KAJIAN KINERJA TURBIN GAS LM6000PG DENGAN

MENGGUNAKAN SISTEM DRY OPERATION DAN WET

OPERATION DI PLTG SITE SENIPAH KALIMANTAN TIMUR

TUGAS AKHIR

JERLY RIFSANI PUTRA

NIM:140309234991

JURUSAN TEKNIK MESIN

PROGRAM STUDI ALAT BERAT

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

2017

i

KAJIAN KINERJA TURBIN GAS LM6000PG DENGAN

MENGGUNAKAN SISTEM DRY OPERATION DAN WET

OPERATION DI PLTG SITE SENIPAH KALIMANTAN TIMUR

TUGAS AKHIR

KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU

SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA

DARI POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

JERLY RIFSANI PUTRA

NIM : 140309234991

JURUSAN TEKNIK MESIN

PROGRAM STUDI ALAT BERAT

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

2017

ii

LEMBAR PENGESAHAN

KAJIAN KINERJA TURBIN GAS LM6000PG DENGAN

MENGGUNAKAN SISTEM DRY OPERATION DAN WET OPERATION DI

PLTG SITE SENIPAH KALIMANTAN TIMUR

Disusun Oleh :

JERLY RIFSANI PUTRA

NIM : 140309234991

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Program Studi Alat Berat

Zulkifli, S.T., M.T.

NIP. 198508282014041003

Pembimbing I

Ida Bagus Dharmawan, S.T., M.SI.

NIP. 197412312007011181

Penguji I

Subur Mulyanto, S.Pd., M.T.

NIDK. 8885210016

Penguji II

Hery Cahyadi, S.T.

NRP. 80106136

iii

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Jerly Rifsani Putra

Tempat/Tgl lahir : Balikpapan, 12 Juli 1995

NIM : 140309234991

Menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul “KAJIAN KINERJA

TURBIN GAS LM6000PG DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM DRY

OPERATION DAN WET OPERATION DI PLTG SITE SENIPAH

KALIMANTAN TIMUR” adalah bukan merupakan hasil karya tulis orang lain,

baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam kutipan yang kami sebutkan

sumbernya.

Demikian pernyataan ini kami buat dengan sebenar-benarnya apabila

pernyataan ini tidak benar maka kami bersedia mendapatkan sanksi akademis.

Balikpapan, 07 Juni 2017

Mahasiswa,

JERLY RIFSANI PUTRA

NIM : 140309234991

iv

Karya ilmiah ini saya persembahkan kepada

Ayahanda dan Ibunda tercinta

M.Arief Puryanto dan Santi Helda Rosda,

Saudara-saudaraku tercinta

Febiannur Rahmat Saputra dan Rifky Kurniawan

Seluruh karyawan Pembangkit Listrik Tenaga Gas Site Senipah

Rekan-rekan mahasiswa Prodi Teknik Mesin Alat Berat

Politeknik Negeri Balikpapan tahun angkatan 2014,

Kepada rekan satu tim OJT

Ahmad Shaleh dan Yomi Septiadi

Seluruh Dosen beserta jajaran Staff Politeknik Negeri Balikpapan

Dan kepada teman-teman TM2 Jurusan Teknik Mesin Alat Berat ‘14

yang saya banggakan

v

SURAT PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademis Politeknik Negeri Balikpapan, saya yang bertanda

tangan dibawah ini :

Nama : Jerly Rifsani Putra

NIM : 140309234991

Judul Tugas Akhir : Kajian Kinerja Turbin Gas LM6000PG Dengan

Menggunakan Sistem Dry Operation Dan Wet

Operation Di PLTG Site Senipah Kalimantan

Timur

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan hak

kepada Politeknik Negeri Balikpapan untuk menyimpan, mengalih media, atau

format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan

mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis/pencipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

Dibuat di : Balikpapan

Pada tanggal : 07 Juni 2017

Yang menyatakan,

Jerly Rifsani Putra

NIM : 140309234991

vi

ABSTRACT

PLTG Senipah is a gas power plant located at the site senipah district Samboja,

Kutai Kartanegara, East Kalimantan Timur by using the engine of the

manufacturer of General Electric Energy gas turbine engine LM6000PG as a

power plant with gas power to supply electricity ini Mahakam System (Balikpapan,

Samarinda, Tenggarong, dan Bontang). In this PLTG there are two units of gas

turbine engine LM6000PG operating with a capacity of 2x41MW and 1 water

treatment plan which produces demineralized water for use on the turbine engine.

On this gas turbine engine there are 2 operating system to generate the load

(Megawatt) of them are dry operation and wet operation. At the time of the authors

carry out on the job training authors perform monitoring on HMI (Human

Monitoring Interface) to find data from both operating system, the authors found

significant difference ini the load of ±5-7MW produced between the two system.

Based on gas turbine monitoring results it is seen that the load generated by system

wet operations is higher compared with dry operations system. Then from both

operating system there are also factors that affect the performance of gas turbines

so that the resulting load is not maximal. Actual in this PLTG wants the load

generated by the performance of gas turbine is always maximal, so that whatever

load is required by AP2B (Central Area Of Arrangement and Load Distribution)

can be supply by PLTG. By therefore the authors want to review the performance

of 2 gas turbine engine operating system LM6000PG and want to know the

inhibiting factors turbine performance so that efforts to improve and improvement

can be done so that the resulting load can be maximized.

Keywords: PLTG, LM6000PG Gas Turbine, Turbine Performance, Load

(Megawatt), Dry Operation, Wet Operation

vii

ABSTRAK

PLTG Senipah adalah Pembangkit Listrik Tenaga Gas yang terletak di Site Senipah

Kecamatan Samboja, Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur dengan menggunakan

mesin pabrikan dari General Electric Energy (U.S.A) yaitu mesin turbin gas

LM6000PG sebagai pembangkit listrik dengan tenaga gas untuk menyalurkan

listrik di sistem mahakam (Balikpapan, Samarinda, Tenggarong dan Bontang). Di

PLTG ini terdapat 2 Unit mesin turbin gas LM6000PG yang beroperasi dengan

kapasitas 2x41MW dan 1 water treatment plan yang memproduksi air

demineralisasi untuk digunakan pada mesin turbin tersebut. Pada mesin turbin gas

ini terdapat 2 sistem operasi untuk menghasilkan beban (Megawatt) diantaranya

adalah dry operation dan wet operation. Pada saat melaksanakan On The Job

Training, penulis melakukan monitoring di HMI (Human Monitoring Interface)

untuk menemukan data dari kedua sistem operasi tersebut, penulis menemukan

perbedaan beban (Megawatt) yang cukup signifikan ±5-7MW yang dihasilkan

antara kedua sistem tersebut. Berdasarkan data hasil monitoring turbin gas terlihat

bahwa beban yang dihasilkan oleh sistem wet operation lebih tinggi dibandingkan

dengan sistem dry operation. Kemudian dari kedua sistem operasi tersebut ada juga

faktor yang mempengaruhi kinerja turbin gas sehingga beban yang dihasilkan tidak

maksimal. Aktualnya di PLTG ini menginginkan agar beban yang dihasilkan oleh

kinerja turbin gas selalu maksimal, sehingga berapapun beban yang diminta oleh

AP2B (Area Pusat Pengaturan dan Penyaluran Beban), dapat disalurkan oleh

PLTG. Oleh Karena itu penulis ingin mengkaji kinerja dari 2 sistem operasi mesin

turbin gas LM6000PG dan ingin mengetahui faktor penghambat kinerja turbin

sehingga upaya peningkatan dan perbaikan dapat dilakukan agar beban yang

dihasilkan dapat dimaksimalkan.

Kata Kunci : PLTG, Turbin Gas LM6000PG, Kinerja Turbin, Beban (MW),

Dry Operation, Wet Operation.

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan pada Allah SWT yang telah membantu saya

dalam menyusun Tugas Akhir ini karena atas rahmat dan hidayah-Nya saya dapat

menyelesikan Tugas Akhir ini dari Bab I sampai Bab V dengan judul “Kajian

Kinerja Turbin Gas LM6000PG Dengan Menggunakan Sistem Dry Operation Dan

Wet Operation Di PLTG Site Senipah Kalimantan Timur”. Dalam Tugas Akhir ini

menjelaskan tentang kinerja turbin gas LM6000PG dengan mengunakan 2 sistem

operasi.

Saya Menyadari bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih memiliki

banyak kekurangan , baik dari penyajian materi , sistematika pembahasan maupun

kelengkapan informasi yang diberikan. Oleh karena itu saya mengharapkan

masukan berupa kritik dan saran dari pembaca, agar penulis dapat lebih sempurna

dalam membuat Tugas Akhir berikutnya.

Keberhasilan ini dapat terwujud dengan adanya bantuan dan dukungan dari

berbagai pihak, oleh karena itu saya mengucapkan banyak terimakasih yang

sebesar-besarnya kepada:

1. Ramli, S.E., M.M. selaku Direktur Politeknik Negeri Balikpapan.

2. Bapak Zulkifli, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Alat

Berat Politeknik Negeri Balikpapan.

3. Bapak Ida Bagus Dharmawan, S.T., M.Si. selaku dosen pembimbing I saya

yang telah membantu dan memberi masukan untuk menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

4. Bapak Mohamad Amin, S.Pd.T., M.P.Fis selaku dosen pembimbing II saya

yang telah membantu dan memberi masukan untuk menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

5. Ibu Elisabeth Milaningrum, S.Pd., M.Pd. selaku dosen wali saya yang sangat

memotivasi dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

6. Kedua orang tua saya Bapak, dan ibu, serta adik tercinta, terima kasih atas

doa, restu, pengertian, kasih sayang, semangat dan cintanya serta

dukungannya baik moril maupun materil yang senantiasa menyertai

kehidupan penulis.

ix

7. Bapak dan Ibu dosen dilingkungan Teknik Mesin Alat Berat yang telah

memberikan ilmunya selama penulis menyelesaikan proses belajar selama 3

tahun di Politeknik Negeri Balikpapan.

8. Karyawan Di PLTG Site Senipah yang telah membantu dan membimbing

serta memberi saran kepada penulis saat On Job The Training.

9. Sahabat dan Kerabat serta Keluarga Besar yang telah memberikan dorongan

semangat kepada penulis dalam melakukan penyusunan Tugas Akhir.

10. Rekan - rekan seperjuangan Program Studi Teknik Mesin Alat Berat

khususnya kelas TMAB2 angkatan 2014.

11. Senior-senior (kakak tingkat) jurusan Teknik Mesin Alat Berat yang telah

banyak memberikan masukan-masukan untuk pembuatan Tugas Akhir ini.

Kepada semua pihak yang tidak dapat ditulis satu-persatu, yang telah

membantu saya selama melaksanakan On The Job Training (OJT) di Pembangkit

Listrik Tenaga Gas Site Senipah semoga jasa-jasa mereka akan mendapatkan

balasan yang berlipat ganda dari Allah SWT. Semoga Tugas Akhir (TA) ini dapat

menjadi pegangan, baik itu sebagai mahasiswa/i itu sendiri maupun pembaca

lainnya dan harapan penulis agar Tugas Akhir (TA) ini dapat bermanfaat menjadi

acuan dalam penulisan Tugas Akhir (TA) dimasa mendatang.

Balikpapan, 07 Juni 2017

Jerly Rifsani Putra

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ ii

SURAT PERNYATAAN ................................................................................ iii

LEMBAR PERSEMBAHAN .......................................................................... iv

SURAT PERSETUJUAN PUBLIKASI .......................................................... v

ABSTRCT ........................................................................................................ vi

ABSTRAK ....................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penulisan .................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penulisan .................................................................................. 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................ 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas ............................................................. 5

2.2 Turbine Gas LM6000PG ....................................................................... 6

2.3 Prinsip Kerja PLTG ............................................................................... 8

2.3.1 Siklus PLTG ................................................................................... 8

2.3.2 Operasi PLTG ................................................................................ 9

2.3.3 Bagian Utama PLTG ..................................................................... 10

2.3.3.1 Turbin Gas ........................................................................ 10

2.3.3.2 Kompresor ......................................................................... 14

xi

2.3.3.3 Ruang Bakar (Combustion Chamber/Combustor) ............ 15

2.3.3.4 Generator ........................................................................... 16

2.3.4 Komponen Bantu PLTG ................................................................ 16

2.3.4.1 Air Inlet ............................................................................. 16

2.3.4.2 Sistem - sistem pada Turbin Gas ....................................... 17

2.4 Pemeliharaan (Maintenance) PLTG ....................................................... 18

2.4.1 Pengertian Pemeliharaan (Maintenance) ...................................... 20

2.5 Waterwash ............................................................................................... 21

2.6 Demineralization Water .......................................................................... 21

2.7 Sistem Operasi Turbin Gas LM6000PG ................................................. 22

2.8 Fishbone Analysis ................................................................................... 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian ....................................................................................... 26

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................ 26

3.3 Teknik Pengumpulan Data ..................................................................... 26

3.4 Pengumpulan Data ................................................................................. 27

3.4.1 Data Primer .................................................................................... 27

3.4.2 Data Sekunder ................................................................................. 27

3.5 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 29

3.5.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah .............................................. 30

3.5.2 Tahap Perumusan Data ................................................................... 30

3.5.3 Tahap Pengumpulan Data ............................................................... 30

3.5.4 Tahap Pengolahan Data ................................................................... 31

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengumpulan Data ........................................................................ 32

4.1.1 Data Monitoring Turbin Gas LM6000PG ....................................... 32

4.1.2 Parameter/Sensor Turbin Gas LM6000PG ..................................... 34

4.1.3 Diagram Performance D.O. & W.O. Turbin Gas LM6000PG ....... 36

4.2 Pembahasan ............................................................................................. 37

xii

4.2.1 Analisa Kinerja Turbin Gas LM6000PG Yang Menggunakan 2 Sistem

Operasi ............................................................................................ 37

4.2.2 Yang Perlu Diperhatikan Dalam Upaya Peningkatan Kinerja Turbin

Gas LM6000PG .............................................................................. 39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 46

5.2 Saran ....................................................................................................... 47

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Diagram Megawatt Turbin LM6000PG pada D.O. dan W.O. 2

Gambar 2.1 Komponen Sistem PLTG Sederhana 6

Gambar 2.2 Tampak Dalam Mesin Turbin Gas LM6000 7

Gambar 2.3 Mesin Turbin Gas LM6000PG 7

Gambar 2.4 Siklus Kerja Brayton 9

Gambar 2.5 Exhaust Frame Assembly 12

Gambar 2.6 Monitoring T48 di Control Room PLTG Senipah 13

Gambar 2.7 Exhaust Diffuser Assembly 14

Gambar 2.8 Kompresor 15

Gambar 2.9 Combustion Chamber 16

Gambar 2.10 Synthetic Jet Engine Oil 18

Gambar 2.11 Inner Casnister dan Air Inlet 22

Gambar 2.12 Gambar Aliran Sprint System dan Water Injection System 23

Gambar 2.13 Fishbone Analysis 24

Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian 29

Gambar 4.1 Monitoring Turbin Gas LM6000PG Saat Dry Operation 32

Gambar 4.2 Monitoring Turbin Gas LM6000PG Saat Wet Operation 33

Gambar 4.3 Monitoring Sprint System Saat Wet Operation 34

Gambar 4.4 Parameter/Sensor Turbin Gas LM6000PG 34

Gambar 4.5 Diagram Temperature Turbin Gas LM6000PG Saat D.O.&W.O. 35

Gambar 4.6 Diagram RPM Turbin Gas LM6000PG Saat D.O.&W.O. 35

Gambar 4.7 Diagram Megawatt Turbin Gas LM6000PG Saat D.O.&W.O. 36

Gambar 4.8 Fishbone Analysis Diagram Kinerja Turbin Gas LM6000PG 40

Gambar 4.9 Chart Dalam Upaya Peningkatan Kinerja Turbin Gas LM6000PG 44

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Pengumpulan data dan metode pengolahan data 28

Tabel 4.1 Parameter Temperatur dan RPM Turbin LM6000PG Saat D.O. 32

Tabel 4.2 Parameter Temperatur dan RPM Turbin LM6000PG Saat W.O. 33

Tabel 4.3 Tabel Analisa Sebab Akibat 40

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Turbine Gas LM6000PG Performance Report

Lampiran 2 Manual Book Turbine Gas LM6000PG (Softfile)

Lampiran 3 Water Treatment Plan Report

Lampiran 4 Proses Treatment Air Demineralisasi

Lampiran 5 Gambar Tipe-tipe Mesin LM6000 dari GE

Lampiran 6 Gambar Turbin Gas LM6000 PG PLTG Senipah

Lampiran 7 Foto Observasi

Lampiran 8 Lembar Wawancara (Observasi)

Lampiran 9 Waterwash Unit Turbin Gas LM6000PG

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi listrik adalah energi yang berasal dari muatan listrik yang

menimbulkan medan listrik statis atau bergeraknya elektron pada konduktor

(pengantar listrik) atau ion (positif atau negatif) pada zat cair atau gas. Listrik

memiliki satuan Ampere yang disimbolkan dengan A dan tegangan listrik yang

disimbolkan dengan V dengan satuan Volt dengan ketentuan kebutuhan pemakaian

daya listrik Watt yang disimbolkan dengan W. Energi listrik dapat diciptakan oleh

sebuah energi lain dan sanggup memberikan energi yang nantinya dapat

dikonversikan pada energi yang lain.

Sumber : (www.ilmusahid.com/2015/09/pengertian-energi-listrik)

Di PLTG Site Senipah, terdapat 2 mesin turbin gas LM6000PG yang

berkapasitas 2x41MW dan 1 water treatment plan. Mesin turbin gas ini digunakan

untuk menghasilkan energi mekanikal yang berasal dari energi kima pada saat

proses pembakaran kemudian dari energi mekanikal yang dihasilkan dikonversikan

menjadi energi listrik pada generator yang terhubung pada poros turbin gas

sehingga dapat dihasilkan beban (Megawatt).

Kemudian Di PLTG Senipah untuk meningkatkan kinerja turbin gas, adalah

dengan cara waterwash. Waterwash adalah suatu cara yang digunakan untuk

membersihkan kompresor sehingga beban (Megawatt) yang dihasilkan turbin gas

meningkat. Proses waterwash menggunakan sistem semprotan air dari nozzle yang

dirancang agar masuk ke inti kompresor secara offline. Pada waterwash perlu juga

diperhatikan kualitas penggunaan air yang sesuai standar GE (General Electric)

yaitu air deminerasisasi agar tidak merusak komponen-komponen turbin gas yang

akan dibersihkan sehingga kinerja turbin gas akan meningkat. Selain itu, air

demineralisasi tidak hanya digunakan saat waterwash saja, akan tetapi juga

digunakan sebagai media pendinginan pada turbin yang berpengaruh besar terhadap

kinerja turbin.

Saat penulis melaksanakan OJT (On The Job Training) di Pembangkit

Listrik Tenaga Gas Site Senipah, penulis melihat dan mengamati 2 sistem operasi

2

turbin gas LM6000PG diantaranya adalah dry operation dan wet operation. Beban

(Megawatt) yang dihasilkan pada 2 sistem operasi tersebut cukup signifikan.

Berikut adalah diagram perbedaan Megawatt yang dihasilkan pada 2 sistm operasi

dengan T2 (Temperature Ambient/Temp sebelum masuk ke Low Pressure

Compressor pada turbin gas LM6000PG) yang sama :

Gambar 1.1 Diagram Megawatt pada D.O. dan W.O.

(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG

Senipah)

Berdasarkan latar belakang diatas penulis ingin melakukan ”Kajian Kinerja

Turbin Gas LM6000PG Dengan Menggunakan Sistem Dry Operation Dan Wet

Operation Di PLTG Site Senipah Kalimantan Timur”.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam Tugas Akhir ini yaitu :

1. Mengapa daya listrik yang dihasilkan pada sistem wet operation lebih besar

dari pada sistem dry operation Di PLTG Site Senipah?

2. Faktor apa saja yang mempengaruhi kinerja turbin gas LM6000PG pada

sistem dry operation dan wet operation di PLTG Site Senipah?

37.1

43.8

32

34

36

38

40

42

44

46

MW

Meg

aw

att

Turbine LM6000PG Sensor

DIAGRAM MEGAWATT TURBIN GAS LM6000PG PADA D.O & W.O.

Dry Operation Wet Operation

3

3. Upaya apa yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kinerja turbin gas

LM6000PG pada sistem dry operation dan wet operation di PLTG Site

Senipah?

1.3 Batasan Masalah

Agar analisa yang dilakukan tidak menyimpang, maka penulis membuat

batasan masalah pada laporan Tugas Akhir ini yang hanya membahas

kinerja turbin gas LM6000PG dengan menggunakan 2 sistem operasi yaitu

dry operation dan wet operation di PLTG Site Senipah.

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui kinerja sistem wet operation pada turbin gas LM6000PG

yang dapat meningkatkan daya listrik di PLTG Site Senipah.

2. Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi kinerja turbin gas

LM6000PG pada 2 sistem operasi di PLTG Site Senipah.

3. Untuk mengetahui upaya meningkatkan kinerja turbin gas LM6000PG pada

2 sistem operasi di PLTG Site Senipah.

1.5 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penulisan karya ilmiah ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk menambah pengalaman dari penulis terkait tentang Kinerja Turbin

Gas LM6000PG di Pembangkit Listrik Tenaga Gas Site Senipah.

2. Untuk menambah wawasan kepada pembaca terkait tentang PLTG.

3. Sebagai syarat kelulusan di Program Diploma III Teknik Mesin Alat Berat

Politeknik Negeri Balikpapan.

1.6 Sistematika Penulisan

Cara untuk mempermudah pembaca agar dapat memahami isi dari laporan

Tugas Akhir ini yaitu dengan memahami sistematika penulisannya, maka penulis

menyusun Tugas Akhir ini dalam 5 (lima) bab. Sistematika penulisan dari laporan

Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

4

BAB I : PENDAHULUAN

Pada bagian ini terdiri dari latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan

penelitian, manfaat penelitian dan sistematika.

BAB II : LANDASAN TEORI

Merupakan uraian – uraian pendukung yang berhubungan dengan proses

pengolahan data dan dalam usaha pemecahan masalah Tugas Akhir ini.

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Di dalam bab ini disajikan secara sederhana menguraikan variabel

penelitian dan definisi secara operasional. Penentuan sampel, jenis dan sumber data,

metode pengumpulan data dan metode analisis yang digunakan dalam penelitian.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Di dalam bab ini diuraikan deskripsi objek penelitian analisis data dan

pembahasan hasil penelitian.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Di dalam bab ini disajikan kesimpulan berdasarkan hasil analisa yang

merupakan jawaban dari perumusan masalah yang ada dan saran yang dapat

digunakan kedepanya.

DAFTAR PUSTAKA

Memuat daftar–daftar referensi yang digunakan penulis dalam menyusun

Tugas Akhir.

LAMPIRAN

Berisi lampiran–lampiran data.

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

PLTG Site Senipah dengan mesin turbin GE Energy LM6000PG, yang

berada di Kecamatan Samboja, Kutai Kartanegara (KUKAR), yang berkapasitas 2

x 41 MW. Perkembangan dan semakin pesatnya teknologi dewasa ini memberikan

konsekuensi pada kebutuhan akan tenaga listrik yang semakin meningkat, baik

kebutuhan dibidang industri, perdagangan, maupun kebutuhan listrik rumah tangga.

Bahkan hampir bisa dikatakan bahwa energi listrik tidak dapat dipisahkan dari

kehidupan masyarakat. Tenaga listrik kini merupakan landasan bagi kehidupan

modern, dan tersedianya dalam jumlah dan mutu yang memadai menjadi syarat bagi

masyarakat yang memiliki taraf kehidupan yang baik dan perkembangan industri

yang maju. Perkembangan tenaga listrik di indonesia berlangsung dengan cepat.

Hal ini seiring dengan bertambahnya permintaan beban dan pertumbuhan ekonomi

masyarakat kita. Tenaga listrik dibangkitkan dalam pusat-pusat listrik seperti,

PLTG, kemudian disalurkan melalui saluran transmisi untuk selanjutnya

mengalami proses perubahan tegangan sampai akhirnya dapat disalurkan ke pusat-

pusat beban. PLTG merupakan sebuah pembangkit energi listrik yang

menggunakan mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. Turbin gas

dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana dimana energi panas

yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi

mekanis dan selanjutnya diubah mejadi energi listrik atau lainnya sesuai dengan

kebutuhannya. PLTG mempunyai beberapa komponen utama seperti : Turbin Gas

(Gas Turbine), Kompresor (Compressor), Ruang Bakar (Combustor).

PLTG merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan udara sebagai

fluida kerja yang ditekan hingga menjadi tekanan tinggi, kemudian dibakar hingga

dapat menggerakkan turbin. Proses pembakaran dalam turbin gas memanfaatkan

bahan bakar gas sebagai fluida kerja sebagai penggerak mula.

Di dalam turbin gas, energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik

berupa putaran yang mengerakan roda turbin sehingga menghasilkan daya. Bagian

turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin dan bagian turbin yang diam

6

disebut stator atau rumah turbin. Rotor memutar poros daya yang menggerakkan

beban generator listrik, pompa, kompresor atau yang lainnya. Turbin gas

merupakan salah satu komponen dari suatu sistem turbin gas. Sistem turbin gas

yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar, dan

turbin gas. Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana

dimana energi panas (kimia) yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar

diubah menjadi energi mekanik dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik.

Gambar 2.1 Komponen Sistem PLTG Sederhana

(Sumber : www.turbininstrument.wordpress.com/2010/01/05//turbin-gas-i)

2.2 Turbine Gas LM6000PG

Mesin turbin gas LM6000PG adalah mesin pabrikan dari General Electric

Energy (U.S.A.) yang digunakan di PLTG Senipah sebagai unit pembangkit listrik

tenaga gas yang menggunakan bahan bakar natural gas. Arti dari LM6000PG

adalah Mesin turbin pembangkit listrik yang siap beroperasi di area Land Marine

(LM) dengan output maximum 60MW, dan juga merupakan mesin turbin

aeroderivative seri PG keluaran dari GE Energy.

7

Gambar 2.2 Tampak Dalam Mesin Turbin Gas Dengan Engine Model

LM6000

(Sumber : Soft Manual Book Turbin LM6000PG)

Gambar 2.3 Mesin Turbin Gas Dengan Engine Model LM6000PG

(Sumber : Softfile Waterwash PLTG Senipah)

8

2.3 Prinsip Kerja PLTG

PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas) menggunakan mesin turbin gas

yang memiliki poros dan terhubung dengan generator untuk menghasilkan listrik,

prinsip kerja PLTG yang menggunakan mesin turbin gas ialah berawal dari udara

yang masuk ke dalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet). Kompresor

ini berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, akibatnya

temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara yang telah dikompresi ini masuk

ke dalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar sehingga

bercampur dengan udara seperti pada Gambar 2.1. Komponen Sistem PLTG

Sederhana terdapat proses pembakaran. Proses pembakaran tersebut berlangsung

dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya

menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas

melalui suatu nozzel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-

sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk

memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik,

dan lain-lain. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan di buang keluar melalui

saluran buang (exhaust). Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin

gas adalah sebagai berikut:

1. Pemampatan (compression) udara dihisap dan dimampatkan.

2. Pembakaran (combustion) bahan bakar dengan udara dicampurkan ke dalam

ruang bakar kemudian di bakar.

3. Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar

melalui nozzle.

4. Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran

pembuangan.

Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi kerugian-

kerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas

dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri.

2.3.1 Siklus PLTG

Siklus yang dipakai oleh PLTG adalah siklus Brayton. Siklus ini merupakan

siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat menjadi sangat

9

populer digunakan oleh pembuatan mesin turbin atau manufacturer dalam analisa

untuk upgrading performance.

Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri

dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan. Berikut tiap-tiap proses pada

siklus Brayton :

Gambar 2.4 Siklus Kerja Brayton

(Sumber : www.turbininstrument.wordpress.com/2011/01/06/turbin-gas-bagian-ii)

❖ Proses 1 kompresor isentropik

❖ Proses 2 pemasukan bahan bakar pada tekanan konstan.

❖ Proses 3 ekspansi isentropik didalam turbin.

❖ Proses 4 pembuangan panas pada tekanan konstan ke

udara.

2.3.2 Operasi PLTG

Dari segi operasi, sistem Turbin Gas tergolong unit yang masa start-nya

pendek. Yaitu antara 15 – 30 menit, dan kebanyakan dapat di start tanpa pasokan

daya dari luar (black start), yaitu menggunakan mesin diesel sebagai motor start.

Dari segi pemeliharaan unit, PLTG mempunyai selang waktu pemeliharaan (time

between overhaul) yang pendek yaitu sekitar 4,000-5,000 jam operasi. Makin sering

unit mengalami start-stop, makin pendek selang waktu pemeliharaannya, walaupun

jam operasi unit belum mencapai 4,000 jam, tetapi jika jumlah start-nya telah

10

mencapai 300 kali, maka sistem turbin gas tersebut harus mengalami pemeriksaan

(inspeksi) dan pemeliharaan.

Saat dilakukan pemeriksaan, ha-hal yang perlu mendapat perhatian khusus

adalah bagian-bagian yang terkena aliran gas hasil pembakaran yang suhunya

mencapai 1.300°C, seperti: ruang bakar, saluran gas panas (hot gas path), dan sudu-

sudu turbin. Bagian-bagian ini umumnya mengalami kerusakan sehingga perlu

adanya inspeksi khusus.

Proses start-stop akan mempercepat proses kerusakan (crack), karena

proses start-stop menyebabkan proses pemuaian dan pengerutan yang tidak kecil.

Hal ini disebabkan sewaktu unit dingin, suhunya sama dengan suhu ruang sebesar

±30°C sedangkan sewaktu operasi, saat terkena gas hasil pembakaran suhu dapat

mencapai ±1.300°C.

Dari segi efisiensi pemakaian bahan bakar, unit sistem turbin gas tergolong

unit thermal yang efisiensinya paling rendah, yaitu berkisar antara 15-25%. Dalam

perkembangan penggunaan unit PLTG di PLN, akhir-akhir ini digunakan unit

turbin gas aeroderivative, yaitu turbin gas pesawat terbang yang dimodifikasi

menjadi turbin gas penggerak generator.

2.3.3 Bagian Utama PLTG

PLTG memiliki Turbin Gas LM6000PG, adapun bagian utama Turbin Gas

LM6000PG adalah :

1. Turbin Gas (Low Pressure Turbine & High Pressure Turbine)

2. Kompresor (Low Pressure Compressor & High Pressure Compressor)

3. Ruang Bakar (Combustor)

4. Generator

2.3.3.1 Turbin Gas

Gas panas (energi panas) hasil pembakaran diarahkan untuk memutar sudu

turbin. Turbin gas merubah energi panas menjadi energi kinetik. Perubahan energi

terjadi ketika gas panas melewati sudu diam dan sudu gerak. Melewati sudu diam

tekanan dan kecepatan gas turun.

11

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 :

1. Turbin Rotor Case

2. First Stage Nozzle, yang berfungsi untuk mengarahkan gas panas ke first

stage turbine wheel.

3. First Stage Turbine Wheel, berfungsi untuk mengkonversikan energi dari

aliran udara yang berkecepatan tinggi menjadi energi mekanik berupa putaran

rotor.

4. Second Stage Nozzle dan Diafragma, berfungsi untuk mengatur aliran gas

panas ke Second Stage Turbine Wheel, sedangkan diafragma berfungsi untuk

memisahkan kedua turbin wheel.

5. Second Stage Turbine, berfungsi untuk memanfatkan energi kinetik yang

masih cukup besar dari first stage turbine untuk menghasilkan kecepatan

putar rotor yang lebih besar.

Exhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai

saluran pembuangan gas panas sisa yang keluar dari turbin gas. Exhaust Section

terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1. Exhaust Frame Assembly.

2. Exhaust Difusser Asembbly

12

Gambar 2.5 Exhaust Frame Assembly

(Sumber : www.sulthonyusuf.blogspot.com/2010/01/turbin-gas-1.html)

Exhaust gas keluar dari turbin gas melalui exhaust diffuser pada exhaust

frame assembly, lalu mengalir ke exhaust plenum dan kemudian didifusikan dan

dibuang ke atmosfir melalui exhaust stack, sebelum dibuang ke atmosfir gas panas

sisa tersebut diukur dengan exhaust thermocouple (T48) dimana hasil pengukuran

ini digunakan juga untuk data pengontrolan temperatur, proteksi temperatur trip

dan seberapa kadar NOX yang akan dibuang ke udara luar. Pada exhaust area

terdapat 8 thermocouple (T48) yang merupakan sensor untuk mendeteksi

temperature dari gas buang hasil pembakaran di ruang bakar. Berikut adalah

gambar 8 thermocouple (T48) saat monitoring di control room PLTG Senipah :

13

Gambar 2.6 Monitoring T48 di Control Room PLTG Senipah

(Sumber : Human Monitoring Interface di Control Room PLTG Senipah)

Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa T48 di area exhaust turbin gas

ini memiliki 8 thermocouple yang disimbolkan dengan huruf A-H (A,B,C,D,E,F,G

dan H) secara melingkar pada gambar yang ada di monitor control room. Jika unit

terjadi trip maka dimonitor akan menunjukan alarm pada huruf A-H dengan posisi

acak dan berurutan.

Jika ada alarm dan dimonitor menunjukan posisi acak, maka 4 T48 akan

memberikan informasi di monitor seperti A-C-E-G bahwa unit generator turbin gas

terjadi trip, tetapi jika ada alarm dan dimonitor menunjukan posisi berurutan, maka

3 T48 akan memberikan informasi di monitor seperti A-B-C bahwa unit generator

turbin gas terjadi trip.

14

Gambar 2.7 Exhaust Diffuser Assembly

(Sumber : http://www.globalsecurity.org/military /le5.htm)

2.3.3.2 Kompresor

Fungsi kompresor utama adalah menghasilkan udara bertekanan yang

digunakan sebagai udara pembakaran dan pendinginan. Tipe kompresor yang

dipakai adalah kompresor aksial bertingkat banyak kompresor terdiri dari sudu

gerak dan sudu diam, sehingga kecepatan relatif udara Vr2 < Vr1, tetapi kecepatan

absolut udara disisi keluar lebih besar dari sisi masuk (V2 > V1) karena pada rotor

diberikan kerja. Kecepatan absolut udara keluar sudu diam akan berkurang dan

disini energi kinetik diubah menjadi energi potensial atau tekanan. Akibat dari

meningkatnya tekanan pada tiap tingkat dan melewati ruang yang lebih sempit

disisi keluar kompresor, maka suhu udara keluar kompresor naik mencapai 280 –

315°C.

15

Adapun bentuk kompresor dapat dilihat dari gambar di bawah ini:

Gambar 2.8 Kompresor

(Sumber : http://www.academia.edu/28334384/bab_ii_landasan_teori

_2.1._Pembangkit_Listrik_Tenaga_Gas)

2.3.3.3 Ruang Bakar (Combustion Chamber/Combustor)

Combustion Chamber adalah ruangan tempat terjadinya proses pembakaran.

Turbin gas umumnya mempunyai combustion chamber yang terdiri dari banyak

combustion basket (liner) yang dipasang melingkari compressor discharge.

Volume gas panas produksi combustion chamber jumlahnya besar karena proses

pembakaran nya memberikan excess udara yang tinggi hingga mencapai sekitar

±350 %.

16

Adapun bentuk dan komponen combustion chamber dapat dilihat dari

gambar di bawah ini :

Gambar 2.9 Combustion Chamber

(Sumber : http://www.enginehistory.org/GasTurbines/combustionchamber.html)

2.3.3.4 Generator

Generator merupakan pesawat yang berfungsi untuk mengubah energi

kinetis menjadi energi listrik. Generator terdiri dari stator dan rotor. Rotor

berfungsi sebagai medan magnet putar, sedang stator berfungsi sebagai kumparan

tetap. Ketika rotor diputar oleh turbin maka medan magnet memotong kumparan

stator sehingga timbul tegangan pada ujung terminalnya.

2.3.4 Komponen Bantu PLTG

2.3.4.1 Air Inlet

Air inlet terdiri dari filter house yang berfungsi menyaring udara masuk

kompresor. Kotoran tidak boleh terbawa masuk kedalam kompresor maupun turbin

karena menyebabkan deposit ataupun erosi. Filter house dapat berupa filter

berputar atau filter yang dapat membersihkan sendiri. Pembersihan otomatis

bekerja apabila perbedaan tekanan melintas filter mencapai harga set nya. Filter

house dihubungkan ke saluran udara masuk kompresor dan inlet silincer.

17

2.3.4.2 Sistem - sistem pada Turbin Gas

Peralatan bantu PLTG selain terdiri dari peralatan yang berbentuk

komponen. Juga berupa suatu siklus atau sirkiut yang disebut sistem. Sistem

tersebut diantaranya terdiri dari :

1. Sistem udara pendingin dan perapat

Udara pendingin berfungsi untuk mendinginkan sudu-sudu turbin. Material

turbin gas akan mengalami stress yang berat karena dilalui oleh gas yang

temperaturnya sangat tinggi hasil dari pembakaran bahan bakar. Untuk mencegah

agar tidak terjadi overheating, maka bagian turbin yang dilalui oleh gas panas

tersebut didinginkan dengan udara. Sudu-sudu gerak (moving blade) didinginkan

dengan udara awal yang masuk dari kompresor.

2. Sistem udara pengabut

Bahan bakar gas pada turbin gas umumnya diatomisasi dengan udara. Udara

atomising ini diambil dari kompresor khusus atau dari kompresor utama. Pada saat

start udara pengabut biasanya diambil dari kompresor khusus, dan setelah operasi

normal udara pengabut diambil dari kompresor utama.

3. Sistem bahan bakar

Bahan bakar yang dipakai untuk PLTG adalah Natural Gas (Gas Alam).

Penggunaan bahan bakar gas untuk turbin gas akan lebih menguntungkan dibanding

dengan bahan bakar minyak jenis High Speed Diesel (HSD) karena :

• Lebih bersih, sehingga periode pemeliharaan lebih panjang

• Titik nyala rendah, sehingga mengurangi faktor kegagalan start .

• Tidak memerlukan tangki penampungan dari pompa, sehingga akan

lebih hemat dalam biaya investasi maupun biaya operasi.

Disamping ada keuntunganya, penggunaan bahan bakar gas juga mempunyai

kelemahan yaitu kebocoran gas dari intalasi tidak dapat terlihat langsung, dan ini

mengundang bahaya kebakaran.

4. Sistem Pelumasan

Sistem pelumasan diperlukan untuk mensupply minyak pelumas yang bersih

dengan tekanan dan suhu tertentu kedalam bantalan turbin, bantalan alternator,

bantalan kompresor, bantalan load gear, bantalan generator , sistem pengaman dan

18

lain- lainnya. Oli yang digunakan di mesin turbin gas PLTG Senipah adalah

Synthetic Jet Engine Oil.

Gambar 2.10 Synthetic Jet Engine Oil

2.4 Pemeliharaan (Maintenance) PLTG

Maintenance 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 mesin mengalami keausan dan umur

limit pakai akibat pengoperasian yang terus-menerus, dan juga akibat langkah

pengoperasian yang salah.

Secara umum maintenance dapat dibagi dalam beberapa bagian, diantaranya

adalah :

1. Preventive Maintenance

Preventive maintenance adalah suatu kegiatan perawatan yang direncanakan

baik itu secara rutin maupun periodik, karena apabila perawatan dilakukan tepat

pada waktunya akan mengurangi down time dari peralatan. Preventive maintenance

dibagi menjadi:

19

a. Running Maintenance, adalah suatu kegiatan perawatan yang dilakukan hanya

bertujuan untuk memperbaiki equipment yang rusak saja dalam satu unit.

Unit produksi tetap melakukan kegiatan.

b. Turning Around Maintenance, adalah perawatan terhadap peralatan yang

sengaja dihentikan pengoperasiannya.

2. Repair Maintenance

Repair Maintenance merupakan perawatan yang dilakukan terhadap

peralatan yang tidak kritis, atau disebut juga peralatan-peralatan yang tidak

mengganggu jalannya operasi.

3. Predictive Maintenance

Predictive Maintenance merupakan kegiatan monitor, menguji dan mengukur

peralatan-peralatan yang beroperasi dengan menentukan perubahan yang terjadi

pada bagian utama, apakah peralatan tersebut berjalan dengan normal atau tidak.

4. Corrective Maintenance

Corrective Maintenance adalah perawatan yang dilakukan dengan memperbaiki

perubahan kecil yang terjadi dalam disain, serta menambahkan komponen-

komponen.

5. Breakdown Maintenance

Kegiatan perawatan yang dilakukan setelah terjadi kerusakan atau kelainan

pada peralatan sehingga tidak dapat berfungsi seperti biasanya.

6. Modification Maintenance.

Pekerjaan yang berhubungan dengan desain suatu peralatan atau unit. Modifikasi

bertujuan menambah kehandalan peralatan atau menambah tingkat produksi dan

kualitas pekerjaan.

7. Shut Down Maintenance

Shut Down Maintenance adalah kegiatan perawatan yang dilakukan terhadap

peralatan yang sengaja dihentikan pengoperasiannya. Shut down maintenance pada

turbine gas terdiri dari Boroscope Inspection, Combustion Inspection, Hot Gas Path

Ispection dan Major Inspection.

20

2.4.1 Pengertian Pemeliharaan (Maintenance)

Maintenance merupakan suatu fungsi dalam suatu manufaktur yang sama

pentingnya dengan fungsi - fungsi lain seperti produksi. Hal ini dilakukan dengan

tujuan agar kegiatan produksi dapat berjalan secara berkesinambungan. Usaha

untuk dapat menggunakan terus menerus mesin/peralatan agar kontinuitas

produksi dapat terjamin, maka dibutuhkan kegiatan – kegiatan pemelihaaan dan

perawatan yang meliputi :

a. Kegiatan pengecekan

b. Memberikan minyak (lubrication)

c. Perbaikan atas kerusakan - kerusakan yang ada

d. Penyesuain/penggantian spare part atau komponen

1. Natural Deterioration yaitu menurunnya kinerja mesin/peralatan secara alami

akibat terjadi kerusakan/keausan pada fisik mesin /peralatan selama waktu

pemakaian walaupun penggunaan secara benar

2. Accerated Deterioration yaitu menurunya kinerja mesin/peralatan akibat

kesalahan manusia (human error) sehingga dapat mempercepat keausan pada

mesin/peralatan karena mengakibatkan tindakan dan pelakuan yang tidak

seharusnya di lakukan terhadap mesin/peralatan.

Dalam usaha mencegah untuk menghilangkan keausan yang timbul ketika

proses produksi berjalan, dibutuhkan cara dan metode untuk mengantisipasi

dengan melakukan kegiatan pemeliharaan mesin/peralatan.

Pemeliharaan (Maintenance) adalah kegiatan untuk memelihara atau

menjaga mesin dan mengadakan perbaikan atau penggantian yang diperlukan

agar terdapat suatu keadaan operasi produksi yang memuaskan sesuai dengan

apa yang direncanakan. Jadi dengan adanya kegiatan maintenance maka

mesin/peralatan dapat di pergunakan sesuai dengan rencana dan tidak mengalami

kerusakan selama dipergunakan untuk proses produksi atau sebelum jangka

waktu tertentu direncanakan tercapai.

Menurut Corder et al.,dalam Dewi Mulyati yang mengatakan bahwa hasil

yang diharapkan dari kerugian pemeliharaan mesin/peralatan (equipment

maintenance) merupakan berdasarkan dua hal sebagai berikut :

21

1. Perawatan dalam bentuk kondisi (condition maintenance) yaitu mempertahankan

kondisi mesin/peralatan agar berfungsi dengan baik sehingga komponen-

komponen yang terdapat dalam mesin juga berfungsi umur ekonomisnya.

2. Pergantian komponen (replacement maintenace) yaitu melakukan tindakan

perbaikan dan penggatian komponen-komponen mesin tepat waktunya sesuai

dengan jadwal yang telah direncanakan sebelum kerusakan terjadi.

2.5 Waterwash

Salah satu kegiatan bulanan yang rutin dilakukan dalam upaya menjaga

knerja turbin gas ialah waterwash atau jika diterjemahkan ke dalam bahasa

indonesia berarti mencuci turbin menggunakan air demineralisasi, pengertian

waterwash sendiri dapat disederhanakan yaitu mencuci turbin khususnya blade-

blade pada compressor dan turbin. Tujuannya adalah untuk menjaga kinerja turbin

gas agar tetap maksimal dan juga untuk mengurangi tingkat pertambahan fouling

pada sudu-sudu kompresor turbin gas.

2.6 Demineralization Water

Demineralization Water adalah air yang kadar garam dan mineralnya

dihilangkan melalui beberapa proses filtrasi agar saat digunakan di sistem

pendinginan turbin tidak merusak komponen-komponen logam pada turbin.

Selain digunakan saat waterwash air demineralisasi juga digunakan di

sistem pendingin turbin saat wet operation, diantaranya adalah sprint system dan

water injection system.

Demineralisasi adalah sebuah proses penghilangan kadar garam dan

mineral dalam air melalui proses pertukaran ion (ion exchange process) dengan

menggunakan media resin (softener) anion dan kation. Proses ini mampu

menghasilkan air dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi (ultrapure water)

dengan jumlah kandungan Ionik dan An-ionik nya mendekati angka nol sehingga

mencapai batas yang hampir tidak dapat dideteksi lagi.

Proses Demineralisasi terjadi didalam 2 tabung penukar ion (ion exchanger

tank) yang berisikan resin penukar ion positif (kation resin) dan resin penukar ion

negative (anion resin).

22

Pada tabung yang berisikan resin kation terjadi proses pertukaran ion-ion

positif seperti magnesium (mg), calcium (ca) dan natrium (na) dengan ion H+ dari

resin kation, sedangkan pada tabung anion terjadi pertukaran ion-ion negatif seperti

Cl, SO4, SiO2 dengan ion OH- dari resin anion.

www.waterpluspure.wordpress.com/2011/06/20/demineralisasi-system

2.7 Sistem Operasi Turbin Gas LM6000PG

Di Pembangkit Listrik Tenaga Gas Site Senipah menggunakan 2 sistem

operasi diantaranya Dry Operation dan Wet Operation.

A. Dry Operation

Dry Operation adalah sistem operasi mesin turbin gas LM6000PG tanpa

tambahan pendingin, jadi pendinginan berasal dari udara luar yang masuk melalui

air inlet dengan beberapa lapisan filter kemudian masuk ke kompresor turbin

menuju ruang bakar.

Gambar 2.11 Inner Canister dan Air Inlet

(Sumber : Softfile Waterwash PLTG Senipah)

B. Wet Operation

Wet Operation adalah sistem operasi mesin turbin gas LM6000PG dengan

tambahan cooling system. Media pendinginannya menggunakan air demineralisasi

untuk mendinginkan udara yang masuk melalui air inlet (saat sprint system) dengan

beberapa lapisan filter. Berikut adalah 2 sistem pendinginan pada wet operation :

1.1 Sprint System

Sprint atau kepanjangan dari Spray Intercooler adalah suatu system yang

dikembangkan oleh General Electric yang berguna untuk menurunkan temperatur

udara pada area kompresor dengan cara menyemprotkan air demineralisasi dari

Low Pressure Compressor (LPC) kearah combustion chamber. Tujuannya adalah

23

untuk menaikkan dan menstabilkan beban (Megawatt) yang dihasilkan. Letak sprint

sistem di sisi inlet kompresor.

2.1 Water Injection (NOX) System

Water Injection System adalah suatu sistem yang berguna untuk menurunkan

temperatur udara dalam turbin serta membantu untuk penyalaan awal dari sprint

system sampai beban stabil dan supply air tercukupi lalu water injection dimatikan.

Nozzle dari water injection ini bersamaan dengan nozzle bahan bakar tepat di area

ruang bakar hanya berbeda lubang di nozzle tersebut, kemudian selain untuk

menaikkan beban fungsi utama water injection system adalah untuk menurunkan

nilai NOX dari hasil pembakaran di ruang bakar sebelum dibuang ke udara luar

yang dapat membahayakan lapisan atmosfer.

Gambar 2.12 Gambar Aliran Sprint System dan Water Injection System

Sumber : Human Monitoring Interface di Control Room PLTG Senipah

24

2.8 Fishbone Analysis

Gambar 2.13 Fishbone Analysis

(Sumber : www.elqorni.wordpress.com/2012/11/09/mengenal-analisis-fishbone)

Dr. Kaoru shikawa seorang ilmuwan Jepang, merupakan tokoh kualitas

yang telah memperkenalkan user friendly control, Fishbone cause and effect

diagram, emphasised the internal customer kepada dunia. Ishikawa juga yang

pertama memperkenalkan 7 (seven) quality tools: control chart, run chart,

histogram, scatter diagram, pareto chart, and flowchart yang sering juga disebut

dengan 7 alat pengendali mutu/kualitas (quality control seven tools). Diagram

Fishbone dari Ishikawa menjadi satu tool yang sangat populer dan dipakai di

seluruh penjuru dunia dalam mengidentifikasi faktor penyebab problem/masalah.

Alasannya sederhana Fishbone diagram tergolong praktis, dan memandu setiap tim

untuk terus berpikir menemukan penyebab utama suatu permasalahan. Diagram

tulang ikan ini dikenal dengan cause and effect diagram. Kenapa Diagram Ishikawa

juga disebut dengan tulang ikan? memang kalau diperhatikan rangka analisis

diagram Fishbone bentuknya ada kemiripan dengan ikan, dimana ada bagian kepala

(sebagai effect) dan bagian tubuh ikan berupa rangka serta duri-durinya

digambarkan sebagai penyebab (cause) suatu permasalahan yang timbul. Dari

gambar di atas terlihat bahwa faktor penyebab problem antara lain (kemungkinan)

terdiri dari : material/bahan baku, mesin, manusia dan metode/cara. Semua yang

berhubungan dengan material, mesin, manusia, dan metode yang saat ini dituliskan

dan dianalisa faktor mana yang terindikasi menyimpang dan berpotensi terjadi

problem. Ingat, ketika sudah ditemukan satu atau beberapa penyebab jangan puas

25

sampai di situ, karena ada kemungkinan masih ada akar penyebab di dalamnya yang

tersembunyi. Bahasa gaulnya, jangan hanya melihat yang gampang dan nampak di

luar. Ishikawa mengajarkan kita untuk melihat ke dalam dengan bertanya

“mengapa? mengapa? dan mengapa?”. Hanya dengan bertanya “mengapa”

beberapa kali kita mampu menemukan akar permasalahan yang sesungguhnya.

Penyebab sesungguhnya, bukan gejala. Dengan menerapkan diagram Fishbone ini

dapat menolong kita untuk dapat menemukan akar penyebab terjadinya masalah

khususnya di industri manufaktur dimana prosesnya terkenal dengan banyaknya

ragam variabel yang berpotensi menyebabkan munculnya permasalahan. Apabila

masalah dan penyebab sudah diketahui secara pasti, maka tindakan dan langkah

perbaikan akan lebih mudah dilakukan. Dengan diagram ini, semuanya menjadi

lebih jelas dan memungkinkan kita untuk dapat melihat semua kemungkinan

penyebab dan mencari akar permasalahan sebenarnya.

26

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Penelitian ini adalah penelitian lapangan (field research) yaitu penelitian

lapangan yang dilakukan melalui pengumpulan data primer atau informasi yang

baru dan terkait dengan kondisi nyata yang ada di lapangan dengan metode

observasi di lapngan. Observasi di lapangan yang dilakukan adalah dengan

melakukan wawancara pada pekerja di PLTG Senipah atas kinerja turbin gas

LM6000PG pada 2 sistem operasi yang dapat dilihat di human monitoring interface

control room PLTG Site Senipah dan juga melalui pengumpulan data sekunder atau

informasi yang ada pada manual book Turbine Gas LM6000PG dari General

Electric dan water treatment plan report di PLTG Senipah.

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian

Tempat penelitian dilaksanakan di Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

Site Senipah Kalimantan Timur. Waktu penelitian dimulai pada tanggal 1 Agustus

2016 sampai dengan 31 Oktober 2016.

3.3 Teknik Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan pada saat On The Job Training (OJT) di

Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) Site Senipah Kalimantan Timur. Adapun

teknik pengumpulan data sebagai berikut :

1. Observasi yaitu pengamatan langsung di lapangan pada objek yang dituju.

Untuk memperoleh data atau informasi yang penulis perlukan dalam

penyusunan Tugas Akhir ini. Tujuannya adalah untuk memperoleh data yang

diperlukan penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini.

2. Dokumentasi, yaitu teknik pengumpulan data yang dilakukan penulis dengan

mengumpulkan data-data gambar atau foto yang diambil oleh penulis

langsung di lapangan yang menjadi tempat penelitian khususnya human

monitoring interface di control room dan di water treatment plan PLTG

Senipah. Data-data foto yang diambil akan dijadikan pedoman dasar atas

27

penelitian yang akan dibahas oleh penulis pada Tugas Akhir ini. Penulis juga

mengumpulkan data dari hasil laporan Turbine Gas Performance report di

human monitoring interface dan manual book Turbine Gas LM6000PG serta

laporan dari water treatment plan yang penulis dapatkan dari PLTG Senipah

sebagai penunjang penulisan Tugas Akhir ini.

3. Wawancara, yaitu teknik pungumpulan data dengan melakukan wawancara

pekerja di human monitoring interface control room dan water treatment plan

Site PLTG Senipah.

3.4 Pengumpulan Data

Berdasarkan sumber data penelitian ini dibagi menjadi dua yaitu :

3.4.1 Data Primer

Data Primer didalam penelitian ini diperoleh dengan cara melakukan

observasi pengamatan di lapangan selama penulis melakukan OJT dan melakukan

monitoring performance turbin di control room dan di water treatment plan agar

penulis dapat membuat penelitian performance turbin, kemudian penulis

mengambil data gambar atau foto saat proses maintenance unit di lapangan. Setelah

itu penulis melakukan pengambilan data kembali dengan wawancara pekerja di

lapangan.

3.4.2 Data Sekunder

Data Sekunder yang diambil sebagai penguat data primer yaitu dari Turbine

Gas Performance Report, Manual Book Turbine Gas LM6000PG dan Water

Treatment Plan Report yang berhubungan dengan penelitian yang dilakukan oleh

penulis yaitu penelitian kinerja turbin gas LM6000PG terhadap 2 sistem operasi.

28

Tabel 3.1 Pengumpulan data dan metode pengolahan data.

Jenis Data Data Sumber Data Metode

Kualitatif

Monitoring

performance turbine Primer

Observasi berupa

Dokumentasi dan

Wawancara

Monitoring Water

Treatment Plan

Process

Primer

Observasi berupa

Wawancara dan foto di

lapangan

Kuantitatif

Turbine Gas

Performance report Sekunder

Monitoring & Make

Report

Manual book

Turbine Gas

LM6000PG

Sekunder Study Book

Water Treatment

Plan report Sekunder Study Report

29

3.5 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian

Dapat dilihat dari Gambar 3.1 bahwa alur penulisan karya ilmiah ini diawali

dari identifikasi masalah, tahap perumusan data, tahap pengumpulan data dan tahap

30

pengolahan data yang diakhiri dengan kesimpulan dan saran. Sehingga dapat

diharapkan penulisan karya ilmiah ini sesuai dengan yang telah direncanakan dari

awal.

3.5.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah

Dalam sebuah penelitian, identifikasi sebuah masalah merupakan tahap

yang paling dini. Dalam hal ini identifikasi masalah masih pada bentuk konsep yang

akan digunakan untuk menjadi dasar sebuah penelitian. Pada tahap ini penulis

menemukan masalah yang terjadi pada saat OJT, dengan melihat dan mengamati di

Human Monitoring Interface control room yaitu adanya perbedaan beban

(Megawatt) yang dihasilkan pada kinerja turbin gas LM6000PG dengan

menggunakan 2 sistem operasi di PLTG Site Senipah.

3.5.2 Tahap Perumusan Data

Pada dasarnya penelitian itu dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan

data yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah. Pada tahap ini, penulis

melakukan proses merumuskan suatu masalah dengan observasi lapangan

mengamati untuk merumuskan masalah yang telah ditentukan. Untuk lebih

memperjelas, maka penulis juga melakukan studi literature dari berbagai buku

maupun internet sebagai acuan dalam merumuskan masalah yang sedang diamati,

yaitu penelitian kinerja turbin gas LM6000PG dengan 2 sistem operasi di PLTG

Site Senipah.

3.5.3 Tahap Pengumpulan Data

Pengumpulan data dapat dilakukan dalam berbagai setting, berbagai

sumber, dan berbagai cara (Prof. Dr. Sugiono 2010). Dalam penelitian ini penulis

melakukan pengumpulan dari sumber data yaitu primer dan sekunder. Bila dilihat

dari sumber data primer maka penulis mengumpulkan dokumentasi performance

turbin LM6000PG terhadap 2 sistem operasi di PLTG Senipah. Setelah itu juga

melakukan wawancara langsung dengan pekerja di yang ada di Human Monitoring

Interface control room maupun di Water Treatment Plan. Sedangkan bila dilihat

dari sumber sekunder, penulis mengumpulkan data berupa softfile/dokumen PLTG

seperti Turbine Gas Performance report, manual book Turbine Gas LM6000PG

dan Water Treatment Plan Report. Data tersebut digunakan penulis sebagai

penunjang data primer untuk merumuskan masalah yang akan diteliti.

31

3.5.4 Tahap Pengolahan Data

Setelah penulis mengumpulkan data dari berbagai sumber yang ada, tahap

selanjutnya yaitu proses pengolahan data yang telah didapatkan. Pada tahapan ini,

penulis mengolah data hasil dari monitoring performance turbin terhadap 2 sistem

operasi. Pada penelitian ini penulis ingin mendapatkan hasil yang tepat berupa data

performance turbin dengan pertimbangan tertentu atau penulis sudah menentukan

tujuan arah dalam penulisan ini sejak awal melakukan penelitian.

Setelah data diolah, proses selanjutnya adalah melakukan penelitian

terhadap data tersebut. Kegiatan dalam penelitian data adalah mengelompokkan

data berdasarkan variable dan jenis data, mentabulasi data berdasarkan variable,

menyajikan data tiap variable yang teliti, melakukan perhitungan untuk menjawab

rumusan masalah, dan melakukan perhitungan untuk menguji hipotesa yang telah

diajukan (Prof. Dr. Sugiono 2010). Untuk mengkaji data yang besifat kuantitatif

dengan penggunaan statistik, penulis melakukan penelitian dengan teknik analisa

data metode statistic deskriptif. Metode ini merupakan statistik yang digunakan

untuk mengkaji data dengan cara mendeskripsikan atau menggambarkan data yang

telah terkumpul tanpa bermaksud membuat kesimpulan langsung. Termasuk dalam

statistik deskriptif antara lain adalah penyajian data melalui table, grafik, diagram

lingkaran, pictogram, perhitungan modus, perhitungan penyebaran data melalui

perhitungan rata-rata dan standart deviasi dan perhitungan presentase (Prof. Dr.

Sugiono 2010). Dalam proses penelitian data jika dirasakan adanya kekurangan

data sebagai perumusan masalah, maka penulis dapat kembali ke tahap

pengumpulan data. Namun jika dirasa data tersebut memenuhi sebagai perumusan

masalah, maka dapat dilanjutkan ke proses pembahasan dan hasil penelitian.

Pada proses hasil penelitian dan pembahasan ini merupakan proses inti

dalam perumusan masalah. Dalam penelitian ini, penulis menggunakan diagram

fishbone analysis. Fishbone Analysis digunakan sebagai analisa kinerja turbin

untuk mengetahui sebab dan akibat dari masalah yang ada. Jika proses tersebut

selesai maka dapat dibuat sebuah kesimpulan dari penelitian ini dan dibuatkan saran

kepada pembaca agar tahu apa yang kurang dalam penelitian ini.

32

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengumpulan Data

4.1.1 Data Monitoring Turbin Gas LM6000PG

Gambar 4.1 Monitoring Turbin Gas LM6000PG Saat Dry Operation

(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG

Senipah)

Pada Gambar 4.1 merupakan gambar screenshoot hasil monitoring turbin

LM6000PG pada saat Dry Operation dengan T2 (Temperature Ambient/

Temperatur udara sebelum masuk ke LPC) 79.1°F dan di jam 08.00 hingga

menghasilkan beban 37.1 MW pada kondisi T48 Maximum. Adapun Parameter

lainnya adalah :

Temperature RPM

T3 = 1007.9 °F (limit = 1080.0°F) XN25 = 10371.5 RPM

T48 = 1700.0 °F (limit = 1700.0°F) XNSD = 3929.2 RPM

Tabel 4.1 Parameter Temperatur dan RPM Mesin Turbin LM6000PG Saat Dry

Operation

33

Gambar 4.2 Monitoring Turbin Gas LM6000PG Saat Wet Operation

(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG

Senipah)

Pada Gambar 4.2 merupakan gambar screenshoot hasil monitoring turbin

LM6000PG pada saat Wet Operation dengan T2 (Temperature Ambient/

Temperatur udara sebelum masuk ke LPC) 79°F yang sama seperti pada saat D.O.

dan di jam 08.00 yang sama hingga menghasilkan beban 43.8 MW pada kondisi

T48 Maximum. Adapun Parameter lainnya adalah :

Temperature RPM

T3 = 984.1 °F (limit = 1080.0°F) XN25 = 10469.7 RPM

T48 = 1699.6 °F (limit = 1700.0°F) XNSD = 3934.1 RPM

Tabel 4.2 Parameter Temperatur dan RPM Mesin Turbin LM6000PG Saat

Wet Operation

Pada saat Wet Operation menggunakan air demineralisasi sebagai media

pendingin dari turbin, pada monitoring kali ini air yang digunakan pada Sprint

34

System sebanyak 16.2 gpm, untuk melihat jumlah penggunaan air demineralisasi

dapat dilihat di monitor pada bagian FT2105.

Berikut adalah gambar dari Sprint System.

Gambar 4.3 Monitoring Sprint System Saat Wet Operation

(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG

Senipah)

4.1.2 Parameter/Sensor Turbin Gas LM6000PG

Gambar 4.4 Parameter/Sensor Turbin Gas LM6000PG

(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG

Senipah)

35

Keterangan Parameter Turbin Gas LM6000PG :

T2 = Sensor temperatur udara yang masuk ke LPC

T25 = Sensor temperatur udara yang masuk ke HPC

T3 = Sensor temperatur udara discharger HPC

T48 = Sensor temperatur udara setelah combustor

XNSD = Sensor putaran sisi LPC dan LPT

XN25 = Sensor putaran sisi HPC dan HPT

P0 = Sensor pressure udara sebelum inlet LPC

P25 = Sensor pressure udara sebelum masuk HPC

PX36 = Sensor static pressure sebelum combustor

P3 = Sensor pressure udara sebelum combustor

P48 = Sensor pressure udara setelah combustor

PTB = Sensor pressure thrust balance (untuk memberikan pressure ke LPT agar

seimbang pada gaya dorong ke belakang yang terjadi akibat tekanan dari

combustor)

VIGV = Variable Inlet Guide Vane (Mengatur udara yang masuk ke LPC)

VBV = Variable Bypass Valve (Membuang kelebihan udara yang masuk ke HPC)

VSV = Variable Stator Vane (Mengatur udara yang masuk ke combustor)

LPC = Low Pressure Compressor

HPC = High Pressure Compressor

LPT = Low Pressure Turbine

HPT = High Pressure Turbine

36

4.1.3 Diagram Performance Dry Operation & Wet Operation Turbin Gas

LM6000PG

Berikut merupakan diagram hasil dari data monitoring kinerja turbin gas

LM6000PG pada 2 sistem operasi :

Gambar 4.5 Diagram Temperature Turbin Gas LM6000PG Saat Dry

Operation dan Wet Operation

(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG

Senipah)

Gambar 4.6 Diagram RPM Turbin Gas LM6000PG Saat Dry Operation

dan Wet Operation

(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG

Senipah)

79.1

1007.9

1700.3

79

984.1

1699.6

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

T2

T3

T48

Temperature °FTurb

ine

LM6

00

0P

G S

enso

r

DIAGRAM TEMPERATURE TURBIN GAS LM6000PG PADA D.O. & W.O.

Wet Operation Dry Operation

3929.2

3934.1

3926 3927 3928 3929 3930 3931 3932 3933 3934 3935

NSD

RPMTurb

ine

LM6

00

0P

G S

enso

r

DIAGRAM RPM TURBIN GAS LM6000PG PADA D.O & W.O.

Wet Operation Dry Operation

37

Gambar 4.7 Diagram Megawatt Turbin Gas LM6000PG Saat Dry

Operation dan Wet Operation

(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG

Senipah)

4.2 Pembahasan

4.2.1 Analisa Kinerja Turbin Gas LM6000PG Yang Menggunakan 2 Sistem

Operasi

PLTG Senipah adalah Pembangkit Listrik Tenaga Gas yang terletak

di Site Senipah, Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur. PLTG ini

diprakarsai oleh PT. Kartanegara Energi Perkasa dengan kerja sama operasi

dan maintenance oleh PT. Energi Prima Sejahtera - PT. Wijaya Karya

Rekayasa Konstruksi. Di PLTG ini terdapat 2 unit mesin turbin gas

LM6000PG sebagai pembangkit listrik tenaga gas dan 1 unit water

treatment plan untuk memproduksi air demineralisasi yang digunakan

sebagai cooling system pada turbin gas. Pada dasarnya proses kerja dari

turbin gas ini sama dengan proses kerja pada motor bakar, yang terdiri dari

proses hisap, kompresi, usaha dan buang. Pada proses ekspansi turbin gas,

terjadi perubahan energi dari energi panas (kimia) menjadi energi mekanik

putaran poros turbin, sedangkan pada motor bakar pada langkah ekspansi

terjadi perubahan dari energi panas (kimia) menjadi energi mekanik gerak

37.1

43.8

32 34 36 38 40 42 44 46

MW

Megawatt

Turb

ine

LM6

00

0P

G S

enso

r

DIAGRAM MEGAWATT TURBIN GAS LM6000PG PADA D.O & W.O.

Wet Operation Dry Operation

38

bolak-balik torak. Dengan kondisi tersebut, turbin gas bekerja lebih halus

dan tidak banyak getaran.

Pada saat penulis melaksanakan On The Job Training di PLTG

Senipah penulis melakukan monitoring kinerja turbin gas LM6000PG pada

unit 1 di control room (dapat dilihat pada gambar 4.1 dan 4.2). Penulis

melihat terdapat 2 sistem operasi yang digunakan oleh mesin turbin gas

untuk menghasilkan megawatt yaitu dry operation dan wet operation. Dry

Operation adalah sistem operasi yang bekerja pada mesin turbin gas tanpa

tambahan sistem pendingin, jadi hanya udara yang masuk melalui air inlet

kemudian masuk ke turbin gas. Sedangkan wet operation adalah sistem

operasi yang bekerja pada mesin turbin gas dengan tambahan 2 cooling

system untuk mendinginkan udara dalam turbin gas yaitu sprint system dan

water injection system (NOX). Sprint system adalah sistem pendingin pada

turbin gas LM6000PG yang menyalurkan air demineralisasi melalui nozzle

yang terletak di inlet compressor (dapat dilihat pada gambar 4.3) Sedangkan

wet operation adalah sistem pendingin pada turbin gas yang menyalurkan

air melalui nozzle yang terletak di combustor dengan tujuan untuk

mengurangi nilai NOX yang terkandung dalam gas buang agar tidak

merusak lapisan atmosfer ketika dibuang ke udara luar.

Penulis melakukan monitoring kinerja turbin gas pada 2 sistem

operasi di jam 8 saat suhu normal dan di T2 (Temperatur ambient) yang

sama. Pada kondisi itu diketahui bahwa T48 (Sensor temperatur udara

setelah combustor) sudah maximum artinya temperatur kerja sudah

mencapai limit dan rpm sudah tidak dapat meningkat lagi dengan tujuan

membatasi kinerja turbin gas agar tidak overheating. Pada saat dry

operation, megawatt yang dihasilkan lebih rendah berdasarkan gambar 4.1

hasil monitoring dikarenakan tidak adanya supply air demin yang

mendinginkan udara di dalam turbin gas, sehingga udara di area T3 (Sensor

temperatur udara discharger HPC) dan T48 tidak mendapatkan tambahan

pendinginan untuk meningkatkan rpm mesin karena fungsi sensor T3/T48

adalah untuk membatasi rpm mesin ketika temperatur sudah mencapai limit.

Maka megawatt yang mampu dihasilkan hanya 37.1 MW.

39

Berbeda saat wet operation diaktifkan maka yang akan terjadi adalah

saat sprint system adanya injeksi air demineralisasi di area LPC sehingga

suhu udara (T2) yang masuk menjadi turun dan memiliki pertambahan

massa/kerapatan udara serta meningkatnya efisiensi compressor sehingga

T3 belum mencapai limit, hal tersebut membuat output (MW) masih dapat

meningkat karena putaran mesin (rpm) terus bekerja. Seperti konsep dinamo

jika putaran terus meningkat maka daya yang dihasilkan akan meningkat,

begitu pula pada mesin turbin gas ini jika putaran mesin masih terus bekerja

maka generator akan menghasilkan daya listrik (MW) semakin besar.

Energi gas buang yang digunakan untuk memutar HPT & LPT sama dengan

D.O. namun kerja compressor ringan jadi putaran XN25 bertambah, putaran

XN25 max 10.800 rpm (Jika T3 dan T48 belum limit) dan secara automatis

momen puntir/ torsi dari HPT-HPC meningkat jika putaran bertambah.

Meningkatnya torsi inilah yang membuat mesin dapat dibebani sampai 43

MW. Karena pada dasarnya sebagai ilustrasi beban/ load pada generator itu

seperti beban benda yang ditaruh pada sebuah sepeda, semakin besar

bebannya semakin besar pula kekuatan mengayuh sepeda (torsi). Jadi, 2

sistem operasi ini digunakan untuk memenuhi permintaan dari AP2B (Area

Pusat Pengaturan dan Penyaluran Beban) yang memerintahkan naik dan

turunnya beban sesuai dengan frekuensi jaringan listrik PLN.

4.2.2 Yang Perlu Diperhatikan Dalam Upaya Peningkatan Kinerja Turbin

Gas LM6000PG

Berdasarkan uraian penjelasan kinerja dari 2 sistem operasi mesin turbin gas

LM6000PG terdapat perbedaan beban (Megawatt) yang dihasilkan cukup

signifikan antara dry operation dan wet operation ±5-7MW, kemudian terdapat

faktor yang mempengaruhi kinerja pada 2 sistem operasi mesin secara umum. Maka

penulis akan membuat diagram analisa fishbone atau diagram sebab-akibat untuk

mengetahui faktor yang mempengaruhi kinerja pada 2 sistem operasi mesin turbin

gas LM6000PG di PLTG Site Senipah.

40

Gambar 4.8 Fishbone Analysis Diagram Kinerja Turbin Gas LM6000PG

Pada fishbone analysis diagram di atas dapat diketahui bahwa performence

turbin gas LM6000PG tidak optimal dikarenakan beberapa faktor-faktor masalah,

sehingga dari analisa di atas dapat dikelompokan menjadi tabel sebab dan akibat

sebagai berikut:

Tabel 4.3 Analisa Sebab Akibat

Faktor Penyebab Akibat

Machine Parts

1. Variable Bypass

Valve (VBV) seal

bocor.

(-) Unit tidak dapat

bekerja jika trouble

parah dan tidak dapat

menghasilkan daya

(MW)

2. Filter Canister Kotor

(-) Supply udara bersih

berkurang dan akan

berdampak pada

performance mesin yang

dihasilkan.

41

Electrical Sensor 1. Sensor T48 Trouble

(-) Unit trip jika 3 atau 4

T48 Fail.

(+) Beban bisa naik jika

Average dari T48SEL

turun.

Water Treatment Plan

1. Pompa Chemical

Trouble

(-) Tidak dapat

melakukan proses

treatment air

demineralisasi dan

supply air ke turbin

dihentikan.

2. Air Demineralisasi

yang di produksi

keruh

(-) Produksi air

dihentikan karena air

dari sumur warga keruh

dan wet operation belum

bisa berkerja. Sehingga

megawatt yang

dihasilkan tidak

maximal.

Mother Nature 1. Cuaca

(-) Pada saat cuaca panas

membuat temperatur

ambient (T2) tinggi

sehingga suhu udara

yang masuk ke turbin

gas LM6000PG tidak

optimal dalam proses

kerja turbin dan MW

yang dihasilkan tidak

maximal seperti pada

temperatur normal.

42

(+) Pada saat cuaca

dingin/hujan membuat

temperatur ambient (T2)

rendah sehingga suhu

udara yang masuk ke

turbin gas LM6000PG

dapat dioptimalkan

dalam proses kerja

turbin dan MW yang

dihasilkan bisa maximal

pada temperatur yang

rendah.

2. Lingkungan PLTG

Senipah

(-) Lingkungan PLTG

Senipah yang kotor juga

dapat membawa debu ke

area filter canister

sehingga membuat udara

yang masuk tidak

optimal dan berpengaruh

pada kinerja turbin gas

LM6000PG

Dari beberapa faktor penyebab tidak optimalnya performance turbin gas

LM6000PG merupakan faktor penyebab yang umumnya sering terjadi di PLTG

Senipah, diantaranya karena machine parts, electrical sensor, water treatment plan

dan mother nature. Masalah yang umum terjadi pada machine parts adalah

komponen turbin trouble dan filter canister kotor. Komponen turbin trouble yang

pernah penulis temukan yaitu seal actuator bocor VBV (Variable Bypass Valve)

yang berfungsi untuk membuang kelebihan udara yang masuk ke ruang HPC agar

unit tidak kelebihan udara yang membuat mesin menjadi stall, penyebab dari

bocornya seal ini dikarenakan lifetime dari seal itu sendiri. Kemudian masalah lain

pada machine parts yaitu filter canister kotor akibatnya udara yang masuk pada air

43

inlet tidak dapat disaring dengan baik, sehingga udara yang digunakan dalam turbin

gas menjadi tidak efisien dan penyebab kotornya filter udara berasal dari udara luar

yang tidak bersih. Kedua, masalah pada electrical sensor adalah sensor T48 trouble

jika ada alarm dan di monitor menunjukan posisi acak, maka 4 T48 akan

memberikan informasi di monitor seperti A-C-E-G bahwa unit generator turbin gas

terjadi trip, tetapi jika ada alarm dan di monitor menunjukan posisi berurutan, maka

3 T48 akan memberikan informasi di monitor seperti A-B-C bahwa unit generator

turbin gas terjadi trip. (Dapat dilihat pada gambar 2.6) trouble tersebut terjadi

karena penggunaan water injection yang berulang kali. Ketiga, masalah pada water

treatment plan yang biasa terjadi adalah pompa chemical trouble dan air

demineralisasi yang diproduksi keruh. Pompa chemical yang bermasalah membuat

proses treatment air demineralisasi jadi terhambat karena pompa chemical

digunakan untuk mencampur bahan kimia ke dalam air dari sumur warga agar air

dapat di treatment sesuai dengan standar yang ada dari General Electric.

Lalu masalah lainnya pada water treatment plan adalah air keruh dari sumur

warga yang membuat tim WTP tidak dapat memproduksi air demineralisasi,

sehingga daya listrik yang dihasilkan tidak bisa dimaksimalkan karena wet

operation tidak dapat diaktifkan. Keempat, masalah pada mother nature yang

sering terjadi yaitu cuaca yang tidak menentu yang membuat kinerja turbin gas

terkadang tidak menguntungkan terutama pada cuaca panas, jika AP2B (Area Pusat

Pengaturan dan Penyaluran Beban) memerintahkan untuk beban lebih tinggi maka

dengan D.O. mesin tidak mampu menghasilkan beban sesuai permintaan AP2B

tetapi berbeda ketika waktu musim dingin atau hujan, terkadang dengan D.O. mesin

mampu menghasilkan beban (MW) yang sesuai dengan permintaan AP2B.

Kemudian selain cuaca, lingkungan sekitar yang kotor juga membuat udara yang

masuk ke turbin gas tidak efisien jika tidak didukung dengan kemampuan filtrasi

yang baik dari filter canister. Oleh karena itu dari analisa fishbone yang dibuat oleh

penulis perlu adanya upaya peningkatan kinerja turbin gas LM6000PG dengan

membuat chart sederhana :

44

Gambar 4.9 Chart Dalam Upaya Peningkatan Kinerja Turbin Gas

LM6000PG

Upaya peningkatan kinerja turbin gas yang dapat dilakukan yaitu

melakukan waterwash unit (Seperti pada bagian waterwash yang dilampirkan)

banyak kegiatan maintenance yang dilakukan pada saat itu diantaranya adanya

pengecekan komponen mechanical, electrical sensor, pencucian turbin dengan

deterjen khusus dan juga pembersihan/penggantian filter canister sehingga udara

yang masuk dapat disaring dengan baik. Kemudian pada electrical sensor,

dilakukan pengecekan tahanan (ohm) pada T48 untuk mengetahui putus tidaknya

T48 tersebut, jika putus tindakan yang dilakukan adalah mengganti/memperbaiki

T48 tersebut. Untuk meminimalisasi komponen turbin trouble caranya adalah

dengan melakukan pengecekan secara berkala pada komponen turbin gas

LM6000PG, jika lifetime dari komponen sudah habis maka segera dilakukan

penggantian dengan komponen yang baru.

Pada water treatment plan dilakukannya pengecekan pompa dengan rutin

setiap ingin melakukan pencampuran chemical dengan tujuan untuk mengetahui

kondisi dari pompa tersebut apakah ada masalah atau tidak, dan juga perlu

dilakukan pengontrolan sumur warga terhadap air yang keruh agar proses produksi

•Melakukan waterwash unit yang didalamnya sekaligus dilakukan pengecekan sensor pada turbin gas LM6000PG

Filter Canister Kotor dan Sensor T48 Trouble

•Melakukan pengecekan secara berkala pada komponen turbin gas LM6000PGKomponen Turbin

Trouble

•Melakukan pengecekan pompa dengan rutin

•Melakukan pengontrolan sumur warga terhadap air yang keruh

Pompa Chemical Troubledan Air Demineralisasi

keruh

•Melakukan pembersihan rutin dari debu yang ada di lingkungan PLTG SenipahLingkungan Kotor

45

air demineralisasi dapat distop sehingga air yang keruh tidak masuk ke sistem turbin

gas. Kemudian untuk meminimalisasi debu yang ada di lingkugan PLTG Senipah

perlu dilakukan pembersihan rutin agar debu tersebut tidak terbawa oleh udara yang

masuk ke turbin gas.

46

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa tentang “Kinerja Turbin Gas LM6000PG Dengan

Menggunakan Sistem Dry Operation Dan Wet Operation di PLTG Site Senipah

Kalimantan Timur” maka penulis menyimpulkan, bahwa:

1. Pada hasil monitoring dapat dilihat bahwa daya listrik yang dihasilkan pada

dry operation yaitu 37.1 MW dan wet operation 43.8 MW. Daya listrik yang

dihasilkan pada sistem wet operation lebih besar dari pada sistem dry

operation karena pada sistem wet operation terdapat cooling system yang

mendinginkan udara dengan injeksi air demineralisasi yang masuk ke ruang

LPC (Low Pressure Compressor) saat sprint system. (Penjelasan dapat

dilihat di bagian pembahasan).

2. Faktor yang mempengaruhi kinerja 2 sistem operasi pada turbin gas

LM6000PG adalah mechanical parts, electrical sensor, water treatment

plan dan mother nature. (Penjelasan dapat dilihat di bagian pembahasan).

3. Upaya meningkatkan kinerja 2 sistem operasi pada turbin gas LM6000PG

di Site PLTG Senipah adalah :

1. Melakukan Waterwash Unit

2. Melakukan pengecekan komponen turbin gas secara berkala

3. Melakukan pembersihan lingkungan

4. Melakukan perbaikan dan pengembangan pada water treatment plan

47

5.2 Saran

Adapun saran dalam analisa ini adalah sebagai berikut:

1. Pada Tugas Akhir ini hanya membahas kajian kinerja turbin gas LM6000PG

dengan menggunakan 2 sistem operasi yaitu dry operation dan wet

operation. Oleh Karena itu untuk penulisan Tugas Akhir selanjutnya perlu

dilakukan penelitian lebih lanjut terkait analisa kinerja turbin gas

LM6000PG terhadap faktor eksternal, seperti cuaca, kulitas air dari water

treatment plan dan juga kualitas bahan bakar yang digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Energy, General (2012) : Operation and Maintenance Manual Book Turbine Gas

LM6000 PG, Penerbit General Electric Energy. Houston U.S.A.

Agung, Heri (2015) : Pengertian Energi Listrik dan Fungsi Energi.

www.ilmusahid.com. Diakses tanggal 24 April 2017

Energy, General (2017) : LM6000 Engine from General Electric.

https://www.geaviation.com/marine/engines/military/lm6000-engine.

Diakses tanggal 25 April 2017

Yusuf, Sulthon (2010) : Turbin gas 1. http://www.globalsecurity.org/military

/le5.htm. Diakses tanggal 25 April 2017

Sasy, Riri (2012) : Teori Pembangkit Listrik Tenaga Gas. www.academia.edu.

Diakses tanggal 25 April 2017

Elqorni, Ahmad (2012) : Fishbone Analysis.

www.elqorni.wordpress.com/2012/11/09/mengenal-analisis-fishbone.Diakses

tanggal 26 April 2017

Sugiyono, (2010) : Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatatif dan R&D, Alfabeta,

Bandung

Pure,Waterplus (2011) Demineralisasi System. http://www.waterpluspure.com.

Diakses tanggal 26 April 2017

PLTG Senipah (2016-2017) : Hasil Monitoring Turbin Gas LM6000PG.

PLTG Senipah (2016-2017) : Gambar Turbin Gas LM6000PG.

Softfile Waterwash PLTG Senipah.

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Turbine Gas LM6000PG Performance Report (in Mic. Excel)

Lampiran 2 Manual Book Turbin Gas LM6000PG (Softfile)

Lampiran 3 Water Treatment Plan Report

Lampiran 4 Proses Treatment Air Demineralisasi

SUMUR WARGA MIXBED

WATER POND

SILICA ANALYZER

MULTI MEDIA FILTER

TANKI AIR DEMINERALISASI

REVERSE OSMOSIS

Lampiran 5 Gambar Tipe-tipe Mesin LM6000 dari GE

Turbin Gas LM6000PC

Turbin Gas LM6000PG

Turbin Gas LM6000PH

Lampiran 6 Gambar Turbin Gas LM6000 PG PLTG Senipah

Lampiran 7 Foto Obserbvasi

Gambar Control Room PLTG Senipah

Gambar Water Treatment Plan PLTG Senipah

Gambar Gas Turbine LM600PG PLTG Senipah

Gambar Area Unit PLTG Senipah PLTG Senipah

Gambar Sprint & Water Injection Pump

Gambar Water Treatment Plan Area

Sprint & Water Injection Pump

Gambar Tanki Air Demineralisasi (abu-abu) & Portable (biru)

Gambar Electrical Room Office

Gambar T48 / Thermocouple

Gambar Manual Book Turbine LM6000PG

Gambar Silica Analyzer

Gambar Transformator

Gambar Warehouse

Gambar saat Waterwash

Gambar saat Waterwash

LM6000PG GENERATOR

Gambar Seal VIGV Bocor

Gambar Monitoring Megawatt yang dihasilkan tanpa menggunakan sprint

Gambar Monitoring Megawatt yang dihasilkan menggunakan sprint/water

injection

Gam

bar P

roses aliran

masu

kn

ya air d

emin

ke tu

rbin

(Sprin

t System

)

Gam

bar M

onito

ring p

um

p su

pply

sprin

t dan

water in

jection

Gam

bar M

on

itorin

g T

urb

in G

as LM

6000P

G d

i Contro

l Roo

m P

LT

G S

ite Sen

ipah

Keterangan Parameter Turbin Gas LM6000PG :

T2 = Sensor temperatur udara yang masuk ke LPC

T25 = Sensor temperatur udara yang masuk ke HPC

T3 = Sensor temperatur udara discharger HPC

T48 = Sensor temperatur udara setelah combustor

XNSD = Sensor putaran sisi LPC dan LPT

XN25 = Sensor putaran sisi HPC dan HPT

P0 = Sensor pressure udara sebelum inlet LPC

P25 = Sensor pressure udara sebelum masuk HPC

PX36 = Sensor static pressure sebelum combustor

P3 = Sensor pressure udara sebelum combustor

P48 = Sensor pressure udara setelah combustor

PTB = Sensor pressure thrust balance (untuk memberikan pressure ke LPT agar

seimbang pada gaya dorong ke belakang yang terjadi akibat tekanan dari

combustor)

VIGV = Variable Inlet Guide Vane (Mengatur udara yang masuk ke LPC)

VBV = Variable Bypass Valve (Membuang kelebihan udara yang masuk ke HPC)

VSV = Variable Stator Vane (Mengatur udara yang masuk ke combustor)

LPC = Low Pressure Compressor

HPC = High Pressure Compressor

LPT = Low Pressure Turbine

HPT = High Pressure Turbine

Lampiran 8 Lembar Wawancara (Observasi)

1. Apa saja unit yang beroperasi di PLTG Senipah?

Jawab : Unit yang beroperasi di PLTG Senipah ada 2 mesin turbin

LM6000PG dan 1 water treatment plan, 2 unit turbin dioperasikan untuk

menghasilkan megawatt sebagai pembangkit listrik di PLTG Senipah dan 1

water treatment plan dioperasikan untuk menghasilkan air yang akan

digunakan oleh turbin sebagai pendingin turbin.

2. Bagaimana cara untuk mengetahui performance turbine saat beroperasi?

Jawab : caranya adalah dengan melakukan monitoring di control room

yang biasa disebut juga human monitoring interface, saat monitoring kita

dapat mengetahui performance dan trouble apa saja yang akan terjadi di unit

turbine dengan memantau dari monitor. Ada 3 monitor untuk memonitoring,

monitor 1 untuk Generator Turbine 1, monitor 2 untuk Generator Turbine 2

dan monitor 3 untuk memantau air demineralisasi yang di supply ke turbin.

3. Dari negara mana Mesin turbin gas LM6000 PG diproduksi?

Jawab : Mesin turbin ini berasal dari negara amerika, yang tiap satu unitnya

menghasilkan ouput maximum 60MW.

4. Apa saja perusahaan yang terlibat untuk mengoperasikan unit di PLTG

Senipah ini?

Jawaban: Owner adalah PT. Kartanegara Energi Perkasa dan untuk OM

nya adalah kerja sama operasi antara PT. Energi Prima Sejahtera dan PT.

WIKA Rekayasa Konstruksi.

5. Apa maintenance yang biasanya di lakukan di PLTG Senipah terhadap

turbin LM6000PG?

Jawaban: Untuk meningkatkan performa turbin tentunya dengan

dilakukannya waterwash. Waterwash dilakukan umumnya setiap 1 -2 bulan

sekali tergantung dari hasil performa yang dihasilkan, jika performa sudah

turun maka diakhir bulan tersebut dilakukan waterwash. Semi annual

inspection dan annual inspection.

6. Sejak kapan PLTG Senipah ini mulai beroperasi?

Jawaban: PLTG Senipah mulai beroperasi dari bulan Desember 2014-saat

ini.

7. Apa bahan bakar yang digunakan di PLTG Senipah?

Jawaban: Bahan bakar yang digunakan adalah natural gas yang berasal dari

TOTAL.

8. Bagaimana sistem pendinginan turbin saat beroperasi?

Jawaban: Turbin didinginkan dengan menggunakan 2 sistem operasi yang

berbeda yaitu saat dry operation dan wet operation.

9. Apa yang dimaksud dengan dry operation ?

Jawaban: Dry operation adalah system operasi untuk mendinginkan turbin

menggunakan udara dari luar turbin.

10. Apa yang dimaksud dengan wet operation?

Jawaban: Wet operation adalah sistem operasi untuk meningkatkan kinerja

turbin dengan cara menggunakan air demineralisasi dan udara sebagai

pendingin komponen turbin didalamnya sehingga performa turbin

meningkat, dimana air di supply melalui saluran sprint system dan water

injection system.

11. Bagaimana proses terbentuknya air demineralisasi yang digunakan sebagai

pendingin turbin?

Jawaban: Proses terbentuknya air demineralisasi di Water Treatment Plan

PLTG Senipah berasal dari Sumur Warga-Water Pond-Multi Media Filter

(MMF)-ReverseOsmosis-Mixbed-Silica Analyzer-Tanki Air Demieralisasi

lalu di supply ke turbin.

12. Apa saja kendala yang biasanya terjadi di water treatment plan?

Jawaban : Pompa chemical bermasalah yang membuat bahan kimia tidak

bisa dilakukan pencampuran dengan air untuk dilakukan treatment dan

terkadang air dari sumur warga keruh, sehingga tidak bisa dilakukan proses

treatment.

13. Umumnya faktor apa yang membuat kinerja turbin LM6000PG tidak

maksimal?

Jawaban : Umumnya yang sering terjadi adalah filter canister yang kotor,

komponen turbin ada masalah, dan masalah yang terjadi di water treatment

plan.

14. Kapan Dry Operation dan Wet Operation harus diaktifkan?

Jawaban : Dry operation dan wet operation diaktifkan berdasarkan perintah

dari AP2B (Area Pengaturan dan Penyaluran Beban) berdasarkan frekuensi

jaringan listrik PLN.

15. Apa fungsi dari MCC di PLTG Senipah?

Jawaban : MCC adalah Motor Control Center yang merupakan pusat dari

motor penggerak yang dipakai turbin dan dapat di control di MCC.

16. Bagaimana kinerja turbin LM6000PG ini yang berhubungan dengan

generator untuk menghasilkan daya?

Jawaban : Awalnya udara masuk ke air inlet kemudian difilter, dan menuju

ke bag. LPC setelah itu udara yang masuk tadi digunakan sebagai pendingin

komponen turbin sekaligus digunakan di combustor untuk proses

pembakaran. Setelah melewati HPC kemudian gas hasil pembakaran tadi

memutar HPT dan LPT, pada mesin turbin ini terdapat 2 poros yang

berputar 1 poros yang menghubungkan HPC dan HPT (XN25) dan 1 poros

yang menghubungkan LPC dan LPT (XNSD), jadi poros pada generator

dihubungkan/dikopel dengan XNSD sehingga dari generator tadi

menghasilkan daya listrik (MW).

Senipah, 12-10-2016

Menyetujui

Daryanto

Koordinator Operasi PLTG Senipah