pengaruh cleaning kompresor terhadap unjuk kerja turbin...
TRANSCRIPT
PENGARUH CLEANING KOMPRESOR PENGARUH CLEANING KOMPRESOR TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN GAS TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN GAS
DI GTG UNIT PABRIK I DI GTG UNIT PABRIK I PT. PT. PETROKIMIA GRESIKPETROKIMIA GRESIK
Oleh :
BOBY HIMAWAN P. P2107 030 046
Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT
PROGRAM STUDI DIPLOMADIPLOMA IIIJURUSAN TEKNIK MESINFakultas Teknologi IndustriInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2010
TUGAS AKHIR – RM 0502
LatarLatar BelakangBelakang
• PT. Petrokimia Gresik salah satu perusahaan pupuk terbesar di Indonesia dan ketiga di dunia.
• PT. Petrokimia Gresik memiliki pembangkit listrik sendiri yaitu Gas Turbin Generator (GTG) dan Steam Turbin Generator.
• Bagian peralatan yang ada dalam Gas Turbin Generator harus dijaga kondisinya agar performance bekerja secara optimal
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
Rumusan Masalah
Permasalahan yang dapat diangkat dari tugas akhir iniyaitu berapa efisiensi kompresi dan efisiensi siklusbrayton sebelum dan setelah dilakukan proses cleaning compressor pada Gas Turbin Generator (GTG).
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
TujuanTujuan
� Perhitungan efisiensi kompresi dan efisiensi siklus brayton sebelum dan sesudah cleaning compressor
turbin gas
� Mengetahui sebab-sebab menurunnya performance kompresor
� Mengetahui proses saat cleaning compressor turbin gas
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
Batasan Masalah
� Membahas perhitungan efisiensi kompresi dan siklusbrayton, dengan Open cycle
� Bahan bakar menggunakan Natural Gas� Efisiensi Generator diasumsikan 0,93
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
Diagram Diagram AlirAlirTugasTugas akhirakhir
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT
Start
Studi Literatur
Survey di Lapangan
Perumusan Masalah
Proses Cleaning compressor GTG
Pengambilan Data
Perhitungan efisiensi kompresi dan siklus(sebelum dan sesudah)
cleaning compressor turbin gas
Selesai
Program Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
GAS TURBIN GENERATOR (GTG)GAS TURBIN GENERATOR (GTG)PT. PETROKIMIA GRESIKPT. PETROKIMIA GRESIK
SiklusSiklus BraytonBrayton
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
1
2 3
4
Siklus Brayton merupakan teori dasar dari Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG). Dibawah ini akan dijelaskan siklus brayton turbin gas sederhana :
Q in
Q out
Q in
Q out
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
•Proses 1-2 (kompresi isentropic)Kerja yang dibutuhkan kompresor
•Proses 2-3Pemasukan dan pembakaran bahan bakar dengan udara pada tekanan
konstan (P = c). Kalor yang dihasilkan :
•Proses 3-4 (ekspansi isentropic)Daya yang dibutuhkan turbin gas
•Proses 4-1Pembuangan kalor pada tekanan konstan (P = c). Kalor yang dilepas :
( )12 hhmW udarac −= &&
( )23)( hhmmQ bbudarain −×+= &&&
( )43)( hhmmW bbudaraT −×+= &&&
( )14)( hhmmQ bbudatraout −×+= &&&
PerhitunganPerhitungan
�� Data Data SebelumSebelum Cleaning CompressorCleaning CompressorLHV = 11.591
Specific gravity (SG) = 0,586Generator load = 19,93 MW
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
Turbin gasT3 = 992 oFP3 = 104,9 psigh3 = 828,89 kJ/kgT4 = 170 oC P4 = 1 atmh4 = 444,67 kJ/kgCp gas = 1,148
KkgkJ
.
KompresorT1 = 84 oFP1 = 1 atmh1 = 302,10 Pr1 = 1,4174P2 = 104,9 psig T2 = 595 oFh2 = 592,12
kgkJ
kgkJ
kgkcal
PerhitunganPerhitungan
� Perhitungan isentropik pressure ratio kondisi 2
%10012
12 ×−
−=
hh
hs
h
cη
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
54,114174,1Pa325.101
Pa 824.385,71PrPr 1
1
22 =
=×
=
P
Ps
Interpolasi Pr2s tabel A-22 → h2s = 550,36 kJ/kg
� Perhitungan efisiensi isentropik kompresor
%10001,290
26,248 ×=kgkJ
kgkJ
ηC = 85,60 %
PerhitunganPerhitungan
� Menghitung Laju Aliran Massa Bahan Bakar
udarabbbb
bbbbbb
SGv
vm
ρρ
××=×=
&
&&
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
� Perhitungan Air – Fuel ratio :
bbm&
udaraρ3
2,1m
kg=
skg557,1=
( )FA
compTnetGT WWW &&& −=.
( )[ ] bbmFA &+1asfuem lg& =
udaram& = ( ) bbmFA &)()( 1243lg hhmhhm udaraasfue −−−= &&
Gen
GenW
η
&
netGTW .& = 21430,107 kW
( ) bahanbakarkgudarakg
FA
..03,142=
Genη = 0.93
bahanbakarmudaram
&
&( )FA =
PerhitunganPerhitungan
� Perhitungan Laju Aliran Massa Udara dan Gas Bakar :
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
� Menghitung kalor di combustion chamber :
( ) bbudara mFAm && ×=
skg14,221=udaram& s
kg69,222=asfuem lg&
bb
bbbbin
LHVmQ
ρ×
=&
&
skJ74,107379=inQ&
37032,0m
kgbbρ =
bbudaragasbakar mmm &&& +=
PerhitunganPerhitungan
� Perhitungan Unjuk kerja siklus :
( )12 hhmW udarac −×= &
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
Daya Kompresor
kW02,64135=cW
Daya Turbin gas
( )43lg TTCm pasfue −××= &TW
TW kW96,92876=
pCKkg
kJ.
= 1,148
cTnetGT WWW && −=.
Daya netto yg dihasilkkan turbin gas
kW94,28741=netGTW .
�� Efisiensi thermal siklus Brayton:Efisiensi thermal siklus Brayton: %100. ×=in
netGTth
Q
W&
η
thη = 26,76 %
%10074,107379
17,28745 ×=
PerhitunganPerhitungan
%10012
12 ×−
−=
hh
hs
h
cη %10097,286
85,251×=
kgkJ
kgkJ
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
� PerhitunganPerhitungan efisiensiefisiensi isentropikisentropik kompresorkompresor sesudahsesudah cleaningcleaning
ηC = 87,71 %
�� Efisiensi thermal siklus BraytonEfisiensi thermal siklus Brayton sesudahsesudah cleaning cleaning ::
%100. ×=in
netGTth
Q
W&
η
thη = 26,78 %
%10034,123398
27,33044 ×=
TabelTabel PerbandinganPerbandingan
cη
skg
skg
123.398,34107.379,74
142.973,56 kW64.135,02 kW
176.017,83 kW92.876,96 kW
33.044,27 kW28.741,94 kW
499,96221,14
1,7531,557
87,71 %85,60 %
26,78 %26,76 %
501,72222,69
285,20142.03
SesudahSesudah Cleaning Cleaning CompressorCompressor
SebelumSebelum Cleaning Cleaning CompressorCompressor
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
bbm&
( )FA
udaram&
asfuem lg&
inQ&
cW
TW
netGTW .
thη
skg
skg
skg
skg
bahanbakarkgudarakg
..
bahanbakarkgudarakg
..
skJ
skJ
Cleaning CompressorCleaning Compressor
� Prosedur Pelaksanaan Cleaning Compressor1. Persiapan (Preparation)2. Pencucian (Washing)3. Pembilasan (Rinsing)4. Pemulihan (Restoration)
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
Cleaning compressorCleaning compressor adalah pembersihan yang dilakukan pada sudu-sudu kompresor yang bertujuan selain untuk menjaga performance turbin gas, juga untuk mengurangi tingkat pertambahan fouling pada sudu-sudu kompresor turbin gas.
KesimpulanKesimpulan
1. Sebelum dilakukan cleaning compressor pada Gas TurbinGenerator (GTG) : � efisiensi isentropic kompresor yaitu sebesar 85,60 % � efisiensi siklus Brayton yaitu sebesar 26,76 %
2. Sesudah dilakukan cleaning compressor :� efisiensi isentropic kompresor yaitu sebesar 87,71 % � efisiensi siklus Brayton yaitu sebesar 26,78 %
3. Dengan adanya proses cleaning compressor pada turbin gas tersebut dapat meningkatkan Efisiensi kompresi dan Efisiensisiklus Brayton serta dapat menurunkan tingkat kontaminasi(fouling) pada sudu-sudu kompresor.
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
MohonMohon Saran Saran dandan ArahanArahan GunaGuna KesempurnaanKesempurnaan TugasTugas AkhirAkhir IniIni
PersiapanPersiapan
1. Membuka inlet guide vanes
2. Menutup katup flame detector
3. Mengamati waktu starting device selama periode cranking.
4. Mengatur temperatur whellspace
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
Lepas Blade IGV
PencucianPencucian
1. Menggunakan deterjen sesuai rate specified pada tabel 2-6 2. Menyemprotkan larutan deterjen selama 3 sampai 5 menit, 3. Biarkan larutan deterjen meresap selama 20 menit.
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
PembilasanPembilasan
1. pembilasan dengan air bersih selama 5-10 menit sesuai yang telah direkomendasikan tiap tipe turbin.
2. Melakukan evaluasi dengan inspeksi visual atau dengan mengamati aliran air yang keluar saat pembilasan
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT
Cracking pada bucket turbin Deposit pada blade IGV
RestorationRestoration
1. Putar kompresor selama 20 menit untuk menghilangkan semua air.2. Setelah akhir siklus pengeringan :
1. Memasang ekstraksi dan atomizing pipa udara2. Membuka katup flame scanner3. Menutup semua katup drain valve4. Menutup inlet guide vanes
3. Menyalakan mesin selama 24 jam 30 menit untuk menyelesaikan proses pengeringan
Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS
Pemasangan rotor dilower casing stator turbin setelah washing