Feasibility Study PLTMH Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
BAB VI PERENCANAAN PERENCANA AN PLTMH PLTMH
6.1.
UMUM
Perencana Perencanaan an PLTMH PLTMH Batu Bedil mencakup mencakup perencanaa perencanaan n bangunan bangunan sipil, pera eralat latan
hidr idromek mekanik anikal al
dan
elek elekttrik rikal, al,
pera perala lata tan n
pemb pemban angk gkit it
(generating equipment ), ), jaringan transmisi 20 k, dan jalan akses! Peren Perencan canaan aan bangun bangunan an sipil sipil terdir terdirii dari dari weir , intake, intake, sand sand trap trap basin, basin, headrace, head pond, penstock , pintu pembilas, pintu intake, tailrace dan power house! "edangkan peralatan pembangkit meliputi turbin, generator,
tra#o, switchgear , siste sistem m kontr ontrol ol dan dan tras trasmis misii mekan mekanik! ik! "elan "elanjut jutn$ n$a a perencanaan jaringan transmisi, dan outdoor switching-structure! 6.2 6.2.
KRIT KRITE ERIA DISAI ISAIN N
%esain bangunan sipil dan pemilihan peralatan $ang sesuai untuk PLTMH Batu Bedil berdasarkan pada kriteria sebagai berikut& ' PLTM PLTMH H Batu Batu Bedil Bedil meru merupa paka kan n mikro mikrohi hidr dro o deng dengan an konsep konsep run of river ! %engan konsep run of river ini ini maka penggunaan air untuk keperluan pembangkit tidak menggangu aliran maupun #ungsi sungai! liran air sekedar disadap untuk menggerakan turbin dan dikembalikan lagi ke aliran "ungai angkok! Buangan air dari Tailrace PLTM "esaot disadap kemud kemudian ian melalui melalui intake PLTMH Batu Bedil aliran air diarahkan turbin PLTMH Batu Bedil setelah itu dikembalikan lagi ke "ungai angkok! Bak Pengarah Pengarah ber#ungsi ber#ungsi untuk mengarahkan mengarahkan air ke waterway , bukan untuk menampung air! ' Bangunan Bangunan sipil sipil didisain didisain sesuai sesuai dengan dengan standar standard d perencana perencanaan an bangunan bangunan untuk mikrohidro dengan mempertimbangkan& * +ekua ekuata tan n bang bangun unan an!! * "edapa "edapatt mun mungki gkin n menggu menggunak nakan an material material setempat setempat kecuali kecuali semen dan besi! * +onst onstru ruksi ksi dapa dapatt dike dikerja rjaka kan n secar secara a semi semi manu manual al dan dan semin seminim imal al mungkin menggunakan alat berat! ' Pipa ipa pesa esat ditem itempa patk tkan an 0 cm di atas atas dasa dasarr bak bak pene penena nang ng untuk ntuk menghindarkan masukn$a batu atau benda'benda $ang tidak diijinkan terba-a memasuki turbin, karena berpotensi merusak runner turbin! PT. Nusantara Rekayasa Rekayasa Cipta VI-1
Feasibility Study PLTMH Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
' Pipa ipa pesa pesatt dite ditemp mpat atka kan n pada pada jara jarak k mini minimu mum m . / % (dia (diame mete terr pipa pipa pesa pesat) t) dari dari mu muka ka air air un untu tuk k menja menjamin min tida tidak k terj terjad adii turb turbul ulens ensii dan dan pusara pusaran n $ang $ang memung memungkin kinkan kan masukn masukn$a $a udara udara bersam bersama a aliran aliran air di dalam pipa pesat ' Material penstock adala adalah h Spiral Welded pipe dengan panjang segmen disesuaikan disesuaikan dengan ketersedia ketersediaan an di pasaran! pasaran! Pen$ambun Pen$ambungan gan penstock dilakukan dengan metoda las listrik di lokasi! ' Penen Penentua tuan n jenis jenis turbin mengacu mengacu pada standar standard d perenc perencana anaan an minihidr minihidro o sesuai dengan debit disain dan net head $ang direncanakan! di rencanakan! ' Pene enentuan jeni enis gene enerator sinkro kron mengacu kepada
standard
perenc perencana anaan an mini mini hidro hidro sesuai dengan dengan range da$a da$a $ang $ang tersedia tersedia di pasaran! Pertimbangan dan spesikasi generator $ang dijadikan kriteria utama dalam desain adalah& * Barang Barang mud mudah ah didapa didapatka tkan n di pasara pasaran, n, keter ketersed sediaa iaan n barang barang dipasa dipasarr dan importir dapat dijamin! * "u "uk ku cada cadang ng (1 (1 dan dan bear bearing ing kh khus usus usn$a n$a)) mu muda dah h dida didapa patk tkan an di pasaran dan cara penggantiann$a mudah dilakukan! * aransi aransi esiensi pada pada #ull load load minimum 3 0,45! 0,45! ' Peren erenc canaan jen jenis controller mengacu mengacu kepada kepada standard standard perencanaa perencanaan n mini minihi hidr dro o sesu sesuai ai den dengan gan range da$a da$a $ang $ang ters tersed edia ia di pasa pasara ran! n! Perti Pertimba mbanga ngan n dan spesik spesikasi asi contro controller ller $ang dijadikan kriteria utama adalah adalah pemasa pemasanga ngan n dan pera-a pera-atan tan mud mudah ah dilaku dilakuka kan, n, plug an and play system,
tidak
memerlukan
setting
di
lapangan
pada
commissioning!
6.3. 6.3.
PERE PERENC NCAN ANAA AAN N DASA DASAR R BANGU BANGUNA NAN N SIPIL SIPIL
"ehubungan dengan model cascading $ang meman#aatkan tail race dari PLTM PLTM "esaot maka perencana perencanaan an bangunan bangunan sipil $ang terdapat terdapat pada PLTMH PLTMH Batu Bedil Bedi l terdiri dari & 6! "alu "alura ran n pemb pembaa-a a (waterway ), ), terdiri dari& a! Bang Bangun unan an pen penga gamb mbil ilan an (intake) b! +olam olam peng pengen enda dap p pasir pasir (sand trap basin) c! "alu "alura ran n hant hantar ar (headrace) d! Bak Bak pene penena nang ng (headpond) e! Pipa ipa pes pesa at ( penstock penstock ) #! "alu "alura ran np pem embu buan ang g (tailrace) 2! 1umah pembangkit pembangkit ( power power house) ! Peralatan Peralatan hidromeka hidromekanikal! nikal! "kema "k ema layout PLTMH PLTMH dapat dilihat pada gambar di ba-ah ini& PT. Nusantara Rekayasa Rekayasa Cipta VI-2
saat
Feasibility Study PLTMH Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
' Pipa ipa pesa pesatt dite ditemp mpat atka kan n pada pada jara jarak k mini minimu mum m . / % (dia (diame mete terr pipa pipa pesa pesat) t) dari dari mu muka ka air air un untu tuk k menja menjamin min tida tidak k terj terjad adii turb turbul ulens ensii dan dan pusara pusaran n $ang $ang memung memungkin kinkan kan masukn masukn$a $a udara udara bersam bersama a aliran aliran air di dalam pipa pesat ' Material penstock adala adalah h Spiral Welded pipe dengan panjang segmen disesuaikan disesuaikan dengan ketersedia ketersediaan an di pasaran! pasaran! Pen$ambun Pen$ambungan gan penstock dilakukan dengan metoda las listrik di lokasi! ' Penen Penentua tuan n jenis jenis turbin mengacu mengacu pada standar standard d perenc perencana anaan an minihidr minihidro o sesuai dengan debit disain dan net head $ang direncanakan! di rencanakan! ' Pene enentuan jeni enis gene enerator sinkro kron mengacu kepada
standard
perenc perencana anaan an mini mini hidro hidro sesuai dengan dengan range da$a da$a $ang $ang tersedia tersedia di pasaran! Pertimbangan dan spesikasi generator $ang dijadikan kriteria utama dalam desain adalah& * Barang Barang mud mudah ah didapa didapatka tkan n di pasara pasaran, n, keter ketersed sediaa iaan n barang barang dipasa dipasarr dan importir dapat dijamin! * "u "uk ku cada cadang ng (1 (1 dan dan bear bearing ing kh khus usus usn$a n$a)) mu muda dah h dida didapa patk tkan an di pasaran dan cara penggantiann$a mudah dilakukan! * aransi aransi esiensi pada pada #ull load load minimum 3 0,45! 0,45! ' Peren erenc canaan jen jenis controller mengacu mengacu kepada kepada standard standard perencanaa perencanaan n mini minihi hidr dro o sesu sesuai ai den dengan gan range da$a da$a $ang $ang ters tersed edia ia di pasa pasara ran! n! Perti Pertimba mbanga ngan n dan spesik spesikasi asi contro controller ller $ang dijadikan kriteria utama adalah adalah pemasa pemasanga ngan n dan pera-a pera-atan tan mud mudah ah dilaku dilakuka kan, n, plug an and play system,
tidak
memerlukan
setting
di
lapangan
pada
commissioning!
6.3. 6.3.
PERE PERENC NCAN ANAA AAN N DASA DASAR R BANGU BANGUNA NAN N SIPIL SIPIL
"ehubungan dengan model cascading $ang meman#aatkan tail race dari PLTM PLTM "esaot maka perencana perencanaan an bangunan bangunan sipil $ang terdapat terdapat pada PLTMH PLTMH Batu Bedil Bedi l terdiri dari & 6! "alu "alura ran n pemb pembaa-a a (waterway ), ), terdiri dari& a! Bang Bangun unan an pen penga gamb mbil ilan an (intake) b! +olam olam peng pengen enda dap p pasir pasir (sand trap basin) c! "alu "alura ran n hant hantar ar (headrace) d! Bak Bak pene penena nang ng (headpond) e! Pipa ipa pes pesa at ( penstock penstock ) #! "alu "alura ran np pem embu buan ang g (tailrace) 2! 1umah pembangkit pembangkit ( power power house) ! Peralatan Peralatan hidromeka hidromekanikal! nikal! "kema "k ema layout PLTMH PLTMH dapat dilihat pada gambar di ba-ah ini& PT. Nusantara Rekayasa Rekayasa Cipta VI-2
saat
Feasibility Study PLTMH Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
ambar 7!6 Layout "istem "istem PLTMH 6.3.1 Saluran Saluran Pema Pema!a !a "Waterway "Waterway # Waterway atau atau salu salura ran n pemba pemba-a -a PLTM PLTMH H Batu Batu Bedil Bedil dite ditemp mpat atka kan n
disebelah disebelah kanan "ungai "esaot! +omponen omponen waterway meliput meliputi, i, intake, sand trap basin, headrace, head pond, penstock , dan tailrace! "aluran
pemba-a mengikuti kontur dari sisi bukit untuk tetap mempertahankan ele8asi saluran (beda tinggi) tinggi) sesuai dengan kriteria kemiringan kemiringan $ang diijinkan! 6.3.2 Ban$una Ban$unan n Pen$am%l Pen$am%lan an "Intake "Intake##
PT. Nusantara Rekayasa Rekayasa Cipta VI-3
Feasibility Study PLTMH Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Bangunan pengambilan (intake) $ang dimaksud disini meliputi trastrack , saluran, dan pintu pengambilan! Bangunan pengambilan direncanakan dengan membuat lapisan saluran dari pasangan batu disebelah sungai (hulu weir ) dilengkapi dengan kisi pen$aringan sampah ( trash rack ) dan pintu pengambilan! %i bagi bagian an depa depan n salu salura ran n dipa dipasa sang ng kisi kisi pen$ pen$ar aring ingan an samp sampah ah $ang $ang terbuat dari plat baja! Pintu pengambilan direncanakan seban$ak 2 buah $ang berukuran lebar 6,50 m! Pintu tersebut dapat dibuka dan ditutup sesuai kebutuhan, jika diperlukan air untuk pembangkitan maka pintu dibuka dan jika operasi pembangkitan dihentikan maka pintu ditutup! K&n'%(% )eren*anaan
a) b) c) 1.
%ebit rencana ma/imum & 5!00 m9det %ebit rencana minimum & 0!:5 m9det ;le8asi ambang saluran pengambilan & ;L!< 6=.!60 m Pere Peren* n*an anaa aan n P%n+ P%n+u u Pen$ Pen$am am% %la lan n Bangunan pengambilan di rencanakan rencanakan menggunakan 2 pintu ulir
doub double le stan stang g denga dengan n lebar lebar 6,50 6,50 m dan dan meng menggu guna naka kan n 6 pilar pilar deng dengan an leba lebarr masi masing ng'm 'mas asin ing g pila pilarr 0!70 0!70 m! deng dengan an ele8 ele8as asii pengambilan <6=.,600 Tinggi bukaan pintu bangunan bangunan pengambillan& Qn
=
µ .a.b.
2. g . z
%imana & >n 3 %ebit 1encana (m9dtk) ? 3 +oesien debit 3 0,=0 (untuk bukaan di ba-ah permukaa air dengan kehilangan tinggi energ$) 3 Tinggi bukaan 3 lebar bukaan pintu ( 3 !00 m) 3 ke kehilangan ene energ$ pad pada buk bukaan (an (antara 0!6 0!65 ' !00 3
a b @
diambil 0!0 m) g 3 percepatan gra8itasi Perhitungan& Qn
=
5,00
a
=
µ .a.b.
=
2. g . z
0,80 × a
×
3,00 ×
2,00 × 9,81 × 0,3 0
5,00 0,80 × 3,00 2,00 × 9,81 × 0,30
= 0,86m
%imensi balok pintu pengambilan! %imensi balok pengambilan sebagai berikut& Lebar pintu & 6,50 / 2 3 !00 m Lebar teoritis & 6,50 (2 / 0,60) 3 ,20 m Tebal Tebal papan ka$u & 0,20 m
PT. Nusantara Rekayasa Rekayasa Cipta VI-4
Feasibility Study PLTMH Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Berat jenis ka$u & =0 kg9cm2 Berat jenis air & 6 ton9m2 3 0,006 kg9cm2 Berat jenis baja & :=00 kg9cm2 ambar 7!60 Pintu Pengambilan P P2
Tinggi muka air untuk 2/2 P1 v1 2/2g ,gh1 .γ w aliran tenggelam 2 3 6,0= / 6 3 Aliran 6,0= ton9m tak tenggelam P2 , h2 .γ w 3 0,=0 / 6 3 0,=0 ton9m2
sungai P2 H1 h13 1,08 + 0,80 xH 2
h2 h2 a 1,08 + 0,80 x0.20pengambilan = 0,188t / m = 1,88kg / cm 2 3 2
3 69= / A / L2 3 69= / 6,== / 0002 3 26650,00 kg9cm (momen (momen kelembam kelembaman) an) 3 697 / t2 / h %imana h adalah lebar ka$u $ang di tinjau $aitu & 20 cm 3 697 / t2 / 20 3 , t2 Momen $ang timbul
Menentukan tebal pintu & P =
M W
= 80,00 =
5287,50kgcm 3,33t 2
= 5287,50kgcm t = 4,45cm = 5,00cm 266,67t 2
"ehingga ukuran ka$u $ang di gunakan 5920
Ckuran stang pengangkat pintu& Lebar pintu %iameter (%) Tinggi pintu(hp) D stang Momen inersia(i) Tekanan Tekanan (PG) P2 Tekanan Tekanan air
a$a pintu ke atas Berat stang
PT. Nusantara Rekayasa Rekayasa Cipta VI-5
3 6!5 / . m 3 7!00 m 3 !00 cm 3 6,00 m 3 E / F / %2 3 E / !6. / !002 3 :,075 cm2 3 697. / !6. / !002 3 ,4:. cm2 3 h1 .γ w 3 6,0= / 6000 3 60=0 kg , h2 .γ w 3 0,=0 / 6000 3 =00 kg 3692 / (PG
γ w
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
35,56 kg! Berat daun pintu 3 h pintu / L pintu / T pintu / berat jenis baja 3 6,00 / 6,50 / 0!0= / :=00 3 :..,00 kg Berat sambungan 3 20I / berat daun pintu 3 20I / :..,00 3 :.=,=0 kg Berat total pintu (G) 3 5,56 < :..,00 < :.=,=0 3 ..4=,6 kg +oesien gesek baja alur dengan pintu (#) 3 0,.0 m a$a gesek 3 0,.0 / tekanan air! 3 0,.0 / 57.0,00 3 2257!00 kg Total () 3 (G) < ga$a gesek 3 ..4=,6 kg < 2257!00 kg 3 7:5.,6 kg C&n+r&l +er-a'a) +e$an$an "# σ
=
σ
=
GP int µ FS tan g 6754,31 7.065
σ baja
= 1400kg / cm 2
= 956,00 1400kg / cm 2
ambar 7!66 %etail stang pengangkat pintu pengambilan
kibat ga$a tekan pintu bergerak turun umlah ga$a (P+) 3 (G J a$a esek) 3 (..4=!6!00 J 2257!00) 3 22.2!6 kg 1umus ;uler
3 P+ 3
%imana&
; baja
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-6
π
2
. E . I
I . K 2
3 2,6 / 607 kg9cm2
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
G L+
3 Momen inersia 3 Panjang Tekuk 3 0,50 / L /K2 3 0,5 / 6,5 / K2 3 6,070 m ontrol terhadap ga$a tekuk I =
=
PK . LK 2 2
π . E
< I = 7,9848cm
2242.31 × 1.06
2
× 2.1 × 10 = 1,22 < I = 7,948cm 3.14
4
2
6
4
ok .......
2. Peren*anaan (aluran %n+a/e ir $ang mengalir pada bangunan pengambilan merupakan aliran bebas,
sehingga rumus $ang digunakan adalah& > 3/
×
3 K R
2 3
× S
1 2
%imana& > 3 debit aliran (m9dt) 3 luas penampang basah 3 B!h (m2) 3 kecepatan (m9dt) 1 3 jari ' jari hidrolis 3 9P (m) P 3 keliling basah 3 B < 2!h (m) " 3 kemiringan dasar saluran + 3 koesien "trikler ( +3:0 untuk pasangan beton) B 3 lebar dasar saluran (m) Perhitungan dimensi saluran pengambilan dijelaskan sebagai berikut& > 3 A × V 5!0 m 9det 3 / 3b/h 3 2!20 / 6!5. 3 3.303 m2 1 P 1
×
2
×
1
3 K R 3 S 2 3 :0 / 129 0!000=692 3 9p (p3 keliling basah) 3 !49p 3 b < 2h 3 2!20 < (2 / 6!5.) , .2 m 3 !495!2=5 , .642 m
×
2
×
1
3 K R 3 S 2 3 :0 / 0!7.229 0!000=692 3 1.454 m'e+ 7 3. m'+ "Aman# > 3 A × V 5!0 m 9det 3 !4 m2 / 6!.:. m9det 5!0 m9det 3 5!0 m9det 8/e9.
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-7
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan diatas, direncanakan saluran pengambilan dengan data teknik sebagai berikut & ' Tipe saluran terbuka berpenampang persegi, saluran beton ' Lebar dasar saluran 3 2!20 m ' Tinggi muka air di saluran 3 6!5. m ' Tinggi saluran 3 6!=. m ' +emiringan dasar saluran 3 0!000= ' Pintu Gntake 2 unit lebar 3 6!50 m ' ;le8asi muka air 3 6=5!7: m ' ;le8asi dasar intake 3 6=.!60 m ' ;le8asi tanggul 3 6=5!4: m 1.00 0.20
2.20
0.20 1.00
+185.960
0 . 0
+185.640
1
+184.100
1
2.60 ambar 7!62 Penampang intake bagian hulu 6.3.3 K&lam Pen$en'a) Pa(%r "Sand Trap Bassin# Cntuk menghindari rusakn$a turbin akibat gesekan
pasir, maka
diperlukan kolam pengendap pasir! Ckuran kolam pengendap pasir direncanakan berdasarkan ukuran butir maksimum berdiameter 0,50 mm dengan ketentuan sebagai berikut& a! +olam pengendap pasir harus mempun$ai kapasitas cukup untuk menjamin kecepatan aliran lebih kecil dari kecepatan kritis ukuran partikel, dalam hal ini partikel dengan diameter 0,50 mm! b! Cntuk menggelontor sedimen pasir berdiameter lebih besar 0!50 mm, maka disediakan saluran penggelontor dan pintu penggelontor pasir seban$ak 6 ("atu) buah berukuran 6,50 m! c! +olam pengendap pasir direncanakan dengan
bentuk persegi
panjang, dimana bagian hulu kolam dibuat bentuk transisi! Cntuk menjamin kolam dalam kondisi tenang dan menghindarkan masukn$a pasir kedalam saluran penstock, maka kecepatan air dikolam dibatasi .0 cm9 det!
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-8
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
ambar 7!6 +antong lumpur (Sand trap basin) Peren*anaan Kan+&n$ Lum)ur 1. Pen'%men(%an Kan+&n$ Lum)ur
%ata perencanaan& %iameter butiran sedimen (%)
& :0 ?m
Berat jenis sedimen (s) & 2!:0 t9m Temperatur air (T)
& 20N
+emiringan talud (m)
&6&6
%ebit pengaliran (>n)
& 5!00 m9dt & 4!=6 m9dt2
ra8itasi a! Ckuran partikel
%iasumsikan partikel $ang ukurann$a kurang dari :0 ?m atau 0!0: mm terangkut sebagai sedimen $ang melalui saluran! b! Luas permukaan rata'rata Pada suhu air 20N dengan diameter butiran (%) 3 0!0: mm, maka kecepatan endap (-) 3 0!00. m9dt (+P 02 64=7)! L. B
=
Qn w
=
5.00 0.004
3 6250!00 m2
Cntuk mencegah aliran tidak meander di dalam kantong, maka L9B O =! +arena L9B O =, maka dapat dihitung & L > 8 B ⇒ 8 B × B < 1250m 2
1250 B B
8
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-9
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
B
2
156.25
3 B 12.50m
%irencanakan lebar saluran Headpond B 3 .!00 m sehingga panjang saluran Headpond L B
8
3
L
8
4
3 L 32m
%ipakai L 3 2!00 m sehingga dimensi kantong lumpur $ang digunakan .!00 / 2!00 m! c! Penentuan Gn (eksploitasi normal, kantong sedimen hamper penuh) sumsi n 3 0!:0 m9dt untuk mencegah 8egetasi tumbuh dari partikel'partikel
besar
tidak
langsung
mengendap
di
hilir
pengambilan (+P'02, 64=7)! Qn
Luas penampang (n) 3 Tinggi air (hn) 3
An B
=
Vn
7.14 4.00
=
4.00 0.70
= 7.14m 2
= 1.79m
%irencanakan kantong lumpur berbentuk trapesium dengan b3 .!00 m dan h3 6!:4 m dengan kemiringan 6 & 6! +eliling basah (P) 3
b + 2h 1 + m
ari'jari hidrolis (1) 3
A P
=
7.14 9.05
2
3
4.0 + (2 × 1.79 ×
1 + 12 ) 3
4!05 m
= 0.789m
+oesien kekasaran (+s) 3 .5 Maka kemiringan saluran (Gn) didapat&
Vn
In =
( Rn
2
3
2
× Ks)
2
=
0.70 2 (0.789
2
3
× 45)
2
= 0.000332
ambar 7!6. Potongan melintang kantong lumpur dalam keadaan penuh d! Penentuan Gs (pembilas, kantong lumpur kosong) PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-10
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
%ebit pembilasan (>s) 3 6!2 / >n 3 6!2 / 5!00 3 7!00 m dt +ecepatan pembilasan diambil s 3 2!00 m9dt Qs
Luas penampang (s) 3 Tinggi air (hs) 3
As B
=
Vs
3.00 4.00
+eliling basah (P) 3 b + 2h ari'jari hidrolis (1) 3
A P
=
6.00 2.00
= 0.75m
1+ m
=
= 3.00m 2
3.00 6.12
2
3
6.0 + (2.00 × 0.75 ×
1 + 12 ) 3
7!62 m
= 0.49m
+oesien kekasaran (+s) 3 .5 Maka kemiringan saluran (Gs) didapat&
Vs
Is =
( Rs
2
3
2
× Ks)
2
2.00 2
=
(0.49
2
3
× 45)
2
= 0.00511
gar pembilasan dilakukan dengan baik maka kecepatan aliran harus dijaga agar tetap subkritis dimana aliran subkritis mempun$ai Dr 6, maka& F =
V gh
=
2.00 9.81 × 0.75
= 0.737 1.00 MQ
ambar 7!65 potongan melintang kantong lumpur dalam keadaan kosong
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-11
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
ambar 7!67 potongan memanjang kantong lumpur %ari hasil perhitungan di atas diperoleh dimensi kantong lumpur sebagai berikut& •
Lebar dasar kantong lumpur (B) 3 .!00 m
•
Panjang saluran kantong lumpur (L) 3 2!00 m
•
+emiringan talud kantong lumpur (m) 3 6 & 6
•
+apasitas pintu pengambilan debit untuk PLTMH (>n) 3 5!00 m 9dt
•
+apasitas pintu pengambilan debit untuk pengurasan (>s) 3 7!00 m 9dt
•
+emiringan permukaan air di kantong lumpur pada >n (Gn) 3 0!0002
•
+emiringan dasar kantong lumpur (Gs) 3 0!00566
•
+ecepatan aliran pada saat pengurasan (s) 3 2!00 m9dt
•
+ecepatan pada saat normal $aitu (n) 3 0!:0 m9dt
• Tinggi
air saat kondisi penuh (hn) 3 6!:4 m
• Tinggi
sedimen saat pengurasan (hs) 3 0!:5 m
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-12
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
pintu pengambilan
!
kant#ng lumpur $in$ing pengarah ren$ah
pintu pengambilan
saluran primer
"
$in$ing pengarah ren$ah
tampungan se$imen
pintu pengambilan
ambar 7!6: %enah dan Potongan Memanjang +antong Lumpur 2. Pen$e*e/an E:(%en(% Kan+&n$ Lum)ur
a!
olume +antong Lumpur +arena tidak ada pengukuran sedimen, maka berdasarkan +P'02 dapat diambil besarn$a sedimen $ang harus diendapkan 0!5 R dari 8olume air $ang mengalir melalui kantong lumpur! %ianjurkan pula bah-a sebagian besar (70':0I) dari pasir halus atau partikel dengan diameter 0!07'0!0: mm terendapkan! o
aktu pembilasan satu minggu sekali ! = 7 × 24 × 3600 = 604800 detik
o
olume kantong lumpur V
= 0 .0005 × Qn × !
= 0.0005 × 5.00 × 604800 = 1512.00 m b!
Perhitungan %iameter Partikel $ang %apat %ikuras oleh +antong Lumpur Besarn$a ga$a erosive pada saat pengurasan kantong lumpur& τ
= ρ × g × hc × Ic
%imana& S
3 Besarn$a tractive orce pada saat pengurasan (Q9m2)
3 Berat jenis air (kg)
g
3 a$a gra8itasi (m9dt2)
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-13
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
hc
3 Tinggi air di kantong lumpur pada kondisi pengaliran kritis
untuk pengurasan bahan sedimen di kantong lumpur (m) Gc
3 +emiringan dasar kantong lumpur
"ehingga& τ
= ρ × g × hc × Ic
τ
= 1000 × 9.81 × 0.75 × 0.00511 = 37.60 Q9m2
%ari grak Shields, dapat diketahui bah-a partikel $ang masuk ke kantong lumpur dengan diameter sama atau lebih kecil dari 20 mm akan dapat terkuras!
1.0 0.8
100 80
0.6 0.5 0.4
60 50 40
0.
0
!%&'%&A(
0.2
20
0.10 0.08
10 8
0.06 0.05 0.04
t d / m m a l a d
6 5 4
τ r , 800$ $ - 4.10
0.0
0.02
2
T)*A( !%&'%&A(
.r
0.01 0.008
0.006 "0.005 # ( g 0.004 )
1.0 0.8
2
0.6 / m 0.5 0.4 m
τ r
a l $ r +
0. a
= 0.00 r c . 0.002 u
0.2 s , 2.650 kg/m
0.001 0.01
τ
0.1 2
4 5 6
8 0.1
2
4 5 6 8 1.0
2
4 5 6 8 10
2
4 5 6 8 100
$ $alam milimeter
ambar 7!6=
Tegangan geser kritis dan kecepatan geser kritis sebagai
#ungsi besarn$a butir untuk
ρs 3
2!750 kg9m (pasir)
c! ;siensi Pengurasan +antong Lumpur Perhitungan kecepatan aliran air di kantong lumpur pada saat kantong lumpur kosong endapan! +ecepatan aliran di kantong lumpur dalam keadaan tidak berisi bahan endapan (kosong endapan) adalah sebagai berikut& %engan panjang kantong lumpur (L) 3 2!00 m dan kedalaman air rencana (hn) 3 6!:4 m serta kecepatan aliran (n) 3 0!:0 m9dt, maka kecepatan mengendap rencana (o) sebagai berikut& PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-14
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
hn Wo
=
L Vn
⇒ Wo =
Berdasarkan
hn × Vn L
=
diagram
1.79 × 0.70 32.00
= 0.039 m9dt
hubungan
antara
diameter
a$ak
dengan
kecepatan endap untuk air tenang, diameter $ang sesuai adalah sebesar d0 3 0!077 mm ;siensi pengendapan butiran dapat dihitung sebagai berikut&
3 0!00. m9dt
o
3 0!04 m9dt
o
3 0!:0 m9dt
W Wo W Vo
= =
0.004 0.039 0.004 0.7
= 0.10
= 0.00057
%ari diagram Camp, diperoleh esiensi sebesar 40I! adi butiran dengan diameter 0!0: mm akan diendapkan 40I di kantong lumpur!
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-15
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
a. pengaruh aliran turbulensi terha$ap se$imentasi aliran masuk
aliran keluar
$aerah se$imentasi b.e3isiensi se$imentasi partikelpatikel in $ivi$ual untuk aliran turbulensi 1.0 0.9
#
2.0
0.8
1.5 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8
0. 0.6
0. 0.5 0.4
0.6 0.5 0.4
0. 0. i s n e i s i 3 e
0.2
0.2
0.1
0.1
0 0.001
2
4
6
8 0.01
2
4
6
8
0.1
2
4
6
8
1.0
/v#
ambar 5!64 %iagram Camp d! Perhitungan Hidrolis pada Pintu Pengurasan kantong Lumpur +arena pada pintu penguras kantong lumpur digunakan 2 (dua) buah pintu dengan lebar 6!70 m dengan pilar setebal 0!70 m akan terjadi pen$empitan! Uleh karena itu luas penampang basah pada pintu penguras kantong lumpur harus ditambah dengan cara menurunkan dasar kantong lumpur tersebut sebagai berikut& Luas penampang basah kantong lumpur pada saat pengurasan& b × hs = n × b% × h%
%engan& b
3 Lebar dasar kantong lumpur (m)
hs
3 Tinggi air kritis di kantong lumpur (m)
h#
3 Tinggi air di pintu penguras kantong lumpur (m)
n
3 jumlah penguras kantong lumpur
sehingga& PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-16
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani b × hs = n × b% × h%
4.00 × 0.75 = 2 × 1.50 × h% 3.00 = 3.00h%
h# 3 6!00 m dengan demikian maka dasar kantong lumpur di tempat pintu pengurasan diturunkan 3 6!00 J 0!:5 3 0!25 m 6.3.4 Saluran Han+ar "Headrace# eadrace merupakan bagian dari waterway $ang ber#ungsi untuk
menghantarkan air dari Sand trap basin sampai bangunan headpond! eadrace direncanakan sebagai saluran terbuka berpenampang segi empat dengan aliran bebas! lur headrace dipilih berdasarkan kondisi topogra dan mempertahankan kebutuhan beda tinggi!
ambar 7!20 "aluran pemba-a (eadrace) +onstruksi
saluran
direncanakan
dari
Beton
bertulang!
Cntuk
meningkatkan stabilitas sisi kiri dan kanan headrace ditimbun kembali sampai permukaan saluran dan perkuatan tebing dengan kontruksi bronjong! +ecepatan aliran pada saluran penghantar direncanakan sedemikian rupa untuk mencegah sedimentasi akibat kecepatan rendah maupun penggerusan tanah akibat kecepatan tinggi! +ecepatan aliran $ang diijinkan dalam saluran ditetapkan dengan asumsi ukuran butir material sedimen 0!2'0! mm! +ecepatan aliran $ang diijinkan dalam perencanaan ini adalah & +ecepatan maksimum & !0 m9dt untuk saluran beton • PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-17
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
2!0 m9dt untuk saluran pasangan batu tanpa plesteran +ecepatan minimum •
& 0! m9dt untuk saluran pasangan batu
plesteran 0!5 m9dt untuk saluran tanpa pasangan9plesteran K&n'%( )eren*anaan a) %ebit rencana maksimum & 5!00 m9dt b) %ebit rencana minimum & 0!42 m9dt Me+&'e )er-%+un$an ir $ang mengalir pada headrace merupakan aliran bebas, sehingga
rumus $ang digunakan adalah& > 3 A × V
2
×
1
×
3 K R 3 S 2 %imana & > 3 debit aliran 3 luas penampang basah 3 B!h (m2) 3 kecepatan (m9dt) 1 3 jari J jari hidrolis 3 9P (m) P 3 keliling basah 3 B < 2!h (m) G 3 kemiringan dasar saluran n 3 koesien kekasaran Strickler ( 3 :0) untuk beton b 3 lebar dasar saluran (m) Per-%+un$an Perhitungan dimensi saluran dijelaskan sebagai berikut& > 3 A × V 3b/h 3 2!20 / 6!5. 3 3.303 m2
1 P 1
×
2
×
1
3 K R 3 S 2 3 :0 / 129 0!000=692 3 9p (p3 keliling basah) 3 !49p 3 b < 2h 3 2!20 < (2 / 6!5.) , .2 m 3 9P 3 !495!2=5 , .642 m
×
2
×
1
3 K R 3 S 2 3 :0 / 0!7.229 0!000=692 3 1.454 m'e+ 7 3. m'+ "Aman# > 3 A × V 5!0 m 9det 3 !4 m2 / 6!.:. m9det 5!0 m9det 3 5!0 m9det 8/e9. Hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan diatas, direncanakan saluran headrace dengan data teknis sebagai berikut & ' Lebar dasar saluran 3 2!20 m PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-18
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
' ' ' ' ' ' '
Tinggi muka air Tinggi saluran +emiringan dasar saluran 3 ;l8 M Uperasional 3 ;l8! M Min! Ups! 3 ;l8! %asar saluran 3 ;l8! Tanggul saluran 0.20
1.50
3 6!5. m 3 6!=. m 0!000= < 6=5!72 m < 6=.!5. m < 6=.!04 m 3 < 6=5!42 m 0.20
2.20
1.50
4 8 . 1
5 2 . 0
2.60
ambar 7!26 Tipikal Penampang eadrace 6.3. Ba/ Penenan$ "Head Pond # ead pond direncanakan dengan struktur beton
dimaksudkan untuk
mengurangi kecepatan aliran
bertulang $ang dari
headrace
sebelum masuk ke penstock ! ead pond dilengkapi dengan trashrack untuk menghalangi benda masuk ke dalam penstock , serta penguras $ang dilengkapi dengan pintu
untuk
membuang sedimen
terkumpul! ead pond juga dilengkapi dengan pelimpah untuk
$ang
membuang
kelebihan air $ang masuk ke head pond atau pada saat turbin ditutup! Dungsi head pond adalah sebagai berikut& a) Men$ediakan sebuah resevoir dengan permukaan bebas $ang dekat dengan mekanisme pengaturan debit! b) Men$uplai tambahan air $ang dibutuhkan selama naikn$a kebutuhan beban hingga kecepatan aliran di headrace meningkat sampai kondisi $ang tetep (steady )! c) Men$impan air selama terjadi pengurangan beban hingga aliran di headrace menurun sampai kondisi $ang tetap (steady )! d) Menjamin modulasi muka air akibat perubahan beban baik dengan
nilai $ang besar maupun kecil!
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-19
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
ambar 7!22 Bak Penenang (eadpond)
+riteria desain Bak Penenang (ead pond)& olume bak 60 J 20 kali debit $ang masuk untuk menjamin aliran • steady di pipa pesat dan mampu meredam tekanan balik pada saat •
penutupan aliran pipa pesat! Bak penenang direncanakan dengan menetapkan kecepatan 8ertikal
•
partikel sedimen 0!0 m9dt! Pipa pesat ditempatkan
65 cm di atas bak penenang untuk
menghindarkan masukn$a batu atau benda'benda $ang tidak diijinkan •
terba-a mesuk ke turbin karena berpotensi merusak runner turbin! Pipa pesat ditempatkan pada jarak minimum . / % (diameter pipa pesat) dari muka air untuk menjamin tidak terjadi turbulensi dan pusaran $ang memungkinkan masukn$a udara bersama aliran air di
•
dalam pipa pesat! Bak penenang dilengkapi trash rack untuk mencegah sampah dan benda'benda $ang tidak diinginkan memasuki pipa pesat bersama
•
aliran air! Bak penenang
dilengkapi
pelimpas
$ang
direncanakan
untuk
membuang kelebihan debit pada saat banjir! Bangunan bak penenang dan saluran pemba-a direncanakan terjaga ketinggian permukaan •
pada saat banjir sampai maksimum 25I dari debit desain! %imensi bak penenang (ead !ond)& 'Lebar dasar head pond sama dengan tiga kali lebar dasar saluran 'Panjang head pond sama dengan dua kali lebar dasar head pond
Per-%+un$an '%men(% headpond PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-20
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
'
Lebar dasar saluran headpond B 3 / Bsaluran 3 / 2!20 3 7!70 m diambil B 3 :!00 m ' Panjang saluran headpond L 3 2 / Bhead pond 3 2 / : 3 6. m diambil L 3 0 m ' arak minimum penempatan pipa pesat dari muka air pada head pond H3./% 3 . / 6!: 3 7!= m diambil H 3 :!00 m
Peren*anaan Pel%m)a- Hea')&n'
Pelimpah ber#ungsi untuk membuang kelebihan air pada bangunan headpond! %ebit $ang melalui pelimpah dapat dihitung dengan rumus ("oedib$o, 200)&
Q = " × L × H %imana&
3
2
>
3 debit $ang le-at pelimpah (m9dt),
3 koesien limpahan,
L
3 lebar e#ekti# ambang pelimpah (m),
H
3 tinggi air diatas ambang pelimpah (m)!
Per-%+un$an
%ata perencanaan& %ebit rencana 3 5!00 m9dt Tinggi jagaan
3 0!.0 m
+oesien debit 3 2!00
Q = " × L × H 5.00
3
2
= 2.0 × L × 0.40
3 2
L > 9.88m %iambil L 3 2!00 m
%irencanakan saluran headpond dengan data teknis sebagai berikut & ' Lebar dasar saluran 3 :!00 m ' Tinggi saluran 3 :!00 m ' Panjang saluran 3 0!00 m ' Lebar pelimpah 3 2!00 m ' ;le8asi M operasional 3 < 6=5!5. m ' ;l8! M Minimum Ups 3 < 6=.!.7 m ' ;le8asi dasar headpond 3 < 6:4!.4 m PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-21
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
' ;le8asi penstock bagian ba-ah 3 < 6=6!.4 m ' ;le8asi penstock bagian atas 3 < 6:4!:4 m
, .
.
.
, .
.
.
intu lir ! ,1.00 m . +
.
0.80
.
12.91
.
15.00
Trasrak ertikal
0.50
.
intu lir ! ,0.60 m 0.60
intu engambilan1.60 1.60 5.9
5.64 +
.
.
.
+10.680 0 . 0
. 0 9 . 1
. .
.
.
.
+168.40
+
.
.
.
6.6
0 0 . 0 1
ipa enst#k $ia.2.0
22.5 0.40
+16.80
0 . 2
0.40
ambar 7!2 Tipikal Penampang ead pond 6.3.6 Tra(- Ra*/ +riteria desain trash rack dijelaskan sebagai berikut& 6! "rash rack tidak boleh terbuat dari bambu atau ka$u! "rash rack
dibuat dengan menggunakan besi pejal dengan diameter . mm atau beli plat dengan ketebalan minimum mm! 2! "rash rack dipasang di intake dan saluran pemba-a a-al dengan bukaan $ang relati8e lebar tergantung pada karakter ukuran sampah dengan bukaan minimal 5 cm dan maksimal 60 cm! ! #nlet penstock harus menggunakan trash rack $ang lebih sempit bukaann$a! Bukaan atau jarak antar besi disesuaikan dengan ukuran no$$le turbin! PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-22
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
.! "rash rack harus mampu menahan tekanan air karena adan$a pen$umbatan pada kondisi penuh! 5! +emiringan trash rack paling tidak adalah :0 derajat dari dataran sehingga memudahkan untuk pembersihan! 7! "rash rack harus bisa dilepas dari struktur sipil untuk akses perbaikan dan pembersihan! Pada PLTMH Batu Bedil digunakan trashrack dari besi dengan tebal . mm dengan sudut kemiringan trash rack :5 o!
ambar 7!2. "rash rack 6.3.5 P%)a Pe(a+ "Penstock #
Pipa pesat ( penstock ) adalah saluran tertutup (pipa) $ang mengalirkan air dari bak penenang (head pond) menuju turbin $ang ditempatkan di rumah pembangkit ( power house)! Perencanaan pipa pesat mencakup pmilihan material, diameter, tebal dan jenis sambungan! Pemilihan metrial berdasarkan pertimbangan kondisi operasi, aksessibility , berat, s$stem pen$ambungan dan bia$a! %iameter pipa pesat dipilih dengan pertimbangan keamanan, kemudahan proses pembuatan, ketersediaan material dan tingkat rugi'rugi (riction losses) seminimal mungkin! +etebalan penstock dipilih untuk menahan tekanan hidrolik dan surge pressure $ang dapat terjadi! !enstock terbuat dari baja bermutu tinggi memba-akan aliran air dari head
pond
ke
turbin
dalam
kondisi
tekan
untuk
keperluan
pembangkitan! Pemilihan diameter penstock ditentukan berdasarkan kebutuhan diameter ekonomis dan batasan aliran maksimum! !enstock PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-23
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
dilengkapi dengan thrust block beton pada kedua ujungn$a, $aitu pada head pond dan sebelum masuk ke powerhouse dan pada lintasan $ang
berbelok! !enstock dilengkapi dengan airvent , untuk mengurangi vorte% pada head pond dan menghindari kemasukan udara pada penstock ! !enstock dilindungi Beton Bertulang untuk mengurangi muat susut penstock karena perubahan temperatur! ntara turbin dan penstock
dipasang butter&y valve, agar aliran air ke arah turbin dapat ditutup rapat apabila diperlukan pera-atan turbin! Peren*anaan Pen(+&*/ 1. D%men(% P%)a Pe(a+
+ondisi Perencanaan& ' ' ' '
%ebit rancangan > 3 5!00 m9dt (2 unit turbin) Panjang penstock (L) 3 6..!00 m Tinggi terjun bruto (Hgross) 3 67!=6 m Tinggi terjun desain (Hnett) 3 6.!6 m
%iameter ekonomis pipa pesat ditentukan sebagaimana persamaan berikut, '(ordon dan !enman) & %p
3 0!:2 / >p0!5
%imana& %p
3 diameter pipa pesat (m)
>p
3 %ebit maksimum untuk satu pipa pesat (m9det)
Per-%+un$an
%iameter pipa utama& %p pokok
3 0!:2 / 5!000!5 3 6!76 m diambil 6!:0 m
%iameter pipa percabangan& %p pokok
3 0!:2 / 2!500!5 3 6!6. m diambil 6!0 m
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-24
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
ambar 7!25 Pipa Pesat (!enstock ) Teal )la+ )%)a )e(a+;
tp
P × & < V σ η ×
3
dimana& tp
3 tebal plat (mm)
H
3 tinggi terjun desain (m)
P
3 tekanan air dalam pipa pesat (kg9cm2) 3 0!6 / Hd$n
Hd$n
3 6!2 / H (m)
W
3 tegangan ijin plat 3 600 (kg9cm2)
X
3 esiensi sambungan las (0!4 untuk pengelasan dengan inspeksi /'ra$ dan 0!= untuk pengelasan biasa)
V
3 korosi plat $ang diijinkan (6' mm)
Per-%+un$an; Hd$n 3 6!2 / Hn 3 6!2 / 6.!6 3 6:!6:2 m
P
3 0!6 / Hd$n 3 0!6 / 6:!6:2 3 6!:6:2 kg9cm2 3 6:6!:2 kg9mm2
%
3 6!:0 m 3 6:00 mm
W
3 600 kg9cm2 3 60000 kg9mm2
V tp
3 2!00 mm
P × & 171.72 ×1700
3
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-25
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Menurut "echnical Standart or (ates and !enstock tebal plat minimum tidak boleh kurang dari 7 mm, dengan diameter $ang besar plat pipa penstock $ang ada di pasar adalah dengan ketebalan minimum 60 mm sehingga dalam perencanaan PLTMH Batu Bedil ini digunakan tebal plat penstock adalah 60 mm!
2 . 0
2.90 0 . 0
0 6 . 0
0 . 2
0 2 .
2.0
2.0 0.0
0 . 2
0.0
0 . 2
ambar 7!27 "ketsa Perencanaan !enstock
2. S+a%l%+a( P%)a Pe(a+ 1. K&n+r&l Te/anan ma/(%mum a/%a+ !a+er -ammer
Tekanan balik akibat tertahann$a aliran air oleh penutupan katup akan berinteraksi dengan tekanan air $ang menuju inlet valve sehingga terjadi tekanan tinggi $ang dapat merusak penstock ! +onstanta llie8i& P
α × V 3 6 2 g × H
3
Q 1 π & 2 4
(*osonyi, ++)
%imana& Y
3 kecepatan rambat gelombang tekanan (m9dtk)
H
3 tekanan hidrostatik (m)
3 kecepatan rata'rata dalam air (m9dtk)
1umus pendekatan& PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-26
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
1000
Y
3
&
1
50 + k t'
dengan harga
(*osonyi, ++)
2
k 3 0!5 untuk baja k 3 6 untuk besi tuang
Per-%+un$an;
5.00 3 2!20 m9dtk 3 3 2 A 1 × π × 1.70 4 Q
1000
Y
3
P
3
P
3
50 + 0.5 0.008 1.70
1
2
3 :2!2 m9dtk
α × V 6 2 g × H 72.23 × 2.22 3 0!5:6 6 K 2 g × 14.31
+arena P 6, maka tekanan akibat -ater hammer tidak ban$ak mempengaruhi stabilitas pipa pesat
tersebut,
sehingga tidak
diperlukan surge stank.
tau cara lain control terhadap -ater hammer Perlambatan atau percepatan aliran di pipa pesat akibat penutupan dan pembukaan mendadak katub inlet turbin menimbulkan gelombang tekanan di pipa pesat! Besarn$a gelombang tekanan berbanding lurus dengan kecepatan rambatan dari hasil gelombang tekanan dan kecepatan aliran!
To 3
2 / L a
dimana, ' To 3 periode ulang pipa pesat9Zuida $ang bergerak dari turbin ke kolam penenang dan sebalikn$a, detik ' L 3 panjang pipa pesat 3 .2 m ' a 3 kecepatan gelombang, m9det Menghitung
a,
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-27
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
6.20 a
=
6000 k% 6< K ;t 1e# & buku [ Micro Hidro Po-er "ource book Practical uide to %esign and Gmplementation in %e8eloping ountries\! dimana, 3 2,6 / 60.
+
3 modulus bulk
%
3 %iameter pipa pesat 3 6:00
; t
3 modulus o# elasticit$ o# pipe 3 2,6 / 607 3 tebal pipa pesat 3 60 mm
kg#9c mm
6.20 a
=
K
6<
6000 / 2,6 / 60. / 6!: 2,6 / 607 / 60 3 =7., m9det
+etika penutupan 8al8e tiba'tiba (suddenl$ stop) maka dihitung menggunakan Persamaan & ]v Ps 3 a dimana, Ps a
g
3 panjang gelombang tekanan maksimum (m) 3 kecepatan gelombang (m9det)
]v 3 perubahan kecepatan aliran didalam pipa berdiameter 6!: m (m9det) g maka,
3 percepatan gra8itasi (m9det2) Ps 3 =7., / 2!26 4!=6 3 64!=2 m
+etebalan pipa hasil perhitungan empiris tersebut diatas terhadap tegangan $ang terjadi9ga$a'ga$a $ang bekerja pada pipa pesat $aitu ga$a static, ga$a dinamik (-ater hammer) sebesar 64!=2 meter!
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-28
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
H ater hammer 3 64!=2 m
Muka air Penstock
H static 3 67!=6 m
ambar 7!2: Pipa Pesat 1umus & P3 n/t/L dimana & 3 s < dimana, P 3 tegangan $ang bekerja di pipa pesat (kg9cm2) 3 ga$a $ang bekerja terhadap pipa pesat (ton) s 3 ga$a static head 3 H static / B air 3 67!=6 ton h 3 -ater hammer 3 H -ater hammer / B air 3 64!=2 ton n 3 jumlah dinding pipa pesat $ang menahan (kiri dan kanan) 3 2 t 3 tebal pipa pesat (6 cm) L 3 panjang pipa pesat $ang menahan (600 cm) 3 67!=6 ton < 64!=2 ton 3 260!7. ton 260!7. P3 2 / 6 / 600 3 6!052 ton9cm2 P 3 605!2 kg9cm2 PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-29
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
+ekuatan $ang bekerja pada pipa pesat adalah 476 kg9cm2 dengan tebal pipa pesat 60 mm, ^ baja tebal 60 mm sebesar 6700 kg9cm2! adi tegangan $ang bekerja pada pipa pesat lebih kecil dari kekuatan sigma baja $ang diijinkan (aman) sehingga tidak diperlukan surge tank Pipa pesat dari baja ada 2 kriteria& 6! Pipa kecil apabila & P / % 60000 kg9cm Maka pipa tidak perlu pakai sabuk9beugel 2! pabila & P / % O 60000 kg9cm Maka pipa memerlukan beugel perkuatan P
3 tekanan air
P
3
H ()n 10
kg9cm2
%imana& %
3 diameter pipa
Hd$n 3 tinggi terjun dinamis Per-%+un$an
3 6!7= kg9cm2
P
P / %3 6!7= kg9cm2 / 6:0 cm 3 2=5!7 kg9cm 60000 kg9cm +arena P% 60000 kg9cm2 , maka digunakan pipa jenis pertama $aitu pipa kecil tanpa sabuk atau beugel! 2. Te/anan l%n$/ar a/%a+ +e/anan -%'r&(+a+%/
W
3
P × R
( t' − ε )η
(kg9cm2)
%imana& P
3 Tekanan air dalam pipa pesat (kg9cm2) 3 0!6 / Hd$n 3 0!6 / (6!2H)
H
3 Tinggi terjun desain (m) 3 45 I / (ross head
1
3 Luas basah 3 0!5 (% < V)
%
3 diameter dalam pipa (m)
Tp 3 tebal plat (mm) PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-30
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
V
3 korosi plat $ang diijinkan (6' mm)
X
3 esiensi sambungan las 3 0!=5
Per-%+un$an;
1
3 0!5 (6!:0 < 0!002) 3 0!=5 m 3 =5!60 cm
W
3
1.53 × 85.10
(1.0 − 0.2 ) × 0.80
3 .05!76 kg9m2 600 kg9m2 _!! U+
6.3. Ta%lra*e "ailrace adalah saluran terbuka untuk mele-atkan air $ang keluar dari drat tube menuju ke sungai! "ailrace direncanakan berupa saluran
terbuka dengan bentuk segi empat! Perencanaan tailrace dengan memperhatikan kondisi topogra, geologi dan "ungai "esaot! "aluran pembuangan ini ber#ungsi untuk mengalirkan debit air $ang keluar dari turbin untuk kemudian di buang ke sungai! Mengingat kemungkinan adan$a perubahan $ang mendadak dari debit turbin air! ir $ang mengalir pada tailrace merupakan aliran bebas, sehingga rumus $ang digunakan adalah& > 3 A × V
×
2
×
1
3 K R 3 S 2 %imana & > 3 debit aliran 3 luas penampang basah 3 B!h (m2) 3 kecepatan (m9dt) 1 3 jari J jari hidrolis 3 9P (m) P 3 keliling basah 3 B < 2!h (m) G 3 kemiringan dasar saluran n 3 koesien kekasaran Strickler ( 3 :0) untuk beton b 3 lebar dasar saluran (m) Per-%+un$an Perhitungan dimensi saluran dijelaskan sebagai berikut& > 3 A × V 3b/h 3 60!00 / 0!.2 3 .!26 m2 P 3 b < 2h 3 60!00 < (2 / 0!.2) 3 60!=.7 m 1 3 9P 3 .!26960!=.7 3 0!40 m
×
3 K R
2 3
× S
1 2
3 :0 / 0!4029 0!006692
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-31
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
> 5!00 5!00
3 6!6=2 m9det !0 m9dt (man) 3 A × V 3 .!26 m2 / 6!6=2 m9det 3 5!00 m9det K
%irencanakan saluran tailrace dengan data teknis sebagai berikut & ' Lebar dasar saluran 3 60!00 m ' Tinggi muka air 3 0!50 m ' Tinggi saluran 3 2!00 m ' +emiringan dasar saluran 3 0!006 ' ;le8asi poros turbin 3 < 6:0!24 m ' ;le8asi M tailrace ma/! 3 < 67:!:4 m ' ;le8asi M min! 3 < 67:!64 m ' ;le8asi dasar tailrace 3 < 677!64 m ' ;le8asi bak tailrace 3 < 677!00 m
ambar 7!2: "aluran Pembuang (tailrace) 6.4 PERENCANAAN TURBIN DAN GENERAT8R
6.4.1 Peren*anaan Tur%n
Turbin air berperan untuk mengubah energi air (energ$ potensial, tekanan dan energi kinetik) menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros! Putaran poros turbin ini akan diubah oleh generator menjadi tenaga listrik! Berdasarkan prinsip kerjan$a, turbin air dibagi menjadi dua kelompok& 6! Turbin impuls (cross-&ow, pelton turgo ) PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-32
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Cntuk jenis ini tekanan pada setiap sisi sudut gerak runnern$a pada bagian turbin $ang berputar sama! Pada turbin impuls air disemprotkan ke mangkok'mangkok turbin! 2! Turbin reaksi Cntuk jenis ini, digunakan untuk berbagai keperluan dengan tinggi terjun menengah! Pada turbin reaksi baling'baling dari turbin berputar bersama'sama dengan air lalu turun ke ba-ah melalui pipa isap menuju ke saluran pembuang!
Tahapan perencanaan turbin dijelaskan sebagai berikut& 1. T%n$$% Ter
%ari data perencanaan dapat ditentukan tinggi jatuh bruto (H g) sebagai berikut& ;l8! M Headpond ;l8! M Tailrace
3 6=5!5. m 3 67=!: m
Tinggi jatuh gross (Hg) > (debit)
3 67!=6 m
3 5!00 m9detik
%ari data hidrologi dan tinggi jatuh dapat dibaca dari grak menentukan jenis turbin $ang dipakai! %ari grak tersebut didapat turbin tipr Drancis dan +aplan!
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-33
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
2. Ke-%lan$an T%n$$% Ter
Perhitungan kehilangan energi pada intake kemudian saluran hingga saluran pembuangan merupakan salah satu tahapan $ang diperlukan dalam penentuan tinggi jatuh bersih (Hnetto) maupun da$a $ang dapat dibangkitkan! Terdapat dua macam kehilangan energi pada saluran tertutup ( penstock ) , $aitu ma.or losses
dan minor losses! *ayor losses
adalah kehilangan energ$ $ang timbul akibat gesekan dengan dinding pipa! "edangkan minor losses diakibatkan oleh tumbukan dan turbulensi, misal terjadi saat mele-ati kisi'kisi (trashrack ), perubahan penampang, belokan dan lain'lain!
Ke-%lan$an ener$= a/%a+ mayor losess a. Ge(e/an '%n'%n$ penstock
he
3 % ×
L &
×
V 2 2 g
dimana&
3 koesien gesekan dinding pipa 3 0!065
%
3 diameter pipa (m) 3 6!:0 m
3 kecepatan aliran dalam pipa (m9dt) 3
2!20. m9dt PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-34
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
L
3 panjang pipa (m) 3 6.. m
g
3 percepatan gra8itasi (m9dt2) 3 4!=6m9dt2
Per-%+un$an
Q
3
he
3 % ×
A
Q
3
0.25 × π × &
L &
×
V 2 2 g
2
3
5.00 0.25 × π × 1.70
2
3 2!20. m9dt
2 3 0.015 × 144 × 2.204 3 0!65 m
1.70
2 × 9.81
Ke-%lan$an ener$% a/%a+ minor losess a. K%(%>/%(% "Trashrack # 4
t 3 Vo 2 3 K × × sin α × 2 g b
he
dimana& +
3 koesien penampang kisi, (bentuk segiempat nilai + 3
2!.2) t
3 tebal kisi 3 0!= (cm)
b
3 celah antar 2 elemen (cm)
%
3 diameter pipa (m)
3 kecepatan air dalam pipa (m9dt)
g
3 percepatan gra8itasi (m9dt2)
Y
3 "udut kemiringan trash rack
Per-%+un$an
3
Q A
3
Q 0.25 × π × &
2
3
5.00 0.25 × π × 1.70
4
he 3
3 2!20. m9dt
2
4
2 t 3 Vo 0.8 2.204 K × × × sin α 3 2.42 × × sin 45.00 3 × b 2 g 2 × 9.81 5.2 3
0!626 m .
Inlet )en(+&*/
he
3
k ×
V
2
2 g
dimana&
k 3 0!5 untuk bentuk persegi k 3 0!05 untuk bentuk lingkaran
Per-%+un$an
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-35
2
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
3
he
3
Q A
Q
3
k ×
0.25 × π × &
V
2
2
2 g
3
0.05 ×
5.00
3
0.25 × π ×1.70
2.2
2
3 2!2 m9dt
2
2 × 9.81
3 0!062 m
*. Belokan
he
3
K b ×
V 2 2 g
dimana& + b
3 koesien kehilangan tenaga karena
belokan
3 kecepatan aliran dalam pipa (m9dt)
g
3 percepatan gra8itasi (m9dt2)
Tabel 7! +oesien + b sebagai #ungsi sudut belokan Y ` + b
20N 0!05
.0N 0!6.
70N 0!7
=0N 0!:.
40N 0!4=
Per-%+un$an
Besaran sudut belokan, koesien kehilangan akibat belokan serta besarn$a
kehilangan
akibat
belokan
untuk
belokan sebagai berikut & Tabel 7!. +ehilangan energi akibat belokan ` + b he
.!54 0!05 0!062 .
5!52 0!05 0!062.
Total kehilangan energi akibat belokan& He
3 0!02.= m
'. Oulet penstock
he
3
k ×
V
2
2 g
3 0.05 ×
2.204 2 2 × 9.81
e. Losses lainnya
6I dari ross Head 3 0!67=6 m PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-36
3 0!062. m
masing'masing
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Total kehilangan energi He 3 0!65 < 0!626 < 0!062 < 0!02.= < 0!062. < 0!67=6 3 2!.=2 m 3. T%n$$% Ter
Tinggi terjun bersih adalah tinggi terjun $ang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin, $aitu pada ele8asi tinggi terjun pada M headpond dikurangi dengan ele8asi muka air
tailrace dikurangi total kehilangan
tinggi terjun! Per-%+un$an
6! ;le8asi muka air eadpond 2! ;le8asi muka air "ailrace
3 6=5!5. m 3 67=!70 m
! Tinggi terjun bruto (Hg)
3 6=5!5. J 67=!70 3 67!=6 m
.! +ehilangan tinggi (ead Losess) . Ma$or Losess
esekan dinding pipa
3 0!65 m
c. Minor Losess
+isi'+isi (Trashrack)
3 0!626 m
Gnlet Penstock
3 0!466 m
Belokan
3 0!02.= m
Uutlet Penstock
3 0!062. m
Losses lainn$a
3 0!67=6 m
Total Head Losess (He) 5! Tinggi terjun bersih (Hnett)
3 2!.=2 m 3 Hg ' He 3 67!=6 J 2!.=2 3 6.!6 m
Hg = 16.81 m PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-37
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Hnet = 14.31 m
ambar 7!24 Penentuan Tinggi atuh Bersih ( /et ead) 4. Ta-a)an Peren*anaan Tur%n
Tahapan dalam perencanaan turbin dijelaskan sebagai berikut& !. Da=a +ur%n
%a$a $ang dihasilkan turbin dapat dihitung dengan persamaan& Pt
3
Hn × Q × g × η
%ata& Hn
3 6.!6 m
>
3 5!00 m9dt
X
3 0!=5
Per-%+un$an
Pt
3 Hn × Q × g × η 3
14.31× 5.00 × 9.81× 0.85
3 547!06 katt
". Pu+aran ()e(%:/ +ur%n
+ecepatan
spesik
(Qs)
adalah
kecepatan
putar
turbin
$ang
menghasilkan da$a sebesar satuan da$a pada tinggi terjun (H netto) satu satuan panjang! Persamaan 0pord$e Wamick , 64=& Qs
3
Qs
3
2283 H n*tto
0.486
2283 H n*tto
0.486
untuk turbin +aplan ("ch-eiger and regor$) 3
2283 0.486
3 727!.64 rpm
14.31
#. Pu+aran +ur%n
Q
H n 5 4 3 +s × 1 P 2
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-38
14.31 3 626 .419 × 596 .01
5 4 1 2
3 :6.!6.: rpm
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
$. E(+%ma(% )u+aran lar% "%unway speed #
aitu perhitungan kemampuan putaran turbin! Qr9Q
3 0!7 (Qs)0!2
Qr
3 0!7 / 727!.640!2 / :6.!6.: 3 676!6::5 rpm
&. D%men(% Runner Tur%n
Cntuk penghitungan %imensi 1unner Turbine +aplan adalah dengan rumus 3 84,6 × K , ×
%
H + s
%imana & + u adalah 1atio Putaran Turbine 1umus Penghitungan + u untuk Turbine +aplan adalah + u 3 0.0252 × +s
2
3
3 0.0252 × 626.419
%iameter 1unner 3
84,6 × 1,972 ×
2
3
3 0!0252 / :=!2.4 3 6!4:2
14,31
3 6,00:5 m
626,419
'. Pen$a+uran%egulation
Peningkatan kecepatan setelah beban penuh! a! Perhitungan parameter pipa pesat •
aktu 1eZeksi (Tr) -
Tr
3 2
∑ La1
ai
3
1 (detik) + &- *w *' × t
ρ
%imana&
3 massa jenis air 3 6000 kg9m
t
3 tebal pipa 3 60!00 mm
%i
3 diameter pipa 3 6!:0 m
;p
3 1oung *odulus baja 3 2!6 / 6066 Q9m
;-
3 1oung *odulus air 3 2!0 / 604 Q9m
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-39
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Per-%+un$an 1
1
ai 3
1 &- 3 + *w *' × t
1.70 1 + 3 :.!: 2 × 109 2 × 1011 × 0.01
ρ
1000
detik -
3 2
Tr
112 3 2 × ∑ La734.37
3 0!6 detik
aktu percepatan start air (T-)
•
T-
3
Q g × Hn
-
×∑
L Am
%imana& >r
3 %ebit (m9dt)
Hr
3 Tinggi terjun (m)
m
3 Luas Penampang Pipa 3 0!25 / / d2 3 0!25 / !6. / 6!:02 3 2!2: m2
Per-%+un$an
T-
3
Q g × Hn
-
×∑
L Am
3
5.00 9.81 × 14.31
× 112.00 3 6!:7 detik 2.27
b! Peningkatan tekanan dinamik maksimum h-
3
!w !
3
1.76 0.31
3 5!:0 O 6!00
c! aktu penutupan minimal (T#) T# +c T#
3
!w ! Kc × ∆ H + 2 H
s$arat T# O Tr
3 #aktor koreksi turbin 3 !: 3
!w ! + 3 Kc × ∆ H 2 H
1.76 0.31 + 3.7 × 16.8 2 14.31
3 :!6 detik O / 0!6 3 0!4 K . Pem%l%-an T%)e Tur%n
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-40
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Pada tahap a-al, pemilihan jenis turbin dapat diperhitungkan dengan mempertimbangkan parameter'parameter khusus $ang mempengaruhi s$stem operasi turbin $aitu& 6! Tinggi jatuh e#ekti# (net head) dan debit $ang akan diman#aatkan untuk operasi turbin! 2! %a$a ( power ) $ang diinginkan berkaitan dengan head dan debit $ang tersedia! ! +ecepatan putaran turbin $ang ditransmisikan ke generator! +etiga #aktor di atas din$atakan sebagai kecepatan spesik turbin (Qs)! %ari kecepatan spesik dapat diketahui jenis turbin $ang akan digunakan! %ata'%ata& Hbruto 3 67!=6 m Hnetto 3 6.!6 m >
3 5!00 m9dt
Pt
3 547!06 katt
Qs
3 727!.64 rpm Tabel 7!5 Hubungan Turbin untuk Berbagai ariasi Head enis Turbin Pelton
ariasi Head (m) 50 H O 600
Turgo
50 H O 250
ross DloDrancis Propeller and +aplan
H O 250 60 H O 50 2 H O .0
Tabel 5!7 +ecepatan "pesik untuk Bermacam'macam Tipe Turbin enis Turbin Pelton
Qs ("pecic speed) (rpm) 62 J 0
Turgo
20 J :0
ross Dlo-
20 J =0
Drancis
=0 J .00
Propeller and +aplan
.0 J 6000
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-41
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
%engan nilai Qs 3 727!.64 rpm dan Qilai Qet Head 3 6.!6 m, maka berdasarkan tabel di atas dapat diketahui bah-a tipe turbin $ang ideal untuk digunakan pada PLTMH Batu Bedil adalah Turbin jenis Propeller atau +aplan!
ambar 7!0 ontoh Turbine Tipe +aplan Bagian'bagian utama turbin& 6! Wicked (ate, $ang menerima air dari pipa pesat dan mengarahkan aliran air ke turbin! 2! Blades , adalah Bagian dari turbine $ang berputar (1unner) ! Pipa
pelepas
air,
$ang
meneruskan
air
dari turbin
ke
pembuangan!
6.4.2 Peren*anaan Genera+&r
Pemilihan generator tergantung pada putaran generator& 6! enerator dengan kecepatan putar rendah Biasan$a berukuran besar, berat dengan esiensi rendah! 2! enerator dengan kecepatan putar tinggi Berukuran lebih kecil, lebih ringan dengan esiensi lebih kecil!
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-42
saluran
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
"ecara umum ada dua jenis generator $aitu generator sinkron dan generator induksi! Pada PLTMH Batu Bedil digunakan jenis generator sinkron! enerator ini bekerja pada kecepatan $ang berubah'ubah! Cntuk menjaga kecepatan generator tetap digunakan speed governor elektronik ! ;siensi generator sinkron umumn$a meningkat sebanding dengan kapasitasn$a, dari 75I untuk da$a 6 k sampai 40I untuk da$a 20 k! Berdasarkan karakteristik turbin $ang digunakan, maka dalam pemilihan generator perlu mempertimbangkan pen$esuaian kecepatan turbin dengan kecepatan generator!
umlah katub magnetik pada generator dihitung
dengan rumus& P
3
120 × %
+
%imana& P
3 umlah kutub magnetik generator
#
3 Drekuensi generator
Q
3 +ecepatan putar generator
+ecepatan putar generator dianggap sama dengan kecepatan putar turbin 3 :6.!6.: rpm Drekuensi generator $ang tersedia dipasaran adalah 50'70 H@, maka diambil 50 H@! "ehingga& P
3
120 × %
+
3
120 × 50 714.15
3 =!.0 3 = buah
enis $ang dipilih adalah generator sinkron dengan da$a 20 k, kecepatan putar generator :6.!6.: rpm dengan #aktor da$a 0!=! Tegangan $ang dihasilkan adalah .00 olt!
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-43
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
ambar 7!6 ontoh "pesikasi enerator
ambar 7!2 ontoh (enerator Controler 6.4.3 Da=a =an$ D%-a(%l/an PLTMH
%a$a $ang dapat dipakai diperhitungkan terhadap overall e2siensi3 Tenaga listrik $ang dapat dibangkitkan dihitung dengan rumus, P 3 X / g / > / Hn %imana & P & Besaran tenaga $ang dibangkitkan (att) X
& ;#isiensi dari turbin, generator dan trans#ormator masing' masing 0!=5 0!465 dan 0!44
g & Percepatan gra8itasi ( 4!=6 m9det2) > & %ebit rencana ( 5!00 m9det) Hn
& Tinggi jatuh neto (e#ekti8) 3 6.!6 m
Tenaga listrik $ang dapat dibangkitkan adalah & PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-44
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
P 3 X / g / > / He 3 0!=5 / 0!465 / 0!44 / 4!=6 / 5!00 / 6.!6 3 5.0!.5 katt +apasitas Terpasang Pembangkit 2 / 2:5 k (550 k) 6. GEDUNG PEMBANGKIT "POW)% HO*S)#
"ecara umum gedung pembangkit (Po-er House) merupakan bangunan $ang digunakan sebagai -adah peralatan dari Turbin dan utilitin$a! edung pembangkit terdiri dari 2 @ona Bassement ("ub "tructure9 diba-ah permukaan tanah) dan fona Bangunan di atas permukaan tanah (Cpper "tructure)! edung pembangkit didisain dengan dimensi lebar 62!5 m, panjang 20 m, dan tinggi :,5 m (di atas) dan 2 m diba-ah tanah! "edangkan bahan $ang digunakan sebagai sktuktur adalah Beton
+ 250, untuk atap
digunakan asbes bergelombang dengan kuda'kuda dari rangka baja dan pondasi setempat! Po-er house dilengkapi dengan sistem 8entilasi, sistem pen$ediaan air bersih, sistem pemadam kebakaran, dan sistem drainase! 6.6 PEKER?AAN HIDR8MEKANIKAL
Peralatan hidromekanikal PLTMH Batu Bedil terdiri dari pintu ulir, trashrack dan penstock , seperti dalam Tabel berikut& Tabel 7!= %a#tar Peralatan Hidromikanikal PLTMH Batu Bedil
N&
Ma*am Ala+
6
Pintu Pembilas
2
"rashrack
Pintu
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-45
L&/a(%
Bendung +antong lumpur Headpond #ntake eadpond eadpond
?umla-
Pen$$er a/
:
Manual
.
'
:
Manual
Ke+eran$an
Pintu Clir lebar 6!50 m Pintu Clir lebar 6!.0 m Pintu Clir lebar 6!00 m
Pintu Clir lebar 6!50 m Pintu Clir lebar 6!.0 m
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
.
Pipa pesat
5
4%pansion 5oint
Pintu Clir lebar 6!00 m %iameter 6!:0 m panjang 662!00 m
6 line 6 bi#arcation :
!enstock
6.5 PERALATAN PEMBANGKIT
Peralatan utama pembangkit pada PLTMH Batu Bedil terdiri dari turbin, generator, tra#o, switchgear , sitem kontrol dan proteksi, dan peralatan batu lainn$a $ang dilengkapi dengan peralatan operasional dan peralatan pendukung! Peralatan pendukung terdiri dari overgead travelling crane, diesel engine generating set dan alat pemadam kebakaran juga akan dipasang
di gedung PLTMH! 6.5.1 Tur%n
Tipe turbin$ang digunakan pada PLTMH Batu Bedil adalah Tipe Turbin +aplan, dengan da$a terpasang
2 / 2:5 (550) k dengan
data teknis sebagai berikut& Tipe turbin
& +aplan
umlah
& 2 unit
%ebit rencana (>) & 5!00 m9det Head Qetto (Hn)
& 6.!6 m
1ate Po-er (P)
& 547!06 katt
;siensi
& =5I
"pesik run-a$ (Qs)
& 727!.2 rpm
1ated speed (Q)
& :6.!65 rpm
1una-a$ speed (Qr)
& 6!76!6= rpm
6.5.2 Genera+&r
enerator direncanakan menggunakan generator hori@ontal tipe three-phase synchronous ! %ata teknis generator PLTMH Batu Bedil
adalah sebagai berikut& 1ated po-er
& 5.0!.5 katt
1ated 8oltage
& .00
1ated urrent
& 400
1ated speed 1una-a$ speed PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-46
& :6.!65 rpm & 6!76!6= rpm
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
DreAuenc$
& 50 H@
Po-er #actor
& 0!=
enerator disusun oleh stator, rotor, bearing, ring header dan carbon brush!
+apasitar terpasang & 2 / 2:5 (550) k
6.5.3 G&@ern&r
o8ernor direncanakan menggunakan electronic hidroulik $ang terintegrasi dengan PL! o8ernor dapat mengoperasikan turbin selama start up (speed control), parallel operation (recquency control,power control dan water level control), isolated operation
(requency control)! +ontrol over speed dengan pickup $ang langsung menggerakan solenoid untuk menutup secara emergency ! %ata teknik go8ernor adalah sebagai berikut& & 700 +g!M
Capacity
6ange o ad.ustment opening time
&2
0 second
Qormal closing 9 opening time
&2
0 second
7perating oil pressure
& 25 Mpa
!ower supply
& 220 % 220
!emanen speed drop
&0
60
6.5.4 Tra@&
%ua buah tra8o dipasang pada PLTMH Batu Bedil, data teknik sebagai berikut& 6ated power 6ated voltage
& 700 k dan 50 k & .00 9 20 + dan 20 k9 .00 k
6.5. S!%+*-$ear Switchgear 20 k $ang akan dipasang terdiri dari& a! 7utgoing !L/ to "ransmission Line '8irst !ole) b! #ncoming transormer /o3 + '9:: ;< =: k;> ?:: k;a) c! 7utgoing PLQ trans#ormer Qo! 2 (700 9 .00 600 k)
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-47
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
6. ?ARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 2 KV
aringan distribusi tegangan menengah 20 k untuk men$alurkan da$a listrik dari powerhouse ke jaringan PLQ terdekat dengan menggunakan overhead kabel sepanjang ! aringan distribusi meliputi& a3 Pemasangan tra8o untuk masing'masing powerhouse b3 Pemasangan tiang dan kabel jaringan menengah 20 k untuk Po-er
House c3 rounding disekeliling masing'masing po-er house po-er house d3 Lo- 8oltage lighting arrester termasuk bracketing, grounding dan clamping accessories! e3 "-itchgear incoming, outgoing dan metering 20 k 3 Metering! g3 Panjang jaringan distribusi adalah 750 m
7! aringan %istribusi Tegangan
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-48
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
ambar %istribusi aringan Cdara Tegangan Menengah dari lokasi PLTM Batu Bedil ke aringan eksisting PLTM "esaot $ang berjarak 750 meter!
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-49
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
ambar %istribusi aringan Cdara Tegangan Menengah 20 k 6.0SINGLE LINE DIAGRAM
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-50
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
Cntuk PLTMH Batu Bedil dengan 2 unit turbin ditampilkan dalam single line diagram di ba-ah ini &
6.1
?ALAN AKSES
PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-51
Feasibility Study PLTMH Batu Bedil – PT. Tirta Daya Rinjani
alan akses merupakan salah satu komponen pekerjaan #asilitas penting dalam suatu perencanaan pro$ek pembanguan PLTMH! 1encana jalan akses $ang menghubungkan lokasi bendung
ke jalan ra$a sepanjang
6700 m dan jalan akses $ang menghubungkan lokasi Po-er House sepanjang 600 m! alan akses ini akan dipergunakan untuk mobilisasi alat dan material konstruksi serta untuk pengangkutan peralatan hidromekanikal dan pembangkit! Perencanaan trase jalan mempertimbangkan& a! enis lalu lintas $ang akan menggunakan jalan b! +eadaan topogra daerah topogra $ang dilalui c! +ondisi daerah sekitarn$a! +riteria perencanaan trase jalan & * +lasikasi alan 3 alan dipegununguan * +ecepatan 1encana 3 0 km9jam * Lebar Perkerasan 3m * Lebar Bahu alan 3 2 / 0!5 m * Lereng Melintas Perkerasan 3 .I * Lereng Melintang Bahu 3 7I * Miring Tikungan Maksimum 3 60I * ari'jari Lengkung Minimum 3 0 m Peren*anaan al%nemen Ver+%/al Perencanaan alinemen 8ertikal jalan dengan mempertimbangkan & a! Landai maksimum $ang diijinkan b! olume galian dan timbunan agar diusahakan hampir
sama9seimbang c! Memungkinkan direncanakan s$stem drainase $ang baik untuk mengalirkan air! +riteria perencanaan alinemen 8ertikal jalan & * Landai Maksimum 3 62I * ari ' jari Minimal 3 65 m * Panjang Minimum Lengkung ertikal 3 2.0 m * arak Pandang Henti (minimum) 3 0 m * arak Pandang Men$iap (minimum) 3 =0 m Su)er Ele@a(% ?alan Qilai superele8asi untuk perencanaan jalan adalah sebagai berikut & Tabel :!6 Qilai "uperele8asi Qo 6 2
+ondisi +ondisi 1 O 70m 0 m 1 70 m
S+ru/+ur Per/era(an PT. Nusantara Rekayasa Cipta VI-52
Q (I) 2 5 7