BAB IPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

1. Proses Pembangkit Tenaga

Pembangkitan tenaga listrik sebagaian besar dilakukan dengan cara memutar generator sinkron sehingga didapat tanaga liatrik dengan tegangan bolak balik (AC) tiga fasa dimana energi mekanik yang diperlukan untuk memutar generator didapat dari mesin penggerak generator/penggerak mula (prime mover). Mesin-mesin penggerak ini mendapat energi dari:

a. Proses pembakaran bahan bakar (mesin-mesin termal)

b. Air terjun (turbin air)

Pusat listrik (Power plant) adalah tempat di mana proses proses pembangkitan tenaga listrik dilakukan yang bisanya terdiri dari:

a. Instalasi Energi Primer, yaitu instalasi bahan bakar atau instalasi tenaga air.

b. Instalasi Mesin Penggerak Generator, yaitu instalasi yang berfungsi sebagai pengubah energi primer menjadi energi mekanik penggerak generator.

c. Instalasi Pendingin , yaitu instalasi yang berfungsi mendinginkan instalasi mesin penggerak yang menggunakan bahan bakar.

d. Instalasi Listrik, yaitu instalasi yang garis besarnya terdiri dari:

i) Instalasi tegangan tinggi , yaitu instalasi yang menyalurkan energi listrik yang dibangkitkan generator.

ii) Instalasi tegangan rendah , yaitu instalasi alat-alat bantu dan instalasi penerangan.

iii) Instalasi arus searah, yaitu instalasi yang terdiri dari baterai beserta pengisinya dan jaringan arus searah yang terutama digunakan untuk proteksi, kontrol dan telekomunikasi.

2. Jenis-jenis Pusat ListrikJenis Pusat Listrik adalah sebagai berikut :

a) Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA), pusat listrik ini menggunakan tenaga air sebagai sumber energi primer.

b) Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD), pusat listrik ini menggunakan mesin diesel dengan bahan bakar minyak atau gas sebagai bahan bakar.

c) Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), pusat listrik ini menggunakan bahan bakar batu bara, minyak dan gas sebagai sumber energi primer.

d) Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTG), pusat listrik ini menggunakan minyak dan gas sebagai sumber energy primer.

e) Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU), pusat listrik ini menggunakan kombinasi PLTG dan PLTU. Gas buang adri PLTG dimanfaatkan untuk menghasilkan uap dalam ketel upa penghasil uap untuk menggerakan turbin uap.

f) Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP), pusat listrik ini merupakan PLTU yang tidak mempunyai ketel uap karena uap penggerak turbin upanya diambil dari dalam bumi.

g) Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTN), merupakan PLTU yang menggunakan bahan bakar nuklir sebagai bahan bakar energi primernya. 3. Masalah Utama dalam Pembangkitan Tenaga ListrikPenyediaan energi primer untuk pusat listrik termal adalah bahan bakar. Energi primer untuk PLTA adalah air biasanya dari sungai dan hujan, sedangkan penyimpannya di waduk. Untuk PLTA konservasi hutan pada daerah aliran sungai sangat penting agar hutan berfungsi sebagai penyimpan air. Masalah penyedian air pendingin dialami pada pusat listrik termal seperti PLTU dan PLTD. PLTG tidak memerlukan air pendingin yang banyak. PLTD dan PLTU dengan daya terpasang di atas 25 MW banyak dibangun di daerah pantai karena membutuhkan air pendingin dalam jumlah besar sedangkan pembangkit di bawah 5 MW pendinginannya dapat menggunakan udara.

Beberapa masalah lainnya adalah masalah limbah yang menganding gas SO2, CO2, dan NOx pada PLTU, kebisingan seperti pada PLTD, operasi yang harus berjalan selama 24 jam penuh, pemeliharaan yang mengutamakan efisiensi maupun keandalan pembangkit, serta gangguan dan kerusakan seperti hubung singkat.BAB II

PEMBANGKITAN LISTRIK TENAGA DIESEL

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel adalah pusat pembangkitan listrik dimana penggerak primernya adalah mesin diesel yang di kople dengan generator sinkron 3 fasa. Keuntungan-keuntungan dari penggunaan Pusat Listrik Tenaga Diesel sebagai berikut:1. Desain dan instalasi sederhana.

2. Limited cooling water requirement.

3. Standby losses lebih kecil dinanding dengan pusat pembangkit lain..

4. Biaya bahan bakar rendah.

5. Statting lebih cepat.

6. Membutuhkan penyimpanan bahan bakar yang lebih kecil.

7. Layout of power plant sederhana.

8. Tidak ada masalah dengan penanganan abu.

9. Memerlukan pengawasan yang rendah.

11. Dapat merespons variasi beban tanpa banyak kesulitan.

Kerugian-kerugian dari penggunaan Pusat Listrik Tenaga Diesel adalah: biaya Oparasi dan Pemeliharaan tinggi, umur pakai diesel power plant lebih pendek akibat masalah maintenance, masalah kebisingan.

Gambar 1. Contoh skematik sebuah PLTD (Sumber: Raja (2006)Bagian utama mesin diesel adalah Silinder, Kepala silinder (Cylinder head), Torak (piston), Batang engkol ( connecting rod ), Poros engkol (crankshaft), Roda gila (flywheel), Poros nok (camshaft), Katup ( valve), Injektor, Karter (crankcase).

BBM untuk mesin diesel yang tersedia di Indonesia yang diesdiakan oleh PERTAMINA, yaitu:

Kualitas No. 1 : High Speed Diesel Oil, biasa disingkat HSD

Kualitas No. 2 : Intermediate Diesel Oil, biasa disingkat IDO

Kualitas No. 3 : Marine Fuel Oil, biasa disingkat MFO.

Sifat-sifat Bahan Bakar yang Mempengaruhi Prestasi dan Keandalan Mesin Diesel:i. Sifat penguapan rendah akan menurunkan keluaran daya maksimum, menaikkan penggunaan bahan bakar, memberikan buangan berasap dan lebih menyulitkan penstateran mesin dingin.ii. Residu karbon tinggi menghsilkan endapan karbon dan zat karet pada kotak dan lapisan silinder dan dapat dapat mengakibatkan kemacetan ciccin torak dan tangkai katup.iii. Viskosits tinggi dapat menyebabkan buangan yang berasap; viskositas rendah akan memberikan keausan berlebihan pada plunyer dan tong dari pompa injeksi dan mengakibatkan kebocoran pompa dan pencemaran minyak karter dengan minyak bahan bakar.iv. Kandungan belerang berlebihan, abu dan endapan mengakibatkan keausan torak, cincin torak, lapisan silinder dan peralatan injeksi bahan bakar.v. Titik tuang tinggi dapat mengganggu penstateran mesin dingin.vi. Sifat korosif dan Keasaman akan mengakibatkan keausan cepat dari berbagi bagian mesin.vii. Bilangan setana rendah, dalam mesin kecepatan tinggi, mengakibatkan sulit start pada mesin dingin dan operasi kasar serta bising.BAB IIISISTEM PELUMASAN PLTDPelumasan (lubrication) adalah pemberian minyak lumas antara dua permukaan bantalan, yaitu permukaan yang bersinggungan, dengan tekanan, dan saling bergerak satu terhadap yang lain. Tujuan pelumasan adalah mengurangi keausan permukaan bantalan dengan menurunkan gesekan diantaranya, mendinginkan permukaan bantalan dengan membawa pergi panas yang dibangkitkan oleh gesekan, membersihkan permukaan dengan mencuci bersih butiran logam yang dihasilkan dari keausan, membantu dalam menyekat ruangan yang berdampingan dengan permukaan bantalan, misalnya silinder mesin deegan toraknya atau ruang karter dengan poros engkol yagn berputar.

Gambar 2. Sistem Pelumasan Pada Mesin Diesel

Sistem pelumasan pada mesin Diesel terdiri dari (1) oil pan atau sump, (2) suction bell, (3) oil pump, (4) pressure relief valve, (5) oil filter with a bypass valve, (6) engine oil cooler with a bypass valve, (7) main oil gallaery, () piston cooling jets, (9) crankcase breather, connecting line and pipa dan minyak pelumas itu sendiri.

Sistem Pelumasan Mesin (Engine lubricating oil system)

Pompa menyalurkan minyak pelumas ke mesin melalui filter utama minyak pelumas (type otomatis) dan filter indikator. Tangki gravitasi minyak pelumas dipasang dan menyediakan minyak pelumas yang memadai dengan tekanan gaya gravitasi untuk mencegah terjadinya kerusakan pada mesin bila terjadi kehilangan tekanan pada saat listrik padam (black-out). Minyak pelumas dicegah mengalir kembali ke drain tank oleh suatu katup satu arah.

Setelah pompa minyak pelumas dijalankan maka tangki gravitasi akan terisi dengan cepat melalui dua buah katup . Katup pertama tertutup manakala tangki penuh dan katup kedua mengambil alih. Katup ini harus diatur sedemikian rupa sehingga minyak pelumas yang mengalir kecil (sekitar 1 m3/jam) melalui saluran balik kembali ke drain tank, yang dapat dilihat dengan sightglass. Aliran ini membuat tangki tetap hangat (viskositas). Ketika drain tank penuh, tombol level akan mereset mesin start interlock.

Untuk setiap mesin sentrifuge minyak pelumas bersama perlengkapannya telah dipasang pada modul. Prinsip operasi prinsip, by pass, yang berarti bahwa separator disuplai dari drain tank dan kemudian kembali lagi ke drain tank.

Cylinder lub. Oil tank, disediakan untuk mensuplai minyak pelumas ke CVS lub.oil system untuk melumasi tabung silinder, mekanisme katup dan sebagai oli sealing pompa bahan bakar. Tangki ini dilengkapi dengan suatu indikator level.

Untuk mencegah masuknya udara ke sistem minyak pelumas CVS, penting agar tangki ini berisi minyak yang cukup, Level di dalam cylinder lub. Oil tank dijaga antara 50% dan 70% dengan katup kontrol aliran, yang dikendalikan oleh pengontrol level , yang juga mengendalikan start dan stop pompa transfer Lub.oil

Level pada drain tank diupayakan berada pada 70% dan 72% menggunakan katup kontrol aliran, dikontrol oleh kontroler level, yang juga mengontrol start and stop pompa transfer.

Temperatur inlet minyak pelumas dikontrol oleh katup termostatik. Katup kontrol ini adalah type pencampur. Pada saat temperatur minyak pelumas rendah maka semua aliran minyak pelumas diarahkan melalui by pass. Ketika temperatur mencapai nilai sekitar 45oC, katup kontrol mulai terbuka, minyak pelumas mengalir melalui radiator. Katup kontrol dilengkapi fasilitas by-pass manual untuk keadaan darurat (tri Adiyasa, 2003).

BAB IVSISTEM PENDINGINAN MESIN

Metoda pendinginan dapat dibagi menjadi dua kelompok utama yaitu pendinginan langsung (direct cooling system) atau pendinginan udara, dan pendinginan tidak langsung (indirect cooling system) atau pendinginan cairan (liquid cooling system).

Pendinginan cairan (Liquid cooling system) terbagi atas beberapa jenis yaitu, Open cooling system, Natural circulation (Thermo-system), Forced circulation system, Evaporation cooling system.Pada Open cooling system cocok jika tersedia air yang banyak, maka air dilewatkan pada mesin kemudian air panas yang keluar mesin dibuang ke tempat lain. Sedangkan natural circulation menggunakan system tertutup sehingga air bersirkulasi secara alamiah sebab perbedaan density air pada suhu yang berbeda.

Sistem Pendinginan mesin

Jacket cooling water system

Jaket sistem terdiri mantel silinder dan kepala silinder, dua pompa sirkulasi (salah satunya stand-by), sebuah radiator jaket c.w. dengan katup by pass termostatik (elemen lilin), sebuah de-aerator dan satu tangki ekspansi. Injector cooling water system

Sistem pendinginan injektor pada mesin SWD terdiri dari sebuah tangki penampungan (injector c.w. observ. exp. tank), sebuah pompa injektor c.w, heater injektor c.w., heatexchanger injektor c.w., dan de-aerator injektor c.w. Change air cooling water system

Sistem pendingin udara masukan pada mesin SWD terdiri atas sebuah tangki ekspansi, radiator, pompa sirkulasi, dan change air cooler(intercooler)BAB VSISTEM PEMASUKAN UDARA DAN PENGELUARAN GAS BUANG

Sistem pemasukan udara adalah gabungan keseluruhan dari alat yang bertugas untuk menyediakan udara kepada silinder mesin disel disebut sistem pemasukan udara ( air intake system ). Sistem pemasukan udara mesin diesel berfungsi membersihkan udara pemasukan, meredam kebisingan pemasukan, penghembusan untuk pengisian lanjut atau pembilasan, pendingin udara untuk udara pengisian lanjut, pemipaan yang menyambungkan saringan udara, penghembus, dan pendingin udara dengan tangki penekan pemasuklan udara, tangki penekan pemasukan udara.

Pembersih Udara.

Debu, pasir dan benda asing lain yang dibawa bersama udara kedalam silinder mesin disel selam periode hisap adalah merupakan salah satu penyebab utama dari katup kotor dan keausan cincin torak dan lapisan silinder.

Persyaratan yang harus di penuhi oleh saringan udara adalah sebagai berikut : Tahanan yang kecil pada lintasan udara agar tidak menurunkan efisien volumetric dari mesin. Efisiensi tinggi yaitu, kapasitas menahan debu, dengan disain yang menjamin bahwa pertikel dari bahan saringan tidak dapat lepas dan terhisap kedalam mesin. Pembersihannya mudah Kemampuan untuk beroperasi tanpa pengawasan terus-menerus atau selang waktu pembersihan yang terklalu asing. Kecil dan ringkas Biaya awal tidak terlalu mahal Kalau perlu, biaya operasi tidak mahal.

Saringan udara komersial dapat dibagi menjadi tiga kelas : kering, tabrakan, dan basah. Saringan kering tergantung untuk hasil pembersihannya pada penyaringan sebenarnya yang menembus suatu bahan ayakan felt eol, wol baja, atau kain. Saringan bak minyak ( oil barh filter ) juga digunakan secara luas, terutama untuk mesin kecepatan tinggi. Saringan udara harus diservis tiap hari dengan melepaskan mangkok minyak, membuang minyak, mengeruk debu endapan, mengisi kembali mangkok dengan minyak baru yang tingkatannya sama seperti yang digunakan dalam system pelumasan mesin, memasang kembali mangkok minyak, dan mengikatnya dengan kuat. Minyak harus diisi sampai ketinggian yang ditunjukkan oleh suatu tanda.

Peredam Pemasukan.

Udara menyerbu masuk melalui katup pemasukan dengan kecepatan tinggi sehingga menimbulkan kebisingan mendesis yang tidak disukai, yang pada mesin besar dapat didengar sampai jarak jauh.

Kepala dan Pipa Pemasukan

Agar tidak mengurangi efisiensi volumetric, maka kepala dan pipa pemasukan harus memberikan tahanan sekecil mungkin terhadap aliran udara. Dengan penururnan tekanan yang diizinkan 1 in atau sekitar 0.04 psi, maka kecepatan udara tidak boleh melebihi 3.000 ft tiap menit. Kalau pada mesin yang membangkitkan daya relative besar dan dilengkapi dengan saringan udara yang diletakkan di luar bangunan gedung, maka pipa yang menyambungkan saringan ke mesin manjadi sangat besar. Pipa ini harus dibuat dari baja lembaran yang cukup berat agar tidak penyok oleh perbedaan tekanan luar dan dalam. Perlu diingat bahwa pipa bulat yang dilas lebih kuat dari pada saluran berdinding datar dengan penampang melintang bujur sangkar dar bahan dan tebal lembaran yang sama.

Pengisian Lanjut

Pengisian lanjut tujuannya untuk meningkatkan keluaran daya dari mesin ; oleh sebab itu juga disebut penggalakan tujuannya adalah, untuk mengatasi pengaruh ketinggian letak, menurunkan berat mesin tiap daya kuda yang dibangkitkan, mengurangi besarnya mesin agar pas ke dalam ruangan yang sempit, dan meningkatkan daya mesin yang ada kalau terjadi permintaan daya lebih besar, misalnya dalam stasiun pemompaan saluran pipa.

Gambar 3. Komponen Sistem Pemasukan Udara dan Pengeluran Gas Buang

Gambar diatas memperlihatkan Sistem Udara masuk dan gas buang yang umum terdiri dari: (1) precleaner, (2) air filter, (3) turbocharger, (4) intake manifold, (5) aftercooler, (6) exhaust manifold, (7) exhaust stack, (8) muffler dan connecting pipes

Sistem Buang.

Gabungan dari alat yang dilalui gas buang untuk meninggalkan mesin disel disebut system buang. Kegunaan utama dari system buang adalah untuk membawa gas buang dari silinder mesin keatmosfir dan untuk melakukan hal tersebut dengan tahanan aliran yang minimum. Fungsinya adalah, meredam kebisingan yang dibuang oleh gas buang yang keluar, melindungi lingkungannya terhadap gas buang dan asap yang kadang-kadang timbul, memadamkan cetus api yang kadang-kadang timbul dan mengeluarkannya dari gas buang, memberikan energi kepada turbin gas buang yang menggerakkan pengisi lanjut, memberikan panas untuk kepantingan pemanasan, membangkitkan uap, atau menyuling air.

Sistem buang biasanya terdiri atas bagian sebagai berikut yang diberikan menurut urutannya :

Katup dan lubang buang dalam kepala silinder.

Pipa cabang buang.

Pipa buang.