BAB IPENDAHULUAN

1.1LATAR BELAKANGTurbin adalah sebuah perangkat mekanis berputar yang mengambil energi dari aliran fluida yang kemudian dikonversikan menjadi suatu kerja, bisa dikonversikan menjadi kerja berupa listrik atau bahkan kerja mekanis. Penggunaan turbin di industri-industri besar sudah mulai sering dijumpai, ada yang digunakan untuk dijadikan sumber listrik utama, ada pula yang digunakan untuk menggerakan komponen lainnya.Untuk membangkitkan listrik umumnya perusahaan besar menggunakan turbin gas. Turbin gas mampu digunakan sebagai penggerak komponen lainnya ataupun membangkitkan listrik dengan daya yang besar. Turbin gas umum digunakan sebagai pembangkit listrik karena kerjanya adalah terus-menerus sehingga dapat memberikan gerakan yang stabil, namun kekurangannya adalah efisiensinya. Efisiensi dari turbin adalah kurang baik karena kerjanya yang terus menerus, sehingga tidak semua hasil kerjanya digunakan. Oleh karena itulah, banyak perusahaan-perusahaan pembuat turbin terus meningkatkan kualitas turbin yang diproduksi dengan memberikan modifikasi-modifikasi.PT. PERTAMINA (PERSERO) REFINERY UNIT III, merupakan perusahaan minyak yang besar. Produksinya besar dan tentunya kestabilan listrik sangat dibutuhkan agar alat-alat pendukung proses produksi bisa terus berfungsi. Jika listrik yang digunakan tidak stabil, dan terjadi pemadaman listrik secara tiba-tiba, maka produksi tentunya akan terhenti dan ini bisa sangat merugikan perusahaan. Oleh karena itu, di perusahaan ini digunakan turbin gas sebagai pembangkit listrik utama yang diletakkan di ruang utilities. Melihat pentingnya penggunaan turbin gas di PT. PERTAMINA (PERSERO) REFINERY UNIT III, Plaju Sungai Gerong, penulis tertarik untuk membuat pembahasan dan perhitungan efisiensi dari turbin gas tersebut.

1.2TUJUAN KERJA PRAKTEK1.Turut mengemban misi Universitas Diponegoro Semarang sebagai penghasil tenaga kerja yang professional.1. Mengadakan studi banding untuk mengetahui secara lebih mendalam sampai beberapa jauh pengetahuan yang telah didapat mahasiswa dibangku kuliah yang dapat dipraktekkan didunia kerja sesungguhnya.1. Mempelajari tentang cara kerja dari turbin gas.1. Melihat langsung komponen-komponen turbin gas.1. Mengetahui dan membandingkan performa dengan menghitung efisiensi turbin gas secara desain dan aktual dengan metode NHV (Net Heating Value), dan FSR (bukaan Gas Control Valve).

1.3BATASAN MASALAHTurbin gas di PT. PERTAMINA (PERSERO) REFINERY UNIT III, Plaju Sungai Gerong, terdapat lima turbin gas yang digunakan. Tiga untuk pembangkit listrik utama, dan dua lagi untuk menggerakkan kompresor. Kelima turbin gas tersebut dapat dibedakan menjadi dua jenis yang berbeda. Tiga turbin yang digunakan untuk pembangkit listrik utama menggunakan satu shaft dan kerjanya dijadikan listrik. Dengan nomor equipment 2015-UA, 2015-UB, dan 2015-UC. Sedangkan dua lagi yang berukuran lebih kecil, menggunakan dua shaft dan kerjanya dijadikan kerja mekanis yakni untuk menggerakkan kompresor.Sehubungan dengan adanya berbagai jenis turbin gas yang digunakan di perusahaan ini, penulis membatasi masalah hanya sampai perhitungan dan perbandingan performa turbin gas 2015-UA dengan metode NHV (Net Heating Value), dan FSR (bukaan Gas Control Valve) dengan pengukuran menggunakan bahan bakar mix gas.Adapun yang menjadi batasan masalah dalam perhitungan efisiensi ini adalah bahwa perhitungan output load aktual dari turbin gas 2015-UA adalah tanpa memperhitungkan efisiensi yang ada pada load gear dan generator.

1.4PELAKSANAAN KERJA PRAKTEKKerja Praktik ini dilaksanakan di PT. PERTAMINA (PERSERO) REFINERY UNIT III Plaju Sungai Gerong mulai dari tanggal20 Januari 2014 20 Pebuari 2014. Pelaksanaan kerja praktik yaitu di bagian Rotating Equipment, Maintenance Planning and Schedulling.Tabel 1.1 Jadwal pelaksanaan kerja praktek.No.Tanggal Kerja PraktekWaktuTempat/BagianUraian

1.

20 Januari 201408.00-09.00

HR Development

Penyelesaian Administrasi

2.21 Januari 201408.00-15.30Safety/SecuritySafety Induction

3.

22 Januari 2014 s/d 20 Febuari 2014

08.00-15.30

Rotating Equipment, Maintenance Planning and Schedulling

Praktek Kerja Mahasiswa

4.

23 Januari 2014

08.00-15.30HR DevelopmentPenyelesaian Laporan

1.5SISTEMATIKA PENULISAN LAPORANBAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang1.2 Tujuan Kerja Praktek1.3 Batasan Masalah1.4 Pelaksanaan Kerja Praktek1.5 Sistematika PenulisanBAB II ORIENTASI UMUM2.1Sejarah PT. PERTAMINA (PERSERO)2.2Sejarah PT. PERTAMINA (PERSERO) RU III PLAJU, PALEMBANG2.3Lokasi dan Tata Letak Pabrik2.4Tugas dan Fungsi2.5Identitas Perusahaan2.6Struktur Organisasi PT. PERTAMINA (PERSERO) RU III2.7Struktur Organisasi RE Inspection Engineer MPS2.8Workshop Maintenance Execution2.9Sarana dan Fasilitas Workshop Maintenance ExecutionBAB III DASAR 3.1Pengertian Turbin Gas3.2Klasifikasi Turbin Gas3.3Komponen-Komponen Utama Turbin Gas3.4Komponen-Komponen Pendukung Turbin3.5Siklus-Siklus yang Digunakan Pada Turbin Gas3.6Prinsip Kerja Turbin Gas3.7Performa dan Efisiensi3.8Maintenance Turbin GasBAB IV PEMBAHASAN4.1Pengertian Kata-Kata Penting4.2Data ISO Design Turbin Gas4.3Data Aktual Turbin Gas4.4Faktor Koreksi4.5Metode Perhitungan Efisiensi Turbin Gas4.6Perhitungan On-site Design4.7Perhitungan Aktual dengan Metode Heat Consumption4.8Perhitungan Aktual dengan Metode Pemakaian Fuel Gas4.9Hasil PerhitunganBAB V PENUTUP5.1Kesimpulan5.2Saran

BAB IIORIENTASI UMUM

2.1SEJARAH PT. PERTAMINA (PERSERO)PT. Pertamina (Persero) merupakan perusahaan BUMN yang bergerak di bidang eksplorasi dan pengolahan minyak serta gas bumi menjadi berbagai jenis bahan bakar dan petrokimia. Sejarah berdirinya PT. Pertamina (Persero) dimulai pada tahun 1871, ketika Jhon Reenik melakukan eksplorasi sumber minyak bumi pertama kali di Indonesia, tepatnya di kaki Gunung Ceremai. Usaha eksplorasi yang dilakukan oleh Reenik ini mengalami kegagalan. Lalu pada tanggal 15 Juni 1885, Aleko Jan Zooen Zijkler berhasil melakukan proses pengeboran di Pangkalan Brandan dan menjadikan sumur minyak tersebut sebagai sumur minyak komersial pertama di Indonesia.Sejak keberhasilan Zjikler itulah usaha-usaha pengeboran minyak di berbagai daerah di Indonesia mulai dilakukan. Beberapa usaha pengeboran minyak yang dilakukan antara lain di Telaga Said (Sumatera Utara) pada tahun 1885, Krika (Jawa Timur) pada tahun 1887, Ledok (Cepu) pada tahun 1901, dan Talang Akar (Pendopo) tahun 1921. Hal ini mendorong tumbuhnya perusahan - perusahan minyak asing pada abad ke-19 antara lain:a. AS (Andrian Stoop), pada tahun 1887b. KNPC (Klininklijke Nederlandsche Petroleum Company), pada tahun 1890c. STTC (Shell Transport and Trading Company), pada tahun 1890d. TKSG (The Kloninklijke Shell Group), pada tahun 1894e. BPM (Bataafsche Petroleum Company), pada tahun 1894f. DPC (Dortsche Petroleum Company), pada tahun 1894g. NKPM (Nederlandsche Koloniale Petroleum Maatschappij), pada tahun 1894h. NPPM (Nederlandsche Pacific Petroleum Maatschappij), pada tahun 1894i. STANVAC (Standard Vacuum Oil), pada tahun 1933Setelah proklamasi kemerdekaan Indonesia pada tahun 1945, berbagai upaya dilakukan untuk mengambil ahli perusahaan-perusahaan asing yang menguasai minyak dan gas di Indonesia. Pada tahun 1951, perusahaan minyak nasiaonal pertama di Indonesia didirikan dengan nama Perusahaan Tambang Minyak Negara Republik Indonesia (PTMRI). Lalu pada tanggal 10 Desember 1957, PT EMTSU diambil alih oleh Indonesia dan dilakukan perubahan nama menjadi PN PERMINA, dan tanggal ini ditetapkan sebagai hari lahirnya PT. PERTAMINA (Persero). Pada tahun 1961, pemerintah mengeluarkan UU No. 44 Tahun 1961 yang menyatakan pembentukan tiga perusahaan Negara di bidang minyak dan gas yaitu:a. PN PERTAMIN didirikan berdasarkan PP No. 3/1961b. PN PERMINA didirikan berdasarkan PP No. 199/1961c. PN PERMIGAN didirikan berdasarkan PP No. 199/1961Pada tahun 1965 PN PERMIGAN dibubarkan dan semua kekayaan, yaitu sumur minyak dan penyulingan di Cepu, diserahkan kepada LEMIGAS (Lembaga Minyak dan Gas Negara), sedangkan fasilitas produksinya diserahkan kepada PN PERMINA dan fasilitas pemasarannya diserahkan kepada PN PERTAMIN. Pada 1968, berdasarkan PP No. 27/ 1968, PN PERTAMIN dan PERMINA digabung menjadi satu perusahaan yang menjadi pengelola tunggal dibidang industry minyak dan gas bumi di Indonesia dan diberi nama Perusahaan Negara Pertambangan Minyak dan Gas Bumi Nasional (PN PERTAMINA). Pada tahun 1971, PN PERTAMINA berubah nama menjadi Perusahaan Pertambangan Minyak dan Gas Bumi Nasional (PERTAMINA). Tugas utama PT. PERTAMINA diatur dalam UU No.8 Tahun 1971, yaitu sebagai berikut:1. Melaksanakan pengusahaan minyak dan gas dalam arti seluas-luasnya, guna memperoleh hasil sebesar-besarnya untuk kemakmuran rakyat dan Negara.2. Menyediakan dan melayani kebutuhan bahan-bahan minyak dan gas bumi dalam negeri yang pelaksanaannya diatur dengan aturan pemerintah.Pada tanggal 17 September 2003, berdasarkan UU No. 20 Tahun 2001 dan PP No. 31 Tahun 2003 PT. PERTAMINA berubah nama menjadi PT. Pertamina (Persero). PT Pertamina (Persero) memiliki tugas-tugas pokok yang harus dilakukan sebagai berikut:1. Eksplorasi dan ProduksiKegiatan ini mencakup upaya pencarian lokasi yang memiliki potensi ketersediaan minyak dan gas bumi, kemungkinan penambangannya, serta proses produksi menjadi bahan baku untuk proses pengolahan.2.PengolahanKegiatan ini tersusun dari proses-proses pemisahan dan pemurnian untuk mengolah minyak dan gas mentah menjadi produk yang diinginkan seperti premium, solar, kerosin, petrokimia, dan lain-lain.3. Pembekalan dan PendistribusianKegiatan ini meliputi penampungan, penyimpanan, serta pendistribusian bahan baku ataupun produk akhir yang siap dikirim.4. PenunjangKegiatan penunjang mencakup segala kegiatan yang dapat menunjang terselenggaranya kegiatan-kegiatan eksplorasi, produksi, pengolahan, pembekalan, dan pendistribusian.Kegiatan penunjang ini diantaranya pengadaan pelatihan keselamatan kerja, dan lain-lain.PT. Pertamina (Persero) memiliki tujuh unit pengolahan (Refinery), namun pada tahun 2007, Refinery Unit I di Pangkalan Brandan berhenti beroperasi karena terdapat permasalahan pada pasokancrude oil atau minyak mentah. Keenam unit pengolahan lain yang masih beroperasi saat ini, yaitu:1. Refinery Unit II di Dumai-Sei Pakning, Riau.2. Refinery Unit III di Plaju-Sei Gerong, Sumatera Selatan.3. Refinery Unit IV di Cilacap, Jawa Tengah.4. Refinery Unit V di Balikpapan, Kalimantan Timur.5. Refinery Unit VI di Balongan, Jawa Barat.6. Refinery Unit VII di Kasim-Sorong, Papua.

2.2 SEJARAH PT. PERTAMINA (PERSERO) RU III PLAJU, PALEMBANGDaerah operasi Refinery Unit-III Plaju meliputi Kilang Plaju dan Kilang Sungai Gerong.Antara Kilang Plaju dengan Kilang Sungai Gerong dipisahkan oleh sungai komering.Kilang RU III Plaju dan Sungai Gerong mengolah bahan baku minyak mentah yang berasal dari daerah Sumatera Bagian Selatan dan sebagian lagi dari luar Sumatera Bagian Selatan, dengan produksi kapasitas 133.700 BPSD.Pada mulanya Kilang Pertamina RU III Plaju dibangun oleh Pemerintah Hindia Belanda pada tahun 1920 dengan tujuan untuk mengolah minyak mentah yang berasal dari Prabumulih dan Jambi. Pada tahun 1957 kilang ini dikelola oleh BPM (Batavache Petroleum Matscappij). Pada tahun 1965 Pertamina membeli kilang Plaju dari PT. Shell (EX. BPM), yang terletak di sebelah Selatan Sungai Musi dan sebelah Barat Sungai Komering. Kilang Sei Gerong dibangun oleh Stanvac Esso pada tahun 1920 juga dibeli oleh Pertamina pada tahun 1970 dengan kapasitas total pada waktu itu 70 MBCD. Kilang ini terletak di persimpangan sungai Musi dan sungai Komering.Pada saat itu tumbuh tekad untuk melaksanakan kemandirian bangsa dibidang energi dengan mengoperasikan kilang minyak sendiri untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri.Kilang Plaju dan Sungai Gerong sering juga disebut Kilang Musi karena lokasinya berada ditepi Sungai Musi.Seiring dengan kemajuan teknologi Pertamina RU III Plaju telah melakukan perkembangan yang pesat dengan tidak hanya mengolah minyak dan gas bumi saja namun juga mengolah Petrokimia yang menghasilkan TA/PTA dan bahan baku plastik. Kilang Plaju dan Sei gerong dioperasikan secara integrasi sehingga diperoleh tingkat efisiensi yang cukup tinggi dibandingkan apabila kilang-kilang tersebut beroperasi secara terpisah. Untuk itu dibangun Jembatan Integrasi Plaju Sei Gerong sehingga memudahkan transportasi bahan baku dan produksi antara kedua kilang tersebut.Pada tahun 1972 dibangun Asphalt Blowing Plant yang berkapasitas 45.000 ton/jam yang kemudian dikelola oleh pihak swasta dengan system Kerja Sama Operasi (KSO), dan setahun kemudian (1973) dibangun juga pabrik Polypropylene. Pada tahun 1982 dibangun Proyek Aromatic Center bersamaan dengan Proyek Kilang Musi I yang merupakan bangunan tambahan sarana utilities untuk menunjang kehandalan operasi kilang.Pembagunan proyek ini tidak lepas dari persetujuan Pemerintah sebagai pemilik perusahaan, karena Pertamina merupakan Badan Usaha Milik Negara (BUMN).Namun sekarang Pertamina sedang berbenah diri agar nanti dapat menjadi suatu perusahaan yang mandiri sehingga dapat menjadi sebuah Perseroan Terbatas (PT) murni dan mampu bersaing di zaman globalisasi.TA / PTA mulai beroperasi pada bulan April 1986 dengan menghasilkan tepung PTA sebagai bahan baku pembuat tekstil dengan kapasitas 150.000 ton/tahun menjadi 225.000 ton/tahun maka dilakukan Debottlenecking Project. Namun semenjak bulan maret 2007 dengan alasan merugi TA / PTA Plant stop operasi.Pada tahun 1992 dibangun pabrik Polypropylene II, dan Pabrik yang lama (Polypropylene I) dibongkar pada tahun 1998. Selanjutnya pada tahun 1993 dilaksanakan Proyek Kilang Musi II (PKM II) di area Utilities Power Station I dan II (PS I dan II). Proyek Kilang Musi II ini bertujuan untuk menambah beberapa fasilitas unit penunjang operasi seperti penambahan satu unit Gas Turbine (GT 2015 UC) beserta satu unit WHRU 2010 UC serta sarana yang lainnya. Perkembangan Kilang Musi dari awal secara garis besarnya dapat dilihat pada Tabel 2.1Tabel 2.1 Perkembangan Kilang MusiTahunSejarah

1903Pembangunan kilang minyak di Plaju oleh Shell (Belanda).

1926Kilang Sungai Gerong di bangun oleh STANVAC (Amerika).

1965Kilang Plaju/Shell dengan kapasitas 110 MBSD di beli oleh Pertamina Indonesia.

1970Kilang Sungai Gerong/STANVAC dibeli oleh Negara/Pertamina.

1972Pembangunan Asphalt Blowing Plant berkapasitas 45.000 ton/tahun.

1973Pendirian kilang Polypropyleneuntuk mengolah gas propylene menjadi biji plastik (polytam pellet), dengan kapasitas produksi 20.000 ton/tahun.

1973Integritas operasi kilang Plaju-Sungai Gerong.

1982Pendirian Plaju Aromatic Center (PAC) dan Proyek Kilang Musi (PKM I) yang berkapasitas 98 MBSD.

1982Pembangunan High Vacuum Unit (HVU) Sungai Gerong berkapasitas 54 MBSD dan dan dilaksanakan Revamping CDU (konversi energi) beberapa unit proses CD II, III, dan IV yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi Kilang Musi.

1984Proyek pembangunan kilang TA / PTA dengan kapasitas produksi 150.000 ton/tahun yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan serat polyester di dalam negeri.

1985Pembangunan Asphalt Drum Filling di Plaju dengan kapasitas produksi 75.000 ton/tahun.

1985Pembangunan Vacuum Distillation Unit (VDU) di Sungai Gerong dengan kapasitas produksi 48.000 barel per hari.

1986Kilang PTA mulai beroperasi dengan kapasitas 150.000 ton/tahun.

1987Proyek pengembangan konservasi energy/Energi Conservation Industri (ECI).

1988Proyek Usaha Peningkatan Efisiensi dan Produksi Kilang (UPEK).

1990Diadakannya proyek Debottlenecking kapasitas kilang PTA menjadi 225.000 ton/tahun

1994Pembangunan Proyek Kilang Musi II (PKM II) yaitu pembangunan unit polypropylene baru dengan kapasitas 45.200 ton/tahun, revamping RFCCU Sungai Gerong dari 15 MBSD menjadi 20,5 MBSD dan unit alkilasi, redesign silicon RFCCU Sungai Gerong, modifikasi unit Redistilling I/II Plaju, pemasangan Gas Turbine Generator Complex (GTGC) dan perubahan frekuensi listrik dari 60 Hz ke 50 Hz, dan pembangunan Water Treatment Unit (WTU) dan Sulphuric Acid Recovery Unit (SAU).

2003Pembangunan jembatan integrasi Kilang Musi.Jembatan Integrasi Kilang Musi yang menghubungkan kilang Plaju dengan Sungai Gerong diresmikan.

Usaha Pengembangan Kilang ini bertujuan untuk meningkatkan produksi tanpa melupakan mutu yang baik dan perbaikan hasil produk. Selain dari pada itu Pertamina Refinery Unit III juga mengadakan Restrukturisasi.Tujuan Restrukturisasi yang dilakukan di Pertamina Refinery Unit III Plaju-Sungai Gerong adalah suatu tindakan proaktif dalam rangka mempersiapkan diri untuk menghadapi era persaingan global dalam aspek industrialisasi. Hal ini juga untuk mengubah budaya kerja sesuai dengan konsep pola usaha Strategi Business Unit (SBU).Pola usaha sebelumnya bercirikan Cost Center harus berubah menjadi Profit Center yaitu kembali kepada bisnis inti dengan mengoptimalkan aset-aset yang ada untuk mendapatkan keuntungan yang sebesar-besarnya, Pola usaha strategi Strategi Business Unit (SBU) ini di Pertamina Refinery Unit III Plaju-Sungai Gerong, mulai diterapkan sejak tanggal 1 Oktober 1998. Dengan adanya program ini dan kerja keras para pekerja diharapkan akan diperoleh Value Creation sebesar 94,16 juta dollar Amerika pada tahun pertama. Kini program Restrukturisasi baru berjalan beberapa waktu dan tentu saja hasilnya belum dapat dipetik secara langsung mengingat masih banyak perbaikan-perbaikan secara menyeluruh.Kegiatan industri di PT.PERTAMINA (PERSERO) REFINERY UNIT III PLAJU-SUNGAI GERONG yaitu meliputi pengolahan minyak mentah (eksplorasi), sebagai perusahaan komoditi ekspor untuk sektor migas, dan sebagainya.Unit Pengolahan III Plaju-Sungai Gerong terdiri dari beberapa unit pengolahan. Unit-unit tersebut mampu memproduksi minyak sebanyak 23.000 ton/hari, unit-unit pengolahan tersebut antara lain adalah :1. Crude Distiller Unit II (CDU II)2. Crude Distiller Unit III (CDU III)3. Crude Distiller Unit IV (CDU IV)4. Crude Distiller Unit V (CDU V)5. Crude Distiller Unit VI (CDU VI)Dalam hal ini perusahaan dituntut untuk memiliki kinerja yang tinggi terutama dalam sumber daya manusianya agar perusahaan tersebut dapat terus berkembang dan maju serta dapat mencapai misi perusahaan sehingga perusahaan dapat terus bersaing dalam pasar global.PT. PERTAMINA RU III Plaju Sungai Gerong memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk dapat melakukan kerja praktek di lingkungan perusahaan tersebut agar mahasiswa dapat mengenal jalannya produksi serta mengetahui sejarah perusahaan dari pertama di bangun hingga sekarang. Kerja praktek sangat berguna bagi mahasiswa terutama untuk dapat mengenalkan mahasiswa terhadap dunia industri atau dunia kerja yang nantinya akan dihadapi mahasiswa. Disamping itu mahasiswa juga dapat menerapkan ilmu yang didapat dari perguruan tingginya sehingga tidak teorinya saja tetapi dapat melakukan prakteknya agar dapat menambah pengetahuan dan pengalaman kerja bagi mahasiswa.

2.3LOKASI DAN TATA LETAK PABRIKPertamina Refinery Unit III Plaju-Sungai Gerong menempati lokasi seluas 921 Ha (di luar terminal Pulau Sambu dan Tanjung Uban). Daerah RU III ini terdiri dari dua arah, yaitu Plaju dan Sungai Gerong yang dipisahkan oleh Sungai Komering.Kilang Plaju terletak di bagian Selatan Sungai Musi dan sebelah Barat Sungai Komering, sedangkan Kilang Sungai Gerong terletak di sebelah Timur Sungai Komering. Pertamina RU III memiliki dermaga Plaju dan dermaga Sungai Gerong sebagai transportasi bahan baku dan produk. Luas wilayah efektif yang dipergunakan oleh Pertamina dapat dilihat pada Tabel 2.2Tabel 2.2 Luas Wilayah PertaminaNoTempatLuas (Ha)

1Area perkantoran dan kilang Plaju229.6

2Area kilang Sungai Gerong153.9

3Pusdiklat Fire and Safety34.95

4RDP dan Lap. Golf Bagus Kuning51.4

5RDP Kenten21.2

6Lap. Golf Kenten80.6

7RDP Plaju, Sungai Gerong dan 3 Ilir343.97

Total921.02

Dilingkungan RU III Plaju-Sungai Gerong selain terdapat kilang-kilang pengolahan beserta sarana penunjangnya, juga terdapat sarana perkantoran, perumahan, rumah sakit, sarana ibadah (masjid dan gereja), sarana olahraga, sarana pendidikan, serta sarana penunjang lainnya.Pada Kilang Plaju terdapat kilang CD & GP (Crude Distilling & Gas Plant), Kilang Petrokimia, dan Unit Utilities Plant, sedangkan pada Kilang Sungai Gerong terdapat kilang CD & L (Cracking Destilling &Light Ends).Tabel 2.3 Pembagian Daerah Operasi Hilir PertaminaUnit OperasiUnit Pemasaran

RU I Pangkalan Brandan, Sumatera UtaraUPMS I Medan

RU II Dumai, RiauUPMS II Palembang

RU III Plaju-Sungai Gerong,Sum-selUPMS III Jakarta

RU IV Cilacap, Jawa TengahUPMS IV Semarang

RU V Balikpapan, Kalimantan TimurUPMS V Surabaya

RU VI Balongan, Jawa BaratUPMS VI Balikpapan

RU VII Kasim, PapuaUPMS VII Makasar

RU VII Kasim, PapuaUPMS VII Jayapura

2.4TUGAS DAN FUNGSITugas dan fungsi Pertamina Refinery Unit III Plaju yang merupakan salah satu unit proses produksi dalam jajaran Direktorat Pengolahan Pertamina, yaitu antara lain : memenuhi kebutuhan bahan bakar minyak dan non bahan bakar minyak dalam negeri. Pertamina Refinery Unit III Plaju mengolah minyak mentah (Crude Oil) menjadi bahan bakar minyak dan non bahan bakar minyak. a. Primary ProcessingTujuan utamanya adalah memisahkan minyak mentah menjadi fraksi produk bahan bakar minyak.b. Secondary ProcessingTujuan utamanya adalah melanjutkan proses pemisahan minyak mentah yang merupakan produk bawah dan produk gas dari proses utama untuk mendapatkan produk bahan bakar minyak yang lebih banyak dengan tidak melupakan spesifikasi dari produk serta untuk memproduksi LPG yang dibutuhkan konsumen.

2.5IDENTITAS PERUSAHAANLogo perusahaan merupakan lambang atau simbol yang memuat filosofi, visi, misi, dan aspirasi perusahaan yang mana simbol atau lambang tersebut distandarkan dan dijadikan sebagai identitas perusahaan.Identitas perusahaan merupakan salah satu unsur pembentuk citra perusahaan yang harus dikelola dan dijaga dengan baik untuk menjamin keseragaman dan konsistensi dalam perancangan, pembuatan dan penggunaannya agar pembangunan citra perusahaan dapat dilaksanakan secara berkelanjutan.Logo PERTAMINA adalah simbol dari perusahaan PT PERTAMINA (PERSERO) ditetapkan dengan surat keputusan direksi No. Kpts-048/C00000/2005-S0 tanggal 1 November 2005 dan muali diberlakukan sejak diresmikan tanggal 10 Desember 2005. Logo baru tersebut menggatikan logo atau lambang PERTAMINA lama yang ditetapkan dengan surat keputusan direksi No. 914/Kpts/DR/DU/1972 tanggal 23 Juni 1972.Logo perusahaan telah menjadi hak kekayaan intelektual perusahaan yang telah didaftarkan ke departemen Hukum dan Hak Asasi Manusia RI.

2.5.1. Latar Belakang Pembuatan Logo Baru PERTAMINAFalsafah dibalik pengembangan tampilan visual logo PERTAMINA adalah hasil analisa dan penelitian mendalam yang dilaksanakan untuk memahami bagaimana lingkungan bisnis dan pasar beroperasi pada tingkatan yang berbeda.Bagian dari penjelasan singkat ini akan membantu kita memahami arti logo PERTAMINA yang menjelaskan nilai dan kepribadian dibalik logo PERTAMINA serta arsitektur logo yang ingin dikomunikasikan dengan jelas pada berbagai kelompok pengguna produk PERTAMINA.PERTAMINA berupaya memahami fokus bisnis PERTAMINA di masa mendatang dan lingkungan operasional PERTAMINA. PERTAMINA telah berusaha mendefinisikan apa yang perlu ditampilkan oleh logo PERTAMINA kepada pihak didalam maupun diluar perusahaan. Arsitektur logo ideal ini dikembangkan untuk menampilkan kebijakan pembuatan logo yang tidak hanya mudah ditangkap namun juga jelas dan mampu menjelaskan hubungan dengan logo induk perusahaan yang membantu PERTAMINA berada di posisi terdepan dalam pasar yang dinamis.Brand Driver PERTAMINA terbentuk dari 4 komponen yang secara bersamaan membentuk tampilan strategis logo PERTAMINA, yang secara visualmembawa kesan, pesan, dan kepribadian perusahaan PERTAMINA.

2.5.2 Arti Dan Makna Dalam Tiap Unsur Logo PERTAMINABentuk huruf yang dipergunakan sebagai dasar tulisan PERTAMINA dipilih untuk menampilkan kejelasan dan kewibawaan perusahaan dan dibentuk khusus secara manual untuk menghasilkan sebuah bentuk tulisan dan orisinil dan unik yang juga dapat mencerminkan posisi baru. Secara bersama-sama, tanda panah, bentuk tulisan PERTAMINA, secara palet warna PERTAMINA yang baru ini menciptakan logo utama bagi merek dagang PERTAMINA. Kesan modern dan dinamis yang mendorong terciptanya kepribadian yang lebih segar serta kontemporer. Diharapkan logo ini secara tegas dapat membedakan PERTAMINA dari kesan yang ditimbulkan oleh tampilan visual para pesaingnya.

Gambar 2.1 Logo Pertamina[1]Logo PERTAMINA dirancang untu menciptakan atau merefleksikan identitas yang lebih segar, lebih modern dan dinamis yang menunjukan atau mencerminkan posisi dan arah baru organisasi perusahaan saat ini. Hal ini dicerminkan oleh simbol Anak Panah yang disertai tulisan kata PERTAMINA dengan Font Futura yang mengandung makna sebagai berikut:1. Simbol Anak Panah Melambangkan aspirasi organisasi PERTAMINA untuk senantiasa bergerak kedepan, maju, dan progresif. Ketiga elemennya melambangkan pulau-pulau dengan berbagai skala yang merupakan bentuk negara Indonesia. Simbol tersebut terlihat seperti monogram huruf P yang merupakan huruf pertama kata PERTAMINA

2. Kata PERTAMINAMerupakan nama perusahaan dari PT PERTAMINA (Persero) dan bukan merupakan singkatan atau akronim, dan tulisannya harus berwarna hitam kecuali ditentukan lain dalam ketentuan ini.

3. Warna MERAHMencerminkan keuletan dan ketegasan serta keberanian dalam menghadapai berbagai macam kesulitan.

4. Warna HIJAUMencerminkan sumber daya energi yang berwawasan lingkungan.

5. Warna BIRUMencerminkan handal, dapat dipercaya dan bertanggung jawab.

2.6STRUKTUR ORGANISASI PT. PERTAMINA (PERSERO) RU IIIStruktur Organisasi merupakan urutan-urutan bagian yang menangani operasional dan masalah yang berkaitan dengan kilang yang bertujuan agar masing- masing bagian mengetahui tugas dan wewenang serta tanggung jawab pada bidangnya masing-masing.Pertamina RU III Plaju di pimpin oleh seorang General Manager (GM) yang dibantu oleh beberapa orang Manager dan Kepala seksi sebagaimana terlampir dalam organigram sebagai berikut :a) Production Managerb) Refinery Planning & Optimization Managerc) Maintenance Planning &Support Managerd) Maintenance Execution Managere) Engineering & Development Managerf) Reliability Managerg) Procurement Managerh) HSE Manageri) Coordinator OPIj) General Affairs Manager

2.7Struktur Organisasi Rotating Equipment Inspection Engineer MPS

Gambar 2.2 Bagan struktur organisasi Rotating Equipment Inspection Engineer MPS[2]

2.8Workshop Maintenance ExcecutionTugas pokok dari bagian ini adalah melakukan perbaikan terhadap alat yang tidak dapat diperbaiki di lapangan dan akan lebih efektif apabila dikerjakan di Workshop. Dalam melaksanakan tugas, Workshop berhubungan langsung dengan bagian yang lain seperti Maintenance Area I, II, III, Maintenance Planning & Schedulling, dan Procurement.Jika ada suatu peralatan kilang (rotating, stationary, electrical dan instrument equipment) rusak maka pihak MA akan memperbaikinya di lapangan dan apabila peralatan yang rusak tersebut tidak dapat diperbaiki di lapangan atau akan lebih efektif jika dikerjakan di Workshop maka pihak MA akan membawanya ke Workshop dengan catatan tidak dapat lagi ditanggulangi langsung di lapangan oleh bagian MA. Lalu di Workshop, peralatan tersebut didaftarkan terlebih dahulu ke Front Desk untuk mendapatkan registration card lalu dibawa ke area kerja pompa. Di area kerja pompa, pompa tersebut dibongkar dan kemudian diperiksa kerusakannya bersama dengan bagian rotating equipment engineering MPS.Fungsi dari rotating equipment engineering MPS dalam kegiatan pemeriksaan atau inspection kerusakan pompa adalah untuk membuat rekomendasi perbaikan yang harus dilakukan dan mencatat komponen pompa yang rusak yang perlu diganti.Kemudian rotating equipment engineering MPS memberikan rekomendasi komponen komponen yang harus diganti dengan yang baru kepada bagian Planning schedulling agar dapat dibuatkan job plant nya.Lalu job plant tersebut diproses oleh bagian Procurement untuk melakukan pembelian terhadap komponen tersebut.Setelah barang yang dibeli tiba di bagian Procurement maka bagian rotating equipment engineering MPS melakukan pemeriksaan terhadap barang tersebut apakah sudah sesuai dengan spesifikasi yang dipesan. Setelah disetujui maka barang tersebut dikirim ke bengkel untuk kemudian dipasang di pompa hingga proses quality test berupa Hydrotest Static. Kemudian setelah selesai di inspeksi dan hasilnya bagus maka peralatan tersebut dilaporkan ke Front Desk untuk dibuat rekaman mutunya yang kemudian akan diserahkan kembali kepada bagian MA yang mengirimkan peralatan tersebut untuk kemudian dipasang kembali site area.

2.9SARANA DAN FASILITAS WORKSHOP MAINTENANCE EXECUTIONUntuk kelancaran pelaksanaan pekerjaan di Bengkel didukung dengan sarana dan fasilitas yang memadai. Sarana dan fasilitas yang ada di Bengkel yaitu:a. Mechanical W/S Rotating Pompa dan Bubut : Mesin-mesin bubut, grinda, boring, balancing, sekrap, mesin CNC, dan lain-lain. Non-Rotating Las, Kontruksi dan Bundle : Mesin las, rolling, grinda, dan lain-lain. Fitting : Mesin Lapping, pneumatic lapping, dan lain-lain.

b. Listrik dan Instrumentasi ListrikRewinding& O/H, motor, trafo, mesin-mesin listrik, dan lain-lain. InstrumentasiElektronika pneumatic, dan lain-lain.c. Tool dan Kalibrasi Calibration Sertification Master Tool and Front Deskd. Maintenance SS Shift TechSpecial Tool dan alat yang bersifat umum.e. Heavy Equipment and Rigging Heavy EquipmentAlat transportasi dan alat angkat. RiggingScaff holding, alat keselamatan kerja

BAB IIIDASAR TEORI

3.1PENGERTIAN TURBIN GASTurbin gasadalah suatu alat thermal besar yang memanfaatkan udara dan gas sebagai fluida untuk memutar turbin dengan pembakaran internal. Didalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik melalui udara bertekanan yang memutar roda turbin sehingga menghasilkan daya. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas.

Gambar 3.1Turbin gas[3]

Gambar 3.2Skema turbin gas yang sudah di instalasi dengan komponen-komponen lainnya.[4]

3.2KLASIFIKASI TURBIN GASTurbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya dan juga berdasarkan kontruksi porosnya. Jika dibedakan secara siklusnya, turbin gas dapat dibedakan menjadi turbin gas siklus tertutup (closed cycle) dan turbin gas siklus terbuka (open cycle). Namun secara kontrusi porosnya, turbin gas dapat dibedakan menjadi: turbin gas berporos tunggal (single shaft) dan turbin gas berporos ganda (double shaft).3.2.1Turbin Gas Siklus Tertutup (Close Cycle)Pada turbin gas siklus tertutup, pembuangannya tertutup sehingga udara pembuangan akhir (exhaust) tidak langsung dibuang ke atmosfir, melainkan didinginkan kembali untuk digunakan kembali ke proses awal.

3.2.2Turbin Gas Siklus Terbuka (Open Cycle)Pada turbin gas siklus terbuka, pembuangannya terbuka sehingga udara pembuangan akhir dapat kembali ke atmosfir.3.2.3Turbin Gas Poros Tunggal (Single Shaft)Turbin jenis ini digunakan untuk menggerakkan generator listrik yang menghasilkan energi listrik untuk keperluan proses di industri.3.2.4Turbin Gas Poros Ganda (Double Shaft)Turbin jenis ini merupakan turbin gas yang terdiri dari turbin bertekanan tinggi dan turbin bertekanan rendah, dimana turbin gas ini digunakan untuk menggerakkan beban yang berubah seperti kompresor pada unit proses.

Gambar 3.3Turbin gas (a) satu shaft, dan (b) dua shaft[5]

3.3KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA TURBIN GASKomponen-komponen utama turbin gas terbagi atas lima bagian, yaitu: air inlet section, compressor section, combustion section, turbine section (expansion), dan exhaust section. Di setiap bagian tersebut, masih terbagi atas beberapa komponen yang akan dijelaskan pada sub-bab ini.3.3.1Air Inlet Section

Gambar 3.4 Gambar air inlet section[4]

Berfungsi untuk menyaring kotoran dan debu yang terbawa dalam udara sebelum masuk kompresor.Bagian ini terdiri dari:a) Air inet housingMerupakan tempat udara masuk dimana di dalamnya terdapat peralatan pembersih udara.b) Inertia SeparatorBerfungsi untuk membersihkan debu-debu atau partikel yang terbawa bersama udara masuk.c) Pre-FilterMerupakan penyaringan udara awal yang dipasang pada inlet house.d) Main FilterMerupakan penyaring utama yang terdapat pada bagian dalam inlet house.

e) Inlet BellmouthBerfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat memasuki ruang kompresor.f) Inlet Guide VaneMerupakan blade yang berfungsi sebagai pengatur jumlah udara yang masuk agar sesuai dengan yang diperlukan.

3.3.2Compressor SectionKomponen utama pada bagian ini adalah kompresor, yang mana fungsinya adalah untuk mengkompresikan udara yang berasal dari inlet air section hingga bertekanan tinggi sehingga pada saat terjadi pembakaran dapat menghasilkan gas panas berkecepatan tinggi yang dapat menimbulkan daya output turbin yang besar. Ada berbagai jenis kompresor yang dapat digunakan turbin gas, di antaranya adalah kompresor aksial dan sentrifugal. Perbedaan signifikannya adalah, untuk kompresor sentrifugal, digunakan impeller namun kalau untuk kompresor aksial tidak digunakan impeller. Arah aliran udara pada kompresor yang berbentuk aksial adalah parallel dengan sumbunya (shaft). Di Pertamina RU III ini, yang digunakan adalah kompresor aksial untuk turbin gasnya, oleh karena itu pembahasaan kompresor turbin ini akan lebih mendetail ke kompresor aksial.Kompresor aksial terdiri dari dua bagian yaitu:a) Compressor RotorMerupakan bagian dari kompresor aksial yang berputar pada porosnya. Rotor ini memiliki 17 tingkat sudu yang mengompresikan aliran udara secara aksial dari 1 atm menjadi 17 kalinya sehingga diperoleh udara yang bertekanan tinggi.

Gambar 3.5 Rotor kompresor turbin gas 2015-UA[9]

Compressor rotor ini tersusun dari berbagai komponen, yaitu: Forward StubshaftDiletakkan di paling bawah (jika dilietakkan vertikal) atau di paling ujung depan (jika horizontal) dan diletakkan sebelum first stage bucket kompresor pertama, pada stacking pit.

Gambar 3.6 Forward Stubshaft[8]

Tie BoltsBerfungsi untuk menetapkan posisi blades.

Gambar 3.7 Tie Bolts[8] Aft Stubshaft Aft stubshaft diletakkan di ujung akhir atau atas dari stacking pit compressor rotor.

Gambar 3.8 Aft Stubshaft dan Compressor Blades[8]

Compressor BladesMerupakan roda-roda kompresor yang disusun dengan tie bolts dan berfungsi untuk melakukan kompresi udara. Pada kompresor yang digunakan di turbin gas Pertamina RU III ini, terdapat 17 stage, yang mana jumlah keseluruhan bucket ada 17. Namun pada bagian di antara stage 16 dan 17, terdapat celah yang mana fungsinya adalah untuk memasukkan udara yang akan digunakan sebagai pendinginan komponen-komponen blades melalui shaft.

b) Compressor StatorMerupakan bagian dari casing turbin gas yang mana letaknya di bagian kompresor. Bagian dalam stator memiliki blades yang fungsinya adalah untuk mengarahkan aliran udara. Blades di sini adalah diam dan hanya mengarahkan udara, dan tidak berputar seperti blades yang ada di rotor.

Gambar 3.9 Compressor stator 2015-UA[9]

Compressor stator terdiri dari: Inlet CasingMerupakan bagian dari casing yang mengarahkan udara masuk ke inlet bellmouth dan selanjutnya masuk ke inlet guide vane. Forwad Compressor CasingBagian casing yang didalamnya terdapat empat stage kompresor blade. Aft CasingBagian casing yang didalamnya terdapat compressor blade tingkat 5-10. Discharge CasingMerupakan bagian casing yang berfungsi sebagai tempat keluarnya udara yang telah dikompresi.

c) Distance PieceMerupakan jarak yang terbentuk pada shaft untuk memisahkan kompresor dan turbin. Di dalamnya adalah hollow atau bisa disebut sebagai silinder berongga yang mana memiliki peran untuk pendinginan juga.

Gambar 3.10 Distance Piece[9]

3.3.3Combustion SectionPada bagian ini terjadi proses pembakaran antara bahan bakar dengan fluida kerja yang berupa udara bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Hasil pembakaran ini berupa energi panas yang diubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan udara panas tersebut ke transition pieces yang juga berfungsi sebagai nozzle dari udara hasil pembakaran. Fungsi dari keseluruhan sistem adalah untuk mensuplai energi panas ke siklus turbin. Sistem pembakaran ini terdiri dari komponen-komponen berikut yang jumlahnya bervariasi tergantung besar frame dan penggunaan turbin gas.

Gambar 3.11 Bagian Pembakaran (Combustion)[8]Combustion section ini merupakan combustion chamber (ruang bakar) yang mana terdiri atas komponen-komponen sebagai berikut :a) Combustion Chamber atau Combustion Can CasingBerfungsi sebagai tempat terjadinya pencampuran antara udara yang telah dikompresi dengan bahan bakar masuk, yang mana merupakan casing untuk berlangsungnya proses pembakaran.

Gambar 3.12 Combustion Chamber[9]

b) Combustion LinersTerdapat didalam combustion chamber dan di dalam flow sleeve yang mana combustion liners berfungsi sebagai tempat berlangsungnya pembakaran.

Gambar 3.13 Combustion Liner (a) Turbin gas 2015-UA[9], (b) Gambar simulasi peletakan combustion liner dalam combustion chamber[8]

c) Fuel NozzleFuel nozzle yang digunakan adalah dual fuel nozzle untuk menginjeksi bahan bakar berupa gas atau solar (jika gas campur habis) ke dalam combustion liner. d) Transition PieceBerfungsi untuk mengarahkan dan membentuk aliran gas panas agar sesuai dengan ukuran nozzle dan sudu-sudu turbin gas. Dipasangkan pada first stage nozzle.

Gambar 3.14 Transition piece 2015-UA[9]

e) Bull HornTerletak di bagian bawah transition piece dan fungsinya adalah untuk menyangga transition piece.f) Crossfire TubesBerfungsi untuk meratakan nyala api pada semua combustion chamber. Menghubungkan setiap chamber karena tidak disetiap chamber terdapat spark plug.

Gambar 3.15 Crossfire Tube (a) Tempat peletakkan[8], (b) Setelah terpasang[8]g) Flame DetectorMerupakan alat yang dipasang untuk mendeteksi proses pembakaran terjadi. Terdapat di setiap chamber.h) Ignitors - Spark Plug (Busi)Merupakan alat yang berfungsi untuk membuat percikan api agar dapat terjadi proses pembakaran dalam chamber. Spark plug pada turbin gas ini terletak hanya di chamber 1 dan 10.i) Flow SleeveBerada di antara combustion liner dan combustion chamber, fungsinya adalah agar udara yang mau dibakar dilewati di antara casing combustion chamber sebelum masuk ke lubang-lubang yang ada di liner untuk di bakar di dalam combustion chamber.

Gambar 3.16 Flow Sleeve, (a) Tempat peletakkan[8], (b) Setelah diletakkan[8], (c) Bentuk asli flow sleeve[9]

3.3.4Turbine Section (Expansion)Turbin section merupakan tempat terjadinya konversi energi kinetik menjadi energi mekanik yang digunakan sebagai penggerak compresor aksial dan perlengkapan lainnya. Dari daya total yang dihasilkan kira-kira 60 % digunakan untuk memutar kompresornya sendiri, dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan. Komponen-komponen pada turbin section adalah sebagai berikut :a) Turbine Rotor CaseMerupakan casing yang menutupi rotor tempat dimana nozzle turbin terpasang.

Gambar 3.17 Turbine rotor casing turbin gas 2015-UA[9]

b) Turbine RotorMerupakan tempat dimana turbine bucket atau turbine bucket menempel dan berputar seiring pergerakan shaft (poros).

Gambar 3.18 Gambar rotor turbin gas 2015-UA[9]

c) First Stage NozzleBerfungsi untuk mengarahkan gas panas ke first stage turbine bucket. Letaknya menempel di rotor casing dan tidak berputar.

Gambar 3.19 Potongan turbine nozzle turbin gas 2015-UA[9]

d) First Stage Turbine BucketDisebut juga turbine bucket. Berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik dari aliran udara yang berkecepatan tinggi menjadi energi mekanik berupa putaran rotor. Letaknya adalah menempel pada rotor.

Gambar 3.20 1st, 2nd, 3rd Turbine Bucket turbin gas 2015-UA[9]

e) Second Stage NozzleBerfungsi untuk mengatur arah aliran gas panas dari first stage turbine ke second stage turbine bucket. Letaknya di rotor casing dan tidak berputar.f) Second Stage Turbine BucketDisebut juga turbine bucket. Berfungsi untuk memanfaatkan energi kinetik yang masih cukup besar dari first stage turbine untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yang lebih besar. Letaknya adalah menempel pada rotor.g) Third Stage NozzleBerfungsi untuk mengatur aliran gas panas dari second stage turbine ke third stage turbinne bucket. Letaknya di rotor casing dan tidak berputar.

h) Third Stage Turbine BucketDisebut juga turbine bucket. Berfungsi untuk memanfaatkan energi kinetik yang masih cukup besar dari second stage turbine untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yang lebih besar. Letaknya adalah menempel pada rotor.i) DiafragmaDiafragma terdapat di bawah nozzle dan di atas rotor namun tidak ikut berputar bersama rotor karena nozzle tidak berputar. Fungsi diafragma adalah sebagai sekat antar turbine bucket agar udara melewati nozzle. Di dalam diafragma terdapat ruang kosong berfungsi untuk pendinginan nozzle disebut sebagai air box.

Gambar 3.21 Diafragma dan air box turbin gas 2015-UA[9]

j) Core PlugMerupakan tabung kecil berlubang-lubang, berbentuk blades diletakkan dalam setiap blades pada turbine bucket dan fungsinya adalah untuk memberikan pendinginan pada komponen blades turbine bucket.

Gambar 3.22 Core plug (a) turbin gas 2015-UA[9], (b) Bentuk core plug sebelum terpasang[8]

3.3.5Exhaust SectionExhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai saluran pembuangan panas sisa yang keluar dari turbin gas. Exhaust section terdiri dari beberapa bagian:1. Exhaust Plenum atau Exhaust Diffuser2. Exhaust Duct3. Exhaust Bypass System4. Silencer5. HRSG Inlet Duct6. HRSG Internal Insulation7. Vent Silencer8. Stack

Gambar 3.23 Exhaust turbin gas[10]

3.4KOMPONEN-KOMPONEN PENDUKUNG TURBINUntuk menggerakkan turbin, dibutuhkan beberapa komponen pendukung. Komponen-komponen pendukung tersebut ada berbagai macam, diantaranya adalah:3.4.1Bearingalat yang memungkinkan terjadinya pergerakan relatif antara dua bagian dari alat atau mesin, biasanya gerakan angular atau linear. Dengan adanya Bearing, gesekan antara dua bagian tersebut menjadi sangat minim dibandingkan tanpa bearing. Pada turbin gas, letaknya adalah di:

Gambar 3.24 Bearing[8]

3.4.2Starting EquipmentStarting equipment berfungsi untuk melakukan start up sebelum turbin bekerja, bisa juga disebut sebagai penggerak mula. Starting equipment pada turbin gas terhubung pada shaft dari rotor dan dihubungkan menggunakan sistem hidrolik. Starting equipment akan menggerakkan turbin gas hingga tubrin tersebut sudah memiliki gaya yang cukup untuk memutar dirinya sendiri, maka secara otomatis starting equipment akan terlepas dari shaft. Ada beberapa jenis starting equipment untuk menggerakkan turbin, di antaranya adalah:a) RatchetDipakai untuk memutar turbin sebelum turbin di-start (breakaway) dan pada waktu turbin shut down. Saat start up sebelum diputar oleh diesel engine, turbin harus diputar terlebih dahulu dan saat habis di shut down turbin harus di putar setiap tiga menit sekali poros turbin harus diputar sekitar 90o agar rotor tidak bengkok.b) Starting ClutchBerfungsi untuk menghubungkan torque converter dengan poros turbin. Kopling (clutch) ini akan mengikat pada saat ratchet bekerja atau pada saat turbin suampai kecepatan sekitar 70%. Kalau kecepatan turbin sudah lebih tinggi dari kecepatan pada saat star dan sudah mampu menggerakkan dirinya sendiri, maka secara otomatis clutch akan terlepas.c) Torque ConverterMerupakan kopling fluida yang mana sistem kerjanya kurang lebih sama dengan kopling di mobil-mobil otomatis.d) Starting Diesel EngineFungsinya adalah untuk membantu turbin start up. Sistemnya terpisah dengan turbin, dalam arti engine ini mempunyai fuel system dan lube oil system sendiri, terpisah dari sistemnya turbin. Kecuali untuk pendinginan menggunakan, starting diesel engine menggunakan water cooling system dari turbin.

3.4.3Coupling dan Accessory GearBerfungsi untuk memindahkan daya dan putaran dari poros yang bergerak ke poros yang akan digerakkan. Ada tiga jenis coupling yang digunakan, yaitu adalah:a) Jaw ClutchMenghububgkan starting turbine dengan accessory gear dan high pressure turbine rotor.b) Accessory Gear CouplingMenghubungkan accessory gear dengan high pressure turbine rotor.c) Load CouplingMenghungkan low pressure turbine rotor dengan kompressor beban.

3.4.4Lube Oil SystemLube oil disimpan dalam tangki oil yang terdapat di accessory compartment. Fungsi dari lube oil adalah: Untuk pelumasan bagian-bagian turbin yang bergerak seperti load gear, accessory gear, load couplingm accessory coupling, dan bearing. Memberi supply untuk hydraulic oil system, control oil system, starting means, dan ratchet system.Sistem pelumasan pada turbin gas adalah close loop, forced feed: yang diambil dari lube oil tank dengan pompa dan dialirkan melewati heat exchanger, disaring dan masuk ke bearing headermanifold dan juga ke semua bearing, load gear, dan peralatan lainnya. Komponen-komponen utama dan fungsinya adalah:a) Lube Oil TankTerletak dibawah auxiliary compartment dan dalam tanki terdapat lube oil pump dan berbagai macam peralatan lainnya. b) Main Lube Oil PumpPompa utama dari jenis positive displacement yang digerakkan oleh accessory gear. Pompa ini yang akan bekerja pada saat turbin sedang bekerja normal dengan output pressure 65 psig, kapasitas 640 GPM.c) Auxilliary Lube OilPompa ini diputar dengan motor AC dan digunakan saat turbin start up atau shut down. d) Emergency Lube Oil PumpBerfungsi untuk men-supply lube oil pada bearing header sewaktu start up atau shut down. Ini bekerja ketika auxilary lube oil pump tidak bisa bekerja.e) Heat ExchangerBerfungsi untuk men-transfer panas dari lube oil yang sudah panas setelah dipakai untuk melumasi bearing, load gear, dan lain-lain.f) Lube Oil FilterFilter berbahan duplex, berfungsi untuk menyaring lube oil.

g) Pressure RegulatorBerfungsi sebagai pengatur tekanan.h) Temperature SwitchMemberi alarm dan mematikan otomatis jika temperaturnya melebihi yang diharuskan.i) Level switchUntuke memberi alarm jika level lube oil terlalu tinggi.

3.4.5Hydraulic Supply dan Hydraulic Ratcheta) Hydraulic Supply SystemSistem ini memberi suplai hidrolik ke liquid fuel system, gas fuel system dan inlet guide vane. b) Hydraulic Ratchet SystemLube oil juga dipakai untuk me-ratchet (memutar) poros turbin. Pada saat turbin masih panas, turbin tidak boleh langsung behenti berputar. Setiap tiga menit sekali poros turbin harus diputar sekitar 90o agar rotor tidak bengkok.

3.4.6Control Oil SystemControl Oil System ini dipakai untuk men-supply control oil ke liquid fuel system dan gas fuel system. Dalam keadaan bekerja, control oil system ini selalu harus bertekanan. Apabila tekanannya hilang, maka turbin akan shut down.

3.4.7Cooling Water SystemCooling water system ini suatu sistem tertutup dengan menggunakan air dan udara sebagai media pendingin. Fungsi ari pendingin ini untuk mendinginkan lube oil, atomizing air dan starting diesel engine. Sedangkan air pendingin ini didinginkan dengan udara yang dihembuskan oleh tiga buah blower ke tubing-tubing yang berkisi. Sirkulasi air dengan pompa yang digerakkan oleh accessory gear. Komponen utamanya terdiri dari:a) Expansion Tankb) Air Water Coolerc) Cooling Water Pumpd) Heat Exchangere) Temperatur regulator

3.4.8Fuel Gas SystemSistem ini berfungsi meneruskan dan menutup aliran gas dan mengatur jumlah gas yang masuk ke gas turbin dengan beban. Gas stop atau ratio dan gas control valve terdiri dari dua buah valve yang berdiri sendiri dan dikombinasikan dalam satu housing. Komponen-komponen utamanya adalah:a) Stop Ratio Valve (VSR)b) Gas Control Valve (VGC)c) Servo Valved) Linear Variable Differential Transmitter (LVDT)

3.4.9Liquid Fuel SystemSistem ini berfungsi untuk menyetop, mengalirkan, menaikkan tekanan dengan pompa yang digerakkan dengan auxilary gear, mengatur jumlah fuel dan membaginya ke sepuluh nozzle fuel dengan flow devider. Komponen-komponen utama pada liquid fuel system adalah:a) Main fuel pumpb) Magnetic Clutchc) Flow Deviderd) Stop Valvee) Bypass Valvef) Servo Valve

3.4.10Atomizing Air SystemAtomizing air berfungsi untuk memecahkan liquid fuel menjadi partikel-partikel yang kecil sehingga lebih mudah dibakar. Komponen-komponen utamanya adalah:a) Air Atomizing Pumpb) Atomizing Air Manifoldc) Purge Air Manifoldd) Heat Exchanger

3.4.11Cooling and Sealing Air SystemBagian ini menerangkan aliran udara untuk mendinginan bagian dalam dari turbin, sealing dan aliran udara untuk keperluan lain. Komponen-komponen utamannya adalah:a) Compressor Bleed Valveb) Solenoid Valve

3.4.12Fire Fighting SystemFire fighting system digunakan untuk memadamkan api bila terjadi kebakaran baik di accessory compartment, turbine compartment ataupun di load gear compartment.a) Botol CO2b) Aktuator 45 CRc) Fire Detectord) Ventilasi

3.5SIKLUS-SIKLUS YANG DIGUNAKAN PADA TURBIN GASTerdapat tiga siklus turbin gas yang dikenal secara umum, yaitu:3.5.1Siklus EricsonMerupakan siklus mesin kalor yang dapat balik (reversible) yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (reversible isotermic) dan dua proses isobarik dapat balik (reversible isobaric). Proses perpindahan panas pada proses isobarik berlangsung di dalam komponen siklus internal (regenerator).

3.5.2Siklus StirlingMerupakan siklus mesin kalor dapat balik, yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (isotermal reversible) dengan volume tetap (isohorik).

3.5.3Siklus Brayton/JouleSiklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan oleh pembuat mesinturbineataumanufacturerdalam analisa untukperformanceupgrading. Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan.

Gambar 3.25 Siklus Bryton/Joule[7]

Siklus Bryton/Joule memiliki proses sebagai berikut : Proses 1 2Kompresi udara masuk dari lingkungan oleh kompresor multi-stage. Proses 2 3Pemanasan udara dengan bahan bakar di bawah tekanan konstan. Proses 3 4Ekspansi gas panas dalam turbin hingga mencapai tekananatmosfir. Kondisi akhir : tekanan atmosfir dengan 450 600oC. Proses 4 1Pendinginan gas-gas di atmosfir hingga mencapai temperaturambient. Berlokasi di luar turbin gas.

Di titik 4, gas panas dilepaskan ke atmosfir, dimana akan mengalami pendinginan sesuai dengan kondisi atmosfir. Siklus ini disebut siklus terbuka. Yang artinya, jumlah udara yang melalui proses tidak akan lagi ke mbali ke dalam siklus. Dilambangkan dengan garis putus-putus adalah karena pembuangan turbin gas tidak mungkin akan sama tekanannya dengan tekanan di atmosfir, oleh juga adanya pengaruh dari kondisi lingkungan luar, tidaklah dapat terukur berapa tekananya lagi setelah gas buang keluar ke atmosfir, oleh karena itulah dibuat garisnya putus-putus.

3.6PRINSIP KERJA TURBIN GASTurbin gas dapat dibagi menjadi lima bagian, yaitu : Inlet (masukkan) Compression (kompresi) Combustion (pembakaran) Expansion (ekspansi) Exhaust (Pembuangan)

Pembagian tersebut dapat dilihat pada gambar 3.25.

Gambar 3.26 Pembagian turbin gas[7]

Cara kerja turbin gas tersebut erat kaitannya dengan siklus Brayton/Joule. Siklus tersebut dapat dilihat pada gambar 3.26

Gambar 3.27 Siklus Bryton/Joule (a) diagram p-V, (b) diagram T-s[7]

3.6.1Inlet SectionKerja turbin gas berawal dari masuknya udara dari luar ke dalam air inlet section (inlet). Di dalam air inlet section terdapat berbagai macam komponen lagi seperti yang telah disebutkan di sub-bab 3.3.1. Proses masuknya udara, dapat dijelaskan di bawah ini:1. Udara yang masuk tersebut kemudian dibersihkan di air inlet housing.2. Jika ada debu-debu atau partikel kecil yang terbawa, akan dibersihkan oleh inertia separator. 3. Penyaringan awal oleh pre-filter yang dipasang di inlet house. 4. Penyaringan utama di inlet house oleh main filter.5. Udara akan dibagi sama rata untuk memasuki kompresor oleh inlet bellmouth, ini juga membuat aliran tidak turbulens saat masuk.6. Jumlah udara masuk akan disesuaikan dengan yang diperlukan oleh inlet guide, dan berupa blade.7. Barulah udara masuk ke dalam kompresor.

3.6.2Compressor SectionKompresor berfungsi untuk mengkompresi udara yang masuk. Kompresor ini terdiri atas blades pada rotor dan pada stator. Rotor pada kompresor miliki shaft (poros) yang satu dengan rotor turbin. Kompresor yang digunakan pada turbin gas yang dibahas ini merupakan kompresor aksial yang mana geraknya paralel dengan arah aliran udara. Blades pada rotor kompresor akan bergerak berputar dan menggerakan shaft. Blades di rotor kompresor turbin gas yang dibahas ini memiliki 17 tingkatan (stage) dan compressor bucket-nya disusun dari besar ke kecil. Pada stage 16-17 terdapat satu lubang kecil yang mana fungsinya adalah memasukan udara ke dalam shaft sehingga adanya pendinginan pada komponen rotor.Relasi proses kerja kompresi dengan siklus Brayton/Joule dapat dilihat pada gambar 3.26 proses 1 2. Karena fungsinya untuk mengkompresi udara, bila dilihat pada diagram p-V dan T-s siklus Brayton/Joule, secara ideal (adiabatik), dilambangkan dengan garis penuh akan terlihat adanya peningkatan temperatur dan juga tekanan, begitupula pada siklus aktualnya. Untuk volume, siklus ideal dan siklus aktual adalah berkurang, namun pengurangan di siklus aktual lebih sedikit dibanding siklus ideal. Lalu untuk entropi di siklus ideal tidak terjadi perubahan sedangkan secara aktual terjadi peningkatan entropi.

3.6.3Combustion SectionPada combustion section, terjadilah suatu proses pembakaran dimana udara panas yang telah di kompresi di kompresor masuk ke combustion chamber lebih tepatnya di dalam liner yang diselubungi oleh flow sleeve. Udara panas tersebut di bakar dengan memasukan gas bakar atau solar (jika mix gas untuk pembakaran habis) oleh fuel nozzle yang mana akan diberi percikan bunga api oleh spark plug (busi). Busi hanya terdapat di combustion chamber 1 dan 10 saja dan untuk menghantarkan nyala api, dilakukan oleh cross fire tube yang menghubungkan setiap combustion chamber. Untuk memastikan terjadinya proses pembakaran, flame detector dipasang di setiap combustion chamber. Setelah udara dibakar di combustion chamber, kemudian oleh transition piece yang terpasang pada first stage nozzle, udara panas tersebut di arahkan ke first stage nozzle.

Gambar 3.28 Proses pembakaran (combustion)[7]Proses pembakaran ini memberi andil untuk memberi panas pada proses 2 3 sehingga udara yang digunakan sebagai medium tersebut semakin panas. Pada proses ini seara aktual dan ideal tekakannya adalah tetap sedangkan volume bertambah karena adanya pemberian panas sehingga partikel-partikel memuai. Karena adanya proses pembakaran, tentunya nilai temperaturnya adalah dari 2 ke 3 jadi meningkat begitupula dengan entropinya di siklus aktual dan ideal.

3.6.4Turbine Section (Expansion)Pada turbine section, terjadi proses ekspansi. Udara yang sudah dibakar, masuk ke turbine nozzle melalui transition piece. Turbin nozzle yang dibahas di laporan ini memiliki tiga tingkatan (stage) dan disusun dari kecil ke besar. Nozzle-nozzle ini menempel pada rotor dan di antara rotor dan nozzle terdapat diafragma agar udara masuk harus melalui nozzle dan diarahkan oleh nozzle. Pada nozzle terdapat core plug yang mana merupakan sistem pendinginan untuk nozzle sehingga blades tidak terlalu panas dan melebihi kemampuan materialnya.Proses ekspansi ini pada siklus Brayton/Joule berlangsung di proses 3 4. Dapat dilihat pada gambar3.28. Pada diagram p-V dan T-s ini, terlihat secara ideal dan aktual terjadi peningkatan volume. Ini dikarenakan adanya kalor masuk dari proses pembakaran yang menyebabkan partikel-partikel udara yang sudah bercampur gas bakar itu semakin memuai ukuran partikelnya sehingga volume bertambah. Lalu untuk entropi, siklus ideal adalah tetap sedangkan untuk siklus aktual adalah meningkat. Tekanan secara ideal dan aktual menuru begitu pula temperaturnya.

Gambar 3.29 Sikulus Bryton/Joule di bagian ekspansi, (a) diagram p-V, (b) diagram T-s[7]

3.6.5Exhaust SystemPada exhaust, gas keluar bergerak dari exhaust diffuser atau exhaust plenum lalu melewati exhaust duct untuk diteruskan ke boiler, namun jika temperatur terlalu tinggi di boiler, maka damping bypass akan terbuka dan steam akan sebagian keluar melalui bypass. Namun jika tidak ada masalah, maka gas sisa sebagian akan terbuang melalui stack dan sebagian lagi akan masuk ke HRSG (Heat Recovery Steam Generator).Di bagian exhaust ini, pada gambar 3.22 terlihat adanya beberapa silencer. Silencer merupakan alat untuk meredam suara agar tidak terlalu berisik. Selain itu ada pula pengukur panas yaitu thermocouple. Ini sangat berfungsi untuk mengontrol temperatur pada exhaust sebelum gas panas sisa keluar ke atmosfir, dan pengukuran ini sangat diperlukan agar tidak terjadi temperatur trip saat gas sisa keluar ke atmosfir. Pada daerah exhaust terdapat 18 buah thermocouple yaitu 12 buah untuk mengontrol temperatur dan 6 buah untuk temperatur trip.Pada siklus Brayton/Joule, proses tersebut dilambangkan dengan proses 4 1 dan garisnya adalah putus-putus. Garisnya dibuat putus-putus karena saat udara kembali ke atmosfir, tentunya ada gangguan dari lingkungan, dan tentunya tidak lagi dapat diukur berapa temperaturnya, tekanannya, volumenya, dan entropinya. Namun akan menyesuaikan dengan keadaan atmosfir, oleh karena itulah garis pada diagram p-V dan T-s proses 4 1 adalah putus-putus.Inilah prinsip kerja dari turbin gas dan jika disatukan keseluruhan dari diagram p-V dan T-s siklus Brayton/Joule, dapat dilihat pada gambar 3.26 Jika diperhatikan, garis yang lebih tipis merupakan garis siklus ideal (adiabatik) dan yang lebih tebal merupakan garis siklus aktual. Kedua garis tersebut tidaklah berada di tempat yang sama, terdapat perbedaan pada kedua garis tersebut, dan ini dapat terjadi karena segala sesuatu yang terjadi secara ideal adalah bebas dari segala gangguan dari lingkungan. Namun secara aktual perubahan dapat terjadi karena faktor lingkungan.

3.7PERFORMA DAN EFISIENSIAda berbagai macam cara untuk mengetahui performa turbin gas. Salah satu caranya adalah dengan mencari efisiensinya. Sebenarnya apakah itu efisiensi? Dalamtermodinamika,efisiensi termaladalah ukuran tanpa dimensi yang menunjukkan performa peralatan termal sepertimesin pembakaran dalamdan sebagainya.Panasyang masuk adalahenergiyang didapatkan dari sumber energi. Output yang diinginkan dapat berupa panas ataukerja, atau mungkin keduanya. Jadi, termal efisiensi dapat dirumuskan dengan

Berdasarkanhukum pertama termodinamika, output tidak bisa melebihi input, sehingga:

Ketika ditulis dalam persentase, efisiensi termal harus berada di antara 0% dan 100%. Karena inefisiensi seperti gesekan, hilangnya panas, dan faktor lainnya, efisiensi termal mesin tidak pernah mencapai 100%.Oleh karena itu penulis melakukan pengukuran performa turbin dengan menghitung efisiensi thermalnya. Perhitungan yang dilakukan pada kondisi ideal dan aktual tentunya sangat berbeda sekali. Untuk perhitungan secara ideal, dapat dilakukan seperti yang ada di buku-buku teori namun saat suatu sistem tersebut sudah berada di keadaan aktual, perhitungan performa tidak lagi bisa dilakukan seperti kondisi ideal.Untuk perhitungan performa yang dilakukan oleh penulis dalam laporan ini, akan dijabarkan dengan menggunakan rumus yang didapat dari buku pegangan manual dari turbin gas yang digunakan di utilities Pertamina RU III dan pembahasan rumus yang digunakan untuk perhitungan efisiensi turbin akan dibahas pada bab IV yaitu pembahasan.

3.8MAINTENANCE TURBIN GASMaintenance adalah perawatan untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan seperti kerusakan terlalu cepat terhadap semua peralatan di pabrik, baik yang sedang beroperasi maupun yang berfungsi sebagai suku cadang. Kerusakan yang timbul biasanya terjadi karena keausan dan ketuaan akibat pengoperasian yang terus-menerus, dan juga akibat langkah pengoperasian yang salah.Maintenance pada turbine gas selalu tergantung dari faktor-faktor perasional dengan kondisi yang berbeda disetiap wilayah, karena operasional turbin gas sangat tergantung dari kondisi daerah operasional. Semua pabrik pembuat turbin gas telah menetapkan suatu ketetapan yang aman dalam pengoperasian sehingga turbine selalu dalambatas kondisi aman dan tepat waktu untuk melakukan maintenance. Di PT. PERTAMINA (PERSERO) RU III, maintenance dilakukan tergantung dari jam kerja (running hour) dari turbin tersebut. Untuk melakukan maintenance turbin di perusahaan ini, ada tiga cara yaitu: Major Inspection, Hot Gas Path, dan Combustion Inspection.Untuk Major Inspection dilakukan setiap 48.000 running hours yang mana dilakukan pengecekan keseluruhan komponen turbin. Lalu inspeksi HGP (hot gas path) dilakukan setiap 24.000 running hours dimana inspeksi dilakukan terhadap bagian-bagian yang dilalui gas panas, seperti komponen turbin dan komponen pembakaran. Sedangkan combustion inspection itu dilakukan inspeksi terhadap ruang bakar dan sebaiknya dilakukan saat 8.000 running hours namun di PERTAMINA RU III sudah tidak lagi dilakukan karena sudah adanya modifikasi komponen combustion.

BAB IVPEMBAHASAN

4.1PENGERTIAN KATA-KATA PENTINGDalam melakukan pembahasan ini, tentunya kedepannya akan ditemukan beberapa istilah yang sering digunakan namun tidak terlalu umum digunakan. Istilah-istilah tersebut adalah:a) ISO DesignAdalah spesifikasi design Gas turbine yang dikeluarkan manufacture dengan faktor koreksi 1, diukur pada Inlet temperatrur 15 OC dan altitude 0 ft dari permukaan laut. ISO design meliputi parameter Heat Consumption, Output, Air flow dan Exhaust Temperatur.b) On-site DesignAdalah spesifikasi design Gas turbine berdasarkan ISO design yang dikalikan dengan faktor koreksi. Faktor koreksi meliputi koreksi karena ketinggian, temperatur lingkungan serta inlet dan outlet duct loss. c) OutputAdalah Jumlah keluaran daya yang dihasilkan Gas turbine, satuan output adalah kW atau MW.d) Heat ConsumptionAdalah jumlah panas yang diperlukan Gas Turbine tiap satuan waktu pada output tertentu dengan satuan Btu/H.e) Heat RateAdalah jumlah panas yang diperlukan untuk setiap output yang dihasilkan Gas turbin, satuan Heat Rate adalah Btu/Kwh

f) Efisiensi ThermalAdalah perbandingan antara Output terhadap Heat rate.

4.2DATA ISO DESIGN TURBIN GASData isodesign adalah data yang dibuat oleh perusahaan pembuat turbin gas saat pengujian turbin gas dalam keadaan ideal atau adiabatik, yaitu dengan kesamaan temperatur yang telah disepakati yakni 15oC. Data isodesign turbin gas 2015-UA, dapat dilihat pada tabel 4.1.Tabel 4.1 ISO design turbin gas 2015-UAPARAMETERNILAISATUAN

DESIGN OUTPUT37.500kW

DESIGN HEAT RATE11.000Btu/kWh

DESIGN AIR FLOW1.095.000Lb/h

SETIAP 4 H2O INLETDESIGN OUTPUT TURUN1,55%

DESIGN HEAT RATE NAIK0,55%

EXHAUST TEMPERATURE NAIK1,2oC

SETIAP 4 H2OOUTLETDESIGN OUTPUT TURUN0,55%

DESIGN HEAT RATE NAIK0,55%

EXHAUST TEMPERATURE NAIK1,2oC

4.3DATA AKTUAL TURBIN GAS Data aktual turbin gas adalah data yang diambil saat turbin bekerja pada kondisi aktual dengan pengaruh lingkungan tempat dimana turbin gas digunakan.Tabel 4.2 Data aktual turbin gas 6 Februari 2014PARAMETER6 FEBRUARI 2014SATUAN

INLET TEMPERATURE31OC

ALTITUDE26Feet

INLET DUCTING LOSS4Inchi H2O

OUTLET DUCTING LOSS5Inchi H2O

ACTUAL LOAD11.130kW

EXHAUST TEMPERATURE459oC

COMPRESSOR DISCHARGE TEMPERATURE311oC

COMPRESSOR DISCHARGE PRESSURE6,27Bar

FSR38,35%

FUEL GAS CONSUMPTION3,95T/h

4.4FAKTOR KOREKSIFaktor koreksi adalah faktor yang menunjukkan adanya perubahan kondisi pada keadaan adiabatik dengan keadaan aktual. Faktor koreksi ini ditentukan berdasarkan keadaan lingkungan tempat turbin gas dipasang.4.4.1Faktor Koreksi Pada Altitude 26 ftTabel 4.3 Faktor koreksi pada altitude 26 ft berdasarkan grafik 416HA662.PARAMETERFAKTOR KOREKSI

DESIGN OUTPUT1

DESIGN AIRFLOW1

4.4.2Faktor Koreksi Pada Temperatur 31oCTabel 4.4 Faktor koreksi pada temperatur 31oC, berdasarkan grafik 495HA227.PARAMETERFAKTOR KOREKSI

DESIGN OUTPUT0,9

DESIGN HEAT RATE1,03

DESIGN AIR FLOW0,94

4.5METODE PERHITUNGAN EFISIENSI TURBIN GASUntuk melakukan perhitungan efisiensi, digunakan perhitungan onsite design atau yang merupakan perhitungan dari kondisi isodesign yang telah disesuaikan dengan keadaan di lapangan. Namun yang diperhitungkan masih berupa data dari design turbin itu sendiri, belum secara aktual. Sedangkan, secara aktual, perhitungan efisiensi akan dilakukan berdasarkan dengan menghitung konsumsi panas (actual heat consumption) dan dengan metode konsumsi bahan bakar (actual fuel gas consumption).

4.6PERHITUNGAN ON-SITE DESIGNPada perhitungan on-site, faktor koreksi sangatlah penting dan menjadi hal utama yang harus diperhitungkan. 4.6.1Faktor Koreksi Inleta) Faktor Koreksi Design Output

b) Faktor Koreksi Design Heat Rate

c) Kenaikan Exhaust Temperature

4.6.2Faktor Koreksi Outleta) Faktor Koreksi Design Output

b) Faktor Koreksi Design Heat Rate

c) Kenaikan Exhaust Temperature

4.6.3Perhitungan Design dalam Keadaan Aktuala) Outputdesign output faktor koreksi output atitude faktor koreksi output 30oC Faktor koreksi design output inlet Faktor koreksi design output outlet

b) Heat Ratedesign heat rate faktor koreksi design heate rate 30oC faktor koreksi design heat rate inlet faktor koreksi design heat rate outlet

c) Air Flowisodesign airflow design airflow altitude design airflow 30oC

d) TTXMisodesign exhaust temperature + faktor koreksi kenaikan exhaust temperature inlet + faktor koreksi kenaikan exhaust temperature outlet

4.6.4Perhitungan Efisiensi On-site Design 100% Output LoadDari grafik 495HA226, didapat pada saat output load 100%, maka nilai heat rate adalah menjadi 99%. Oleh karena itu:a) Heat Rate

b) Efisiensi Thermal

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, dengan output load sebesar 32.535,64 kW, % design output adalah 100%, karena ini merupakan kondisi maksimumnya. Dari inilah dapat kita acukan pada grafik 495HA226, untuk mendapatkan % heat rate sebesar 99%.Pada turbin gas 2015-UA, tanggal 06 Februari 2014, didapat output load (aktual) sebesar 11.130 kW. Untuk mengetahui % output load dari penggunaan aktual sebsar ini adalah dengan menggunakan metode perbandingan.

Pada saat load sebesar 11.130 kW, nilai % output load adalah 34,21%, dan dari grafik 495HA226 (terdapat pada lampiran), nilai heat rate didapat 144%.

4.6.5Perhitungan Efisiensi On-site Design 34,21% Output Loada) Heat Rate

b) Efisiensi Thermal

4.7PERHITUNGAN AKTUAL DENGAN METODE HEAT CONSUMPTIONUntuk menghitung Efisiensi Thermal aktual, terlebih dahulu harus dihitung Heat consumption aktual, untuk itu diperlukan data Net Heating Value (NHV) dari Fuel Gas. Berdasarkan hasil analisa Laboratorium diperoleh komposisi Mix Gas sebagimana pada lampiran 1 dengan nilai Net Heating Value (NHV) dan Berat Molekul rata-rata sebagai berikut :

NHV rata-rata: 939 Btu/scfBerat Molekul (BM): 19,42

Volume gas spesifik pada 520oC dan 14,7 psia), dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut.Ro= Universal Gas Constant= 1545 untukP = lb/ft2abs atau 10,729 saat P = lb/in2 abs

Dari sinilah volum spesifik gas dapat dihitung, sebagai berikut:

Dimana :v = volume spesifik (scf/lb)z = kompresibilitas, dihitung dengan software berdasarkan persamaan Redlich Wong, nilainya adalah : 0,997T = Temperatur Absolut (520oC)P = Tekanan Absolut (14,7 psia)

Sehingga, NHV per satuan massa menjadi:

Fuel gas consumption dari data aktual yang diambil pada tanggal 6 Februari 2014 adalah 94,82 T/D dalam jam adalah :

Maka fuel gas consumption dalam lb/h menjadi:

4.7.1Actual Heat Consumption

4.7.2Actual Heat Rate

4.7.3Efisiensi Thermal

4.8PERHITUNGAN AKTUAL DENGAN METODE PEMAKAIAN FUEL GASSebagai pembanding lainnya dalam mengukur pemakainan aktual Fuel gas, berikut akan dicoba dihitung berdasarkan bukaan Gas Control Valve (FSR) dengan mengacu kepada data-data karakteristik Gas Control Valve standard yang dapat dilihat di tabel 4.5 menunjukkan % bukaan gas control valve (FSR) dan Fuel Gas Flow (standar). Dari tabel 4.5 nilai fuel gas flow (standar) perlu dikoreksi kembali agar sesuai dengan keadaan gas yang di gunakan di PT. PERTAMINA (PERSERO) RU III.Tabel 4.5 FSR, Fuel Gas Flow (Standard), dan karakteristik fuel gas.Bukaan Gas Control Valve (FSR)(%)Fuel Gas Flow (standard)

Karekteristik Fuel Gas :

NHVstandar = 19428,5 Btu/LbR = 85.8048 ft. lbm/lb OKBM = 1545/85,8048 = 18

(Lb/s)Lb/H

12.50.13468

150.15540

20.11.525472

68.75.3319188

74.35.7320628

796.0221672

mendapatkan nilai fuel gas flow yang sudah dikoreksi agar sesuai dengan keadaan gas yang digunakan, maka :

Dimana :Qcorrection= Flow fuel gas terkoreksi Qstandard= Flow fuel gas standard BMaktual= Berat molekul fuel gas aktual 21BMstandard= Berat molekul fuel gas standard 18

Hasil perhitungan Qcorrection atau fuel gas flow yang sudah terkoreksi dapat dilihat pada tabel 4.6.Tabel 4.6 FSR, fuel gas flow (standard), fuel gas flow (koreksi)Bukaan Gas Control Valve (FSR)(%)Fuel Gas Flow (standard)

Fuel Gas Flow (koreksi)

(Lb/s)(Lb/h)(Lb/s)(Lb/h)

12.50,134680.14504.92

150,155400.16582.6

20.11,5254721.645903.68

68.75,33191885.7520701.72

74.35,73206286.1822255.32

796,02216726.4923381.68

Dari hasil perhitungan di tabel 4.6, dapat dibuat grafik FSR dengan fuel gas flow yang sudah dikoreksi. Dari grafik tersebutlah akan didapat nilai fuel gas flow yang ada di lapangan sesuai dengan %FSR pada data tanggal 6 Februari 2014, yang ditunjukkan pada garis merah di grafik 4.1.

Grafik 4.1 FSR Fuel Gas Flow

Dari grafik 4.1, dimana %FSR di lapangan pada tanggal 6 Februari 2014 adalah 38,35% untuk output load sebesar 11.130 kW, didapat fuel gas flow sebesar 12.500 lb/h. Oleh karena itu didapat:4.8.1Actual Heat Consumption

4.8.2Actual Heat Rate

4.8.3Efisiensi Thermal

4.9HASIL PERHITUNGANDari perhitungan yang sudah dilakukan, dapat dibuat tabel efisiensi thermal-nya dengan on-site design output 100%, on-site design dengan output 34,21%, dan pada kondisi aktual dengan metode heat consumption dan fuel gas consumption.Tabel 4.7 Hasil perhitungan efisiensiPARAMAETER% OUTPUTOUTPUT LOAD (kW)Efisiensi thermal

ON-SITE DESIGN10032.535,6430,05

ON-SITE DESGIN34,2111.13020,66

KONSUMSI AKTUAL HEAT RATE34,2111.13023,84

KONSUMSI AKTUAL FUEL GAS34,2111.13017,60

Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, terlihat bahwa pada pada saat 100% dari output load (32.535,64 kW), efisiensi thermal diperoleh adalah sebesar 30,05%. Sedangkan saat hanya 34,21% (11.130 kW) output load yang digunakan, efisiensinya hanya 20,66%.Untuk perhitungan aktual terdapat dua metode. Yang pertama adalah metode konsumsi aktual dari heat rate dan yang kedua adalah metode konsumsi aktual dari fuel gas. Dengan 34,21% (11.130 kW) output load digunakan, efisiensi didapat dari metode konsumsi aktual heat rate adalah sebesar 23,84%. Hal ini tidak mungkin terjadi karena secara desainnya saja efisensi desain turbin gas 2015-UA dengan output load yang sama hanyalah 20,66%. Hal ini disebabkan oleh bacaan flowmeter yang tidak akurat, padahal hasil bacaan flowmeter sangat mempemgaruhi perhitungan efisiensi dari turbin gas pada kondisi actual di PERTAMINA (PERSERO) RU III. Pembacaan yang tidak akurat ini adalah karena flow meter yang terpasang tidak dilengkapi oleh kompensator temperature.Sedangkan untuk perhitungan aktual dengan metode konsumsi aktual fuel gas, saat 34,21% (11.130 kW) output load digunakan, efisiensinya adalah 17,60%. Ini adalah nilai yang wajar karena tidak melebihi desain turbin gas itu sendiri. Oleh karena itu perhitungan penurunan performa turbin tersebut dapat dilihat dengan acuan perhitungan efisiensi dengan metode konsumsi aktual fuel gas. Dari sinilah didapat penurunan performa turbin gas 2015-UA sebesar 3,06% dari desainnya.

BAB VPENUTUP

5.1KESIMPULANDari evaluasi performa turbin gas 2015-UA berdasarkan efisiensinya, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: Dengan menggunakan metode perhitungan konsumsi aktual fuel gas dengan mengukur flow (laju aliran) dari FSR, terlihat adanya penuruan efisiensi turbin gas dari kondisi desain pada beban 11,130 MW. Nilai effisiensi didapat 20.66% (pada desain) terhadap 17.60% (pada kondisi actual). Oleh karena itu terjadi penurunan efisiensi sebesar 3,06%

Dengan menggunakan metode perhitunagn konsumsi aktual heat rate dengan mengukur flow yang berasal dari flowmeter, diperoleh effisiensi disain pada beban 11,130 MW dengan nilai effisiensi 20.66 % terhadap effisiensi sebesar 23,84% (pada kondisi actual). Perhitungan ini tidak tepat disebabkan oleh data dari flowmeter yang diambil tidak akurat.

Penurunan effisiensi dapat terjadi karena adanya penurunan performa karena usia dari turbin gas itu sendiri dan kebutuhannya akan perawatan (maintenance).

5.2SARANSaran yang dapat penulis berikan adalah: Adanya penggantian flow meter yang dilengkapi dengan kompensator temperatur dan tekanan sehingga memberikan hasil pengukuran yang lebih akurat. Output load sebaiknya diperbesar agar efisiensi yang lebih baik dapat tercapai. Maintenance perlu dilakukan secara rutin sesuai dengan waktu servisnya sehingga umur turbin bisa lebih panjang dan penurunan performa bisa dihambat.

DAFTAR PUSTAKA

N.A. (2014). Turbine. Wikipedia. Diambil: 3 Februari 2014. Dari: http://en.wikipedia.org/wiki/Turbine#TypesN.A. (2012). Pengertian dan Jenis-Jenis Turbine. Industry. Diambil: 3 Februari 2014. Dari: http://industryoleochemical.blogspot.com/2012/03/pengertian-dan-jenis-jenis-turbin.html N.A. (2013). Turbin. Wikipedia. Diambil: 3 Februari 2014. Dari: http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin Dura, Winas. (2012). Turbin Impuls dan Turbin Reaksi. Blogspot. Diambil: 3 Februari 2014. Dari: http://winas21.blogspot.com/2012/09/turbin-impuls-dan-turbin-reaksi_7.html N.A. (2013). Efisiensi Termal. Wikipedia. Diambil: 4 Februari 2014. Dari: http://id.wikipedia.org/wiki/Efisiensi_termalSumahamijaya, Inra. (2009). Gas Turbine Engine (Part 1). Majarimagazine. Diambil: 4 Februari 2014. Dari: http://majarimagazine.com/2009/02/gas-turbine-engine-part-1/Sumahamijaya, Inra. (2009). Gas Turbine Engine (Part 2). Majarimagazine. Diambil: 4 Februari 2014. Dari: http://majarimagazine.com/2009/02/gas-turbine-engine-part-2/Rakhman, Alief. (2009). Komponen Utama Turbin Gas. Rakhman. Diambil: 4 Februari 2014. Dari: http://rakhman.net/2013/06/komponen-utama-turbin-gas.htmlCommunity Operator Gas Turbine Swatama. (2012). Komponen Turbin Gas. Facebook. Diambil: 4 Februari 2014. Dari: https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=406779799348766&id=137383302955085PT. Modaco Enersys. (2003). Training Program Gas turbine control, rental of the 17 MW Power Generation.Thomassen Turbine Systems. (2003). Gas Turbine Basics.John Brown. (N.D). Gas Turbine Manual Book.(N.A). (2005). Evaluasi Performance Gas Turbine 2015-UA/UB/UC UTL-PS2.[1] http://www.pertamina.com/company-profile/sejarah-pertamina/ [2] Maintenance Planning & Support [3] http://www.ge-energy.com/content/multimedia/_files/photos/9FBGT-lg.jpg[4] http://www.power-technology.com/contractor_images/braden/2-filter-house.jpg[5] Slide Solar Turbine, Caterpillar Company[6]http://www.aafintl.com/Products/Gas%20Turbine%20Products/~/media/product%20media/images/power%20and%20industrial/ufh%20jpg.ashx [7] Thomassen Turbine Systems. (2003). Gas Turbine Basics.[8] General Electric. (N.D). Gas TurbineTraining [Video].[9] Kamera Maintenance Planning & Support[10] AARDING. Gas Turbine Exhaust Systems & Accoustical Components

- Laporan Kerja Praktek di Pertamina RU III Plaju-Sungai Gerong - 1