Analisis_Efisiensi_Turbin_Pada_Power_Pla.pdf

8/17/2019 Analisis_Efisiensi_Turbin_Pada_Power_Pla.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/analisisefisiensiturbinpadapowerplapdf 1/48

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PT. GEO DIPA ENERGI UNIT DIENG

TUGAS KHUSUS

ANALISIS EFISIENSI TERMAL TURBIN PADA POWER PLANT

Disusun oleh :

Radhitya Hutomo (121110011)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

YOGYAKARTA

2015



Laporan Kerja Praktek

PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015


Program Studi Teknik Kimia – UPN “Veteran” Yogyakarta ii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEKPT. GEODIPA ENERGI UNIT DIENG

JAWA TENGAH

TUGAS KHUSUS


Disusun oleh:

Radhitya Hutomo 121110011

Yogyakarta, Juli 2015

Disetujui oleh

Program Studi Teknik Kimia

Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta

Dosen Pembimbing Kerja Praktek

Ir. Hj. Sri Sukadarti, MT




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015


Program Studi Teknik Kimia – UPN “Veteran” Yogyakarta iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan rahmat dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

Laporan Pelaksanaan Kerja Praktek ini.

Kerja Praktek ini merupakan salah satu mata kuliah yang wajib ditempuh

di Program Studi Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional “Veteran”

Yogyakarta. Laporan Kerja Praktek ini disusun sebagai pelengkap kerja praktek

yang telah dilaksanakan selama bulan Mei 2015 di PT GEO DIPA ENERGI Unit1 Dieng.

Dengan selesainya laporan kerja praktek ini tidak terlepas dari bantuan

banyak pihak yang telah memberikan masukan-masukan kepada penulis. Untuk

itu penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :

1. Ir. Sri Sukadarti, MT selaku dosen pembimbing.

2. Ir. Danang Jaya, MT selaku koordinator Kerja Praktek.

3. Sigit Ponco Susanto selaku Maintenance Manager dan pembimbing

kami selama di PT GEO DIPA ENERGI Unit 1 Dieng.

4. Ir. Ermawan Isyahtoro selaku Steam Field Manager .

5. Slamet Sugiono selaku Chemical Analyst .

6. Bambang R selaku GA Supervisor .

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari laporan ini, baik

dari materi maupun teknik penyajiannya, mengingat kurangnya pengetahuan dan

pengalaman penulis. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat

penulis harapkan.

Yogyakarta, Juli 2015

Penulis




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015


Program Studi Teknik Kimia – UPN “Veteran” Yogyakarta iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Logo PT Geo Dipa Energi .....................................................................3

Gambar 2. Struktur manajemen ...............................................................................7

Gambar 3. Well production ....................................................................................11

Gambar 4. Separator ..............................................................................................12

Gambar 5. Silincer .................................................................................................12

Gambar 6. Pond 28 ................................................................................................13

Gambar 7. Pipa aliran dua fasa pad 28 ..................................................................13

Gambar 8. Brine pump ...........................................................................................14

Gambar 9. Booster pump........................................................................................14

Gambar 10. Pipa uap dan brine..............................................................................15

Gambar 11. Turbin .................................................................................................15

Gambar 12. Governor ...........................................................................................16

Gambar 13. Generator ...........................................................................................16

Gambar 14. Transformator step up ........................................................................17

Gambar 15. Transformator step down ...................................................................17

Gambar 16. Main Kondensor .................................................................................17

Gambar 17. Steam ejector ......................................................................................18

Gambar 18. Hot well pump ....................................................................................19

Gambar 19. Cooling Tower ....................................................................................19

Gambar 20. . Acid pump..........................................................................................20

Gambar 21. .Seal water pump ................................................................................20

Gambar 22. Weirbox ..............................................................................................21

Gambar 23. Master valve, side valve dan throttle .................................................21

Gambar 24. By pass valve ......................................................................................22

Gambar 25. Block valve .........................................................................................22

Gambar 26. PCV ....................................................................................................23

Gambar 27. Dump valve.........................................................................................23

Gambar 28. Sumur injeksi..................................................................................... 24

Gambar 29. Rupture Disk .......................................................................................24




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015


Program Studi Teknik Kimia – UPN “Veteran” Yogyakarta v

Gambar 30. CDP.................................................................................................. ..25

Gambar 31. Rock muffler .......................................................................................25

Gambar 32. Scrubber dan demister .......................................................................26

Gambar 33. Diagram blok produksi listrik ............................................................28

Gambar 34. PFD pada PT Geo Dipa Energi ..........................................................33

Gambar 35. Diagram siklus uap.............................................................................34




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015


Program Studi Teknik Kimia – UPN “Veteran” Yogyakarta vi

DAFTAR LAMBANG

Q : kalor (kJ/h)

W : usaha (MW)

∆U : perubahan energi dalam (kJ/h)

P : tekanan (bar)

T : suhu (ºC)

Hf : spesifik entalpi air (kJ/kg)

Hg : spesifik entalpi uap (kJ/kg)

Vf : spesifik volume air (m3 /kg)

Vg : spesifik volume uap (m3 /kg)

Cp : panas spesifik uap pada tekanan tetap (kJ/kg.K)

Cv : panas spesifik uap pada volume tetap (kJ/kg.K)

γ : koefisien termodinamika pada sistem adiabatis

δ : koefisien termodinamika pada sistem politropik

V : volume spesifik (m3 /kg)

x : fraksi cairan dalam uap keluar turbin

H : entalpi (kJ/kg)

m : laju alir steam (ton/h)

Ek : energi kinetik (Joule)

Ep : energi potensial (Joule)

Ws : kerja dihasilkan turbin (MW)

λ : panas pengembunan (kJ/kg)

η : efisiensi turbin (%)




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015


Program Studi Teknik Kimia – UPN “Veteran” Yogyakarta vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

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

KATA PENGANTAR ........................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. iv

DAFTAR LAMBANG .......................................................................................... vi

DAFTAR ISI......................................................................................................... vii

INTISARI............................................................................................................. viii

BAB I PROFIL PERUSAHAAN

A. Sejarah dan Perkembangan Perusahaan.....................................................1

B. Lokasi Perusahaan .....................................................................................5

C. Struktur Organisasi ....................................................................................6

D. Keselamatan Kerja .....................................................................................7

E. Jam Kerja Perusahaan................................................................................8

F. Prospek Perusahaan ...................................................................................9

BAB II PROSES PRODUKSI

A. Komponen PLTP .....................................................................................10

B. Proses Well Pad sampai Gathering System .............................................26

C. Proses Pada Power Plant .........................................................................27

BAB III TUGAS KHUSUS

A. Latar Belakang .........................................................................................29

B. Perumusan Masalah................................ .................................................29

C. Tujuan........................................................................................... ...........30

D. Tinjauan Pustaka......................................................................................30

E. Cara Memperoleh Data ............................................................................33

F. Hasil dan Pembahasan .............................................................................34

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan ..............................................................................................39

B. Saran ........................................................................................................39

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................40




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015


Program Studi Teknik Kimia – UPN “Veteran” Yogyakarta 1

BAB I

PROFIL PERUSAHAAN

A. Sejarah dan Perkembangan Perusahaan

Dataran tinggi Dieng dengan ketinggian 2093 mdpl merupakan salah

satu dari jalur vulkanik. Pada tahun 1964 sampai 1965 UNESCO

mengidentifikasi wilayah Dataran Tinggi Dieng dan menetapkan bahwa

Dieng sebagai salah satu prospek panas bumi yang menjanjikan di

Indonesia. Penetapan tersebut ditindak lanjuti oleh United State Geological

Survey (USGS) dengan melakukan survei geofisika dan pengeboran 6 sumur

dangkal dengan kedalaman maksimal 150 meter dan temperatur 92°C

sampai 173oC pada tahun 1973.

Pertamina

Melalui Surat Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No

491/KPTS/M/Pertamb/1974, Dieng ditetapkan sebagai wilayah kerja VI

panas bumi bagi Pertamina, meliputi areal seluas 107.361,995 hektar.

Penyelidikan Geologi, Geokimia dan Geofisika serta pengeboran berhasil

diselesaikan oleh Pertamina. Pada tahun 1976 - 1994 Pertamina telah

menyelesaikan 27 sumur uji produksi (21 sumur di Sikidang, 3 sumur di

Sieri dan 3 sumur di Pakuwaja). Selama tahun 1981 – 1993 Pertamina

menghasilkan listrik dengan mengoperasikan Power Plant unit kecil

berkapasitas 2 MW.

Himpurna California Energi (HCE)

HCE merupakan perusahaan gabungan antara Himpurna Enersindo

Abadi sebagai pemegang saham minoritas (10%) dengan California Energi

Ltd (90%) sebagai patner asing. Sejak tahun 1995 – 1996 HCE melakukan

berbagai kegiatan pengeboran sehingga menghasilkan 194 MW.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



HCE terus melakukan berbagai kegiatan yaitu dengan membangun

jaringan pipa uap, separator, brine system dan gathering system serta

membangun pusat pembangkit listrik tenaga panas bumi unit I dengan

kapasitas terpasang 60 MW. Akibat adanya sengketa antara HCE dengan

PT. PLN (Persero) serta dikeluarkannya Surat Keputusan Presiden No. 39

tahun 1997 dan Surat Keputusan Presiden No. 3 tahun 1998, maka pada

tahun 1998 California Energi Ltd menggugat PT. PLN (persero) melalui

Mahkamah Arbitrasi Internasional dan gugatan terjadi pada tahun 2000

yang dimenangkan oleh HCE.

Overseas Private Investment Cooperation (OPIC)

Setelah sengketa HCE selesai, perusahaan dipegang oleh OPIC

sebagai pemilik saham mayoritas. Selanjutnya OPIC melakukan kerjasama

dengan Pertamina yang direncanakan selama 2 tahun (2000 – 2002),

kerjasama tersebut dalam hal melakukan perawatan dan pemeliharaan

fasilitas aset yang ditinggalkan HCE. Namun pada tanggal 27 Agustus 2001

pemerintah RI dan OPIC menandatangani Final Agreement yang

menyatakan kepemilikan saham mayoritas berpindah dari OPIC ke

pemerintah RI dibawah Departemen Keuangan Negara, selanjutnya pada

tanggal 24 Desember 2001 Menteri Keuangan RI menunjuk PT. PLN

(Persero) untuk menerima dan mengelola aset - aset Negara di wilayah

Dieng Patuha.

Geo Dipa Energi

Melalui Surat Perjanjian Kerjasama antara PT. PLN dengan Pertamina

maka pada tanggal 14 September 2001 dibentuk Badan Pengelola Dieng

Patuha (BPDP) yang bertugas melakukan persiapan dan pelaksanaan

rekomisioning PLTP Unit I 60 MW Dieng, serta merawat aset – aset Dieng

Patuha. Dalam masa rekomisioning, semua peralatan yang ditinggalkan

HCE dilakukan perbaikan – perbaikan serta pembuatan ruang peredam (rock

muffler ). Setelah melakukan berbagai pembenahan, akhirnya pada tanggal 8




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Agustus 2002 PT. Geo Dipa Energi resmi didirikan di Dieng dan

mengoperasikan 7 buah sumur produksi dengan kapasitas 60 MW yang ter-

interkoneksikan ke jaringan Jawa Madura Bali (Jamali).

Gambar 01. Logo PT Geo Dipa Energi

Visi dan Misi Perusahaan

Visi :Menjadi perusahaan energi geothermal yang handal dan terpercaya

melalui insan Geo Dipa, keunggulan operasional dan pertumbuhan yang

berkesinambungan.

Misi :

a) Fokus pada pertumbuhan perusahaan yang cepat dan

berkesinambungan dalam mencapai tujuan bisnis

b) Mengoptimalkan produktifitas melalui operasional yang unggul

dan Total Quality Management

c) Menyediakan lingkungan yang terbaik untuk berprestasi sebagai

profesional dan menjadi insan Geo Dipa yang unggul

d) Turut mendukung program pemerintah dalam penyediaan listrik

panas bumi yang aman dan ramah lingkungan

Dalam melaksanakan misi perusahaan, seluruh insan PT. Geo Dipa

Energi selalu berpegang teguh kepada Tata Nilai Unggulan sebgai berikut:

Learning – I ntegrity - Goal Oriented – H onour – T eamwork

( LIGHT )

Learning – Kami melakukan pembelajaran dan inovasi secara

berkesinambungan untuk memberi nilai tambah bagi pelanggan dan

pemegang kepentingan.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Berani berubah

Berani mengambil resiko

Perbaikan berkesinambungan

Berpikir di luar kebiasaan

Integrity – Kami harus bersikap jujur dan terpercaya dalam segala

pemikiran, perkataan dan tindakan.

Dapat dipercaya dan diandalkan

Bekerja dengan etos kerja

Kepentingan perusahaan di atas kepentingan pribadi

Memberikan umpan balik yang jujur dan terbuka

Goal Oriented – Kami berkomitmen untuk mencapai keunggulan

dalam segala hal yang kami lakukan dan bersikap penuh semangat untuk

mencapai hasil yang melebihi harapan.

Orientasi terhadap hasil

Penuh inisiatif dan proaktif

Memiliki Sense Of Urgency

Mendorong diri untuk selalu melebihi yang diharapkan

Honour- Kami bertekad untuk dikagumi atas kinerja berkelas dunia

melalui Profesionalisme dan sikap saling menghormati.

Menjadi role model

Menjalankan apa yang dikatakan

Memegang teguh komitmen

Bertanggung jawab

Teamwork – Kami percaya akan kekuatan Sinergi dan Komunikasi

untuk membangun tim yang unggul.

Kolaborasi antar departemen

Peduli dan berempati




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Rasa memiliki yang kuat

Persatuan yang kuat

B. Lokasi Perusahaan

Lokasi PT Geo Dipa Energi terletak di daerah Dataran Tinggi Dieng.

Selain Sebagai lokasi perusahaan, Dataran Tinggi Dieng juga dikenal

sebagai lokasi objek wisata karena dilokasi tersebut banyak terdapat

penggalan sejarah seperti kompleks bangunan candi dan telaga. Temperatur

di Dataran Tinggi Dieng kurang lebih 200C dengan ketinggian 2000 – 2100

mdpl.

PT Geo Dipa Energi mempunyai beberapa titik sumur ( pad ) yang

terletak saling berjauhan, sehingga dapat dikatakan perusahaan ini tidak

mempunyai luas area yang sesungguhnya. Pada setiap sumur (pad) tersebut

diberi kode sebagai berikut :

1. Wilayah Hulu

pad 7

Terdapat 3 buah sumur produksi yaitu HCE-7A, HCE-7B, HCE-

7C, berada pada ketinggian 1909,5 mdpl.

pad 9

Terdapat sumur produksi HCE-9B, dan DNG-9, berada pada

ketinggian 2028,6 mdpl.

pad 28

Terdapat 2 buah sumur produksi yaitu HCE-28A , dan HCE-28B,

berada pada ketinggian 2076,3 mdpl.

pad 31

Hanya terdapat 1 buah sumur produksi.

2. Wilayah Hilir

Pad 14

Terdapat sumur DNG-14 dan DNG-13.

Pad 5




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Terdapat sumur HCE-5A, DNG-15, dan DNG-5 sebagai sumur

injeksi.

Power Plant

Merupakan lokasi pembangkit tenaga listrik dari tenaga panas bumi

yang dihasilkan dari hasil penyaringan uap panas dimana listrik

yang dihasilkan mencapai 60 MW.

C. Struktur Organisasi

Operasional PLTP oleh PT. Geo Dipa Energi di Dieng didukung

dengan sistem organisasi yang dipimpin oleh seorang General Manager

(GM) dan dibantu HSE & Public Relation Superintendant dan Procurement

Superintendant dan membawahi empat divisi yaitu: Steam Field Manager,

Power Plant Manager, Engineering Manager, HC & Finance Manager .

Gambar 2 memperlihatkan struktur organisasi PLTP Dieng tempat

pelaksanaan KP.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Gambar 2. Struktur manajemen PT Geo Dipa Energi Unit Dieng

D. Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja merupakan hal yang sangat diperhatikan dalam

perusahaan ini, disamping untuk menjamin keselamatan setiap karyawan

yang bekerja didalamnya serta untuk melindungi aset – aset perusahaan

lainnya. Untuk itu beberapa perlengkapan pendukung yang digunakan

diantaranya:




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Alat Pelindung diri

1. Baju kerja (wearpack), berfungsi untuk melindungi tubuh pada

waktu bekerja.

2. Helm kerja (Safety Helm), berfungsi untuk melindungi kepala

pada waktu bekerja dilapangan.

3. Sarung tangan, berfungsi untuk melindungi tangan dari benda –

benda tajam dan kotoran.

4. Sepatu Kerja (safety shoes), berfungsi untuk melindungi kaki dari

benda – benda keras yang ada dilokasi pabrik.

Alat pada pekerjaan khusus

1. Gas detektor, digunakan untuk mengetahui apabila terjadi

kebocoran gas.

2. SCBA (self circuit breathing apparatus), merupakan alat bantu

pernafasan.

3. Fan/Blower

4. Kacamata las, biasanya digunakan untuk pengerjaan pengelasan

dan pekerjaan yang berhubungan dengan serbuk.

5. Sabuk Pengaman

E. Jam Kerja Perusahaan

PT. Geo Dipa Energi Unit Dieng mempunyai jam kerja karyawan

selama 5 hari kerja, mulai dari hari Senin sampai dengan hari Jumat dengan

waktu kerja 40 jam / minggu atau 8 jam / hari dengan perincian jam kerja sebagai

berikut:

Hari Senin : 08.00 – 17.00

Jam istirahat : 12.00 – 13.00

Hari Selasa – Kamis : 07.30 – 17.00

Jam istirahat : 12.00 – 13.00

Hari Jumat : 07.30 – 15.30

Jam Istirahat : 11.30 – 12.30




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Ketentuan kerja shift di PT. Geo Dipa Energi Unit Dieng adalah:

Shift pagi : 07.30 – 15.30

Shift siang : 15.30 – 23.30

Shift malam : 23.30 – 07.30

F. Prospek Perusahaan

Saat ini kapasitas produksi PT. Geo Dipa Energi Dieng Unit I adalah

60 MW. Untuk mengoptimalkan potensi panas bumi yang terdapat di Dieng

dan Patuha serta menyokong kebutuhan energy di masa depan, PT. Geo

Dipa Energi Dieng telah mengembangkan prospek panas bumi Patuha Unit I

(beroperasi pada 2012) dan Dieng Unit II dan Unit III sehingga total

kapasitas terpasang pada tahun 2015 sebesar 360 MW. Pengembangan terus

dilaksanakan dalam mendukung program pemerintah dalam penyediaan

tenaga listrik panas bumi yang aman dan ramah lingkungan, serta

diharapkan dapat segera beroperasi untuk menambah kapasitas produksi

listrik.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



BAB II

PROSES PRODUKSIPT. GEO DIPA ENERGI UNIT I DIENG

PLTP Unit I Dieng mempunyai 44 sumur produksi termasuk sumur injeksi,

akan tetapi dikarenakan keterbatasan pada beberapa sumur tidak mampu lagi

menghasilkan uap maupun rusaknya reservoir, maka sumur yang dioperasikan

sebagai pemasok uap hanya 8 buah, yaitu: HCE-28A, HCE-28B, HCE- 31, HCE-

9A, HCE-9B, HCE-7A, HCE-7B dan HCE-7C dengan kapasitas produksi

terpasang 60 MW sedangkan untuk sumur injeksi sendiri PLTP Unit Dieng

mempunyai 8 buah sumur injeksi, yaitu: DNG. 10, 13, 14, 15, 17 dan HCE.5A,

17A, 33.

Rata – rata sumur produksi tersebut memiliki kedalaman sekitar 3000 m

dibawah permukaan bumi. Masing – masing sumur memiliki tekanan pada kepala

sumur yang berbeda – beda berkisar antara 400 – 710 psig, dan mampu

menghasilkan uap dengan kapasitas yang berbeda – beda.

Untuk dapat menggerakkan turbin penggerak generator dibutuhkan uap

yang benar – benar bersih dan memliki tingkat kelembaban serendah mungkin

agar tidak bersifat merusak untuk turbin. Karena kualitas uap yang dihasilkan oleh

sumur produksi Dieng sangat rendah maka diperlukan suatu sistem pengolahan

uap yang sangat kompleks mulai dari sumur produksi, pemisahan uap, gathering

system, sampai pembangkit tenaga.

A. Komponen PLTP

Komponen PLTP dapat dikelompokan menjadi 4 jenis, yaitu:

komponen produksi uap, komponen distribusi uap dan brine, komponen

pembangkit tenaga serta komponen pendukung. Komponen – komponen

tersebut diuraikan secara rinci sebagai berikut:




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



1. Komponen Produksi Uap

Komponen produksi uap disini adalah peralatan ataupun konstruksi

yang berkaitan dengan produksi uap dari sumber panas bumi.

Peralatan dan konstruksi tersebut antara lain :

a) Sumur Produksi (production well)

Sumur produksi adalah sumur yang menghasilkan uap panas

bumi dengan kedalaman sekitar 3000 m dibawah permukaan

tanah. Sumur ini menghasilkan uap basah yang masih

mengandung air sehingga harus dipisahkan dengan

menggunakan separator.

Gambar 3. Well Production

b) Separator

Separator berfungsi untuk memisahkan fluida dua fasa dari

sumur produksi menjadi fasa uap dan fasa cair. Fasa uap yang

terbentuk dari separator digunakan sebagai penggerak turbin

melalui gathering system . Fasa cair akan dipompakan oleh

brine injection pump untuk diinjeksikan kembali kedalam

bumi. Jenis separator yang digunakan disini adalah cyclone

separator dengan tekanan kerja berkisar 12 – 14 bar.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Gambar 4. Separator

c) Silencer

Silencer berfungsi untuk mengurangi tingkat kebisingan yang

dihasilkan dari proses pengolahan uap di well pad .

Gambar 5. Silencer

d) Balong (pond)

Balong atau pond digunakan untuk menampung brine yang

keluar dari dump valve, bay pass danside valve. Cold brine dari




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



masing – masing pad disalurkan ke pad 28 untuk dilakukan

pemisahan dari kondensat yang terbentuk, kemudian

disalurkan ke pad 10 untuk diinjeksikan kembali.

Gambar 6. pond 28

e) Pipa Aliran Dua Fasa

Pipa ini berfungsi untuk mengalirkan fluida dua fasa yang

berasal dari sumur menuju separator , pipa ini mempunyai

ukuran yang bervariatif, yaitu: 12”, 16” dan 18”.

(a) (b)

Gambar 7. (a) dan (b) pipa aliran dua fasa pad 28

2. Komponen Distribusi Uap dan Brine

Komponen distribusi uap dan brine disini adalah peralatan

yang berkaitan dengan distribusi hasil dari pemisahan separator .

Peralatan tersebut antara lain:




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



a) Injection Pump (Brine Pump)

Pompa brine berfungsi untuk mengalirkan brine hasil

pemisahan dari separator ke balong.

Gambar 8. Brine pump

b) Booster Pump

Booster pump adalah pompa yang digunakan untuk menaikan

tekanan brine yang dipasang secara seri dengan brine pump.

Pompa ini hanya digunakan jika tekanan discharge dari brine

pump tidak mencukupi.

Gambar 9. Booster Pump

c) Pipa Uap dan Brine

Dari tempat produksi uap dialirkan ketempat pembangkit

dengan pipa khusus dilapisi isolasi untuk mengurangi

kehilangan panas yang dapat menyebabkan penurunan tekanan

yang berakibat pada terbentuknya kondensat.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



(a) (b)

Gambar 10. (a) dan (b) pipa uap dan brine

3. Komponen Pembangkit Tenaga

Komponen pembangkit tenaga disini adalah peralatan ataupun

konstruksi yang berkaitan dengan proses pembangkitan tenaga dari

uap yang dihasilkan. Peralatan dan konstruksi tersebut antara lain:

a) Turbin

Turbin berfungsi untuk menggerakkan generator dengan

menggunakan tenaga uap dari sumur produksi yang telah

diolah terlebih dahulu. Turbin yang digunakan adalah produksi

dari Ansaldo, tipe KG3 double flow 7 stage condensing turbine

dengan inlet temperature 210oC , inlet pressure 5 – 12 bar

absolute, outlet pressure 0,081 bar absolute.

Gambar 11. Turbin

b) Governor

Governor berfungsi untuk mengendalikan uap yang masuk ke

turbin. Dengan mengatur jumlah uap yang masuk turbin,

putaran turbin juga dapat diatur baik bertambah maupun




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



berkurang. Governor terdiri dari dua komponen, pertama untuk

mengukur atau mendeteksi kecepatan, yang kedua untuk

menerjemahkan pengukuran ini ke dalam bentuk gerakan pada

bagian output governor untuk mengontrol peralatan yang

mengatur banyaknya uap yang masuk ke dalam turbin.

Gambar 12. Governor

c) Generator

Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari perputaran

turbin. Generator yang digunakan mempunyai kapasitas

terpasang sebesar 60 MW, frekuensi 50-60 Hz dan kecepatan

putaran 3000 rpm.

Gambar 13. Generator




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



d) Transformator

Transformator adalah alat yang digunakan untuk menaikan

atau menurunkan tegangan. Pada PLTP Unit Dieng terdapat 5

buah transformator:

1) Autotransformator 150 kV/ 15 kV dan 15 kV/ 150 kV

2) Transformator Step Down 15 kV/ 6 kV

3) Transformator Step Down 6 kV/ 250 V

4) Transformator Step Down 15 kV/380 V sebanyak 2 unit.

Gambar 14. Trafo Step Up Gambar 15. Trafo Step Down

e) Kondensor

Uap yang telah digunakan untuk menggerakkan turbin

dimasukkan ke dalam kondensor. Kondensor disini berfungsi

untuk mengkondenisasi uap yang telah digunakan untuk

memutar turbin.

Gambar 16. Main Condensor




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



f) Steam Ejector

Berfungsi untuk menjaga agar kondisi dikondensor tetap

vacuum dengan menghisap non condensable gas (NCG).

Gambar 17. Steam Ejector

g) Hot Well Pump

Pompa ini penggunaannya sangat vital pada power plant .

Pompa ini berhubungan langsung dengan Main Condensor,

yaitu untuk mengalirkan kondensat dengan suhu 33oC untuk

didinginkan ke Cooling Tower . Jumlah kondensat dengan

volume sekitar ±5.400.000 liter membutuhkan pompa dengan

kapasitas yang sangat besar untuk memindahkannya, apalagi

suplai uap dari Turbin berjalan terus menerus sehingga

menjaga agar Main Condensor tetap vacuum (dengan

ketinggian air sekitar 40% dari volume total) maka kondensat

harus dipindahkan, hal ini dilakukan karena uap yang

dikondensasi akan menambah volume kondensat. Pompa Hot

Well merupakan jenis pompa sentrifugal single stage dan

merupakan jenis pompa vertical.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Gambar 18. Hot Well pump

h) Cooling Tower

Jenis Cooling Tower yang digunakan adalah mechanical draft

cooling tower . Pada mechanical draft cooling tower , air panas

dari kondensor dispraykan pada struktur kayu yang berlapis –

lapis yang disebut dengan Fill. Pada saat melalui Fill

perpindahan panas terjadi dari air panas ke udara (dibagian

atas dari cooling tower terdapat kipas/fan). Cooling Tower

yang digunakan memiliki 9 pasang kipas.

Gambar 19. Cooling Tower




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



4. Komponen Pendukung

Komponen pendukung disini adalah peralatan ataupun

konstruksi yang berkaitan dengan proses pembangkitan tenaga dari

uap yang dihasilkan. Peralatan dan konstruksi tersebut antara lain :

a) Acid Pump

Acid pump berfungsi untuk memompakan asam kedalam pipa

alir melalui hot brine setelah separator . Asam yang digunakan

yaitu asam sulfat. Asam ini berfungsi untuk menjaga agar pH

dari brine berkisar antara 4.7 – 5.2 sehingga memperlambat

terjadinya pengendapan silica didalam pipa distribusi.

Gambar 20. Acid Pump

b) Seal Water Pump

Seal water pump berfungsi untuk memompakan air kedalam

pipa alir yang dipasangkan sacara seri dengan acid pump guna

mengencerkan asam.

Gambar 21. Seal Water Pump




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



c) Weirbox

Weirbox berfungsi untuk mengetahui laju alir fluida produksi

dan kualitas dari fluida secara kasar. Ada 3 jenis weirbox yang

sering digunakan, yaitu: rectangular, suppressed, triangular.

Jenis yang sering digunakan di Dieng Unit I adalah jenis

rectangular weirbox.

Gambar 22. Weirbox

d) Valve

Secara umum jenis valve yang digunakan PLTP Unit Dieng,

yaitu gate valve dan ball valve. Jenis gate valve yang

digunakan antara lain:

(a) (b) (c)

Gambar 23. (a) Master Valve, (b) Side Valve dan (c) Throttle

e) By Pass Valve

By pass valve berfungsi mengalirkan fluida dua fasa lansung

ke silencer untuk mengetahui kebersihan fluida sebelum

dialirkan ke separator. Fluida dianggap bersih apabila asap




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



yang keluar dari silencer sudah tidak mengeluarkan titik – titik

air dan brine yang keluar dari silencer sudah jernih.

\

Gambar 24. By Pass Valve

f) Block Valve

Block valve berfungsi untuk mencegah terjadinya aliran dalam

pipa. Terdapat macam – macam block valve LCV berukuran 8”

– 300” terletak sebelum dan sesudah LCV, block valve PCV

berukuran 3” – 300” yang terletak antara PCV dan separator .

Gambar 25. Block Valve

g) Check Valve

Check valve adalah katub yang terletak sebelum brine pump

(suction brine pump) berukuran 10” dan sesudah brine pump

(discharge brine pump) berukuran 8”.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



h) Pressure Control Valve (PCV)

Merupakan valve yang bekerja pada tekanan tertentu, yang

membuka ketika tekanan yang masuk pada PCV lebih besar

dari tekanan yang telah diatur dan begitu juga sebaliknya.

Gambar 26. PCV

i) Dump Valve (DV)

Berfungsi untuk mengatur ketinggian level brine padaseparator , jika aliran brine (LCV) sudah mencapai level

maksimal yang ditentukan maka valve akan membuka secara

otomatis dan brine dialirkan ke silencer .

Gambar 27. Dump Valve (DV)




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



j) Sumur Injeksi

Sumur yang dibuat untuk menginjeksikan brine dari balong di

masing - masing pad kembali ke dalam tanah.

.

Gambar 28. Sumur Injeksi

k) Rupture Disk

Berfungsi sebagai pengaman apabila terjadi kelebihan tekanan

dalam pipa alir injeksi yang terletak sebelum separator dan

sesudah separator. Rupture disk akan pecah apabila tekanan

melebihi tekanan yang diatur dan fluida akan mengalir

langsung ke udara bebas sehingga pipa aman dari kerusakan.

Gambar 29. Rupture Disk




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



l) Condensat Drop Pot (CDP)

CDP adalah tempat pembuangan kondensat yang dipasang di

jalur transmisi pipa untuk menjaga agar uap yang dialirkan

berada dalam kualitas yang baik.

Gambar 30. CDP

m) Rock Muffler

Rock muffler berfungsi sebagai pengaman uap dari tekanan

yang berlebihan sebelum masuk ke power plant dan peredam

kebisingan yang terjadi pada saat pengeluaran uap.

(a) (b)

Gambar 31. (a) dan (b) Rock Muffler

n) Scrubber dan Demister

Scrubber dan demister adalah peralatan yang memiliki fungsi

seperti separator yaitu sebagai pemisah akhir sebelum uap

masuk turbin dan sebagai pemurni uap (steam purifier).

Dengan menggunakan scrubber dan demister diharapkan uap




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



yang masuk ke turbin sudah benar – benar kering dan terbebas

dari partikel – partikel yang dapat merusak sudu – sudu turbin.

(a) (b)

Gambar 32. (a) Scrubber dan (b) Demister

B. Proses Well Pad Sampai Gathering System

Steam di ambil melalui sumur produksi (well production) dengan

kedalaman kurang lebih 2000 - 4000 meter dari permukaan tanah. Fluida

yang keluar dari masing - masing well production tersebut merupakan fluida

2 fase yaitu cair dan gas. Fluida yang berhasil di eksploitasi kemudian

dipisahkan antara fraksi uap dengan fraksi cairnya melalui separator

(vessel). Fraksi uap yang telah dipisahkan dari fraksi cairnya kemudian

keluar melalui bagian atas separator dengan tekanan 13 barg sedangkan

fraksi cair keluar melalui bagian bawah separator .

Brine keluar separator lalu ditambahkan asam sulfat agar pH nya

terjaga yaitu sekitar 4.7 - 5.2. pemberian acid ke dalam brine dimaksudkan

untuk meghambat pembentukan scale pada pipe injection. Setelah

penambahan asam sulfat kemudian brine diumpan ke dalam atmospheric

flash tank ( AFT/silencer ) agar brine yang keluar tidak menimbulkan

kebisingan. Brine keluar silencer lalu dialirkan kedalam kanal, yang

berfungsi sebagai pendingin serta untuk mengendapkan silica yang

terkandung didalam brine. Kemudian brine ditampung didalam balong




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



( pond ) yang akhirnya brine tersebut akan diinjeksikan kembali ke dalam

perut bumi melalui well injection.

Steam keluar separator kemudian diumpan menuju power plant

melalui jalur pipa sepanjang 7,2 km. Steam sebelum masuk turbin,

tekanannya diatur terlebih dahulu agar tidak melebihi 12 atm absolut.

Pengaturan tekanan dilakukan melalui rock muffler yaitu dengan membuang

steam berlebih ke lingkungan. Rock muffler adalah sebuah bangunan

berbentuk persegi seperti bak besar, berisi batu - batu yang berfungsi

meredam semburan uap. Di sepanjang jalan steam menuju power plant

terdapat condensate drop pot (CDP) yang bertujuan untuk membuang

kondensat yang terkondensasi selama perjalanan menuju turbin.

Terbentuknya kondensat didalam pipe steam dikarenakan adanya

perpindahan panas dari lingkungan kedalam sistem sehingga steam panas

mengalami pengembunan (kehilangan panas). CDP yang terpasang

disepanjang pipe steam kurang lebih ada 32 buah.

C. Proses Pada Power Plant

Untuk memastikan steam masuk turbin merupakan uap kering maka

steam akan melewati scrubber untuk dipisahkan dengan fluida cairnya. Line

pipe steam akan terbagi menjadi 2 yaitu line by pass dan line ke turbin.

Steam dari Line by pass akan masuk ke intercondenser dan aftercooler

yang berfungsi untuk membuat vakum main condenser . Sedang line yang

lainnya adalah line steam masuk turbin. Turbin uap yang digunakan adalah

jenis double flow dan memiliki kapasitas sebesar 60 MW dengan putaran

3000 rpm. Kondisi steam masuk turbin adalah pada temperature ±180oC

dan tekanan 9 -10 bar. Turbin akan berputar untuk menggerakan generator

dengan daya terpasang sebesar 15 KV dan akan dinaikan dengan trafo step

up menjadi 150 KV.

Steam keluar turbin kemudian akan masuk ke dalam main condenser

dan akan diembunkan. Condenser yang digunakan adalah jenis kontak

langsung yaitu dengan menspray air dingin dari cooling tower . Kondensor




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



ini memiliki kapasitas kondensat sebesar 8990 m3, tekanan kerja normal

kondensor adalah 0,08 bar. Fluida dari main kondensor dialirkan kedalam

interkondensor dan aftercooler yang kemudian akan dialirkan ke hot well

pump untuk diumpan ke dalam cooling tower untuk didinginkan. Fluida

yang telah didinginkan kemudian digunakan sebagai penspray di main

condenser dan ejector . Sedangkan fluida overflow akan dialirkan ke dalam

auxilary water pump untuk di injeksikan ke dalam well injection.

Gambar 33. Diagram blok produksi listrik

Well Production

Separator

Rock Muffler

Scrubber& Demister

Turbin Uap

Generator

uap

brine




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



BAB III

TUGAS KHUSUS


A. Latar Belakang

Kebutuhan energi merupakan faktor penting yang sangat menunjang

bagi kehidupan masyarakat di dunia. Salah satu energi yang dimaksud adalah

energi listrik. Panas bumi merupakan sumber daya terbarukan yang dapat

digunakan untuk membantu kebutuhan akan energi listrik yang semakin hari

semakin meningkat. Potensi panas bumi di Indonesia merupakan salah satu

yang terbesar yaitu sekitar 40% sumber cadangan panas bumi di dunia.

Namun, upaya untuk eksploitasi dan eksplorasi masih kurang dikembangkan.

Pemanfaatan energi ini di Indonesia baru mencapai 4%, sangat tertinggal

dengan negara lain yang memiliki potensi lebih kecil dari Indonesia seperti

Amerika Serikat, Filipina, dan Islandia. (Saptadji, 2005)

PLTP dirancang untuk menghasilkan output berupa energi listrik dalam

besaran tertentu. Bila seluruh komponen PLTP memiliki efisiensi yang tinggi

maka unjuk kerja PLTP tersebut dapat dikatakan tinggi. Efisiensi juga

berpengaruh pada biaya operasi, semakin tinggi efisiensi maka biaya operasi

akan semakin kecil.

Efisiensi yang dihitung dalam kerja praktik ini adalah efisiensi termal,

dimana efisiensi dihitung berdasarkan perbandingan kerja yang dihasilkan

turbin dengan jumlah panas yang diserap sistem. Dengan mengetahui nilai

efisiensi pada turbin ini akan dapat diketahui kinerja turbin, konversi energi,

dan proses transfer yang terjadi.

B. Perumusan Masalah

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi sudah cukup banyak dibangun

di Indonesia, salah satunya adalah PLTP Geo Dipa Unit I Dieng. Setiap PLTP

dirancang sedemikian rupa agar menghasilkan efisiensi yang semaksimal




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



mungkin. Semakin tinggi efisiensi berarti konversi energi yang terjadi

semakin bagus.

Pada kondisi ideal energi panas dapat diubah seluruhnya menjadi energi

mekanik. Namun pada kenyataanya hal ini hampir tidak mungkin dapat

tercapai mengingat banyaknya terjadi kerugian berupa energi yang terbuang

ke luar sistem. Kerugian tersebut juga dapat terjadi pada turbin dilihat dari

beberapa faktor seperti kerja alat yang bersifat irreversible dan proses bersifat

non-adiabatis sehingga terdapat sejumlah panas yang dibuang ke lingkungan.

C. Tujuan

1. Mempelajari mekanisme pembangkitan listrik pada PLTP Geo Dipa Unit

I Dieng.

2. Mempelajari cara kerja komponen-komponen pendukung pembangkitan.

3. Menghitung nilai efisiensi termal turbin serta faktor yang

mempengaruhinya.

D. Tinjauan Pustaka

1. Turbin

Turbin adalah suatu alat atau mesin penggerak dimana energi fluida

kerja digunakan untuk memutar roda turbin. Turbin terdiri dari 2 bagian yaitu

rotor (bagian yang berputar/ roda turbin) dan stator (bagian yang tidak

berputar/ rumah turbin). Roda turbin terletak di dalam rumah turbin dan roda

turbin akan memutar bebannya (generator, baling-baling, atau mesin lainnya).

Jenis fluida yang digunakan untuk menggerakan turbin antara lain air, uap,

dan gas.

Turbin uap terdiri dari sebuah cakram yang dikelilingi sudu-sudu.

Sudu-sudu ini berputar karena tekanan dari uap. Setelah melewati turbin,

tekanan dan temperatur uap yang semula tinggi akan menurun. Uap keluar

turbin akan dikondensasikan dalam kondenser dan didinginkan di cooling

tower. (Bernard, D. 1982)




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Turbin pada PLTP Dieng merupakan turbin jenis Double Flow dengan

7 stage. Adapun data teknis atau spesifikasi turbin yang digunakan pada PLTP

Dieng ditunjukkan pada tabel 1.

Tabel 1. Spesifikasi Turbin T-101

Uraian Keterangan

Produsen Ansaldo

Tipe Double Flow Turbine

Kapasitas 60 MW

Kecepatan Rotasi 3000 rpm

Jumlah Stage 7

2. Efisiensi Termal

Secara umum, efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan antara

output terhadap input dalam suatu proses. Efisiensi merupakan salah satu

persamaan yang penting dalam termodinamika untuk mengetahui seberapa

baik konversi energi atau proses transfer terjadi. (Boles, Cengel, 2006)

PLTP dirancang untuk menghasilkan output berupa energi listrik dalam

besaran tertentu untuk sejumlah input. Bila seluruh komponen PLTP

memiliki efisiensi yang tinggi, maka performance PLTP tersebut dikatakan

tinggi sehingga biaya operasi PLTP juga semakin rendah. Seandainya karena

suatu sebab performance PLTP turun, berrati PLTP memerlukan lebih

banyak bahan utama atau gas untuk menghasilkan output energi listrik sesuai

desain. Akibatnya biaya operasi menjadi semakin tinggi.

Idealnya, kita menghendaki agar energi panas (input) dapat diubah

seluruhnya menjadi energi listrik (output). Pada kenyataannya, hal ini tidak

mungkin dapat dilaksanakan karena adanya berbagai kerugian (losses) yang

terjadi hampir di setiap komponen PLTP. Akibat kerugian-kerugian tersebut,

maka energi listrik yang dihasilkan PLTP selalu lebih kecil dari energi panas

yang masuk ke sistem PLTP. Umumnya pada PLTP dihitung efisiensi termal,

dalam konteks efisiensi termal maka output maupun input harus dinyatakan

dalam besaran yang sama yaitu besaran panas.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Pada umunya efisiensi termal PLTP tergolong rendah, sekitar 10-23%.

Hal ini dikarenakan fluida panas bumi mempunyai suhu yang relatif lebih

rendah jika dibandingkan dengan uap dari boiler . Suhu yang rendah ini

mengakibatkan konversi energi pada mesin kalor menjadi terbatas. Selain itu

proses adiabatis yang terjadi pada sistem memungkinkan terjadinya

perpindahan panas ke lingkungan sehingga dapat menurunkan efisiensi.

(Demirel, 2012)

3. Hukum I dan II Termodinamika

Hukum pertama termodinamika dinyatakan sebagai: “Energi tidak bisa

dibuat atau dimusnahkan, namun bisa dirubah dari satu bentuk ke bentuk

lainnya”. Sesuai dengan hukum ini, energi yang diberikan oleh kalor mesti

sama dengan kerja eksternal yang dilakukan ditambah dengan perolehan

energi dalam karena kenaikan temperatur. Jika kalor diberikan kepada sistem,

volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan terlihat mengembang

dan bertambah panas). Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem, volume dan

suhu sistem akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih

dingin). Prinsip ini merupakan hukum alam yang penting dan salah satu

bentuk dari hukum kekekalan energi. (Fadlilah dan Joo, 2014)

Secara matematis, Hukum I Termodinamika dituliskan sebagai:

Q = W + ∆U

Dimana Q adalah kalor, W adalah usaha, dan ∆U adalah perubahan

energi dalam. Tapi rumus itu berlaku jika sistem menyerap kalor Q dari

lingkungannya dan melakukan kerja W pada lingkungannya.

Hukum termodinamika kedua menyebutkan bahwa adalah tidak

mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus

untuk mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu reservoir pada suhu

tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik. Hukum kedua termodinamika

mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah yaitu dari panas ke dingin dan

tidak semua proses di alam semesta adalah reversible (dapat dibalikkan

arahnya). Maka dari itu tidak mungkin membuat sebuah mesin kalor untuk




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



mengubah panas seluruhnya menjadi kerja atau dengan kata lain memiliki

efisiensi termal 100%. (Nugroho dkk, 2013)

Sebuah mesin kalor dapat di karakteristikkan sebagai berikut:

a. mesin kalor menerima panas dari sumber bertemperatur tinggi

(energi matahari, bahan bakar, reaktor nuklir, dll).

b. mesin kalor mengkonversi sebagian panas menjadi kerja.

c. mesin kalor beroperasi dalam sebuah siklus.

E. Cara Memperoleh Data

Tinjauan plant dan pengambilan data dari daya listrik ini dilakukan di

PT Geo Dipa Energi Unit Dieng. Dalam peninjauan plant, hal yang dilakukan

yaitu menentukan jenis dari PLTP yang terdapat di PT GDE Unit Dieng,

kemudian meninjau Process Flow Diagram (PFD) dan Piping Instrument

Diagram (P&Id).

Gambar 34. PFD pada PT Geo Dipa Energi




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



F. Hasil dan Pembahasan

Tabel 2. Data Inlet dan Outlet Turbin

Hari INLET OUTLET Steam Flow

Rate (ton/h)P (barg) T (°C) P (barg) T (°C)

1 9.6192 177.0000 -0.6800 43.8333 194.0833

2 9.6208 177.0000 -0.6800 43.8333 192.7500

3 9.6200 177.0000 -0.6800 44.3333 192.5833

4 9.6175 179.2500 -0.6800 44.5000 192.1667

5 9.6200 178.7500 -0.6800 44.2500 194.6667

6 9.6150 178.5833 -0.6800 44.0000 192.1667

7 9.6192 177.9091 -0.6800 45.0000 192.9167

8 9.6167 178.0000 -0.6800 45.0000 193.4167

9 9.4586 176.7143 -0.6800 43.4286 191.5000

10 9.5725 178.8333 -0.6800 43.5000 199.9167

11 9.6200 177.1000 -0.1787 43.6420 200.3333

12 9.6208 177.0000 -0.1916 44.0000 200.0833

13 9.6108 177.0000 0.0725 44.2500 200.5833

14 9.6025 177.0833 -0.6800 44.5000 200.1667

average 9.6024 177.6588 -0.5556 44.1479 195.5238

AbsolutePressure

10.5824(bara)

0.4244(bara)

Gambar 35. Diagram siklus uap

Dari Tabel 2 dan Gambar 35 dapat diketahui kondisi pada masing-

masing titik.

Reservoir

S

e p a r a t o r

Turbin

Kondensor

1

2

3

4

10,5824 bar

10,5824 bar

0,4244 bar

0,4244 bar




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



P1 = 10,5824 bar

P2 = 10,5824 bar

P3 = 0,4244 bar

P4 = 0,4244 bar

Dari data tekanan diatas dapat dicari nilai entalpi dan volume spesifik

dari steam table.

Tabel 3. Data komponen uap berdasarkan steam table

P = 10,5824 bar P = 0,4244 bar

Hf (kJ/kg) 773,851 323,667

Hg (kJ/kg) 2779,87 2638,57

Vf (m3 /kg) 0,00113 0,001027

Vg (m3 /kg) 0,184156 3,77853

Dari kondisi steam tersebut diketahui nilai Cp = 2,58318 kJ/kg.K dan

nilai Cv = 1,82131 kJ/kg.K maka nilai γ dapat dihitung.

=

=

2,58318 .

1,82131 .

= 1,418

Nilai δ diambil dari nilai tengah antara 1 dengan nilai γ, diambil asumsinilai

δ = 1,167

Proses yang berlangsung di dalam turbin adalah proses

politropik, yaitu merupakan proses aktual yang berada di antara proses

isotermal dan proses adiabatik. Karena bersifat politropik maka berlaku

persamaan:




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



. = .

10,5824 . 0,184156

,

= 0,4244 . ,

= 2,898

= . + 1 − .

2,898 = . 0,001027 + 1 − 3,77853

0,001027 − 3,77853 . =2,898 − 3,77853

= 0,233

X merupakan nilai fraksi cairan yang terkandung dalam uap

keluar turbin. Nilai fraksi ini digunakan untuk menghitung entalpi

keluar turbin.

= . + 1 − .

= 0,233. 323,667 + 1 − 0,233 . 2638,57

= 2099,1976

Setelah data entalpi lengkap, perhitungan dilanjutkan ke neraca

energi untuk menghitung jumlah panas yang hilang.

. + + = +

. − = +

195523ℎ

2099,1976 − 2779,87 = + 25

− 133093916,4ℎ

= +25.10

.3600

ℎ

= − 223093916,4ℎ




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



Panas yang hilang sebesar 2230931916,4 kJ/h. Untuk

menghitung panas yang dibuang di kondensor digunakan persamaan:

= .

= . −

= 195523ℎ

323,667 − 2638,57

= − 452641297ℎ

Sedangkan kerja yang dihasilkan turbin sebesar 25 MW = 9.107

kJ/h. Maka efisiensi termal adalah perbandingan kerja yang dihasilkan

turbin dengan panas yang diserap. Dalam kasus ini panas yang diserap

meliputi panas yang hilang, panas di kondensor, dan kerja turbin.

ɳ =+ +

× 100%

ɳ =9.10

223093916,4 + 452641297 + 9.10 × 100%

ɳ = 11,7534%

Dari perhitungan di atas diketahui nilai efisiensi termal rata-rata selama

14 hari sebesar 11,7534%. Beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi

turbin antara lain adalah suhu dan tekanan uap yang masuk turbin. Semakin

tinggi suhu dan tekanan uap masuk maka efisiensi akan semakin tinggi.

Namun pada PLTP suhu dan tekanan yang masuk tidak bisa diatur karena

berasal dari perut bumi. Berbeda halnya dengan PLTU yang memanfaatkan

panas dari pembakaran bahan bakar sehingga suhu dan tekanan uap bisa

diatur hingga mencapai keadaan optimal. Pada PLTU uap yang dihasilkan

berupa uap superheated sedangkan pada PLTP bersifat saturated . Idealnya

uap masuk turbin berupa superheated dan keluar tubin masih berupa uap

saturated. Pada PLTP uap yang masuk bersifat saturated dan uap keluar

turbin telah terkondensasi sebagian. Akibat dari kondensasi ini adalah




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



terdapat panas yang hilang, dimana semakin besar panas yang hilang maka

efisiensi semakin rendah.

Faktor yang paling berpengaruh terhadap efisiensi turbin adalah adanya

perpindahan panas dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Idealnya proses

yang terjadi di turbin dan mesin kalor lainnya adalah adiabatis, dimana tidak

ada pertukaran panas antara sistem dengan lingkungan. Namun hal ini hampir

tidak mungkin dapat terwujud. Tetapi banyak usaha yang bisa dilakukan

untuk memperkecil jumlah panas yang hilang ke lingkungan unutk

memperbesar efisiensi turbin. Salah satunya dengan sitem sealing yang

diperbaiki. Sistem sealing yang bagus akan menghambat perpindahan panas

dari sistem ke lingkungan begitu pula sebaliknya.

Selain itu, karena faktor internal dari PLTP Dieng sendiri yaitu

meledaknya turbin PLTP Dieng pada Februari 2014 yang disebabkan karena

salah satu blade putus. Hal ini menyebabkan putaran turbin terganggu dan

terjadi kerusakan pada stage 7 turbin. Karena kerusakan ini semula PLTP

Dieng yang mampu menghasilkan daya 60 MW saat ini hanya menghasilkan

sekitar 25 MW. Karena daya yang dihasilkan berkurang maka efisiensi juga

turun.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015



BAB IV

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari pengamatan dan perhitungan selama kerja praktek dapat disimpulkan:

1. Analisa turbin selama 14 hari menghasilkan nilai efisiensi rerata turbin

sebesar 11,7534%. Dengan mengacu pada nilai ini maka dapat

disimpulkan bahwa PLTP masih berfungsi dengan baik dan masih layak

beroperasi.

2. Pengamatan selama di lapangan menujukkan bahwa sumur produksi

PLTP Geo Dipa Energi Unit Dieng masih berpotensi untuk

dimanfaatkan energi panas buminya.

B. Saran

1. Efisiensi PLTP relatif lebih rendah jika dibanding pembangkit listrik

energi lain. Faktor utama yang mempengaruhi efisiensi adalah adanya

panas yang hilang. Dengan memperkecil kemungkinan panas yang

hilang maka efisiensi dapat ditingkatkan. Salah satu cara memperkecil

panas yang hilang adalah dengan memperbaiki sistem isolasi.

Perawatan peralatan secara teratur juga dapat meningkatkan kinerja alat

sehingga mampu meningkatkan efisiensi.

2. Penurunan daya turbin dari 60 MW menjadi 25 MW sangat

berpengaruh tehadap penurunan efisiensi. Dengan perawatan turbin

yang intensif dapat mengoptimalkan kembali kinerja sehingga

dihasilkan daya yang lebih besar dan dapat meningkatkan efisiensi.




PT. Geo Dipa Energi

Mei 2015

DAFTAR PUSTAKA

Bernard D. Wood. Applications of Thermodynamics 2nd edition. 1982. Addison-

Wesley Publishing Company, Inc.

Cengel, Yunus A.; Boles, Michael A. Thermodynamics: An Engineering

Approach 5th ed . 2006. Published by Mc Graw-Hill College, Boston,

MA.

Demirel, Yaser. Energy: Production, Conversion, Storage, Conservation, and

Coupling. 2012. University of Nebraska, Lincoln.Fadlilah, Muhammad; Joo, Jang Jin. Makalah Hukum I Termodinamika. 2014.

Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

Nugroho, Prizaz; dkk. Hukum Kedua Termodinamika. 2013. Pendidikan Fisika

IAIN Raden Intan Lampung.

Perry, Robert H. Perry’s Chemical Engineers Handbook. 2008. 8th Edition. Mc

Graw-Hill’s.

Saptadji, Nenny. Diktat Kuliah Teknik Panas Bumi

. 2005. Bandung : PenerbitInstitut Teknologi Bandung

Analisis_Efisiensi_Turbin_Pada_Power_Pla.pdf

Documents

Transcript of Analisis_Efisiensi_Turbin_Pada_Power_Pla.pdf