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.