Transcript
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Kerja Praktek
Untuk mengisi pembangunan bangsa diperlukan Sumber Daya Manusia
(SDM) yang handal dan berkualitas. Sebagai salah satu perguruan tinggi , Institut
Teknologi Medan (ITM) berusaha memberikan sumbangan di dalam usaha untuk
mempersiapkan mahasiswanya menjadi SDM yang siap untuk menghadapi era
globalisasi dan tantangan yang semakin berat dimasa depan.
Di dalam lembaga pendidikan yang merupakan tempat untuk menempah
SDM, yang pada umumnya pendidikan yang diberikan lebih memfokuskan
kepada pengetahuan yang bersifat teoritis. Pendidikan dan pengetahuan yang
hanya bersifat teoritis dirasakan sangat kurang sekali, walaupun ada simulasi
seperti praktikum, tetapi masih saja dirasakan pengetahuan teoritis prinsipil yang
dimiliki oleh mahasiswa belum dapat teraplikasi secara nyata.
Karena itu harus ada wadah yang cukup memadai bagi mahasiswa untuk
mengaplikasikan pengetahuan teoritis yang dimilikinya secara nyata. Untuk itu
diperlukan kerjasama antara lembaga pendidikan dengan dunia industri agar dapat
memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk melakukan kerja praktek ini di
industri yang bersangkutan.
1
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
1.2. Tujuan Kerja Praktek
Tujuan Kerja Praktek lapangan merupakan salah satu upaya efektif yang
menjembatani antara dunia kampus yang teoritis dengan dunia industri yang
bersifat praktis serta untuk menjalin hubungan antara universitas dan industri.
Dengan kerja praktek ini diharapkan dapat membina kemampuan dan
keterampilan mahasiswa secara optimal. Kerja praktek ini merupakan bagian yang
paling relevan dengan jurusan studi mahasiswa, maka diharapkan mahasiswa
dapat lebih mencurahkan perhatian serta pikirannya pada bidang ini dengan
sungguh-sungguh membuat perbandingan relevansi maupun aplikasi dari
pelajaran yang telah didapatkan di bangku kuliah sehingga dapat memiliki
pemahaman yang baik sesuai dengan perkembangan jaman dan tidak canggung
menghadapi teknologi yang ada di dunia industri serta mengembangkannya
meskipun tahap pengembangan ini adalah dalam bentuk studi.
Disamping itu mahasiswa diharapkan mampu mengevaluasi dan
membenahi kemampuan praktikalnya yang kelak dapat diterapkan setelah
menyelesaikan pendidikan perguruan tinggi, yang akan memberikan peluang
kepada mereka untuk menjadi sumber daya manusia yang dapat diandalkan bagi
pembangunan nasional. Dengan demikian setelah mahasiswa menyelesaikan
studi kuliahnya dapat menjadi sarjana yang siap pakai seperti yang diharapkan,
terutama dalam menyiapkan Sumber Daya Manusia (SDM) yang berpotensi.
1.3. Batasan Masalah
Dalam industri pembangkit listrik yang terdapat di PT. PLN (Persero)
Pembangkitan Sumatra Bagian Utara Sektor Pembangkit Belawan terdapat objek
2
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
kerja yang banyak dan luas. Oleh karna itu batasan masalah diperlukan agar
mahasiswa lebih fokus pada bidang yang dimiliki yaitu bidang Teknik Mesin.
Maka dalam kerja peraktek ini mahasiswa difokuskan pada Pembangkit Listrik
Tenaga Gas Uap (PLTGU). Dalam hal ini mahasiswa dibimbing dan dilibatkan
dalam mempelajari sistem oprasi dan pemeliharaan pada Gas Turbin (GT) dan
Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
1.4. Waktu dan tempat Kerja Praktek
Kerja Praktek ini penulis laksanakan mulai tanggal 07 Januari 2011
sampai dengan 06 Februari 2011 di PT. PLN ( PERSERO) PEMBANGKITAN
SUMATERA BAGIAN UTARA (KITSBU) SEKTOR BELAWAN.
I.5. Ruang Lingkup Kerja Praktek.
Mengingat bahwa tidak semua bidang dapat dipelajari serta keterbatasan
waktu dan kemampuan, maka kerja praktek ini lebih memfokuskan pada unit
Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU) Sicanang, Belawan dan sistem
proteksi pada generator GT 11 dan GT 12.
I.6. Manfaat Kerja Praktek.
a. Bagi Mahasiswa.
Dapat memahami berbagai sistem kerja yang ada pada
perusahaan/industri.
3
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Dapat membandingkan, menerapkan serta dapat
mengembangkan ilmu yang diperoleh selama kuliah
dengan kerja lapangan.
Menambah wawasan dan pengetahuan untuk
mempersiapkan diri baik secara teoritis maupun praktis.
b. Bagi Perguruan Tinggi.
Mempererat kerjasama antara perusahaan dengan Institut
Teknologi Medan, khususnya jurusan Teknik Mesin.
c. Bagi Perusahaan
Merupakan bahan masukan/usulan dalam meningkatkan
perbaikan sistem yang ada pada perusahaan.
Mengetahui keadaan perusahaan dari sudut pandang dunia
akademis.
Memudahkan perusahaan dalam mencari sumber daya
manusia yang profesional.
1.7. Metode Pelaksanaan Kerja Praktek
Kerja Praktek ini dilaksanakan di PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan
Belawan.
Kerja Praktek ini dilaksanakan dalam dua metode yang lazim digunakan,
yaitu :
4
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
1. Metode Diskusi
Metode ini dilaksanakan dengan diskusi antara mahasiswa dalam satu grup
kerja praktek yang dilaksanakan dalam bentuk tanya jawab, penjelasan secara
garis besar tentang sistem industri dan peralatan yang digunakan.
2. Metode Praktek Lapangan
Metode ini merupakan pengamatan secara langsung di lapangan tentang cara
kerja sistem HRSG (Heat Recovery Steam Generator) Gas Turbin (GT).
I.8. Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan penulisan laporan Kerja Praktek ini penulis membuat
sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang penulisan, tujuan kerja
praktek, batasan masalah,waktu dan tempat kerja praktek, ruang
lingkup kerja praktek, manfaat kerja praktek, metode yang
digunakan dalam pelaksanaan dan penulisan laporan kerja praktek,
serta sistematika penulisan laporan kerja praktek.
BAB II : TINJAUAN UMUM PT. PLN (PERSERO)PEMBANGKITAN
SEKTOR BELAWAN
Bab ini akan membicarakan tentang sejarah berdirinya PT. PLN
(PERSERO) PEMBANGKITAN SEKTOR BELAWAN, lokasi
perusahaan, struktur organisasi perusahaan.
BAB III : PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS UAP (COMBINE
CYCLE)
5
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Bab ini akan membahas gambaran secara teknis Pembangkit Listrik
Tenaga Gas Uap, bagian – bagian pembangkit seperi Gas Turbin
(GT) dan HRSG (Heat Recovery Stean Generator).
BAB IV : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan dan saran selama melaksanakan kerja
praktek.
6
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
BAB II
TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
2.1 Sejarah Singkat PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Belawan
PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Belawan merupakan Unit
Pembangkitan terbesar diluar Pulau Jawa. PT. PLN (Persero) Sektor
Pembangkitan Belawan terletak di dalam sebuah pulau yang bernama Pulau Naga
Putri dengan luas wilayah 47 hektar, di desa P. Sicanang, Kecamatan Medan
Belawan, 24 KM sebelah Utara Kota Medan, dekat dengan pesisir pantai dan
Pelabuhan Belawan.
Berdiri pada tahun 1983 dan mulai berproduksi pada tahun 1984 dengan
kapasitas awal 130 MW. Saat ini sudah berkembang menjadi± 1.156,3 MW yang
terdiri dari 4 unit PLTU , 2 blok PLTGU dan 1 unit PLTG.
PLTU ini dibangun oleh PLN Proyek Induk Pembangkit dan Jaringan
Sumatera Utara dengan kontraktor ENERGOINVEST dari Yugoslavia. Pada awal
diadakan studi untuk menentukan PLTU yang akan dibangun, penelitian diadakan
diantaranya pada Pulau Sicanang, Kampung Belawan II, Kampung Belawan III
dan Muara Sungai II serta Pulau Naga Putri.
Berdasarkan hasil penelitian, maka dipilihlah Pulau Sicanang (± 24 km dari
kota Medan) sebagai tempat berdirinya PT. PLN (Persero) KITSBU Sektor
Pembangkitan Belawan. Adapun jenis pembangkitan, kapasitas dan jumlah unit di
Sektor Belawan dapat dilihat pada Tabel 2.1 sebagai berikut:
7
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Tabel 2.1 Unit Pembangkit Sektor Belawan [1]
Jenis
Pembangkit
Jumlah
(Unit)
Kapasitas Terpasang
(MW)
1
2
3
PLTU
PLTGU
PLTG
4
6
1
260
776,3
120
1.156,3Total
PLTU unit 1 mulai beroperasi pada tanggal 30 Mei 1984 dan paralel dengan
sistem Medan, dan kemudian disusul dengan PLTU unit 2 yang mulai beroperasi
pada tanggal 14 November 1984. Kemudian disusul dengan pembangunan PLTU
Unit 3 dan PLTU Unit 4, kemudian disusul dengan pembangunan Unit PLTGU.
Pada tahap pertama dilakukan pembangunan pembangkit PLTGU Blok I
yang terdiri dari 2 pembangkit gas turbin (GT 11 dan GT 12) dan satu pembangkit
tenaga uap (ST 10). Pembangkit ini dinyatakan berhasil dikombinasikan dan
mulai beroperasi tanggal 5 November 1993.
Sementara pembangunan PLTGU Blok II yang terdiri dari dua unit instalasi
tenaga gas turbin (GT 21 dan GT 22) dan satu unit instalasi tenaga uap (ST 20)
mulai dilaksanakan pada pertengahan tahun 1994. Pada tanggal 11 Oktober 1994,
PLTG unit 21 (GT 21) mulai dioperasikan dalam siklus terbuka (open cycle) dan
kemudian tanggal 8 Desember 1994 PLTG unit 22 (GT 22) mulai dioperasikan.
Sementara pembangunan terus dilakukan untuk instalasi tenaga uap (ST 20).
Pembangkit tenaga kombinasi PLTG Blok II dinyatakan bekerja dalam siklus
tertutup (close cycle) mulai tanggal 8 Agustus 1995.
8
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Sementara itu juga pembangunan PLTG lot 3 dilakukan pada bulan maret
2008 dan mulai beroprasi pada bulan februari 2010, dengan menggunakan bahan
bakar HSD dan daya terpasang 120 MW.
Motto :
Listrik untuk kehidupan yang lebih baik (electricity for a better life)
Berikut adalah gambar sisi depan kantor PT. PLN (Persero) Sektor Belawan.
Gambar 2.1. Gedung PLN Sektor Pembangkitan Belawan
2.2 Struktur Organisasi Perusahaan
9
Supv. K3
Supv. Sarana Pembangkit PLTGU
Asisten ManajerPemeliharaan PLTU
AMU/AMP Manajemen Pengendalian Kontrak
AMU/AMPManajemen Bahan Bakar
AMU/AMP Manajemen Perbekalan
Manajer Sektor
Supv. Pengusahaan Kit
Supv. Har Turbin Gas & HRSG PLTGU
Supv. Har Turbin & Alat Bantu PLTGU
Supv. Har Listrik PLTGU
Supv. Har Boiler & Alat Bantu PLTU
Supv. Har Turbin Uap& Alat Bantu PLTU
Supv. Har Listrik PLTU
Supv. Har I&C PLTU
Supv. Sekre & Umum
Supv. Kepeg & Diklat
Supv. Angg & Keu
Supv. Akuntansi
AMU/AMP Manajemen Resiko
Ahli Muda Utama /Ahli Muda Pratama
Supv. Logistik
Asisten Manajer SDM & KEU
Asisten ManajerOperasi
Asisten ManajerEnjinering
Supv. Ops PLTU
Supv. Ops PLTGU
Supv. Operasi PLTU Shift A,B,C,D*)
Supv. OperasiPLTGU ShiftA,B,C,D*)
Supv. Har Bengkel & Sarana Pembangkit
PLTU
Asisten ManajerPemeliharaan PLTGU
Supv. Har I&C PLTGU
Supv. Pemeliharaan PLTG
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Struktur organisasi perusahaan merupakan hal yang sangat penting dimana
dengan struktur organisasi yang baik akan membuat pembagian tugas yang jelas
dan aktivitas kerjasama yang baik serta semangat kerja yang lebih tinggi sehingga
tercapailah mekanisme prosedur kerja yang effisien dan efektif.
Adapun struktur organisasi PT. PLN (Persero) KITSBU Sektor Belawan
adalah seperti terdapat di bawah ini
STRUKTUR ORGANISASI PRUSAHAAN
2.3 Pembagian Tugas dan Wewenang
a. Direktur
10
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Direktur bertugas dalam pembuatan laporan dan kebijaksanaan kepada
divisi berdasarkan kebijakan dewan direksi dalam mencapai tujuan perusahaan
yang tercantum dalam Anggaran Dasar Pendiri Perusahaan, melaksanakan
pengawasan terhadap General Manager, koordinasi pada divisi yang dipimpinnya
dan menetapkan struktur organisasi dalam divisi.
Direktur juga memiliki wewenang antara lain pemberian persetujuan sesuai
dengan peraturan perusahaan ataupun kewenangannya, membuat keputusan dalam
pelaksanaan dan pengawasan seluruh kegiatan dalam divisinya,
merekomendasikan pergantian General Manager atau Senior Manager kepada
Direktur Utama, Dewan Direksi, Komisaris/Pemegang Saham, membuat laporan
berkala dan sesuai dengan yang ditetapkan kepada Direktur Utama.
b. Manager
Jabatan ini merupakan kepala bagian disetiap seksi, tugas dan tanggung
jawabnya adalah mengawasi serta bertindak dalam pelaksanaan setiap tugas yang
dilaksanakan dalam setiap seksi masing-masing.
c. Ahli Madya / Ahli Muda
Posisi ini merupakan wakil dari Manager yang berfungsi dan bertanggung
jawab untuk membantu Manager dalam melaksanakan tugas manager dan
bertanggung jawab kepada Manager.
d. Asisten Manager
Asisten Manager ini bertugas membantu Manager dan Ahli Madya. Dalam
PLN ada 5 Asisten Manager yaitu yang membawahi bidangnya masing-masing,
meliputi :
11
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
1. Engineering: meliputi perencanaan, evaluasi operasi dan
pemeliharaan juga meliputi lingkungan dan teknologi informasi serta
keselamatan kelistrikan.
2. Operasi: meliputi pengoperasian pembangkit yang ada di PLN
Sicanang yaitu PLTU, PLTG dan PLTGU.
3. Pemeliharaan PLTU: meliputi pemeliharaan boiler, pemeliharaan
turbin uap, pemeliharaan listrik,pemeliharaan I & C, bengkel dan
sarana pembangkit PLTU.
4. Pemeliharaan PLTGU: meliputi pemeliharaan Turbin Gas dan HRSG,
pemeliharaan turbin dan alat bantu, pemeliharaan listrik,
pemeliharaan I & C, pemeliharaan PLTG, dan sarana pembangkit
PLTGU.
5. SDM dan Administrasi: meliputi sekretariat dan umum, kepegawaian
dan diklat, anggaran dan keuangan, akuntansi, serta logistik,K3.
e. Supervisor
Bagian ini merupakan pelaksana dalam kegiatan operasi perusahaan
dan bertanggung jawab kepada Manager.
f. Operator
Operator ini merupakan pelaksana harian kegiatan operasi perusahaan di
lapangan baik kegiatan dalam perusahaan maupun luar perusahaan yang
berhubungan dengan kegiatan dan kepentingan perusahaan.
2.4 Tata Letak Perusahaan
Organisasi PT. PLN (Persero) KITSBU Sektor Belawan berlokasi di sebuah
pulau yang bernama Nagaputri di Belawan. Tempatnya dikelilingi oleh laut dan
12
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
dihubungkan oleh sebuah jembatan. Lokasi ini dipilih karena pertimbangan
sebagai berikut :
1. Uap yang dihasilkan boiler diperoleh dari air sumur (deepwell)
disekitarnya yang diubah terlebih dahulu menjadi air demin (air yang
telah mengalami treatment sehingga dihasilkan air murni).
2. Mudah mendapatkan air untuk sistem pendingin.
3. Jauh dari pemukiman penduduk.
4. Memudahkan kapal laut yang membawa bahan bakar pembangkit.
Berikut adalah gambar layout PLN Sektor Belawan yang berada di Pulau Naga
Putri.
13
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Gambar 2.2 Peta Lokasi PT. PLN Belawan.
BAB III
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS-UAP
(COMBINED CYCLE)
3.1 Umum
Instalasi PLTGU adalah merupakan salah satu jenis pusat listrik termal
yang dioperasikan oleh PLN, selain PLTU dan PLTG. Unit ini terdiri dari dua
bagian utama yaitu PLTG dan PLTU yang saling berkaitan. Dasar utama
dipasangnya unit PLTGU adalah pemanfaatan gas buang dari PLTG yaang
bersuhu (49-560) 0C.
Dengan pemanfaatan gas buang ini efisiensi menjadi semakin besar, sebab
kehilangan energi yang terbawa oleh gas bebas dapat digunakan untuk pemanasan
air. Keuntungan lain dari pembangunan PLTG adalah kemudahan dalam
pembangunan dan pengoperasian, serta pemasangan yang relatif cepat.
14
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Sedangkan kelemahan dari PLTG adalah biaya operasi yang tinggi untuk setiap
kWh yang dihasilkan. Suhu dari gas buang PLTG yaitu (49-560) 0C dapat
dimanfaatkan untuk PLTU dengan peralatan Heat Recovery Steam Generator.
Diagram skema PLTGU dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Dengan adanya Combined Cycle Power Plant maka dapat dicapai efisiensi
yang tinggi dari suatu instalasi pembangkit tenaga listrik.
Gambar 3.1 Diagram Skema PLTGU
15
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
3.1.2 Blok Diagram PLTGU
PLTGU pada dasarnya adalah gabungan antara komponen peralatan PLTU
dan PLTG. PLTGU dapat digunakan sebagai pemikul beban besar maupun
sebagai pemikul beban puncak. Tipikal dari PLTGU pada umumnya dapat dilihat
pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Blok Diagram PLTGU Sicanang Belawa
Nomor Keterangan
1 dan 12 Generator
2 Kompressor
3 Turbin gas
16
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
4 Ruang bakar
5 By pass stack
6 Stack
7 Heat Recovery Steam Generator
8 Turbin tekanan tinggi
9 Turbin tekanan rendah
10 Kondenser
11 Pompa boiler (boiler feed pump)
Tabel 3.1 Komponen diagram PLTGU Sicanang Belawan
Pembangkit siklus ganda merupakan gabungan turbin gas dan turbin uap
yang beroperasi atas dasar Siklus Bryton dan Siklus Rankine. Kompressor
menekan udara dari udara luar sampai mencapai tekanan 12-16 atm. Kemudian
udara yang ditekan tersebut dipanaskan dalam ruang bakar tersebut serta
mengekspansikan gas panas tersebut ke sudu-sudu turbin. Sehingga turbin
tersebut akan menggerakkan kompresor dan generator listrik yang seporos.
Untuk meningkatkan efisiensi, maka gas panas hasil pembuangan dapat
dimanfaatkan untuk pembangkit siklus ganda, dimana uap (steam) yang
dihasilkan dari HRSG dimanfaatkan sebagai daya pemutar turbin uap. Prinsip
kerja pembangkit siklus ganda adalah sebagai berikut:
Udara masuk melalui saluran udara yang didalamnya terdapat filter-filter
udara, kemudian udara tersebut ditekan di kompresor udara. Dari kompressor
udara dimasukkan kedalam ruang bakar (4) dan dibakar sehingga mengembang
17
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
kemudian keluar menuju sudu-sudu turbin yang mengakibatkan berputarnya sudu-
sudu turbin tersebut. Selanjutnya gas panas hasil buangan turbin gas (3)
digunakan sebagai pemanas HRSG (7) sebelum dibuang ke udara bebas.
Penggerak turbin pada siklus turbin uap adalah uap kering yang dihasilkan
dari HRSG. Uap buang dari turbin diubah menjadi air dengan menggunakan
kondenser dan hasilnya dipompa langsung ke dearator. Gas-gas yang tidak
terkondensasi ditampung oleh dearator. Air yang berupa cairan dari dearator
dialirkan oleh pompa (11) ke economizer sehingga mencapai temperatur
mendidihnya, kemudian dialirkan ke evaporator sampai menguap. Keadaan air di
evaporator terdiri dari dua fasa cairan dan fasa uap. Untuk memisahkan kedua
fasa tersebut aliran dimasukkan kedalam steam drum serta yang berupa cairan
dikembalikan ke evaporator, kemudian yang berupa uap diteruskan ke
superheater sehingga diperoleh uap kering bersuhu tinggi yang siap digunakan
sebagai penggerak turbin uap (8 & 9).
3.1.3 Sistem-sistem Yang Terdapat pada PLTGU
a.Sistem Pembakaran
Pada sistem pembakaran peralatan yang mendukung terjadinya
pembakaran terdiri dari tangki persediaan bahan bakar, pompa bahan bakar dan
ruang bakar. Pompa yang biasanya digunakan adalah jenis pompa roda gigi.
Pompa roda gigi banyak digunakan karena memiliki kemampuan kerja yang jauh
lebih baik dari pompa yang lain, disamping mudah dalam pemeliharaannya
sehingga tidak memerlukan banyak biaya dalam penggunaannya.
Bahan bakar dialirkan oleh pompa penguat dan disaring, kemudian sarinya
dialirkan melalui katup pembagi dan masuk ke saringan tekanan rendah, untuk
18
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
menyaring zat-zat asing yang terdapat bahan bakar tersebut. Dari saringan tekanan
rendah dialirkan melalui katup valve, dari katup valve kemudian bahan bakar
tersebut dialirkan menuju ruang bakar melalui pompa utama bahan bakar.
Didalam ruang bakar tersebut bahan bakar dan udara pembakaran yang
mempunyai tekanan tinggi yang dihasilkan oleh kompresor bereaksi dengan
bantuan alat penyala, maka terjadi proses pembakaran. Pembakaran ini
menghasilkan sejumlah energi gas panas yang selanjutnya dipergunakan untuk
memutar turbin gas. Gas bekas yang telah dipergunakan oleh turbin gas tersebut,
selanjutnya dialirkan ke sistem HRSG.
Pada pemakaian bahan bakar dalam jumlah yang besar, dipergunakan alat
bantu yang disebut pompa penguat (boster pump) untuk membantu pompa utama.
Jenis pompa penguat yang digunakan adalah pompa Centoipyal.
b.Sistem Air Pendingin
Energi yang telah dipergunakan oleh turbin uap yang dihasilkan dari
HRSG mengalami penurunan tekanan maupun temperatur. Untuk mengubah uap
itu menjadi air dan bisa berfungsi kembali maka diperlukan pendinginan yang
terletak pada kondensor. Sebagai media pendingin dapat dipergunakan :
- Air sungai/air laut yang mengalir melalui kondensor. Ini adalah salah
satu sistem yang sederhana untuk sistem penyediaan air pendingin.
Temperatur air pendingin harus lebih rendah atau sama dengan
temperatur udara luar.
19
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
- Sistem pendinginan secara alami dengan melalui pendinginan kontak
langsung yaitu dengan memakai cooling tower.
- Sistem pendinginan dengan menggunakan aliran paksa dengan udara
kering.
c.Sistem air pengisi
- Sistem air pengisi dengan tekanan tunggal
Air pengisi diperoleh dari proses pemurnian air. Kemudian dialirkan
menuju Heat Recovery Boiler dengan menggunakan pompa air pengisi. Pompa air
pengisi ada yang menggunakan lebih dari satu tingkat tekanan (low pressure feed
water pump dan high pressure feed pump).
Pompa air pengisi bertekanan rendah memompa air ke bagian evaporator
sedangkan pompa air bertekanan tinggi memompa air ke bagian economizer. Air
yang dipompakan tersebut ada yang melalui pemanasan awal pada heat recovery
boiler lalu masuk ke drum, dan ada juga yang masuk ke drum sebelum dipanaskan
pada heat recovery boiler. Dari drum selanjutnya air disirkulasikan lagi dengan
circulating pump lalu dipanaskan dengan heat recovery boiler dan dari sinilah
uap dihasilkan dan ditampung kembali didalam tersebut. Drum yang
dipergunakan juga ada yang satu buah drum dan ada yang dua buah drum (low
pressure drum dan high pressure drum). Uap dari low pressure drum
dipergunakan sebagai sistem pemanas air sebagai sistem pemanas air, sedangkan
uap dari high pressure drum selanjutnya dipanaskan kembali sehingga
menghasilkan uap superheater yang pada akhirnya uap ini yang dipergunakan
oleh turbin. Diagram aliran air dapat dilihat pada Gambar 3.3.
20
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Gambar 3.3 Diagram Aliran Air pada PLTGU
- Sistem air pengisi tekanan ganda
Untuk sistem air pengisi dengan tekanan ganda dilengkapi oleh dua
economizer dan dua evaporator dengan tingkat tekanan yang berbeda. Untuk
sistem tekanan rendah dihasilkan oleh LP-economizer, LP-evaporator dan LP-
drum. Uap dari LP-drum masuk ke turbin LP di tingkat akhir HP.
d.Sistem Pelumasan
Pada dasarnya rotor disangga oleh bantalan berbentuk silinder. Setiap
bantalan terdiri dari dua bagian yang terpisah secara horizontal. Bagian
permukaan yang kontak dengan rotor dilapisi dengan metal/logam putih, tetapi
secara umum bantalan-bantalan tersebut permukaannya dilapisi logam putih.
Untuk memperkecil gesekan, bantalan-bantalan tersebut disuplai dengan minyak
21
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
pelumas. Saluran minyak peluumas masuk pada masing-masing sisi bantalan
bagian bawah dan tekanan suplai pelumas umumnya antara 1,0 dan 2,0 bar g.
3.2. Turbin gas.
Turbin adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energy dari aliran
fluida. Turbin tersederhana memiliki satu bagian yang bergerak, “rotor-
blade”.fluida yang bergerak bekerja kepada baling –baling untuk memutar
mereka dan menyalurkan energy ke rotor.
Sejara turbin gas:
Turbin gas banyak digunakan pada pembangkit tenaga listrik, dimana pada
penggunaannya dapat bekerja secara sendiri atau dapat digabungkan dengan
turbin uap temperature tinggi. Pada pembangkit ini gas buang pada turbin gas
dapatdimanfaatkan untuk sumber panas dari turbin uap. Turbin gas pertama kali
sukses beroprasi pada tahun 1039 di swiss. Awal dibangunnya turbin gas adalah
pada tahun 1940. Bahkan pada tahun 1950 masih dihasilkan efisiensi siklus 17%.
Hal ini disebabkan karena kemampuan kompresor masih renda dan rendahnya
temperature masuk turbin. Pertama kali dibangun utility listrik dengan
menggunakan turbin gas pada tahun 1949 di Oklahoma. Sekarang randemen
turbin sudah dapat mencapai 33% dengan temperature di ruang bakar dan sebelum
rangkaian sudu jalan pertama untuk turbin penggerak pesawat terbang adalah
1200℃ dan untuk turbin yang dipakai di industry temperaturnya 950℃ .
Turbin merubah energi panas yang di kandung dalam gas hasil pembakaran
menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran. Energy mekanik dari turbin
digunakan untuk memutar kompresor dan memikul bebean generator. Perubahan
energy terjadi ketika gas panas melewati sudu diam dan Pada saat mendorong
sudu gerak, tekanan dan kecepatan gas turun. Turbin gas terdiri dari 2 bagian
utama, yaitu casing dan rotor.
Bagian bagian turbin direncanakan harus mampu menahan tegangan akibat
putaran dan aliran gas temperatur tinggi. Dengan kondisi kerja seperti itu
memerlukan pemeliharaan jenis material yang cermat dan teknik pembuatan yang
presisi.
22
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Kerugian kerugian yang terjadi didalam kompresor, yaitu kerugian bentuk sudu,
kerugian clearance, dan kerugian gesekan juga terjadi pada turbin. Ketiga
kerugian ini menjadi lebih besar karena pengaruh temperatur yang tinggi.
Adapun spesifikasi dari Turbin Combined Cycle power plant (CCPP) yang
digunakan dapat dilihat pada table 3.2. dan kontruksi turbin dapat dilihat pada
gambar 3.4 dan gambar 3.5.
EquipmentCombined Cycle Power Plant Blok-1
Gas Turbine Unit 1.1 &1 .2
Type
Manufacture
Rated speed
Blade Stages
Oil Burn Capacity
Gas Burn Capacity
Inlet Gas temp.
Outlet Gas Temp.
Outlet Gas Enthalpy
Compressioan Ratio
Compressor Stages
Inlet Air Temp.
Inlet Air Pressure
Outlet Air Temp.
V94.2
Siemens KWU
3000 rpm
4
37 kL/Hr ; 43kL/Hr
1,13 MMSCFH ; 1,18 MMSCFH
970 °C ; 1004 °C
527 °C ; 560 °C
570 kJ/kg ; 612 kJ/kg
9,47 ; 10,04
16
30 °C
9,88 bar ; 10,5 bar
335 °C
23
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Table 3.2. spesifikasi data turbinCCPP
Gambar 3.4 Pandangan samping dari Turbin gas
Gambar 3.5 Pandangan atas Turbin Gas
24
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
3.2.1. Dasar-dasar turbin gas
Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan atau cenderung merubah keadaan,
dari diam menjadi bergerak atau bergerak menjadi diam. Sesuai dengan hukum
newton, benda jika diberi gaya akan dipercepat sebanding dengan besarnya gaya
tersebut.
Usaha dilakukan apabila suatu gaya menggerakan suatu benda. Usaha atau kerja
adalah hasil perkalian antara gaya dengan jarak. Suatu benda dikatakan telah
melakukan kerja jika pada benda tersebut dikenai gaya sehingga berpinda
tempat.
Besarnya kerja yang dilakukan oleh gaya tersebut terhadap benda adalah
sebanding dengan besarnya gaya yang diberikan kepada benda tersebut. Suatu
system melakukan kerja bila ada penyimpangan batas dari system terhadap gaya
luar. Bila penyimpangan jarak searah dengan gaya, maka kerja adalah negative.
Sebaliknya penyimpangan jarak berlawana arah dengan gaya, maka kerja adalah
positif.
3.2.2 Prinsip Kerja Turbin Gas
Udara atmosfer masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara
(inlet). Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara
tersebut, sehingga temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara bertekanan
ini masuk kedalam 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. Gas hasil
pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel 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). Secara umum
proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai berikut:
25
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
a. Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan.
b. Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar
dengan udara kemudian di bakar menghasilkan hot gas dengan temp 1100
℃.
c. Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran dialirkan melalui mixing
casing ke turbine dan diubah menjadi energy gerak, untuk menggerakan
generator.
d. Pembuangan gas (exhaust) dikeluarkan lewat exhaust difussor melalui
bypass stage ataupun HRSG.
Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi
kerugiankerugian 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:
- Adanya jarak antara sudu diam dan sudu gerak yang
memungkinkan losses kompresi dan untuk pendingin sudu
stage 1 dan 2 rotor dan stage 1 dan 2 stator.
- Adanya pembakaran yang tidak sempurna disebabkan oleh
kegagalan pada burner nozzle ( bahan bakar gas atau solar)
- Berubahnya nilai Cp dari fluida kerja akibat terjadinya
perubahan temperature udara luar ( ambient temperature).
- Adanya mechanical loss,terjadi pada bearing atau ketidak
sejajaran kopling.
3.2.3. Klasifikasi Turbin Gas
Turbin gas bekerja (berputar) karena mendapat energy panas berupa gas
panas hasil pembakaran bahan bakar, mesin turbin gas merupakan mesin
pembakaran dalam yang kontinyu. Proses pembakaran berlangsung secara terus
menerus dan terjadi pada tekanan tetap. Mesin turbin gas sering juga disebut
dengan “combustion turbin”
26
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Turbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya, kontruksi poros dan
lainnya. Menurut siklusnya turbin gas terdiri dari:
a. Turbin gas siklus tertutup (Close cycle)
b. Turbin gas siklus terbuka (Open cycle)
Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada
turbin gas siklus terbuka, akhir ekspansi fluida kerjanya langsung dibuang ke
udara atmosfir, sedangkan untuk siklus tertutup akhir ekspansi fluida kerjanya
didinginkan untuk kembali ke dalam proses awal.
Dalam industri turbin gas umumnya diklasifikasikan dalam dua jenis yaitu :
- Turbin Gas Poros Tunggal (Single Shaft)
Turbin jenis ini digunakan untuk menggerakkan generator
listrik yang menghasilkan energi listrik untuk keperluan
proses di industry dan perumahan.
- Turbin Gas Poros Ganda (DoubleShaft)
Turbin jenis ini merupakan turbin gas yang terdiri dari turbin
bertekanan tinggi dan turbin bertekanan rendah, dimana turbin
gas ini digunakan untuk menggerakkan beban yang berubah
seperti kompresor pada unit proses.
Penggunaan turbin gas sebagai penggerak mula memiliki keuntungan
dibanding dengan penggerak mula lain, diantaranya adalah :
- Ukuran spesifikasinya relatif kecil dan dibuat dalam bentuk
paket yang kompak dan sederhana.
- Biaya pemasangan/pembangunannya cepat dan simpel, karena
pemasangan bagian-bagian dilakukan di pabrik.
- Dapat dijalankan (start) dengan cepat.
- Dapat dipasang di area yang tidak terlalu luas.
27
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
- Dapat dikambinasiakan dengan HRSG sehingga menjadi
siklus kombinasi untuk mendapatkan rendemen total yang
lebih baik.
Sementara kerugian-kerugian matrial turbin gas adalah :
- Rendemen totalnya rendah, karena besarnya panas (kalor)
yang terbuang bersama gas buang
- Umur mesin relatif pendek, karena bekerja pada temperature
yang tinggi. Variasi beban diikuti oleh variasi temperatur
pembakaran sehingga menimbulkan perubahan termis yang
akhirnya mengakibatkan kelelahan material.
- Harga suku cadangnya mahal
3.2.4. Jenis Siklus Turbin Gas
Dua siklus turbin gas yang dikenal secara umum yaitu:
a. Siklus Ericson
Merupakan siklus mesin kalor yang dapat balik (reversible) yang terdiri
dari dua proses isotermis dapat balik (reversible isotermic) dan dua proses
isobarik dapat balik (reversible isobaric). Proses perpindahan panas pada
proses isobarik berlangsung di dalam komponen siklus internal
(regenerator), dimana effisiensi termalnya adalah : hth = 1 – T1/Th,
dimana T1 = temperatur buang dan Th = temperatur panas.
b. Siklus Brayton
Siklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas,
sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan oleh pembuat
mesin turbine atau manufacturer dalam analisa untuk performance
upgrading. Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang
28
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
diakhiri dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan. Pada siklus
Bryton tiap-tiap keadaan proses dapat dianalisa secara berikut:
Gambar 3.6 Siklus Brayton dengan Diagram P-V dan T-S
1-2 (kompresi isentropic). Kerja kompresor menghasilkan udara bertekanan
(langkah kompresi), pada kalor tetap.
2-3 Udara dari kompresor dan bahan bakar bereaksi didalam ruang
pembakaran menghasilkan gas panas (langkah pemberian kalor), pada
tekanan tetap.
3-4 Gas panas hasil pembakaran masuk dan berekspansi dalam turbin (langkah
ekspansi), pada kalor tetap.
4-1 Pembuangan panas pada tekanan konstan ke udara (langkah pembuangan/exhaust).
3.2.5. Komponen-komponen Turbin Gas
a. Air Inlek Section
Air inlet terdiri dari filter house yang berfungsi menyaring udara masuk
kompresor. Kotoran diudara tidak boleh masuk ke kompresor maupun turbin
karna menyebabkan depositas ataupun erosi. Filter house dapat berupa filter
berputar atau filter yang dapat membersikan sendiri. pembersian otomatis bekerja
apabila perbedaan tekanan melintas filter mencapai harga setnya. Filter house
dihubungkan kesaluran udara masuk kompresor dan inlet silencer. Inlek
silincerberisi akustik dan peredam berupa dinding berlubang untuk meredam
suara.Bagian ini terdiri dari:
29
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
- Air Inlet Housing, merupakan tempat udara masuk dimana didalamnya
terdapat peralatan pembersih udara.
Air inlet filter, merupakan media pembersih udara yang masuk compresor.
Inlet Guide Vane, merupakan blade yang berfungsi sebagai pengatur
jumlah udara yang masuk agar sesuai dengan yang diperlukan.
b. Bleed (Blow off) Valve
Pada saat start up atau shut down, dimana putaran mesin rendah atau menuju
rendah tekanan udara keluar kompresor juga rendah. Sedangkan aliran udara dari
arah masuk kesisi keluar kecepatannya cukup tinggi. Karena celah udara dalam
kompresor makin kesisi keluar makin sempit, maka akan menghambat aliran
udara.
Akibat aliran udara dapat terhenti (stall) dan beberapa saat kemudian timbul
hentakan (surge) yang dapat menyebabkan sudu patah.
Untuk menghindari hal tersebut, maka pada kompresor tingkat tertentu dipasang
saluran pembuangan udara melalui bleed valve (blow aff valve). Selain itu aliran
udara masuk kompresor juga dikurangi dengan mengurangi dengan mengurangi
pembukaan IGV.
c. Compressor Section.
Komponen utama pada bagian ini adalah aksial flow 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. Aksial flow compressor terdiri dari dua bagian yaitu:
-Rotor
30
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Rotor kompresor terdiri dari poros, roda dan sudu gerak . pada pangkal poros
(isi udara masuk) dibuat collar untuk thrust bearing dan tempat bantalan jurnal
disebelahnya. Sudu gerak (moving blade) dipasang pada roda (disc) mengelilingi
poros sehingga membentuk roda atau disebut tingkat.
Pada sudu gerak terjadi perubahan energy mekanik menjadi energy kinetik.
Jumlah tingkatan sudu kompresor tergantung kapasitas kompresor dan tekanan
udara yang diinginkan. Kapasitas kompresor harus cukup besar karna kebutuhan
udara untuk pembakaran pada turbin gas memerlukan udara lebih (excess air)
yang dapat mencapai 350%. Sebagai contoh kompresor untuk turbin gas
kapasitas 130 MW terdiri dari 16 tingka
-Stator
Stator terdiri dari casing dan sudu diam serta inlet guide vane.
Casing sebagai pembungkus kompresor dan tempat kedudukan sudu-sudu diam
terdiri dari beberapa sigma secara horizontal dan vertical.
Sudu diam dipasang pada alur-alur melingkar didalam casing. Jumlah tingkat
sudu diam sama dengan jumlah tingkat sudu gerak.
31
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Gambar 3.7 Stator pada Kompresor
d. Turbin
Turbin digunakan untuk mengalirkan energy yang bersumber dari gas bertekanan tinggi hasil pembakaran melalui sudu-sudu. Kontruksi turbin terdiri dari dua bagian yaitu stator dan rotor.
- Stator
Stator adalah sudu berfungsi untuk mengarahkan keluaran gas pada
kecepatan tinggi masuk kedalam blade. Stator terdiri dari casing dan sudu diam.
Casing compresor dapat dibongkar-pasang karena terdiri dari sambungan
horizontal dan vertical. Pada casing terdapat alur-alur melingkar untuk tempat
rangkaian sudu diam (fixed blade).
Sudu diam dipasang pada alur membentuk roda atau tingkatan. Jumlah
tingkat sudu diam antara 2 sampai 6 tingkat.
Bentuk sudu
Bentuk sudu terutama ditekankan pada perhitungan terhadap gaya
sentrifugal, tegangan beban lentur dari gas dan evaluasi setelah lama diberi beban
dan temperature. Setiap bagian sudu dihitung dari ujung sudu akan menimbulkan
gaya sentrifugal yang semakin besar dan ini ditahan oleh penampang sudu itu
sendiri. penampang sudu makin mendekati poros semakin tebal karna harus
memikul gaya sentrifugal yang semakin berat.
32
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Gambar 3.8 Stator pada Turbin
Benturan gas panas dengan kecepatan yang tinggi akan memuntir dan
membengkokan sudu . karna itu ukuran sudu harus betul-betul dapat menahan
beban tersebut. Karna beban tersebut ditambah gaya sentrifugal dan temperature
yang tinggi menyebabkan sudu turbin tidak dapat berbentuk ramping sehingga
efisiensinya rendah.
Blade carier (sudu tetap)
Blade carier merupakan barisan sudu-sudu tetap yang terletak didepan
sudu-sudu gerak. Blade carier berfungsi untuk membelokan danmempercepat
aliran gas panas menuju ke sudu gerak sehingga diperoleh kecepatan yang sangat
tinggi mendekati kecepatan suara. Sudu gerak akan terdorong karna benturan dan
tekanan akibat gaya angkat (lift) seperti yang terjadi pada pesawat terbang. Hal ini
terjadi karna adanya penyempitan pada laluan gas panas dalam nosel tersebut.
33
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Untuk menghindari kerugian akibat bentuk sudu, bagian trailingedge
dibuat tipis namun tetap dapat memikul beban aliran gas panas, beban aliran gas
panas berupa pembelokan arah yang terjadi dalam rongga nosel membelok ke
trailing edge dan keluar. Agarmaterial nosel dapat bertahan terhadap temperatur
gas yang tinggi, harus diberi pendingin. Pendingin dilakukan dengan dua cara,
yaitu dari dalam dan dengan lapisan.
Gambar 3.9 Susunan sudu diam sisi bawah
- Rotor
Rotor turbin terdiri dari poros dan sudu gerak. Sudu gerak (moving
blade/bucket) dipasang pada poros membentuk lingkaran roda yang bisa disebut
tingkat atau disc.
Jumlah tingkat sesuai dengan jumlah tingkat pada sudu diam. Sudu gerak
merubah kecepatan gas panas menjadi putaran poros.
34
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Gambar 3.10 Sudu-sudu Turbin
Pendinginan terhadap sudu gerak dilakukan dengan cara konveksi, pelapisan, dan
melalui lubang-lubang kecil yang terdapat sudu. Udara pendingin dialirkan dari
bagian akar sudu masuk kebagian dalam dan keluar di ujung sudu dan selanjutnya
terbawah oleh gas panas.
3.2.6. Bantalan
Rotor kompresor dan turbin dipasang oleh dua bantalan jurnal dan
bantalan aksial (trust bearing). Untuk system dua bantalan, bantalan dipasang
pada ujung poros kompresor dan satu lagi dipasang di ujung poros turbin sisi
exhaust. .
Untuk mencegah kontak dengan bantalan diberi minyak pelumas
bertekanan. Untuk mencegah agar minyak pelumas tidak bocor keluar dari
bantalan, dipasang labyrinth seal.
Bantalan jurnal berfungsi untuk menjaga poros dari pergesekan kearah radial. Sisi
kompresor dipasang bantalan aksial dan radial (thust bearing).
35
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Rumah bantalan ( bearing housing) ditopang oleh kompresor casing dan turbin
casing.5.6.5.
Gambar 3.11 bantalan
3.2.7. Combustion Section.
Pada bagian ini terjadi proses pembakaran antara bahan bakar dengan fluida kerja
yang berupa udara bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Hasil pembakaran ini
berupa energi panas yang diubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan
udara panas tersebut ke transition pieces yang juga berfungsi sebagai nozzle.
Fungsi dari keseluruhan sistem adalah untuk mensuplai energi panas ke siklus
turbin. Sistem pembakaran ini terdiri dari komponen-komponen berikut yang
36
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
jumlahnya bervariasi tergantung besar frame dan penggunaan turbin gas.
Komponen-komponen itu adalah :
Gambar 4.12. Ruang bakar Turbin Gas
37
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Gambar 3.13. posisi ruang bakar pada turbin.
Gambar 3.14. Burner Assembly
38
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
3.2.8. Exhaust Gas Section
. Exhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai
saluran pembuangan gas panas sisa yang keluar dari turbin gas. Exhaust section
terdiri dari beberapa bagian yaitu : (1) Exhaust Frame Assembly, dan (2)Exhaust
gas keluar dari turbin gas melalui exhaust diffuser pada exhaust frame assembly,
lalu mengalir ke exhaust plenum dan kemudian didifusikan dan dibuang ke
atmosfir melalui exhaust stack, sebelum dibuang ke atmosfir gas panas sisa
tersebut diukur dengan exhaust thermocouple dimana hasil pengukuran ini
digunakan juga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksi temperatur trip.
Adapun beberapa komponen penunjang dalam sistem turbin gas adalah sebagai berikut:
a. Starting Equipment. Berfungsi untuk melakukan start up sebelum
turbin bekerja.
b. fuel System. Bahan bakar yang digunakan berasal dari fuel gas dan fuel
oil system dengan tekanan . Fuel 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.
b. Lube Oil System. Lube oil system berfungsi untuk melakukan
pelumasan secara kontinu pada setiap komponen bearing sistem turbin
gas. Lube oil disirkulasikan pada bagian-bagian trush bearing juga
untuk accessory gear dan kontrol-kontrol SLC dan SGC yang lainnya.
Lube oil system terdiri dari:
- Oil Tank
- Oil Reservoir
- Pompa
- Filter System
39
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
- Piping System
- Instrumen untuk oil
- Lube oil cooler.
Pada turbin gas terdapat tiga buah pompa yang digunakan untuk mensuplai lube
oil guna keperluan lubrikasi, yaitu:
- Main Lube Oil Pump, merupakan pompa utama untuk
pelumasan bearing.
- Auxilary Lube Oil Pump, merupakan pompa lube oil untuk
membantu pelumasan dan turning gear.
- Jacking oil pump, merupakan pompa mengangkat shaft
turbin.
- Control oil pump, merupakan pompa mengatur tekanan pada
peralatan control.
- Emergency Lube Oil Pump, merupakan pompa DC apabila
terjadi kegagalan pada 380V ( system kelistrikan) .
3.2.9. Maintenance Turbin Gas
Maintenance adalah perawatan untuk mencegah hal-hal yang tidak
diinginkan seperti kerusakan terlalu cepat terhadap semua peralatan di pabrik,
baik yang sedang beroperasi maupun yang berfungsi sebagai suku cadang.
Kerusakan yang timbul biasanya terjadi karena keausan dan ketuaan akibat
pengoperasian yang terus-menerus, dan juga akibat langkah pengoperasian yang
salah.
Maintenance pada turbine gas selalu tergantung dari faktor-faktor
perasional dengan kondisi yang berbeda disetiap wilayah, karena operasional
turbine gas sangat tergantung dari kondisi daerah operasional. Semua pabrik
pembuat turbine gas telah menetapkan suatu ketetapan yang aman dalam
pengoperasian sehingga turbine selalu dalambatas kondisi aman dan tepat waktu
untuk melakukan maintenance.
40
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Secara umum maintenance dapat dibagi dalam beberapa bagian, diantaranya
adalah:
a. Preventive Maintenance. Suatu kegiatan perawatan yang direncanakan
baik itu secara rutin maupun periodik, karena apabila perawatan dilakukan
tepat pada waktunya akan mengurangi down time dari peralatan.
Preventive maintenance dibagi menjadi:
- Running Maintenance. Suatu kegiatan perawatan yang
dilakukan hanya bertujuan untuk memperbaiki equipment
yang rusak saja dalam satu unit. Unit produksi tetap
melakukan kegiatan.
- Turning Around Maintenance. Perawatan terhadap
peralatan yang sengaja dihentikan pengoperasiannya..
b. Predictive Maintenance. Kegiatan monitor, menguji, dan mengukur
peralatan-peralatan yang beroperasi dengan menentukan perubahan yang
terjadi pada bagian utama, apakah peralatan tersebut berjalan dengan
normal atau tidak.
c. Corrective Maintenance. Perawatan yang dilakukan dengan
memperbaiki perubahan kecil yang terjadi dalam disain, serta
menambahkan komponen-komponen yang sesuai dan juga menambahkan
material-material yang cocok.
d. SI (Simple laspection). Perawatan yang dilakukan pada turbin setelah
bekerja selama 4.000 jam.
e. MI ( Minor Over Houl). Perawatan yang dilakukan pada turbil setelah
bekerja atau beroprasi selama 8.000 jam.
f. MO (Major Over Houl). Perawatan yang dilakukan pada turbin setelah
beroprasi selama 30.000 jam.
g. LTE (Life Time Extension). Perawatan yang dilakukan setelah mesin
beroprasi selama 100.000 jam.
41
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
3.3. Pengertian HRSG
HRSG (Heat Recover steam Generator) adalah ketel uap atau boiler yang
memanfaatkan energi panas sisa gas buang suatu unit turbin gas untuk
memanaskan air dan mengubahnya menjadi uap, dan kemudian uap tersebut
dipergunakan untuk menggerakan turbin uap. Pada umumnya boiler HRSG tidak
dilengkapi pembakar (burner) dan tidak mengkonsumsi bahan bakar, sehingga
tidak terjadi proses perpindahan/penyerapan panas radiasi. Proses
perpindahan/penyerapan yang terjadi hanya proses konveksi dan konduksi dari
gas buang turbin gas ke dalam air yang akan diperoses menjadi uap melalui
elemen-elemen pemanas di dalam ruang boiler HRSG.
Gambar.3.15 Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)
42
ECPH
LPE
LPSH
HPEC
HPEHPSH
CPHLP DRUM
HP DRUM
To LP Steam Turbine
To HP Steam Turbine
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Boiler HRSG Sangat bermanfaat untuk meningkatkan hasil guna
(efisiensi) bahan bakar yang dipakai dalam unit turbin gas, yang selanjutnya akan
menggerakan unit turbin uap. System pembangkit listrik yang memanfaatkan
proses ini disebut Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) atau unit
pembangkit siklus kombinasi CCPP ( Combined Cycle Power Plant). Boiler
HRSG adalah bagian penting PLTGU. Dimana unit pembangkit PLTGU disebut
juga Blok PLTGU.
Siklus pusat listrik tenaga gas dan uap (PLTGU) adalah gabungan siklus
Braiton turbin gas dan siklus Rankine turbin uap. Boiler HRSG adalah bagian dari
siklus Rankine turbin uap. Boiler HRSG merupakan bagian dari siklus Rankine.
43
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Gambar 3.16. Diagram PLTG dengan HRSG Single pressu
Keterangan :
CPH = Condensate Preheter
LPSH = Low Pressure Superheater
HPEC = High Pressure Economizer
HPE = High Pressure Evaporator
HPSH = High Pressure Superheater
Kapasitas produksi uap yang dapat dihasilkan HRSG tergantung pada
kapasitas energi panas yang masih dikandung gas buang dari unit turbin gas, yang
berarti tergantung pada beban unit turbin gas. Pada dasarnya, turbin gas yang
beroperasi pada putaran tetap, aliran udara masuk kompresor juga tetap;
perubahan beban turbin yang tidak konstan dengan aliran bahan bakar tetap,
sehingga suhu gas buang juga berubah-ubah mengikuti perubahan beban turbin
gas.
Gambar 3.17. Diagram alir HRSG
44
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Suhu gas buang unit turbin gas tetap konstan diperoleh dengan cara mengatur
pembukaan sirip-sirip pemandu aliran udara masuk (IGV, Inlet Guide Vane) guna
mengatur laju aliran udara masuk ke kompressor, dimana suhu gas buang sebagai
umpan baliknya.
Sebagian boiler HRSG dapat dilengkapi dengan pembakaran tambahan untuk
meningkatkan kapasitas produksi uapnya; dan sebagian produksi uapnya dapat
digunakan untuk keperluan pemanasan aplikasi lainnya (cogeneration). Dengan
pembakaran tambahan ini, kestabilan produksi uap HRSG dapat di pertahankan,
sehingga kestabilan turbin uap yang menggunakan uap ini dapat dijaga, walaupun
beban turbin gas berubah-ubah; dan juga suhu gas buang turbin gas (aliran udara
masuk kompressor) tidak harus dijaga tetap konstan (tidak diharuskan pengaturan
IGV).
Bagian-bagian utama dari HRSG :
Pre Heater berfungsi sebagai pemanas awal sebelum air diuapkan pada
evaporator dengan memanfaatkan gas yang akan dibuang melalui
cerobong.
LP-economizer berfungsi sebagai pemanas awal setelah pre-heater yang
fungsinya hampir sama dengan pre-heater, bedanya pada economizer air
dipanaskan sampai pada titik didihnya.
LP-evaporator berfungsi sebagai tempat pembentukan air.
HP-economizer berfungsi sebagai penaik suhu air pada tekanan yang lebih
besar dari LP- economizer.
45
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
HP-evaporator berfungsi merubah wujud air dari HP-economizer menjadi
uap kering yang selanjutnya melalui HP-superheater masuk ke HP-turbin.
HP-superheater berfungsi sebagai pemanas uap lanjut, agar uap yang
masuk ke HP turbin mempunyai suhu di atas titik jenuhnya.
3.3.1. Superheater
Superheater merupakan alat yang berfungsi untuk menaikan temperatur uap
jenuh sampai menjadi uap panas lanjut (superheat vapour). Uap panas lanjut bila
digunakan untuk melakukan kerja dengan jalan ekspansi di dalam turbin atau
mesin uap tidak akan mengembun, sehingga mengurangi kemungkinan timbulnya
bahaya yang disebabkan terjadinya pukulan balik atau back stroke yang
diakibatkan mengembunya uap belum pada waktunya sehingga menimbulkan
vakum di tempat yang tidak semestinya didaerah ekspansi.
3.3.2. Evaporator
Evaporator merupakan elemen HRSG yang berfungsi untuk mengubah air
hingga menjadi uap jenuh, pipa-pipa evaporator pada ketel uap biasanya terletak
pada lantai (water floor) dan juga pada dinding (water wall). Pada pipa ini uap
jenuh pada kualitas 0,80 – 0,98, sehingga sebagian masih berbentuk fase cair.
Evaporator akan memanaskan uap air yang turun dari drum uap (steam drum)
yang masih dalam fase cair agar berbentuk uap jenuh sehingga bisa diteruskan
menuju Superheat
46
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Gambar 3.18. Superheater dan evaporator pada HRSG
3.3.3. Ekonomiser
Ekonomiser terdiri dari pipa-pipa air yang di tempatkan pada lintasan gas asap
setelah pipa evaporator. Pipa-pipa ekonomiser dibuat dari bahan baja atau besi
tuang yang sanggup untuk menahan panas dan tekanan tinggi. Ekonomiser
berfungsi untuk memanaskan air pengisi sebelum memasuki steam drum dan
evaporator sehingga proses penguapan lebih ringan dengan memanfaatkan gas buang
dari HRSG yang masih tinggi sehingga memperbesar efisiensi HRSG karena dapat
memperkecil kerugian panas pada HRSG tersebut. Air yang masuk pada evaporator
sudah pada temperatur tinggi sehingga pipa-pipa evaporator tidak mudah rusak
karena perbedaan temperatur tidak terlalu tinggi.
47
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Gambar. 3.19. Susunan pipa Ekonomiser Dan Evaporator
3.3.4. Preheater
Preheater merupakan pemanas awal air yang dipompakan dari kondensor
sebelum masuk tangki air umpan (feed water tank). Pada HRSG preheater
bertujuan menaikan suhu sebelum masuk tangki air umpan, yang nantinya akan
diteruskan ke ekonomiser. Umumnya preheater ini menempati posisi lintasan gas
asap sebelum meninggalkan ketel.
48
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Data mengenai boiler ditunjukkan Tabel 3.3
Tabel 3.3. Spesifikasi data boiler CCPP Blok-1
Equipment
Combined Cycle Power Plant Blok-1
Steam Turbine Unit 1.0
Type
Manufacture
Capacity
Steam Pressure (HP/LP)
Steam Temp.(HP/LP)
Feed Water Temp.
Convection, forced circulation
Aalborg Denmark
246 ton/hr ; 39,6 ton/hr
80 bar ; 8,9 bar
520 °C ; 200 °C
161,2 °C
3.3.5. Pompa
Pompa untuk sistem ini digunakan untuk mengalirkan air dari hasil
kondensasi untuk dimasukkan kedalam HRSG. Pengaliran ini disamping
menggunakan pompa juga menggunakan gaya konveksi alami yang diperolah
dengan cara menyusun tata letak drum uap dan saluran-saluran airnya.
Spesifikasi pompa dapat dilihat pada Tabel.
49
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
Tabel 3.4. Spesifikasi data pompa CCPP Blok-1
EquipmentCombined Cycle Power Plant Blok-1
Steam Turbine Unit 1.0
Type
Manufacture
Number of Pipe
Pipe Dimension (d)
Pipe Material
Surface
Siemens KWU
13650
25,2 mm
Titanium
50
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Dari hasil kerja peraktek yang telah dilaksanakan pada tgl 07 februari – 06 maret
2011 di PT.PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan dapat disimpulkan
sebagai berikut:
1. PLN sektor belawan merupakan pemasok utama kebutuhan listrik di
Sumatra Utara, dapat mencapai 95% dari total kebutuhan listrik.
2. Pada kondisi saat ini kapasitas daya terpasang tidak sebanding dengan
kebutuhan beban puncak sehingga apabila terjadi ganguan ataupun
perawatan pada salah satupembangkit maka sebagian besar konsumen
akan mengalami pemadaman listrik.
3. Untuk menjamin peralatan-peralatan pembangkit bekerja secara optimal
dan kontinu, maka dilakukan pemeliharaan (maintenance) pada seluruh
peralatan-peralatan secara berkala, seperti pemeliharaan harian, bulanan,
dan pemeliharaan tahunan. Selain untuk masa waktu tertentu, peralatan
harus dibongkar pasang (over haul) untuk memeriksa kinerja dari
peralatan tersebut.
4.2 Saran
1. Hendaknya hubungan yang antara mahasiswa, perguruan tinggi dan
perusahaan lebih ditingkatkan dengan cara pemberian pasilitas yang dapat
mendukung dalam pelaksanaan kerja peraktek.
51
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
2. Bagi mahasiswa yang akan melaksanakan kerja praktek di PT.
PLN(persero) pembangkitan sektor belawan diharapkan agar lebih
mempelajari tentang system pembangkit dan cara kerja pembangkit karna
sangat berguna dalam pelaksanaan kerja praktek nantinya.
3. Dari pihak perguruan tinggi diharapkan agar dapat mengawasi atau
member kunjungan ke tempat kerja praktek mahasiswa agar dapat
memonitoring sekaligus lebih memotivasi mahasiswa dalam melaksanakan
kerja praktek di dunia usaha dan industry.
52
Laporan Kerja Praktek PT. PLN (Persero) Pembangkitan Sektor Belawan
DATFTAR PUSTAKA
1. Simens, Combined Cycle Power Plant, PLTGU sicanang belawan, PT.
PLN (persero) Sektor Pembangkitan Belawan.
2. Djiteng Marsudi, “Pembangkitan Energi Listrik” Diklat Kuliah, Suralaya
2006.
3. Diktat kuliah,” Teknik Pengoprasian PLTG” Fakultas Teknik Untirta dan
PT. PLN (Persero) Undiklat Suralaya
4. Diktat Kuliah,”TUrbin Gas” Fakultas teknik Untirta dan PT. PLN
(Persero) Undiklat Suralaya.
5. Michael J.Moran, Howard N. Shapiro.” Thermodinamika Teknik Jilid 1”
Edisi Keempat, Penerbit Erlangga, Jakarta, 2004.
53
top related