LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. PERKEBUNAN NUSANTARA VI (PERSERO) Sektor Rimbo Duo

BAB VSYNCHRONISASY GENSET DAN TURBIN UAP COPPUS RLHA/B SEBAGAI PEMBANGKIT SELF ENERGI DI PKSA. TURBIN UAPTurbin Uap disini berfungsi sebagai pembangkit listrik utama untuk menggerakkan seluruh peralatan pengolahan kelapa sawit, penerangan PKS, dan untuk penerangan domestic (kantor dan perumahan karyawan).Tujuan utama pemakaian turbin adalah untuk menekan biaya operasional, karena turbin digerakkan oleh boiler dan tidak memakai bahan bakar solar ataupun bensin.

Gambar Turbin uap 1000 KVAUrat nadi di pabrik kelapa sawit (PKS) adalah uap. Uap dihasilkan oleh boiler dengan tekanan kerja normal 20 bar dengan kapasitas uap tergantung disain boiler. Untuk kondisi normal, boiler minimal efektif mampu menghasilkan uap 60% dari kapasitas olah per jam PKS. Jika kapasitas olah per jam = 30 ton TBS/jam x 60% maka jumlah uap minimal yang harus dihasilkan boiler 18 ton uap/jam.Dengan demikian konsumsi uap normal turbin sama dengan kapasitas normal boiler sama dengan kebutuhan maksimal uap PKS. Dengan kapasitas uap normal boiler, turbin harus mampu menggerakkan seluruh stasiun PKS tanpa bantuan PLN, PLTA atau sumber energi lainnya, tapi masih membutuhkan supply daya dari Genset untuk melakukan start awal,dengan demikian self energy pun dapat tercipta di pabrik PTP Nusantara.Tekanan kerja normal turbin tidak sama dengan tekanan kerja normal boiler. Hal ini akibat adanya energy loss diinstalasi pipa uap antara turbin dengan boiler.Menurut pengalaman, energy loss dari boiler ke turbin normalnya maksimal 1 bar dan titik inlet ke nozel turbin 2 bar, sehingga total energy loss hingga kesudu turbin uap mampu mencapai 3 bar. Maka jika kita memilih turbin uap untuk PKS tidak boleh berdasarkan tekanan normal boiler = 20 bar. Jika persyaratan turbin uap kita minta 20 bar, berarti tekanan boiler kita harus 23 bar, tentu hal ini tidak mungkin diterapkan.Selama proses pengolahan buah sawit berlangsung kestabilan tidak mungkin terjadi terus menerus oleh sebab itu kita beramsumsi tekanan boiler 18 bar, turbin uap mampu beroperasi pada tekanan 15-16 bar dengan kapasitas uap 60% x kapasitas olah pabrik/jam.Dengan demikian turbin uap yang hemat komsumsi uap tidak direkomendasikan karena kebutuhan uap untuk proses pengolahan pasti akan kurang. Jika konsumsi turbin uap boros juga tidak dianjurkan karena pada kondisi fluktuasi terendah turbin tidak mampu menopang seluruh kebutuhan energi listrik proses pengolahan.Selain faktor tekanan uap dari sisi inlet turbin, kita juga harus memperhatikan kemampuan turbin uap melayani tekanan balik uap. Hal ini karena uap bekas turbine "ditampung" di tanki BPV dengan tekanan normal 3 bar. Kenapa 3 bar? karena kebutuhan tekanan kerja uap di sterilizer 3 bar. Oleh sebab itu turbin uap harus mampu melayani tekanan uap balik antara 3-4 bar.

SPESIFIKASI TURBIN UAP DI PKS RIMBO II

MERK - JML : COPPUS RLHA/B 2 UNITSERIAL NUMBER : 05H7469INLET PRESS. : 18.5 KG/cm2INLET TEMP. : 250oEXH PRESS : 3.5 KG/cm2FIRST CRITICAL SPEED RPM CALC. : 8066MAX CONTINIOUS RPM : 5088MAX ALLOWABLE RPM : 900TRIP RPM : 5621POWER : 1053 KRPM : 4846NOZZLE NO. DESIGN : 165

SPESIFIKASI GEARBOX PKS RIMDUMERK : FORMOSAITEM NO. & NAME :TURBO G/R MFGTYPE & SPEC. : TA 250.SFCTRANSMITTED HORSE POWER : 955-1432 KWJOB NO. : DD516A21-2ORDER NO. : C.0082/IND/VII/2005INPUT SPEED : 4850 RPMOUTPUT SPEED : 1500 RPMGEAR RATIO : 1/3 23SERVICE AFACTOR : 1.6 1.1YEARS BUILT : 2005

B. GENSET DIESELFungsi genset diesel di PKS adalah1. Sebagai engine cadangan untuk melakukan start awal pengolahan dalam pengoperasian boiler sebelum turbin beroperasi.2. Membantu meringankan beban pada saat tekanan boiler turun.3. Menampung beban pengolahan pada akhir proses dimana turbin akan stop.Di PKS Rimdu terdapat tiga buah Genset dengan kapasitas 500 KW dua Unit dan 250 KW satu Unit. Namun satu unit genset yang 500 KW mengalami kerusakan akibat terjadinya Overload sehingga menyebabkan genset tersebut meledak. Sehingga saaat ini hanya dua Unit genset yang digunakan di PKS Rimdu secara bergantian.

Gambar genset 500 KW PKS RIMDUSPESIFIKASI GENSET DI PKS RIMDUa. Genset 500 KWMERK : COUNTRYMANENGINE TYPE : CUMMINS KTTA19G2GEN. TYPE : 572RSL4024 BPMODEL :BCU 500ENGINE NO. : 37144280GEN. NO. : IEG 100133-03PLANT NO. : 2852/94RPM : 1500VOLTS : 380/220KVA CONT : 500KW CONT : 400 PHASE : 3 PHASEFREKUENSI : 50 HzAMPS : 760POWER FACTOR : 0.8

Spesifik Generator :MERK : MARATONMODEL : 572 KSL4024 BPSERIAL : 1E GTO 0133-02TYPE : RSLRPM : 1500FRAME : 572PHASE : 3FREKUENSI : 50 HZPF : 0.8FIELDS AMP : 2.2KW : 400 KVA : 500VOLTS : 380AMPS : 759REGULATION : DVR 2000EXITER : A-7812 R- 80PMC VOLTS : 150PMC HZ : 250

b. Genset 500 KW (yang sedang risak )MERK : COUNTRYMANENGINE TYPE : CUMMINS KTTA19G1GEN. TYPE : 572RSL4024 BPMODEL :BCU 455ENGINE NO. : 37124954GEN. NO. : 19217/07PLANT NO. : 2852/94RPM : 1500VOLTS : 220/380KVA CONT : 450KW CONT : 360 PHASE : 3 PHASEFREKUENSI : 50 HzAMPS : 680POWER FACTOR : 0.8Spesifik Generator :MERK : LEROY SOMERTYPE : 47L9FREKUENSI : 50 HZPHASE : 3 RPM : 1500PF : 0.8KW : 360KVA : 450AMPS: 683REGULATION REGULATOR : RS1280CONSTRUCTION : YFIELDS AMPS: 3.6VOLTS : 380

c. Genset 250 KWMERK : CCEC CHINAENGINE TYPE : CUMMINS KTTA19G1GEN. TYPE : 572RSL4024 BPMODEL :BCU 450ENGINE NO. : 37124953GEN. NO. : 19217/07PLANT NO. : 2852/94RPM : 1500VOLTS : 220/380KVA CONT : 321 KVAKW CONT : 283 KWPHASE : 3 PHASEFREKUENSI : 50 HzAMPS : 575-650POWER FACTOR : 0.8

Spesifik Generator

MERK : POWER GENERATIONTYPE : HO1444EIAVR : SX 440KVA : 357.5PF : 0.8RPM: 1500VOLTS : 400AMPS : 516RATING : SBAMBIENT TEMP. : 270CHZ : 50PHASE : 3STATOR WDG : 311STATOR : YENCLOSURE : IP22INSULATION CLASS : H

C. BOILER adalah Suatu pesawat uap yang dibuat untuk dapat menghasilkan uapFungsi boiler di PKS adalah penghasil uap yang digunakan sebagai Penggerak utama turbin uap Perebusan TBS dalam strelizer Pemanas minyak dan pengeringan nut atau kernel1. JENIS BOILER Berdasarkan tekanan boiler1. Boiler tekanan rendah ( < 5 kg/ cm2 )2. Boiler tekanan sedang ( 5 32 kg/ cm2 )3. Boiler tekanan tinggi ( > 32 kg/ cm2 )Pada PKS Rimdu ini menggunakan Boiler type pipa Air, yakni : Air yang dijadikan uap didalam pipa, dan api yang memanasi dibagian luar pipa. Uap yang dihasilkan dari boiler ini terjadi akibat kalor yang terjadi akibat pembakaran bahan bakar di ruang bakar di berikan kepada air yang mengalir pada pipa-pipa air. Panas atau kalor yang dipindahkan oleh nyala api ke pipa adalah searah pancaran (radiasi) kemudian air menyerap panas dari dinding pipa secara aliran (konveksi).Spesifikasi Boiler PKS Rimdu:MERK : MAXITERM BOILERMODEL : DLF (II)25-2.4/5260MAX. CONT.RATING : 25.000 KG/HrMAX. ALLOWABLE WORKING PRESS : 2100 KPAMAX.WORKING TEMP.:2600CHYDROSTATIC TEST PRESS. : 3600 KPaDATE OF HYDROSTATIC TEST : 24 APRIL 2006HEATING SURFACE : 742.54 m2APPROVAL NUMB. : 17RI/KU/2005YEARS BUILD : 2006

Siklus fluida kerja ( uap) di PKS RIMDUProses Start-Up Turbin Uap COPPUS RLHA/B di PKS Rimbo Duo SCOPE OF SYSTEMFunction Group Steam Turbin (Run-up System) meliputi seluruh fungsi yang berhubungan dengan operasional dan Shutdown Steam Turbin, diantaranya Steam Turbin Device,Turbin speed, Setting pembukaan Valve selama program Start up, Shutdown, Start Synchronizer dan proses ON/OFF Steam Pressure Control Turbin. TURBIN START-UP DEVICEStart up Turbin device berfungsi untuk reset (meyetel) Turbin trip device agar turbin diprioritaskan untuk program Start Turbin. Dengan menaikkan set point Turbin Start up Device Menjadi 65% maka Emergency Stop Valve Turbin membuka kemudian pembukaan Control Valve akan Release (dibebaskan), set point ini dibatasi selama proses Running up oleh karena itu Control Valve tidak bisa membuka penuh dalam hal menghindari malfungsi. Namun setelah sinkronisasi generator turbin, Control Valve ini akan membuka 100%. SETTING PUTARAN TURBIN / PEMBUKAAN VALVEDengan menaikkan setpoint Turbin Speed, maka kenaikkan putaran turbinpun akan naik dari putaran Turning Gaer menuju rate speed (3000 rpm), proses ini berkenaan dengan pengaruh Termal Stress dari Turbin Stress Evaluator (TSE). Selama proses sinkronisasi Speed Setpoint dikontrol oleh Sinchronizing Device, ketika Generator berhasil sinkron, Valve Lift setting menentukan pembukaan Turbin Control Valve, Setpoint Valve Lift dipengaruhi juga oleh Turbin Stress Evaluator. TURBIN PRESSURE CONTROLSelama operasi normal Combine Cycle, berarti HP dan LP By Pass Valve menutup, HP dan LP Steam Pressure Dikontrol oleh pressure controller yang sesuai pada Turbin Controller dengan cara mengatur posisi Turbin Control Valve (Initial Pressure Control). Selama proses Start up dan Shutdown Turbin, berarti HP dan LP By Pass Valve membuka, HP dan LP steam Pressure dikontrol oleh limit Pressure Control (HP/LP By Pass Pressure Control). START-UP PROCEDURESebelum program start Steam Turbin, turbin start up device dan turbin controller diperiksa dengan kriteria baku untuk memastikan kondisi yang benar (siap operasi). Kemudian control fluid supply electro-hydraulic actuator valve turbin di start melalui SLC yang sesuai. Selanjutnya valve turbin diperiksa dan sistem alat bantu, sistem-sistem lain yang diperlukan untuk beroperasinya turbin diperiksa sesuai kriteria karakteristik.Setelah generator turbin di start dan properti temperatur dan tekanan steam telah dicapai, maka proses warming up main steam line distart dengan FGC yang terpisah. proses start ini bertujuan menaikkan tekanan steam menuju turbin. Persiapan untuk pembebanan selanjutnya, pembukaan valve disetting 100% ( Admission setpoint). Setelah properti temperatur steam menuju turbin dicapai dengan proses warming up steam line, HP dan LP steam isolating valve akan membuka. Ketika properti temperatur untuk start turbin terpenuhi maka ESV akan membuka. Jika ESV membuka, maka speed setpoint di set untuk putaran rata-rata (1500 rpm) dan turbin run-up speed di control dengan pengaruh TSE yang berarti jika upper temperatur margin lebih tinggi dari 25 K turbin beroperasi dengan transient acceleration maksimum. Pada putaran rata-rata (1500 rpm) steam turbin dipanasi untuk pembebanan minimum setelah sinkronisasi. selama proses ini berlangsung regulator voltage disiapkan exitasi posisi ON dan turbin tinggal menunggu untuk menaikkan temperatur steam dan HP turbin shaft.Ketika kondisi minimum pembebanan dari steam turbin dijumpai maka generator akan tersinkronisasi dengan sistem oleh sinkronizing device.Agar bisa dilakukan pembebanan pada turbin, Turbin start up device di set 100% setelah sinkronisasi. hal ini akan merelease kontrol valve untuk membuka total dan turbin dibebani dengan menaikkan setting pembukaan valve ( admission set point) yang berkenaan dengan termal stress yang dikontrol oleh TSE. Menaikkan steam flow ke turbin menyebabkan tutupnya HP LP steam by pass valve. Setelah HP dan LP by pass control valve menutup, steam pressure control berubah dari HP/ LP by pass control ke HP/LP turbin control yang berarti turbin pressure controller berubah dari limit pressure mode ke initial pressuremode. SHUTDOWN PROCEDURE Untuk melepas beban steam turbin, steam pressure control dialihkan ke by pass control, yang berarti turbin pressure control berubah dari initial pressure mode menjadi limit pressure mode dan setting pembukaan valve (admission set point) disetting menjadi 0 %. Hal ini akan menutup turbin control valve, terjadi berkenaan dengan thermal streess akibat pengaruh TSE. Setelah control valve turbin tertutup, generator akan terputus dari jaringan melaui peralatan proteksi reverse power. Jika generator tidak terputus dari jaringan dalam waktu 35 detik, turbin ESV akan ikut menutup dengan tripnya turbin. Dalam kasus cooling down steam turbin lebih banyak daripada yang direkomendasikan selama proses pelepasan beban (temperatur margin terendah < 2K), disebabkan penurunan steam temperatur, turbin ESV akan menutup seketika via trip turbin. Akhirnya putaran turbin turun menuju putaran turning gear.

INTERLOCK1. Interuption of start upOperasional dan pembebanan turbin secara automatic harus dihentikan jika persyaratan penting untuk operasi auto tidak terpenuhi. Kondisi tersebut antara lain:1. Cooling down turbin selama proses start up2. Fault turbin controller3. TSE fault4. TSE influence OFF5. Perubahan speed rendah6. Perbedaan temperatur dari HP strainer lebih tinggi dari max.Dalam kasus ini SGC steam turbin di OFF kan dan menaikkan setpoint speed dari litf (admission set point) di stop.2. Protective shutdownJika trip turbin telah muncul, prosedur shutdown dimunculkan lewat protective input of SGC. Dengan melakukan hal ini, kondisi normal untuk start up turbin selanjutnya bisa dipastikan. Selanjutnya program shutdowm juga diinisiatif jika: Selama pembukaan ESV control valve tidak terjaga tetap nutup akibat karusakan dari turbin controller. Cara kerja steam turbin: Sebelum turbin dijalankan dengan memasukkan uap murni (uap kering) pada turbin melalui kran induk, uap akan masuk kedalam nozzel pada turbin dan dengan adanya servomotor (regulating oil) Klep masuk terbuka secara teratur dan uap masuk melalui nozzel menekan sudu-sudu turbin, sehingga turbin dapat berputar dengan kecepatan yang telah ditentukan. Untuk menggerakkan turbin haruslah dipakai benar-benar uap murni(uap kering),karena apabila dipakai uap jenuh hal ini adalah merupakan suatu factor kerugian yang dapat mengakibatkan rusaknya jurnal dan Trush bearing dan sudu-sudu akan sompel, selain dari itu juga akan terlalu juga terjadinya proses pembentukan kadar air di dalam minyak.

Cara menjalankan turbin: Sebelum turbin dijalankan terlebih dahulu turbin harus dipanasi dengan steam 12 menit dan kran kondensat dibuka agar air yang berada didalamnyakeluar, akibat pengembunan uap menjadi air terbuang seluruhnya. Kemudian buka kran cis turbin kecil atau pompa oli yang gunanya untuk membersihkan pelumasan. Sebelumnya pada bagian-bagian yang berputar, lihat control oli (implus pressure) 3-6 Kg/cm2 dan control kembali tekanan oli lubricating oil minimum 0,5 Kg/cm2. Tekanan awal steam yang dihasilkan Boiler untuk memutar sudu Turbin adalah sekitar 14 Bar, dengan syarat tidak ada beban yang dipakai. Dan tekanan steam minimal untuk turbin dapat bekerja secara normal adalah 17-21 Bar.Setelah cukup waktunya gevernor diputar secara perlahan-lahan samapai turbin jalan atau hidup dalam keadaan normal (1500 rpm). Prosedur Sinkronisasi Turbin Generator.Sebelum melakukan sinkronisasi generator dengan sistem jaringan (infinite bus), pastikan bahwa : Pemutus tenaga (circuit breaker) generator dalam keadan terbuka. Pemutus tenaga sistem eksitasi generator dalam keadan terbuka. Mesin berputar pada putaran nominal dengan governor pada posisi minimum. Semua kondisi unit normal dan memuaskan untuk di sinkronisaikan. Sistem jaringan telah bertegangan dan pemisah pada bus sudah masuk.Proses Sinkronisasi di PKS RimduProsedur untuk melakukan proses Sinkronisasi dapat diuraikan sebagaiberikut:Pada proses synchronisasy di PKS Rimdu ini, untuk sistem genset proses penyamaan rpm, frekuensi dan tegangannya sudah diatur secara otomatis. Sedangkan untuk proses synchrone dengan Turbin dilakukan dengan cara manual, yaitu : 1. Naikkan putaran mesin dengan kontrol governor hingga putarannya sama dengan kecepatan frekuensi genset.2. Periksa sistem eksitasi, kemudian masukan pemutus tenaga penguat medan (field breaker).3. Naikan arus eksitasi, periksa tegangan generator bila tegangan generator mencapai normal, masukan sistem pengatur tegangan (AVR) ke posisi auto.4. Masukan switch synchroscope keposisi manual. Dan lihat apakah kecepatan mesin fast atau slow dibanding kecepatan genset.5. Atur eksitasi agar tegangan turbin generator sama dengan tegangan genset. Atur frekuensi dan sudut fasa dengan menggunakan kontrol governor agar synchroscope berputar perlahan kearah fast.6. Push Breaker dalam keadaan standby untuk di start (jika rpm, frekuensi dan Voltage sudah sama). Kemudian push breaker ini di pompa agar arus masuk kedalamnya.7. Pada saat jarum synchroscope mendekati titik nol (jam 12), tekan tombol pemutus tenaga generator sehingga CB masuk pada saat jarum menunjuk titik nol. Turbin Generator telah sinkron.8. Matikan peralatan sinkronisasi dan selektor switch (termasuk genset apabila daya yang dihasilkan turbin telah memenuhi standard untuk beroperasi.Cara mematikan turbin: a. Putuskan semua beban b. Tutup regulator searah jarum jam atau setelah putaran turbin 500 rpm c. Buka kembali kran cis turbin kecil atau pompa oli sampai putaran turbin terhenti. d. Tutup kran turbin kecil. e. Kemudian tutup kran uap yang masuk ke turbin (kran induk).

Permasaalan Yang Terjadi Pada Saat Proses Synchronisasy Pada proses synchronisasy ini, sering terjadi kendala atau permasalahan. Dan itu dapat menyebabkan terganggunya proses pengolahan di pabrik kelapa sawit ini. Permasalahan yang sering terjadi adalah: kerusakan mendadak (stagnasi) pada peralatan Turbin/ Genset Hal ini disebabkan karena tekanan turun pada saat turbin beroperasi. Akibat turunnya tekanan, maka daya yang dihasilkan akan berkurang. Turbin tidak sanggup untuk menampung kapasitas daya yang dibutuhkan oleh setiap stasiun pengolahan untuk bekerja, Maka dari itulah turbin disynchronkan kembali dengan genset agar dapat memenuhi kapasitas daya yang dibutuhkan.

Jurusan Teknik ElektroNurfuadiFakultas TeknikNo. Bp 0910952080Universitas Andalas12