mustaq bilal-polines (32910021)
TRANSCRIPT
UNJUK KERJA TURBIN UAP PLTU TANJUNG JATI B UNIT 3 TERHADAP
PELAYANAN BEBAN
Oleh : Mustaq Bilal (3.29.10.0.21)
Program Studi Teknik Konversi Energi, Jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Semarang
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja turbin uap terhadap perubahan beban.
Parameter yang digunakan dalam penentuan tingkat kinerja turbin uap PLTU Tanjung Jati B Unit 3 yaitu konsumsi uap spesifik, laju kalor dan efisiensi. Penelitian ini menggunakan metode analisis kualitatif yang merupakan perhitungan data parameter yang didapatkan secara langsung dengan pembacaan alat ukur dan kemudian dilakukan perhitungan guna mendapatkan nilai konsumsi uap spesifik, laju kalor dan efisiensi turbin uap pada setiap perubahan beban.
Hasil analisis yang didapatkan yaitu kurva efisiensi terhadap perubahan beban dengan nilai maksimum 44,87%, terendah 44,056% dan rata-rata 44,438%. Untuk kurva konsumsi uap spesifik terhadap perubahan beban dengan nilai maksimum 2,86 kg/kWh, terendah 2,759 kg/kWh dan rata-rata 2,806 serta kurva laju kalor terhadap perubahan beban dengan nilai terburuk 8.345,97 kJ/kWh, terbaik 8.022,37 kJ/kWh dan rata-rata 8.126,553 kJ/kWh.
Kata Kunci : Turbin Uap, Konsumsi Uap Spesifik, Laju Kalor, Efisiensi. I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembangkit listrik tenaga uap yang
berbahan bakar batubara merupakan
pembangkit andalan pemerintah pada era ini.
Selain keandalan pembangkit berbahan bakar
batubara itu sendiri juga bahan bakar yang
murah dibandingkan dengan pembangkit lain,
contohnya pembangkit berbahan bakar solar.
Semakin terbatasnya persediaan batubara di
alam maka, sebuah pembangkit berbahan
bakar batubara dituntut untuk meningkatkan
efisiensinya dalam memproduksi listrik.
Parameter yang mempengaruhi efisiensi
sebuah pembangkit berbahan bakar batubara
diantaranya adalah kualitas batu bara
(Permana, Indra. 2013. Pengaruh Nilai Kalor
Batu Bara Terhadap Heat Rate Pembangkit
Listrik Tenaga Uap Tanjung Jati B Unit 4.
Tugas Akhir. Semarang: Konversi Energi
POLINES.), sistem pembakaran (Wahyuda,
Dawang. 2013. Pengaruh Excess Air
Terhadap Efisiensi Pembakaran Boiler
Radiant Type Carolina Pada Pembangkit
Listrik Tenaga Uap Tanjung Jati B Unit 1
Jepara. Tugas Akhir. Semarang: Konversi
Energi POLINES.), penambahan sistem
regeneratif (Boles, Michael A and Yunus A
Cengel. 2002. Thermodynamics: An
Engineering Approach, 5th edition. New York:
McGraw-Hill.) dan variasi beban produksi
listrik. Semakin besar beban produksi listrik
yang dihasilkan maka, tingkat efisiensi
pembangkit juga semakin tinggi. Berubah-
ubahnya jumlah beban pembangkitan akan
berdampak juga pada tingkat kinerja turbin
uap. Oleh karena itu, tugas akhir ini akan
membahas tentang pengaruh perubahan beban
terhadap tingkat kinerja turbin uap. Parameter
yang digunakan dalam penentuan tingkat
kinerja turbin uap Pembangkit Listrik Tenaga
Uap Tanjung Jati B unit 3 yaitu konsumsi uap
spesifik, laju kalor dan efisiensi. Tujuan dari
analisis ini adalah mendapatkan kurva unjuk
kerja turbin uap PLTU Tanjung Jati B Unit 3
terhadap perubahan beban.
1.2 Perumusan Masalah
Adakah pengaruh perubahan beban
pembangkitan terhadap kinerja turbin uap.
1.3 Batasan Masalah
Penelitian ini akan membahas tentang
pengaruh perubahan beban terhadap kinerja
turbin uap. Adapun batasan masalah yang akan
di bahas dalam penelitian ini yaitu konsumsi
uap spesifik, laju kalor dan efisiensi turbin uap.
II. LANDASAN TEORI
2.1 Gambaran Umum PLTU Tanjung
Jati B Unit 3
PLTU Tanjung Jati B merupakan
pembangkit listrik berbahan bakar batubara.
Pada awalnya batubara dibeli dari PT. KPC
dan PT. IMM menggunakan kapal tongkang,
selanjutnya melalui dermaga PLTU Tanjung
Jati B batubara itu dipindahkan dengan
conveyor sampai pada coal bunker, yaitu
tangki penampungan sementara batubara
sebelum dibakar di ruang bakar/burner.
Setelah itu akan terjadi proses konversi energi
dari energi kimia dalam batubara menjadi
energi listrik yang kita manfaatkan saat ini.
Untuk lebih jelas lagi, pada gambar 2.1
ditunjukkan proses produksi listrik pada
PLTU Tanjung Jati B Unit 3.
Gambar 2.1 Ilustrasi Proses Produksi Listrik PembangkitanTanjung Jati B Unit 3
Proses awal produksi listrik di PLTU
Tanjung Jati B Unit 3 adalah proses
pemurnian air laut menjadi air murni dengan
proses desaltlinasi dan demineralisasi.
Kemudian proses pensuplaian udara
pembakaran dengan cara udara dari atmosfer
sekitar disirkulasikan dalam boiler dengan
Force Draft Fan untuk udara pembakaran
kedua dan Primary Air Fan digunakan untuk
menyediakan udara pembakaran primer.
Setelah itu proses pembakaran batubara.
Bahan bakar yang digunakan pada PLTU
Tanjung Jati B Unit 3 adalah batubara dan
solar. Solar digunakan saat proses awal saat
beban rendah dibawah 160 MW dan
pendukung keandalan saat gangguan.
Sedangkan batubara digunakan sebagai bahan
bakar utama.
Batubara melalui proses crushing/
pengecilan ukuran batubara sampai diameter 3
cm dan proses pulverizing/pengecilan ukuran
batubara menjadi serbuk yang berukuran
5.000 mm akan bercampur dengan udara saat
didorong oleh Primary Air Fan menuju ke
burner yang sebelumnya sudah ada
pembakaran solar dan menghasilkan api untuk
memanaskan air. Hasil pemanasan air dari
proses pembakaran akan menghasilkan uap
panas untuk memutar sudu turbin. Turbin dan
generator dikopel sehingga generator juga
berputar dan menghasilkan energi listrik.
Uap yang keluar dari turbin kemudian
masuk dalam kondensor untuk diubah fasanya
menjadi air kembali. Setelah itu, air tersebut
dipompa kembali ke boiler untuk dipanaskan
dan diubah menjadi uap guna memutar turbin
lagi. Berikut gambar 2.2 yang
menggambarkan T-S diagram siklus rankine
pada PLTU Tanjung Jati B Unit 3.
Gambar 2.2 Siklus Rankine PLTU Tanjung Jati B
Keterangan gambar 2.2 :
1) Proses 1 - 1’ :
Penaikan tekanan pada air menggunakan
condensate extraction pump (CEP).
2) Proses 1’ - 2 :
Pemanasan air pada pemanas air tekanan
rendah.
3) Proses 2 – 2’ :
Penaikan tekanan air menggunakan pompa
penyedia air umpan boiler (BFP).
4) Proses 2’ – 3 :
Pemanasan air pada pemanas air tekanan
tinggi dan pada ekonomiser.
5) Proses 3 – 4 :
Pemanasan air menjadi uap air pada pipa-
pipa dalam boiler.
6) Proses 4 – 5 :
Pemanasan uap air menjadi uap panas
lanjut pada superheater.
7) Proses 5 – 6 :
Ekspansi uap di dalam turbin tekanan
tinggi.
8) Proses 6 – 7 :
Pemanasan kembali uap yang keluar dari
turbin bertekanan tinggi yang terjadi dalam
pemanas ulang/reheater.
9) Proses 7 – 7’ :
Ekspansi uap yang keluar dari pemanas
ulang di dalam turbin tekanan menengah.
10) Proses 7’ – 8 :
Ekspansi uap di dalam turbin bertekanan
rendah tanpa mengalami pemanasan ulang.
11) Proses 8 – 1 :
Pendinginan uap menjadi air di dalam
kondensor.
2.2 Turbin pada PLTU Tanjung Jati B
Unit 3
Turbin uap yang digunakan pada PLTU
Tanjung Jati B Unit 3 merupakan turbin uap
dengan sistem reheat/pemanasan ulang dan
pengkondensasian uap keluar turbin atau yang
dikenal dengan jenis turbin uap Tandem
Compound Reheat Condensing Turbine. Pada
Gambar 2.14 dapat dilihat aliran uap panas
yang akan digunakan untuk memutar turbin
yang nantinya akan terjadi proses konversi
energi di turbin, dari energi thermal pada uap
panas menjadi energi mekanik rotasi pada
turbin.
Gambar 2.14 Diagram Alir Air dan Uap
Awalnya, uap panas akan masuk ke
turbin dan dialirkan langsung ke sudu turbin,
sudu bergerak dan bekerja untuk mengubah
energi thermal dalam uap panas menjadi
energi mekanis berotasi, yang menyebabakan
rotor turbin berputar. Perputaran rotor ini akan
menggerakkan generator dan akhirnya energi
mekanik menjadi energi listrik. Secara singkat
prinsip kerja turbin uap adalah sebagai berikut
:
1.) Uap masuk kedalam turbin melalui nosel.
Didalam nosel energi thermal dari uap
diubah menjadi energi kinetis dan uap
mengalami pengembangan. Tekanan uap
pada saat keluar dari nosel lebih kecil dari
pada saat masuk ke dalam nosel, akan
tetapi sebaliknya kecepatan uap keluar
nosel lebih besar dari pada saat masuk
ke dalam nosel. Uap yang memancar
keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu
turbin yang berbentuk lengkungan dan
dipasang disekeliling roda turbin. Uap
yang mengalir melalui celah-celah antara
sudu turbin itu dibelokkan kearah
mengikuti lengkungan dari sudu turbin.
Perubahan kecepatan uap ini
menimbulkan gaya yang mendorong dan
memutar roda dan poros turbin.
2.) Jika uap masih mempunyai kecepatan saat
meninggalkan sudu turbin berarti hanya
sebagian yang energi kinetis dari uap
yang diambil oleh sudu-sudu turbin yang
berjalan. Supaya energi kinetis yang
tersisa saat meninggalkan sudu turbin
dimanfaatkan maka pada turbin dipasang
lebih dari satu baris sudu gerak. Sebelum
memasuki baris kedua sudu gerak. Maka
antara baris pertama dan baris kedua sudu
gerak dipasang satu baris sudu tetap
(guide blade) yang berguna untuk
mengubah arah kecepatan uap, supaya
uap dapat masuk ke baris kedua sudu
gerak dengan arah yang tepat.
3.) Kecepatan uap saat meninggalkan sudu
gerak yang terakhir harus dapat dibuat
sekecil mungkin, agar energi kinetis yang
tersedia dapat dimanfaatkan sebanyak
mungkin. Dengan demikian effisiensi
turbin menjadi lebih tinggi karena
kehilangan energi relatif kecil.
2.2.1 Bagian-bagian Utama Turbin
a. Rotor Turbin
Merupakan bagian turbin yang bergerak.
Rotor turbin terdiri dari rotor untuk tekanan
tinggi, menengah dan rendah. Tiap rotor
ditahan oleh dua bantalan journal (bantalan
luncur).
b. Sudu-sudu Turbin
Sudu-sudu turbin mempunyai effisiensi
sudu yang tinggi, ketepatannya tinggi dan
terpercaya. Sudu mempunyai bentuk dan
ukuran sesuai dengan tingkatannya.
2.2.2 Komponen-Komponen Pendukung
Turbin
a. Bearing
Berfungsi untuk mencegah deflesi
(lentingan) dari poros karena pengaruh
panas dari uap pada waktu unit beroperasi
dan juga karena sudu-sudu turbin.
b. Pipa crossover
Berfungsi sebagai penyalur uap dari
keluaran IP turbin ke LP turbin yang
dipasang pada casing turbin tersebut.
c. Governor valve
Berfungsi mengontrol putaran pada high
pressure turbin dan membatasi putarannya
pada batas tertentu, pada setiap saat terjadi
perubahan beban yang menyebabkan
perubahan putaran turbin.
d. Interceptor Valve
Interceptor valve adalah peralatan untuk
mengontrol putaran pada intermediate
pressure turbin dan membatasi putarannya
pada batas tertentu.
e. Pengaman putaran lebih
Pengaman putaran lebih dari turbin
digunakan jika governor kurang sensitive
kerjanya.
f. Pengaman bantalan axial
Pengaman bantalan axial berfungsi sebagai
pengaman rotor dan mengamankan sudu-
sudu agar tidak bergerak ke arah axial
melebihi batas yang diijinkan pada saat
berputar..
g. Main Stop Valve
Fungsi utama main stop valve adalah untuk
menutup dengan cepat aliran steam ke
turbin bila dalam keadaan bahaya, seperti
kegagalan pada governor valve atau pada
saat kehilangan beban.
h. Reheat Stop Valve
Fungsi utama Reheat stop valve adalah
untuk menutup dengan cepat aliran steam
dari reheater ke intermediate pressure
turbin bila dalam keadaan bahaya.
i. Pengaman vacuum rendah
Pengaman vacuum rendah yang merupakan
pengaman vacuum condenser yang juga
disebut automatic low trip yang merupakan
interlock dengan turbin, karena tidak akan
dimasuki steam jika tekanan steam yang
keluar dari turbin pada condenser naik dari
batas-batas yang telah diizinkan.
j. Solenoid trip
Solenoid trip terdapat pada turbin maupun
ruang control. Berfungsi memberi perintah
untuk menghentikan aliran steam ke turbin
dengan menutup main stop valve.
k. Throttle valve
Throttle valve bekerja secara hidrolik, bila
terjadi gangguan sehingga unit harus
dimatikan, katup akan menutup saluaran
steam untuk masuk ke turbin dengan
menggunakan tekanan hydraulic operating
mechanism.
l. Pengaman tekanan minyak
Pengaman tekanan minyak selain sebagai
pelumas juga sebagai media pendingin,
sebab itu minyak perlu dikontrol secara
cermat, sehingga apabila terjadi
pengurangan aliran maka sistem
pengaturan secara interlock akan
memerintahkan turbin untuk berhenti.
m. High Pressure Bypass Valve
HP bypass valve adalah katup yang
berfungsi untuk mengalirkan steam dari
superheater ketika turbin trip atau belum
bekerja. Steam ini langsung dialirkan ke
reheater untuk kemudian mengalami
pemanasan ulang.
n. Low Pressure Bypass Valve
LP bypass valve adalah katup yang
berfungsi untuk mengalirkan steam dari
reheater ketika turbin trip. Steam ini
langsung dialirkan ke condensor.
o. High Pressure Spray Valve
HP spray valve akan menyemprotkan air
pendingin ke steam yang melalui HP
bypass untuk menurunkan temperatur
steam sebelum masuk ke reheater. Air
yang digunakan untuk spray ini berasal dari
BFPT
p. Low Pressure Spray Valve
LP spray valve akan menyemprotkan air
pendingin ke steam yang melalui LP bypass
untuk menurunkan temperatur steam
sebelum masuk ke condenser. Air yang
digunakan untuk spray ini berasal dari
CEP.
Selain komponen pendukung
pengoperasian turbin, juga terdapat peralatan
bantu turbin, sebagai berikut:
a. Condenser
Condenser adalah tangki yang berfungsi
untuk menampung uap yang telah
digunakan low pressure turbine untuk
selanjutnya mengalami proses kondensasi.
b. Condensate Extraction Pump (CEP)
Condensate extraction pump berfungsi
untuk memompa air condenser untuk
diproses di low pressure heater.
c. Circulating Water Pump (CWP)
CWP berfungsi untuk memompa air laut
masuk ke condenser sebagai air pendingin
untuk proses kondensasi.
d. Boiler Feed Pump (BFP)
BFP berfungsi untuk memompa air dari
deaerator menuju ke boiler melalui high
pressure heater.
2.2.3 Konsumsi Uap Spesifik Turbin
Konsumsi Uap Spesifik/SSC (Spesific
Steam Consumption) merupakan besarnya
jumlah uap yang dikonsumsi oleh suatu turbin
uap untuk bisa menghasilkan energi sebesar 1
Kwh. Besarnya SSC dapat digunakan untuk
mengindikasikan keefektifan turbin dalam
penggunaan uap. Biasanya satuan yang
digunakan dalam pengukuran SSC adalah
kg/kWh. Untuk mengetahui besarnya SSC
pada suatu turbin dapat diperoleh dengan
menggunakan persamaan seperti dibawah ini.
SSC = ����
���� (kg/kWh)………………(2.1)
(Stan, Kaplan. 2012. Power Plant Characteristics
And Costs. New York: Nova Science Publishers,
Inc.)
Berdasarkan pada persamaan (2.1)
besarnya Wout dapat diperoleh dengan
menggunakan persamaan Wout = ∆h
sehingga, untuk mengetahui besarnya SSC
dalam turbin uap harus mengetahui terlebih
dahulu besar entalpi uap masuk dan keluar
turbin. Untuk mengetahui besar entalpi uap
tersebut, parameter yang harus diambil adalah
temperatur dan tekanan uap masuk dan keluar
turbin sehingga, besarnya kerja output turbin
dapat diketahui. Besarnya SSC di PLTU
Tanjung Jati B Unit 3 dapat diketahui dengan
menggunakan persamaan dibawah ini.
SSC = ����
���� =
����
(�����)�(�����)………(2.2)
Dimana : h4 = Entalpi uap masuk turbin
tekanan tinggi
h5 = Entalpi uap keluar turbin tekanan
tinggi
h6 = Entalpi uap masuk turbin tekanan
menengah
h8 = Entalpi uap keluar turbin tekanan
rendah
2.2.4 Laju Kalor Turbin
Laju kalor adalah jumlah kalor yang
ditambahkan (biasanya dalam kJ) untuk
menghasilkan satu satuan jumlah kerja,
biasanya dalam kilowatt-jam (kWh). Jadi,
satuan laju kalor adalah kJ/kWh. Laju
kalor/Heat Rate berbanding terbalik dengan
efisiensi, artinya semakin rendah nilai heat
rate suatu komponen dalam hal ini turbin
maka semakin baik pula kinerja turbin
tersebut. Untuk menentukan nilai laju
kalor/heat rate turbin uap PLTU tanjung Jati
B unit 3, digunakan persamaan seperti
dibawah ini.
HRT = ������ ����� ����� ������
���� ������ ��������� (kJ/kWh)
(2.3)
= (���������)
�� (kJ/kWh)………. (2.4)
Jadi,
HRT = (2.5) (DCS-LOG ITEMS AND PERFORMANCE
CALCULATION FORMULAS-PLN Tanjung Jati
B documents/no. A-DCS-I-TS-7654 Rev.3)
Dimana :
h4 = Entalpi Uap Masuk Turbin Tekanan
Tinggi
h5 = Entalpi Uap Keluar Turbin Tekanan
Tinggi
h6 = Entalpi Uap Masuk Turbin Tekanan
Menengah
hf = Entalpi Air Umpan (masuk ekonomiser)
his = Entalpi Spray Superheat
hir = Entalpi Spray Reheater
M4 = Laju Aliran Uap Masuk Turbin Tekanan
Tinggi
M5 = Laju Aliran Uap Keluar Turbin Tekanan
Tinggi
Mis = Laju Aliran Spray Superheater
Mir = Laju Aliran Spray Reheater
Mmkup = Laju Aliran Air Umpan Tambahan
Pg = Daya Output Generator (gross)
2.2.5 Efisiensi Turbin
Efisiensi turbin merupakan kemampuan
turbin dalam memaksimalkan energi thermal
(uap) yang diterima menjadi energi kinetik,
sehingga mampu memutar generator dan
menghasilkan energi listrik. Semakin besar
efisiensi suatu turbin maka semakin baik pula
kinerja turbin tersebut dalam memaksimalkan
energi thermal yang diterima menjadi energi
mekanik. Berikut bagaimana cara menghitung
efisiensi turbin uap di PLTU Tanjung Jati B
Unit 3.
Pg
M4. H4 – (M4 + Mmkup) hf + M5 (h6 – h5) + Mis ( hf - his) + Mir ( h6 - hir)
ηT = ���� ������ ���������
������ ����� ����� ������/�,� * 100%
(2.6)
= ��
(���������)/�.� * 100% ………..(2.7)
ηT =
(2.8)
(DCS-LOG ITEMS AND PERFORMANCE
CALCULATION FORMULAS-PLN Tanjung Jati
B documents/no. A-DCS-I-TS-7654 Rev.3)
Dimana :
h4 = Entalpi Uap Masuk Turbin Tekanan
Tinggi
h5 = Entalpi Uap Keluar Turbin Tekanan
Tinggi
h6 = Entalpi Uap Masuk Turbin Tekanan
Menengah
hf =Entalpi Air Umpan (masuk
ekonomiser)
his = Entalpi Spray Superheater
hir = Entalpi Spray Reheater
M4 = Laju Aliran Uap Masuk Turbin
Tekanan Tinggi
M5 = Laju Aliran Uap Keluar Turbin
Tekanan Tinggi
Mis = Laju Aliran Spray Superheater
Mir = Laju Aliran Spray Reheater
Mmkup = Laju Aliran Air Umpan Tambahan
Pg = Daya Output Generator (gross)
III. PEMBAHASAN DAN ANALISA
3.1 Pembahasan Konsumsi Uap Spesifik
Turbin
Berikut data yang dipakai dalam
perhitungan nilai konsumsi uap spesifik pada
beban 700,9 MW. (Lampiran 2 : Data PLTU
Tanjung Jati B Unit 3 tanggal 09/04/2013)
Berikut persamaan 2.1 untuk
menentukan nilai konsumsi uap spesifik turbin
uap PLTU Tanjung Jati B Unit 3.
SSC = ����
����
(2.1)
= ����
(�����)�(�����)
= 2,82 kg/kWh
Dengan cara yang sama, perhitungan
konsumsi uap spesifik pada beban lainya
mempunyai hasil perhitungan pada table 3.2
berikut.
Dari data hasil perhitungan pada table
3.2 maka dapat dibuat grafik untuk
Pg
(M1. h1 – (M1 + Mmu) hf + M2 (h3 - h2) + Mis (hf - his) + Mir (h3 - hir))/3,6
x 100%
memudahkan menganalisanya. Gambar 3.2
berikut menggambarkan grafik hubungan
antara perubahan beban pembangkitan
terhadap nilai konsumsi uap spesifik/SSC.
Dari gambar 3.2 dapat dianalisa bahwa
setiap kenaikan beban maka, konsumsi uap
spesifik juga akan naik. Tetapi kenaikan
volume uap masuk turbin hanya sedikit bila
dibandingkan dengan kenaikan jumlah energi
listrik yang dibangkitkan. Berikut analisa
perhitungan konsumsi uap spesifik setiap
kenaikan bebannya (±50 MW). Pada beban
rata-rata 383,6 MW nilai konsumsi uap
spesifik yaitu 2,759 Kg/kWh, sedangkan pada
beban rata-rata 438,8 MW kenaikan konsumsi
uap spesifik hanya 0,761%, ((�,����,���)
�.��� x
100%) dari jumlah konsumsi uap spesifik pada
beban 383,6 MW yaitu 2,78 kg/kWh atau
setara dengan 8,857 T/h laju aliran
uap.(0,761% x total uap masuk turbin pada
beban 383,6 MW (1.163,7 T/h)). Kemudian
pada beban 487,7 MW nilai konsumsi uap
spesifik sebesar 2,793 kg/kWh atau kenaikan
laju aliran sebesar 0,468% setara dengan 6,283
T/h laju aliran uap. Pada beban 537,9 MW nilai
konsumsi uap spesifik sebesar 2.799 kg/kWh
atau setara dengan kenaikan 0,215 % = 3,158
T/h laju aliran uap. Pada beban 636,7 MW nilai
konsumsi uap spesifik sebesar 2.85 kg/kWh
atau setara dengan kenaikan 1,786 % = 32,986
T/h laju aliran uap. Pada beban 697,5 MW nilai
konsumsi uap spesifik sebesar 2.86 kg/kWh
atau setara dengan kenaikan 0,351 % = 7,087
T/h laju aliran uap. Jadi dapat disimpulkan
bahwa setiap kenaikan beban pembangkitan
maka nilai konsumsi uap spesifik akan
semakin baik pula, artinya kinerja turbin juga
akan semakin baik.
3.2 Pembahasan Laju Kalor Turbin (Q)
Kemudian perhitungan laju kalor turbin
uap pada beban 640 MW.(Lampiran 3 : Data PLTU
Tanjung Jati B Unit 3 tanggal 10/04/2013). Berikut
parameter yang digunakan dalam perhitungan
laju kalor pada table 3.3 dan tabel 3.4
Dari data pada table 3.3 dan 3.4 dapat dihitung
Nilai laju kalor turbin uap dengan persamaan
2.3
HR = ������ ����� ����� ������
���� ������ ��������� (kJ/kWh)
(2.3)
= (���������)
�� …………………(2.4)
Jadi,
HRT =
(2.5)
HRT = 8.115,604 kJ/kWh
Dengan cara yang sama perhitungan laju
kalor pada beban yang lainya mempunyai hasil
seperti tabel 3.5 berikut.
Dari data hasil perhitungan pada table
3.5 maka dapat dibuat grafik untuk
memudahkan menganalisanya. Gambar 3.3
dibawah ini menggambarkan grafik hubungan
antara perubahan beban pembangkitan
terhadap nilai laju kalor turbin/turbine heat
rate.
Dari gambar 3.3 dapat dianalisa bahwa setiap
kenaikan beban maka laju kalor turbin akan
semakin menurun. Pada beban 383,6 MW nilai
laju kalor turbin sebesar 8.345,97 kJ/kWh.
Pada beban 438,8 MW nilai laju kalor turbin
turun 155,31 kJ/kWh menjadi 8.190,66
kJ/kWh. Kemudian pada beban 487,7 MW
nilai laju kalor turun 12,23 kJ/kWh menjadi
8.178,43 kJ/kWh. Pada beban 537,9 MW nilai
laju kalor turbin turun 106,43 kJ/kWh menjadi
8.072,0 kJ/kWh. Kemudian pada beban 586,9
MW nilai laju kalor turun 22,11 kJ/kWh
menjadi 8.049,8 kJ/kWh. Pada beban 636,7
MW nilai laju kalor turbin turun 23,34 kJ/kWh
menjadi 8.026,55 kJ/kWh. Kemudian pada
beban tertinggi nilai laju kalor turbin masih
turun 4,18 kJ/kWh menjadi 8.022,37 kJ/kWh.
Hal ini menunjukkan bahwa setiap kenaikan
beban pembangkitan, panas yang diperlukan
untuk membangkitkan 1 kWh akan semakin
berkurang. Dengan kata lain, setiap kenaikan
Pg
M4. H4 – (M4 + Mmkup) hf + M5 (h6 – h5) + Mis ( hf - his) + Mir ( h6 - hir)
beban pembangkitan maka kinerja turbin akan
semakin baik bila dilihat dari laju kalor turbin.
Nilai laju kalor turbin terbaik terdapat pada
beban rata-rata 697,5 MW yaitu sebesar
8.022,37 kJ/kWh.
4.3 Pembahasan Efisiensi Turbin
Selanjutnya perhitungan efisiensi turbin uap
PLTU Tanjung Jati B. Perhitungan dilakukan
pada beban 640 MW. (Lampiran 3 : Data PLTU
Tanjung Jati B Unit 3 tanggal 10/04/2013). Berikut
parameter yang digunakan dalam perhitungan
efisiensi pada table 3.6 dan tabel 3.7
Dari data pada table 3.6 dan 3.7 dapat dihitung
Nilai laju kalor turbin uap dengan persamaan
2.8
ηT = ���� ������ ���������
������ ����� ����� ������/�,� * 100%
(2.6)
= ��
(���������)/�.� * 100% ……………...(2.7)
ηT =
(2.8)
ηT = 44,66%
Dengan cara yang sama perhitungan efisiensi
pada beban yang lainya mempunyai hasil
seperti tabel 3.8 berikut.
Dari data table 3.8. maka dapat dibuat grafik
untuk memudahkan menganalisanya. Gambar
3.4 dibawah ini menggambarkan grafik
hubungan antara perubahan beban
pembangkitan terhadap efisiensi turbin.
Pg
(M1. h1 – (M1 + Mmu) hf + M2 (h3 - h2) + Mis (hf - his) + Mir (h3 - hir))/3,6
x 100%
Dari Gambar 3.4 dapat dianalisa bahwa setiap
perubahan beban maka efisiensi turbin juga
akan naik. Pada beban 383,6 MW nilai
efisiensi turbin sebesar 44,056%. Pada beban
438,8 MW nilai efisiensi turbin naik 0,067%
menjadi 44,123%. Kemudian pada beban
487,7 MW nilai efisiensi naik 0,157% menjadi
44,28%. Pada beban 537,9 MW nilai efisiensi
turbin naik 0,208% menjadi 44,288%.
Kemudian pada beban 586,9 MW nilai
efisiensi turbin naik 0,012% menjadi 44,5%.
Pada beban 636,7 MW nilai efisiensi juga naik
0,244% menjadi 44,744%. Kemudian pada
beban tertinggi nilai efisiensi turbin masih naik
1,31% menjadi 44,875%.
Jadi dapat disimpulkan bahwa kinerja turbin
akan semakin baik saat beban pembangkitan
bertambah. Efisiensi tertinggi terdapat pada
beban rata-rata 697,5 MW yaitu sebesar
44,875%.
IV. PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Dari bab pembahasan dan analisa dapat
disimpulkan bahwa :
1. Setiap kenaikan beban maka konsumsi uap
spesifik juga akan naik. Tetapi kenaikan
volume uap masuk turbin hanya sedikit bila
dibandingkan dengan kenaikan jumlah
energi listrik yang dibangkitkan.
Contohnya pada beban rata-rata 383,6 MW
nilai konsumsi uap spesifik yaitu 2,75
kg/kWh, sedangkan pada beban rata-rata
697,5 MW kenaikan konsumsi uap spesifik
hanya 4% dari jumlah konsumsi uap
spesifik pada beban 383,6 MW yaitu 2,86
kg/kWh, tetapi kenaikan energi listrik
mencapai 81.8% dari hasil produksi listrik
sebelumnya yaitu sebesar 697,5 MW. Jadi
dapat disimpulkan bahwa setiap kenaikan
beban pembangkitan maka nilai konsumsi
uap spesifik akan semakin baik pula, artinya
kinerja turbin juga akan semakin baik.
2. Setiap kenaikan beban maka laju kalor
turbin akan semakin menurun. Hal ini
menunjukkan bahwa setiap kenaikan beban
pembangkitan, panas yang diperlukan
untuk membangkitkan 1 kWh akan semakin
berkurang. Dengan kata lain, setiap
kenaikan beban pembangkitan maka kinerja
turbin akan semakin baik bila dilihat dari
laju kalor turbin. Nilai laju kalor turbin
terbaik terdapat pada beban rata-rata 697,5
MW yaitu sebesar 8.022,37 kJ/kWh dan
akan menurun pada setiap pengurangan
beban.
3. Setiap kenaikan beban maka efisiensi turbin
juga akan naik. Kenaikan efisiensi turbin
secara linear dengan prosentase rata-rata
naik 0,37 %. Jadi dapat disimpulkan bahwa
kinerja turbin akan semakin baik saat beban
pembangkitan
4. Kinerja turbin terbaik terjadi pada beban
pembangkitan 697,5 MW (gross) dengan
nilai konsumsi uap spesifik = 2,86 kg/kWh,
laju kalor 8.022.,37 kJ/kWh dan efisiensi
turbin = 44,875%
DAFTAR PUSTAKA
1. Boles, Michael A and Yunus A Cengel.
2002. Thermodynamics: An Engineering
Approach, 5th edition. New York:
McGraw-Hill.
2. El-Wakil, M.M. 1992. Instalasi
Pembangkit Daya. Jakarta: Erlangga.
3. Reynold,C.W dan Perkins, H.C. 1983.
Engineering Thermodynamics,2nd ed,
terjemahan : Filino Harahap,
Termodinamika Teknik, edisi ke-2.
Jakarta: Erlangga.
4. Safitri, Meilia. 2012. Sistem Kontrol Pada
High Pressure Turbine Bypass Valve.
Jurnal Teknik Elektro Universitas
Diponegoro. Semarang.
5. Stan, Kaplan. 2012. Power Plant
Characteristics And Costs. New York:
Nova Science Publishers, Inc.
6. www.plntjb.co.id,(16 April 2013)
Biografi Mustaq Bilal (3.29.10.0.21)
lahir di Semarang,
Jawa Tengah, pada
tanggal 07 Agustus
1991. Telah
menempuh pendi-
dikan dari MI Al-Wathoniyyah 01 Tlogosari
Wetan, SMP Negeri 15 Semarang serta SMA
Negeri 2 Semarang. Saat ini penulis sedang
menjalankan masa pendidikannya di D3
Program Studi Konversi Energi, Teknik
Mesin, Politeknik Negeri Semarang.