TURBIN GAS FIX

TURBIN GAS

Makalah

disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Mesin

Konversi Energi yang dibimbing oleh Tahdid, S.T, M.T.

Oleh :

KELOMPOK 5

Dea Anggraeni (061340411641)

Ossy Dewinta Putri Pertiwi (061340411656)

Kelas : 4 EG.B

JURUSAN TEKNIK KIMIA

PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2015

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, penulis panjatkan puji dan syukur

kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya

sehingga penulis mampu menyelesaikan makalah yang berjudul

“TURBIN GAS”.

Tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada Bapak Tahdid,

S.T, M.T. selaku dosen mata kuliah Mesin Konversi Energi yang

membimbing kami dalam pengerjaan tugas makalah ini. Kami juga

mengucapkan terima kasih kepada teman-teman kami yang selalu

setia membantu dalam hal mengumpulkan data-data dalam

pembuatan makalah ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini tak

luput darikesalahan dan kekurangan. Karena itu, penulis

mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak.

Akhir kata penulis berharap semoga makalah ini dapat berguna

bagi kita semua, Aamiin.

Palembang, April

2015

Penulis

BAB IPENDAHULUAN

1. 1 Latar Belakang

Turbin adalah mesin penggerak, dimana energy fluida kerjadipergunakan langsung untuk memutar roda turbin. Jadi, berbedadengan yang terjadi dengan mesin torak, pada turbin tidakterdapat bagian mesin yang bergerak translasi. Bagian turbinyang berputar dinamai rotor atau roda turbin., sedangkanbagian yang tidak berputar dinamai stator atau rumah turbin.Roda turbin terletak di dalam rumah turbin dan roda turbinmemutar poros daya yang menggerakkan atau memutar bebannya(generator listrik, pompa, kompresor, baling- baling ataumesin lainnya). Di dalam turbin, fluida kerja mengalami prosesekspansi, yaitu proses penurunan tekanan dan mengalir secarakontinu. Kerja fluida dapat berupa air, uap air, atau gas.

Secara umum, sistem turbin terdiri dari beberapakomponen, antara lain: kompresor, pompa, ketel uap (boiler),ruang bakar, kondensor dan turbin. Turbin banyak di manfatkanuntuk pembangkit listrik, pesawat terbang, di dalam industry,dan lain-lain. Di dalam makalah ini, akan di bahas khusus padaturbin gas baik dalam siklus, klasifikasi, komponen-komponenyang ada, dan prinsip kerja dari turbin tersebut serta

aplikasi turbin yang akan di gunakan. Menurut Dr. J. T. Retaliatta, sistim turbin gas ternyata

sudah dikenal pada jaman “Hero of Alexanderia”. Disain pertamaturbin gas dibuat oleh John Barber seorang Inggris pada tahun1791. Sistem tersebut bekerja dengan gas hasil pembakaran batubara, kayu atauminyak, kompresornya digerakkan oleh turbin dengan perantaraanrantai roda gigi. Pada tahun 1872, Dr. F. Stolze merancangsistem turbin gas yang menggunakan kompresor aksialbertingkat ganda yang digerakkan langsung oleh turbin reaksitingkat ganda. Tahun 1908, sesuai dengan konsepsi H.Holzworth, dibuat suatu sistem turbin gas yang mencobamenggunakan proses pembakaran pada volume konstan. Tetapiusaha tersebut dihentikan karena terbentur pada masalahkonstruksi ruang bakar dan tekanan gas pembakaran yang berubahsesuai beban. Tahun 1904, “Societe des Turbomoteurs” di Parismembuat suatu sistem turbin gas yang konstruksinya berdasarkandisain Armengaud dan Lemate yang menggunakan bahan bakar cair.Temperatur gas pembakaran yang masuk sekitar 450oC dengantekanan 45 atm dan kompresornya langsung digerakkan olehturbin. Selanjutnya, perkembangan sistem turbin gas berjalanlambat hingga pada tahun 1935 sistem turbin gas mengalamiperkembangan yang pesat dimana diperoleh efisiensi sebesarlebih kurang 15 %. Pesawat pancar gas yang pertamadiselesaikan oleh “British Thomson Houston Co” pada tahun 1937sesuai dengan konsepsi Frank Whittle (tahun 1930).

Saat ini sistem turbin gas telah banyak diterapkan untukberbagai keperluan seperti mesin penggerak generator listrik,mesin industri, pesawat terbang dan lainnya. Sistem turbin gasdapat dipasang dengan cepat dan biaya investasi yang relatifrendah jika dibandingkan dengan instalasi turbin uap dan motordiesel untuk pusat tenaga listrik.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana sejarah turbin gas?2. Bagaimana prinsip kerja turbin gas?

3. Bagaimana klasifikasi tubin gas?4. Apa saja siklus-siklus turbin gas?5. Bagaimana persamaan energy yang umum untuk prosesaliran tunakdan penerapannya pada system turbin gas?6. Bagaimana SOP turbin gas?7. Bagaimana troubleshooting turbin gas?

1.3 Tujuan Penulisan

1. Mengetahui sejarah turbin gas.2. Mengetahui prinsip kerja turbin gas.3. Mengetahui klasifikasi turbin gas.4. Mengetahui siklus-siklus turbin gas.5. Mengetauhi persamaan energy yang umum untuk prosesaliran tunakdan penerapannya pada system turbin gas.6. Mengetahui SOP turbin gas.7. Mengetahui troubleshooting turbin gas.

BAB IITURBIN GAS

2.1 Sejarah Turbin Gas

Prinsip konversi energy dalam turbin sudah lamadiketahui. Kirakira 130 tahun sebelum masehi prinsip turbinreaksi sudah ditemukan oleh ilmuwan Mesir kuno (Alexandria)bernama Hero. alat tersebut dinamakan Aeolipile. Aeolipileyaitu bejana yang diisi dengan air dan bejana tersebutdihubungkan dengan bejana sperical yang bebas bergerakmelalui penopang pipa, bila bejana air dipanaskan maka uapakan mengalir melalui pipa penyangga dan masuk ke bejanasperical dan memancar melalui dua buah nozzle, pancarantersebut menghasilkan gaya dorong dan timbul reaksi gaya geraksperical berputar dengan arah yang berlawanan.

Gambar 1.1 Hero engine

Sedangkan prinsip turbin impuls oleh Giovanni Branca padatahun 1962. Pada dasarnya proses konversi energy dalam turbinmerupakan proses ekspans, yaitu proses penurunan tekanan. Pada

turbin reaksi proses ekspansi tersebut terjadi baik dalamsudu-sudu tetap (pengarah) yang terpasang pada rumah turbinyang tidak berputar, maupun dalam sudu sudu gerak yangterpasang pada roda turbin yang berputar. Sedangkan padaturbin impuls proses ekspansi hanya terjadi pada sudu-sudutetap saja. Jadi boleh dikatakan bahwa turbin diketemukanlebih dahulu daripada mesin torak. Perkembangannya memanglamban, karenapengetahuan tentang material dan aerotermodinamika belummemadai. Selanjutnya prinsip system turbin gas yang terdiridari kompresor, ruang bakar (pembakaran kontinyu pada tekanankonstan) dan turbin (impuls) yang banyak digunakan sekarangoleh John Barber (Nuneaton, Inggris) pada tahun 1791. Kemajuanteknologi turbin gas juga dipacu oleh temuan oleh turbin uapreaksi oleh Sir Charles Parsons (Inggris) pada tahun 1884.Turbin uap kemudian diterapkan pada system propulsi kapal danpusat tenaga listrik.

Usaha pengembangan system turbin gas diteruskan terutamadengan terlebih dahulu meningkatkan efisiensi kompresor.Penggunaan turbin impuls pada system turbin gas juga dilakukanoleh Rene Armengaud dan Charles Lemale (Perancis) yangmenghasilkan daya poros 500 Hp pada 5000 rpm, dengan efisiensitermal disekitar 3-5%. Pada waktu itu sudu sudu didinginkandengan air yang disemprotkan. Sedangkan jenis turbin yangdigunakan adalah turbin bertekanan rendah. Namun F. Stolze(Jerman) kemudian juga mencoba menggunakan turbin reaksi yangdirancang pada tahun 1872 tetapi baru dapat dibuat dan diujisekitar tahun 1904.

Sementara itu Hans H. Holzwarth (Jerman) mencobamerancang system turbin gas dengan pembakaran volume konstan(pembakaran tidak kontinyu). Walaupun demikian hasilnyadianggap tidak praktis dan efisiensinya rendah. Penggunaanturbin gas sebagai turbocarjer pada motor diesel dirintis olehDr. Sefred Buchi (Swiss) pada tahun 1908. Penggunaanturbocarjer pada motor bensin untuk propulsi pada pesawatterbang untuk pertama kalinya dirintis oleh A. Rateau(Perancis) pada tahun 1917. Pada waktu itu teknologi motorbakar torak lebih maju dan berkembang. Dalam hal tersebutpenggunaan turbocarjer diperlukan untuk meningkatkan dayamotor atau mengkompensasi turunnya daya dengan ketinggianterbang. Penggunaan turbin gas sebagai motor propulsi pesawatterbang dirintis oleh Frank Whittle (Inggris) yang mengajukan

paten untuk system turbingas dan saluran pmbangkit jet, padabulan Januari tahun 1930.

Berbagai usaha telah dilakukan untuk mengatasi kesulitanbiaya dan mendapatkan dukungan, tetapi baru 5 tahun kemudiankonsep rancangannya mendapat tanggapan. Pada tahun 1937 motorturbojet berhasil diuji dengan hasil yang baik. Hal tersebutkemudian memicu pengembangan desain dan pembuatan motorturbojet. Penelitian dan pengembangan ditekankan padapeningkatan efisiensi kompresor (sentrifugal). Namun, perluperlu dicatatbahwa sebelum Frank Whittle, sebenarnya sudah ada paten motorjet oleh Lorin (1908) berdasarkan prinsip motor torak sebagaipembangkit gas, kemudian juga Lorin (1913) tentang prinsipramjet, dan M. Guillaume (1921) berdasarkan prinsip turbin gassebagai pembangkit turbin gas. Tetapi hal tersebut barudiketahui pada tahun 1939 oleh Gohlke, seorang pemeriksa patendari Jerman.

2.2 Pengertian Turbin Gas

Turbin gas adalah suatu penggerak mula yang memanfaatkangas sebagai fluida kerja. Didalam turbin gas energi kinetikdikonversikan menjadi energi mekanik berupa putaran yangmenggerakkan roda turbin sehingga menghasilkan daya. Bagianturbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin dan bagianturbin yang diam disebut stator atau rumah turbin. Rotormemutar poros daya yang menggerakkan beban (generator listrik,pompa, kompresor atau yang lainnya). Turbin gas adalah motorbakar yang terdiri dari tiga komponen utama, yaitu :kompresor, ruang bakar, dan turbin seperti terlihat padagambar 2.2. system ini dapatberfungsi sebagai pembangkit gas ataupun menghasilkan dayaporos. Ciri utama turbin gas adalah kompak, ringan, dan mampumenghasilkan daya tinggiserta bebas getaran. Dengan demikianmudah pemasangannya dan tidak memerlukan pondasi kuat.

Gambar 2.2 Turbin gas

Berbeda dengan motor bakar torak, pada turbin gas tidakterdapat bagian yang bergerak translasi sehingga turbin gasdikatakan bebas getaran. Disamping itu proses kompresi,pembakaran, dan ekspansi terjadi secara terpisa, masing-masingdidalam kompresor, ruang bakar, dan turbin. Turbinmenghasilkan daya yang sebagian besar diperlukan untukmenggerakan kompresornya sendiri, sisanya untuk menggerakanbeban disebut daya poros seperti ditunjukan pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Turbin gas sederhana dengan poros tunggal

Beban dapat berupa roda penggerak, propeller, generatorlistrik, pompa, fan, atau kompresor. Apabila semua daya turbinuntuk menggerakan kompresornya sendiri, maka pasangankompresor, turbin, dan ruang bakar tersebut hanya berfungsimenghasikan gas panas. Oleh karena itu pasangan tersebutdinamai pembangkit-gas (gas generator) seperti pada motor turbojet tersebut pada gambar 2.4. pada motor turbojet, turbin gasberfungsi sebagai pembangkit-gas untuk nosel yang berfungsimenghasilkan pancaran (jet) gas berkecepatan tinggi, untukmenghasilkan gaya dorong.

Gambar 2.4 motor turbojet dan komponen utamanya2.3 Prinsip Kerja Turbin Gas

Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara(inlet). Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkantekanan udara tersebut, sehingga temperatur udara jugameningkat. Kemudian udara bertekanan ini masuk kedalam ruangbakar. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengancara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar. Prosespembakaran tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstansehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkantemperatur. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbingas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkanaliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan olehturbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornyasendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik,dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuangkeluar melalui saluran buang(exhaust).

Gambar 2.5 Turbin gas

Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbingas adalah sebagai berikut:

1. Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan2. Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam

ruang bakar dengan udara kemudian di bakar.3. Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan

mengalir ke luar melalui nozel (nozzle).4. Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan

lewat saluran pembuangan.

Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal,tetap terjadi kerugian kerugian yang dapat menyebabkanturunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibatpada menurunnya performa turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistemturbin gas. Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain:

Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinyakerugian tekanan (pressure losses) di ruang bakar.

Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yangmenyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbindengan angin.

Berubahnya nilai Cp dari fluida kerja akibat terjadinyaperubahan temperatur dan perubahan komposisi kimia darifluida kerja.

Adanya mechanical loss, dsb.

Untuk memperkecil kerugian ini hal yang dapat dilakukanantara lain dengan perawatan (maintenance) yang teratur ataudengan memodifikasi peralatan yang ada.

2.4 Klasifikasi Turbin Gas

Turbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya,kontruksi poros dan lainnya. Menurut siklusnya turbin gasterdiri dari:

1. Turbin gas siklus tertutup (Close cycle)2. Turbin gas siklus terbuka (Open cycle)

Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluidakerja. Pada turbin gas siklus terbuka, akhir ekspansi fluidakerjanya langsung dibuang ke udara atmosfir, sedangkan untuksiklus tertutup akhir ekspansi fluida kerjanya didinginkanuntuk kembali ke dalam proses awal. Perbandingan antara turbingas siklus tertutup dengan siklus terbuka adalah sebagaiberikut:NO Turbin Gas Siklus

TertutupTurbin Gas Siklus Terbuka

1 Udara tekan dipanaskan dirunagbakar. Karena gas dipanaskanoleh sumber eksternal,

Udara tekan dipanaskan diruangbakar. Produk pembakaranbercampur dengan udara 2 Gas dari turbin

diteruskan keruang pendinginan.

Gas dari turbin dibuang ke atmosfir

3 Fluida kerja bersirkulasi secarakontinyu.

Fluida kerja diganti secara kontinyu

4 Fluida jenis apa saja dengan sifatthermodinamika yang

Hanya udara yang bisa digunakansebagai fluida kerja.digunakan.

5 Sudu turbin tidak cepataus,karena gas tidak terkontaminasi

Sudu turbin cepat aus, karena udaradari atmosfir terkontaminasi ketika6 Karena udara

didinginkan dengansirkulasi air, cocok digunakan

Karena udara dari turbin dibuang keatmosfir, cocok digunakanuntuk

7 Biaya perawatan tinggi Biaya perawatan rendah

8 Berat instalasi perdaya(HP) lebihbesar.

Berat instalasi perdaya (HP) lebihkecil.

Tabel 2.1 Perbandingan turbin gas siklus tertutup dengansiklus terbuka

Dalam industri turbin gas umumnya diklasifikasikan dalamdua jenisyaitu:1. Turbin Gas Poros Tunggal (Single Shaft)Turbin jenis ini digunakan untuk menggerakkan generatorlistrikyang menghasilkan energi listrik untuk keperluan proses diindustry.Gambar 2.6 Turbin gas poros tunggalContoh data manufaktur turbin gas poros tunggal adalah:Tabel 2.2 Data Manufaktur turbin gas poros tunggalType PG 5341 (N)Rating (base, Gas/Oil) 20.900/20.450 (KW)Altitude Seal LevelCompressor Stage 1711Turbin Stage 2Turbin Speed 5100 rpmInlet Temperature 32.2oCInlet Pressure 1.0333 kg/cm2Exhaust Temperature 488ocExhaust Pressure 1.0333 kg/cm2Pressure Ratio 9.4Desired min. Horse Power 33.000 HPFuel Natural GasFuel Systems Gas/Oil (Unit A dan B)Gas (Unit C, D, E, F, G, dan H)Control system SpeedtronicAccessory Gear Type A500Starting System 400 HP Induction Motor (UnitC/H)500 HP Motor Diesel (Unit A/B)2. Turbin Gas Poros Ganda (Double Shaft)Turbin jenis ini merupakan turbin gas yang terdiri dari turbin

bertekanan tinggi dan turbin bertekanan rendah, dimana turbingasini digunakan untuk menggerakkan beban yang berubah sepertikompresor pada unit proses.Gambar 2.7 Turbin gas poros ganda2.5 Siklus-siklus Turbin GasTiga siklus turbin gas yang dikenal secara umum yaitu:1. Siklus Ericson12Merupakan siklus mesin kalor yang dapat balik (reversible)yangterdiri dari dua proses isotermis dapat balik (reversibleisotermic)dan dua proses isobarik dapat balik (reversible isobaric).Prosesperpindahan panas pada proses isobarik berlangsung di dalamkomponen siklus internal (regenerator), dimana effisiensitermalnya adalah : hth = 1 – T1/Th, dimana T1 = temperaturbuangdan Th = temperatur panas.2. Siklus StirlingMerupakan siklus mesin kalor dapat balik, yang terdiri dariduaproses isotermis dapat balik (isotermal reversible) denganvolumetetap (isokhorik). Efisiensi termalnya sama dengan efisiensitermalpada siklus Ericson.3. Siklus BraytonSiklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untukturbingas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populerdigunakanoleh pembuat mesin turbine atau manufacturer dalam analisauntukperformance upgrading. Siklus Brayton ini terdiri dari proseskompresi isentropik yang diakhiri dengan proses pelepasanpanaspada tekanan konstan. Pada siklus Bryton tiap-tiap keadaanprosesdapat dianalisa secara berikut:Gambar 2.8 Siklus Bryton

Proses 1 ke 2 (kompresi isentropik).Kerja yang dibutuhkan oleh kompresor: Wc = ma (h2 – h1).13Proses 2 ke 3, pemasukan bahan bakar pada tekanankonstan. Jumlah kalor yang dihasilkan: Qa = (ma + mf) (h3– h2).Proses 3 ke 4, ekspansi isentropik didalam turbin. Dayayang dibutuhkan turbin: WT = (ma + mf) (h3 – h4).Proses 4 ke 1, pembuangan panas pada tekanan konstan keudara. Jumlah kalor yang dilepas: QR = (ma + mf) (h4 –h1).2.6 Modifikasi Turbin GasDalam upaya untuk meningkatkan efisiensi dari turbin gas,modifikasiterkonsentrasi di tiga bidang:1. Meningkatkan temperatur inlet turbin (pembakaran).2. Meningkatkan efisiensi komponen-mesin turbo.3. Menambahkan modifikasi pada siklus dasar (brayton).Efisiensi siklus turbin gas pada awalnya masih sederhana,namun pada perkembangannya, kini dapat hampir dua kali lipatefisiensisemula dengan memasang/ melakukan intercooling, regenerasi,danpemanasan (reheating). Back work ratio siklus turbin gasmeningkatsebagai hasil dari intercooling dan reheating. Tetapiefisiensitermalnya akan menurun. Intercooling dan reheating selalu akanmenurunkan efisiensi termal kecuali mereka disertai olehregenerasi. Halini karena intercooling menurunkan suhu rata-rata di manapanas yangditambahkan, dan meningkatkan pemanasan suhu rata- rata dimanapanas ditolak. Oleh karena itu, dalam pembangkit listrik gasturbin,intercooling dan pemanasan selalu digunakan bersama denganregenerasi.2.7 Siklus Brayton dengan Intercooler, Reheater, danRegeneratorKombinasi dari reheat, dan intercooling dengan regenerasimenghasilkan peningkatan efisiensi thermal yang besar.

Dengan jumlah reheater dan intercooler yang tak hingga,siklus ini akan memiliki efisiensi seperti Carnot karenaprosesperpindahan panasnya menjadi isothermal.14Gambar 2.9 Diagram T-S Siklus Brayton dengan reheatregeneration danintercoolingGambar 2.10 Modifikasi Siklus Brayton2.8 Komponen Turbin GasTurbin gas tersusun atas komponen-komponen utama seperti airinletsection, compressor section, combustion section, turbinesection, danexhaust section. Sedangkan komponen pendukung turbin gasadalahstarting equipment, lube-oil system, cooling system, danbeberapakomponen pendukung lainnya. Berikut ini penjelasan tentangkomponenutama turbin gas:1. Air Inlet Section.Berfungsi untuk menyaring kotoran dan debu yang terbawa dalamudarasebelum masuk ke kompresor. Bagian ini terdiri dari:15Air Inlet Housing, merupakan tempat udara masuk dimanadidalamnya terdapat peralatan pembersih udara.Inertia Separator, berfungsi untuk membersihkan debu-debuataupartikel yang terbawa bersama udara masuk.Pre-Filter, merupakan penyaringan udara awal yang dipasangpadainlet house.Main Filter, merupakan penyaring utama yang terdapat padabagian dalam inlet house, udara yang telah melewati penyaringinimasuk ke dalam kompresor aksial.Inlet Bellmouth, berfungsi untuk membagi udara agar meratapadasaat memasuki ruang kompresor.Inlet Guide Vane, merupakan blade yang berfungsi sebagai

pengatur jumlah udara yang masuk agar sesuai dengan yangdiperlukan.2. Compressor Section.Komponen utama pada bagian ini adalah aksial flow compressor,berfungsi untuk mengkompresikan udara yang berasal dari inletairsection hingga bertekanan tinggi sehingga pada saat terjadipembakaran dapat menghasilkan gas panas berkecepatan tinggiyangdapat menimbulkan daya output turbin yang besar. Aksial flowcompressor terdiri dari dua bagian yaitu:A. Compressor Rotor Assembly.Merupakan bagian dari kompresor aksial yang berputar padaporosnya.Rotor ini memiliki 17 tingkat sudu yang mengompresikan aliranudarasecara aksial dari 1 atm menjadi 17 kalinya sehingga diperolehudarayang bertekanan tinggi. Bagian ini tersusun dari wheels,stubshaft, tiebolt dan sudu-sudu yang disusun kosentris di sekeliling sumburotor.16Gambar 2.11 Tipe turbin rotor assemblyB. Compressor Stator.Merupakan bagian dari casing gas turbin yang terdiri dari:Inlet Casing, merupakan bagian dari casing yang mengarahkanudara masuk ke inlet bellmouth dan selanjutnya masuk ke inletguide vane.Forward Compressor Casing, bagian casing yang didalamnyaterdapat empat stage kompresor blade.Aft Casing, bagian casing yang didalamnya terdapatcompressor blade tingkat 5-10.Discharge Casing, merupakan bagian casing yang berfungsisebagai tempat keluarnya udara yang telah dikompresi.17Gambar 2.12 Casing Kompresor3. Combustion Section.Pada bagian ini terjadi proses pembakaran antara bahan bakardengan fluida kerja yang berupa udara bertekanan tinggi danbersuhu tinggi. Hasil pembakaran ini berupa energi panas yangdiubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan udara panas

tersebut ke transition pieces yang juga berfungsi sebagainozzle.Fungsi dari keseluruhan sistem adalah untuk mensuplai energipanas ke siklus turbin. Sistem pembakaran ini terdiri darikomponen-komponen berikut yang jumlahnya bervariasitergantung besar frame dan penggunaan turbin gas.Komponenkomponenitu adalah :Combustion Chamber, berfungsi sebagai tempat terjadinyapencampuran antara udara yang telah dikompresi denganbahan bakar yang masuk.Combustion Liners, terdapat didalam combustion chamberyang berfungsi sebagai tempat berlangsungnyapembakaran.18Fuel Nozzle, berfungsi sebagai tempat masuknya bahanbakar ke dalam combustion liner.Ignitors (Spark Plug), berfungsi untuk memercikkan bungaapi ke dalam combustion chamber sehingga campuranbahan bakar dan udara dapat terbakar.Transition Fieces, berfungsi untuk mengarahkan danmembentuk aliran gas panas agar sesuai dengan ukurannozzle dan sudu-sudu turbin gas.Cross Fire Tubes, berfungsi untuk meratakan nyala apipada semua combustion chamber.Flame Detector, merupakan alat yang dipasang untukmendeteksi proses pembakaran terjadi.4. Turbin SectionTurbin section merupakan tempat terjadinya konversi energikinetik menjadi energi mekanik yang digunakan sebagaipenggerakcompresor aksial dan perlengkapan lainnya. Dari daya totalyangdihasilkan kira-kira 60 % digunakan untuk memutar kompresornyasendiri, dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan.Komponen-komponen pada turbin section adalah sebagai berikut :Turbin Rotor CaseFirst Stage Nozzle, yang berfungsi untuk mengarahkan gaspanas ke first stage turbine wheel.First Stage Turbine Wheel, berfungsi untukmengkonversikan energi kinetik dari aliran udara yangberkecepatan tinggi menjadi energi mekanik berupa putaran

rotor.Second Stage Nozzle dan Diafragma, berfungsi untukmengatur aliran gas panas ke second stage turbine wheel,sedangkan diafragma berfungsi untuk memisahkan keduaturbin wheel.Second Stage Turbine, berfungsi untuk memanfaatkanenergi kinetik yang masih cukup besar dari first stage19turbine untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yanglebih besar.Gambar 2.13 Komponen turbin section5. Exhaust SectionExhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsisebagai saluran pembuangan gas panas sisa yang keluar dariturbingas. Exhaust section terdiri dari beberapa bagian yaitu :Exhaust Frame AssemblyExhaust Diffuser assemblyExhaust gas keluar dari turbin gas melalui exhaust diffuserpadaexhaust frame assembly, lalu mengalir ke exhaust plenum dankemudian didifusikan dan dibuang ke atmosfir melalui exhauststack, sebelum dibuang ke atmosfir gas panas sisa tersebutdiukurdengan exhaust thermocouple dimana hasil pengukuran inidigunakan juga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksitemperatur trip. Pada exhaust area terdapat 18 buah termokopelyaitu, 12 buah untuk temperatur kontrol dan 6 buah untuktemperatur trip.2.9 Komponen Penunjang Sistem Turbin GasA. Starting Equipment.Berfungsi untuk melakukan start up sebelum turbin bekerja.Jenis-jenis starting equipment yang digunakan di unit-unitturbin gas pada umumnya adalah :1. Diesel Engine, (PG –9001A/B)2. Induction Motor, (PG-9001C/H dan KGT 4X01, 4X02dan 4X03)203. Gas Expansion Turbine (Starting Turbine)B. Coupling dan Accessory GearBerfungsi untuk memindahkan daya dan putaran dari porosyang bergerak ke poros yang akan digerakkan. Ada tiga jenis

coupling yang digunakan, yaitu:1. Jaw Cluth, menghubungkan starting turbine denganaccessory gear dan HP turbin rotor.2. Accessory Gear Coupling, menghubungkan accessorygear dengan HP turbin rotor.3. Load Coupling, menghubungkan LP turbin rotor dengankompressor beban.C. Fuel System.Bahan bakar yang digunakan berasal dari fuel gas systemdengan tekanan sekitar 15 kg/cm2. Fuel gas yang digunakansebagai bahan bakar harus bebas dari cairan kondensat danpartikel-partikel padat. Untuk mendapatkan kondisi tersebutdiatas maka sistem ini dilengkapi dengan knock out drum yangberfungsi untuk memisahkan cairan-cairan yang masih terdapatpada fuel gas.D. Lube Oil System.Lube oil system berfungsi untuk melakukan pelumasan secarakontinu pada setiap komponen sistem turbin gas. Lube oildisirkulasikan pada bagian-bagian utama turbin gas dan trushbearing juga untuk accessory gear dan yang lainnya. Lube oilsystem terdiri dari:Oil Tank (Lube Oil Reservoir)Oil QuantityPompaFilter SystemValving SystemPiping SystemInstrumen untuk oil21Pada turbin gas terdapat tiga buah pompa yang digunakanuntuk mensuplai lube oil guna keperluan lubrikasi, yaitu:1. Main Lube Oil Pump, merupakan pompa utamayang digerakkan oleh HP shaft pada gear boxyang mengatur tekanan discharge lube oil.2. Auxilary Lube Oil Pump, merupakan pompalube oil yang digerakkan oleh tenaga listrik,beroperasi apabila tekanan dari main pumpturun.3. Emergency Lube Oil Pump, merupakan pompayang beroperasi jika kedua pompa diatas tidakmampu menyediakan lube oil.E. Cooling System.

Sistem pendingin yang digunakan pada turbin gas adalah airdan udara. Udara dipakai untuk mendinginkan berbagaikomponen pada section dan bearing. Komponen-komponenutama dari cooling system adalah:Off base Water Cooling UnitLube Oil CoolerMain Cooling Water PumpTemperatur Regulation ValveAuxilary Water PumpLow Cooling Water Pressure Swich2.10 Aplikasi Turbin GasSalah satu contoh aplikasi turbin gas yang di gunakan adalahPembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG).22Gambar 2.14 Prinsip kerja unit pembangkit turbin gasGambar 2.14 menunjukkan prinsip kerja PLTG. Udara masuk kekompresor untuk dinaikkan tekanannya, kemudian udara tersebutdialirkan ke ruang bakar. Dalam ruang bakar, udara bertekananinidicampur dengan bahan bakar dan dibakar. Apabila digunakanbahanbakar gas (BBG), maka gas dapat langsung dicampur dengan udarauntuk dibakar, tetapi apabila digunakan bahan bakar minyak(BBM),maka BBM ini harus dijadikan kabut terlebih dahulu kemudianbarudicampur dengan udara untuk dibakar. Teknik mencampur bahanbakar dengan udara dalam ruang bakar sangat mempengaruhiefisiensipembakaran. Pembakaran bahan bakar dalam ruang bakarmenghasilkan gas bersuhu tinggi. Gas hasil pembakaran inikemudiandialirkan menuju turbin untuk disemprotkan kepada sudu-suduturbinsehingga energi (enthalpy) gas ini dikonversikan menjadienergi mekanikdalam turbin penggerak generator (dan kompresor udara) danakhirnya generator menghasilkan tenaga listrik.23BAB IIIBAHAN BAKAR TURBIN GAS3.1 Bahan Bakar Turbin Gas

Bahan bakar untuk turbin gas harus memenuhi persyaratantertentusebelum digunakan pada proses pembakaran. Persyaratan tersebutyaitu bahan bakar mempunyai kadar abu yang tidak tinggi.Denganalasan, bahan bakar yang mempunyai kadar abu yang tinggi, padaproses pembakaran dihasilkan gas pembakaran yang mengandungbanyak partikel abu yang keras dan korosif. Gas pembakarandengankarakteristik tersebut, akan mengenai dan merusak sudu-suduturbin padawaktu proses ekspansi pada temperatur tinggi.Dengan persyaratan tersebut, bahan bakar yang memenuhipersyaratan adalah bahan bakar cair dan gas. Bahan bakar cairdan gascenderung mempunyai kadar abu yang rendah jika dibandingkandengan bahan bakar padat, sehingga lebih aman digunakansebagaibahan bakar turbin gas.Bahan bakar yang digunakan turbin gas pesawat terbang,persyaratan yang haus dipenui adalah lebih ketat, hal inikarenamenyangkut faktor keamanan dan keberhasilan selama turbin gasberoperasi. Adapun persyaratannya adalah :1. Nilai kalor per satuan berat dari bahan bakar harus tinggi.Dengan jumlah bahan bakar yang sedikit dan ringan dengantetapinilai kalornya tinggi sangat menguntungkan karena mengurangiberat pesawat terbang secara keseluruhan.2. Kemampuan menguap (volatility) dari bahan bakar tidakterlalu tinggi, oleh karena pada harga volatility yang tinggibahan bakar akan mudah sekali menguap, terutama padaketinggian tertentu. Hal ini akan membahayakan karena bahanbakar menjadi mudah terbakar. Disamping itu, saluran bahanbakarmudah tersumbat karena uap bahan bakar.243. Kemurnian dan kestabilan bahan bakar harus terjamin, yaitubahanbakar tidak mudah mengendap, tidak banyak mengandung zatzatseperti air, debu, dan belerang. Kandungan zat zat tersebutapabila terlalu banyak akan sangat membahayakan pada proses

pembakaran. Khusus untuk belerang, zat ini akan korosif sekalipada material sudu turbin.4. Flash point dan titik nyala tidak terlalu rendah, sehinggapenyimpanan lebih aman.5. Gradenya harus tinggi, bahan bakar harus mempunyai kualitasyang bagus, tidak banyak mengandung unsur-unsur yangmerugikan seperti dyes dan tretaetyl lead.Dengan karakteristik bahan bakar untuk turbin gas pesawatterbangseperti yang disebutkan di atas, terlihat bahwa bahan bakartersebutadalah bermutu tinggi, untuk menjamin faktor keamanan yangtinggipada operasi turbin gas selama penerbangan. Kegagalan operasiberakibat sangat fatal yaitu turbin gas mati, pesawat terbangkehilangan gaya dorong, kondisi ini dapat dipastikan pesawatterbangakan jatuh. Bahan bakar pesawat yang biasa digunakan adalahdarijenis gasoline dan kerosene atau campuran keduanya, tentunyasudahdimurnikan dari unsur-unsur yang merugikan. Sebagai contoh,standaryang dikeluarkan American Society for Tinting MaterialSpesification(ASTM) seri D-1655, yaitu Jet A, Jet A1, Jet B. Notasi A, A,dan Bmembedakan titik bekunya.3.2 Proses Pembakaran Turbin GasPada gambar, dapat dilihat dari konstruksi komponen ruangbakar,apabila digambarkan ulang dengan proses pembakaran adalahsebagaiberikut:25Gambar 3.1 Ruang bakar dan proses pembakaran turbin gasProses pembakaran dari turbin gas adalah mirip denganpembakaran mesin diesel, yaitu proses pembakarannya padatekanankonstan. Prosesnya adalah sebagai berikut, udara mampat darikompresor masuk ruang bakar, udara terbagi menjadi dua, yaituudara

primer yang masuk saluran primer, berada satu tempat dengannosel, danudara mampat sekunder yang lewat selubung luar ruang bakar.Udaraprimer masuk ruang bakar melewati swirler, sehinggaalirannya berputar. Bahan bakar kemudian disemprotkan darinosel kezona primer, setelah keduanya bertemu, terjadi pencampuran.Aliran udaraprimer yang berputar akan membantu proses pencampuran, hal inimenyebabkan campuran lebih homogen, pembakaran lebih sempurna.Udara sekunder yang masuk melalui lubang-lubang pada selubungluarruang bakar akan membantu proses pembakaran pada zonasekunder. Jadi, zona sekunder akan menyempurnakan pembakarandarizona primer.Disamping untuk membantu proses pembakaran pada zonasekunder, udara sekunder juga membantu pendinginan ruangbakar.Ruang bakar harus didinginkan, karena dari proses pembakarandihasilkan temperatur yang tinggi yang merusak material ruangbakar. Maka, dengan cara pendinginan udara sekunder,temperaturruang bakar menjadi terkontrol dan tidak melebihi dari yangdiijinkan.Pada gambar di atas, terlihat zona terakhir adalah zonapencampuran(dillute zone), adalah zona pencampuran gas pembakaranbertemperatur tinggi dengan sebagian udara sekunder. Fungsiudara26pada sekunder pada zona itu adalah mendinginkan gas pembakaranyang bertemperatur tinggi menjadi temperatur yang aman apabilamengenai sudu-sudu turbin ketika gas pembakaran berekspansi.Disamping itu, udara sekunder juga akan menambah massa darigaspembakaran sebelum masuk turbin, dengan massa yang lebih besarenergi potensial gas pembakaran juga bertambah. Apabila Wkinetikadalahenergi kinetik gas pembakaran dengan kecepatan V, massasebelum

ditambah udara sekunder adalah m1 maka energi kinetiknyaadalahsebagai berikut:Dengan penambahan massa dari udara sekunder m2, maka energykineticmenjadi:Jadi, dapat dilihat Wkinetik,2 ( dengan udara sekunder) lebih besardariWkinetik,1 (tanpa udara sekunder).Proses pembakaran pada turbin gas memerlukan udara yangberlebih, biasanya sampai 30% dari kondisi normal untuk prosespembakaran dengan jumlah bahan bakar tertentu. Kondisi iniakanberkebalikan, apabila udara pembakaran terlalu berlimpah(lebih30%), udara justru akan mendinginkan proses pembakaran danmati,karena panas banyak terbuang ke luar melalui gas bekas yangbercampur udara dingin sekunder. Dengan pemikiran yang sama,apabilajumlah udara kurang dari normal, yaitu terjadi overheating,material ruangbakar dan sudu-sudu turbin bekerja melampaui kekuatannya danruangbakar dapat pecah, hal ini berarti turbin gas berhenti bekerjaatauproses pembakaran terhenti.27BAB IVINTERCOOLER4.1 IntercoolerDaya yang dihasilkan turbin sebagian besar digunakan olehkompresor. Daya ini bisa diturunkan dengan mengkompresi udarasecara duatingkat dan menggunakan intercooler diantara kedua tingkattersebut. Pengaturansecara skematik untuk intercooler diperlihatkan oleh gambar4.1.Gambar 4.1 Skema susunan intercooling pada turbin gas siklustertutupPertama-tama udara dikompresi di kompresor pertama, yangdisebut

“kompresor tekanan rendah” (LP kompresor-#1). Karena kompresiini, tekanandan temperatur udara meningkat. Sekarang udara diteruskan keintercooler(pendingin antara) yang akan menurunkan temperatur udarakompresi ketemperatur awal, tetapi tekanan tetap konstan. Setelah itu,udara kompresisekali lagi dikompresi di kompresor kedua yang disebut sebagai“kompresortekanan tinggi” (HP kompresor-#2).Sekarang udara kompresi diteruskan ke ruang pemanas dankemudian ke turbin. Akhirnya udara didinginkan di ruangpendingin dan kembalidi kompresi ke kompresor tekanan rendah. Proses intercoolingudara pada duatingkat kompresi diperlihatkan dengan diagram Ts pada gambar4.2.28Gambar 4.2 Diagram T-s untuk intercoolingProses 1-2 menunjukkan pemanasan udara di ruang pemanas padatekanan konstan.Proses 2-3 memperlihatkan ekspansi isentropik udara padaturbin.Proses 3-4 adalah pendinginan udara di ruang pendingin padatekanankonstan. Proses 4-5 adalah kompresi udara di LP kompresor.Proses 5-6 adalah pendinginan udara pada intercooler padatekanankonstan.proses 6-1 adalah kompresi udara pada HP kompresor.Kerja yang dilakukan turbin per kg udara:Wt = Cp (T2 – T3) (i)Dan kerja yang dilakukan kompresor per kg udara:Wc = Cp [(T1 – T6) + (T5 – T4)] (ii)Kerja netto yang tersedia:W = Wt – Wc

Untuk pendinginan yang sempurna, tekanan antara bisa dicaridengan persamaan:p6 = p5 = √ (p1 x p4)= √ (p2 x p3)Pada akhir proses kompresi pada kompresor, terjadi kenaikantemperatur dari

fluida gas. Dari perumusan termodinamika didapat bahwakenaikan temperatursebanding dengan rasio tekanannya. Adapun persamaannya sebagaiberikut:Tb/Ti = (Pd/Pi)(n-1)/n29Tb = Ti (Pd/Pi)(n-1)/ndimanaTb = temperatur akhir kompresi Ti = temperatur awal kompresipd = tekananakhir kompresipi = tekanan hisap kompresin = faktor politropie ( n=1 ~n = 1,4)dan persamaan kerja dari kompresor adalahWkompresor = Ri Ts n/(n-1)[(Tb/Ti)-1]dan untuk kerja pada kondisi isotermal, persamaannya adalahWkompresor = Ri Ts ln(Pb/Pi)Dari perumusan temperatur dan kerja menunjukkan bahwadengan kenaikan rasio tekanan akan menaikkan temperatur akhirdari kompresi,hal ini juga berarti kerja yang dibutuhkan kompresor naik.Kenaikan kerja kerja kompresor sangat tidak menguntungkan,karenakerja kompresor adalah negatif. Apabila kondisi inidiaplikasikan padakompresor turbin gas pada rasio tekanan tinggi, maka akanbanyakmengurangi daya dari turbin gas, hal ini akan menurunkanefisiensi secarakeseluruhan.Untuk mengatasi hal tersebut di atas, proses kompresi dibuatbertingkat dan dengan pendinginan sela ( intercooler) padasetiap tingkatkompresi. Dengan metode ini akan menggunakan kompresor yangjumlahnyasama dengan jumlah tingkat kompresi, dan jumlah intercooleryang dipasangadalah jumlah kompresor dikurangi satu.Dengan pemasangan intercooler suhu dari proses kompresitingkat sebelumnya didinginkan kembali ke temperatur awal.Dengan keadaan

tersebut kerja kompresor yang kedua adalah sama dengan kerjakompresosebelumnya, dengan rasio tekanan yang sama. Pada gambar 3.3terlihat denganmembuat dua tingkat kompresi, dua kompresor, dan satuintercooler, adapenghematan kerja kompresor dibandingkan dengan kerjakompresor tunggal.30Gambar 4.2 Diagram p-v kompresor bertingkat dengan intercoolerGambar 4.3 Intercooler31BAB VPERSAMAAN ENERGI YANG UMUM UNTUK PROSESALIRAN TUNAK DAN PENERAPANNYA PADA SISTEMTURBIN GAS5.1 Persamaan Energi yang Umum Untuk Proses Aliran TunakAliran tunak adalah aliran fluida yang besaran dan sifatnyatidak berubahdengan waktu. Sedangkan system yang dibahas dapat mengenai apasaja yangdidefinisikan dengan jelas dan tegas. System yang dimaksuddisini adalah serupadengan diagram benda bebas dalam analisis mekanika dandinamika struktur ataumekanisme mesin-mesin pada umumnya. Pada system energy, semuabentukenergy yang terlibat hendaknya digambarkan secara lengkap,seperti terlihat padagambar 5.1, yaitu antara lain energy-dalam, energy aliran,energy kinetic, energypotensial, energy panas, dan energy kerja mekanik.Gambar 5.1 Sistem dan batas systemSystem tersebut dapat berupa saluran, pipa, diguser, nosel,kompresor,pompa, turbin, motor torak, pemanas, pendingin, dan ruangbakar.Pada dasarnya persamaan tersebut merupakan jabaran dari hokumkekekalanenergy. Pada gambar 5.1 dilukiskan massa fluida masuk systemmelalui

penampang i dan keluar system melalui e yang masing-masing dapatlebih darisatu. Melalui penampang i dan e tersebut fluida kerjamemilikienergi-dalam,energy aliran, energy kinetic, dan energy potensial. Sedangkanpanas masuk ke32dalam system sebesar Q dan system menghasilkan kerja mekaniksebesar W.sebenarnya Q = ΣQi dan W = ΣWi karena Qi dapat masuk ke dalam systemmelalui banyak tempa, dan Wi dapat juga dihasilkan di beberapatempat. Qi danWi masing-masing dapat bernilai positif maupun negative. Qi

adalah positif jikapanas masuk ke dalam system dan negative apabila panas keluardari system,sedangkan Qi = 0 berlaku untuk proses adiabatic. Demikian pulaWi bernilaipositif jika system menghasilkan kerja, seperti pada mototrtorak atau turbin, danbernilai negative jika system dikenai atau memerlukan kerja,seperti pada pompa,blower, dan kompresor.Dengan demikian persamaan energy yang umum untuk proses alirantunak dapatdituliskan sebagai(5.1)atau,(5.2)Dimanami= massa fluida masuk systemme= massa fluida keluar systemh = u + pv/J = entalpiu = energy dalam persatuan massap = tekananv = volume spesifikC = kecepatanz = jarak dari garis datumg = percepatan gravitasi33J = factor pengubah satuan, misalnya J = 778atau J = 0.427

Q = perpindahan panas; negative jika panas keluar system, danpositif jika panasmasuk system.W = kerja mekanik; positif jika system menghasilkan kerjamekanik seperti padaturbin, dan negative jika system dikenai atau memerlukan kerjamekanik sepertipada kompresor atau pompa.Subskripsi i dan e berturut-turut menyatakan pada seksi masukdan keluar system.Jika pada system hanya terdapat satu lubang fluida masuk dansatu lubang fluidakeluar, maka mi = me sehingga persamaan 5.2 menjadi:he +(5.3)Dimana,5.2 Penerapan Persamaan Energi Yang Umum Untuk Proses AliranTunakJika batas-batas system yang akan dibahas telah ditetapkandengan jelasdan tegas, dan semua energy yang terlibat telah diketahuisemuannya, makapersamaan (5.1), (5.2), (5.3) dapat digunakan.Selanjutnya persamaan tersebut akan digunakan untukmenganalisis prestasikomponen utama turbin gas, yaitu saluran masuk atau difusser,kompresor, ruangbakar, turbin, nosel, pemanas, dan pendingin, sepertidiuraikan pada beberapapasal berikut ini, akan tetapi disini penulis akan menjabarkanmengenai turbinsaja. Penggunaan akan makin jelas jika disertai dengan diagramentalpi versusentropi atau temperature versus entropi. Melalui setiap titikpada diagram entapliversus entropi terdapat garis Ykonstan, garis pkonstan dan vkonstan,

berturut-turut dengansudut kemiringan yang makin besar, seperti ditunjukan padagambar 5.2. Untukgas ideal dengan cp konstan garis T konstan tegak lurus sumbu-h.34Gambar 5.2 Diagram entropi versus entropi

5.3 TurbinPersamaan energy pada turbin sama halnya seperti padakompresor. Padaturbin juga digunakan beberapa idealisasi dan asumsi. Namun,prosesnya adalahekspansi yang dianggap berlagsung adiabatic, Q 0. Sedangkanselisih energypotensial gas keluar dan masuk turbin dianggap kecildibandingkan dengan sukusukulainnya. Sehingga dapat diabaikan, ΔPE 0. Dengan demikianpersamaan5.3, untuk turbin menjadi( ) ( )( ) ( ) (5.4)Dimana,WTs = kerja yang dihasilkan turbin isentropicJ = factor pengubah satuanDari gambar 5.3 terlihat bahwaWts > WT

Dengan demikian efisiensi turbin didefinisikan sebagai,(5.5)35Gambar 5.3 Diagram entalpi versus entropi sebuah turbin36BAB VIPROSEDUR PENGOPERASIAN TURBIN GAS PLTGU CILEGON6.1 Persiapan dan Pelaksanaan, Sebelum Operasi Turbin GasPastikan seluruh peralatan bekerja secara normal sebelumturbin gasdioperasikan, peralatan-peralatan tersebut adalah:1. Lube oil system2. Control oil system3. CCW system4. Gen. seal oil/H2-system5. Turbine cooling air system6. Inlet & exhaust duct7. Package ventilation system8. Circulating demin water system9. Instrument air system10. Service air for back up system11. HP purge air system12. Water injection system

13. Fuel gas and fuel oil system14. CO2 fire fighting6.2 Persiapan StartPastikan kondisi unit turbin gas bekerja normal pada bagian:a. MechanicalPastikan semua pompa, fan, motor, control valve pada posisiremote/auto control mode.Pastikan H2 gas system dalam kondisi siap dioperasikan dantekanan H2 di dalam gas turbine generator normal.Periksa status operasi CO2 fire fighting system bekerjasecaranormal.Pastikan seluruh instalasi pada masing-masing system sudahterpasang dengan benar sesuai dengan P&ID.b. Control & Instrument37Pastikan semua signal and communications dari local gasturbinesystem beserta peralatan bantunya masuk ke control unit.Semua alarm dan trip interlock system sudah dinormalkan.Pastikan air instrument system beroperasi dengan normal.c. ElectricalPastikan semua MV/LV Switch gear & MCCC dalam kondisibertegangan.Pastikan generator protection relay and inter-trip testantaragenerator dengan turbine system bekerja dengan normal.6.3 Batasan OperasiTabel 6.1 Batasan operasi PLTGU CilegonSpeed up rate 135 rpm/minLoad change rate 6.7%/minPurge period 5 minSpeed increase rate 135 rpm/minOver speed setting Mechanical over speed 110±1% ofrated speed (3270 ~ 3330 rpm)Tabel 6.2 Vibration limits setting value (peak to peak)Alarm > 125 μmTrip > 200 μmTabel 6.3 Lube oil pressure settingLube oil supply pressure control 1.5 kg/ cm2Lube oil supply pressure alarm < 1.08 kg / cm2Lube oil supply pressure trip < 0.88 kg / cm2

Turning interlock < 0.41 kg / cm2Lube oil filter differential pressure highalarm>1.0 kg / cm238Tabel 6.4 Lube oil temperature settingLube oil supply temperature control 460 CLube oil supply temperature alarm > 600 CJournal bearing metal temperaturealarm> 1070 CThrust bearing metal temperature alarm > 990 CBearing drain oil temperature alarm > 770 CTabel 6.5 Cooling temperature settingRotor cooling air alarm > 2600 CNo. 2 disc cavity temperature alarm > 4600 CNo. 3 disc cavity temperature alarm > 4600 CNo. 4 disc cavity temperature alarm > 4600 CDown stream of No. 4 turbine disctemp. alarm> 4100 CTabel 6.6 Exhaust gas pressure settingExhaust gas pressure alarm > 500 mmH2OExhaust gas pressure trip > 600 mmH2OTabel 6.7 Blade path and exhaust temperature alarm settingBlade path temp. high trip > 6800 CBlade path temp. control deviation hightrip> 450 CExhaust gas temp. high trip > 6200 CExhaust gas temp. control deviationhigh trip> 450 CBlade path temp. spread alarm, untukgas fuel-30 / +200 C dan oil fuel ±600 CBlade path temp. spread shut down,untuk gas fuel-40 / +250 C dan oil fuel ±700 C39Blade path temp. spread trip, untuk gasfuel-

-60 / +300 C dan oil fuel ±800 CTabel 6.8 Low frequency interlock summaryAlarm 47.5 Hz + 0 secGenerator breaker off 47.5 Hz + 15 secTrip 47.5 Hz + 0.1 sec40BAB VIIMAINTENANCE DAN TROUBLESHOOTING TURBIN GAS7.1 Maintenance Turbin GasMaintenance adalah perawatan untuk mencegah hal-hal yang tidakdiinginkan seperti kerusakan terlalu cepat terhadap semuaperalatan di pabrik,baik yang sedang beroperasi maupun yang berfungsi sebagai sukucadang.Kerusakan yang timbul biasanya terjadi karena keausan danketuaan akibatpengoperasian yang terus-menerus, dan juga akibat langkahpengoperasian yangsalah.Maintenance pada turbine gas selalu tergantung dari faktor-faktoroperasional dengan kondisi yang berbeda disetiap wilayah,karena operasionalturbine gas sangat tergantung dari kondisi daerah operasional.Semua pabrikpembuat turbine gas telah menetapkan suatu ketetapan yang amandalampengoperasian sehingga turbine selalu dalambatas kondisi amandan tepat waktuuntuk melakukan maintenance.Secara umum maintenance dapat dibagi dalam beberapa bagian,diantaranya adalah:1. Preventive Maintenance.Suatu kegiatan perawatan yang direncanakan baik itu secararutin maupunperiodik, karena apabila perawatan dilakukan tepat padawaktunya akanmengurangi down time dari peralatan. Preventive maintenancedibagi menjadi:Running Maintenance. Suatu kegiatan perawatan yang dilakukanhanya

bertujuan untuk memperbaiki equipment yang rusak saja dalamsatu unit.Unit produksi tetap melakukan kegiatan.Turning Around Maintenance. Perawatan terhadap peralatan yangsengajadihentikan pengoperasiannya.2. Repair Maintenance.Perawatan yang dilakukan terhadap peralatan yang tidak kritis,ataudisebut juga peralatan-peralatan yang tidak mengganggujalannya operasi.3. Predictive Maintenance.41Kegiatan monitor, menguji, dan mengukur peralatan-peralatanyangberoperasi dengan menentukan perubahan yang terjadi padabagian utama,apakah peralatan tersebut berjalan dengan normal atau tidak.4. Corrective Maintenance.Perawatan yang dilakukan dengan memperbaiki perubahan kecilyangterjadi dalam disain, serta menambahkan komponen-komponen yangsesuai dan juga menambahkan material-material yang cocok.5. Break Down Maintenance.Kegiatan perawatan yang dilakukan setelah terjadi kerusakanatau kelainanpada peralatan sehingga tidak dapat berfungsi sepertibiasanya.6. Modification Maintenance.Pekerjaan yang berhubungan dengan disain suatu peralatan atauunit.Modifikasi bertujuan menambah kehandalan peralatan ataumenambahtingkat produksi dan kualitas pekerjaan.7. Shut Down Maintenance.Kegiatan perawatan yang dilakukan terhadap peralatan yangsengajadihentikan pengoperasiannya.7.2 TrobleshootingSecara umum ada beberapa permasalahan yang sering terjadi padaPLTG :

Pengoperasian pembangkit LTG dalam waktu yang lama secaraterus menerus,dengan kondisi lingkungan yang berdebu (lingkungan tropis)semakinmempercepat penurunan kinerja kompresor ditandai denganmenurunnya tekanan.Kinerja kompresor dapat menerun dikaranakan adnya kontaminandeposit yangmenempel pada kompresor dan inlet guide vane. Semakin tebaldeposit yangmenempel semakin menurun unjuk kerja kompresor.Penurunan kinerja kompresor mengakibatkan penurunan outputturbin gas,yang mana menjadikan kinerja turbin gas mejadi menurun. Denganmenurunnyakinerja kompresor dan turbin gas sangat mempegaruhi efisiensipembangkit.Permasalahan tersebut diatas dapat ditanggulangi lagi denganmelakukanpembersihan pada kompresor(Compressor C leaning) atau pasirhalus.42BAB VIIIPENUTUP8.1 Kesimpulan1. Turbin gas adalah motor bakar yang terdiri dari tigakomponenutama, yaitu : kompresor, ruang bakar, dan turbin2. Bahan bakar untuk turbin gas harus memenuhi persyaratantertentusebelum digunakan pada proses pembakaran. Persyaratantersebut yaitu bahan bakar mempunyai kadar abu yang tidaktinggi.3. Kenaikan kerja kompresor sangat tidak menguntungkan, karenakerja kompresor adalah negatif. Apabila kondisi inidiaplikasikan pada kompresor turbin gas pada rasio tekanantinggi, maka akan banyak mengurangi daya dari turbin gas,hal ini akan menurunkan efisiensi secara keseluruhan.4. Persamaan energy pada turbin( ) ( )( ) ( )5. SOP Operasi sangatlah penting sebagai panduan operator guna

menjalankan turbin gas.6. Maintenance pada turbine gas selalu tergantung dari faktor-faktoroperasional dengan kondisi yang berbeda disetiap wilayah,karenaoperasional turbine gas sangat tergantung dari kondisi daerahoperasional.8.2 SaranDalam penulisan makalah ini terdapat banyak sekali kekuranganterutamadalam hal pembahasan turbin gas. Karena referensi yang penulisdapatkansangat minim sekali. Untuk itu saya harap kritik dan saranyang sifatnyamembangun43DAFTAR PUSTAKACengel, Y.A dan Boles, M.A., 1994, Thermodynamic An EngineeringApproach,Mv. Graw Hill, USA.Inisiator Aceh Power Investment: Turbine GasNugroho, Dwi., 2013, Turbin Gas, Universitas MuhammadiyaPontianakLazuardi, Bintang. et all, 201, Termodinamika Intercooler PadaTurbin Gas,Universitas IndonesiaNn, 2006, Turbin GasMeidriansyah, E., Pengoperasian Turbin Gas PLTGU Cilegon, PT PLN(Persero)Pembangkitan Cilegonhttp://majarimagazine.com/2009/02/gas-turbine-engine-part-1/diunduh tanggal 04Oktober 2013http://majarimagazine.com/2009/02/gas-turbine-engine-part-2/diunduh tanggal 04Oktober 2013http://sulthonyusuf.blogspot.com/2010/01/turbin-gas-1.htmldiunduh 04 Oktober2013

http://primapump.wordpress.com/category/gas-turbine/diunduh 04 Oktober 2013