performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

113
KAJIAN UN TENAGA G BIS TESIS NJUK KERJA PEMBANGKIT L GAS G4 PT INDONESIA POWE SNIS PEMBANGKITAN BALI YON EKO SAPUTRO PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2014 LISTRIK ER UNIT

Transcript of performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

Page 1: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

KAJIAN UNJUK KERJA TENAGA GAS

BISNIS

TESIS

UNJUK KERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS G4 PT INDONESIA POWER U

ISNIS PEMBANGKITAN BALI

YON EKO SAPUTRO

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR 2014

ANGKIT LISTRIK G4 PT INDONESIA POWER UNIT

BALI

Page 2: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

KAJIAN UNJUK KERJA TENAGA GAS

BISNIS

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

i

TESIS

UNJUK KERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS G4 PT INDONESIA POWER U

ISNIS PEMBANGKITAN BALI

YON EKO SAPUTRO NIM : 0991961007

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR

2014

ANGKIT LISTRIK G4 PT INDONESIA POWER UNIT

BALI

Page 3: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

ii

KAJIAN UNJUK KERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS G4 PT INDONESIA POWER UNIT

BISNIN PEMBANGKITAN BALI

Tesis untuk memperoleh Gelar Magister pada Program Magister, Program Studi Teknik Mesin

Program Pascasarjana Universitas Udayana

YON EKO SAPUTRO

NIM : 0991961007

PROGRAM PASCASARJANA PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR

2014

Page 4: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

iii

LEMBAR PENGESAHAN

TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL 4 JULI 2014

Pembimbing I,

Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma NIP : 19700607 199303 1 001

Pembimbing II,

I Made Widiyanta, ST., M.Sc., Ph.D. NIP : 19710722 199803 1 003

Mengetahui

Ketua Program Studi Teknik Mesin Program Pascasarjana Universitas Udayana

Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma NIP : 19700607 199303 1 001

Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana

Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K). NIP : 19590215 198510 2 001

Page 5: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

iv

Tesis Ini Telah Diuji dan Dinilai Oleh Panitia Penguji Pada Program Pascasarjana Universitas Udayana

Pada Hari/Tanggal : Jumat/4 Juli 2014 Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana No. : 2070/UN14.4/HK/2014 Tanggal : 2 Juli 2014 Panitia Penguji Tesis adalah : Ketua : Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma Anggota : 1 I Made Widiyanta, ST., M.Sc., Ph.D.

NIP : 19710722 199803 1 003 2 Dr. Eng. Made Sucipta, ST., MT

NIP : 19741114 200012 1 001 3 Dr. Ir. I Gusti Ngurah Priambadi, MT.

NIP. 19651103 199203 1 002 4 Dr. Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg.

NIP. 19650706 199103 1 002

Page 6: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

v

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Nama : Yon Eko Saputro

NIM : 0991961007

Program Studi : Teknik Mesin

Judul Tesis : Kajian Unjuk Kerja Pembangkit Listrik Tenaga

Gas G4 PT Indonesia Power Unit Bisnis

Pembangkitan Bali

Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat,

apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini maka

saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan peraturan Mendiknas RI No. 17

Tahun 2010 dan peraturan perundang-undangan yang berlaku

Denpasar, Juli 2014

Yang Menbuat Pernyataan

Yon Eko Saputro

Page 7: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

vi

UCAPAN TERIMA KASIH

Segala puji bagi Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan kekuatan

di dalam pelaksanaan penulisan tesis ini sehingga akhirnya bisa diselesaikan.

Tesis ini disusun untuk memenuhi persyaratan kelulusan dari Program Studi

Magister Teknik Mesin Universitas Udayana dan mendapatkan gelar Magister

Teknik. Penelitian ini mengambil judul Kajian Unjuk Kerja Pembangkit Listrik

Tenaga Gas G4 PT Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Bali.

Pada kesempatan ini ijinkan penulis untuk menyampaikan terima kasih

dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus

Wijaya Kusuma, selaku pembimbing Tesis dan pembimbing akademik, yang telah

membimbing penulis selama sepuluh tahun. Bapak I Made Widiyanta, ST., M.Sc.,

Ph.D selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan

petunjuk yang berharga selama penyelesaian tesis ini.

Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Prof. dr. Ketut

Suastika, Sp. PD-KEMD. selaku Rektor Universitas Udayana atas kesempatan

dan fasilitas yang diberikan kepada penulis selama menyelesaikan Program

Magister Teknik Mesin ini. Ucapan terima kasih yang sama ditujukan kepada

Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, Prof. Dr. dr. A.A. Raka

Sudewi, Sp.S(K). atas kesempatan yang diberikan untuk menjadi karyasiswa

Program Magister Teknik Mesin.

Kepada Bapak Dr. Eng made Sucipta, ST., MT., Bapak Dr. Ir. I Gusti

Ngurah Priambadi, MT. dan Bapak Dr. Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg.

selaku dosen penguji penulis menyampaiakn banyak terima kasih atsa masukan

Page 8: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

vii

dan kritik membangun terhadap tesis ini sehingga menjadi lebih baik. Kepada

Seluruh dosem pengajar di lingkungan Program Studi Magister Teknik Mesin

penulis mengucapkan terima kasih atas sharing ilmu dan pengalaman selama

penulis menempuh pendidikan di program ini.

Rekan-rekan angkatan pertama Program Magister yang telah mendahului

selesai penulis sampaikan ucapakan terima kasih atas banyak hal yang sudah

dilalui bersama dalam berproses menyelesaikan program ini. Kepada seluh staff

administrasi S2 Teknik Mesin Penulis sampaikan terima kasih atas kerajinan

menghubungi penulis sehingga dapat menyelesaikan tesis ini. Terakhir kepada

Istriku, Tuty Asraini Muhsyaf dan dua permata hati kami Calya dan Cetta penulis

sampaikan terima kasih atas semangat dan motivasi yang selalu diberikan untuk

menyelesaikan tesis ini.

Keterbatasan yang penulis miliki membuat tesis ini masih jauh dari

sempurna, untuk itu penulis meminta saran dan kritik yang sifatnya membangun

agar dalam penulisan dapat lebih baik lagi. Penulis mengucapkan banyak terima

kasih dan mohon maaf apabila ada kekurangan dan kesalahan dalam penulisan

tesis ini.

Denpasar, Juli 2014

Penulis

Page 9: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

viii

ABSTRAK KAJIAN UNJUK KERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS G4 PT

INDONESIA POWER UNIT BISNIS PEMBANGKITAN BALI

Kebutuhan listrik rata-rata pulau Bali adalah sebesar 700 MW. Terdiri atas kapasitas pembangkit di Bali sebesar 427,59 MW, dan suplai daya dari Jawa melalui jaringan kabel laut sebesar 200 MW. Mengingat sangat pentingnya pemenuhan kebutuhan listrik dan mahalnya biaya investasi pembangunan pembangkit baru maka pembangkit-pembangkit yang sudah ada harus dimanfaatkan dengan maksimal, begitu juga dengan PLTG Pesanggaran. Salah satu cara untuk menjaga kehandalan sistem pembangkit adalah dengan melakukan over houl setelah pembangkit dioperasikan dalam satuan waktu tertentu. Dari Hasil pengujian yang dilakukan oleh PT PLN Jasa Sertifikasi diketahui bahwa setelah over houl pembangkit justru mengalami penurunan daya dan pemborosan bahan bakar, permasalahan inilah yang kemudian menjadi dasar dalam melakukan penelitian ini.

Dari hasil penelitian didapatkan bahwa penyebab penurunan performa dan pemborosan bahan bakar dikarenakan adanya kenaikan entalphi setelah proses kompresi secara rerata sebasar 2,69 kJ/kg yang memicu pemborosan bahan bakar. Besar penurunan performa pembangkit adalah 678,75 kW secara aktual dan 703,72 kW secara teoritis. Sedangkan pemborosan bahan bakar ditunjukan dengan peningkatan Spesifik fuel Consumtion pembangkit dari sebelum dan sesudah over houl yaitu 0,3271 menjadi 0,3480 secara aktual dan 0,3259 menjadi 0,3469 secara teoritis. Akibat adanya penuruan performa dan pemborosan bahan bakar potensi kerugian perusahaan mencapai Rp. 137.803.325 / hari. Kata kunci : pembangkit, bahan bakar, over houl

Page 10: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

ix

ABSTRACT PERFORMANCE STUDY OF GAS POWER PLANT G4 PT INDONESIA

POWER GENERATION BUSINESS UNIT OF BALI

Average electricity needs of the Bali island amounted to 700 MW. Consists of generating capacity of 427,59 MW in Bali, and the supply of power from Java via submarine cable network of 200 MW. Given the importance of meeting the demand for electricity and the high investment costs of new plants the plants that already exist should be exploited to the maximum, as well as Pesanggaran power plant. One way to maintain the reliability of power systems is to do over houl after operation plants within a certain time unit. From the results of testing conducted by PT PLN Jasa Sertifikasi known that after over hou l actually decreased power generation and waste fuels, the problem is then the basis for the conduct of this study. The result showed that the cause of the decline in performance and fuel wastage due to the increase in enthalpy after the compression process was average of 2,69 kJ/kg which trigger waste fuel. Large reduction in plant performance is 678,75 kW and 703,72 kW actually theoretically. While wasting fuel indicated by the increase in Specific fuel Consumed Plants from before and after the overhauled 0,3271 becomes 0,3480 and 0,3259 actually be theoretically 0,3469. Due to deterioration in performance and fuel wastage potential losses reached IDR. 137.803.325 / day. Keywords: plant, fuel, over houl

Page 11: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

x

RINGKASAN

Kajian Unjuk Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Gas G4 PT Indonesia Power

Unit Bisnis Pembangkitan Bali

Yon Eko Saputro

Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma, Pembimbing I

I Made Widiyanta, ST., M.Sc., Ph.D., Pembimbing II

Kebutuhan listrik rata-rata pulau Bali adalah sebesar 700 MW.

Kebetuhan tersebut dipenuhi dari pembangkitan pembangkit listrik di Bali yang

ada saat ini sebesar 427,59 MW, dan dari suplai daya dari jaringan interkoneksi

Jawa-Bali melalui kabel laut sebesar 200 MW. Mengingat sangat pentingnya

pemenuhan kebutuhan listrik dan mahalnya biaya investasi pembangunan

pembangkit baru maka pembangkit-pembangkit yang sudah ada harus

dimanfaatkan dengan maksimal, begitu juga dengan PLTG G4 Pesanggaran.

Salah satu usaha untuk menjaga kehandalan sistem adalah dengan melakukan

perawatan berkala dan over houl (OH) setelah pembangkit diporesikan dalam

satuan waktu tertentu.

PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkit Bali pada tahun 2013

melakukan over houl terhadap pembangkit listrik tenga gas G4 dan G3. Dari hasil

tes running dan comisioning terhadap kedua pembangkit yang dilakukan oleh PT

PLN Jasa Sertifikasi diketahui adanya masalah penurunan performa pembangkit

dan pemborosan bahan bakar. Dalam penelitian ini akan dicari penyebab

penurunan performa dan pemborosan bahan bakar serta solusi yang bisa

dilakukan untuk menyelesaikan kedua masalah tersebut.

Penelitian ini akan dikerjakan degan melakukan observasi lapangan dan

studi literatur. Dengan observasi lapangan akan mendapatkan data tekanan,

temperatur pada titik-titik pengukuran yang telah ditetapkan, data mesin

pembangkit, data lingkugan dan data-data lain yang dibutuhkan. Data-data

lapangan itulah yang akan digunakan untuk menghitung nilai-nilai parameter yang

akan digunakan untuk melakukan analisa energi secara termodinamika. Dari hasil

Page 12: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xi

perhitungan akan didapatkan parameter-parameter termodinamika yang bisa

digunakan sebagai dasar untuk menyelesaikan masalah penurunan performa dan

pemborosan bahan bakar.

Penurunan performa pembangkit disebabkan karena adanya kenaikan kerja

kompresor dan penurunan kerja turbin setelah dilakukan over houl. Adanya

peningkatan kerja kompresor yang ditunjukan dengan adanya peningkatan

temperatur fluida kerja setelah proses kompresi memicu kenaikan konsumsi bahan

bakar. Kenaikan konsumsi bahan bakar tidak diimbangi dengan kenaikan

pemanfaatan kerja berguna pada ruang bakar. Hal ini ditunjukan dengan relatif

samanya temperatur tertinggi (T3) antara sebelum dan sesudah OH. Kelebihan

konsumsi bahan bakar tidak berdampak pada naiknya temperatur tertinggi,

sebagai akibatnya temperatur keluaran dari turbin mengalami kenaikan yang

secara linier mengurangi kerja turbin secara keseluruhan. Kerja turbin mengalami

penurunan sedangakan kerja kompresor mengalami kenaikan, akaibatnya terjadi

penuruanan performa pembangkit secara keseluruhan.

Daya Pembangkit diketahui dari alat ukur yang terpasang pada sistem. Daya

ini adalah daya riil yang dihasilkan sistem. Daya yang dihasilkan secara aktual

setelah over houl adalah 38.470 kW lebih kecil dari sebelum over houl yaitu

sebesar 39.148,75 kW. Penurunan daya pembangkit yang terjadi adalah sebesar

678,25 kW. Koreksi daya ini bisa dilakukan dengan menghitung daya yang

seharusnya dihasilkan sistem dengan pendekatan properties fluida kerja pada titik-

titik pengukuran yang telah ditetapkan. Besar daya teoritis setelah over houl

adalah 38.596,38 kW, lebih kecil dari daya sebelum over houl yaitu 39.300,10

kW. Ada pemborosan pembangkit 703,72 kW. Sedangkan pemborosan bahan

bakar ditunjukan dengan peningkatan Spesifik fuel Consumtion pembangkit dari

sebelum dan sesudah over houl yaitu 0,3271 menjadi 0,3480 secara aktual dan

0,3259 menjadi 0,3469 secara teoritis. Akibat adanya penuruan performa dan

pemborosan bahan bakar potensi kerugian perusahaan mencapai Rp. 137.803.325

/ hari.

Page 13: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xii

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Sampul Dalam ......................................................................... i

Lembar Prasarat............................................................................................. ii

Lembar Persetujuan Pembimbing ................................................................. iii

Lembar SK Panitia Penguji ....................................................................... iv

Surat Pernyataan Bebas Plagiat ................................................................ v

Ucapan Terima Kasih.................................................................................. vi

Abstrak ......................................................................................................... viii

Abstact .......................................................................................................... ix

Ringkasan ..................................................................................................... x

Daftar Isi .................................................................................................... xii

Daftar Gambar ........................................................................................... xvi

Daftar Tabel ................................................................................................. xvii

Daftar Lampiran ................................................................................................... xviii

Daftar Singkatan Dan Arti Lambang ................................................................. xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang …………………………………………………. 1

1.2 Permasalahan ............................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................... 3

1.4 Manfaat Penelitian ....................................................................... 3

BAB II KAJIAN PUSTAKA

2.1 Konsep Energi ............................................................................. 4

2.1.1 Difinisi Energi ..................................................................... 4

2.1.2 Bentuk-Bentuk Energi ......................................................... 4

2.2 Konsep Dasar Thermodinamika ................................................. 7

2.2.1 Difinisi dan Aplikasi Thermodinamika ............................... 7

2.2.2 Hukum Ke 0 Thermodinamika ............................................ 9

Page 14: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xiii

2.2.3 Hukum Pertama Thermodinamika ....................................... 11

2.2.4 Hukum Kedua Thermodinamika ......................................... 12

2.3 Persamaan Gas Ideal ................................................................... 14

2.4 Pembakaran Bahan Bakar............................................................. 15

2.4.1 Prinsip-Prinsip Pembakaran ................................................. 15

2.4.2 Pembakaran 3 T ................................................................... 17

2.4.3 Kebutuhan Udara Pembakaran pada Turbin Gas (external

Combution Engine) dan kekekalan Massa .......................... 18

2.5 Turbin Gas ................................................................................... 19

2.5.1 Siklus Turbin Gas................................................................. 19

2.5.2 Siklus Turbin Gas Sederhana................................................ 25

2.6 Pembangkit Tenaga Listrik Tenaga Gas (PLTG) ........................ 27

2.6.1 Kompresor (Compressor) .................................................... 28

2.6.2 Ruang Bakar (Combustion Clamber, Combustor basket

atau Burner) ........................................................................ 29

2.6.3 Turbin (turbine) ........................................................... 31

2.7 Menentukan Nilai Daya Pembangkit, Spesific Fuel Consumtion

(SFC) dan Biaya Pembangkitan. ................................................... 32

2.8 Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Turbin Gas Sebagai

Pembangkit ................................................................................. 34

2.9 Tinjaun Umum Turbin Gas G-4 PT Indonesia Power UBP Bali 35

2.10 Penelitian Terdahulu .................................................................. 37

BAB III KERANGKA BERFIKIR, KONSEP DAN HIPOTESA

PENELITIAN

3.1 Kerangka Berfikir......................................................................... 39

3.2 Konsep Penelitian ....................................................................... 39

3.3 Hipotesa Penelitian ...................................................................... 41

Page 15: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xiv

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Metode Penelitian......................................................................... 42

4.2 Metode Yang Digunakan............................................................. 45

4.3 Flow Chart Penelitian ................................................................. 46

4.4 Pengolahan Data .......................................................................... 48

4.5 Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................... 48

4.5.1 Tempat Penelitian ..................................................................... 48

4.5.2 Waktu Penelitian ...................................................................... 48

BAB V HASIL PENELITIAN

5.1 Data Hasil Penelitian ................................................................... 49

5.2 Data Pendukung .......................................................................... 49

5.2.1 Spesifikasi Teknis PLTG G4 .................................................... 49

5.2.2 Spesifikasi Bahan Bakar............................ ............................... 51

5.3 Perhitungan Mesin Pembangkit Setelah Over Houl .................... 51

5.3.1 Diskripsi Kondisi Pengambilan Data ....................................... 51

5.3.2 Mengitung Nilai Entalphi (h) Pada Setiap Titik Pengukuran ... 51

5.3.3 Menghitung Kerja Per Satuan Berat Fluida Kerja .................... 54

5.3.4 Mnehitung Daya Netto Turbin ................................................. 55

5.3.5 Menghitung Spesifik Fuel Consumtion (SFC) ......................... 56

5.3.6 Mnegitung Biaya Pemabngkitan Listrik ................................... 57

5.3.7 Menghitung Produksi Listrik Harian......................................... 57

5.3.8 Menghitung Penyusutan Daya Pembangkit .............................. 58

5.4 Perhitungan Mesin Pembangkit Sebelum Over Houl .................. 59

5.4.1 Diskripsi Kondisi Pengambilan Data ....................................... 59

5.4.2 Mengitung Nilai Entalphi (h) Pada Setiap Titik Pengukuran ... 59

5.4.3 Menghitung Kerja Per Satuan Berat Fluida Kerja .................... 61

5.4.4 Mnehitung Daya Netto Turbin ................................................. 63

5.4.5 Menghitung Spesifik Fuel Consumtion (SFC) ......................... 64

5.4.6 Mnegitung Biaya Pemabngkitan Listrik ................................... 64

Page 16: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xv

5.4.7 Menghitung Produksi Listrik Harian......................................... 65

5.5. Menghitung Pemborosan Mesin Pembangkit.............................. 66

5.6 Analisa Keteknikan ..................................................................... 68

5.7 Analisa Ekonomi.......................................................................... 73

BAB VI PEMBAHASAN

6.1 Analisa Termodinamika ............................................................. 74

6.2. Rekomendasai Penyelesaian Masalah ........................................ 76

BAB VII SIMPULAN DAN SARAN

7.1 Simpulan ...................................................................................... 79

7.2 saran.............................................................................................. 79

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

LAMPIRAN .................................................................................................

80

81

Page 17: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xvi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Analogi hukum ke 0 thermodinamika ………………..……… 9

Gambar 2.2 Analogi perbandingan properties air pada satuan oC, oF, K

dan R pada titik didih, beku dan nol absolute ………………… 10

Gambar 2.3 Diagram kesetimbangan energi ……………………………… 12

Gambar 2.4 Pembakaran yang sempurna, baik dan tidak sempurna ……… 18

Gambar 2.5 Siklus turbin gas sederhana (a) P-V (b), T-s (c) diagramnya ... 21

Gambar 2.6 Bagan PLTG G3 dan G4 PT IP UBP Bali, Pesanggaran …….. 36

Gambar 3.1 Gambar Sistem ………………………………………………. 41

Gambar 4.1 Skema yang akan dianalisa dari sebuah PLTG ……………… 44

Gambar 4.2 T-s dan P-V diagram siklus ideal turbin gas ………………… 45

Gambar 6.1 T-s Diagram PLTG G4 Pesanggaran ………………………… 74

Gambar 6.2 P-v Diagram PLTG G4 Pesanggaran ………………………… 75

Page 18: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Satuan Temperatur SI dan British ……………………………….. 10

Tabel 4.1 Jadwal Penelitian ………………………………………………… 48

Tabel 5.1 Perbandingan parameter hasil perhitungan …………… ………... 68

Tabel 5.2 Perbandingan parameter ekonomi…………….. …………………… 73

Tabel 6.1 Parameter temperature dan entalphi rata-rata ……………………. 74

Page 19: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 Hasil Pengamatan tanggal 12 Desember 2013…………………. 81

Lampiran 2 Hasil Pengamatan Sebelum Over Houl………………………… 82

Lampiran 3 Hasil Perhitungan entalphi (h), Kerja Fluida, Daya Pembangkit,

SFC, BPP dan penyusutan Pembangkit Sesudah Over Houl ……. 83

Lampiran 4 Hasil Perhitungan entalphi (h), Kerja Fluida, Daya Pembangkit,

SFC, BPP dan penyusutan Pembangkit Sesudah Over Houl …….. 85

Lampiran 5 Laporan Inspeksi Teknis ………………………………………. 87

Lampiran 6 Table A–17 Ideal-gas properties of air ……………………….. 89

Page 20: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xix

DAFTAR SINGKATAN DAN ARTI LAMBANG

SINGKATAN

BTU : British Thermal Unit

HSD : High Speed Diesel Oil

IP : Indonesia Power

KE : Kinetik Energi

kg : Kilo gram

kJ : Kilo Juole

kW : Kilo Watt

kWh : Kilo Watt Hour

LHV : Low Heating Value

LPM : Liter Per Minuite

MW : Mega Watt

PE : Potensial Energi

PLN : Perusahaan Listrik Negara

PLTD : Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

PLTG : Pembangkit Listrik Tenaga Gas

PLTU : Pembangkit Listrik Tenaga Uap

PT : Perseroan Terbatas

RB : Ruang Bakar

SFC : Specifik Fuel Consumtion

UBP : Unit Bisnis Pembangkitan

LAMBANG 0C : Derajat Celcius

T : Temperatur

qin : Kalor masuk

T : Temperatur

h : entalphi

w : Kerja persatuan massa

Page 21: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

xx

N : Daya

s : Entropi

v : Volume spesifik

P : Tekanan

��� : efisiensi termis

Page 22: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan listrik pada saat beban puncak pada tahun 2013 Bali adalah sebesar

700 MW. Kebetuhan tersebut dipenuhi dari pembangkitan pembangkit listrik di Bali

yang terdiri dari tiga lokasi pembangkit yaitu di Pesanggaran, Pemaron dan Gilimanuk.

Di Power Plan Pesanggaran total daya terpasang adalah 196,19 MW, terdiri atas total

PLTD sebesar 125,45 MW dan PLTG sebanyak 4 unit dengan total daya terpasang

sebesar 70,74 MW, PLTG Pemaron 2 x 48,8 MW dan PLTG Gilimanuk sebesar 1 x

133,80 MW, sehingga total pembangkitan Bali sebesar sebesar 427,59 MW serta

tambahan beberapa PLTD di Bali Kepulauan.. Untuk memenuhi kebutuhan saat beban

puncak sisanya berasal dari jaringan interkoneksi Jawa-Bali melalui kabel bawah laut

sebesar 200 MW lebih. Untuk menjaga keamanan pasokan lisrik di Bali, maka

keberadaan pembangkit yang ada harus tetap dioperasikan dengan segala konsekuensi

yang ada.

Mengingat sangat pentingnya pemenuhan kebutuhan listrik dan mahalnya biaya

investasi pembangunan pembangkit baru maka pembangkit-pembangkit yang sudah ada

harus dimanfaatkan dengan maksimal, begitu juga dengan PLTG G4 Pesanggaran.

Salah satu usaha untuk menjaga kehandalan sistem adalah dengan melakukan perawatan

berkala dan over houl (OH) setelah pembangkit dioperasikan dalam satuan waktu

tertentu.

Untuk mengetahui kehandalan dan keadaan terkini pembangkit yang ada, hal

pertama yang akan dilakukan adalah audit energi. Audit Energi adalah kegiatan

penelitian pemanfaatan energi untuk mengetahui keseimbangan energi dan

1

Page 23: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

2

mengidentifikasi peluang-peluang penghematan energi. Audit itu dilakukan untuk

memperoleh kepastian tentang kondisi masing-masing pembangkit dan kapasitasnya.

Dari hasil audit itu, akan diketahui kapasitas terpasang dan terbangkitkan yang

sebenarnya pada kondisi sekarang. Selama ini data yang dimiliki pemerintah adalah

kapasitas terpasang berdasarkan hitungan pada kondisi dulu. Padahal ada sejumlah

faktor yang bisa mempengaruhi perubahan hitungan itu. Sebuah pembangkit bisa

mengalami penyusutan kapasitas, misalnya pembangkit yang sebelumnya diketahui 100

Mega Watt, bisa turun setelah mesin dioperasikan 20-25 tahun. Karena itu penghitungan

kembali harus dilakukan untuk memperoleh angka yang pasti. Selain itu, audit juga bisa

dilaksanakan untuk mengetahui pemborosan yang mungkin terjadi. Akibatnya ada biaya

perawatan dan biaya lain yang seharusnya tidak dikeluarkan bisa dihilangkan.

PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkit Bali pada tahun 2013 melakukan

over houl terhadap pembangkit listrik tenaga gas G4 dan G3, dari hasil tes running dan

comisioning terhadap kedua pembangkit yang dilakukan oleh PT PLN Jasa Sertifikasi

diketahui adanya masalah penurunan performa pembangkit dan pemborosan bahan

bakar. Hal inilah yang mendorong untuk dilakukan penelitian untuk mencari penyebab

penurunan performa dan pemborosan bahan bakar tersebut serta solusi yang bisa

tawarkan untuk menyelesaikan kedua masalah tersebut.

1.2 Permasalahan

Dari urian di atas, maka akan diambil beberapa permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana penyebab terjadinya penurunan performa pembangkit?

2. Bagaimana proses pemborosan bahan bakar terjadi?

3. Bagaimana solusi-solusi untuk menyelesaikan masalah tersebut?

Page 24: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

3

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk :

1. Menganalisa dan mengetahui terjadinya penurunan performa pembangkit.

2. Menganalisa dan mengetahui terjadinya pemborosan bahan bakar pada

pembangkit.

1.4 Manfaat Penelitian

Dari penelitian yang akan dilakukan diharapkan dapat memberikan beberapa

manfaat seperti tersebut dibawah ini:

1. Memberikan solusi atas permasalahan penurunan performa dan pemborosan

bahan bakar pada pembangkit.

2. Memberikan dasar-dasar audit energy di PT Indoneia Power UBP Bali

Khususnya ada pembangkit Gas G4.

Page 25: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

4

m

Ee =

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Konsep Energi

2.1.1 Difinisi Energi

Energi thermal adalah bentuk dasar dari energi. Artinya, semua bentuk

energi dapat dengan sempurna dikonversikan menjadi energi thermal. Sebenarnya,

semua energi akan dikonversikan dalam bentuk energi thermal, kecuali disimpan

dalam bentuk yang lain. Pengkorversian energi thermal menjadi energi yang lain

adalah terbatas hingga suatu harga yang lebih kecil dari 100%. Proses konversi

energi di dalam suatu pembangkit memerlukan suatu masukan (input), yang

berupa bahan bakar (fuel) dan udara.

2.1.2 Bentuk-Bentuk Energi

Energi dapat terwujud dalam berbagai bentuk, yaitu energi kimia, energi

panas, energi mekanis, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang

elektromagnetik, energi gaya magnit, dan lain-lain. Suatu media pembawa energi

dapat mengandung berbagai bentuk energi tersebut sekaligus, dan jumlah

energinya disebut energi total (E). Dalam analisis thermodinamika sering

digunakan energi total setiap satuan masa media (m), yang disebut sebagai energi

per-satuan masa (e) yaitu,

(2.1)

4

Page 26: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

5

2

2Vke=

2

2mVKE =

mgzPE =

Berbagai bentuk energi di atas dapat pula dikelompokan menjadi dua

bentuk, yaitu energi makroskopik dan energi mikroskopik. Energi makroskopik

adalah keberadaan energi ditandai dari posisinya terhadap lingkungannya atau

terhadap suatu referensi yang ditentukan. Contoh bentuk energi makroskopik

adalah energi kinetik (KE) dan energi potensial (PE). Keberadaan energi

mikroskopik ditentukan oleh struktur internal dari zat pembawa energi sendiri dan

tidak tergantung kepada lingkungannya, yaitu struktur dan gerakan molekul zat

tersebut. Energi mikroskopik ini disebut sebagai energi internal (U).

Energi makroskopik berhubungan dengan gerakan masa pembawa energi,

dan pengaruh luar seperti gaya gravitasi, pengaruh energi listrik, sifat magnit, dan

tegangan pemukaan fluida. Energi kinetis KE adalah energi yang disebabkan oleh

gerakan relatif terhadap suatu referensi, dan besarnya adalah:

(2.2)

atau dalam bentuk energi per-satuan masa:

(2.3)

dengan,

m = satuan masa media pembawa energi

v = satuan kecepatan gerakan masa.

Energi potensial adalah energi yang disebabkan oleh posisi elevasinya

dalam medan gravitasi, dan besarnya adalah

(2.4)

Page 27: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

6

gzpe=

Atau dalam bentuk energi per-satuan masa,

(2.5)

dengan,

g = gaya gravitasi

z = posisi elevasi terhadap suatu referensi.

Energi internal meliputi semua jenis energi mikroskopik, yaitu akibat dari

struktur dan aktivitas molekul dalam masa yang ditinjau. Struktur molekul adalah

jarak antar molekul dan besar gaya tarik antar molekul, sedang aktivitas molekul

adalah kecepatan gerak molekul. Energi laten adalah energi yang merubah jarak

dan gaya tarik antar molekul, sehingga masa berubah fase antara fase padat atau

cair menjadi gas. Energi sensible merubah kecepatan gerak molekul, yang

ditandai oleh perubahan temperatur dari masa yang ditinjau.

Energi kimia adalah energi internal sebagai akibat dari komposisi kimia

suatu zat, yang merupakan energi yang mengikat atom dalam molekul zat

tersebut. Perubahan struktur atom menyebabkan perubahan energi pengikat atom

dalam molekul, sehingga reaksinya dapat melepaskan energi (eksothermis)

misalnya dalam reaksi pembakaran, atau memerlukan energi (indothermis).

Bentuk energi internal lainnya adalah energi nuklir, yang merupakan energi ikatan

antara atom dengan intinya.

Dalam bahasan thermodinamika efek dari jenis energi makroskopik lain

yaitu energi magnetik, dan tegangan permukaan fluida dapat diabaikan, sehingga

energi total E dari masa pembawa energi tersebut adalah:

Page 28: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

7

mgzmV

UE

PEKEUE

++=

++=

2

2

gzV

ue

pekeue

++=

++=

2

2

(2.6)

atau dalam bentuk energi per-satuan masa,

(2.7)

Dalam aplikasi bidang teknik masa atau sistem thermodinamika yang

ditinjau biasanya tidak bergerak selama proses berlangsung, sehingga perubahan

energi potensial dan energi kinetisnya sama dengan nol

2.2 Konsep Dasar Thermodinamika

2.2.1 Definisi dan Aplikasi Thermodinamika

Thermodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesifik

membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Energi dapat

berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa

teknologi. Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat

dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu

bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Prinsip ini

disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi.

Prinsip thermodinamika tersebut sebenarnya telah terjadi secara alami

dalam kehidupan sehari-hari. Bumi setiap hari menerima energi gelombang

elektromagnetik dari matahari, dan di bumi energi tersebut berubah menjadi

energi panas, energi angin, gelombang laut, proses pertumbuhan berbagai

tumbuh-tumbuhan dan banyak proses alam lainnya. Proses di dalam diri manusia

Page 29: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

8

juga merupakan proses konversi energi yang kompleks, dari input energi kimia

dalam maka akan menjadi energi gerak berupa segala kegiatan fisik manusia, dan

energi yang sangat bernilai yaitu energi pemikiran.

Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka prinsip

alamiah dalam berbagai proses thermodinamika direkayasa menjadi berbagai

bentuk mekanisme untuk membantu manusia dalam menjalankan kegiatannya.

Mesin-mesin transportasi darat, laut, maupun udara merupakan contoh yang

sangat dikenal dari mesin konversi energi, yang merubah energi kimia dalam

bahan bakar atau sumber energi lain menjadi energi mekanis dalam bentuk gerak

atau perpindahan di atas permukaan bumi, bahkan sampai ke luar angkasa.

Pabrik-pabrik dapat memproduksi berbagai jenis barang, digerakkan oleh

mesin pembangkit energi listrik yang menggunakan prinsip konversi energi panas

dan kerja. Untuk kenyamanan hidup, dimanfaatkan mesin air conditioning, mesin

pemanas, dan refrigerators yang menggunakan prinsip dasar thermodinamika.

Aplikasi thermodinamika yang begitu luas dimungkinkan karena perkembangan

ilmu thermodinamika sejak abad 17 yang dipelopori dengan penemuan mesin uap

di Inggris, dan diikuti oleh para ilmuwan thermodinamika seperti Willian

Rankine, Rudolph Clausius, dan Lord Kelvin pada abad ke 19. Pengembangan

ilmu thermodinamika dimulai dengan pendekatan makroskopik, yaitu sifat

thermodinamis didekati dari perilaku umum partikel-partikel zat yang menjadi

media pembawa energi, yang disebut pendekatan thermodinamika klasik.

Pendekatan tentang sifat thermodinamis suatu zat berdasarkan perilaku kumpulan

partikel-partikel disebut pendekatan mikroskopis yang merupakan perkembangan

Page 30: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

9

ilmu thermodinamika modern, atau disebut thermodinamika statistik. Pendekatan

thermodinamika statistik dimungkinkan karena perkembangan teknologi

komputer, yang sangat membantu dalam menganalisis data dalam jumlah yang

sangat besar.

2.2.2 Hukum ke ‘0’ Thermodinamika

Hukum ke ‘0’ thermodinamika menyatakan bahwa jika benda A berada

dalam kesetimbangan thermal dengan benda B dan benda A berada dalam

kesetimbangan thermal dengan benda C maka benda B berada dalam

kesetimbangan thermal dengan benda C.

Gambar. 2.1. Analogi Hukum Thermodinamika ke 0 (sumber : Yosef Agung Cahyanta : Thermodinamika I hal. 8)

Jika :

TA = TB

TA = TC

Maka

TB = TC

Page 31: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

10

Hal tersebut menjadi dasar dari thermometer.

Skala suhu :

Tabel 2.1 Satuan Temperatur SI dan British

SI British

Suhu Celcius (oC) Fahrenheit (oF)

Suhu Absolut Kelvin (K) Rankine (R)

Sumber : Yosef Agung Cahyanta : Thermodinamika I hal. 8

Konversi

T (oK) = T (

oC) + 273,15

T (oR) = T (

oF) +459,67

T (oF) = 1,8 T (

oC) + 32

T (oR) = 1,8 T (

oK)

Gambar 2.2. Analogi perbandingan propertis air pada satuan oC,

oF, K dan R

pada titk didih, beku dan nol absolute Sumber : Yosef Agung Cahyanta : Thermodinamika I hal 8

Page 32: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

11

2.2.3 Hukum Pertama Thermodinamika

Hukum pertama thermodinamika merupakan hukum konservasi energi.

Pernyataannya menyebutkan bahwa energi tidak dapat diciptakan ataupun

dihancurkan. Bila panas diberikan pada suatu sistem, maka sistem tersebut akan

berekspansi dan memberikan kerja disekeliling sistem. Tetapi disamping itu,

pemanasan terhadapan sistem akan memberikan pertambahan molekular dari zat

dan pertambahan jarak antara molekul-molekul sistem karena berekspansi. Energi

yang diperlukan dalam hal ini disebut energi dalam (internal energi). Jadi

sebagian panas yang diberikan diubah untuk pertambahan energi dalam. Selain

itu sistem mengalami pertambahan energi kinetik dan energi potensial, akibat dari

gaya luar seperti gaya gravitasi dan lain-lain.

Perubahan dalam energi keseluruhan di dalam suatu sistem dicerminkan

dalam perubahan pada berbagai bentuk energi yang membentuk energi-dalam

keseluruhan, sebagai berikut:

dE = (dU + …, dll) + d (EK) + d(EP) (2.8)

Prinsip kekekalan massa pada sistem aliran juga dapat diterapkan dalam

proses kesetimbangan energi yang digunakan untuk menunjukan adanya

kebocoran aliran massa dari suatu proses atau perlengkapan yang nantinya

dianggap sebagai kerugian energi.

Page 33: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

12

Gambar 2.3 Diagram Kesetimbangan Energi

Pada diagram kesetimbangan energi (Gambar 2.3) menunjukan aliran

massa dan jumlah energi yang masuk dan keluar dari diagram tersebut, didapatkan

persamaan umum energi sebagai berikut:

=++++ QVpUvm

zgm 111

211

111 2WVpU

vmzgm ++++ 222

222

222 2 (2.9)

dimana

mgz = Energi Potensial Q = Panas yang masuk

2

2mv = Energi Kinetik W = Kerja luar

U = Internal Energi 1,2 = Parameter masuk dan keluar

pV = Energi tekanan

2.2.4 Hukum Kedua Thermodinamika

Page 34: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

13

Hukum kedua menyatakan perbedaan kualitas diantara dua bentuk energi

dan menerangkan mengapa beberapa proses dapat terjadi secara spontanitas,

dimana yang lain tidak bisa terjadi. Ini menandakan suatu trend yang terjadi dan

bisanya dinyatakan di dalam pertidaksamaan. Dari hukum kedua dapat diketahui

bahwa suatu energi misalnya panas dapat diubah menjadi energi lain seperti kerja

mekanik ataupun sebaliknya. Tetapi dalam penerapannya, walaupun kerja

mekanik memang sepenuhnya dapat diubah menjadi panas, tetapi panas tidak

dapat seluruhnya menjadi kerja (kerja yang dapat balik), ini menunjukan adanya

panas yang terbuang percuma.

Pernyataan Hukum Kedua Thermodinamika merupakan hal yang

menjelaskan tetang hukum kedua thermodinamika. Walaupun ada beberapa

variasi dari formula hukum kedua, dua diantaranya di kenal dengan pernyataan

Clausius dan pernyataan Kevin-Planc.

• Pernyataan Clausius. Tidak memungkinkan untuk suatu sistem untuk

memindahkan panas dari suatu reservoar bertemperatur rendah menuju

reservoar bertemperatur tinggi. Secara sederhana, perpindahan panas hanya

dapat terjadi spontanitas dalam arah dari penurunan temperatur.

• Pernyataan Kelvin-Planck. Tidak memungkinkan suatu sistem untuk

menerima panas yang diberikan dari reservoar temperatur tinggi dan

menyediakan jumlah yang sama dari kerja yang keluar. Ketika suatu sistem

merubah kerja menjadi energi yang sama yang pindah sebagai panas yang

memungkinkan. Suatu alat yang merubah panas menjadi perpindahan energi

Page 35: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

14

VP

1~

V

TRP =

panas yang sama adalah tidak mungkin, contohnya, kita tidak dapat membuat

suatu mesin dengan efisiensi thermal 100%.

2.3 Persamaan Gas Ideal

Persamaan keadaan (equation of state) : persamaan yang menghubungkan

tekanan, temperatur dan volume jenis suatu zat.

- fase uap suatu zat disebut gas jika berada di atas temperatur kritis.

- vapor (uap) : gas yang tidak jauh dari keadaan kondensasi

Robert Boyle (Inggris, 1662) :

(2.10)

J. Charles dan J. Gay Lussac (Perancis 1810) :

( 2.11)

P v = R T ⇒ Persamaan gas ideal

P = Tekanan absolut : Tekanan terukur + tekanan atmosfir

T = Temperatur absolut ( K atau R)

v = Volume jenis

R = konstante gas : udara R = 287 J/(kg K)

helium R = 2077 J/(kg K)

argon R = 208 J/(kg K)

nitrogen R = 296 J/(kg K)

Page 36: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

15

mRT

VP

T

VP ==2

22

1

11

M

RRR u=

RU

= konstanta gas umum = 8,314 kJ/(k mol K)

= 1,986 Btu/(lb mol R)

M = molar mass (berat molekul)

massa sistem : m = M N ; N = jumlah molekul

V = m v ⇒ P V = m R T

m R = M N R = N RU ⇒ P V = N R

U T

V = N v ⇒ P v = RU

T

v = volume jenis molekul ( volume tiap satuan mole )

Untuk fixed mass sistem :

(2.12)

2.4. Pembakaran Bahan Bakar

2.4.1 Prinsip-Prinsip Pembakaran

Pembakaran merupakan oksidasi atau antara bahan bakar dan oksigen (O2)

disertai dengan produksi panas, atau panas dan cahaya. Pembakaran sempurna

bahan bakar terjadi hanya jika ada pasokan oksigen yang cukup. Oksigen yang

dipakai biasanya dari udara. Oksigen merupakan salah satu elemen bumi paling

umum yang jumlahnya mencapai 20,9% dari udara. Bahan bakar padat atau cair

harus diubah ke bentuk gas sebelum dibakar. Biasanya diperlukan panas untuk

mengubah cairan atau padatan menjadi gas. Bahan bakar gas akan terbakar pada

Page 37: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

16

keadaan normal jika terdapat udara yang cukup. Hampir 79% udara (tanpa adanya

oksigen) merupakan nitrogen, dan sisanya merupakan elemen lainnya. Nitrogen

dianggap sebagai pengencer yang menurunkan suhu yang harus ada untuk

mencapai oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran.

Nitrogen mengurangi efisiensi pembakaran dengan cara menyerap panas

dari pembakaran bahan bakar dan mengencerkan gas buang. Nitrogen juga

mengurangi transfer panas pada permukaan alat penukar panas, juga

meningkatkan volum hasil samping pembakaran, yang juga harus dialirkan

melalui alat penukar panas sampai ke cerobong.

Nitrogen ini juga dapat bergabung dengan oksigen (terutama pada suhu

nyala yang tinggi) untuk menghasilkan oksida nitrogen (NOx), yang merupakan

pencemar beracun. Karbon, hidrogen dan sulfur dalam bahan bakar bercampur

dengan oksigen di udara membentuk karbon dioksida, uap air dan sulfur dioksida,

melepaskan panas masing-masing 8.084 kkal, 28.922 kkal dan 2.224 kkal. Pada

kondisi tertentu, karbon juga dapat bergabung dengan oksigen membentuk karbon

monoksida, dengan melepaskan sejumlah kecil panas (2.430 kkal/kg karbon).

Karbon terbakar yang membentuk CO2 akan menghasilkan lebih banyak panas per

satuan bahan bakar daripada bila menghasilkan CO atau asap.

C + O2 → CO 2 + 8.084 kkal/kg Karbon (2.15)

2C + O2 → 2 CO + 2.430 kkal/kg Karbon (2.16)

2H 2 + O2 → 2H2O + 28.922 kkal/kg Hidrogen (2.17)

S + O2 → SO2 + 2.224 kkal/kg Sulfur (2.18)

Page 38: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

17

Setiap kilogram CO yang terbentuk berarti kehilangan panas 5654 kKal (8084 –

2430).

2.4.2 Pembakaran Tiga T

Tujuan dari pembakaran yang baik adalah melepaskan seluruh panas yang

terdapat dalam bahan bakar. Hal ini dilakukan dengan pengontrolan “tiga T”

pembakaran yaitu (1) Themperature/suhu yang cukup tinggi untuk menyalakan

dan menjaga penyalaan bahan bakar, (2) Turbulence/turbulensi atau pencampuran

oksigen dan bahan bakar yang baik, dan (3) Time/waktu yang cukup untuk

pembakaran yang sempurna.

Bahan bakar yang umum digunakan seperti gas alam dan propan biasanya

terdiri dari karbon dan hidrogen. Uap air merupakan produk samping pembakaran

hidrogen, yang dapat mengambil panas dari gas buang, yang mungkin dapat

digunakan untuk transfer panas lebih lanjut.

Gas alam mengandung lebih banyak hidrogen dan lebih sedikit karbon per

kg daripada bahan bakar minyak, sehingga akan memproduksi lebih banyak uap

air. Sebagai akibatnya, akan lebih banyak panas yang terbawa pada pembuangan

saat membakar gas alam.

Terlalu banyak, atau terlalu sedikitnya bahan bakar pada jumlah udara

pembakaran tertentu, dapat mengakibatkan tidak terbakarnya bahan bakar dan

terbentuknya karbon monoksida. Jumlah O2 tertentu diperlukan untuk pembakaran

yang sempurna dengan tambahan sejumlah udara (udara berlebih) diperlukan

untuk menjamin pembakaran yang sempurna. Walau demikian, terlalu banyak

udara berlebih akan mengakibatkan kehilangan panas dan efisiensi. Tidak seluruh

Page 39: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

18

bahan bakar diubah menjadi panas dan diserap oleh peralatan pembangkit.

Biasanya seluruh hidrogen dalam bahan bakar terbakar. Saat ini, hampir seluruh

bahan bakar untuk boiler, karena dibatasi oleh standar polusi, sudah mengandung

sedikit atau tanpa sulfur. Sehingga tantangan utama dalam efisiensi pembakaran

adalah mengarah ke karbon yang tidak terbakar (dalam abu atau gas yang tidak

terbakar sempurna), yang masih menghasilkan CO selain CO2.

Gambar 2.4 Pembakaran yang sempurna, yang baik dan tidak sempurna

2.4.3 Kebutuhan Udara Pembakaran pada Turbin Gas (external Combution

Engine) dan kekekalan Massa

Dari Proses persamaan energi yang umum untuk proses aliran tunak, untuk

∆PE≈ 0, dan w = 0, maka kalor yang menyebabkan keanikan h2 mejadi h3 adalah,

Efisiensi pembakaran didifinisikan sebagai,

�� = �� � (2.19)

�� ≈ 95%

QBB = Nilai kalor bawah bahan bakar, yaitu panas yang tersedia persatuan

berat bahan bakar.

�� � �� = ��� �� + m� BB�h3 − �� ��h2 (2.20)

Page 40: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

19

Dimana,

m� = Laju aliran massa bahan bakar

m� !" = Laju aliran massa Udara

QRB = Panas yang dihasilkan dari proses pembakaran per satuan berat

bahan bakar, dalam keadaan sebenarnya.

h3 = Entalphi pada titik 3, setelah ruang bakar

h2 = Entalphi pada titik 2, sebelum ruang bakar.

Untuk f <<1,

�� = �� � � (2.21)

Hukum kekekalan massa dalam pembakaran didifinisikan sebagai,

�� # � $%# = �� & � $%& (2.22)

Diamana,

�� # = laju aliran massa bahan bakar pertama. (kg/s)

�� & = Laju aliran massa bahan bakar kedua (kg/s)

HVBB1 = Nilai kalor bahan bakar pertama, (kJ/kg)

HVBB2 = Nilai kalor bahan bakar kedua, (kJ/kg)

2.5 Turbin Gas

2.5.1 Siklus Ideal Turbin Gas

Pada siklus ideal gas berlaku anggapan sebagai berikut :

a. Fluida kerja dianggap gal ideal dengan panas spesifik yang konstan.

b. Laju aliran massa adalah konstan sepanjang siklus berlangsung, dan tidak

berlaku komposisi dan sifat kimianya.

Page 41: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

20

c. Proses siklus berlangsug adiabatik, selisih energi potensial antara fluida

masuk dan keluar setiap komponen dan sistem turbin gas, diabaikan karena

relatif sangat kecil.

d. Proses kompresi di dalam kompresor dan diffuser dan proses ekspansi di

dalam turbin dan nozel dianggap isentropis.

e. Proses pembakaran berlangsung kontinyu pada tekanan konstan dan

adiabatik. Proses pembakaran dapat pula dianggap sebagai proses kenaikan

temperatur yang terjadi oleh pemanasan fluida kerja dengan sejumlah panas

yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar.

f. Tidak ada kerugian tekanan tekanan pada pada aliran gas dalam saluran

hisap, ruang bakar, penukar panas, saluran buang dan dalam saluran antara

setiap kompresor.

g. Perpindahan panas dalam penukar panas (regenerator) belangsung

sempurna, sehingga panas yang dikeluarkan oleh fluida panas sama dengan

panas yang dihisap oleh fluida dingin, atau penurunan fluida panas sama

dengan kenaikan temperatur fluida dingain. Aliran fluida dalam prnukar

panas tidak mengalamai penurunan tekanan.

2.5.2 Siklus Turbin Gas Sederhana

Berdasarkan anggapan tersebut di atas maka siklus turbin ideal (Siklus

Brayton) dapat di gambarkan dengan diagram entalpi versus entropi seperti

tersebut pada gambar 2.5

Page 42: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

Gambar 2.5 Siklus Turbin Gas Sederhana

Persamaan energi yang umum untuk proses aliran tunak akan digunakan

dalam analisis setiap komp

keadaan fluida kerja masuk kompresor K, titik 2, tingkat

keluar kompresor atau masuk ruang bakar RB, titik 3, tingkat keadaan fluida kerja

keluar ruang bakar atau masuk turbin T, titik 4, tingkat keadaan fluida kerja keluar

turbin. Sedangkan tambahan huruf ‘s’ di belakang angka menunjukan ti

keadaan yang dicapai melaui proses

Kompresor membutuhkan

sKshhhw ∆=−= )(

12

−= )(12s TT

−=

1 1TM

R

k

k

Siklus Turbin Gas Sederhana, T-s dan P-v Diagramnya

Persamaan energi yang umum untuk proses aliran tunak akan digunakan

dalam analisis setiap komponen turbin gas. Pada gambar 2.5, menyatak tingkat

keadaan fluida kerja masuk kompresor K, titik 2, tingkat keadaan fluida kerja

keluar kompresor atau masuk ruang bakar RB, titik 3, tingkat keadaan fluida kerja

keluar ruang bakar atau masuk turbin T, titik 4, tingkat keadaan fluida kerja keluar

turbin. Sedangkan tambahan huruf ‘s’ di belakang angka menunjukan ti

adaan yang dicapai melaui proses isentropik (ideal).

Kompresor membutuhkan kerja WK, dan turbin menghasilkan kerja W

Ksh

=

1

1

1

21

k

k

cp P

PTJ

1

1

1

2k

k

P

P

21

Diagramnya

Persamaan energi yang umum untuk proses aliran tunak akan digunakan

, menyatak tingkat

keadaan fluida kerja

keluar kompresor atau masuk ruang bakar RB, titik 3, tingkat keadaan fluida kerja

keluar ruang bakar atau masuk turbin T, titik 4, tingkat keadaan fluida kerja keluar

turbin. Sedangkan tambahan huruf ‘s’ di belakang angka menunjukan tingkat

kerja WT, dimana :

(2.23)

Page 43: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

22

TssTshJhhw ∆=−= )(

43

=−=

1)(

1

3

4343

k

k

Cps P

PTJTT

−−

=

k

k

k

k

P

P

TM

R

k

k

1

1

4

3

3

11

1

=

− 11

1

1

231

1

2

3k

k

k

k P

PT

P

P

T

M

R

k

k

(2.24)

Sehingga kerja yang dihasilkan oleh sistem turbin gas, untuk menggerakan beban,

adalah :

)( KsTsKsTs hhwww ∆−∆=−=

−= −

11

1

2

3

1

1

2 1 T

P

P

T

P

PCP

k

ks

k

k

−= −

11

1

2

3

1

1

2 11

T

P

P

T

P

P

M

R

k

k

k

ks

k

k

Page 44: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

23

−= −

k

kss

k

k

P

P

TT

P

P

M

R

k

k1

1

2

23

1

1

2 11

−−

= −

k

k

k

k

s

P

P

P

P

TTM

R

k

k1

1

2

1

1

2

21

1

)(1

(2.25)

Dengan demikian efisiensi siklus turbin gas sederhana ideal :

masukenergi

w

_=η

)( 23 sTTCp

w

−=η

)(1 23 sTT

M

R

k

k

w

−−

k

k

P

P1

1

2

11 −

−=η

(2.26)

Persamaan 2.25 tersebut menunjukan besarnya kerja per satuan berat

fluida kerja yang dihasilkan oleh sistem turbin gas yang sepenuhnya

menghasilkan daya poros, yaitu bahwa semua energi yang tersedia diubah menjadi

energi mekanis dengan mengekspansikan gas dari P3 = P2 ke P4s= P1 = tekanan

udara sekitar (atmosfer). Maka daya yang dihasilkan turbin gas adalah

Page 45: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

24

−−

== −

••

k

k

k

k

s

P

P

P

P

TTM

R

k

kmwmN

1

1

2

1

1

2

23

1

)(1

(2.27)

Dimana daya turbin,

TsTsTs hmwmN ∆==••

−=

−•

11

1

1

21

k

k

P

PT

M

R

k

kmN

(2.28)

Daya yang dibutuhkan kompresor,

'() = �� *+) = �� ,∆ℎ+)

'() = �� .. − 1 012 3# 456&6#789#8 − 1:

(2.29)

Dan,

KsTs NNN −= (2.30)

Dari persamaan 2.28 dapat dilihat bahwa daya turbin akan bertambah jika

m atau ∆hTs besar. Laju aliran massa yang besar memerlukan luas penampang

saluran yang lebih besar, sedangkan ∆hTs yang lebih besar dapat dicapai bila T3

tinggi ataupun perbandingan tekanan yang tinggi. Usaha memperkecil daya

kompresor dilakukan dangan menurunkan T1 dari persamaan 2.26 dapat juga

Page 46: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

25

dilihat bahwa daya (sistem) turbin gas juga tergantung dari kenaikan temperatur

(T3-T2s) yaitu sesuai dengan bahan bakar yang dibakar.

Dalam siklus turbin yang sederhana ini hanya digambarkan saja adanya

satu kompresor yang bisa saja lebih dari satu; demikian juga halnya dengan ruang

bakar dan turbin, dapat lebih dari satu. Maka apa yang ditunjukan pada pada

diagram entalpi versus entropi adalah yang berkenaan dengan prosesnya, yaitu apa

yang dialami fluida kerja selama siklus tersebut berlangsung.

Selanjutnya perlu diketahui T3 adalah temperatur yang paling tinggi dalam

siklus tersebut, oleh karena itu harus diwaspadai dan dibatasi sehingga sesui

dengan kekuatan material turbin, atau umur pakai turbin yang relatif pendek.

Karena prestasi kerja turbin gas sangat tergantung pada ketersediaan udara

atmosfer, maka ketinggian tertentu dari muka laut, kerja atau daya yang dihasilkan

turbin dikaitkan dengan parameter P1 dan T1. Dalam hubungan ini didifinisikan

kerja atau daya spesifik

11 TCm

N

mh

NN

p

sp •• ==

(2.31)

Sehingga berdasarkan persamaan 2.25

11 TC

w

h

ww

psp ==

Page 47: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

26

= −

k

k

k

k

s

P

P

P

P

T

T

T

T1

1

2

1

1

2

1

2

1

3

1

=

− 11

1

1

1

21

1

21

3k

k

k

k P

P

P

PT

T

(2.32)

Dengan demikian daya spesifik yang maksimum yang dapat dicapai untuk

temperatur maksimum tertentu, atau (T3/T1) tertentu, dapat diketahui dengan

mendiferensiasikan persamaan 2.32 terhadap

k

k

P

P1

1

2

dan menyamakanya dengan nol,

01

1

2

=

∂−k

k

sp

P

P

w

(2.33)

1

21

1

2

1

3 =

−−k

k

P

P

T

T

Sehingga,

2

4

3

2

1

2

)1(2

1

2

1

3

=

=

=

s

sk

k

T

T

T

T

P

P

T

T

(2.34)

Atau,

Page 48: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

27

)1(2

1

3

1

2−

=

k

k

T

T

P

P

(2.35)

Yaitu perbandingan tekanan yang optimal untuk (T3/T1) yang ditetapkan.

Persamaan 2.34 menunjukan bahwa kondisi

s

s

s

s

T

Tx

T

T

T

Tx

T

T

T

T

4

2

1

3

4

3

1

2

1

3

==

Menentukan bahwa T2s = T4s yaitu kondisi perbandingan tekanan yang dapat

menghasilkan wsp yang maksimum. Jadi, untuk semua harga (P2/P1) antara 1 dan

)1(2

1

3−

k

k

T

T, T4s akan lebih besar dari T2s sehingga dapt digunakan alat penukar

panas atau regenerator, antara seksi keluar kompresor dan ruang bakar untuk

meningkatkan efisiensi thermal.

2.6 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

PLTG menyokong sekitar 11% dari total produksi listrik PLN di tahun

2013, persentasi ini kemungkinan besar dalam tahun-tahun ke depan akan

mengalami kenaikan secara signifikan karena setidaknya disebabkan oleh dua hal

yaitu melimpahnya sumber gas alam Indonesia dan sesuai dengan rencana

pemerintah untuk mengalihkan pembangkit-pembangkit berbahan bakar minyak

menjadi non BBM. Sebuah PLTG mempunyai empat komponen utama yaitu :

kompresor, ruang bakar, turbin dan generator.

Page 49: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

28

2.6.1 Kompresor (Compressor)

Fungsi dari kompresor adalah untuk menaikan densitas dari udara yang

masuk ke ruang bakar. Beberapa kerugian terjadi selama kompresi berlangsung.

Prinsipnya dikarenakan oleh kompresor tidak dapat berporasi pada efisiensi

100%. Konsekuansinya kenaikan secara normal pada temperatur udara

kompresor diimbangi oleh penambahan temperatur. Penambahan temperatur

pada kompresor mengakibatkan penurunan tekanan dibandingkan tekanan yang

akan dicapai.

Pada Umumnya PLTG menggunakan kompresor tipe axial (axial flow

compressor). Pada kompresor ini aliran udara berlangsung dalam arah aksial

(sejajar dengan poros), yang digunakan untuk turbin besar dan mempunyai

sejumlah tigkat sudu.

Energi ditambahkan ke udara oleh sudu rotor dan diarahkan kembali oleh

sudu stator (stationary vane) ke sudu rotor berikutnya. Untuk menghindari

kecepatan yang berlebihan, udara di lewatkan diffuser pada setiap tingkat. Karena

laluan udara semakin menyempit pada tingkat-tingkat berikutnya, maka volume

udara yang semakin berkurang, menyebabkan menaikkan tekanan semakin tinggi.

Secara struktural rumah kompresor terdiri dua bagian atas dan bawah hal

ini bertujuan untuk mempermudah perawatan. Pada sisi masuk (air inlet)

diberikan inlet guide vane untuk pengaturan jumlah udara sesuai dengan

kebutuhan dan mengarahkannya.

Page 50: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

29

Temperatur sewaktu beroperasi 3000C tidak akan menimbulkan pengaruh

yang berarti terhadap material kompresor. Stator dibuat dari besi tuang atau baja.

Sudu tetap dibuat dari chromium alloy yang dipasang pada diaphragma secara las

atau pen pada ring setengah lingkaran. Sudu putar kompresor (rotor) dibuat dari

baja tahan erosi dan korosi serta mempunyai sifat mekanis yang baik dan dipasang

pada disc (roda). Roda-roda rotor dipasang pada poros rotor dengan cara dibaut

bersama-sama memakai pen pengunci atau dilas. Rotor kompresor dan rotor

turbin dipasang seporos (disambung dengan cara dibaut sehingga merupakan rotor

tunggal) dan ditumpu oleh bantalan.

Udara kompresor yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik

hanya 15-30% saja, sisanya 70-85% digunakan untuk mendinginkan bagian-

bagian turbin dan ruang bakar. Kerugian tekanan pada inlet kompresor terjadi

pada filter udara dan alat peredam suara.

2.6.2 Ruang Bakar (Combustion chamber, Combustor basket atau Burner)

Dalam proses pembakaran, 15- 20% udara dimasukkan disekitar fuel jet

atau nozzle bahan bakar dalam primary zone (reaction zone) untuk proses

pembakaran. 30% udara dimasukkan melalui lubang di flame tube atau cross fire

tube kedalam secondary zone (soaking zone) untuk menyempurnakan

pembakaran. Udara sisanya dicampurkan dengan gas pembakaran pada tertiary

zone atau dilution zone, untuk pendinginan sampai tercapai temperatur yang

diizinkan untuk sisi inlet turbin.

Page 51: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

30

Combustion sistem terdiri dari :.

� Combustor basket, merupakan tempat berlangsungnya proses pembakaran,

dan dipasang melingkar diantara outlet kompresor dan inlet turbin

� Cross fire tube, merupakan pipa interkoneksi diantara ruang bakar untuk

nyalakan ruang bakar berikutnya serta mempertahankan keseimbangan

tekanan ketika mesin sedang berjalan.

� Spark plug adalah unit penyala pembakaran, yang terdiri unit penyala

dengan capasitor berenergi tinggi, ignition lead dan ignition plug (busi).

� Fuel nozzle, merupakan alat untuk mengabutkan bahan bakar yang terletak

dikepala setiap combustor basket.

� Ultraviolet flame detector digunakan untuk mendeteksi adanya nyala api

dalam ruang bakar.

Efisiensi pembakaran didefinisikan sebagai perbandingan panas

sesungguhnya yang dikembangkan sewaktu pembakaran (dari jumlah bahan bakar

yang diberikan) terhadap total panas ekivalen dari jumlah bahan bakar yang sama,

yang mengalir ke ruang bakar. Suatu sistem pembakaran yang efektif harus

memenuhi kriteria sebagai berikut:

• penyalaan yang baik

• drop tekanan rendah

• stabil

• berumur panjang

• profil temperatur seragam pada nozzle tingkat pertama

• tak ada pembentukan karbon, asap sedikit

Page 52: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

31

2.6.3 Turbin (Turbine)

Turbin gas adalah turbin dengan gas sebagai fluida kerjanya. Sebenarnya

turbin gas hanyalah merupakan komponen dari suatu sistem turbin gas. Turbin gas

merubah energi panas menjadi energi mekanik berupa putaran poros, gaya angkat,

gaya dorong dan lain-lain, tergantung orientasi output yang dikehendaki .

Desain turbin gas akan memperhatikan hal-hal berikut: putaran poros, laju

aliran gas, temperatur masuk dan keluar turbin dan daya turbin. Dalam beberapa

turbin, sudu putarnya terbuka atau diberi shrouds yang membentuk suatu band di

sisi luar roda turbin dan memberikan pengurangan vibrasi sudu serta memperbaiki

karakteristik aliran udara dan menambah efisiensi turbin dengan kebocoran gas di

sekitar blade.

Massa udara yang terbakar, membentuk gas panas, dipaksa melalui transition

piece dan diarahkan ke first stage turbine stationary vane (first stage nozzle).

Vane yang berbentuk convergent ini mempercepat aliran massa dan diarahkan ke

first stage turbine wheel (sudu jalan tingkat pertama). Kecepatan massa yang

membentur sudu jalan, menyebabkan turbin berputar pada porosnya, tapi

kecepatan massa gas menjadi turun. Massa gas kemudian memasuki stationary

vane tingkat dua (menaikkan kembali kecepatannya) dan kemudian dibenturkan

ke sudu jalan tingkat kedua. Selanjutnya ke tingkat ketiga dan keluar dari turbin

gas melalui divergent exhaust diffuser ke atmosfer.

Rotor dan casing didinginkan dengan udara dari keluaran kompresor.

Pendinginan memberikan life time yang lebih panjang serta efisiensi kerja yang

tinggi. First stage vane (nozzle) didinginkan oleh udara kompresor melalui blade

Page 53: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

32

ring. Udara pendingin (cooling air) melewati slot-slot pada trailing edge dari tiap-

tiap vane (nozzle).

Udara dingin ini ditarik dari combuster shell, dilewatkan ke penukar kalor

(jika ada) di sebelah luar, lalu dicampurkan dengan udara combuster yang belum

didinginkan, sebelum memasuki blade ring tingkat kedua.

Udara yang melewati ke vane, mempunyai dua fungsi:

• sebagai udara untuk memasok seals, sehingga tetap mempertahankan disc

cavity pada level temperatur lingkungan dan mencegah airan gas panas

memasuki daerah seals

• mempertahankan seals ring pada temperatur kerja yang optimum.

Udara ini kemudian membelok kearah aliran gas, bercampur dengan gas

pembakaran dan keluar lewat exhaust. Udara sisanya mendinginkan vane dan

keluar lewat slots pada trailing edge tiap-tiap vane (nozzle).

Udara pendingin juga melewati sudu-sudu jalan (buckets) melalui lubang-

lubang udara pada akar sudu (air inlet) menuju ke puncak sudu.

2.7 Menentukan Nilai Daya Pembangkit, Spesific Fuel Consumtion (SFC)

dan Biaya Pembangkitan.

- Daya Pembangkit ditentukan dengan persamaan,

';<== = � �>�� + �??� � *;<== (2.36)

Dimana,

Nnett = Daya Netto turbin, kJ/s = kW

Wnett = Kerja persatuan berat, (wT – wK), kJ/kg

Page 54: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

33

mBB = Laju aliran massa bahan bakar, (kg/s)

mUD = Laju aliran massa udara pembakaran (kg/s)

- Spesific Fuel Consumtion (SFC)

SFC merupakan perbandingan konsumsi bahan bakar sebuah mesin

pembakaran dengan total daya netto yang dihasilkan mesin tersebut.

@AB = ∑ � DD ∑ ' �2.37�

Diamana,

∑ � DD = Totol konsusumsi bahan bakar dalam waktu tertentu

∑ ' = Total daya yang dihasilkan mesin dalam satuan waktu tertentu.

- Menghitung Biaya Pembangkitan

Biaya pebangkitan merupakan hasil pembagian antara total biaya bahan

bakar dengan total energi yang dihasilkan oleh pembangkit, secara umum

didifinikan,

DGHIH 6J�KHLM.GNHL OGPNQG. 6JQ .Rℎ = @AB � $HQMH DD �3.38�

2.8 Keuntungan dan Kerugian Penggunanan Turbin Gas Sebagai

Pembangkit

Page 55: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

34

Pemakaian turbin gas untuk pembangkit tenaga listrik (PLTG) mempunyai

beberapa keuntungan dan kerugian, yaitu:

a. Keuntungan turbin gas:

� Harga pemasangan, pemeliharaan dan perbaikan rendah juga dapat

dilakukan dengan cepat serta lebih mudah.

� Waktu start yang cepat (5 menit sudah paralel), turbin gas dapat

memenuhi kebutuhan akan beban puncak.

� Tidak memerlukan banyak operator untuk mengoperasikannya.

� Dapat dipasang di semua tempat, sehingga dapat dipasang di pusat beban

secara langsung untuk mengurangi losses karena transmisi.

� Untuk efisiensi lebih lanjut dapat dimodifikasi dengan pengkombinasian

dengan turbin uap yaitu memanfaatkan temperatur gas buang turbin untuk

membangkitkan uap panas lanjut.

� Ukuran dan spesifikasinya yang ringkas.

b. Kerugian turbin gas:

� Karena turbin bekerja pada temperatur tinggi (lebih 1000 0C di dalam

ruang bakar) diperlukan spare part yang khusus dan mahal. Usia peralatan

yang dilalui gas panas (hot gas path) menjadi lebih pendek daripada turbin

uap PLTU.

� Efisiensi pembakaran yang rendah dikarenakan banyaknya kalor yang

terbuang bersama gas buang.

Page 56: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

35

� Untuk turbin gas yang menggunakan bahan bakar berjenis peak load

seperti HSD, biaya operasinya relatif mahal (liter/kwh tinggi). Juga hanya

menyampaikan 1/3 daya totalnya yang disuplai keluar (ke konsumen)

sedang 2/3 daya totalnya digunakan sendiri untuk menggerakkan

kompresor, alat bantu dan generator.

� Konsumsi bahan bakar (SFC) dari mesin turbin gas ini sangat tinggi

dibanding dengan mesin-mesin konversi energi yang lainnya.

2.9 Tinjauan Umum Turbin Gas G-4 PT. Indonesia Power UBP Bali

PT. Indonesia Power UBP Bali menggunakan mesin turbin gas sebagai

pembangkitnya sejak tahun 1985, turbin gas yang digunakan adalah merupakan

sebuah siklus turbin gas terbuka sederhana yang terdiri dari kompresor, ruang

bakar dan turbin ditambah pengubah energi yaitu generator listrik. Untuk UBP

Bali sektor Pesanggaran terdapat 4 unit PLTG yang terdiri dari 3 jenis/merk,

yaitu: Alsthom pada PLTG 1, General Elektric pada PLTG 2 serta Westinghouse

pada PLTG 3 dan 4. Cara kerja pembangkit selengkapnya dapat dilihat pada

gambar 2.6

Page 57: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

36

Gambar 2.6. Bagan PLTG G3 dan G4 UBP Bali, Pesanggaran

Sistem di atas adalah dari PLTG G3 dan G4 yang ada di PT. Indonesia

Power UBP Bali dengan merk Westing House:

a. Kompresor terdiri dari 19 tingkat.

b. Ruang bakar terdiri dari 8 ruang bakar dan terdiri dari 2 ignition dan pada

masing-masing ruang bakar terhubung pipa nyala api.

c. Turbin terdiri dari 3 tingkat.

d. Sistim udara pendingin untuk ruang bakar dan untuk sudu-sudu turbin berasal

dari udara kompresor.

e. Rotor terdiri dari satu poros dari turbin sampai dengan generator dan terdapat

alat pengubah putaran di antara kompresor dan generator.

f. Mekanisme penggerak awal berasal dari mesin diesel untuk start yang dikopel

langsung dengan poros turbin.

g. Bahan bakar yang digunakan berjenis HSD yang ditampung di tangki harian.

Page 58: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

37

Udara masuk melalui air inlet filter menuju kompresor, kemudian udara

tersebut dimampatkan, selanjutnya udara mampat dialirkan ke ruang bakar. Di

dalam ruang bakar kemudian disemprotkan bahan bakar ke dalam arus udara

tersebut sehingga terjadi proses pembakaran. Gas hasil pembakaran yang

terbentuk ini kemudian dimasukkan ke dalam turbin sehingga akan menghasilkan

daya dorong yang memutar turbin. Tubin akan berputarar yang pada giliranya

akan memutar kompresor kembali dan generator listrik sebagai daya yang

dimanfaatkan lebih lanjut. Gas hasil pembakaran akan keluar dari exhaust

silencer.

2.10 Penelitian Terdahulu

Dunov (2006). Penelitian dilakukan terhadap PLTG G4 PT. Indonesia

Power UBP Bali. Salah satu metoda untuk menurunkan kerugian energi adalah

dengan menambahkan regenerator, dimana penambahan regenerator mampu

menaikkan efisiensi siklus thermal sebesar 6%.

Santoso ; Basri (2011), dari penelitian Analisis eksergi siklus kombinasi

turbin gas-uap unit PLTGU Inderalaya didapatkan hasil bahwa Siklus kombinasi

meningkatkan effisiensi, jika dibandingkan dengan effisiensi siklus gas sederhana

(29,3%) maka efisiensi siklus kombinasi lebih tinggi (38,6%). Hal ini dapat

diaplikasikan pada PLTG G4 PT Indonesia Power UBP Bali yang saat ini belum

menerapkan teknologi ini.

Astra, I Made dkk; (2010), dari penelitana berjudual Hasil Perhitungan

Efisiensi Termal PLTGU dan Peluangnya Sebagai Penyumbang Pemanasan Udara

Page 59: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

38

(Studi Pada PLTGU Priok Dengan Pola Operasi 2-2-1 Menggunakan Metode

Newton-Raphson). Hasil simulasi perhitungan Newton-Raphson menunjukkan

nilai efisiensi optimum sebesar 42,644% untuk daya output sebesar 311,5 MW.

Hal ini menunjukkan bahwa simulasi perhitungan Newton-Raphson dan

perhitungan data eksperimen memiliki selisih yang kecil, yakni sebesar 0,023%.

Sedangkan pada uji efisiensi yang kedua efisiensi optimum 42,623% tercapai

ketika daya output total sebesar 310,7 MW. Hasil simulasi perhitungan Newton

Raphson menunjukkan nilai efisiensi optimum sebesar 42,644% untuk daya

output sebesar 310,7 MW. Hal ini menunjukkan bahwa simulasi perhitungan

Newton-Raphson dan perhitungan data eksperimen memiliki selisih yang kecil,

yakni sebesar 0,021%. Metode ini memungkinkan untuk menghitung agar

didapatkan hasil yang lebih presisi.

Page 60: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

39

BAB III

KERANGKA BERFIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN

3.1 Kerangka Berfikir

Adanya Penurunan performa dan pemaborosan bahan bakar PLTG

Pesanggaran setelah dilakukan over houl menunjukan adanya permasalah yang

timbul sebagai akibat dari kesalahan dalam prosesnya. Salah satu cara yang bisa

dilakukan untuk mengkoreksi adalah dengan memandingkan parameter-parameter

thermodinamika pada setiap titik pengamatan. Ada empat titik pengukuran dan

pengamatan yaitu pada titik udara akan memasuki kompresor, udara setalah

kompresor, udara dan bahan bakar meninggalkan ruang bakar serta udara dan

bahan bakar meninggalkan turbin.

Dari hasil pengamatan dan pengukuran tersebut dilakukan analisa secara

termodinamika untuk mendapatkan penyebab terjadinya penurunan performa dan

pemborosan bahan bakar yang terjadi.

3.2 Konsep Penelitian

Konsep penelitian dijelaskan dengan gambar sistem. Gambar sistem

adalah merupakan istrumen penjelas dari sistem atau bagian sistem yang akan

dianalisa dalam penelitian. Berikut ini adalah gambar sistem yang di maksud

39

Page 61: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

Gambar 3.1 Sekema lengkap dari sebuah PLTG (sumber :

Nama masing-masing bagian

1. Barge / Kapal : Alat pengangkut bahan bakar minyak (BBM).

2. Rumah Pompa

3. Pompa Minyak

4. Diesel

5. Penyaring Udara : Penyaring udara agar partikel debu tidak ikut masuk ke

dalam kompresor.

6. Kompresor : Allat untuk menaikkan tekanan udara gara dibakar bersama

dengan Bahan bakar.

7. Combustion system : Memb

gas bersuhu dan bertekanan tinggi yang berenergi.

8. Turbin Gas : mengubah energi gas menjadi energi gerak yang memutar

generator.

Gambar 3.1 Sekema lengkap dari sebuah PLTG (sumber : www.pln.go.id

masing bagian :

Barge / Kapal : Alat pengangkut bahan bakar minyak (BBM).

Rumah Pompa

Pompa Minyak

Penyaring Udara : Penyaring udara agar partikel debu tidak ikut masuk ke

dalam kompresor.

Kompresor : Allat untuk menaikkan tekanan udara gara dibakar bersama

dengan Bahan bakar.

Combustion system : Membakar bahan bakar & udara serta menghasilkan

gas bersuhu dan bertekanan tinggi yang berenergi.

Turbin Gas : mengubah energi gas menjadi energi gerak yang memutar

40

www.pln.go.id)

Barge / Kapal : Alat pengangkut bahan bakar minyak (BBM).

Penyaring Udara : Penyaring udara agar partikel debu tidak ikut masuk ke

Kompresor : Allat untuk menaikkan tekanan udara gara dibakar bersama

akar bahan bakar & udara serta menghasilkan

Turbin Gas : mengubah energi gas menjadi energi gerak yang memutar

Page 62: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

41

9. Stack / Pipa Pembuangan : membuang sisa gas panas dari turbin.

10. Generator Utama : Menhasilkan energi listrik.

11. Pengubah Utama : Alat pengubah utama untuk menjadi energi listrik.

12. Switch Yard

13. Jalur transmisi : Penyalur energi listrik ke konsumen.

3.3 Hipotesis Penelitian

Berdasarkan kajian pustaka, kerangka, konsep berfikir hasil eksperimental

dan analisa-analisa yang akan dilakukan maka dapat diambil hipotesis penelitiaan

bahwa performa pembangkit dapat ditingkatkan dan pemborosan bahan bakar

dapat dikurangi dengan melakukan upaya perbaikan sistem secara termodinamika

dan mekanis.

Page 63: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

42

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Metode Penelitian

Dalam menyelesaikan tesis ini langkah–langkah yang dilakukan adalah

sebagai berikut :

1. Studi literatur, dengan mengumpulkan informasi-informasi yang berkaitan

dengan topik yang dibahas. Informasi dikumpulkan melalui buku, internet,

surat kabar dan lain-lain.

2. Pelaksanaan penelitian yang dilakukan meliputi audit energi, analisa

penurunan performa, pemborosan bahan bakar dan rekomendasi penyelesaian

masalah.

3. Data yang diambil adalah

a. Temperatur udara luar (T∞)

b. Tekanan udara luar (P∞)

c. Temperatur masuk kompresor (T1)

d. Tekanan masuk kompresor (P1)

e. Temperatur discharge kompresor (T2)

f. Tekanan masuk kompresor (P2)

g. Temperatur masuk Turbin (T3)

b. Tekanan masuk turbin (P3)

c. Temperatur gas buang (T4)

d. Mass fuel flow (m� )

42

Page 64: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

43

e. Daya Output (N)

4. Audit energy, analisa penurunan performa dan pemborosan bahan bakar,

langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :

a. Mendefenisikan sistem dengan teliti dan lengkap dengan menunjukan

batas-batas di dalam suatu sketsa.

Gambar 4.1 Sekema yang akan dianalisa dari sebuah PLTG

Keterangan Gambar

C = Kompresor

RB = Ruang Bakar

T = Turbin

Titik 1 = Udara memasuki akan kompresor

Titik 2 = Udara keluar dari kompresor dan akan memasuki ruang bakar

Titik 3 = Campuran udara dan bahan bakar keluar dari runang bakar dan

memasuki turbin

Titik 4 = Gas sisa pembakaran keluar dari exhaust gas.

Page 65: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

44

b. Menuliskan daftar idealisasi yang benar.

- Gas kerja adalah gas ideal

- Turbin dan kompresor bekerja pada tekanan konstan.

c. Menunjukan berbagai aliran energi yang akan diikutsertakan dalam

analisa energi dan mencantumkan tanda berbagai aliran energi tersebut

pada sketsa sistem, menyatakan basis waktu bagi analisa energi dan

membuat sketsa pernyataan proses.

Gambar 4.2 T-s dan P-V Diagram siklus ideal turbin gas

Kerja yang dibutuhkan kompresor (wK)

)(12 hhw J

K−=

Kerja yang dihasilan turbin (wT)

)(43 hhw J

T−=

Kalor yang dimasukkan dari bahan bakar (qin)

Qin= J(h3-h2)

Page 66: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

45

Kerja netto sistem (wnett)

KTnettwww −=

c. Mengitung efisiensi pembangkit dengan menggunakan persamaan

��� =��

���

� 100%

5. Meneghitung daya terbangkitkan pembangkit, dengan persamaan 2.36

�� = ( ���� + ���� ) ��

6. Menghitung Biaya Pembangkitan listrik per kWh dengan bahan bakar HSD

Biaya Pembangkitan Listrik = SFCaktual x Harga BB

7. Menanalisa penyebab penurunan performa

8. Menganalisa penyebab pemborosan bahan bakar

9. Memberikan rekomendasi penyelesaian masalah.

4.2 Metode yang Digunakan

Penulisan Tesis yang akan dilakukan menggunakan metode studi literatur

dan pengambilan data pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas PT. Indonesia Power

UBP Bali.

Page 67: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

46

4.3 Flow Chart Penelitian

START

INPUT

- Data dari mesin - Daya Terbangkitkan (MW) - (P,T)1,2,3,4

PROSES Distribusi Energi pada mesin dengan HSD

- )(12 hhw J

K−=

- )(

43 hhw JT

−=

- Qin= J(h3-h2)

- KT www −=

PROSES Menghitung Efisiensi

- ��� =

�����

��� � 100%

Studi Literatur

Pelaksanaan Penelitian

�� = ( ���� + ���� ) ��

PROSES Mengitung Daya Terbangkitkan dan pemborosan

Page 68: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

47

END

OUTPUT - Efesiensi - Penyusutan daya pembangkit - pemborosan poses Pembangkitan - SFC - Biaya Pembangkitan per kWh

Analisa Teknik - Penyebab penurunan performa pembangkit dan pemborosan bahan

bakar setelah over houl - Rencana kerja untuk mengilangkan penurunan performa dan

pemborosan bahan bakar setelah over houl

!" = ∑ � $$

∑ �

PROSES Mengitung SFC dengan BB HSD

$%&'& ()�*. ,%-./%0 1)/ 02ℎ = !" � 4&/5& 4 6

PROSES Biaya Pembangkitan Listrik per kWh

Rekomendasi

Page 69: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

48

4.4 Pengolahan Data

Data-data yang diperoleh kemudian dilakukan analisa perhitungan energi

yang tersedia maupun kerugian yang terjadi setiap proses dan aliran fluida. Dari

data energi yang tersedia dan kerugian energi, maka ditentukan efesiensi dari

sistem. Kemudian ditentukan alternatif-alternatif untuk mengurangi kerugian-

kerugian yang terjadi. Dan semua hasilnya akan dituliskan pada tabel analisa.

4.5 Tempat dan Waktu Penelitian

4.5.1 Tempat Penelitian

Studi literatur dilakukan diperpustakaan Universitas Udayana, Internet,

perpustakaan PT indonesia Power UBP Bali dan sumber – sumber lain yang

relevan. Data yang diambil adalah data operasi harian mesin pembangkit listrik

tenaga gas.

4.5.2 Waktu Penelitian

Penelitian akan dilaksanakan sesuai dengan tabel di bawah ini

Tabel 4.1 Jadwal Penelitian No Kegiatan Sept 13 Okto 13 Nov 13 Des 13 Jan 14

1 Study literature

2 Pengambilan Data

3 Analisa Data

4 Penyusunan Laporan

Page 70: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

49

BAB V

HASIL PENELITIAN

5.1. Data Hasil Penelitian

Hasil pengamatan terhadap PLTG G4 PT IP UBP Bali unit pembangkit

Pesanggaran sebelum dilakukan over houl ditampilkan dalam Tabel lampiran 1

sedangkan hasil pengamatan terhadap pembangkit sebelum dilakukan over houl

ditampilkan pada tabel pada lampiran 2.

5.2. Data Pendukung

Data pendukung meliputi spesifikasi teknis pembangkit, data bahan bakar

dan kondisi lingkungan pada saat dilakukan penelitian.

5.2.1 Spesifikasi Teknis PLTG G4

a. Kompresor

Tipe : Axial Flow

Jumlah Tingkat : 19

Rasio Kompresi : 14:1

Efisiensi Kompresor : 85,87 %

b. Sistem Pembakaran

Tipe Ruang Bakar : Can Annular

Jumlah Pembakar : 8

49

Page 71: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

50

c. Turbin

Jumlah Tingkat : 3

Air Flow : 165,2 kg/s

Efisiensi Turbin : 86,10 %

d. Mesin Pembangkit

Merk : Westhing House

Type : 251B11

No. Pabrik : 4658127

Daya : 42.070 kW

Putaran : 5427 RPM

Tahun Pembuatan : 1993

Tgl mulai Operasi : 27 Agustus 1994

e. Generator

Merk : SYNCRONOUS.M

No. Pabrik : 6128A-2G

No. Seri : BDAX7-290ER

Tegangan : 11.500 Volt

Arus : 3.081 Ampere

Frekuensi : 50 Hz

KVA Terpasarng : 61.375 KVA

KW Terpasang : 49.100 kW

Cos φ : 0,80

Page 72: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

51

5.2.2. Spesifikasi Bahan Bakar

a. Bahan bakar : minyak solar / HSD

b. LHV : 19.606,00 BTU/Lbm

c. SG : 0,8420 kg/ltr

5.3 Perhitungan Mesin Pembangkit Setelah Over Houl

5.3.1 Deskripsi Kondisi Pengambilan Data

a. Data diambil pada tanggal 12 Desember 2013 – 17 Desember 2013

b. Kondisi cuaca cerah sepanjang hari (siang dan malam)

c. Data diambil selama 1 hari penuh (24 Jam)

d. Data disalin dari monitor control di control room PLTG Pesanggaran

e. Data yang diambil adalah pada PLTG 4, mengingat unit ini yang

dijalankan 24 jam penuh

5.3.2 Mengitung Nilai Entalphi (h) Pada Setiap Titik Pengukuran

Data yang dicantumkan dalam cara penghitunganya adalah data rata-rata

pada tanggal 12 Desember 2013.

� Titik pengukuran 1, udara sebelum memasuki kompresor

- T1 = 27,65 0C ↔300,65 K

- Dari tabel Gas-ideal properties udara didapatkan

Temperatur 300 K, h= 300,19 kJ/kg

Temperatur 305 K, h= 305,22 kJ/kg

Dengan cara iterasi kemudian didapatkan nilai entalphi (h1) untuk temperatur

Page 73: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

52

300,65 K, yaitu :

300,65 − 300

305 − 300=

ℎ1 − 300,19

305,22 − 300,19

ℎ1 = 300,19 +(0,65 � 5,3)

5

h1 = 300,84 kJ/kg

� Titik pengukuran 2, udara keluar dari kompresor

- T2 = 431,10 0C ↔ 704,10 K

- Dari tabel Gas-ideal properties udara didapatkan

Temperatur 700 K, h = 713,27 kJ/kg

Temperatur 710 K, h = 724,04 kJ/kg

Dengan cara iterasi kemudian didapatkan nilai entalphi (h2) untuk temperatur

702,20 K adalah:

704,10 − 700

710 − 700=

ℎ2 − 713,27

724, 04 − 713,27

ℎ2 = 713,27 + (4,10 � 10,77)

10

h2 = 717,68 kJ/kg.

� Titik pengukuran 3, campuran udara dan bahan bakar setelah ruang bakar,

sebelum memasuki turbin

T3 = 1105,46 0C ↔ 1379,40 K

Dari tabel Gas-ideal properties udara didapatkan

Page 74: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

53

Temperatur 1360 K, h = 1467,49 kJ/kg

Temperatur 1380 K, h = 1491,44 kJ/kg

Dengan cara iterasi kemudian didapatkan nilai entalphi (h3) untuk temperatur

1378,46 K

1378,46 − 1360

1380 − 1360=

ℎ3 − 1467,49

1491,44 − 1467,49

ℎ3 = 1467,49 + (18,46)� (23,95)

20

h3 = 1489,60 kJ/kg

� Titik pengukuran 4, campuran udara dan bahan bakar meninggalkan turbin

(exhaust gas)

T4 = 522,32 0C ↔ 795,32 K

Dari tabel Gas-ideal properties udara didapatkan

Temperatur 780 K, h = 800,03 kJ/kg

Temperatur 800 K, h = 821,95 kJ/kg

Dengan cara iterasi kemudian didapatkan nilai entalphi (h4) untuk temperatur

795,32 K

795,32 − 780

800 − 780=

ℎ4 − 800,03

821,95 − 800,03

ℎ4 = 800,03 + (15,32)�(21,92)

20

h4 = 816,83 kJ/kg

Page 75: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

54

5.3.3 Menghitung Kerja Persatuan Berat Fluida Kerja

� Kerja Kompresor (wK)

Wk = h2 – h1

= 717,68 kJ/kg – 300,84 kJ/kg

= 416,84 kJ/kg

Dari data teknis mesin pemangkit diketahui efisiensi kompresor adalah 85,61%,

maka

wK = ηK (h2 – h1)

= 0,8561 x 417,40 kJ/kg

= 356,86 kJ/kg

� Kerja Turbin (wT)

wT = h3 – h4

= 1489,60 kJ/kg – 816,83 kJ/kg

= 672,77 kJ/kg

Dari data teknis mesin pemangkit diketahui efisiensi turbin adalah 89,87 %, jadi

kerja Turbin

wT = ηT (h3 – h4)

= 0,8987 x 672,77 kJ/kg

= 604,61 kJ/kg

� Kerja Kerja Netto (wnett)

wnett = wT - wk

Page 76: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

55

= 604,61 kJ/kg - 356,86 kJ/kg

= 247,75 kJ/kg

� Kalor Masuk Sistem (qin)

Qin = h3 – h2

= 1489,60 kJ/kg – 717,68 kJ/kg

= 771,91 kJ/kg

� Efisiensi Thermis (ηth)

��� =�����

��� � 100 %

��� =

247,75 ����

771,91 ����

� 100 %

��� = 32,10 %

5.3.4 Menghitung Daya Netto Turbin (Nnett)

Berdasarkan spesifikasi teknis pembangkit diketahui bahwa :

a. Laju aliran udara di kompresor adalah 165,20 kg/s, dan

b. Laju konsumsi bahan bakar HSD adalah 223,5342 lpm = 3,1388 kg/s,

Daya turbin netto, Nnett rata-rata ditentukan dengan persamaan di bawah

ini. :

Nnett = ( mud + mbb ) wnett

Nnett = ( mud + mbb ) Wnett

Nnett = ( 165,20 kg/s + 3,1388 kg/s ) x 247,75 kJ/kg

Page 77: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

56

= 41.569,58 kJ/s

= 41.569,58 kW

Karena efisiensi generator adalah sebesar 92,544%, sehingga daya output

keluaran generator adalah

Ngenerator = 41.705,98 kW x 92,544%

= 38.596,38 kW

5.3.5 Menghitung Spesifik Fuel Consumtion (SFC)

� Toritis

!"# = ∑ %& ''

∑ (��)*���+

!"# =

3,14 ��,

0,8435 ��/./ � 3600 01/23%

38.596,38 ��

SFC = 0,347 lt/kWh

� Aktual

!"# = ∑ %& ''

∑ (56�789

!"# =

3,14 ��,

0,8435 ��/./ � 3600 01/23%

38.470 �:

= 0,348 lt/kWh

Page 78: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

57

= 0,326 lt/kWh

5.3.6 Menghitung Biaya Pembangkitan Listrik

� Teoritis

Biaya Pembangkitan per kWh = SFC x Harga BBM

= 0,347 lt/kWh x Rp. 9.800,-

= Rp. 3.401 /kWh

� Aktual

Biaya Pembangkitan per kWh = SFC x Harga BB

= 0,348 lt/kWh x Rp 9.800,-/lt

= Rp 3.410 /kWh

5.3.7 Menghitung Produksi Listrik Harian

Dari hasil perhitungan didapatkan :

a. Daya terbangkitkan secara teoritis = 38.596,38 kW

b. Daya terbangkitkan secara aktual = 38.470,00 kW

� Toritis

Produksi listrik harian = NTeoritiis x 24 jam

= 38.596,38 kW x 24 jam

= 926.313 kWh

� Aktual

Produksi listrik harian = NAktual x 24 jam

Page 79: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

58

= 38.470,00 kW x 24 jam

= 923.280 kWh

5.3.7 Menghitung Penyusutan Daya Pembangkit

Dari data mesin pembangkit dan hasil perhitungan didapatkan :

a. Daya awal pembangkit = 42.070,00 kW

b. Daya terbangkitkan secara teoritis = 38.596,38 kW

c. Daya terbangkitkan secara aktual = 38.470,00 kW

� Toritis

Penyusutan = NPerencanaan – NTeoritiis

Penyusutan = 42.070 kW – 38.596,38 kW

= 3473,62

� Aktual

Penyusutan = NPerencanaan - NAktual

Penyusutan = 42.070 kW – 38.470 kW

= 3600 kW

Hasil perhitungan entalpi (h), kerja persatuan massa fluida, kerja

pembangkit dan daya terbangkitkan di tampilkan dalam lampiran 3.

Page 80: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

59

5.4 Perhitungan Mesin Pembangkit Sebelum Over Houl

5.4.1 Deskripsi Kondisi Pengambilan Data

a. Data diambil pada bulan Desember 2013

b. Kondisi cuaca cerah sepanjang hari (siang dan malam)

c. Data diambil selama 1 hari penuh (24 Jam)

d. Data disalin dari monitor control di control room PLTG Pesanggaran

e. Data yang diambil adalah pada PLTG 4, mengingat unit ini yang

dijalankan 24 jam penuh

5.4.2 Mengitung Nilai Entalphi (h) Pada Setiap Titik Pengukuran

Data yang dicantumkan dalam cara penghitunganya adalah data rata-rata

� Titik pengukuran 1, udara sebelum memasuki kompresor

- T1 = 26,19 0C ↔299,19 K

- Dari tabel Gas-ideal properties udara didapatkan

Temperatur 298 K, h= 298,18 kJ/kg

Temperatur 300 K, h= 300,19 kJ/kg

Dengan cara iterasi kemudian didapatkan nilai entalphi (h1) untuk temperatur

299,19 K, yaitu :

299,19 − 298

300 − 298=

ℎ1 − 298,18

300,19 − 298,18

ℎ1 = 300,19 +(1,19 � 2,01)

2

h1 = 299,38 kJ/kg

Page 81: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

60

� Titik pengukuran 2, udara keluar dari kompresor

- T2 = 428,40 0C ↔ 701,40 K

- Dari tabel Gas-ideal properties udara didapatkan

Temperatur 700 K, h = 713,27 kJ/kg

Temperatur 710 K, h = 724,04 kJ/kg

Dengan cara iterasi kemudian didapatkan nilai entalphi (h2) untuk temperatur

702,20 K adalah:

701,40 − 700

710 − 700=

ℎ2 − 713,27

724, 04 − 713,27

ℎ2 = 713,27 + (1,40 � 10,77)

10

h2 = 714,78 kJ/kg.

� Titik pengukuran 3, campuran udara dan bahan bakar setelah ruang bakar,

sebelum memasuki turbin

T3 = 1105,35 0C ↔ 1379,35 K

Dari tabel Gas-ideal properties udara didapatkan

Temperatur 1360 K, h = 1467,49 kJ/kg

Temperatur 1380 K, h = 1491,44 kJ/kg

Dengan cara iterasi kemudian didapatkan nilai entalphi (h3) untuk temperatur

1378,46 K

1378,35 − 1360

1380 − 1360=

ℎ3 − 1467,49

1491,44 − 1467,49

Page 82: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

61

ℎ3 = 1467,49 + (18,35)� (23,95)

20

h3 = 1489,46 kJ/kg

� Titik pengukuran 4, campuran udara dan bahan bakar meninggalkan turbin

(exhaust gas)

T4 = 518,66 0C ↔ 791,66 K

Dari tabel Gas-ideal properties udara didapatkan

Temperatur 780 K, h = 800,03 kJ/kg

Temperatur 800 K, h = 821,95 kJ/kg

Dengan cara iterasi kemudian didapatkan nilai entalphi (h4) untuk temperatur

791,66 K

791,66 − 780

800 − 780=

ℎ4 − 800,03

821,95 − 800,03

ℎ4 = 800,03 + (11,66)�(21,92)

20

h4 = 812,82 kJ/kg

5.4.3 Menghitung Kerja Persatuan Berat Fluida Kerja

� Kerja Kompresor (wK)

Wk = h2 – h1

= 714,78 kJ/kg – 299,38 kJ/kg

Page 83: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

62

= 415,40 kJ/kg

Efisiensi Kompresor adalah 85,61%, maka

wK = ηK (h2 – h1)

= 0,8561 x 417,40 kJ/kg

= 355,63 kJ/kg

� Kerja Turbin (wT)

wT = h3 – h4

= 1489,46 kJ/kg – 812,82 kJ/kg

= 676,64 kJ/kg

Efisiensi Turbin adalah 89,87 %, jadi kerja Turbin

wT = ηT (h3 – h4)

= 0,8987 x 672,77 kJ/kg

= 608,10 kJ/kg

� Kerja Kerja Netto (wnett)

wnett = wT - wk

= 608,10 kJ/kg – 355,63 kJ/kg

= 252,47 kJ/kg

� Kalor Masuk Sistem (qin)

Qin = h3 – h2

= 1489,46 kJ/kg – 714,78 kJ/kg

Page 84: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

63

= 774,68 kJ/kg

� Efisiensi Thermis (ηth)

��� =�����

��� � 100 %

��� =

252,47 ����

774,68 ����

� 100 %

��� = 32,59 %

5.4.4. Menghitung Daya Netto Turbin (Nnett)

Berdasarkan spesifikasi teknis diketahui bahwa :

a. Laju aliran udara di kompresor adalah 165,20 kg/s, dan

b. Laju konsumsi bahan bakar HSD adalah 213,81 lpm = 3,00 kg/s,

Daya turbin netto, Nnett rata-rata ditentukan dengan persamaan di bawah

ini. :

Nnett = ( mud + mbb ) wnett

Nnett = ( mud + mbb ) Wnett

Nnett = ( 165,20 kg/s + 3,00 kg/s ) x 247,75 kJ/kg

= 42.466,39 kJ/s

= 42.466,39 kW

Karena efisiensi generator adalah sebesar 92,544%, sehingga daya output

keluaran generator adalah

Page 85: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

64

Ngenerator = 42.466,39 kW x 92,544%

= 39.300,10 kW

5.4.5 Menghitung Spesifik Fuel Consumtion (SFC)

� Toritis

!"# = ∑ %& ''

∑ (��)*���+

!"# =

3,00 ��,

0,8435 ��/./ � 3600 01/23%

39.300,10 ��

SFC = 0,3259 lt/kWh

� Aktual

!"# = ∑ %& ''

∑ (56�789

!"# =

3,14 ��,

0,8435 ��/./ � 3600 01/23%

39.148,75 �:

= 0,3271 lt/kWh

5.4.6 Menghitung Biaya Pembangkitan Listrik

� Teoritis

Biaya Pembangkitan per kWh = SFC x Harga BBM

= 0,3259 lt/kWh x Rp. 9.800,-

Page 86: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

65

= Rp. 3.194 /kWh

� Aktual

Biaya Pembangkitan per kWh = SFC x Harga BB

= 0,3271 lt/kWh x Rp 9.800,-/lt

= Rp. 3.206 /kWh

5.4.7 Menghitung Produksi Listrik Harian

Dari hasil perhitungan didapatkan :

c. Daya terbangkitkan secara teoritis = 39.300,10 kW

d. Daya terbangkitkan secara aktual = 39.148,75 kW

� Toritis

Produksi listrik harian = NTeoritiis x 24 jam

= 39.300,10 kW x 24 jam

= 943.202 kWh

� Aktual

Produksi listrik harian = NAktual x 24 jam

= 39.148,75 kW x 24 jam

= 939.570 kWh

5.4.8 Menghitung Penyusutan Daya Pembangkit

Dari data mesin dan hasil perhitungan didapatkan :

e. Daya Awal Pembangkit = 42.070,00 kW

f. Daya terbangkitkan secara teoritis = 39.300,10 kW

g. Daya terbangkitkan secara aktual = 39.148,75 kW

Page 87: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

66

� Toritis

Penyusutan = NPerencanaan – NTeoritiis

Penyusutan = 42.070 kW – 39.300,10 kW

= 2.769,90

� Aktual

Penyusutan = NPerencanaan - NAktual

Penyusutan = 42.070 kW – 39.148,75 kW

= 2.921,25 kW

Hasil perhitungan entalpi (h), kerja persatuan massa fluida, kerja

pembangkit dan daya terbangkitkan di tampilkan dalam lampiran 4

5.5 Menghitung Pemborosan Mesin Pembangkit

� Toritis

Pemborosan = Nsebelum OH – Nsesudah OH

= 39.300,10 kW– 38.596,38 kW

= 703,72 kW

Jika dinyatakan dalam persen

Pemborosan = 1 −DEFGHIJK LM

DEFNFOHP LM

Pemborosan = 1 −38.596,38

39.300,10

Pemborosan = 1 – 0,982

Page 88: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

67

Pemborosan = 0,0128

= 1,28 %

� Aktual

Pemborosan = Nsebelum OH – Nsesudah OH

= 39.148,75 kW– 38.470 kW

= 678,75 kW

Jika dinyatakan dalam persen (%)

Pemborosan = 1 −DEFGHIJK LM

DEFNFOHP LM

Pemborosan = 1 −38.470,00

39.148,75

Pemborosan = 1 – 0,982

Pemborosan = 0,0173

= 1,73 %

Page 89: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

68

5.6 Analisa Keteknikan

Tabel 5.1 Perbandingan parameter hasil perhitungan

No Uraian Setelah Over houl Sebelum Over houl

Teoritis Aktual Teoritis Aktual

1 LHV HSD (kJ/kg) 45.564,34

2 h1 (kJ/kg) 300,84 299,38

3 h2 (kJ/kg) 717,69 714,78

4 h3 (kJ/kg) 1489,60 1489.46

5 h4 (kJ/kg) 816,83 812,82

6 wK (kJ/kg) 356,86 355,63

7 wT (kJ/kg) 604,61 608,10

8 qin (kJ/kg) 771,91 774,68

9 wnett (kJ/kg) 247,75 252,47

10 ηTh (%) 32,10 32,59

11 Laju Aliran BB (lpm) 223,53 213,69

12 Laju Aliran udara (kg/det)

165,2

13 Daya (kW) 38.596,38 38.470,00 39.300,10 39.148,75

14 SFC (lt/kWh) 0,3469 0,3480 0,3259 0,3271

15 Penyusutan (kW) 3473,62 3600,00 2921,25 2.769,90

16 Pemborosan (kW) 703,72 678,75

17 Produksi Listrik (kWh/Hari)

926.313 923.280 943.202 939.570

Page 90: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

69

Dari tabel 5.1 di atas dapat dijelaskan dengan analisis sebagai berikut,

a. Entalpi Sistem

Entalpi, (h) dari 1 sampai 4 adalah nilai-nilai yang didasarkan pada

penentuan asumsi fluida kerja adalah gas ideal.

b. Kerja kompresor (wK)

Kerja kompresor (wK) adalah kerja yang dibutuhkan kompresor. Kerja

kompresor merupakan selisih dari nilai entalpi dari fluida kerja sebelum dan

sesudah meninggalkan kompresor. Secara teoritis kerja kopresor dapat diturunkan

dengan menaikan h1 atau menurunkan h2. Cara pertama dapat dijalankan dengan

melakukan pemanasan awal udara yang akan memasuki kompresor, sedangkan

cara kedua dapat dilakukan dengan pendinginan casing dari kompresor. Cara

pertama lebih rasional untuk dijalankan,dengan menggunakan exhaust gas untuk

pemanasan awal, atau menggunakan gas buang yang sudah dilewatkan

regenerator. sedangkan cara kedua hampir tidak bisa dikerjakan karena kerja

untuk menggerakan massa udara yang harus dihembuskan untuk mendinginkan

casing akan lebih besar dari efek kerja yang didapatkan.

c. Kerja turbin (wT)

Kerja turbin merupakan selisih dari entalpi fluida kerja sebelum dan

sesudah turbin. Kerja turbin digunakan untuk menggerakan komproser dan

peralatan lainya. Sisa kerja turbin kemudian digunakan untuk memutar generator.

Page 91: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

70

Kerja turbin yang bias dimanfaatkan untuk menggerakan generator mempunyai

range antara 30-40 %., sisanya digunakan untuk menggerakan sistem lainnya.

Dari hasil perhitungan kerja netto (wnett) :

wnett = wT – wK

= 581,61 kj/kg – 356,64 kj/kg

= 224,97 kJ/kg

Jika dinyatakan dalam presentase adalah

% �1Q23 /RQSTU S1Q�RU3 = VWXYY

VY � 100 %

% �1Q23 /RQSTU S1Q�RU3 = Z[\,\]6^

6_

`a[,`b 6^6_

� 100 %

= 40,98 %

Kerja netto dari turbin akan semakin besar apabila kerja kompresor

diperkecil, temperatur fluida masuk turbin dinaikkan, atau temperatur keluar

turbin diturunkan. Memperkecil kerja kompresor sudah dijelaskan dalam poin b di

atas. Menaikkan temperatur fluida masuk turbin bisa dilakukan dengan

memperbaiki kinerja ruang bakar atau menambahkan laju aliran massa bahan

bakar. Temperatur maksimal harus disesuaikan dengan ketahanan material bahan,

mengingat turbin, khususnya turbin gas industri beroperasi dalam waktu yang

lama. Cara memaksimalkan fluida kerja lebih rasional dilaksanakan dengan

memaksimalkan kinerja turbin atau dengan menambahkan regenerator.

Page 92: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

71

d. Panas masuk sitem (qin)

Panas masuk sitem (qin) dihitung berdasarkan perbedaan entalpi dari

fluida kerja saat sebelum dan sesudah ruang bakar. Panas masuk sistem

merupakan fungsi dari temperatur masuk ruang bakar, nilai kalor bahan bakar dan

efisiensi ruang bakar. Untuk menghasilkan temperatur T3 yang sama dengan

asumsi laju aliran massa bahan bakar dan efisiensi ruang bakar konstan, bisa

dilakukan dengan menaikkan temperatur udara sebelum memasuki ruang bakar.

Cara ini lebih dikenal dengan penambahan regenerator atau reheater.

e. Efisiensi thermis

Efisiensi thermis merupakan perbandingan antara kalor yang dibutuhkan

sistem untuk menghasikan kerja dibandingakan dengan kerja berguna, atau kerja

yang bisa dihasikan sistem.

f. Penyusutan Daya Pembangkit.

Hal ini terjadi salah satunya karena umur pakai. Jika dioperasikan terus,

maka semakin tahun akan semakin bertambah tingkat penyusutannya (efisiensi

berkurang). Hal ini apabila terus dibiarkan akan berakibat pada semakin

merugikan perusahaan pembangkit.

Page 93: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

72

g. Daya Pembangkit

Daya Pembangit diketahui dari alat ukur yang terpasang pada sistem. Daya

ini adalah daya riil yang dihasilkan sistem. Daya yang dihasilkan dengan secara

aktual setelah over houl adalah 38.470 kW, lebih kecil dari sebelum over houl

yaitu sebesar 39.148,75 kW. Ada penurunan daya pemabngkir sebesar 678,25

kW atau jika dinyatakan dalam persen adalah 1,73%.

Koreksi daya ini bisa dilakukan dengan menghitung daya yang seharusnya

dihasilkan sistem dengan pendekatan properties fluida kerja pada titik-titik

pengukuran yang telah ditetapkan. Nilai ini tidak terlalu jauh berbeda dengan hasil

pendekatan dari hasil pengukuran pada titik-titik pengukuran yang telah

ditetapkan. Besar daya setelah over houl adalah 38.596,38 kW, lebih kecil dari

daya sebelum over houle yaitu 39.300,10 kW. Ada pemborosan pembangkir

703,72 kW.

Dari cara kedua unutk mengetahui daya pembangkit yang seharusnya

dihasilkan dapat digunakan untuk menetapkan dasar pemborosan, atau peluang

penghematan yang dapat dilakukan. Dari hasil perhitungan diketahui bahwa besar

potensi penghematan sebelum dan seudah over houl adalah 1,29% hingga 1,73%.

Hal ini terjadi karena telah terjadi peningkatan laju aliran massa bahan

bakar diruang bakar, yang berakibat pada tetap terjaganya temperature tertinggi

(T3), namaun berdampak pada meningkatnya temperatur gas buang.

Page 94: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

73

h. Specifik Fuel Consumtion (SFC)

SFC merupakan perbandingan antara bahan bakar yang digunakan sistem

dengan daya yang dihasilkan sistem. SFC pada umumnya dinyatakan dalam

satuan yang bisa menggambarkan nilai ekonomisnya. Misalnya, dalam

penggunaan BBM pernyataan SFC pada umumnya dinyatakan dalam liter/kWh,

hal ini dipilih karena BBM dalam penjualannya dalam satuan volume bukan

satuan massa. BBM tidak mengalami perubahan yang mencolok akibat perubahan

temperatur lingkungan.

5.7 Analisa Ekonomi

Tabel 5.2 Perbandingan Parameter Ekonomi

No Uraian Setelah Over houl Sebelum Over houl

Teoritis Aktual Teoritis Aktual

1 Biaya Pembangkitan (Rp/kWh)

3.401 3.410 3.194 3.206

2 Produksi Listrik (kWh/Hari)

926.313 923.280 943.202 939.570

3 Biaya Pembangkitan (Rp/hari)

3.150.390.513 3.148.384.800 3.012.587.188 3.012.261.420

4 Pemborosan (Rp/hari)

137.803.325

136.123.380

Dari tabel 5.2 di atas dapat dilakukan analisa bahwa ada potensi

pemborosan sebelum dan sesudah over houl terhadap biaya pembangkitan secara

aktual yaitu Rp. 136.123.380,- dan secara toritis sebesar Rp. 137.803.325,-.

Page 95: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

74

BAB VI

PEMBAHASAN

6.1 Analisa Termodinamika

Berdasarkan perhitungan pada titik-titik pengukuran di dapatkan nilai-nilai

parameter yang dapat dibandingkan yaitu

Tabel 6.1 Parameter Temperatur dan Entalpi Rata-Rata

Parameter Temperatur Entalpi

Sesudah OH Sebelum OH Sesudah OH Sebelum OH

Titik 1 27,65 26,19 300,84 299,38

Titik 2 431,10 428,40 717,78 714,78

Titik 3 1105,46 1105,35 1489,60 1489,46

Titik 4 522,32 518,66 816,83 812,82

Dari tabel 6.1 di atas dibuat Grafik P-v dan T-s diagram sebagai berikut

Gambar 6.1 Gambar T-s Diagram PLTG G4 Pesanggaran

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4

T (

0C

)

S ( kJ/kg K)

T-s Diagram PLTG G4 Pesangaran Sesudah dan Sebelum Over Houl

Sesudah OH

Sebelum OH

74

Page 96: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

75

Gambar 6.2 Gambar P-v Diagram PLTG G4 Pesanggaran

Pada Titik pengukuran 1, diukur nilai tekanan dan temperatur. Yang

diukur adalah kondisi lingkungan. Temperatur dan tekanan ini dipengaruhi oleh

waktu, cuaca, musim, posisi matahari, kecepatan angin dan hal-hal lain. Pada

tabel 6.1, gambar 6.1 dan 6.2 diatas dapat dilihat bahwa secara rata-rata ada

perbedaan temperatur yang di maksud pada dua data hasil pengamatan sebelum

dan seudah over houl yaitu sebesar 1,46 0C yang secara liner juga meningkatkan

entalphi pada titik pengukuran yang dimaksud. Besar kenaikan entalphi adalah

sebesar 1,45 kJ/kg.

Pada titik pengukuran 2 diukur nilai temperatur dan tekanan. Jika dilihat

pada titik pengukuran 2 temperatur keluaran kompresor sesudah OH menjadi

lebih tinggi yaitu sebesar 431,10 0C dibandingkan dengan nilai sebelum OH yaitu

428,40 0C terjadi selisih temperatur sebesar 2,69 0C. Secara langsung juga

menyebabkan adanya selisih entalphi yaitu sebesar 2,69 kJ/kg. Adanya kenaikan

0

50

100

150

200

250

0 200 400 600 800

P (p

si)

v

P-v Diagram PLTG G4 Pesangaran Sesudah dan Sebelum Over Houl

Sesudah OH

Sebelum OH

Page 97: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

76

entalphi setelah proses kompresi memicu kenaikan konsusmsi bahan bakar. Hal

ini terjadi sebagai konsekuesni agar pembakaran dalam ruang bakar sempurna

sesuai dengan kesetimbangan reaksi kima pembakaran. Besar kenaikan konsumsi

bahan bakar adalah sebesar 9,72 liter per menit atau 0,14 kg/s.

Pada titik pengukuran 3 teramati bahwa tidak ada kenaikan temperatur

yang signifikan yaitu 1105,46 0C dan 1105,350C. Adanya kenaikan konsumsi

bahan bakar tidak diimbangi dengan naiknya temperatur fluida kerja setelah

proses pembakaran. Entalphi yang dibawa dari kelebihan bahan bakar tidak

mampu diubah menjadi kerja berguna yang bisa dimanfaatkan turbin. Hal ini

karena adanya batas maksimal temperature yang diijinkan pada ruang bakar.

Temperatur kerja diruang bakar harus dibatasi karena bekerja dalam tekanan dan

temperatur sangat tinggi.

Pada titik pengukuran 4 teramati adanya kenaikan tempatur jika di

bandingkan konsisi sebelum dan sesudah OH. Selisih kenaikan temperatur yang

dimaksud adalah sebesar 5,730C. Kenaikan temperatur pada titik pengukuran 4

adalah sebagai akibat dari adanya kelebihan konsumsi bahan bakar yang gagal

diubah menjadi kerja berguna.

6.2 Rekomendasi Penyelesaian Masalah

Pembangkit Listrik Tenaga Gas G4 Pesanggaran mengalami pemborosan

bahan bakar dan penurunan performa hal ini dapat diatasi dengan melakukan

perlakuan-perlakuan terhadap subsistem sebgai berikut

Page 98: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

77

� Kompresor

Kerja yang dibutuhkan kompresor sesudah dilakukan OH mengalami

kenaikkan sebesar 1,23 kJ/kg. Pada titik pengukuran 1 diketahui nilai temperatur

masuk kompresor lebih tinggi anatara sebelum dan sesudah OH, seharusnya

secara liner dapat menurunkan kerja kompresor, tetapi pada kondisi ini justru

sebaliknya. Hal ini menunjukan adanya permasalah pada mekanikal kompresor.

Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan memperbaikai atau mengatur ulang

rapat-longgar dari sudu-sudu kompresor.

Untuk memperkecil kerja kompresor dapat dilakukan pemanasan awal

udara yang memasuki kompresor. Pada Studi yang telah dilakukan sebelumnya

pemanasan awal udara yang akan memasuki kompresor dapat meningkatkan

efisiensi termis sebesar 6%.

� Ruang Bakar

Sebagai Akibat dari naiknya temperature dari fluida kerja setelah

dikompresi memicu kenaikan konsumsi bahan bakar, tetapi kelebihan bahan bakar

yang dimasukan ke ruang bakar tidak mampu menaikan temperature tertinggi

(T3). Hal ini terjadi karena dalam pengoperasinya temperaut tertinggi dibatasi,

pembatasan ini dilakukan untuk menjaga material ruang bakar agar lebih tahan

lama. Akibatnya energi yang lebih dari kelebihan konsumsi bahan bakar

dikelurkan melaui fluida kerja tanpa sempat diubah menjadi kerja berguna.

Untuk menjaga agar proses pembakaran pada ruang bakar sesuai dengan

kondisi pengaturan awal dapat dilakukan degan menjaga properties bahan bakar

Page 99: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

78

yang meliputi massa jenis dan kekentalan dapat dijaga dengan melakukan

pemanasan awal terhadap bahan bakar yang akan diinjeksikan ke ruang bakar.

Semakin encer sebuah bakan bakar secara linier akan menyebabkan bahan bakaar

menjadi mudah untuk dicampurkan.

� Turbin

Secara Keseluruhan kerja turbin mengalami penurunan sebesar 3,49 kJ/kg

sesudah melakukan over houl. Hal ini karena temperatur yang keluar dari turbin

mengalami peningkatan sebagai akibat dari kelebihan konsumsi bahan bakar.

Page 100: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

74

BAB VII

SIMPULAN DAN SARAN

7.1 Simpulan

Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Penurunan performa pembangkit terjadi karena adanya peningkatan temperatur pada

fluida kerja keluar dari kompresor (T2) secara rerata sebesar 2,69 0C dan temperatur keluar

turbin (T4) secara rerata sebesar 3,66 0C. Hal ini menyebakan adanya penurunan kerja netto

sebesar 4,72 kJ/kg, penurunan kerja netto menyebabkan penurunan daya pembangkit

secara katual sebesar 678,75 kW secara aktual dan secara teoritis 703,72 kW.

2. Peningkatan konsumsi bahan bakar dipicu oleh adanya peningkatan temperatur setelah

proses kompresi. agar terjadi rasio udara-bahan bakar yang tepat di ruang bakar maka

penambahan laju aliran bahan bakar harus ditambahkan agar terjadi pembakaran yang

sempurna. Sebagai akibatnya terjadi peningkatan laju konsumsi bahan bakar sebesar

0,1388 kg/s atau setara dengan 0.165 liter/s.

3. Penyusan daya pembangkit dan peningkatan konsumsi bahan bakar menyebabkan adanya

potensi pemborosan perusahaan hingga Rp. 137.803.325/hari.

7.2. Saran

Untuk mendapatkan hasil yang lebih presisi sebaiknya pengambilan atau penggunaan

data dipilih dalam waktu yang lebih panjang, misalnya selama satu bulan atau satu tahun. Selain

itu asumsi-asumsi dalam perhitungan harus dihindari selama dengan cara empiris masih bisa

dicari.

79

Page 101: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, (2012), Laporan Tahunan PT Indonesia Power 2012 Arismunandar, W. (2002), Pengantar Turbin Gas dan Motor Propulsi, Penerbit ITB,

Bandung Astra,I Made dkk., (2010). Hasil Perhitungan Efisiensi Termal PLTGU dan Peluangnya

Sebagai Penyumbang Pemanasan Udara (Studi pada PLTGU Priok dengan Pola Operasi 2-2-1 Menggunakan Metode Newton-Raphson). Jurnal Meteorologi dan Geofisika Volume 11 Nomor 1 Tahun 2010 : pp. 58 – 65

Cahyanto, Yosef Agung : Termodinamika I diakses dari

http://termodinamika1.files.wordpress.com/2008/07/termo1bab1.pdf tanggal 10 September 2013

Dietzel, Fritz Prof. Dipl, Ing. Alih Bahasa Ir. Dakso Sriyono (1980), Seri Paket Buku

Pelajaran Teknik-Kamprath, Turbin, pompa dan Kompresor, Penerbit Eralangga, Jakarta

Kenneth Wark, (1983) Thermodynamics, 4th ed. pp. 785–86. McGraw-Hill, New York Reynolds, William C. dan Perkins, Henry C. Alih Bahasa DR. Ir. Filino Harahap, M.Sc

(1986), Termodinamika Teknik Edisi Ke Dua, Penerbit Erlangga, Jakarta Rumabutar, Elfraim Dunov. (2006), Kajian Penambahan Regenerator pada Sistem

Tyrbin Gas Terhadap Efisiensi Siklus (Studi Kasus : PT Indonesia Power UPB Bali), Skipsi, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana, Denpasar.

Santoso, Dyos dan Basri , Hasan. 2011. Analisis Eksergi Siklus Kombinasi Turbin Gas-

Uap Unit PLTGU Inderalaya. Prosiding Seminar Nasional AVoER ke-3. Palembang, 26-27 Oktober 2011

Sudjito, Ir. ,PhD. dkk, Diktat Termodinamika Dasar, Program Semi Que IV Fakultas

Teknik Jurusan Mesin Universitas Brawijaya diakases dari http://www.mesin.brawijaya.ac.id/diktat_ajar/data/02_c_bab1n2_termo1.pdf

www.indonesiapower.co.id diakses tanggal 12 September 2013 www.pln.go.id diakses tanggal 10 Agustus 2013

Page 102: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

PUBLIKASI

Saputro, Y.E, Wijaya K., 2011. Audit Energi Pembangkitan Pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas PT Indonesia Power UBP Bali. Proseding Koverensi Nasional Engineering Perhotelan II. Denpasar, 10 September 2011

Saputro, Y.E, Wijaya K., Widiarta. M., 2014. Kajian Unjuk Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Gas G4 PT Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Bali. Jurnal Logic, Politeknik Negeri Bali 2014.

Page 103: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

80

Lampiran 1

Tabel hasil pengamatan PLTG G4 12 Desember 2013

Jam Wita

Temperatur ( ⁰C ) Tekanan Psi ṁ BB

( Ipm )

Power Output ( MW ) T1 T2 T3 T4 P₁ = P₄ P₂ = P₃

00:00 27,17 431,72 1104,36 521,00 14,69 212,00 223,53 38,47 01:00 27,17 431,05 1104,41 521,17 14,69 211,83 223,53 38,47 02:00 27,17 431,22 1104,45 521,83 14,69 212,00 223,53 38,47 03:00 26,67 430,04 1104,82 521,67 14,69 211,67 223,53 38,47 04:00 26,5 430,21 1105,10 521,67 14,69 211,50 223,53 38,47 05:00 25,5 429,88 1105,56 521,17 14,69 211,17 223,53 38,47 06:00 25,67 429,71 1105,56 521,87 14,69 210,67 223,53 38,47 07:00 25,33 429,61 1105,11 522,00 14,69 210,17 223,53 38,47 08:00 26.00 429,21 1105,74 522,83 14,69 209,83 223,53 38,47 09:00 28,17 429,48 1105,90 522,83 14,69 209,33 223,53 38,47 10:00 28,17 429,91 1106,11 522,83 14,69 208,83 223,53 38,47 11:00 28,99 430,00 1106,18 523,00 14,69 208,33 223,53 38,47 12:00 29.00 430,55 1106,21 523,50 14,69 207,83 223,53 38,47 13:00 29,17 430,63 1106,45 523,50 14,69 207,80 223,53 38,47 14:00 29,50 429,97 1106,51 523,70 14,69 207,70 223,53 38,47 15:00 29,50 432,55 1106,51 523,50 14,69 208,50 223,53 38,47 16:00 29,33 433,23 1106,11 523,33 14,69 209,33 223,53 38,47 17:00 28,33 433,90 1105,87 523,50 14,69 210,83 223,53 38,47 18:00 28,33 434,56 1105,56 523,33 14,69 210,83 223,53 38,47 19:00 28,00 433,23 1105,41 523,33 14,69 210,50 223,53 38,47 20:00 27,83 432,39 1105,41 521,67 14,69 212,67 223,53 38,47 21:00 27,67 431,22 1104,77 520,83 14,69 211,17 223,53 38,47 22:00 27,17 431,05 1104,51 520,83 14,69 211,67 223,53 38,47 23:00 27,17 431,05 1104,41 520,83 14,69 212,67 223,53 38,47 Rata 27,65 431,10 1105,46 522,32 14,69 210,37 223,53 38,47

Page 104: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

81

Lampiran 2

Hasil pengamatan PLTG G4 sebelum over houl

Jam wita

Temperatur ( OC ) Tekanan (psi) m (BB)

Lpm

Power Output (MW) T1 T2 T3 T4

P1 = P4

P2 = P3

0 27,17 428,71 1104,25 519,96 14,69 212,00 213,69 38,66 1 27,17 428,04 1104,30 518,13 14,69 211,83 213,92 39,04 2 27,17 428,21 1104,34 517,79 14,69 212,00 213,70 39,08 3 26,67 427,05 1104,71 517,63 14,69 212,67 213,87 39,27 4 26,50 427,21 1104,99 517,63 14,69 212,50 213,89 39,27 5 25,50 426,89 1105,45 517,13 14,69 213,17 213,90 39,33 6 25,67 426,72 1105,45 517,13 14,69 213,67 213,76 39,38 7 25,33 425,55 1105,00 516,96 14,69 213,17 213,78 39,45 8 25,35 426,22 1105,63 517,79 14,69 212,83 213,69 39,42 9 25,33 425,89 1105,79 518,29 14,69 211,33 213,92 39,71

10 25,31 425,92 1106,00 518,29 14,69 212,33 213,70 39,74 11 25,28 426,01 1106,07 518,96 14,69 211,33 213,80 39,75 12 25,17 430,53 1106,10 519,46 14,69 210,33 213,83 39,03 13 25,09 431,70 1106,34 518,96 14,69 210,50 213,91 39,00 14 25,06 431,53 1106,40 520,13 14,69 209,83 213,77 38,90 15 25,09 431,53 1106,40 520,46 14,69 209,50 213,79 38,85 16 25,33 431,20 1106,00 520,29 14,69 209,33 213,89 38,83 17 26,11 430,87 1105,76 519,46 14,69 210,83 213,90 38,83 18 26,75 429,54 1105,45 519,29 14,69 210,83 213,74 39,00 19 27,81 428,21 1105,30 519,29 14,69 210,50 213,89 39,12 20 27,72 429,38 1105,30 518,63 14,69 212,67 213,82 39,03 21 27,67 428,21 1104,66 518,79 14,69 211,17 213,83 39,05 22 27,17 428,04 1104,40 518,79 14,69 211,67 213,70 38,96 23 27,17 428,54 1104,30 518,79 14,69 212,67 213,78 38,87

Rata 26,19 428,40 1105,35 518,67 14,69 211,61 213,81 39.15

Page 105: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

Lampiran 3.

Hasil Perhitungan entalphi (h), Kerja Fluida, Daya Pembangkit, SFC, BPP dan penyusutan Pembangkit Sesudah Over Houl

h1 h2 h3 h4 w K w T w nett q in

Bahan

BakarUdara

00.00 300.36 718.35 1,488.28 815.38 357.84 604.73 246.89 769.93 32.07 3.14 165.20 246.89

01.00 300.36 717.63 1,488.34 815.57 357.22 604.62 247.40 770.71 32.10 3.14 165.20 247.40

02.00 300.36 717.81 1,488.39 816.29 357.38 604.01 246.63 770.57 32.01 3.14 165.20 246.63

03.00 299.86 716.55 1,488.83 816.12 356.73 604.57 247.84 772.28 32.09 3.14 165.20 247.84

04.00 299.69 716.73 1,489.17 816.12 357.03 604.87 247.84 772.43 32.09 3.14 165.20 247.84

05.00 298.68 716.37 1,489.72 815.57 357.59 605.86 248.27 773.34 32.10 3.14 165.20 248.27

06.00 298.85 716.19 1,489.72 816.33 357.28 605.17 247.89 773.53 32.05 3.14 165.20 247.89

07.00 298.51 716.08 1,489.18 816.48 357.48 604.56 247.07 773.09 31.96 3.14 165.20 247.07

08.00 299.19 715.65 1,489.93 817.39 356.54 604.42 247.88 774.28 32.01 3.14 165.20 247.88

09.00 301.37 715.94 1,490.12 817.39 354.92 604.59 249.67 774.18 32.25 3.14 165.20 249.67

10'00 301.37 716.41 1,490.37 817.39 355.32 604.81 249.50 773.97 32.24 3.14 165.20 249.50

11.00 302.19 716.50 1,490.46 817.57 354.69 604.72 250.03 773.95 32.31 3.14 165.20 250.03

12.00 302.20 717.09 1,490.49 818.12 355.19 604.26 249.08 773.41 32.20 3.14 165.20 249.08

13.00 302.37 717.17 1,490.78 818.12 355.11 604.52 249.41 773.61 32.24 3.14 165.20 249.41

14.00 302.70 716.47 1,490.85 818.34 354.23 604.39 250.16 774.38 32.30 3.14 165.20 250.16

15.00 302.70 719.25 1,490.85 818.12 356.61 604.58 247.98 771.60 32.14 3.14 165.20 247.98

16.00 302.53 719.98 1,490.37 817.94 357.37 604.32 246.95 770.40 32.05 3.14 165.20 246.95

17.00 301.53 720.70 1,490.09 818.12 358.85 603.90 245.04 769.39 31.85 3.14 165.20 245.04

18.00 301.53 721.41 1,489.72 817.94 359.47 603.73 244.26 768.30 31.79 3.14 165.20 244.26

19.00 301.19 719.98 1,489.54 817.94 358.52 603.57 245.05 769.56 31.84 3.14 165.20 245.05

20.00 301.02 719.08 1,489.54 816.12 357.90 605.20 247.30 770.46 32.10 3.14 165.20 247.30

21.00 300.86 717.81 1,488.77 815.19 356.95 605.34 248.39 770.96 32.22 3.14 165.20 248.39

22.00 300.36 717.63 1,488.46 815.19 357.22 605.06 247.84 770.83 32.15 3.14 165.20 247.84

23.00 300.36 717.63 1,488.34 815.19 357.22 604.95 247.73 770.71 32.14 3.14 165.20 247.73

Rata 300.84 717.68 1,489.60 816.83 356.86 604.61 247.75 771.91 32.10 3.14 165.20 247.75

Entalphi (h) kJ/kgJam

WitaηTh (%)

Kerja Netto (w) kJ/kgLaju Aliran Massa

(kg/s) Wnett = wT –

wK (kJ/kg)

Page 106: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

Lampiran 3.

Hasil Perhitungan entalphi (h), Kerja Fluida, Daya Pembangkit, SFC, BPP dan penyusutan Pembangkit Sesudah Over Houl

Teoritis Aktual Teoritis Aktual Teoritis Aktual Teoritis Aktual

41,560.58 38,461.82 38,470.00 0.3481 0.3480 3,411.22 3,410.50 3,608.18 3,600.00

41,645.85 38,540.73 38,470.00 0.3474 0.3480 3,404.24 3,410.50 3,529.27 3,600.00

41,517.12 38,421.60 38,470.00 0.3484 0.3480 3,414.80 3,410.50 3,648.40 3,600.00

41,720.72 38,610.03 38,470.00 0.3467 0.3480 3,398.13 3,410.50 3,459.97 3,600.00

41,720.34 38,609.67 38,470.00 0.3468 0.3480 3,398.16 3,410.50 3,460.33 3,600.00

41,793.22 38,677.12 38,470.00 0.3461 0.3480 3,392.24 3,410.50 3,392.88 3,600.00

41,728.21 38,616.96 38,470.00 0.3467 0.3480 3,397.52 3,410.50 3,453.04 3,600.00

41,591.46 38,490.40 38,470.00 0.3478 0.3480 3,408.69 3,410.50 3,579.60 3,600.00

41,727.29 38,616.10 38,470.00 0.3467 0.3480 3,397.60 3,410.50 3,453.90 3,600.00

42,028.49 38,894.85 38,470.00 0.3442 0.3480 3,373.25 3,410.50 3,175.15 3,600.00

41,999.53 38,868.05 38,470.00 0.3444 0.3480 3,375.57 3,410.50 3,201.95 3,600.00

42,088.75 38,950.62 38,470.00 0.3437 0.3480 3,368.42 3,410.50 3,119.38 3,600.00

41,928.55 38,802.35 38,470.00 0.3450 0.3480 3,381.29 3,410.50 3,267.65 3,600.00

41,984.19 38,853.85 38,470.00 0.3446 0.3480 3,376.81 3,410.50 3,216.15 3,600.00

42,110.97 38,971.17 38,470.00 0.3435 0.3480 3,366.64 3,410.50 3,098.83 3,600.00

41,743.66 38,631.25 38,470.00 0.3466 0.3480 3,396.26 3,410.50 3,438.75 3,600.00

41,570.36 38,470.87 38,470.00 0.3480 0.3480 3,410.42 3,410.50 3,599.13 3,600.00

41,249.43 38,173.87 38,470.00 0.3507 0.3480 3,436.96 3,410.50 3,896.13 3,600.00

41,118.62 38,052.81 38,470.00 0.3518 0.3480 3,447.89 3,410.50 4,017.19 3,600.00

41,250.18 38,174.57 38,470.00 0.3507 0.3480 3,436.89 3,410.50 3,895.43 3,600.00

41,630.39 38,526.42 38,470.00 0.3475 0.3480 3,405.50 3,410.50 3,543.58 3,600.00

41,813.04 38,695.46 38,470.00 0.3460 0.3480 3,390.63 3,410.50 3,374.54 3,600.00

41,720.36 38,609.69 38,470.00 0.3468 0.3480 3,398.16 3,410.50 3,460.31 3,600.00

41,702.25 38,592.93 38,470.00 0.3469 0.3480 3,399.64 3,410.50 3,477.07 3,600.00

41,705.98 38,596.38 38,470.00 0.3469 0.3480 3,399.45 3,410.50 3,473.62 3,600.00

Nnett Turbin

(kW) MBB + Ud

x wnett

SFC BPP (Rp/kWh) Penyusutan (kW) WPembangkit (kW)

Page 107: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

Lampiran 4.

Hasil Perhitungan entalphi (h), Kerja Fluida, Daya Pembangkit, SFC, BPP dan penyusutan Pembangkit Sebelum Over Houl

h1 h2 h3 h4 w K w T w nett q in Bahan

BakarUdara

00.00 300.36 715.11 1,488.15 814.23 355.07 605.65 250.58 773.04 32.42 3.00 165.20 250.58

01.00 300.36 714.39 1,488.21 812.23 354.45 607.50 253.05 773.81 32.70 3.00 165.20 253.05

02.00 300.36 714.57 1,488.25 811.85 354.61 607.88 253.27 773.68 32.74 3.00 165.20 253.27

03.00 299.86 713.32 1,488.70 811.68 353.96 608.44 254.47 775.38 32.82 3.00 165.20 254.47

04.00 299.69 713.50 1,489.03 811.68 354.27 608.74 254.47 775.53 32.81 3.00 165.20 254.47

05.00 298.68 713.15 1,489.58 811.13 354.82 609.72 254.90 776.44 32.83 3.00 165.20 254.90

06.00 298.85 712.96 1,489.58 811.13 354.52 609.72 255.20 776.62 32.86 3.00 165.20 255.20

07.00 298.51 711.71 1,489.05 810.95 353.74 609.41 255.67 777.34 32.89 3.00 165.20 255.67

08.00 298.53 712.43 1,489.80 811.85 354.34 609.27 254.93 777.37 32.79 3.00 165.20 254.93

09.00 298.51 712.07 1,489.99 812.40 354.05 608.95 254.90 777.92 32.77 3.00 165.20 254.90

10'00 298.49 712.11 1,490.24 812.40 354.09 609.18 255.08 778.14 32.78 3.00 165.20 255.08

11.00 298.46 712.20 1,490.33 813.14 354.20 608.59 254.39 778.12 32.69 3.00 165.20 254.39

12.00 298.35 717.08 1,490.36 813.68 358.47 608.13 249.66 773.29 32.29 3.00 165.20 249.66

13.00 298.27 718.33 1,490.65 813.14 359.62 608.88 249.27 772.32 32.28 3.00 165.20 249.27

14.00 298.24 718.15 1,490.72 814.42 359.49 607.80 248.31 772.57 32.14 3.00 165.20 248.31

15.00 298.27 718.15 1,490.72 814.78 359.46 607.47 248.01 772.57 32.10 3.00 165.20 248.01

16.00 298.51 717.80 1,490.24 814.59 358.95 607.21 248.26 772.45 32.14 3.00 165.20 248.26

17.00 299.30 717.44 1,489.96 813.68 357.97 607.77 249.79 772.51 32.33 3.00 165.20 249.79

18.00 299.94 716.00 1,489.58 813.50 356.19 607.60 251.41 773.58 32.50 3.00 165.20 251.41

19.00 301.00 714.57 1,489.40 813.50 354.06 607.44 253.38 774.83 32.70 3.00 165.20 253.38

20.00 300.91 715.83 1,489.40 812.77 355.21 608.09 252.87 773.57 32.69 3.00 165.20 252.87

21.00 300.86 714.57 1,488.64 812.95 354.18 607.24 253.06 774.06 32.69 3.00 165.20 253.06

22.00 300.36 714.39 1,488.33 812.95 354.45 606.96 252.51 773.93 32.63 3.00 165.20 252.51

23.00 300.36 714.93 1,488.21 812.95 354.91 606.85 251.94 773.28 32.58 3.00 165.20 251.94

Rata 299.38 714.78 1,489.46 812.82 355.63 608.10 252.47 774.68 32.59 3.00 165.20 252.47

Kerja Netto (w) kJ/kg

ηTh (%)

Laju Aliran Massa

(kg/s) Wnett = wT –

wK (kJ/kg)

Entalphi (h) kJ/kgJam

Wita

Page 108: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

Lampiran 4.

Hasil Perhitungan entalphi (h), Kerja Fluida, Daya Pembangkit, SFC, BPP dan penyusutan Pembangkit Sebelum Over Houl

Teoritis Aktual Teoritis Aktual Teoritis Aktual Teoritis Aktual

42,147.39 39,004.88 38,660.00 0.3281 0.3311 3,215.66 3,244.34 3,065.12 3,410.00

42,563.55 39,390.01 39,040.00 0.3253 0.3282 3,187.64 3,216.22 2,679.99 3,030.00

42,599.97 39,423.71 39,080.00 0.3247 0.3275 3,181.64 3,209.63 2,646.29 2,990.00

42,802.68 39,611.31 39,270.00 0.3234 0.3262 3,169.09 3,196.64 2,458.69 2,800.00

42,802.55 39,611.19 39,270.00 0.3234 0.3262 3,169.40 3,196.94 2,458.81 2,800.00

42,874.87 39,678.12 39,330.00 0.3229 0.3257 3,164.20 3,192.21 2,391.88 2,740.00

42,925.26 39,724.75 39,380.00 0.3223 0.3251 3,158.42 3,186.07 2,345.25 2,690.00

43,003.69 39,797.34 39,450.00 0.3217 0.3246 3,152.95 3,180.71 2,272.66 2,620.00

42,879.42 39,682.33 39,420.00 0.3225 0.3247 3,160.76 3,181.79 2,387.67 2,650.00

42,874.62 39,677.89 39,710.00 0.3229 0.3226 3,164.51 3,161.96 2,392.11 2,360.00

42,904.32 39,705.37 39,740.00 0.3224 0.3221 3,159.07 3,156.32 2,364.63 2,330.00

42,788.26 39,597.97 39,750.00 0.3234 0.3221 3,169.12 3,157.00 2,472.03 2,320.00

41,993.20 38,862.19 39,030.00 0.3295 0.3281 3,229.58 3,215.69 3,207.81 3,040.00

41,927.15 38,801.06 39,000.00 0.3302 0.3285 3,235.88 3,219.37 3,268.94 3,070.00

41,765.93 38,651.86 38,900.00 0.3312 0.3291 3,246.24 3,225.53 3,418.14 3,170.00

41,715.76 38,605.43 38,850.00 0.3317 0.3296 3,250.45 3,229.99 3,464.57 3,220.00

41,757.57 38,644.13 38,830.00 0.3315 0.3299 3,248.71 3,233.16 3,425.87 3,240.00

42,015.36 38,882.70 38,830.00 0.3295 0.3299 3,228.93 3,233.31 3,187.30 3,240.00

42,286.62 39,133.73 39,000.00 0.3271 0.3282 3,205.82 3,216.81 2,936.27 3,070.00

42,618.45 39,440.82 39,120.00 0.3248 0.3275 3,183.09 3,209.19 2,629.18 2,950.00

42,533.51 39,362.22 39,030.00 0.3253 0.3281 3,188.40 3,215.54 2,707.78 3,040.00

42,564.94 39,391.30 39,050.00 0.3251 0.3280 3,186.20 3,214.04 2,678.70 3,020.00

42,471.70 39,305.01 38,960.00 0.3256 0.3285 3,191.25 3,219.51 2,764.99 3,110.00

42,376.57 39,216.98 38,870.00 0.3265 0.3294 3,199.61 3,228.17 2,853.02 3,200.00

42,466.39 39,300.10 39,148.75 0.3259 0.3271 3,193.61 3,205.84 2,769.90 2,921.25

Nnett Turbin

(kW) MBB + Ud

x wnett

WPembangkit (kW) SFC BPP (Rp/kWh) Penyusutan (kW)

Page 109: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...
Page 110: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...
Page 111: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

TABLE A–17

Ideal-gas properties of air

T h u s° T h u s°

K kJ/kg Pr kJ/kg vr kJ/kg · K K kJ/kg Pr kJ/kg vr kJ/kg · K

200 199.97 0.3363 142.56 1707.0 1.29559 580 586.04 14.38 419.55 115.7 2.37348

210 209.97 0.3987 149.69 1512.0 1.34444 590 596.52 15.31 427.15 110.6 2.39140

220 219.97 0.4690 156.82 1346.0 1.39105 600 607.02 16.28 434.78 105.8 2.40902

230 230.02 0.5477 164.00 1205.0 1.43557 610 617.53 17.30 442.42 101.2 2.42644

240 240.02 0.6355 171.13 1084.0 1.47824 620 628.07 18.36 450.09 96.92 2.44356

250 250.05 0.7329 178.28 979.0 1.51917 630 638.63 19.84 457.78 92.84 2.46048

260 260.09 0.8405 185.45 887.8 1.55848 640 649.22 20.64 465.50 88.99 2.47716

270 270.11 0.9590 192.60 808.0 1.59634 650 659.84 21.86 473.25 85.34 2.49364

280 280.13 1.0889 199.75 738.0 1.63279 660 670.47 23.13 481.01 81.89 2.50985

285 285.14 1.1584 203.33 706.1 1.65055 670 681.14 24.46 488.81 78.61 2.52589

290 290.16 1.2311 206.91 676.1 1.66802 680 691.82 25.85 496.62 75.50 2.54175

295 295.17 1.3068 210.49 647.9 1.68515 690 702.52 27.29 504.45 72.56 2.55731

298 298.18 1.3543 212.64 631.9 1.69528 700 713.27 28.80 512.33 69.76 2.57277

300 300.19 1.3860 214.07 621.2 1.70203 710 724.04 30.38 520.23 67.07 2.58810

305 305.22 1.4686 217.67 596.0 1.71865 720 734.82 32.02 528.14 64.53 2.60319

310 310.24 1.5546 221.25 572.3 1.73498 730 745.62 33.72 536.07 62.13 2.61803

315 315.27 1.6442 224.85 549.8 1.75106 740 756.44 35.50 544.02 59.82 2.63280

320 320.29 1.7375 228.42 528.6 1.76690 750 767.29 37.35 551.99 57.63 2.64737

325 325.31 1.8345 232.02 508.4 1.78249 760 778.18 39.27 560.01 55.54 2.66176

330 330.34 1.9352 235.61 489.4 1.79783 780 800.03 43.35 576.12 51.64 2.69013

340 340.42 2.149 242.82 454.1 1.82790 800 821.95 47.75 592.30 48.08 2.71787

350 350.49 2.379 250.02 422.2 1.85708 820 843.98 52.59 608.59 44.84 2.74504

360 360.58 2.626 257.24 393.4 1.88543 840 866.08 57.60 624.95 41.85 2.77170

370 370.67 2.892 264.46 367.2 1.91313 860 888.27 63.09 641.40 39.12 2.79783

380 380.77 3.176 271.69 343.4 1.94001 880 910.56 68.98 657.95 36.61 2.82344

390 390.88 3.481 278.93 321.5 1.96633 900 932.93 75.29 674.58 34.31 2.84856

400 400.98 3.806 286.16 301.6 1.99194 920 955.38 82.05 691.28 32.18 2.87324

410 411.12 4.153 293.43 283.3 2.01699 940 977.92 89.28 708.08 30.22 2.89748

420 421.26 4.522 300.69 266.6 2.04142 960 1000.55 97.00 725.02 28.40 2.92128

430 431.43 4.915 307.99 251.1 2.06533 980 1023.25 105.2 741.98 26.73 2.94468

440 441.61 5.332 315.30 236.8 2.08870 1000 1046.04 114.0 758.94 25.17 2.96770

450 451.80 5.775 322.62 223.6 2.11161 1020 1068.89 123.4 776.10 23.72 2.99034

460 462.02 6.245 329.97 211.4 2.13407 1040 1091.85 133.3 793.36 23.29 3.01260

470 472.24 6.742 337.32 200.1 2.15604 1060 1114.86 143.9 810.62 21.14 3.03449

480 482.49 7.268 344.70 189.5 2.17760 1080 1137.89 155.2 827.88 19.98 3.05608

490 492.74 7.824 352.08 179.7 2.19876 1100 1161.07 167.1 845.33 18.896 3.07732

500 503.02 8.411 359.49 170.6 2.21952 1120 1184.28 179.7 862.79 17.886 3.09825

510 513.32 9.031 366.92 162.1 2.23993 1140 1207.57 193.1 880.35 16.946 3.11883

520 523.63 9.684 374.36 154.1 2.25997 1160 1230.92 207.2 897.91 16.064 3.13916

530 533.98 10.37 381.84 146.7 2.27967 1180 1254.34 222.2 915.57 15.241 3.15916

540 544.35 11.10 389.34 139.7 2.29906 1200 1277.79 238.0 933.33 14.470 3.17888

550 555.74 11.86 396.86 133.1 2.31809 1220 1301.31 254.7 951.09 13.747 3.19834

560 565.17 12.66 404.42 127.0 2.33685 1240 1324.93 272.3 968.95 13.069 3.21751

570 575.59 13.50 411.97 121.2 2.35531

936 | Thermodynamics

cen84959_ch18-ap01.qxd 8/11/06 1:21 PM Page 936

Page 112: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

TABLE A–17

Ideal-gas properties of air (Concluded)

T h u s° T h u s°

K kJ/kg Pr kJ/kg vr kJ/kg · K K kJ/kg Pr kJ/kg vr kJ/kg · K

1260 1348.55 290.8 986.90 12.435 3.23638 1600 1757.57 791.2 1298.30 5.804 3.52364

1280 1372.24 310.4 1004.76 11.835 3.25510 1620 1782.00 834.1 1316.96 5.574 3.53879

1300 1395.97 330.9 1022.82 11.275 3.27345 1640 1806.46 878.9 1335.72 5.355 3.55381

1320 1419.76 352.5 1040.88 10.747 3.29160 1660 1830.96 925.6 1354.48 5.147 3.56867

1340 1443.60 375.3 1058.94 10.247 3.30959 1680 1855.50 974.2 1373.24 4.949 3.58335

1360 1467.49 399.1 1077.10 9.780 3.32724 1700 1880.1 1025 1392.7 4.761 3.5979

1380 1491.44 424.2 1095.26 9.337 3.34474 1750 1941.6 1161 1439.8 4.328 3.6336

1400 1515.42 450.5 1113.52 8.919 3.36200 1800 2003.3 1310 1487.2 3.994 3.6684

1420 1539.44 478.0 1131.77 8.526 3.37901 1850 2065.3 1475 1534.9 3.601 3.7023

1440 1563.51 506.9 1150.13 8.153 3.39586 1900 2127.4 1655 1582.6 3.295 3.7354

1460 1587.63 537.1 1168.49 7.801 3.41247 1950 2189.7 1852 1630.6 3.022 3.7677

1480 1611.79 568.8 1186.95 7.468 3.42892 2000 2252.1 2068 1678.7 2.776 3.7994

1500 1635.97 601.9 1205.41 7.152 3.44516 2050 2314.6 2303 1726.8 2.555 3.8303

1520 1660.23 636.5 1223.87 6.854 3.46120 2100 2377.7 2559 1775.3 2.356 3.8605

1540 1684.51 672.8 1242.43 6.569 3.47712 2150 2440.3 2837 1823.8 2.175 3.8901

1560 1708.82 710.5 1260.99 6.301 3.49276 2200 2503.2 3138 1872.4 2.012 3.9191

1580 1733.17 750.0 1279.65 6.046 3.50829 2250 2566.4 3464 1921.3 1.864 3.9474

Note: The properties Pr (relative pressure) and vr (relative specific volume) are dimensionless quantities used in the analysis of isentropic processes, andshould not be confused with the properties pressure and specific volume.

Source: Kenneth Wark, Thermodynamics, 4th ed. (New York: McGraw-Hill, 1983), pp. 785–86, table A–5. Originally published in J. H. Keenan and J. Kaye, Gas Tables (New York: John Wiley & Sons, 1948).

Appendix 1 | 937

cen84959_ch18-ap01.qxd 8/11/06 1:21 PM Page 937

Page 113: performance study of gas power plant g4 pt indonesia power ...

BIOGRAFI PENULIS

Yon Eko Saputro, Lahir di Cilacap pada tanggal 20 Agustus 1983 merupakan anak ke tiga dari pasangaan petani padi yaitu Bapak Suyanto dan Ibu Rilem. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar dan menengah di Kabupaten Cilacap dan Banyumas Jawa Tengah. Walaupun berasal dari keluarga sederhana penulis memilih memaksakan untuk tetap melanjutkan pendidikan tinggi. Jurusan yang dipilih adalah S1 Teknik Mesin Universitas Udayana dengan mengambil konsentrasi Konversi Energi, jauh berbeda dengan jurusan Budidaya Ternak yang diambil pada saat menyelesaikan sekolah di SMK N 1 Kalibagor Banyumas. Ketertarikan akan konversi energi membawa penulis pada S2 Teknik

Mesin dengan konsentrsai yang sama. Tesis sebagai laporan akhir studi S2 dapat diselesaikan pada tahun 2014 sekaligus sebagai penutup dari Studi di S2 Teknik Mesin Universitas Udayana.

Mata Kuliah, penelitian dan hal-hal lain yang didapatkan saat menempuh pendidikan baik S1 maupun S2 sangat bermanfaat bagi keseharian penulis sebagai kontraktor dan konsultan pada proyek-proyek MEP Comersial Building yang ada di Bali. Hitungan dinamika fluida dan kekekalan energi menjadi modal dasar yang biasa penulis gunakan untuk menyakikinkan owener proyek dan menyelesaikan permasalahan-permasalah yang muncul di lapangan.

Selain kuliah dan bekerja penulis juga aktif dalam organisasi-organisasi kemahasiswaan dan Ormas. Penulis tercatat pernah menjadi Ketua Umum Dewan Pimpinan Daerah Ikatan Mahasiswa Muhammadiyah Provinsi Bali periode 2010-2012 dan beberapa organisasi mahasiswa lainya. Dalam perjalananya penulis juga aktif dalam kegitan-kegitan pemberdayaan masyarakat seperti pendikan, pelatihan tanggap flu burung dan pernah menjadi bagian dari tim penyusun Rencana Tanggap Bencana Provinsi Bali pada tahun 2011.