Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU) Agar efisiensi PLTG meningkat maka di gabungkan lah dengan HRSG (Heat Recovery Steam Generator) untuk memanfaatkan kembali limbah panas yang tersedia dari gas buang GT (Gas Turbine) dan mentransfernya ke dalam air kemudian membentuk steam. Dengan demikian maka efisiensi PLTG meningkat. Maka jadilah PLTGU Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap.
Siklus PLTGU.
Siklus kerja awal sama seperti PLTG. Udara masuk melalui compressor. Tekanan dan suhunya dinaikkan, lalu dibakar bersama bahan bakar. Gas hasil pembakaran ini digunakan untuk memutar turbin. Setelah memutar turbin, gas buang ini masuk pada sebuah unit yang disebut HRSG (Heat Recovery Steam Generator). Pada PLTU, fungsi HRSG ini hampir sama dengan boiler. Hanya saja jika boiler terjadi proses pembakaran secara langsung, sedangkan pada HRSG yang terjadi hanya proses perpindahan panas memanfaatkan gas buang. Dari HRSG dihasilkan uap kering yang akan memutar turbin uap. Setelah memutar turbin, uap air diembunkan oleh kondensor dan masuk kembali ke hotwell. Siklus kerja PLTGU seperti diatas sering juga disebut Combined Cycle. Dengan PLTGU maka biaya produksi listrik menjadi efisien. Tanpa perlu mengeluarkan biaya bahan bakar lagi, unit ini sanggup untuk menghasilkan listrik lagi. Nilai produksinya pun cukup besar. Daya maksimal yang bisa dihasilkan dari pemanfaatan gas buang ini bisa mencapai 60 % dari daya yang dihasilkan oleh turbin gas. Jadi permisalan, jika gas turbin menghasilkan listrik 100 MW, maka gas buang yang dimanfaatkan tadi bisa memproduksi listrik tambahan melalui turbin uap sebanyak 60 MW. Sungguh sangat efisien bukan? PLTGU Muara Karang sendiri mengoperasikan PLTGU 1 blok yang terdiri dari 3 PLTG, 3 HRSG dan 1 Turbin Uap dengan kapasitas terpasang sekitar 500 MW. Masing-masing 108 PLTGU adalah PLTG merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan tenaga gas dan uap. jadi disini suadah jelas ada dua mode pembangkitan. yaitu pembangkitan dengan turbin gas dan pembangkitan dengan turbin uap. turbin gas lebih dikenal dengan istilah GTG (Gas Turbin Generator) sedangkan turbin uap dikenal dengan STG(Steam Turbin Generator), tidak hanya itu saja, terdapat juga bagian yang namanya HRSG (Heat Recovery Steam Generator). Untuk GTG, Gas yang digunakan bukanlah gas alam , melainkan gas hasil pembakaran bahan bakar High Speed Diesel (HSD) dan Marine Fuel Oil (MFO) sehingga menghasilkan emisi sisa pembakaran. Emisi ini diolah sedemikian rupa sehingga kadar zat berbahayanya tidak melebihi standar yang ditetapkan pemerintah. Bahan bakar ini disuplai ke tangki-tangki penampungan bahan bakar melalui pipa bawah laut. Turbin gas ini dapat dioperasikan dalam dua mode, yaitu konfigurasi simple cyle dan konfigurasi combined cycle. Dalam keadaan simple cycle turbin gas atau biasa dikenal Gas Turbin Generator (GTG) bekerja sendiri sehingga tidak ada pemanfaatan kembali sisa energi dari gas panas yang terbuang. Gas buang langsung di alirkan ke atmosfir. Pada keadaan combined cycle pada umumnya terdiri dari beberapa turbin gas dimana energi sisa pada gas buangnya akan dimanfaatkan kembali untuk pemanasan air di Heat Recovery Steam Generator (HRSG) untuk menghasilkan uap yang akan digunakan untuk pembangkitan turbin uap atau Steam Turbin Generator (STG).
SIMPLE CYCLE CONFIGURATION
Konfigurasi simple cycle Pada dasarnya sistem pengoperasian simple cycle bukanlah sebuah sistem yang hanya terdiri dari compressor, combustor, turbin dan generator. Semua sistem pembangkitan sudah didesain untuk keadaan combined cycle. Hanya saja terdapat diverter damper box untuk mengatur apakah gas sisa hasil pembangkitan di STG akan dikirim ke HRSG untuk digunakan kembali atau langsung dibuang ke atmosfir melalui cerobong asap (stack). Dalam keadaan symple cycle , hubungan ke HRSG ditutup sehingga gas langsung dibuang. Pengoperasian simple cycle digunakan jika permintaan beban tidak terlalu tinggi. Namun bisanya hanya dalam waktu sekejap, karena sistem ini kurang efesien. Hal ini terbukti, dalam keadaan jika hanya mengandalkan GTG saja untuk pembangkitan dengan bahan bakar HSD ataupun MFO maka perusahaan akan cenderung rugi karena tidak seimbangnya harga bahan bakar dengan harga jual listrik ke masyarakat yang disubsidi. Jika ada pemanfaatan kembali, paling tidak telah menekan pengeluaran untuk bahan bakar untuk jumlah listrik yang dihasilkan sama. COMBINED CYCLE CONFIGURATION
Konfigurasi combined cycle Perbedaan mendasar sistem ini dengan simple cycle yaitu adanya pemanfaatan kembali energi dari sisa panas yang terbuang. Panas ini digunakan untuk pemanasan air di HRSG sehingga menghasilkan uap untuk menggerakan turbin uap di STG. Penjelasan Open Cycle dan Closed Cycle Open Cycle Open cycle merupakan proses produksi listrik pada PLTGU dimana gas buangan dari turbin gas akan segera dibuang ke udara melalui cerobong exhaust. Suhu gas buangan di cerobong exhaust ini mencapai 550 C. Proses seperti ini pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap ( PLTGU ) dapat disebut sebagai proses Pembangkitan / Produksi Listrik Turbin Gas (PLTG) yaitu suatu proses pembangkitan listrik yang dihasilkan oleh putaran turbin gas . Untuk lebih detailnya dapat dijelaskan pada pada Sub – Sub Bab Proses Produksi Listrik Turbin Gas ( PLTG ). Closed Cycle / Combined Cycle Kalau pada open cycle gas buang dari turbin gas langsung dibuang melalui cerobong exhaust, maka pada proses combined cycle / closed cycle, gas buang dari tubin akan dimanfaatkan terlebih dahulu untuk memasak air yang berada di HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ). Kemudian uap yang dihasilkan dari HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ) tersebut akan digunakan untuk memutar turbin uap agar dapat menghasilkan listrik setelah diolah terlebih dahulu pada generator. Jadi proses combined cycle / closed cycle inilah yang disebut sebagai proses Pembangkitan / Produksi Listrik Tenaga Gas Uap ( PLTGU ) yaitu proses pembangkitan listrik yang dihasilkan oleh putaran turbin gas dan turbin uap. Untuk proses pembangkitan listrik dengan menggunakan putaran turbin uap akan dijelaskan pada pada Sub – Sub Bab Proses Produksi Listrik Turbin Uap ( PLTU ). Daya listrik yang dihasilkan pada proses open cycle tentu lebih kecil dibandingkan dengan daya listrik yang dihasilkan pada proses produksi listrik combined cycle / closed cycle. Pada prakteknya, kedua siklus diatas disesuaikan dengan kebutuhan listrik masyarakat. Misalnya hanya diinginkan open cycle karena pasokan daya dari open cycle sudah memenuhi kebutuhan listrik masyarakat. Sehingga stack holder yang membatasi antara cerobong gas dan HRSG dibuat close, dengan demikian gas buang dialirkan ke udara melalui cerobong exhaust. Dan apabila dengan open cycle kebutuhan listrik masyarakat belum tercukupi maka diambil langkah untuk menerapkan combined cycle / closed cycle. Namun demikian dalam sistem mekanik elektrik, suatu mesin akan lebih baik pada kondisi continous running, karena apabila mesin berhenti akan banyak mengakibatkan korosi, perubahan setting, mur atau baut yang mulai kendur dan sebagainya. Selain itu dengan continous running lebih mengefektifkan daya, sehingga daya yang dihasilkan menjadi lebih besar. Jadi secara garis besar untuk produksi listrik di Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap ( PLTGU ).
Komponen Yang Terdapat Pada PLTGU
1. Cranking Motor Crangking Motor adalah motor yang digunakkan sebagai penggerak awal saat turbin belum menghasilkan tenaga penggerak generator ataupun compressor. Motor Crangking mendapatkan suplai listrik yang berasal dari jaringan tegangan tinggi 150 KV / 500 KV Jawa – Bali. 2. Air Filter Air Filter merupakan filter yang berfungsi untuk menyaring udara bebas agar udara yang mengalir menuju ke compressor merupakan udara yang bersih. 3. Compressor Compressor sebagai penghisap udara luar, dengan terlebih dahulu melalui air filter. Compressor menghisap udara atmosfer dan menaikkan tekanannya menjadi beberapa kali lipat ( sampai 8 kali ) tekanan semula. Udara luar ini akan diubah menjadi udara atomizing untuk sebagian kecil pembakaran dan sebagian besar sebagai pendingin turbin. 4. Combustion Chamber Combustion chamber ( ruang bakar ) adalah ruang yang dipakai sebagai tempat pembakaran bahan bakar ( solar ) dan udara atomizing. Gas panas yang dihasilkan dari proses pembakaran di combustion chamber digunakan sebagai penggerak turbin gas. 5. Gas Turbine Gas Turbine adalah turbin yang berputar dengan menggunakan energi Gas panas yang dihasilkan dari combustion chamber. Hasil putaran dari turbin inilah yang akan diubah oleh generator untuk menghasilkan listrik. 6. Selector Valve Selector Valve merupakan valve yang berfungsi untuk mengatur gas buangan dari turbin gas, apakah akan dibuang langsung ke udara ataukah akan dialirkan menuju ke HRSG. 7. Gas Turbine Generator (GTG) Generator jenis ini berfungsi sebagai alat pembangkit listrik dengan menggunakan tenaga putaran yang dihasilkan dari turbin gas. Pada PLTGU, satu buah generator ini menghasilkan daya 100 MW. PT. Indonesia Power Unit Bisnis pembangkitan Semarang memiliki enam buah Gas Turbine generator dengan kapasitas masing-masing adalah 100 MW.
8. Steam Turbine Steam Turbine ( Turbin Uap ) adalah turbin yang berputar dengan menggunakan energi uap. Uap ini diperoleh dari penguapan air yang berasal dari HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ). 9. Steam Turbine Generator (STG) Steam Turbine Generator merupakan generator berfungsi sebagai alat pembangkit listrik dengan menggunakan tenaga putaran yang diperoleh dari turbin uap. Tenaga penggeraknya berasal dari uap kering yang dihasilkan oleh HRSG dengan putaran 3000 RPM, berpendingin hidrogen dan tegangan keluar 11,5 KV. Pada PLTGU, satu buah generator ini menghasilkan daya kurang lebihnya sekitar 200 MW. PT. Indonesia Power Unit Bisnis pembangkitan Semarang memiliki dua buah steam turbine generator untuk bagian PLTGU-nya. 10. HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ) UBP Semarang memiliki 2 blok Combine Cycle Power Plant dengan kapasitas masingmasing 1x 500 MW. Per bloknya terdiri dari 3 x 100 MW turbin gas dan 1 x 200 MW turbin uap yang merupakan combine cycle dari sisa gas buang dari GTG. Untuk masing-masing HRSG akan membangkitkan uap sebesar 194,29 ton/jam total flow, pada inlet flow gas 514 0 C (HSD) pada outlet flow gas 100 o C tergantung dari load gas turbin dan ambien temperatur. HRSG ini didesain untuk beroperasi pada turbin gas dengan pembakaran natural gas dan destilate oil.
