SISTEM KERJA HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR

(HRSG) TERHADAP PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS DAN

UAP ( PLTGU)

Sandy Suryady1), Teguh Susanto2)

Email : sandy22@staff.gunadarma.ac.id1), teguh09081997@student.gunadarma.ac.id2)

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri

Universitas Gunadarma

Jl. Margonda Raya 100, Depok Jawa Barat Indonesia 16424

ABSTRAK

Heat Recovery Steam Generator (HRSG) merupakan peroses pemanfaatan panas yang

Keluar dari gas buang turbin gas pada peroses PLTG yang masih memiliki temperature tinggi

untuk memanaskan air dan menghasilkan uap yang digunakan untuk memutar steam turbin .

Proses kerja HRSG pada dasar nya sama seperti Boiler yaitu suatu peralatan yang di gunsakan

untuk mengubah air menjadi uap dengan bantuan panas . pada HRSG Sumber panas utama ialah dari gas buang turbin gas / pltg yang masih memiliki temperatur sangat tinggi sekitar 500

oC yang di alirkan ke dalam HRSG Untuk memanaskan pipa- pipa yang ada sistem kerja .

HRSG umumnya mempunyai 2 (dua) drum uap, yaitu 1 (satu) untuk tekanan rendah (low pressure atau LP) dan 1 (satu) lagi untuk tekanan tinggi (high pressure atau HP). HRSG yang

dirancang menghasilkan uap yang terdiri dari 2 (dua) tekanan yaitu tekanan tinggi (high

pressure atau HP) dan tekanan rendah (low pressure atau LP). Adapun komponen utama

HRSG adalah pemanas awal kondensat (condensate preheater atau CPH), LP evaporator, LP Drum, LP superheater, HP ekonomiser, HP evaporator, HP drum dan HP superheater.

Sengingga mengasil kan uap steam yang bertekanan yang berfungsi untuk meutar Steam Turbin

Generator untuk dapat menhasilkan Listrik.

Kata Kunci : Bracket footstep, Shearing, Blanking, Bending, Forming, Pierching,

Welding, Marking, Painting.

PENDAHULUAN

Kebutuhan suatu energi di suatu negara khususnya energi listrik selalu meningkat

seiring dengan meningkatnya kebutuhan ekonomi dan pembangunan suatu negara .

dalam halnya yang ada di indonesia energi listrik sangat berkembang dikarnakan negara

kits termasuk negara berkembang dalam bidang ekonomi dan pertumbuhan penduduk

yang besar , merupakan negara dengan komsumsi energi yang semakin meningkat . dari

sumber energi yang ada di Indonesia di bidang industry dan produksi tenaga listrik di

Indonesia masih banyak menggunakan energi fosil yaitu minyak bumi dan gas . minyak

bumi dan gas merupakan energi yang tidak dapat diperbarui yang kesediaanya semakin

lama akan semakin berkurang dikarnakan penggunaan nya secara terus-menerus .Oleh

karena itu, pemanfaatan energi harus seefisien mungkin agar menghasilkan manfaat

ekonomi dan dapat diterima sebaik-baiknya bagi masyarakat dan lingkungan..

Bentuk efisisnsi yang dapat di pakai dalam bidang energi tenaga listrik adalah

penggunaan system Heat Recovery Steam Generator ( HRSG ) yang ada pada

pembangkit listrik tenaga gas dan uap (PLTGU ) . PLTGU adalah gabungan antara

pembankit listrik tenaga gas (PLTG) dengan pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) .

efisiensi dari PLTG di bawah 35% Tremal tetapi dengan adanya siklus gabungan

PLTGU ini dapat di peroleh efisiensi yang cukup baik yaitu mencapai di atas 50% .

Efisiensi termal pada HRSG adalah indikator seberapa baik kemampuan pemaanfaatan

panas untuk menghasilkan uap pada suhu dan tekanan yang diminta. Ada perinsip

ekonomi yang di perhatikan dengan biaya bahan bakar pembangkit daya (power plant)

harus beroprasi seefisien mungkin.

Panas gas buang dari PLTG biasanya di atas 500 oC. Panas ini dapat dimanfaatkan

untuk memproduksi uap yang digunakan sebagai fluida kerja di PLTU. Alat yang

digunakan untuk menghasilkan uap tersebut adalah Heat Recovery Steam Generator

(HRSG).

Perinsip dasarnya hampirsama dengan katel uap (Boiler) yaotu mengkonversi energi

panas bahan bakar dengan pemanfaatan feluida kerja yaitu aie yang menjadi uap yang

bertekanan . keunggulan menggunakan HRSG yang paling prinsip dibanding boiler

umum yang menggunakan pembakar (burner) adalah peningkatan efisiensi karena

HRSG memanfaatkan gas buang dari Turbin Gas sebagai sumber kalor sehingga tidak

memerlukan bahan bakar dan udara sebagai pemanas.

TINJAUAN PUSTAKA

PLTGU terdiri dari turbine gas plant, Heat Recovery Steam Generator (HRSG), dan

steam turbine plant. PLTGU dibangun untuk memanfaatkan gas buang dari PLTG yang

masih bertemperatur tinggi dengan bantuan suatu alat yang disebut Heat Recovery

Steam Generator (HRSG), di dalam HRSG terdapat banyak tubes yang dialiri air, gas

buang dari PLTG tersebut kemudian digunakan untuk membakar air di dalam HRSG

dan mengubahnya menjadi uap yang kemudian digunakan untuk memutar steam

turbine. Jadi pada PLTGU terdapat dua proses yang menghasilkan energi listrik, proses

menggunakan gas turbine dan steam turbine. Siklus pada PLTGU biasa disebut combine

cycle. Banyaknya energi listrik yang dihasilkan oleh PLTGU bergantung dari exhaust

gas dari PLTG itu sendiri. Pada Gambar 2.1 dapat dilihat bahwa open cycle terdiri dari

compressor, combuster chamber, gas turbine, generator. Kemudian setelah melalui open

cycle gas buang dimasukkan ke HRSG lalu diproses sehingga dapat memutar steam

turbine.

METODE PENELITIAN

Proses kerja Heat Recovery Steam Generator (HRSG) merupakan proses kerja

yang ada di Heat Recovery Steam Generator (HRSG) yang memanfaatkan sisa

pembakaran dari Turbin gas untuk memanaskan air sehingga menjadi uap yang

bertekanan .

Gambar 3.1 Process overview Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan uap (PLTGU)

Gambar 3.2 Heat Recovery Steam Generator (HRSG)

Spesifikasi HRSG ( Heat Recovery Steam Generator )

Spesifikasi dari Heat Recovery Steam Generator (HRSG ) yang berdasarkan

pada laporan recod yang actual pada sistem kerja HRSG yang ada di PT. Bekasi Power

dan memiliki Data – data Spesifikasi yang berdasarkan hasil survey pada saat

melakukan magang . digunakan sebagai acuan dari sistem kerja pada Heat Recovery

Stem Generator. Di gunakan untuk melihat perubahan fasa-fasa yang terjadi pada

HRSG :

a. Daya maksimum dari gas turbin : 33-35 MW

b. Bahan bakaar : gas alam

c. Temperature lingkungan : 33-40oC

d. Tekanan lingkungan : 1 bar

e. Aliran masa gas buang : 565,9 kg/detik

f. Temperatur gas buang (beban dasar) : 560 oC

g. Enthalpi gas buang : 606,448 kJ/kg

h. Tekanan gas buang : 1 bar

Turbin Gas

Turbin gas merupakan alat yang mengonversi energi kimia bahan bakar menjadi

energi energi mekanis melalui proses pembakaran, kemudian energi mekanis tersebut

dikonversi oleh generator menjadi energi listrik. Turbin gas bekerja dengan siklus

Brayton) dan fluida kerjanya adalah gas. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri

dari 3 (tiga) komponen utama yaitu : kompresor, ruang bakar dan turbin.

Prinsip kerja sistem ini adalah udara atmosfer masuk ke dalam kompresor yang

berfungsi menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, sehingga temperaturnya

akan naik. Kemudian udara bertekanan tinggi itu masuk ke dalam ruang bakar. Di

dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar ke dalam arus udara tersebut, sehingga

terjadi proses pembakaran. Proses pembakaran tersebut berlangsung pada tekanan

konstan, sehingga bisa dikatakan bahwa ruang bakar hanyalah digunakan untuk

menaikkan temperatur udara. Gas pembakaran yang bertemperatur tinggi itu kemudian

masuk ke dalam turbin gas di mana energinya dipergunakan untuk memutar sudu turbin.

Sebanyak kurang lebih 60 % dari daya yang dihasilkan turbin digunakan untuk memutar

kompresornya sendiri, sisanya baru digunakan untuk memutar generator.

Gambar 3.3 Siklus Gas Terbuka

Gambar 3.4 Control view gas turbin

HASIL DAN PEMBAHASAN

Heat Recovery Steam Generator (HRSG)

Heat Recovery Steam Generator (HRSG) pada umumnya terdiri dari beberapa

seksi – seksi yaitu pemanas awal kondensat (kondensat preheater),

ekonomiser,evaporator dan superheater.

Gambar 3.5 Heat Recovery Steam Generator (HRSG)

Gambar 3.6 Heat Recovery Steam Generator (HRSG) 2

Condensatpump Dan Demin Water

Condensatpump dan Demin water

berfungsi sebagai pemasok air pada siste kerja Heat Recovery Steam Generator

(HRSG) yang akan di proses menjadi uap yang bertekanan .

1. Condensatpump

Condensatpump ialah air yang ada pada sistem Heat Recovery Steam

Generator (HRSG) di recovery pada cooling water system

2. Demin Water system

Demin Water system Demineralisasi adalah salah satu teknologi proses

pengolahan air untuk menghilangkan mineral dari air. Istilah Demineralisasi

biasanya digunakan secara khusus untuk proses pertukaran ion untuk

penghilangan total kontaminan mineral ion sampai mendekati angka nol .

Demineralisasi menggunakan resin penukar kation dan anion, di dalam dua

tabung atau di dalam satu tabung secara bersama. Setelah Demineralisasi,

air yang diolah akan memiliki tingkat kemurnian yang tinggi sebanding

dengan air suling. dan di tamping pada tangka

Gambar 3.7 Demin water

Gambar 3.8 Condensatpump

Condensate Preheater (CPH )

Condensate Preheater (CPH) berfungsi untuk menaikan suhu air yang sampai

100oc–110oc dan bisanya di jaga di 103oc – 107oc .Condensate Preheater (CPH ) ini

memanfaatkan panas hasil buangan dari Turbin Gas untuk menaikan suhu air kondensat

dari Condenser yang dipompa oleh Condensate Extraction Pump ( CEP ) sebelum

masuk ke deaerator pada saat operasi Combined Cycle .

Deraetor

Derator adalah alat yang berfungsi untuk menghilangkan atau minimalkan

kandungan oksigen dalam air dengan mengatur suhu air di sekitar 103oc-107oc

bertujuan untuk mencegah korosi pada pipa- pipa pada sistem HRSG .

Gambar 3.9 Deraetor

Gambar 3.10 Pipa – Pipa pada sistem HRSG

Low Pressure Drum

low pressure drum adalah tempat penampungan uap yang bertekanan rendah

sebelum memasuki eco 1 , eco 2, eco 3 low pressure drum ini ialah memiliki tekanan

atau Pressure yang rendah sebelum melalui peroses eco 1 – 3 samapi menjadi High

Pressure Drum .

Gambar 3.11 low pressure drum

Pompa

Fungsi pompa adalah sebagai alat mengalirkan low pressure drum untuk

memasuki peroses eco1 , eco2 ,dan eco3 di karnakan tekanan pada low pressure drum

masih sangat kecil .

Economizers 1 , Economizers2 dan Economizers 3

Economizers1, Economizers2 , dan Economizers 3 berfungsi untuk membuat

uap yang tekanan rendah atau low pressure drum menjadi uap yang yang bertekanan

tinggi yaitu High Pressure Drum dengan cara memanfaat kan panas dari buangan

gasturbin dan di bantu burner suaya mendapatkan suhu yang di ingin kan pada sisitem

kerja Heat Recovery Steam Generator (HRSG ) , suhu yang berada pada Eco 1 sekitar

150oC dan pada Eco 2 sekitar 230oC dan pada Eco 3 suhu sekitar 320oC dan setelah

melalui proses eco ini akan di hasilkan High Pressure Drum.

Gambar 3.12 Economizers1, Economizers2 , dan Economizers 3 Heat

Recovery Steam Generator (HRSG )

Eco1

Eco 2 Eco

3

Gambar 2.13 Economizers1, Economizers2 , dan Economizers 3 sistem

control Heat Recovery Steam Generator (HRSG )

High Pressure Drum

High Pressure Drum berfungsi sebagai penampung uap yag bertekanan tinggi

yang sudah melewati prosses di Eco 1 – 3 pada penampungan ini suhu sekitar 340oC

suhu ini masih termasuk uap basah dan perlu dilakukan pada proses High Pressure

Bank untuk mendapat uap kering yang bertekanan dan bisa di gunakan untuk memutar

turbin dari sistem Heat Recovery Steam Generator (HRSG ) .

Gambar 3.14 High Pressure Drum

Gambar 3.15 High Pressure Drum pada sistem control

High Pressure Bank

High Pressure bank adalah proses pada sistem Heat Recovery Steam Generator

(HRSG ) yang bertujuan untuk mendapatkan uap kering yang bertekaan disebut High

Pressure superheater uap ini memiliki suhu sekitar 600oC. untuk mendapatkan uap

High Pressure superheater sistem High Pressure bank memanfaatkan panas pada

buangan gas turbin yang di bantu Burner supaya mendapatkan suhu yang di inginkan

untuk membuta High Pressure superheater . Burner dalam proses High Pressure bank

memiliki peran yang sangat penting di karnakan burner ini yang mengatuar panas pada

untuk mendapatkan uap High Pressure superheater di karnakan buangan gas turbin

yang tidak bisa di konstan atau tetap suhu keluaran gas buang gas turbin. High Pressure

bank ini untuk mendapatkan uap yang di inginkan dia akan melakukan pemanasan dari

suhu 480oC akan di panaskan berulang – ulang sampai suhu sekitar 570oC dan pada

suhu ini sudah menjadi uap kering yang bertekanan yang dinamakan High Pressure

superheater.

Gambar 3.16 High Pressure bank pada sistem kontrol Heat Recovery Steam

Generator (HRSG )

Burner HP Bank

Gambar 3.17 High Pressure bank Heat Recovery Steam Generator (HRSG )

High Pressure superheater

High Pressure superheater adalah uap kering yang bertekanan suhu dari High

Pressure superheater sekitar 570oC – 600oC uap ini tidak memiliki warna dan tidak

berbau jadi jika terjadi kebocoran sangat berbahaya di karnakan tekanan bisa mencapai

90 bar maka itu perlu perawatan yang rutin untuk pada sistem Heat Recovery Steam

Generator (HRSG ) untuk menghindari kecelakaan dan kerusakan pada sistem .

High Pressure Steam

High Pressure Steam ini merupakan hasil akhir pada sistem kerja Heat Recovery

Steam Generator (HRSG ) uap ini adalah ubahan dari High Pressure superheater yang

diturunkan suhu dan tekanan untuk memutar turbin generator . suhu dan tekanan yang

di butuhkan untuk memutar turbin ialah 520oC – 550oC dan bertekanan antara 75bar –

90bar .

Gambar 3.18 High Pressure Steam Steam turbin generator (STG)

Steam turbin generator (STG)

Steam turbin generator (STG) adalah generator yang menghasilkan listrik sama

seperti generator lain hanya median untuk mengerakan turbin ialah uap High Pressure

Steam . Steam turbin generator (STG) dapat menghasilkan tenaga listrik 50 MW tapi

dengan sarat – sarat tertentu tetapi biasayan yang di hasilkan 40 MW – 46 MW tenaga

listrik . Steam turbin generator (STG) ini memparallel dua Heat Recovery Steam

Generator (HRSG ) .

Gambar 3. Steam turbin generator (STG)

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan di kerja praktek yang dilakukan di PT. Bekasi Power dan

berdasarkan pengamatan data-data yang saya ambil dan dapatkan selama kerja praktek

diperusahaan tersebut maka penulis dapat menyimpulkan bahwa :

1. Pada Peroses kerja yang ada pada Heat Recovery Steam Generator (HRSG)

terdapat komponen-komponen utama pada sistem kerjaya yaitu seperti

Condensatpump dan Demin Water system yang berfungsi untuk pemasok air

untuk siste kerja HRSG, Condensate Preheater berfungsi untuk menaikan suhu

air yang sampai 100oc–110oc dan bisanya di jaga di 103oc – 107oc , Derator

berfungsi untuk menghilangkan atau minimalkan kandungan oksigen dalam air,

low pressure drum berfungsi tempat penampungan uap yang bertekanan rendah

sebelum memasuki eco 1, eco 2, eco 3, Economizers 1,2,3 berfungsi untuk

mengubah uap tekanan rendah menjadi bertekanan tinggi, High Pressure Drum

berfungsi sebagai penampung uap yag bertekanan tinggi yang sudah melewati

prosses di Eco 1-3 suhu sekitar 340oC, bertujuan untuk mendapatkan uap kering

yang bertekaan disebut High Pressure superheater uap ini memiliki suhu sekitar

600oC, High Pressure superheater adalah uap kering yang bertekanan suhu dari

High Pressure superheater sekitar 570oC – 600oC dan bertekanan 90 bar. High

Pressure Steam ialah ubahan suhu dan tekanan High Pressure superheater

tekanan yang di butuhkan untuk memutar turbin ialah 520oC – 550oC dan

bertekanan antara 75bar – 90bar .

2. Pada Heat Recovery Steam Generator ( HRSG) memiliki sistem kerja yang

hampir sama seperti ketel uap atau Boiler yaitu sama–sama memasak air untuk

mendapatkan uap yang bertekanan ( steam ) yang berfungsi untuk mengerakan

baling-baling pada turbin. Tetapi Heat Recovery Steam Generator (HRSG)

memiliki keuntungan dapat menghasilkan uap bertekana yang sangat tinggi

sekitar 90 bar dan suhu sekitar 550oC serta dapat menghasilkan daya listri sekitar

40 – 46 MW. pada sistem kerja Pembangkit Listrik Tenaga Uap Dan Gas

3. Pada sistem kerja HRSG memanfatkan uap kering (steam) yang bertekanan

sekitar 75 bar – 90 bar dengan suhu 520oC – 550oC berfungsi untuk memutarkan

turbin Generator pada Steam turbin generator (STG) dapat menghasilkan tenaga

listrik 50 MW tapi dengan syarat – syarat tertentu tetapi biasanya yang di

hasilkan 40 MW – 46 MW tenaga listrik .

DAFTAR PUSTAKA

KHOLIFAH ,NUR . 2018 Analisa Pengaruh Penggunaan Expansion Joint Terhadap

Tegangan Sisitem Perpipaan Heat Recovery Steam Generator (HRSG) . Tugas Akhir .

Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember

PT. PLN Persero Pusat Pendidikan dan pelatihan Pembangkit listrik tenaga uap dan gas

(PLTGU)

Sugiharto , Rahmad . 2009 Perancangan Heat Recovery Steam Generator ( HRSG )

Dengan Sistem Tekanan Uap Dua Tingkat Kapasitas Daya Pembangkit 77MW .

(SKRIPSI) . Medan : Universitas Sumatra Utara

Afrianto , Yongki . 2015 Analisa Efisiensi Exergi Pada Hrsg (Heat Recovery Steam

Generator) Di PLTGU . Jurnal . Semarang : Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Janah, Nur Rima Samarotul. Hadi , Harsono dan Hamidah, Nur Laila . 2018 Analisa

Unjuk Kerja Heat Recovery Steam Generator (HRSG) dengan Menggunakan

Pendekatan Porous Media di PLTGU – Jawa Timur

Sirait , Rendy Sirait .2009 Perancangan Heat Recovery Steam Generator ( HRSG)

Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Satu Unit Turbin Gas Dwngan Daya 130 MW .

(Sekripsi ) Medan : Universitas Sumatra Utara

Simanjuntak, Parlindungan. 2009 Perancangan Heat Recovery Steam Generator

(HRSG) Kapasitas 209 Ton Uap / Jam Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Lima

Unit Turbin Gas . (sekripsi). Medan : Universitas Sumatra Utara