta kaki kubik per hari Letak PLTG di Indonesia
Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Alurcanang di Provinsi Jawa Barat Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Dieng di Provinsi Jawa Tengah Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Grati di Provinsi Jawa Timur Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Karnojang di Provinsi Jawa Barat
