OLEH : ICHSANUDDIN AKBAR YUSRIN ARIYANTO. A

Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) merupakan pembangkit listrik yang termahal biaya operasinya khususnya biaya bahan baker. Kebutuhan masyarakat yang semakin meningkat mengakibatkan PLTG ini dioperasikan bukan hanya pada beban puncak (cadangan) tetapi difungsikan untuk memikul beban dasar, karena kondisi pengoperasianya secara kontinu dan pengaruh keadaan sekitar cenderung berubah maka akan menyebabkan efisiensi berubah. Dalam penulisan ini, peneliti mewancarai pihak terkait serta melakukan pengukuran langsung nilai temperature, tekanan, arus dan teganan tiap komponen dalam system PLTG. Dari hasil penelitian terlihat jelas bahwa efisinsi yang diperoleh setiap komponen adanya kenaikan yang signifikan. Sifat udara yang masuk ke kompresor pada hakekatnya sangat mempengaruhi kinerja dalam system PLTG, dalam hal ini jika kepadatan suatu fluida udara yang dimampatkan kompressor semakin tinggi maka akan semakin baik bagi kinerja kompressor sehingga akan mempengaruhi penggerak mula (turbin) dikarenakan kerja yang dibangkitkan akan lebih sedikit, sehingga pembagian energi pada turbin akan bertambah ke beban (generator) dibandingkan di kompressor. Agar performance seimbang dan efisiensi tetap stabil kami menyarankan perlunya alat dan parameter yang menunjang, tanpa mengganggu komponen system PLTG tersebut.

1.1 Latar BelakangPengembangan dunia kelistrikan yang sangat berperan aktif adalah Pusat Pembangkit Tenaga Listrik, Salah satu sumbernya adalah pemanfaatan udara luar, yang dapat terkonversi menjadi gas. Gas inilah yang dipakai menjadi sumber utama dalam Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG). PLTG ini pengoperasiannya diinginkan agar unit PLTG beroperasi dalam waktu yang sependek mungkin, karena kebutuhan masyarakat yang semakin meningkat dan akibat penurunan daya pada pembangkit yang memikul beban dasar, maka sistem turbin gas biasa dioperasikan bukan hanya beban puncak tetapi juga digunakan untuk memikul beban dasarnya. Kondisi pengoperasian PLTG yang dilakukan secara terus-menerus dan pengaruh keadaan sekitar (udara luar) yang cenderung berubah maka akan menyebabkan kemampuan (performance) suatu sistem PLTG ikut berubah. Masalah tersebut menjadi suatu alasan, sehingga kami mahasiswa Teknik Elektro Universitas Muslim Indonesia bermaksud untuk melakukan penelitian tentang pengaruh udara luar terhadap performance PLTG pada PT.PLN (Persero)

1.2 Rumusan Masalah1. 2. Bagaimana pengaruh sifat-sifat udara luar terhadap performance PLTG ? Berapa besar efisiensi yang terjadi akibat adanya pengaruh udara luar di sekitar daerah pembangkitan?

1.3 Tujuan Penelitian1. 2. Untuk mengetahui pengaruh udara luar terhadap performance PLTG. Untuk mengetahui nilai efisiensi aktual yang terjadi akibat pengaruh udara luar di sekitar daerah pembangkitan

1.4 Batasan MasalahPenelitian ini hanya dibatasi pada sistem performance Pusat Listrik Tenaga Gas GE (General Electric) pada PT. PLN (Persero) Wilayah Sulselrabar Sektor Tello Unit PLTG/U

1.5 Metodeologi Penulisan1. 2. 3. Lokasi Penelitian Pengumpulan Data Data yang diperlukan

2.1 Sejarah Turbin Gas 2.2 Pembahasan Secara Umum Turbin Gas 2.3 Sistem Kerja Turbin Gas 2.3.1 Kompresi Dalam Kompressor 2.3.2 Pemanasan Dalam Ruang Bakar 2.3.3 Ekpansi Dalam Turbin 2.3.4 Generator

Sejarah Singkat Berdirinya PT. PLN (PERSERO) PT. Wilayah Data Unit PLTG/U Sektor TelloData data Unit Pembangkitan Sektor Tello. Jenis Pembangkit PLTU 1 PLTU 2 PLTG PLTG PLTG PLTG PLTG PLTD PLTD PLTD PLTD Jumlah Merk Energoinvest Energoinvest Westcan Alsthom 1 Alsthom 2 GE 1 GE 2 Mitsbishi 1 Mitsbishi 2 SWD 1 SWD 2 11 Unit Negara Pembuat Yugoslavia Yugoslavia Canada France France United States United States Japan Japan Nederland Nederland Daya Terpasang (MW) 12,50 12,50 14,46 21,35 20,00 33,40 33,40 12,60 12,60 12,40 12,40 197,71 Daya Mampu (MW) 9.50 9.50 12.00 15.00 12.00 30.00 30.00 10.00 10.00 9.00 9.00 156.00 Tahun Mulai Operasi 1971 1971 1976 1982 1982 1996 1997 1984 1984 1989 1989

4.1 Pembahasan Pengaruh Udara Luar Terhadap Performance PLTG 4.2 Sifat-Sifat Udara Sifat4.2.1 Berat Jenis Udara 4.2.2 Panas Jenis Udara 4.2.3 Kelembaban Udara 4.2.4 Tekanan Udara

5.1 Data PLTG GE (General Electric)A. Turbin Gas Model : MS. 6001-BC Siklus : Sederhana (terbuka) Jumlah poros : 1 (satu) Kompressor : 17 tingkat Turbin : 3 tingkat Putaran turbin : 5100 rpm Bahan bakar : HSD (solar) Tekanan atmosfer : 1.01325 bar Tek. Inlet drop filter : 70 mmH2O B. Generator Merk : General Electric-6A.3-USA Daya terpasang : 33,44 MW Daya Mampu : 30 MW Max. Rate : 68000 Hp Lanjutan Putaran Factor daya Tegangan : 11,5 KV Frekuensi : 50 Hz Teg. Eksitasi: 125 V Jumlah phase Jumlah Kutub : 3000 rpm : 0,85 pf

:3 :2

C. Diesel Engine Detroit Model : R-05670-325 Serial : G-A1632-62 Putaran : 2300 rpm

5.2 Perhitungan Efisiensi Kompressor Pada Suhu 32 oCKondisi udara yang masuk kompressor tidak sama dengan kondisi udara luar, karena adanya filter dan cylencer, maka diperlukan kondisi udara masuk (P01) kompressor dihitung dengan memperhitungkan inlet pressure drops pada filter dan sylencer. P01 = Ps Pinlet pressure drops Dimana ; Ps = Tekanan atmosfer = 1,01325 bar Pinlet pressure drops = 70 mmH2O = 6,86. 10-3 bar Jadi P01 = 1,01325 6,86.10-3 = 1,00639 bar Persamaan yang digunakan oleh Boyle Gay Lussac untuk menghitung temperatur masuk kompressor (T01), dengan menganggap udara adalah gas ideal.Ps v Vs P01 v V01 ! Ts T01

T01 ! Ts v

P01 Ps

! 305.15 v

1.00639 1.01325

! 303,084 K

Temperatur setelah kompressor secara ideal (isentropis) dapat di hitung dengan persamaan sebagai berikut ;' ; T02 P02 ! T01 P01 k 1 / k

6,86.10. 3 9,75 T02 ' ! 303.084 v 1.00639 ! 580,006 K

Harga-harga entalpi setiap kondisi dapat dilihat pada tabel udara berdasarkan temperaturnya yaitu : h01 = Entalpi masuk kompressor, berdasarkan temperatur masuk kompressor (T01) = 303,084 diperoleh : 303,289 kJ/kg h02 = Entalpi setelah kompressor, berdasarkan temperatur yang keluar dari kompressor (T02) = 356 oC atau 629,15 K, diperoleh : 637,751 kJ/kg h02 = Entalpi setelah kompressor, berdasarkan temperatur yang keluar dari kompressor (T02 ) = 580,006 K, diperoleh : 586,046 kJ/kg Sehingga harga-harga diatas disubtitusikan kedalam persamaan berikut untuk menghitung efisiensi kompressor :L cs ! h02 'h01 h02 h01580,046 303,289 ! 84% 637,751 303,289

Dimana, Vs = V01 karena volume udara yang diisap melalui filter dan sylencer tetap, sehingga 32 oC = 305.15 K ;

Tabel Pengamatan, Tabel Hasil Perhitungan, Tabel Konversi, Tabel Sifat-Sifat Udara, Flow Diagram PLTG GE

Tabel Pengamatan, Tabel Hasil Perhitungan, Tabel Konversi, Tabel Sifat-Sifat Udara, Flow Diagram PLTG GE

T1 (oC)

T2 (oC)

T2 (oC)

T2 (K)

P1 = P4 = Patm (bar)

P3 = P2 (bar)

P.I.D (bar)

32 31 30 29 28 27 26 25

305,15 304,15 303,15 302,15 301,15 300,15 299,15 298,15

356 353,86 351,72 349,57 347,42 345,29 343,14 341

629,15 627,01 624,87 622,72 620,57 618,44 616,29 614,15

1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325

9,75 9,79 9,82 9,86 9,89 9,93 9,96 10

0,00686 0,00686 0,00686 0,00686 0,00686 0,00686 0,00686 0,00686

T1 (oC) 32 31 30 29 28 27 26 25

T1 (K) 305,15 304,15 303,15 302,15 301,15 300,15 299,15 298,15

T03 (K) 1348,15 1348,15 1348,15 1348,15 1348,15 1348,15 1348,15 1348,15

P02=P.I.D (bar) 0,00686 0,00686 0,00686 0,00686 0,00686 0,00686 0,00686 0,00686

P03 (bar) 10,440 10,479 10,508 10,547 10,576 10,615 10,644 10,683

P04' = Patm (bar) 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325

T1 (oC)

T1 (K)

Cos

Arus (KA)

Tegangan (KV)

Pm (HP)

32 31 30 29 28 27 26 25

305,15 304,15 303,15 302,15 301,15 300,15 299,15 298,15

0,885 0,868 0,868 0,840 0,850 0,853 0,832 0,819

1,701 1,753 1,769 1,847 1,837 1,83 1,913 1,962

11,50 11,50 11,50 11,50 11,50 11,50 11,50 11,50

68000 68000 68000 68000 68000 68000 68000 68000

P01 (bar) 1,00639 1,00639 1,00639 1,00639 1,00639 1,00639 1,00639 1,00639

T01 (K) 303,084 302,091 301,097 300,104 299,111 298,118 297,124 296,131

P02' (bar) 9,7569 9,7969 9,8269 9,8669 9,8969 9,9369 9,9669 10,0069

T02' (K) 580,0063 578,6929 577,3795 576,0661 574,7528 573,4394 572,1259 570,8126

h01 (kJ/kg) 303,289 302,292 301,296 300,299 299,303 298,306 297,309 296,313

h02 (kJ/kg) 637,751 635,487 633,223 630,959 628,696 626,432 624,168 621,904

h02' (kJ/kg) 586,046 584,666 583,286 581,906 580,526 579,146 577,766 576,386

(%) 84,541 84,747 84,955 85,165 85,376 85,589 85,804 86,20

T04' (K)692,325 691,677 691,029 690,381 689,733 689,085 688,437 687,798

h04' (kJ/kg)705,019 704,331 703,643 702,955 702,266 701,578 700,89 700,202

T04 (K)823,150 822.579 822,007 821,436 820,864 820,293 819,721 819,150

h04 (kJ/kg)847,282 846,675 846,068 845,461 844,855 844,248 843,641 843,034

h03 (kJ/kg)1299,957 1299,957 1299,957 1299,957 1299,957 1299,957 1299,957 1299,957

(%)76,09 76,10 76,12 76,13 76,14 76,16 76,17 76,18

T1 (oC)

T1 (K)

Cos

Arus (KA)

Tegangan (KV)

Pm (HP)

Pm (KW)

Pout (KW)

(%)

32 31 30 29 28 27 26 25

305,15 304,15 303,15 302,15 301,15 300,15 299,15 298,15

0,885 0,868 0,868 0,840 0,850 0,853 0,832 0,819

1,701 1,753 1,769 1,847 1,837 1,83 1,913 1,962

11,50 11,50 11,50 11,50 11,50 11,50 11,50 11,50

68000 68000 68000 68000 68000 68000 68000 68000

50707,6 50707,6 50707,6 50707,6 50707,6 50707,6 50707,6 50707,6

30000 30300 30600 30900 31100 31400 31700 32000

59,16 59,75 60,35 60,94 61,33 61,92 62,52 63,11

630 628 626 624

T2 (K)

622 620 618 616 614 612 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306

T1 (K)

10.05 10 9.95 P2 (bar) 9.9 9.85 9.8 9.75 9.7 297

298

299

300

301 302 T1 (K)

303

304

305

306

32.5 32 Beban (MW) 31.5 31 30.5 30 29.5 297

298

299

300

301

302

303

304

305

306

T1 (K)

90.00 85.00 80.00 Efisiensi (%) 75.00 70.00 65.00 60.00 55.00 50.00 297

298

299

300

301 302 T1 (K)

303

304

305

306

% Kompressor

% Turbin

% Generator

6.1 Kesimpulan1. 2. 3. Berdasarkan Hasil penelitian dapat diambil kesimpulan bahwa : Penurunan temperature udara luar (inlet compressor) dapat memperbesar tekanan yang dimampatkan compressor sehingga efisiensi kompressor akan naik sebesar 1.48 %. Temperatur gas hasil pembakaran yang menggerakan sudu-sudu turbin nilainya konstan maka selisih efisiensi turbin cenderung konstan yaitu 0.09 %. Terjadinya kenaikan daya maksimal pada generator sebesar 2000 kW dipengaruhi adanya penurunan perubahan temperature udara disekitar PLTG sehingga efisiensinya meningkat sebesar 3.95 %. Semakin rendah temperature inlet compressor maka akan meningkatkan performance system PLTG.

4.

1. Perlunya sebuah alat yang dapat mengkondisikan (mengatur) temperature udara luar sehingga performance system PLTG dapat dipertahankan tanpa mengganggu komponen yang ada dalam system tersebut. 2. Kurangnya parameter yang tersedia dalam proses menganalisa system secara detail.

By UJO