BAB IVKONSEP TEORI DAN PENERAPAN4.1. Tinjauan PustakaPusat listrik tenaga gas dan uap (PLTGU) atau dikenal juga dengan Combine Cycle Power Plant (Pusat Listrik dengan Siklus Gabungan) ada merupakan gabungan antara PLTG dan PLTU. Gas panas keluar turbin gas yang suhunya relatif tinggi, (500o C) digunakan untuk memnaskan ait dan memproduksi uap yang kemudian digunakan untuk mendorong sudu-sudu turbin generator untuk menghasilkan listrik. Dengan demikian diperoleh effisien gabungan yang lebih tinggi dibandingkan effisiensi masing-masing PLTU maupun PLTG.Proses pemanasan air dan pembentukan uap terjadi di Heat Recovery Steam Generator (HRSG) yang berfungsi menggantikan boiler seperti pada PLTU. HRSG sebagai penukar kalor, akan memindahkan panas yang terkandung dalam gas bekas ke air dan uap. Karena sebagai penukar kalor, HRSG harus memiliki luasan yang besar untuk menangkap sebagian besar panas. Untuk memenuhi tujuan tersebut, konstruksi HRSG terdiri dari pipa-pipa yang dilengkapi sirip diseluruh luasannya. Gambar 4.1 Unit combined cycle PLTGU.Didalam PLTGU berlangsung dua siklus sekaligus, yaitu siklus udara dan gas panas yang berlangsung didalam turbin gas dan siklus air dan uap yang berlaku untuk turbin uap. Siklus udara dan gas panas dikenal sebagai siklus Brayton yang terjadi pada proses gas turbin generator (GTG) dan siklus air - uap dikenal sebagai siklus Rankine yang terjadi pada proses steam turbin generator (STG).4.1.1. Siklus Udara Dan Gas Panas (Siklus Brayton)Secara ideal prinsip kerja pada turbin gas mengikuti siklus Brayton. Dimana dapat diketahui dari diagram bahwa:

Siklus seperti gambar diatas terdapat empat langkah: Langkah 1-2 : Udara luar dihisap dan ditekan di dalam kompresor, menghasilkan udara bertekanan (langkah kompresi) Langkah 2-3: Udara bertekanan dari kompresor dicampur dengan bahan bakar, terjadi reaksi pembakaran yang menghasilkan gas panas (langkah pemberian panas) Langkah 3-4: Gas panas hasil pembakaran dialirkan untuk memutar turbin (langkah ekspansi) Langkah 4-1: Gas panas dari turbin dibuang ke udara luar (langkah pembuangan)

Gambar 4.2 Siklus Brayton dalam diagram p-v dan t-s.1 2 : Udara luar dihisap dan ditekan di dalam kompresor, menghasilkan udara bertekanan (langkah kompresi)2 3: Udara bertekanan dari kompresor dicampur dengan bahan bakar, terjadi reaksi pembakaran yang menghasilkan gas panas (langkah pemberian panas) 3 4 : Gas panas hasil pembakaran dialirkan untuk memutar turbin (langkahekspansi)4 1 : Pembuangan panas pada tekanan tetap.Udara atmosfer dihisap masuk ke dalam kompresor dan dinaikkan tekanannya. Selanjutnya udara tersebut 95% mengalir ke dalam ruang bakar dan sisanya digunakan untuk mendinginkan sudu turbin. Kemudian di dalam ruang bakar (combustor), terjadi penambahan panas pada tekanan konstan. Udara yang masuk ke dalam combustor dibagi menjadi dua, 30% disebut sebagai udara primer yang digunakan untuk proses pembakaran dan sebagian lagi, 15% digunakan sebagai pencampur dan penurunan suhu nyala api. Sehingga nyala api tidak membakar sudu turbin. Disebabkan oleh pemanasan yang terjadi di ruang bakar, maka udara dari kompresor memulai atau berekspansi. Sehingga menghasilkan kecepatan yang tinggi dan mampu mendorong sudu turbin gas. Tenaga mekanik yang dihasilkan sebagian besar digunakan untuk memutar kompresor dan sisanya digunakan untuk menghasilkan listrik. Lalu gas panas keluar turbin dibuang kembali ke atmosfer.

4.1.1. Siklus Air Uap (Siklus Rankine) Gambar 4.3 Siklus Rankine dalam diagram p-v dan t-s.

Secara ideal prinsip kerja pada HRSG mengikuti Rankine. Dimana dari diagram bahwa:34: Proses pemompaan air masuk ke dalam boiler (HRSG). Disini tekanan bertambah tinggi dan suhu sedikit naik.41: Proses pemberian kalor dengan tekanan konstan, menjadikan air menjadi uap panas lanjut. Volume, suhu dan entropi bertambah tinggi. 12: Proses ekspansi isentropis/adiabatis uap di dalam turbin. Disini volume uap bertambah besar, tekanan menurun, suhu menurun dan entropi konstan. 23: Proses pengembunan uap keluar turbin menjadi air kembali didalam kondensor pada tekanan yang konstan Jika pada PLTU menggunakan bahan bakar untuk menghasilkan panas pada siklus rankine, lain halnya pada PLTGU yang menggunakan prinsip rankine, merubah boiler yang biasa di PLTU menjadi HRSG. Kemudian memanfaatkan gas sisa keluar turbin yang suhunya relatif tinggi. Gas sisa ini digunakan untuk memanaskan air di dalam HRSG. Proses penyerapan panasini menyebabkan air berubah fasa menjadi uap secara bertahap, lalu berekspansi mendorong sudu-sudu turbin uap. Kemudian uap keluar turbin dikondensasi sehingga menjadi air kondensat.4.1.3 Siklus Gabungan (Combine Cycle)Didalam PLTGU berlangsung dua siklus sekaligus, yaitu siklus udara dan gas panas yang berlangsung didalam turbin gas dan siklus air dan uap yang berlaku untuk turbin uap. Siklus udara dan gas panas dikenal sebagai siklus Brayton dan siklus air - uap dikenal sebagai siklus Rankine. Gabungan antara keduanya disebut sebagai Siklus Gabungan ( Combined Cycle ) dan digambarkan dengan diagram T-S seperti terlihat pada gambar 4.4.

Gambar 4.4 Siklus kombinasi dalam digram T-S. Tekanan uap tunggal (kiri), dengan tekanan uap ganda (kanan). Secara umum, dapat diketahui dari diagram bahwa:1 2: Proses kompresi isentropis yang terjadi di kompresor.2 3: Penambahan panas pada ruang bakar.3 4: Ekspansi terjadi pada turbin gas.4 1: Proses pembuangan gas bekas yang dimanfaatkan untuk memanaskan air di HRSG.1 2: Proses pemompaan air pengisi.2 3: Proses pemanasan air hingga mencapai titik didih pada ekonomiser.3 4: Air mendidih dipanaskan sehingga menjadi uap kenyang di evaporator.4 5: Proses pemanasan lanjut pada superheater.5 6: Proses ekspansi pada turbin uap.6 1: Proses pengembunan di kondensor.Gambar 4.4 (kiri) menunjukkan sebuah siklus gabungan dengan tekanan uap tunggal. Besarnya panas yang diberikan oleh pembakaran bahan bakar adalah sesuai luas 1- 2-3-6-1 dan panas keluar turbin gas sesuai luas 1-1-4-6-1, dan kerja yang diperoleh didalam turbin gas adalah sesuai luas 1-2-3-4-1. Panas yang keluar turbin gas, dimanfaatkan untuk pemanasan air dan pembentukan uap, dan besarnya panas yang bisa diserap oleh air dan uap adalah sesuai luas 1-2-3-4-5-6-1. Panas yang dibuang didalam siklus air uap adalah sebesar luas 1 -1 6- 61, sehingga besarnya kerja yang diperoleh didalam siklus air uap adalah sebesar luas 1-2-3-4-5-6-1. Dari gambar 4.4 terlihat bahwa tidak semua panas yang dilepas turbin gas dapat diserap oleh air dan uap didalam HRSG, karena sifat alami air dan uap itu sendiri. Panas yang tidak bisa diserap tersebut adalah sebesar luasan 3-4-5-4-3.Untuk memperkecil jumlah panas yang tidak bisa diserap tersebut, maka siklus air uap dibuat menjadi dua tingkat tekanan yaitu tingkat rendah dan tingkat tinggi sebagaimana ditunjukkan didalam gambar 4.4 (kanan). Untuk lebih memperkecil lagi besarnya panas yang tidak bisa diserap, maka tingkat tekanan air dan uap dibuat lebih dari dua tingkat atau disebut juga sebagai multiple pressure. Dengan gambar 4.4 ini nampak jelas bahwa siklus gabungan yang berlaku bagi sebuah PLTGU mempunyai effisiensi yang lebih baik dibanding PLTG maupun PLTU.

4.1.4. Keuntungan Dan Kerugian PLTGUDibandingkan jenis pembangkit lain, PLTGU memiliki beberapa keuntungan, yaitu:1. Effisiensi lebih baik dari jenis pembangkit yang lain. Dibandingkan PLTU yang mempunyai effisiensi 40% dan PLTG 30%, PLTGU memiliki effisiensi sampai 60%.2. Biaya investasi lebih murah.3. Masa pembangunan relatif pendek. Dibandingkan PLTU dan PLTA.4. Lebih mudah mengikuti fluktuasi beban. Dibantingkan dnegan PLTU batubara yang pembakaran bahan bakarnya lambat dan PLTN yang dikhususkan untuk beban dasar.5. Tidak memakan banyak tempat. Untuk pasitas yang sama, PLTGU memerlukan lahan yang lebih sedikit dibandingkan PLTU.

4.1.5. Kerugian PLTGUNamun dibalik keutnungannya, PLTGU juga memiliki beberapa kerugian, yaitu:1. Jenis bahan bakar terbatas pada jenis bahan bakar gas dan cair saja yang harganya relatif lebih mahal.2. Bahan bakar cair memerlukan treatment terlebih dahulu untuk menghindari korosi suhu tinggi pada bagian turbin gasnya.3. Umur turbin gas dan HRSG lebih pendek dibandingkan PLTU.

4.2. Penerapan Kerangka TeoriPembangkit listrikadalah bagian dari alatindustriyang dipakai untuk memproduksi dan membangkitkantenaga listrikdari berbagai sumber tenaga, sepertiPLTU,PLTN,PLTA,PLTS,PLTS, dan lain-lain.Bagian utama dari pembangkit listrik ini sebenarnya adalahgenerator, yakni mesin berputar yang mengubahenergi mekanismenjadi energi listrik dengan menggunakan prinsipmedan magnetdanpenghantar listrik. Mesin generator ini diaktifkan dengan menggunakan berbagai sumber energi yang sangat bemanfaat dalam suatu pembangkit listrik. Namun, sebelum menuju ke generator masih banyak proses harus dilalui. Generator dapat bergerak karena ada energi gerak yang ditransfer (dipindahkan) dari mesin penggerak seperti turbin gas dan turbin uap. Kemudian ada mesin lagi yang membantu agar tubin tersebut bisa bergerak. Ini adalah sebuah siklus dan instalasi yang terbentuk satu kesatuan tugas agar dapat menghasilkan energi yang diinginkan. Seperti yang ada pada pembangkit listrik tenaga gas dan uap (PLTGU) Keramasan. Dibawah ini, penulis menjelaskan secara rinci tentang pengamatan yang didapatkan selama melakukan kerja magang di PT PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Keramasan Pusat Listrik Keramasan.

4.2.1. Komponen Utama PLTGU 1. Gas Turbine Generator ( GTG )2. Heat Recovery Steam Generator ( HRSG )3. Steam Turbine Generator ( STG )

Turbin Gas (PLTG)

HRSG Turbin uap Generator Sistem air pendinginTurbin gas dan alat bantunya pada umumnya merupakan suatu paket set unit PLTG yang dapat berdiri sendiri maupun digabung menjadi siklus kombinasi. Susunan HRSG dan alat bantunya harus dirancang agar dapat menyerap panas gas buang (exhaust gas) dari turbin gas seoptimal mungkin sehingga dapat menghasilkan uap dengan tekanan dan temperatur yang diperlukan untuk memutar turbin uap. Turbin Gas Turbin gas adalah suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk memutar turbin dengan pembakaran internal. Didalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik melalui udara bertekanan yang memutar sudu turbin sehingga menghasilkan daya. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas. Gambar 4.3 Skema Turbin Gas.

Prinsip Kerja Sistem Turbin Gas Udara 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.

Gambar 4.4 Turbin Gas.Bagian Utama Sistem Turbin GasAdapun bagian utama turbin gas tersebut adalah :KompressorCombustion ChamberTurbin

Kompressor Ada dua jenis compressor yang digunakan turbin gas yaitu: compressor sentrifugal digunakan untuk turbin gas kecil compressor axial, digunakan untuk turbin gas besar.

Gambar 4.5 Kompresor Axial 17 tingkat.

Fungsi kompresor utama adalah menghasilkan udara bertekanan untuk digunakan sebagai udara pembakaran dan pendingin. Tipe kompresor adalah kompresor aksial bertingkat banyak, seperti yang digunakan pada turbin gas PLTGU keramasan Gambar 4.5. Kompresor terdiri dari sudu gerak dan sudu diam, sehingga kecepatan relatif udara Vr2 < Vr1, tetapi kecepatan absolut udara disisi keluar lebih besar dari sisi masuk (V2 > V1) karena pada rotor diberikan kerja. Kecepatan absolut udara keluar sudu diam akan berkurang, dan disini energi kinetik diubah menjadi energi potensial atau tekanan. Akibat dari meningkatnya tekanan pada tiap tingkat dan melewati ruang yang lebih sempit disisi keluar kompresor, maka suhu udara keluar kompresor naik mencapai 280 - 315 C. Combustion Chamber ( Combustor )

Gambar 4.6 Combustion Chember ( Combustor ).

Combustion Chamber adalah ruangan tempat terjadinya proses pembakaran. Turbin gas umumnya mempunyai combustion chamber yang terdiri dari banyak combustion basket (liner) yang dipasang melingkari compressor discharge. Volume gas panas produksi combustion chamber jumlahnya besar karena proses pembakaran nya memberikan excess air yang tinggi hingga mencapai sekitar 350 %.

Turbin Gas panas (energi panas) hasil pembakaran diarahkan untuk memutar sudu turbin. Turbin gas merubah energi panas menjadi energi kinetik.Perubahan energi terjadi ketika gas panas melewati sudu diam dan sudu gerak. Melewati sudu diam tekanan gas turun, tetapi kecepatanya naik. Pada saat mendorong sudu gerak, tekanan dan kecepatan gas turun. Gambar 4.7 Turbin 3 tingkat PLTGU Keramasan.Heat Recovery Steam GeneratorHRSG berfungsi untuk memanaskan air dengan menggunakan panas gas buang dari turbin gas sehingga dihasilkan uap dengan tekanan dan temperature tertentu yang konstan. HRSG merupakan penghubung antara PLTG (siklus Brayton) dengan PLTU (siklusRankine). Ditinjau dari sumber panasnya, HRSG dibagi menjadi dua, yaitu unfired dan fired (auxiliary burner atau supplementary burner). HRSG Unfired adalah HRSG yang seluruh sumber panasnya diperoleh dari gas buang (exhaust gas) turbin gas. Sedangkan HRSG supplementary burner adalah HRSG yang dilengkapi dengan peralatan pembakaran bahan bakar (burner) sehingga sumber panas nya dapat diperoleh dari gas buang turbin gas dan atau dari pembakaran bahan bakar. Tetapi pada umumnya HRSG yang terpasang tidak dilengkapi dengan burner karena penerapan HRSG pada PLTGU tujuan utamanya adalah memanfaatkan panas gas buang dari PLTG yang masih tinggi temperaturnya untuk menghasilkan uap yang akan memutar turbin uap seperti HRSG PLTGU Keramasan Gambar 4.8. Dengan cara ini diperoleh peningkatan efisiensi termal yang besar. Gambar 4.8 HRSG PLTGU Keramasan.

Turbin UapTurbin uap adalah mesin penggerak yang secara langsung energi panas dari uap menjadi gerak putar poros. Disinilah terjadinya ekspansi, dimana tekana uap berkurang dan volume bertambah sehingga diperoleh kecepatan tinggi masuk ke dalam laluan sudu-sudu jalan.

Gambar 4.10 Turbin Uap PLTGU II Keramasan.Turbin memiliki dua bagian utama yaitu rotor dan stator. Rotor adalah bagian yang berputar, ditumpu oleh dua bantalan, padanya terpasang sudu jalan yang menerima pancaran uap dari sudu tetap. Sedangkan stator adalah bagian yang diam, padanya terpasang sudu tetap yang mengubah entalpi uap menjadi kecepatan untuk mendorong sudu jalan, sehingga rotor mejadi berputar.Generator Gambar 4.12 Gas Turbine Generator.Mesin pengubah energi mekanik menjadi energi listrik ini berkerja berdasarkan hukum Faraday. Apabila suatu penghantar diputar pada sebuah medan magnet sehingga memotong garis-garis gaya magnet. Hal ini terjadi dalam generator ketika rotor berputar di dalam stator yang terdiri dari kumparan-kumparan. Sehingga pada ujung penghantar terjadi gaya gerak listrik (GGL).Pada PLTGU Keramasan dalam satu unit terdapat dua genearator, yaitu generator yang membangkit daya dari turbin gas sebesar 28 MW dan generator yang membangkitkan daya dari steam turbin sebesar 12 MW.

4.2.1.6. KondensorGambar 4.11 CondensorFungsi kondensor adalah untuk mengembunkan uap bekas keluar dari turbin. Pengembunan tersebut diusahakan pada tekanan serendah mungkin agar turunnya entalpi uap di dalam turbin menjadi tinggi. Umumnya terdapat dua jenis kondensor yaitu kondensor kontak (contact condensor) dan kondensor permukaan (Surface Condensor). Pada kondensor kontak, air pendingin dan uap panas dipancarkan secara langsung. Kondensor semacam ini digunakan apabila air kondensat tidak digunakan lagi untuk sistem sirkulasi air uap. Sebagaimana yang diterapkan di PLTGU Keramasan, kondensor yang dipakai adalah jenis kondensor permukaan. Dimana air pendingin dialirkan melaui pipa-pipa, sedang air kondensat berada di luar pipa. Karena pada PLTGU Keramasan air hasil kondensasi akan digunakan lagi untuk siklus air uap.

Sistem air pendingin PLTGUBerdasarkan siklusnya, terdapat 2 macam sistem air pendingin utama yang lazim diterapkan di PLTGU yaitu :sistem siklus terbuka (once through)sistem siklus tertutup (recirculation cooling tower)Pada umumnya sistem air pendingin utama terdiri dari komponen :Intake (untuk sistem air pendingin siklus terbuka)Saringan (strainer)Pompa (cooling water pump CWP)Katup dan Pemipaan (piping)Menara pendingin (cooling tower)Untuk sistem air pendingin siklus terbuka tidak dilengkapi dengan menara pendingin (cooling tower), sebaliknya pada sistem siklus tertutup (resirkulsi) tidak dibutuhkan intake yang dipasangi saringan-saringan, cukup dengan satu saringan sederhana.

Gambar 4.11 Sistem Air Pendingin Terbuka Dan TertutupSistem Air Pendingin TerbukaDalam sistem siklus terbuka, air pendingin dipasok secara kontinyu dari sumber tak terbatas seperti sungai, danau atau laut yang dipompakan ke kondensor untuk akhirnya dibuang kembali keasalnya. Dengan menggunakan pompa, air dari sumber dipompa dan dialirkan ke kondensor dan heat exchanger kemudian dibuang ke saluran pembuangan. Letak saluran masuk dan saluran pembuangan air pendingin harus dibuat terpisah sejauh mungkin bertujuan untuk mencegah terjadinya resirkulasi air dari sisi pembuangan mengalir ke sisi masuk. Keuntungan sistem air pendingin siklus terbuka dibanding siklus tertutup antara lain adalah Biaya modal dan biaya operasinya lebih rendah, Peralatan yang digunakan lebih sedikit, dan Kinerja kondensor lebih baik karena temperatur air pendingin masuk lebih rendah. Sedangkan kerugiannya adalah Kualitas air tidak dapat dikontrol, Memerlukan ijin dari instansi lingkungan, karena menimbulkan pencemaran lingkungan, Sumber air harus tersedia dalam jumlah yang besar dan kontinyu.Sistem siklus terbuka digunakan pada unit-unit pembangkit yang sumber airnya tak terbatas, seperti air laut atau danau. Temperatur air ke sisi pembuangan harus dijaga pada batas yang memenuhi syarat, karena air yang panas cenderung menimbulkan bau dan dapat mematikan ikan.

Sistem Air Pendingin TertutupSecara prinsip, sistem air pendingin utama siklus tertutup menggunakan media air pendingin yang sama secara berulang dalam sirkulasi tertutup seperti terlihat pada Gambar 4.13 Sistem ini membutuhkan biaya investasi yang lebih besar dibanding sistem siklus terbuka. Hal ini karena menggunakan menara pendingin yang mahal.Biaya operasinya juga lebih besar karena sistemnya tidak dapat dibuat syphonic effect sehingga memerlukan tenaga pemompaan yang lebih besar. Bahkan apbial menggunakan sistem draft (tarikan) paksa memerlukan beberapa fan yang beroperasi terus menerus.Namun sistem siklus tertutup merupakan solusi terhadap tersedianya jumlah air yang terbatas, karena air pendingin dipakai berulang-ulang dan kehilangan air pendingin relatif sedikit.

Gambar 4.13 Aplikasi Sistem Air Pendingin Utama Siklus TertutupGambar dibawah ini, memperlihatkan aliran pembuangan udara/gas panas (drift) dari menara pendingin ke atmosfir, dimana sebagian tetes air ikut erbawa. Hal ini mengakibatkan berkurangnya jumlah air pendingin didalam siklus tertutup. Gambar 4.14Pembuangan Panas Di Menara Pendingin Siklus TertutupSpesifikasi Mesin PLTGU Sektor Keramasan

Unit #1 dan unit #2 ( Gas Turbin )Gas Turbine (GT)Rating (Gross): 27.92 MW each @27.0degC Gas Turbine model: H-25Gas Turbine application: Power GenerationCombustor type: Conventional combustor with Water InjectionCycle: Combined Shaft Speed: 7,258 rpmExhaust Temperature: 564 Compressor Stage: 17Turbine Stage: 3Control: HIACS-MULTI

Gas Turbine Generator (GTG)Rating: 35,250 kVA (Base Load)Generator Enclosure: TEWACCoolant: Water/AirFrequency: 50 HzPower Factor: 0.80 LaggingVoltage : 11.0 kVCurrent: 1,850 A Shaft Speed: 1,500 rpmTemperature rise : B classInsulation Class: F classExcitation: Brushless with PMG

Unit #1 dan Unit #2 ( Steam Turbin )Steam Turbine (ST)Type: Single Casing, Single flow, Non-reheat, Straight CondensingSteam Condition (rated condition)HP Steam: 50.0 bara/510 /43.9 t/hLP Steam: 4.00 bara/218 /8.84 t/hRated Output: 13.3 MWRated Speed : 6,207 rpmExhaust Pressure: 0.09 bara

Steam Turbine Generator (STG)Rating: 16,900 kVA (Base Load)Generator Enclosure: TEWACCoolant: Water/AirFrequency: 50 HzPower Factor: 0.80 LaggingVoltage : 11.0 kVCurrent: 887 A Shaft Speed: 1,500 rpmTemperature rise : B classInsulation Class: F classExcitation: Brushless with PMG

Unit #1 dan Unit #2 ( HRSG )Heat Recovery Stem Generator (HRSG)Type: Two pressure, Non-reheat, Horizontal, Natural circulation typeRated Steam Condition (@ HRSG Outlet)HP Steam: 51.75 bara/511.4 /43.90t/hLP Steam: 4.46 bara/220.4 /8.84 t/hCondensate water Temperture (@HRSG Inlet) : 52.74

4.2. PENERAPAN KERANGKA TEORI 4.2.1. Pengoperasian PLTGU Keramasan 4.2.1.1. Pre-Start Up Operation and Ready to Start ConditionSebelum sebuah PLTGU dijalankan, perlu dilakukan Pre-Start Up guna memastika semua sistem dan komponen pada unit tersedia dengan baik. Persiapan ini dapat dilakukan secara manual oleh operator dari Central Control Room (CCR), ataupun satu demi satu pengecekan dilakukan pada masing-masing lokal. Diantaranya adalah :Isi drum ( hp drum ) dan isi drum ( LP drum ) level dengan start up water level, Start Condenser Extraction Pump (CEP).Mulai start Boiler Feed Pump ( BFP )Perlu diperhatikan level hotweel condenser CEP trip dijaga dan pastikan setelah isi level hotweel dalam kondisi normal.Gas vent turbin gas dibuka sampai temperature gas 85 C yaitu dengan start gas heater, kemudian setelah temperatur gas sudah mencapai 85 C stop gas heater.Pastikan kondisi HRSG semi Auto kecuali LP dan HP drum level control, auxiliary steam pressure and temperature controlPastikan kondisi sequence-sequence dan sub-sequence ( urutan ) Auto Sel Pastikan kondisi permit condition ( HRSG ) manualAsc command start upHRSG start mode reset setKlik Auto Start Steam Turbin auxiliary equipment runningKlik Gas Turbin start up Semi Auto Start , pastikan kondisi HRSG berubah autoPastikan HP dan LP drum vent start-up mulai open (auto)4.2.1.2. Plant Start Gas TurbinSetelah dipastikan kondisi turbin dalam keadaan baik dan sistem kendali turbin gas otomatis tersediaTurbin gas mulai dijalankan dengan alat bantu Cranking Motor sehingga didapatkan kecepatan stabil selama 9 menit dengan putaran 1523 Rpm ( 20,3% speed), turning gear stop, kemudian pompa oli hidrolik utama dijalankan, injeksikan bahan bakar, kemudian start gas heaterPada putaran 95 % speed, open valve main steam, drain valve 100% dan LP steam drain akan open autoUbah Gas Turbin Full Speed No Load ke syncron autoKlik gas turbin loading semi auto, pastikan sudah dapat izin dari UPB/P3B, lampu hijau menyalaGT syncron READY merah klik initiate GT syncron, beban ditahan 5 MW (cold) / 15 MW ( hot)Untuk LP dan HP start up open (HP 35 % dan LP 100%)Klik auxiliary steam pressure semi auto startPastikan auxiliary steam drain valve open dan close auto, dengan kondisi pressure 0,05 mPa dan temperature 202CPada temperature auxiliary steam di 202C, steam turbin sealing supply valve akan open (auto) dan GEF runningPastikan vaccum breaker valve close ( auto), vaccum A dan B runningPad vaccum di 13-10 kPa abs, vaccum pump stop satu ( vaccum complete)Untuk LP vent strat up open 100 % dan HP vent start up open 35% mulai untuk close auto.

4.2.1.2. Start Steam TurbinKlik Steam Turbin start up semi auto start (lampu hijau menyala)Pastikan kondisi HP dan LP by pass valve open auto mode start-upUntuk main steam temperature >300C (cold/warm) dan 410C (hot), kemudian klik HP steam purity oilSteam Turbin start ( perhatikan vibrasi turbin)Idle speed = 0 menit (hot), 5 menit (warm), 10 menit (cold)Steam Turbin speed naikkan ke full speed, ST FNSLPastikan HP dan LP vent start up close autoKlik Steam Turbin syncron semiauto start, kemudian akan menghasilkan beban 3,5 MWKlik load-up semiauto start, kemudian beban dapat naik maksimal Pastikan beban GT naikPastikan HP by pass valve full close (auto) mode SV trackingPastikan beban ST naikPastikan LP by pass full close mode SV trackingBeban full load GT dan ST ( HP dan LP by pass valve full close auto, LP steam drain valve full close auto, HP dan LP vent start-up full close auto)

Plant shutdown PLTGU KeramasanPastikan kondisi HRSG auto kecuali CEP dan pastikan sequence (urutan) auto sel dasn sequence sub suto selPastikan GT HMI DCSAsc command mode shutdownKlik GT/ST load down semi auto start Pastikan beban GT turun ke 14 MWPastikan beban ST turun sampai 1,2 MW HP bypass valve mode shutdown, mulai open autoLP bypass valve mode shutdown mulai open autoKlik shutdown semiauto start Pastikan ST lepas system GT bebannya turun ST stop autoST speed 90% ( governor valve full close, turning device pastikan running 600 Rpm, HP dan LP valve modeRELOAD kemudian offline tracking.Klik GT shutdown semiauto startPastikan GT lepas system di 2,5 MWPastikan GT stop (shutdown) auto, flame off, gas heater stopHP dan LP bypass valve mode offline tracking (full close) autoPastikan turning gear GT runningKlik auxiliary steam stop semiauto startPastikan vaccum breaker open, vaccum pump stopST sealing supply valve full close autoHp dan LP drum level control valve bertambah manual secara otomatisBFP dan CPH stop autoCon densor water isolation valve close autoUbah manual valve dari make up water kemudian close dan dilanjut stop pompa CEP apabila gland exhaust fan sudah stop (auto)

4.2.2. Prinsip Kerja Air Pendingin Cooling Tower PLTGU KeramasanSistem air pendingin pendingin cooling tower PLTGU Keramasan menggunakan prinsip siklus tertutup. Karena pada dasarnya, setiap pembangkit yang air pendinginnya siklus tertutup menggunakan cooling tower untuk mendinginkan air dari sumber tempat air diambil. Dipilihnya sistem air pendingin tertutup ini karena pada kawasan pembangkit PLTGU Keramasan sumber air yang digunakan hanya dari sungai kecil yang tidak terlalu besar sehingga mempunyai keterbatasan dalam penyediaan air pendingin cooling tower, kemudian agar tidak mencemari sungai Keramasan itu sendiri. Oleh karena itu, sistem siklus tertutup merupakan solusi terhadap tersedianya jumlah air yang terbatas, karena air pendingin dipakai berulang-ulang dan kehilangan air pendingin relatif sedikit.

Gambar 4.15 Sistem Penambah Air Cooling Tower Basin

Gambar 4.16 Sistem Air Pendingin Colling Tower PLTGU Keramasan.

Sirkulasi air pendingin prinsipnya adalah air disedot dari sungai Keramasan dan dialirkan melewati strainer ke bak penampung menara pendingin (cooling tower). Kemudian dipompakan ke kondensor oleh pompa air pendingin utama menggunakan Circulating Water Pump untuk mengkondensasikan uap bekas dengan cara menyerap panas laten dari uap bekas tersebut. Akibat proses dikondensor, temperatuir air pendingin keluar kondensor akan mengalami kenaikkan. Karena air akan disirkulasikan kembali ke kondensor, maka air pendingin ini harus didinginkan terlebih dahulu. Kemudian sistem air pendingin cooling tower berfungsi untuk mendinginkan komponen bantu menggunakan Auxiliary Water Pump yang melalui heat Exchanger. Gambar 4.17 Sistem Air Pendingin Untuk Alat Bantu (Auxiliary Water)

4.2.3. Masalah Yang Terjadi Pada Air Pendingin Cooling Tower4.2.3.1 Turbidity Turbidity atau kekeruhan adalah adanya partikel koloid dan supensi dari suatu bahan pencemar antara lain beberapa bahan organik dan bahan anorgnik dari buangan industri, rumah tangga, budidaya perikanan dan sebagainya yang terkandung dalam perairan. ( Suraiwira 1993 )Pada air pengisi cooling tower basin pembangkit listrik tenaga gas dan uap Keramasan diambil dari sumber sungai Keramasan dimana mempunyai kekeruhan ( turbidity) yang tinggi. Air sungai untuk mengisi cooling tower basin ini, diambil langsung disedot dan dialrkan tanpa melaliui pengolahan terlebih dahulu menuju ke cooling tower basin yang hanya melalui sebuah stainer. Strainer ini hanya dapat menyaring kotoran-kotoran yang berukuran cukup besar besar, seperti mikroorganisme. Air pengisi tersebut disedot sampai mencukupi level normal untuk kebutuhan pendinginan mesin-mesin pembangkit listrik tenaga gas dan uap Keramasan sehingga air pengisi tersebut masih memiliki kekeruhan yang tinggi. Untuk menaggulangi ini terdapat chemical dosing (pemberian bahan kimia) agar dapat mengurangi turbidity 80 NTU walaupun diberi bahan kimia diatas sehingga dilakukan pembuangan air pengisi ini ke lingkungan sekitar melalui drain valve. Air pengisi ini harus diisi lagi sampai level normal. Oleh karena itu terjadi pemborosan air karena sering dilakukan drain. Kemudian dampak lain dari itu terjadi pencemaran lingkungan akibat pembuangan air pengisi tersebut Gambar 4.17 Ukuran Turbidity Air Cooling Tower Basin