laporan kp
DESCRIPTION
laporanTRANSCRIPT
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
PLN Sektor Tello adalah salah satu pusat pembangkit tenaga listrik
yang ada di Sulawesi Selatan khususnya Makassar yang didirikan pada
tahun 1914 dengan penggunaan mesin yang masih terbatas.
Pada tahun 1925 didirikan pusat listrik tenaga uap (PLTU) guna
memenuhi kebutuhan listrik yang dipusatkan di Sungguminasa dengan
kapasitas pembangkit 2 1000 KW diusahakan oleh NV NIGM. Kemudian
pada tahun 1984 didirikan pusat listrik tenaga diesel yang terletak di jalan
gunung latimojong yang diberi nama PLTD Bontoala.
Selanjutnya PLTU yang didirikan oleh NV NIGM diambil alih oleh
pemerintah pada tahun 1957 yang diberi nama Perusahaan umum listrik
negara (PLN) Makassar dan tahun 1961 dibentuk PLN eksploitasi VI yang
dibawahi PLN cabang Makassar dan PLN cabang luar kota yang kemudian
berubah menjadi perusahaan umum listrik negara wilayah VIII pada tahun
1973 dan sekarang berubah nama menjadi PLN Sektor Tello.
Ditinjau dari penggerakmulanya pembangkit yang ada di Sektor Tello
terdiri dari beberapa unit pembangkit masing-masing jenis pembangkit
tersebut memiliki keuntungan dan kekurangan, dari segi penghematan bahan
bakar maka PLTD menempati urutan pertama disusul dengan PLTU dan
1
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
PLTG sehingga pada saat ini PLTD merupakan pusat listrik yang paling
efisien bagi unit pembangkit I Tello.
Mencermati situasi perkembangan yang dilayani pembangkit listrik
terus meningkat dan seimbang dengan penyediaan daya listrik, maka
pemerintah membangun PLTA di bakaru Pinrang dengan kapasitas 2 63
MW. Dengan beroperasinya PLTA di bakaru diharapkan penyediaan daya
listrik dapat segera dijangkau oleh jaringan PLN.
Tegangan transmisi yang diterapkan pada sistem kelistrikan
Makassar adalah 30 KV, 70 KV, 150 KV. Double bus 70 KV ditransmisikan ke
gardu induk Panakukang dan Borongloe dan interkoneksikan ke gardu induk
Tonasa III melalui gardu induk Tonasa I, gardu induk Mandai, gardu induk
Daya. Sedangkan Double bus 150 KV disuplai dari bakaru lewat gardu induk
Pangkep kemudian diteruskan ke gardu induk Tello lama.
Disamping pembangkit tenaga listrik, PLN unit pembangkit I Tello juga
berfungsi sebagai gardu induk yang saling diinterkoneksikan dengan gardu
induk lainnya yang berada di kota Makassar dan sekitarnya.
B. TUJUAN KERJA PRAKTEK
Adapun tujuan kerja praktek :
1. Mengetahui dasar kerja dari pembangkit tenaga diesel.
2. Mensejajarkan antara teori yang didapat diperkuliahan dengan
pelaksanaan dilapangan khususnya menyangkut mesin diesel.
2
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
3. Analisa prestasi pada mesin diesel.
C. TEMPAT DAN WAKTU PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK
Tempat pelaksanaan kerja praktek pada PT. PLN (PERSERO)
SULTANBATARA sebagai objek kegiatan kerja praktek pada Unit PLTD
Tello. Waktu pelaksanaan kerja praktek dari tanggal 01 September – 01
Okober 2006.
D. RUANG LINGKUP
Adapun ruang lingkup yang perlu diketahui pada mesin pembangkit
listrik tenaga diesel pada PLN Sektor Tello sebagai berikut:
1. Tinjauan umum mesin diesel.
2. Sistem pengoperasian.
3. Sistem perawatan mesin.
4. Dasar kerja mesin diesel
E. METODE PENULISAN
Penulisan ini dilakukan berdasarkan survei data yang telah diperoleh
pada PT. PLN (PERSERO) SULTANBATARA sebagai objek kegiatan kerja
praktek pada Unit PLTD Tello. Selain itu, diadakan juga diskusi dengan
beberapa pegawai PLTD Tello.
Disamping itu pula, penulisan berdasarkan pada studi literatur yang
digunakan sebagai bahan kajian dan referensi dalam penyusunan laporan
kerja praktek ini.
3
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
BAB II
PUSAT LISTRIK TENAGA DIESEL
TINJAUAN UMUM PLTD
A. Klasifikasi Mesin.
Pusat listrik tenaga diesel (PLTD) adalah merupakan pembangkit
tenaga listrik yang menggunakan bahan bakar solar (HSD) yang proses
penyalaannya dengan sistem tekanan udara tinggi.
Energi mekanis yang dihasilkan oleh mesin diesel ini selanjutnya
dikopel langsung dengan generator mengubah energi mekanis menjadi
energi listrik. Energi listrik inilah yang disalurkan kepada konsumen.
Seperti diketahui bahwa mesin diesel 4 langkah mempunyai proses
terjadinya usaha kerja dalam 4 langkah dimana keempat langkah
memerlukan langkah piston yang berbeda. Dimulai dari langkah isap, langkah
kompresi, langkah expansi (usaha) dan terakhir langkah buang. Siklus ini
terjadi berkesinambungan dengan tidak mengubah urutan langkahnya.
Untuk lebih jelasnya urutan keempat proses tersebut, maka dibawah
ini dijelaskan gerakan torak yang terjadi dalam silinder.
1. Langkah isap
Langkah isap adalah pengisian silinder dengan udara segar melalui katup
isap dimana pada saat piston bergerak dari titik mati atas (TMA) menuju titik
mati bawah yang ditarik oleh batang penggerak (Connecting rod) dimana
4
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
katup isap mulai terbuka pada awal langkah isap sampai piston mencapai titik
mati bawah(TMB).
Dalam hal ini udara seolah-olah melakukan kerja sebesar (tekanan konstan)
W = PO (V -V )
2. Langkah kompresi
Pada langkah ini kedua katup (isap dan buang) tertutup, dan piston bergerak
ketitik mati atas sehingga udara termampatkan didalam silinder. Akibatnya,
volume udara dalam silinder mengecil, disertai peningkatan temperatur dan
tekanan (mencapai maksimum). Proses ini terjadi secara adiabatis, jadi S =
0 dan Q = 0, penyelesaian persamaan menggunakan hukum termodinamika I
dan persamaan pendekatan gas mulia, sebagai berikut :
Persamaan gas mulia ; PV = RT....................................................................(1)
dimana :
P = Tekanan gas (Pascal)
V = Volume spesifik gas (m /kg)
R = Konstante gas universal (0,287 KJ/KgK)
T = Temperatur gas (K)
Differensial persamaan menjadi :
PdV + VdP = R dT .........................................................................................(2)
Formulasi hukum termodinamika I :
dQ = dU + W ..............................................................................................(3)
5
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Diketahui dQ = 0 dan dU = CvdT
Maka, dU = - PdV ..........................................................................................(4)
Subtitusi persamaan (4) ke (2) :
Diketahui, R = Cp – Cv maka,
PdV +Vdp = (Cp-Cv) dT *
Maka PdV + VdP = Cv dT, dan k =
Subsitusi menghasilkan :
PdV + VdP = (k-1) (-PdV)
~ PdV (1 + (k-1)) + VdP = 0,
+ = 0
maka, -k = diintegralkan
-k Ln V = Ln P
~ Ln = Ln P
Diperoleh : = P P = C
Untuk penurunan variabel T dan V diperlihatkan dibawah ini :
Substitusi persamaan (1) ke persamaan (4) :
Diperoleh, Cv dT = - dV *
6
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
~ Cv = - dv
menjadi, Cv = - (Cv (k-1))
Maka, = (1-k)
Dintegralkan menjadi, Ln T = (1-k) Ln V
Ln T = Ln
maka diperoleh = C atau T = C
Untuk proses 1-2 (langkah kompressi) terdapat ratio kompressi (rv) yang
merupakan perbandingan volume spesifik gas pada keadaan 1 dengan
keadaan 2, didefinisikan dengan :
rv = .........................................................................................................(5)
dengan demikian,
= (rv)
Dari persamaan diatas terlihat bahwa tekanan dan temperatur fluida
bertambah besar sesuai dengan kenaikan perbandingan kompressi.
3. Proses pemasukan kalor pada tekanan konstan.
Setelah torak mencapai titik mati atas terjadi proses injeksi bahan bakar
selang singkat sehingga temperatur campuran mencapai maksimum. Terjadi
kenaikan volume pada kondisi ini. Keadaan temperatur yang tinggi ini
7
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
menyebabkan campuran terbakar dengan cepat. Keadaan ini ditunjukkan
dengan persamaan melalui hukum termodinamika I :
dQ = dU +
dQ = CvdT + PdV diintegralkan menghasilkan :
Q = Cv (T3-T2) + P (V3-V2)
Perubahan entalpi system dirumuskan berdasarkan hukum termodinamika I :
H = U + PV maka diperoleh
Q = (U3+PV3) – (U2+PV2)
= H3 – H2 = Cp (T3-T2) -------qm = Q = Cp (T3-T2)
4. Langkah ekspansi atau langkah kerja
Langkah ekspansi terjadi pada saat kedua katup masih tertutup dan piston
bergerak dari titik tertentu setelah titik mati atas ke titik mati bawah oleh
desakan gas hasil pembakaran setelah proses pembakaran dilakukan melalui
batang engkol akan meneruskan daya ke poros engkol sehingga poros
engkol berputar. Pada keadaan ini pula volume gas hasil pembakaran
bertambah besar sehingga tekanan dan temperatur gas menurun. Proses ini
terjadi pada keadaan adiabatik, dengan demikian persamaan yang digunakan
adalah pada proses 2 diatas, yaitu pada langkah kompressi dan persamaan
(3) diulas kembali :
= C
sedangkan persamaan (3) :
8
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
dQ = dU +
dQ = 0. maka, pdV = -Cv (T4-T3) = Cv (T3-T4)
5. Proses pengeluaran kalor
Proses ini terjadi apabila katup buang mulai terbuka, sampai keadaan piston
mendorong gas hasil pembakaran keluar dari system. Perhitungan
persamaan ini dibatasi pada keadaan akhir yaitu hingga tekanan dalam ruang
pembakaran kurang lebih sama dengan tekanan atmosfer (pada volume
spesifik konstan). Menggunakan persamaan (3) untuk menentukan jumlah
kalor yang keluar dari system (tak berdaya guna) :
dQ = dU + , dimana = 0 dan dQ = - qk (kalor keluar system).
maka :
dQ = - dU, diintegralkan menjadi qk = - Cv (T1-T4)
atau qk = Cv (T4-T1)
Efisiensi thermis siklus, =
=
=
= 1 -
Diagram siklus Motor diesel 4 langkah :
9
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Proses pembangkitan energi pada motor diesel 4 tak sebagai berikut :
Langkah Hisap
o Katup hisap terbuka dan katup buang tertutup.
o Piston bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB).
o Udara masuk ke dalam silinder melalui katup hisap (intake valve), tekanan
udara masuk 1 bar dengan temperatur 15 – 30 C
Langkah kompresi
o Katup hisap dan katup buang tertutup pada saat piston mencapai TMB.
o Piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA)
pergerakan piston ke TMA mengakibatkan tekanan dan temperatur udara
10
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
di dalam silinder naik karena terjadi kompresi. Dimana tekanan akhir
kompresi mencapai 40 bar dan temperatur 550 C.
Langkah usaha
o Pada saat akhir langkah kompresi, bersamaan itu bahan bakar dikabutkan
ke dalam silinder dengan menggunakan injektor. Sehingga tekanan dan
temperatur makin tinggi di dalam silinder. Pencampuran antara bahan
bakar dan udara menyebabkan terjadinya pembakaran, peristiwa ini
disebut proses pembakaran.
o Katup isap dan katup buang tertutup, kemudian piston akan bergerak dari
TMA ke TMB karena adanya dorongan dari gas pembakaran. Tekanan
mencapai 80 bar dengan temperatur 1700 C.
Langkah buang
o Katup hisap tertutup dan katup buang terbuka.
o Setelah mencapai TMB, piston akan bergerak kembali ke TMA untuk
mengeluarkan gas pembakaran, peristiwa ini disebut langkah buang.
Temperatur gas buang berkisar 350 – 400 C.
Pergerakan translasi piston pada langkah usaha, menyebabkan poros engkol
(Crank Shaft) juga berputar. Putaran poros engkol ini juga akan memutar
poros generator, sehingga menghasilkan energi listrik.
11
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
B. Data spesifikasi mesin empat langkah
Berikut ini adalah data spesifikasi yang terdapat pada PLTD unit pembangkit I
Tello
1. MITSUBISHI
A. Mesin
Type = Mitsubishi-Man 18 V52/55A
Pabrik pembuat = Mitsubishi heavy industries LTD japan
Daya keluaran (PS) = 17.610
Siklus langkah = 4
Diameter silinder = 520 mm
Panjang langkah = 550 mm
Perb. kompressi = master cyl =11,2 slave CYL = 11,5
Tekanan pembakaran = 128 kg/cm
Jumlah silinder = 18
Bahan bakar = HSD atau MFO
Putaran = 428 rpm
Metode injeksi BB = injeksi tanpa udara
Turbocharge = type tekanan statis
B. Generator
Pabrik pembuat = Meidensa electric MFG LTD
Putaran = 428 rpm
12
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Daya keluaran = 15.750 kVA
Frekuensi = 50 Hz
Tegangan = 6300 V
Arus keluaran = 1.443 A
Phasa = 3
Faktor daya = 0,8 (lagging)
Type =Jenis medan motor dengan pendingin
sendiri
Hubungan stator = bintang
Kelas isolasi = F
C. Exiter
Pabrik pembuat = Meidensa electrik MFG LTD
Daya = 130 kVA
Tegangan = 100 V
Arus = 682 A
Putaran = 428 rpm
type = F-AA
Faktor daya = 90 %
Frekuensi = 71,4 Hz
Arus medan = 21,7 A
13
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
2. SW diesel
A. Mesin
Type = 9 TM
Pabrik pembuat = Stork Werkspoor Diesel BV Nederland
Daya terpasang = 12.400 kW
Siklus langkah = 4
Diameter silinder = 620 mm
Panjang langkah = 660 mm
Jumlah silinder = 9 buah
Bahan bakar = HSD atau MFO
putaran = 428 rpm
B. Generator
Pabrik pembuat = Cademesa (Spain)
Putaran = 428 rpm
Daya keluaran = 15.495 kVA
Frekuensi = 50 Hz
Tegangan = 6300 V
Arus = 1.420 A
Faktor daya = 0,8 (lagging)
Type = WA 242/87/14
14
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
C. Exiter
Pabrik pembuat = Cademesa (Spain)
Daya = 90 kVA
Tegangan = 82 V
Arus = 638 A
Putaran = 428 rpm
type = WE 6820 12/14
Faktor daya = 0,96 kVA
C. Peralatan Tambahan (Alat Bantu) Pada Instalasi Mesin Diesel (PLTD)
Injeksi bahan bakar
Syarat injeksi bahan bakar :
Penakaran yang teliti dari minyak bahan bakar.
Pengaturan waktu yang layak dari injeksi bahan bakar.
kecepatan yang sesuai dari injeksi bahan bakar.
Pengabutan yang baik dari bahan bakar.
Distribusi yang baik dari bahan bakar dalam ruang pembakaran.
Alat injeksi bahan bakar
Fuel Injection Pump
Fuel Injection Pump berfungsi untuk menginjeksikan bahan bakar dengan
tekanan yang tinggi menuju ke injektor.
15
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Injektor
Injektor berfungsi untuk mengabutkan bahan bakar ke ruang bakar, agar
terjadi pengabutan yang sempurna, sehingga dapat berlangsung
pembakaran yang sempurna dalam waktu yang singkat.
Pengatur bahan bakar (governor)
Berfungsi untuk mengatur jumlah pemakaian bahan bakar, agar
kecepatan putaran mesin tetap konstan dalam keadaan beban yang
berubah-ubah. Kenyataannya, beban tidak dapat melampaui beban
maksimum yang dapat dibawa oleh mesin. Aksi pengaturan tergantung
pada dua faktor yaitu : (1) karakteristik prestasi mesin. (2) karakteristik
beban yang digerakkan oleh mesin.
Turbocharger
Turbocharger merupakan jenis supercharger yang digerakkan dengan
daya yang dihasilkan oleh mesin itu sendiri, yaitu dengan memanfaatkan
energi gas buang untuk menggerakkan turbin gas yang selanjutnya
menggerakkan kompressor untuk menghisap udara yang lebih banyak.
Turbocharger berfungsi untuk :
a) Meredam kebisingan yang ditimbulkan oleh gas buang.
b) Melindungi lingkungan terhadap gas buang dan asap yang terjadi.
c) Mencegah / menghindari percikan api yang kadang-kadang timbul
bersamaan dengan keluarnya gas buang.
d) Memberikan energi kepada turbin gas buang pada turbocharger.
16
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
e) Memanfaatkan panas gas buang untuk kepentingan pemanasan.
Oil Cooler
Oil Cooler berfungsi untuk menurunkan suhu oli di sirkulasi mesin, dalam
proses pendingin oli, digunakan air sebagai pendingin dengan sistem
aliran yang berlawanan.
Lube oil priming pump
Ini befungsi sebagai pelumas awal terhadap bagian-bagian mesin start
atau putaran awal.
Lube oil separator dan fuel separator
Berfungsi untuk memisahkan kadar air atau partikel kotoran dari oli dan
bahan bakar.
Fuel booster pump
Berfungsi untuk mendistribusikan bahan bakar dari tangki bahan bakar ke
injection pump di setiap silinder.
Coling tower
Berfungsi untuk mendinginkan air sirkulasi pendingin dari oil cooler, heat
exchanger dan air cooler.
Water Cooler
Water Cooler berfungsi untuk mendinginkan air pendingin mesin dalam
proses pencampuran air mesin, digunakan air sebagai pendingin
17
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Circulation Water Pump
Berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin mesin dengan proses
aliran tertutup.
Generator
Berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
D. Sistem-sistem pada PLTD
Pada sistem Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD), ada beberapa sistem
yang perlu diperhatikan yaitu :
a) Sistem Udara dan Gas buang
b) Sistem Starter
c) Sistem Pelumasan
d) Sistem Air Pendingin
e) Sistem Bahan Bakar
a). Sistem Udara Dan Gas Buang
Udara sangat diperlukan dalam proses pembakaran, dimana udara
tersebut diambil langsung dari udara atmosfir. Sistem udara masuk ini
berfungsi menyediakan udara bersih yang cukup untuk proses pembakaran
bahan bakar didalam silinder. Pada PLTD Unit Pembangkitan I, baik
18
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Mitsubishi ataupun SWD, sistem udara masuknya menggunakan sistem
TURBOCHARGER yang terdiri dari :
a. Turbin.
b. Blower / kompressor.
c. Intercooler.
Gambar berikut ini menunjukkan sistem alliran udara dan gas buang
turbocharge
Gambar 2.5 Sistem Aliran Udara-Gas Buang Turbocharge
Sistem turbocharge memanfaatkan gas buang yang keluar dari silinder
untuk memutar turbin yang dikopel langsung dengan poros blower /
19
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
kompresor. Selanjutnya kompresor tersebut menghisap udara masuk ke
silinder. Udara yang dihisap pada temperatur sekitar 30oC dengan tekanan 1
atm (1,033 Kg/cm2) dan akan keluar dari kompresor sekitar 120oC dengan
tekanan 1,5 Kg/cm2.
Dengan temperatur udara yang tinggi ini (120oC), maka udara tersebut
perlu didinginkan, karena temperatur udara yang dibutuhkan dalam proses
pembakaran 50oC. Udara tersebut didinginkan dengan menggunakan
Intercooler sebelum masuk ke silinder. Sistem Intercooler pada PLTD Tello
menggunakan air yang sudah melalui proses Chemical Water Treatment.
Kemudian masuk ke Intercooler dan disirkulasikan dengan pompa, lalu
masuk ke dalam radiator untuk didinginkan kembali. Temperatur air
pendingin yang masuk ke Intercooler 70oC dan yang keluar 80oC.
Kemudian udara dari Intercooler masuk ke intake manifold untuk diturunkan
tekanannya dan kandungan air di dalam udara dipisahkan dengan cara
diembunkan. Udara tersebut masuk ke ruang bakar untuk selanjutnya
dikompresi. Pada akhir langkah kompresi bahan bakar diinjeksikan ke dalam
silinder sehingga terjadi proses pembakaran antara bahan bakar dan udara.
Gas hasil pembakaran yang tidak dimanfaatkan menjadi kerja berguna
namun masih memiliki energi tinggi (temperatur 350 500oC dan tekanan
0,5 2 Kg/Cm2) sebelum dibuang ke exhaust dimanfaatkan untuk
memutar turbin pada sistem turbocahrger. Temperatur gas buang pada sisi
keluaran turbin yang masih tinggi (300oC s/d 350oC), dimanfaatkan kembali
20
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
untuk memanaskan air pada boiler menjadi uap untuk dipergunakan sebagai
pemanas pada Fuel Oil Steam Heater dan Lub Oil Steam Heater.
PLTD Mitsubishi menggunakan 2 turbocharger per unit, sedangkan
pada SWD hanya 1 turbocharger per unit. Putaran turbocharger tersebut
adalah 14.000 rpm.
b). Sistem Starter
Selain itu PLTD ini menggunakan sistem udara tekan yang berfungsi
untuk start awal. Sistem ini menggunakan sebuah botol angin / tangki udara,
dimana udara diambil dari udara sekitar melalui sebuah kompresor. Udara
dikompresi masuk kedalam tangki / botol angin. Pada botol angin tersebut
dilengkapi valve dan manometer yang berfungsi untuk mengukur tekanan
udara di dalam tangki. Pada saat akan start awal, valve / kran dari botol angin
dibuka, sehingga udara yang bertekanan tersebut masuk pada sebuah
starting valve yang akan terhubung secara otomatis pada saat valve / kran
botol angin dibuka, lalu masuk ke ruang bakar / silinder. Sebelum masuk ke
starting valve, udara tersebut melewati sebuah reducer dan filter.
Setelah mesin beroperasi secara normal, maka kran botol angin
segera ditutup, karena suplay udara berikutnya menggunakan udara yang
masuk dari intake manifold (diambil dari sistem turbocharger).
Kalau mesin diesel distart, maka poros engkolnya harus diputar oleh
alat dari luar sedemikian rupa sehingga udara didalam silinder ditekan pada
21
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
TMA sampai suatu tekanan, yang apabila bahan bakar diinjeksikan akan
menyala dan menghasilkan langkah daya. Terdapat dua persyaratan penting
yang harus dipenuhi untuk menstart :
Kecepatan cukup. Kecepatan menstart tergantung pada jenis dan ukuran
mesin, keadaannya dan suhu udara sekeliling. Apabila kecepatan
menstart tidak mencukupi maka akan menurunkan tekanan kompresi dan
suhu pada akhir langkah dibawah yang diperlukan untuk menyalakan
bahan bakar yang diinjeksikan.
Perbandingan kompresi tepat. Kalau perbandingan kompresi tidak cukup
tinggi maka suhu akhir dari pengisian udara tekan juga akan terlalu
rendah untuk penyalaan.
Penstater Udara
Pada mesin diesel yang digunakan pada PLTD Tello baik itu jenis
SWD maupun jenis MITSUBISHI, keduanya menggunakan metode penstater
udara dalam menjalankan awal mesin, salah satu alasan menggunakan
penstater udara untuk mesin besar seperti ini adalah bahwa udara tekan
mudah untuk diproduksi, mudah untuk disimpan dan sebagai gas
berkelakuan selama ekspansi mirip dengan gas pembakaran dalam silinder.
Penstater udara sangat sesuai untuk mesin diesel besar yang
memerlukan penggunaan energi besar dalam waktui singkat. Penekanan
udara ke dalam tangki dan penggunaan udara dari tangki dapat memberikan
energi yang diperlukan sejumlah berapapun yang dikehendaki. Tekanan
22
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
udara penstater pada suatu mesin diesel biasanya 150 sampai 300 psi,
mesin injeksi udara mempunyai kompresor udara tekanan tinggi dan untuk
memperkecil ukuran tangki udara, digunakan tekanan udara dari 500 sampai
700 psi.
Volume tangki udara yang diperlukan untuk menstart mesin dapat
diambil sebesar 15 sampai 20 kali lipat perpindahan torak total untuk mesin
kecil. Udara tekan yang digunakan untuk menstart dapat dikembalikan dalam
jangka waktu yang relatif lama setelah mesin distart, oleh sebab itu
kompresor udara bisa kecil dan tidak memerlukan banyak daya. Kompresor
dapat digerakkan langsung dari mesin atau dari sumber daya terpisah,
misalnya motor bakar kecil yang distart dengan tangan atau motor listrik.
c). Sistem Bahan Bakar
Bahan bakar yang digunakan pada siste PLTD Unit Pembangkit I
(SWD dan Mitsubishi) adalah bahan bakar MFO dan HSD. Namun untuk
menjamin faktor kehandalan peralatan dan pemeliharaan, maka untuk
sementara baik Mitsubishi maupun SWD menggunakan HSD sebagai bahan
bakar. sistem penyaluran bahan bakar MFO dan HSD menggunakan sistem
penyaluran yang sama sebelum masuk kedalam engine. Perbedaannya yaitu
pada sistem MFO, bahan bakar dari tangki bulanan, terlebih dahulu melewati
setting tank sebelum masuk ke tangki harian (service tank).
23
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Aliran Bahan Bakar Marine Fuel Oil (MFO)
MFO dari tangki bulanan dialirkan dengan menggunakan transfer
pump ke tangki pengendap. Dimana pada setting tank ini, terdapat level
control yang berfungsi untuk mengatur pembukaan katup solenoid dan
pompa transfer bahan bakar MFO. Namun sebelum masuk ke transfer pump,
MFO tersebut disaring terlebih dahulu. Jika bahan bakar telah masuk setting
tank, maka level control akan bekerja, dimana mengontrol isi tangki (90 %
dari kapasitas total tangki). Kemudian katup solenoid akan tertutup dan kerja
pompa transfer akan berhenti.
Setelah itu, MFO akan dibersihkan di dalam purifier. Namun untuk
memudahkan proses penjernihan di purifier, maka bahan bakar tersebut
dilewatkan pada suatu saringan awal (Strainer), lalu dipanaskan pada suatu
Steam Heater (uap diambil dari boiler gas buang) dan Electric Heater hingga
mencapai suhu 80oC dengan tekanan masuk ke purifier 2 – 3 bar.
Jika aliran bahan bakar telah mencapai suhu yang diinginkan, maka
setelah melewati Steam Heater, bahan bakar tersebut tidak dipanaskan lagi
pada Electiric Heater. Tetapi jika suhu belum mencapai suhu tersebut, maka
bahan bakar MFO dipanaskan lagi oleh Electric Heater.
Setelah melewati heater, bahan bakar masuk ke purifier yang di
dalamnya terdapat piringan-piringan (disc) yang berputar dengan kecepatan
putaran tinggi (sekitar 5500 rpm). Karena tingginya putaran purifier ini
menghasilkan gaya sentrifugal, sehingga elemen yang berat akan terlempar
24
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
lebih jauh dan selanjutnya akan terpisah dengan yang lainnya. Bagian yang
berat akan terkumpul di bawah (yang berupa kotoran), sedangkan bagian
atas merupakan cairan bahan bakar yang akan dialirkan ke service tank.
Purifier ini merupakan alat yang berfungsi memisahkan cairan bahan
bakar dengan zat yang lain dengan gaya sentrifugal berdasarkan perbedaan
berat jenis cairan yang dipisahkan (berat jenis MFO = 0,945 Kg/It).
Setelah bahan bakar diyakinkan bersih, maka bahan bakar tersebut
dialirkan ke service tank. Dimana dalam service tank ini, temperatur bahan
bakar diharapkan tidak kurang 60oC. Service tank ini juga mempunyai level
indicator untuk mengetahui tinggi rendahnya cairan serta memberikan signal
maksimum dan minimum level. Selanjutnya MFO menuju Fuel Oil Mixing
Tank sebelum masuk ke engine. Sebelum masuk ke Mixing tank, bahan
bakar melewati flowmeter (untuk mengukur dan mengamati jumlah aliran
bahan bakar) dan Change Over Valve (sebagai katup pemisah aliran antara
HSD dengan MFO), lalu melewati kembali steam heater dan electric heater
hingga mencapai temperatur 90oC. Setelah melewati oil mixing tank,
bahan bakar tersebut dialirkan melewati Strainer (saringan terakhir) sebelum
masuk keruang bakar.
Aliran Bahan Bakar High Speed Diesel (HSD)
Aliran bahan bakar HSD hampir sama dengan MFO, tetapi sistem
aliran bahan bakar MFO harus melewati setting tank dan disaring melalui
purifier. Hali ini disebabkan karena MFO cenderung lebih mudah
25
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
terkontaminasi dengan unsur-unsur lain seperti tanah, air, timbal (Ti), sulfur
(S). Sedangkan HSD cenderung lebih cepat terdeteksi, jika bercampur
dengan zat lain.
HSD mengalir dari tangki bulanan bulanan menuju tangki harian
(service tank), kemudian menuju Change Over Valve melewati Flowmeter.
Setelah melewati Flowmeter ini, HSD dipompa ke Fuel Oil Mixing Tank,
disalurkan melalui strainer menuju ke mesin.
Bahan bakar MFO dan HSD dimasukkan ke mesin dengan
menggunakan Fuel Injection Pump dan Injektor. Bahan bakar dipompakan
menggunakan Injection Pump dengan tekanan tinggi ke injector, kemudian
dikabutkan oleh injector ke silinder sesuai dengan urutan waktunya
penyalaan / pembakaran (firing order) masing-masing sillinder.
Agar diperoleh pendistribusian daya yang seimbang pada sepanjang
bentangan poros, maka penyalaan tidak diurut 1 – 2 – 3 dst, namun dibuat
berselang-seling. Sedangkan pengaturan jumlah pemakaian bahan bakar
diatur oleh Governor, agar putaran mesin tetap konstan, meskipun bebannya
berubah-ubah.
26
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Gambar berikut ini menunjukkan sistem aliran bahan bakar pada PLTD
Mitsubishi.
Gambar 2.6 Sistem Aliran Bahan Bakar Pada PLTD Mitsubishi.
d). Sistem pelumasan
Agar mesin Diesel dapat beroperasi dengan baik, aman, ekonomis
dan optimal, maka harus ditunjang dengan sistem pelumasan yang baik .
Pelumasan ini berfungsi sebagai pelicin, pendingin, perapat, pembersih,
pencegah korosi dan peredam kejut.
Adapun syarat pelumasan adalah :
27
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
a) Tertutup
b) Bertekanan
c) Dapat disirkulasikan
d) Dapat menjangkau keseluruhan bagian
e) Dapat dibersihkan
f) Dapat didinginkan
Sistem pelumasan pada mesin diesel merupakan hal yang sangat
penting karena pada sistem ini, terdapat bagian-bagian yang bergerak
translasi ataupun rotasi yang menyebabkan terjadinya gesekan.
Sistem pelumasan PLTD Unit Pembangkit I (Mitsubishi dan SWD)
pada prinsipnya sama. Tetapi sistem pendingin lub oil Mitsubishi,
menggunakan sistem Oil Cooler, sedangkan pada SWD Diesel didinginkan di
dalam udara.
Berdasarkan Diagram Lub Oil Steam, pada saat mesin dijalankan
maka lub oil sump tank menuju ke mesin dengan melewati lub oil cooler,
pelumasan bergerak ke bagian bawah silinder (Karter), kemudian ke lub oil
sump tank untuk disirkulasikan kembali, setelah mesin beroperasi sekitar
90% maka tugas lub oil priming pump digantikan dengan gear lub oil pump.
untuk menjaga kualitas lub oil, maka lub oil tersebut disaring pada glacier
centrifugal lub oil filter juga dihisap dan dipompa oleh purifier melewati
heater (steam heater dan elektrik heater) lalu masuk ke purifier, clean oil
yang dihasilkan masuk kembali kedalam lub oil sump tank. Temperatur lub oil
28
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
masuk 50 – 63oC, sedangkan temperatur keluar 70 – 90oC dengan tekanan 5
– 8 bar.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk pemilihan minyak
pelumas, antara lain :
a) Viscositas (kekentalan), sebagai tahanan fluida untuk mengalir. Makin
tinggi viscositas makin sulit untuk megalir (makin kental).
b) Pour point (titik tuang), merupakan temperatur terendah dimana pelumas
mesin dapat mengalir.
c) Flash point (titik nyala), merupakan temperatur minimum pelumas yang
dapat menguap pada tekanan atmosfer sehingga dapat menyala bila
diletakkan pada api.
d) Fire ponit (titik bakar), temperatur minimum dimana uap pelumas cukup
banyak dan dapat terbakar. Biasanya fire point pelumas di atas 30oC
Flash ponit.
e) Demulsibility, sifat kemudahan untuk terpisah dari air.
Bagian-bagian terpenting untuk dilumasi antara lain Main Bearing,
piston, Crank Shaft, Cam shaft, Rocker Arm dan bagian-bagian lainnya.
Disamping untuk pelumasan mesin, sistem PLTD dilengkapi juga pelumasan
untuk turbocharger, dimana prinsip kerjanya sama. Dari data pemeliharaan
PLTD diperoleh untuk engine Mitsubishi menggunakan jenis pelumas Shell
argina T40 yang diproduksi oleh Shell. Sedangkan untuk SWD menggunakan
Salyx, dengan sifat/karakter yang sama dengan argina T40, dimana
29
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
pelaksanaan penambahan/pergantian berdasarkan kondisi pelumas itu
sendiri (hasil pengamatan secara kimia) dan pemeriksaan kualitas pelumas
dilakukan secara rutin setiap minggu. Untuk Turbochareger pada Mitsubishi
menggunakan Shell argina T40 sedangkan SWD menggunakan Shell turbo
T68 dimana penambahan/pergantian setelah sekitar 1000 jam.
30
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Gambar 2.7 Sistem Pelumasan Pada PLTD Mitsubishi
e). Sistem Air Pendingin
Pendingin berfungsi untuk menyerap panas supaya temperatur
bagian-bagian mesin tertentu tetap stabil sesuai dengan batasan-batasan
yang dizinkan.
Sistem air pendingin pada PLTD Unit Pembangkitan I, menggunakan
air yang disuplai dari PDAM, kemudian masuk ke Chemical Water Tank
(setelah mendapat perlakuan/treatment secara kimiawi), sehingga air
disalurkan ke engine dalam keadaan bersih dan memenuhi syarat untuk
digunakan pada sistem pendinginan ini.
Air tersebut menuju ke Priming Cooling Water Expansi Tank untuk
dialirkan ke engine melalui pipa saluran Jacket Water Cooler. Di dalam
Jacket Water Cooler ini, air pendingin didinginkan oleh air yang diambil dari
secondary cooling water system. Air di dalam secondary cooling water
diambil dari sungai, kemudian masuk ke cooling tower. Setelah itu dipompa
dengan menggunakan secondary cooling water pump melalui lub oil cooler,
lalu masuk ke water cooler dan kembali ke cooling tower.
31
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Didalam water cooler, air dari secondary cooling water masuk melalui
pipa-pipa kecil, sehingga antara air pendingin engine dengan air secondary
cooling tidak bersentuhan langsung.
Temperatur inlet jacket cooling Water 70 s/d 80oC dan temperatur
outlet sekitar 85 s/d 95oC dengan tekanan 2,5 – 3,5 bar. Karena air yang
masuk ke engine tidak akan sama dengan jumlah air yang keluar (karena
adanya penguapan) dan untuk memberikan air pendingin mesin secara
kontinu, maka sistem pendinginan dilengkapi primary cooling water expansi
tank.
Gambar 2.8 Sistem Pendinginan
32
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
E. Standing Operation Procedure (SOP)
I. Persiapan Start Angin (air running)
1. Buka kran bahan bakar dan kran mesin jika tidak dibuka pada saat master
kontrol dipanel generator diputar pada posisi stand by semua alat bantu
start secara otomatis termasuk pompa bahan bakar sehingga akan terjadi
luapan bahan bakar pada saringan utama bahan bakar masuk mesin.
2. Pompa minyak pelumas distart manual.
3. Buka kran injektor cooling water heater.
4. Buka kran indikator cylinder 1 sampai 9.
5. Putar handle rack bahan bakar posisi stop.
6. Buka kran udara turning gear.
7. Masukkan turning gear, putar turning gear minimum 2 putaran kemudian
dilepas lagi.
8. Buka kran dari botol angin. Tekanan udara start 25 sampai 30 kg/cm2.
9. Jalankan L.O purifier sesuai SOP.
10.Jalankan MFO purifier sesuai SOP bila mesin hendak dioperasikan
menggunakan bahan bakar MFO.
11.Putar master kontrol di panel generator ke posisi stand by.
12.Ambil gambar ”STINT” (Start interlock) di panel generator baca apa saja
yang belum normal segera atasi dan tunggu sampai normal.
13.Putar master control di panel generator ke posisi start.
II. Persiapan start Mesin
33
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
1. Kembali posisi master control panel generator ke posisi stand by jika
sebelumnya start angin dari panel generator.
2. Tutup semua kran indikator.
3. Putar handle rack bahan bakar ke posisi operasi.
4. Periksa semua isi tangki-tangki air yang ada, jika kurang ditambah atau
dicek sistem otomatisnya.
5. Periksa semua tangki minyak pelumas (tangki pelumas mesin dan CVS)
jika kurang ditambah atau dicek sistem otomatisnya.
6. Periksa tangki bahan bakar, jika kurang cek sistem otomatisnya, saklar
pompa transfer bahan bakar pada posisi on dan switch auto manual
dalam posisi auto.
7. Periksa air boiler, jika kurang airnya ditambah atau chek sistem
otomatisnya.
8. Periksa level oil turbocharger gelas penduga (T/C) jika kurang ditambah.
9. Ambil gambar STINT di panel generator baca dan jika semua normal
mesin sudah dapat distart.
10.Mesin distart dengan cara :
a. - Selector switch di panel diesel posisi remote.
- Putar master control di panel control generator ke posisi start.
- Mesin start, putaran mesin antara 180 – 220 rpm.
b. - Selector switch di panel control diesel posisi lokal.
- Tekan tombol start engine di panel kontrol diesel.
34
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
- Mesin start, putaran mesin antara 180 – 220 rpm.
c. - Emergency start ditekan, mesin start.
Sangat dianjurkan untuk tidak menggunakan emergency start,
karena jika lupa/tidak melepas turning gear maka turning gear akan
ikut berputar.
III. Masa pemanasan dan pengamatan
1. Masa pemanasan antara 5 – 10 menit.
2. Pemeriksaan kondisi mesin mengenai bunyi ketukan, kelainan suara dan
lain-lain.
3. Pemeriksaan ulang terhadap alat-alat bantu mengenai kemacetan,
bekerja kurang normal,
4. Pemeriksaan terhadap alat-alat ukur mengenai penyimpangan
pengukuran dan lain-lain.
5. Nominal 428 rpm (full speed).
IV. Persiapan dan proses synchron secara auto
1. Naikkan putaran mesin melalui switch governor, dengan memutar ke
posisi ”raise” sampai putaran nominal 428 rpm (full speed)
2. Masukan saklar exitasi, putar sampai ke tanda sesaat akan terdengar
kontraktor exitasi masuk. Tegangan akan menunjuk 6,3 KV.
35
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
3. Masukkan anak kunci synchronuscope dan putar ke kiri, putar
syncronizing switch ke posisi T (test). Test lampu synchronouscope lihat
apakah sistem syncron sudah tepat saatnya.,
4. Putar synchronizing switch ke posisi auto/I, segera susul putar swicth
circuit breaker ke posisi ON.
5. Lihat kondisi synchroscope bila generator sudah paralel segera bebani
25 % dan atur cos . Off kembali synchronudcope dan selanjutnya
naikkan secara bertahap dan atur cos .
V. Synchron Generator Secara Manual.
1. Naikkan putaran mesin sampai putaran nominal 428 rpm melalui switch
raise governor dipanel generator.
2. Setelah exitasi generator masuk dan tegangan naik diatas 5,5 KV buat
AVR / MVR balancing meter posisi ”0” (nol) volt, dengan cara menaikkan
atau menurunkan tegangan lewat ”Voltage adjustment” (auto).
3. Bila posisi AVR / MVR balancing, meter telah mencapai posisi 0 (nol) volt,
pindahkan AVR selector switch keposisi manual.
4. Atur tegangan generator secara manual lewat voltage adjustment (man)
sama dengan tegangan bubar system.
5. Pindahkan ”Synchronizing” switch dari 0 ke posisi M (manual).
36
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
6. Putar kunci manual syncronisasi searah jarum jam / kanan dan tekan.
Kemudian balas kekiri untuk mempertahankan lampu indicator manual
syncronisasi tetap menyala.
7. Putar tombol / saklar ”Circuit breaker” ke posisi ”on” (ingat hanya sebatas
on saja), jangan sampai lebih tanda.
8. Setelah posisi meter-meter panel syncronizing menunjukkan :
KV
+ pada posisi sama
Slow - fast berputar lewat ”fast” dan tepat.
H Z.
Masukkan saklar ” Circuit Breaker” dengan menambah putaran ke
kanan dari ON.
9. Setelah generator pararel berbeban 1-2 MW putar kembali syncronizing
switch keposisi 0 (dari M ke 0) dan putaran kembali kunci ke posisi
semula sampai indicator lampu manual syncronisasi padam.
10.Lihat dan atur balancing meter AVR / MVR posisi tepat ”0” (sangat
penting).
11.Segera pindahkan AVR selection ke posisi ”auto” Tegangan generator
selanjutnya diatur seperti biasa lewat ”Voltage adjustment” (auto).
12.Setelah paralel tutup kembali kran injektor cooling water heater.
VI. Proses Melepas Beban dan Stop Mesin.
37
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
1. Beban diturunkan bertahap = 0,5 MW, switch circuit breaker diputar ke
posisi off.
2. Beban nol. Lepas OCB / PMT generator dengan cara memutar switch
circuit breaker sampai tanda.
3. Melepas exitasi dengan cara memutar switch exitasi ke kiri sampai tanda.
4. Turunkan putaran mesin sampai signal “high speed setting” padam atau
putaran 180 = 220 rpm dan proses pendinginan dengan putaran ini
10 menit.
5. Master control switch diputar ke posisi “stop” mesin stop.
6. Buka kran indicator silinder 1 sampai 9 selama proses pendinginan atau
lebih lama agar tidak terjadi pengembunan dalam ruang bakar yang dapat
menyebabkan korosi.
7. Alat bantu akan stop sesuai setting masing-masing.
8. Setelah pompa bahan bakar harus ditutup agar tidak ada gravitasi, karena
tidak ada tekanan oli CVS untuk menahan seal pompa injeksi
9. Stop L.O dan MFO purifier sesuai SOP.
38
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
BAB III
PEMELIHARAAN MESIN PADA PLTD
A. DEFENISI, TUJUAN DAN SASARAN PEMELIHARAAN
I. Defenisi pemeliharaan
Melakukan segala aktifitas terhadap PLTD, untuk mempertahankan unjuk
kerja semula atau mengembalikan kepada kondisi semula secara optimal,
agar aset fisik (PLTD) tersebut dapat memenuhi syarat fungsinya sesuai
tujuan dan sasarannya.
II. Tujuan Pemeliharaan
Sebagaimana peralatan pada umumnya, maka peralatan yang beroperasi
dalam sistem pembangkit listrik harus dipelihara secara rutin sesuai
39
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
dengan buku petunjuk pemeliharaan pabrik. Pemeliharaan PLTD
dilakukan untuk mempertahankan unjuk kerja yang optimal telah
ditetapkan atau mengembalikan pada posisi semula agar PLTD dapat
beroperasi dengan efisien, ekonomis dan handal.
III. Sasaran pemeliharaan
Sasaran pemeliharaan PLTD diarahkan untuk mencapai :
a. Jam operasi lebih besar dari 6000 jam pertahun.
b. Kapasitas mampu kontinue lebih besar dari 80% dari kapasitas
terpasang.
c. Mempertahankan tingkat efsiensi pemakaian bahan bakar dan
pelumas sesuai spesifikasinya.
d. Biaya pemeliharaan pada batas-batas yang ekonomis.
e. Mempertahankan tingkat keamanan dan keselamatan kerja.
B. METODE PEMELIHARAAN
Pemeliharaan unit pembangkit disusun berdasarkan tiga metode
pemeliharaan yang terdiri dari :
Time base maintenance.
On condition base maintenance.
Break down maintenance.
I. ”TIME BASE MAINTENANCE”
40
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Merupakan pemeliharaan yang ditentukan berdasarkan waktu , dapat
berupa jam operasi atau hari kalender.
Metode pemeliharaan tipe ini berdasarkan pada pengalaman operasi
mesin sebelumnya, serta taksiran umur pakai / keausan komponen mesin,
terutama bagian-bagian bergerak (moving parts) antara lain bearings,
piston ring, gears dan lain sebagainya.
Melalui program ini mesin diberhentikan setelah mencapai suatu jam
tertentu. Selanjutnya dapat dilakukan pembongkaran sebagian atau
keseluruhannya untuk melakukan inspeksi maupun penggantian suku
cadang yang telah melebihi batas ukur yang diizinkan.
II. ”ON CONDITION BASE MAINTENANCE”
Merupakan pemeliharaan yang ditentukan berdasarkan hasil pemantauan
kondisi dinamakan on condition karena komponen tetap beroperasi pada
kondisi dimana mereka memenuhi harapan standar prestasi. Predictive
Maintenance termasuk dalam ”on condition Maintenance”.
Jumlah pertanda yang diberikan oleh berbagai kegagalan potensial
bervariasi dari mikro detik sampai puluhan tahun. Interval lebih lama
berarti frekuensi inspeksi lebih rendah artinya lebih banyak waktu untuk
mencegah kegagalan fungsi, sehingga usaha keras terus dilakukan untuk
mengembangkan teknik-teknik on condition yang dapat memberikan lebih
banyak lagi pertanda yang mungkin dari kegagalan fungsi yang besar.
41
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Kegiatan on condition merupakan cara yang sangat baik untuk
mengantisipasi kegagalan fungsi, tetapi kadang-kadang mahal ditinjau
intensitas penggunaannya.
Predictive maintenance adalah perawatan yang dilakukan untuk mencari
tahu sedini mungkin apakah kegagalan potesial sedang terjadi dengan
melakukan pemantauan secara berkala terhadap parameter-parameter
prestasi mesin yang mencirikan kegagalan potensial tersebut sehingga
upaya pencegahannya dapat di temukan mengingat penyebab
kegagalannya telah diketahui. Ciri kegagalan potensial dimaksud bisa
bersifat dinamik (vibrasi defleksi), temperatur maupun elektrikal. Diagnosa
predictive maintenance yang dilakukan dapat menetapkan kondisi
kesehatan mesin yang sebenarnya, sehingga keputusan perawatan
mengacu bukan kepada interval waktu yang tetap pada kondisi mesin.
III. ”BREAKDOWN MAINTENANCE” (BM)
Breakdown maintenance adalah perawatan yang dilakukan hanya apabila
peralatannya gagal berfungsi, jadi bersifat menunggu sampai peralatan itu
rusak.
Perawatan yang ini masuk dalam kategori perawatan tak terencana.
Beberapa penyebab timbulnya kerusakan antara lain :
a. Kerusakan yang disebabkan oleh salah operasi dan atau salah
pemeliharaan kemudian dilakukan ”perbaikan pada sistem” yaitu
memperbaiki bagian yang rusak dengan mengganti baru yang sama.
42
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
b. Kerusakan yang disebabkan oleh salah desain dan kemudian
dilakukan ”perbaikan sistem” yaitu memperbaiki yang rusak dengan
mengganti baru barang / sistem yang telah dimodifikasi.
Pemeliharaan cara ini dilakukan dengan mengoperasikan mesin terus
sampai terjadinya gangguan / kerusakan atau sampai terjadinya tingkat
operasi yang tidak efisien maupun sampai terjadi mutu produksi yang
rendah sehingga terpaksa dilakukan tindakan shut down mesin.
C. SEBAB-SEBAB DAN PENANGGULANGAN KERUSAKAN PADA PLTD
Dalam berbagai jenis pengoperasian yang terdapat pada PLTD Unit
pembangkit I Tello sering ditemui kendala-kendala yang terjadi pada saat
mesin sedang atau setelah beroperasi dalam jangka waktu tertentu, adapun
kendala yang dihadapi antara lain terdapat pada :
1. Turbocharge
Mengingat turbocharge bekerja dengan memanfaatkan gas buang
mesin dengan suhu tinggi 650oC dan bekerja pula pada putaran tinggi untuk
itu diperlukan pemeriksaan dan pembersihan berkala yang kontinu terhadap
kemungkinan terjadinya : korosi, erosi, penumpukan deposit yang berlebihan
dan kemungkinan masuknya material asing kedalam turbocharge.
Beberapa indikasi diperlukannya perawatan tersebut dapat dilihat dari
beberapa kelainan antara lain : kenaikan suhu mesin, penurunan boost
pressure polusi yang berlebihan pada exhaust gas, getaran yang cukup tinggi
dan lain-lain.
43
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Pada umumnya bagian turbocharge yang perlu dilakukan
pemeriksaan yaitu :
a. Penurunan diameter dari kompresi wheel yang dikarenakan menyentuh
dinding partition wall sehingga mengakibatkan penurunan udara bilas
yang dihasilkan turbocharge.
b. Turbine blade menyentuh nozzel ring dan shoroud ring yang dikarenakan
terjadinya unbalance karena penumpukan deposit yang berlebihan dari
gas buang pada part tersebut.
c. Penurunan diameter sealing strip yang berakibat kebocoran pada gas
buang kedalam intake manifold mesin.
Pembersihan Kompresor Wheel.
Pembersihan dapat dilakukan dengan jalan menyemprotkan air
melalui saluran khusus yang dilengkapi dengan nozzel pada ujungnya.
Sistem pembersihan semacam ini umunya telah terpasang pada
setiap turbocharge. Semburan air dalam jumlah tertentu tersebut
selanjutnya membilas kompressor yang sedang berputar.
Pembersihan Sisi Turbin
Selama pengoperasian turbine blade nozzel vanes menjadi kotor
karena kontaminasi bahan bakar dan minyak pelumas (dalam jumlah
yang kecil). Hal semacam ini akan lebih sering dijumpai pada mesin
dengan beban yang tidak konstan, dimana putaran mesin naik-turun
44
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
sesuai beban pada mesin yang mempergunakan bahan bakar jenis
Heavy Fuel Oil kecenderungan terjadinya kontaminasi lebih besar.
Pada mesin empat langkah indikasi terjadinya kontaminasi dapat
dilihat pada kenaikan kecepatan dan tekanan udara bilas. Hal tersebut
dapat terlihat pada kondisi beban penuh, sehingga ketika turbin blade
sangat kotor dapat menimbulkan ledakan kompressor.
Dengan demikian pembersihan pada sisi turbin senantiasa
dilaksanakan pada iterval waktu tertentu dimana akan sangat
ditentukan dari pembakaran. Metode pelaksanaan pembersihan dapat
dilakukan dengan air yang disemprotkan melalui nozzel yang
terpasang pada exhaust manifold. Untuk pembersihan cara ini harus
dilakukan pada temperatur dan putaran mesin yang serendah
mungkin. Namun untuk beberapa kasus tertentu dimana out put dan
temperatur mesin tidak mungkin untuk diturunkan dan untuk
medapatkan hasil pembersihan yang lebih sempurna dapat dilakukan
dengan menyemprotkan bubuk pembersih.
2. Start mula
Start mula berfungsi untuk start awal mesin. Kendala yang mungkin
dihadapi dalam melakukan start awal kemungkinan disebabkan oleh :
Kurangnya angin yang terdapat pada tabung angin start awal.
Pipa saluran start awal tersumbat.
45
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Pilot start kotor.
Dari kendala-kendala yang disebutkan di atas maka dapat dilakukan
penaggulangan sebagai berikut :
Jalankan kompressor untuk mengisi tabung angin start awal. Apabila
kompressor tidak mampu mengisi tabung kemungkinan terjadi kerusakan
pada komponen kompressor.
Pipa saluran terlebih dahulu dilepas kemudian pipa direndam dalam solar
disatu tempat untuk langkah pencucian lalu disemprotkan dengan udara
bertekanan 2 bar.
Lepas pilot start lalu rendam dalam solar disatu tempat kemudian
disemprot dengan udara. Lubang klep beserta klep pada pilot start
dibersihkan dengan jalan mengamplas dengan menggunakan amplas
paling halus.
Pemeriksaan defleksi.
3. Injection pump
Injection pump berfungsi sebagai alat bantu untuk memasukkan bahan
kedalam ruang bakar, tanpa adanya injection pump maka bahan bakar tidak
bisa disemprotkan kedalam ruang bakar.
kendala yang mungkin dihadapi oleh injection pump adalah tidak
berfungsinya injection pump yang disebabkan hal-hal sebagai berikut :
Tersumbatnya saluran yang terdapat pada injection pump.
46
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Longgarnya baut pengikat injection pump dengan injector.
Patahnya pipa saluran bahan bakar yang disebabkan oleh getaran mesin
yang terlalu besar beserta dengan usia pipa itu sendiri.
Dan kendala-kendala yang disebutkan di atas maka dapat dilakukan
penanggulangan sebagai berikut :
1. Pipa saluran telebih dahulu dilepas dari injection pomp dan injector,
kemudian pipa direndam dalam solar disatu tempat untuk langkah
pencucian lalu disemprotkan dengan udara bertekanan 2 bar termasuk
lubang pompa injector agar kotoran dan debu hilang lalu dipasang
kembali.
2. Periksa baut pengikat pipa saluran, bila longgar kencangkan.
3. Bila terjadi kerusakan yang tidak bisa diperbaiki lagi maka gantilah
dengan spare part yang baru.
47
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
BAB IV
PEMBAHASAN
A. ANALISA PERHITUNGAN KEMAMPUAN MESIN
Perhitungan untuk beban 10 Mwatt pada SWD dengan data sebagai
berikut dimana putaran mesin konstan :
N = 428 rpm Z = 9
Tdb = 35oC LHVbb = 4210 kj/kg
Twb = 32oC T = 48oC
T = 435oC L = 660 mm
48
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
SF = 0,269 ltr/kwh=0,226 kg/kwh Rk = 11
D = 620 mm Beban = 10 Mwatt
= 1,3 Bar = 130 KPa
1. Volume silinder (VL)
VL =
VL =
VL = 1792,42 Liter = 1,792 m3
2. BHP (Break Horse Power)
BHP = 10.000 Kwatt 10 Mwatt
3. T (Torsi)
T =
T =
= 223114,49 N 223,114 KN.
4. Spesifik Fuel Combustion / Konsumsi bahan bakar (SFC)
SFC = 0, 226 kg/Kwatt h
FC = SFC . BHP
= 0,266 . 10000 = 2260 kg/h
5. Tekanan Awal Kompresi (Pa)
49
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
Pa = (0,9 0,95)
= (0,95) 130
= 123,5 KPa
6. Massa jenis udara teoritis ( )
= - R = 0,287 Kj/Kg.K
=
= 1,411 Kg/m3
7. Massa jenis udara aktual ( )
= - R = 0,287 Kj/Kg.K
=
= 1,341 Kg/m3
8. Laju aliran massa Teoritis ( )
=
=
= 81,165 Kg/s
9. Laju aliran massa actual ( )
=
50
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
=
= 77,139 Kg/s
10.Efisiensi Volumtris ( )
=
= . 100%
= 95,04 %
11.Perbandingan kompresi ( )
= 11
12. Temperatur pembakaran ( )
=
= = =
= 1135,13oC = 1135oC
13.Volume ruang bakar ( )
=
= + 1
= - 1
51
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
=
= 179,242 Liter
14.Efisiensi termis ( )
= 1 -
= 1 -
= 1 – 0,383
= 0,62 = 62 %
15.Efisiensi mekanis ()
=
=
= 76,29 %
16.Panas yang hilang akibat gesekan ( )
= BHP
= 10
= 3,11 Mwatt.
17.Kalor total ( )
=
52
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
=
= 26.372,94 Kwatt.
18.Persentase BHP
% BHP =
% BHP =
= 37, 91 %
19.Persentase
% =
% =
= 11,79 %
53
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
B. PERHITUNGAN BIAYA OPERASI
Untuk pemakaian bahan bakar HSD =
=
= Rp. 1248 / Kwh
Untuk pemakai minyak pelumas =
=
= Rp. 79,33 / Kwh
Untuk pemakaian Air =
=
54
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
= Rp. 1,62 / Kwh
Biaya Operasi :
= Pemakaian BBM + Pemakaian Minyak Pelumas + Pemakaian Air
= Rp. 1248 / Kwh + = Rp. 79,33 / Kwh + = Rp. 1,62 / Kwh
= Rp. 1329 / Kwh
Jadi diperkirakan bahwa Biaya Operasi perjamnya ialah Rp. 1329
Perhitungan Biaya Operasi untuk perhari ialah :
Rp.1.329 Total Kwh Produksi
Rp.1.329 215200 = Rp 286.000.800
Jadi diperkirakan bahwa Biaya Operasi untuk perharinya ialah Rp. 286.000.800
Perhitungan Biaya Operasi Untuk perbulan :
Rp. 286.000.800 30 hari = Rp. 8.580.024.000
Jadi diperkirakan bahwa Biaya Operasi untuk perbulannya ialah Rp. 8.580.024.000
55
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
BAB V
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan untuk beban (load) 10 Mwatt pada PLTD SWD
dapat disimpulkan bahwa :
1. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) untuk menghasilkan daya dalam
setiap jamnya sebesar 0,226 kg/Kwatt h.
2. Kalor pembakaran (Q ) yang terjadi selama mesin beroperasi sebesar
26.372,94 Kwatt.
3. Kalor yang dihasilkan unuk menggerakkan poros (BHP) sebesar 10 MW.
4. Efisiensi volumetris yang terjadi sebesar 95,04%
5. Efisiensi mekanis yang terjadi sebesar 76,298%
6. Efisiensi thermis yang terjadi sebesar 62%
56
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
B. SARAN
Agar supaya bagian pemeliharaan membuat database untuk kegiatan
perbaikan mesin agar apabila suatu saat terjadi kerusakan yang
sama,telah mudah untuk melakukan perbaikan,karena telah ada prosedur
kerja yang dibuat.
Sebaiknya seluruh pegawai bagian pemeliharaan,menggunakan pakaian
kerja yang seragam,agar kelihatan lebih rapi dan dapat dikenal oleh
bagian atau unit yang lain,karena memiliki pakaian yang seragam.
Sebaiknya seluruh pegawai lebih memperhatikan penggunaan alat
pelindung diri,terutama untuk alat pelindung telinga,yang biasanya tidak
digunakan oleh beberapa pegawai.Agar keselamatan kerja tetap
diutamakan.
Sumber Daya Manusia (SDM) yang tersedia tidak sebanding dengan
kapasitas trouble, sehingga pemeliharaan secara rutin sering kali diundur.
57
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
PERHITUNGAN BIAYA OPERASI
Untuk pemakaian bahan bakar HSD =
=
= Rp. 1248 / Kwh
Untuk pemakai minyak pelumas =
=
= Rp. 79,33 / Kwh
Untuk pemakaian Air =
=
= Rp. 1,62 / Kwh
Biaya Operasi :
= Pemakaian BBM + Pemakaian Minyak Pelumas + Pemakaian Air
58
Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Hasanuddin
Makassar
= Rp. 1248 / Kwh + = Rp. 79,33 / Kwh + = Rp. 1,62 / Kwh
= Rp. 1329 / Kwh
Jadi diperkirakan bahwa Biaya Operasi perjamnya ialah Rp. 1329
Perhitungan Biaya Operasi untuk perhari ialah :
Rp.1.329 Total Kwh Produksi
Rp.1.329 215200 = Rp 286.000.800
Jadi diperkirakan bahwa Biaya Operasi untuk perharinya ialah Rp. 286.000.800
Perhitungan Biaya Operasi Untuk perbulan :
Rp. 286.000.800 30 hari = Rp. 8.580.024.000
Jadi diperkirakan bahwa Biaya Operasi untuk perbulannya ialah Rp. 8.580.024.000
59