APLIKASI TURBIN GAS PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS (PLTG)(Tugas Turbin Gas)

Oleh : Kelompok 7

1. Ahmad Ramadhoni

(1015021019)

2. Ahmad Yonanda

(1015021020)3. Baron Hariyanto

(1015021023)4. Chikal Noviansyah

(1015021025)5. Hotman Hutagalung

(1015021035)

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2013

I. PENDAHULUANEnergi listrik merupakan salah satu energi yang memiliki peranan penting bagi kehidupan manusia. Untuk menghasilkan energi listrik, dibutuhkan unit pembangkit energi listrik. Salah satu unit pembangkit listrik yang banyak ditemukan saat ini adalah Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG). Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) menggunakan gas alam untuk menggerakkan turbin gas yang dikopel langsung dengan generator, sehingga generator tersebut dapat menghasilkan energi listrik. PLTG merupakan salah satu jenis pembangkit listrik di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan listrik. Komponen utama PLTG adalah kompresor, ruang bakar, turbin gas dan generator. Salah satu parameter yang menunjukan prestasi kerja PLTG ialah efisiensi. Siklus merupakan prinsip dasar operasi pembangkit listrik tenaga gas. Perhitungan efisiensi sistem turbin gas, dengan cara siklus Brayton, berbasis pada energi thermal yang dikandung udara.Produksi listrik dari pembangkit yang menggunakan bahan bakar fosil adalah proses yang relatif tidak efisien. Hal ini disebabkan karena pada operasi pembangkit itu energi panas sebagai hasil sampingan dalam bentuk uap yang terbuang begitu saja ternyata jauh lebih besar dari pada energi listrik sebagai tujuan utama pembangkit itu. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa pada operasi pembangkit dapat dikatakan jika setiap kWh energi listrik yang diproduksi maka ada dua kWh lainya dalam bentuk energi termal yang akan dibuang ke lingkungan sebagai gas buang (Suyitno.2011). Untuk efisiensi pemakaian bahan bakar, unit PLTG tergolong unit termal yang efisiensinya paling rendah, yaitu berkisar antara 15-25%. Dalam perkembangan penggunaan unit PLTG di PLN, akhir-akhir ini digunakan unit turbin gas aero derivative, yaitu turbin gas pesawat terbang yang dimodifikasi menjadi turbin gas penggerak generator. Dari segi operasi, unit PLTG tergolong unit yang masa start-nya pendek, yaitu antara 15-30 menit, dan kebanyakan dapat di-start tanpa pasokan daya dari luar (black start), yaitu menggunakan mesin diesel sebagai motor start. Dari segi pemeliharaan, unit PLTG mempunyai selang waktu pemeliharaan (time between overhaul) yang pendek, yaitu sekitar 4.000-5.000 jam operasi. Makin sering unit mengalami start-stop, makin pendek selang waktu pemeliharaannya. Walaupun jam operasi unit belum mencapai 4.000 jam, tetapi jika jumlah startnya telah mencapai 300 kali, maka unit PLTG tersebut harus mengalami pemeriksaan atau inpeksi dan pemeliharaan. (Sunyoto. 2008)II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) PLTG adalah Pusat listrik tenaga gas, yang prinsip kerjanya pengkompresian udara dan pemanasan udara tersebut dengan penambahan bahan bakar. Gas panas tersebut digunakan untuk memutar turbin, sebagai pengerak mula pemutar generator pembangkit. Gas panas yang dihasilkan dalam ruang bakar dapat meningkatkan temperatur hingga 1100 derajat celcius, berkenaan dengan temperatur yang sedemikian tinggi tersebut perlu dilakukan pemilihan matrial hot gas patch , sehingga material tersebut dapat dipergunakan pada kondisi tersebut secara aman.

Gambar 1. Pembangkit Listrik Tenaga Gas2.2Prinsip Kerja Pembangkitan adalah proses produksi tenaga listrik yang dilakukan dalam pusat- pusat tenaga listrik atau sentral-sentral dengan menggunakan generator. PLTG adalah salah satu jenis pembangkit listrik yang menggunakan turbin sebagai prime movernya dengan gas sebagai fluida kerjanya. Dibandingkan dengan pembangkit listrik lainnya, PLTG merupakan pembangkit sederhana yang terdiri atas empat komponen utama yaitu kompresor, ruang bakar, turbin gas dan generator.

Gambar 2. Sistem kerja PLTG

Pada gambar 2 berikut, diperlihatkan prinsip kerja PLTG. Pertama-tama Udara masuk ke dalam kompressor untuk dinaikkan tekanannya menjadi kurang lebih 13 kg/cm2 kemudian udara tekan tersebut dialirkan menuju ruang bakar. Pembakaran dilakukan dengan menggunakan bahan bakar gas dan minyak yaitu bisa menggunakan MFO (Marine Fuel Oil) atau HSD (high speed diesel), tapi dengan efisiensi yang lebih rendah. Apabila digunakan bahan bakar gas (BBG), maka gas dapat langsung dicampur dengan udara untuk dibakar, tetapi apabila digunakan bahan bakar minyak (BBM), maka BBM ini harus dijadikan kabut terlebih dahulu kemudian baru dicampur dengan udara untuk dibakar. Teknik mencampur bahan bakar dengan udara dalam ruang bakar sangat mempengaruhi efisiensi pembakaran. Pembakaran bahan bakar dan udara ini akan menghasilkan gas bersuhu dan bertekanan tinggi yang berenergi (enthalpy). Gas ini lalu disemprotkan ke turbin hingga enthalpy gas diubah oleh turbin menjadi energi gerak yang memutar generator untuk menghasilkan listrik. Setelah melalui turbin sisa gas panas tersebut dibuang melalui cerobong. Karena gas yang disemprotkan ke turbin bersuhu tinggi, maka pada saat yang sama dilakukan pendinginan turbin dengan udara pendingin dari lubang pada turbin. Untuk mencegah korosi turbin akibat gas bersuhu tinggi ini, maka bahan bakar yang digunakan tidak boleh mengandung logam Potasium, Vanadium dan Sodium yang melampaui 1 part per mill (ppm).PLTG merupakan mesin bebas getaran, tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi (bolak-balik). Temperatur turbin gas (900 - 1.300 C) jauh lebih tinggidari pada jenis turbin yang lain. Efesiensi konversi thermalnya mencapai 20%-30%. PLTG berfungsi memikul beban puncak karena membutuhkan bahan bakar yang sangat besar dengan biaya mahal ( biaya investasi rendah tapi biaya operasi tinggi).2.3Komponen Utama PLTG

Turbin gas tersusun atas komponen-komponen utama seperti, compressor section, combustion section, turbine section dan generator. Sedangkan komponen pendukung turbin gas adalah air inlet section starting equipment, lube-oil system, cooling system, dan beberapa komponen pendukung lainnya.

Gambar 3. Ilustrasi PLTG

Berikut ini penjelasan tentang komponen utama turbin PLTG :2.3.1 Compressor.

Komponen utama pada bagian ini adalah aksial flow compressor, berfungsi untuk mengkompresikan udara yang berasal dari inlet air section hingga bertekanan tinggi sehingga pada saat terjadi pembakaran dapat menghasilkan gas panas berkecepatan tinggi yang dapat menimbulkan daya output turbin yang besar. Aksial flow compressor terdiri dari dua bagian yaitu:

a. Compressor Rotor Assembly. Merupakan bagian dari kompresor aksial yang berputar pada porosnya. Rotor ini memiliki 17 tingkat sudu yang mengompresikan aliran udara secara aksial dari 1 atm menjadi 17 kalinya sehingga diperoleh udara yang bertekanan tinggi. Bagian ini tersusun dari wheels, stubshaft, tie bolt dan sudu-sudu yang disusun kosentris di sekeliling sumbu rotor.b. Compressor Stator. Merupakan bagian dari casing gas turbin yang terdiri dari: Inlet Casing, merupakan bagian dari casing yang mengarahkan udara masuk ke inlet bellmouth dan selanjutnya masuk ke inlet guide vane.

Forward Compressor Casing, bagian casing yang didalamnya terdapat empat stage kompresor blade.

Aft Casing, bagian casing yang didalamnya terdapat compressor blade tingkat 5-10. Discharge Casing, merupakan bagian casing yang berfungsi sebagai tempat keluarnya udara yang telah dikompresi. Efesiensi Isentropik Kompresor

c = x 100% ..........................................................(1)2.3.2. CombustorPada bagian ini terjadi proses pembakaran antara bahan bakar dengan fluida kerja yang berupa udara bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Hasil pembakaran ini berupa energi panas yang diubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan udara panas tersebut ke transition pieces yang juga berfungsi sebagai nozzle. Fungsi dari keseluruhan sistem adalah untuk mensuplai energi panas ke siklus turbin. Sistem pembakaran ini terdiri dari komponen-komponen berikut yang jumlahnya bervariasi tergantung besar frame dan penggunaan turbin gas. Komponen-komponen itu adalah :

a. Combustion Chamber, berfungsi sebagai tempat terjadinya pencampuran antara udara yang telah dikompresi dengan bahan bakar yang masuk.

b. Combustion Liners, terdapat didalam combustion chamber yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya pembakaran.c. Fuel Nozzle, berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar ke dalam combustion liner.d. Ignitors (Spark Plug), berfungsi untuk memercikkan bunga api ke dalam combustion chamber sehingga campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar.e. Transition Fieces, berfungsi untuk mengarahkan dan membentuk aliran gas panas agar sesuai dengan ukuran nozzle dan sudu-sudu turbin gas.f. Cross Fire Tubes, berfungsi untuk meratakan nyala api pada semua combustion chamber.g. Flame Detector, merupakan alat yang dipasang untuk mendeteksi proses pembakaran terjadi.Campuran (gas hasil pembakaran & dilution air) harus memiliki temperatur dan kecepatan distribusi yang dapat diterima oleh sudu pengarah dan turbin. Temperatur masuk ruang bakar tergantung pada rasio tekanan mesin, beban dan tipe mesin, termasuk tipe regenerative atau non regenerative turbine. Inlet temperatur regenerative turbine yaitu 371oC - 593oC. Tekanan ruang bakar (bekerja dengan beban penuh) yaitu 3,1 Bar (0,31 MPa, untuk turbin kapasitas kecil) dan 40,5 Bar (4,05 MPa, untuk turbin kompleks). Kerugian tekanan dalam ruang bakar berakibat terhadap konsumsi bahan bakar dan daya yang dihasilkan. Total kerugian tekanan yaitu 2 - 8% dari tekanan statis. Kerugian ini sama dengan penurunan efesiensi kompresor. Akibat kerugian tekanan yaitu konsumsi bahan bakar meningkat sedangkan daya yang dihasilkan menurun. Rumus Efisiensi Ruang Bakar yaitu ukuran kesempurnaan proses pembakaran

............................. (2)

Dimana :

Rumus laju Aliran Massa Udara dan Gas Bakar:

udara = (A/F) x bb ................................................................... (3)

gas akar = udara + bb ...............................................................(4) Rumus Menghitung Kalor Di Combustion Chamber:

Qin = bb ...................................................................................(5)2.3.3. Turbin. Turbin section merupakan tempat terjadinya konversi energi kinetik menjadi energi mekanik yang digunakan sebagai penggerak compresor aksial dan perlengkapan lainnya. Dari daya total yang dihasilkan kira-kira 60 % digunakan untuk memutar kompresornya sendiri, dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan. Komponen-komponen pada turbin section adalah sebagai berikut :

a. Turbin Rotor Caseb. First Stage Nozzle, yang berfungsi untuk mengarahkan gas panas ke first stage turbine wheel.c. First Stage Turbine Wheel, berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik dari aliran udara yang berkecepatan tinggi menjadi energi mekanik berupa putaran rotor.d. Second Stage Nozzle dan Diafragma, berfungsi untuk mengatur aliran gas panas ke second stage turbine wheel, sedangkan diafragma berfungsi untuk memisahkan kedua turbin wheel.e. Second Stage Turbine, berfungsi untuk memanfaatkan energi kinetik yang masih cukup besar dari first stage turbine untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yang lebih besar. Daya Turbin Gas

WT = mfuel x Cp x (T3-T4) ..............................................................(6)2.3.4. Generator

Generator adalah alat untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Generator menghasilkan energi listrik dengan digerakkan atau diputar oleh suatu penggerak mula (prime mover). Penggerak mula dari pada Generator dapat berupa turbin gas (PLTG), turbin uap Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), mesin diesel Pembangkit Listrik tenaga Diesel (PLTD), dan lain-lain. Generator mengkonversi energi mekanik menjadi energy listrik yang kemudian dapat dipergunakan untuk melayani kebutuhan rumah tangga, industri dan lain-lain. Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik.

Dalam instalasi yang dijaga oleh operator seperti Pusat Listrik dan gardu induk ada gangguan yang tidak atau belum dilihat oleh relai, tapi dilihat oleh operator yang kemudian berinisiatif men-trip-kan atau membuka Pemutus Tenaga (PMT)/circuit breaker (CB) demi keselamatan instalasi, maka dalam hal ini operator bertindak sebagai relai.2.6.5 Load Gear

Load Gear atau main Gear adalah roda gigi penurun kecepatan putaran yang dipasang diantara poros Turbin Compressor dengan poros Generator. Jaringan listrik di Indonesia. Memilii frekwensi 50 Hz, sehngga putaran tertinggi generator adalah 3000 RPM, sedangkan putaran turbin ada yang 4800 RPM atau lebih.

2.4Komponen Pendukung PLTG

2.4.1.Air Inlet Section. Berfungsi untuk menyaring kotoran dan debu yang terbawa dalam udara sebelum masuk ke kompresor. Bagian ini terdiri dari:

a. Air Inlet Housing, merupakan tempat udara masuk dimana didalamnya terdapat peralatan pembersih udara.b. Inertia Separator, berfungsi untuk membersihkan debu-debu atau partikel yang terbawa bersama udara masuk.c. Pre-Filter, merupakan penyaringan udara awal yang dipasang pada inlet house.d. Main Filter, merupakan penyaring utama yang terdapat pada bagian dalam inlet house, udara yang telah melewati penyaring ini masuk ke dalam kompresor aksial.e. Inlet Bellmouth, berfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat memasuki ruang kompresor.f. Inlet Guide Vane, merupakan blade yang berfungsi sebagai pengatur jumlah udara yang masuk agar sesuai dengan yang diperlukan2.4.2. Lube Oil System.

Lube oil system berfungsi untuk melakukan pelumasan secara kontinu pada setiap komponen sistem turbin gas. Lube oil disirkulasikan pada bagian-bagian utama turbin gas dan trush bearing juga untuk accessory gear dan yang lainnya. Lube oil system terdiri dari:

a. Oil Tank (Lube Oil Reservoir)b. Oil Quantityc. Pompad. Filter Systeme. Valving Systemf. Piping Systemg. Instrumen untuk oil

Pada turbin gas terdapat tiga buah pompa yang digunakan untuk mensuplai lube oil guna keperluan lubrikasi, yaitu:

Main Lube Oil Pump, merupakan pompa utama yang digerakkan oleh HP shaft pada gear box yang mengatur tekanan discharge lube oil. Auxilary Lube Oil Pump, merupakan pompa lube oil yang digerakkan oleh tenaga listrik, beroperasi apabila tekanan dari main pump turun. Emergency Lube Oil Pump, merupakan pompa yang beroperasi jika kedua pompa diatas tidak mampu menyediakan lube oil.2.4.3. Starting Equipment.

Berfungsi untuk melakukan start up sebelum turbin bekerja. Jenis-jenis starting equipment yang digunakan di unit-unit turbin gas pada umumnya adalah:

a. Diesel Engine, (PG 9001A/B)

b. Induction Motor, (PG-9001C/H dan KGT 4X01, 4X02 dan 4X03)c. Gas Expansion Turbine (Starting Turbine)2.4.4. Coupling dan Accessory Gear. Berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran dari poros yang bergerak ke poros yang akan digerakkan. Ada tiga jenis coupling yang digunakan, yaitu:

a. Jaw Cluth, menghubungkan starting turbine dengan accessory gear dan HP turbin rotor.

b. Accessory Gear Coupling, menghubungkan accessory gear dengan HP turbin rotor.c. Load Coupling, menghubungkan LP turbin rotor dengan kompressor beban.2.4.5. Fuel System. Bahan bakar yang digunakan berasal dari fuel gas system dengan tekanan sekitar 15 kg/cm2. Fuel gas yang digunakan sebagai bahan bakar harus bebas dari cairan kondensat dan partikel-partikel padat. Untuk mendapatkan kondisi tersebut diatas maka sistem ini dilengkapi dengan knock out drum yang berfungsi untuk memisahkan cairan-cairan yang masih terdapat pada fuel gas.

2.4.6. Cooling System. Sistem pendingin yang digunakan pada turbin gas adalah air dan udara. Udara dipakai untuk mendinginkan berbagai komponen pada section dan bearing. Komponen-komponen utama dari cooling system adalah:

a. Off base Water Cooling Unitb. Lube Oil Coolerc. Main Cooling Water Pumpd. Temperatur Regulation Valvee. Auxilary Water Pumpf. Low Cooling Water Pressure Swich

2.4.7. Hydraulic Rotor Barring

Rotor bearing system terdiri dari : DC pump, Manual pump, Constant pressure valve, pilot valve, hydraulic piston rotor barring. Rotor barring beroperasi pada saat unit stand by dan unit shutdown (selesai operasi). Rotor barring on < 1 rpm. Akibat yang timbul apabila rotor barring bermasalah ialah rotor bengkok dan saat start up akan timbul vibrasi yang tinggi dan dapat menyebabkan gas turbin trip.2.4.8. Exhaust Fan Oil Vapour

Berfungsi utama membuang gas-gas yang tidak terpakai yang terbawa oleh pelumas setelah melumasi bearing-bearing turbin, compressor dan generator.

Fungsi lain adalah membuat vaccum di lube oil tank yang tujuannya agar proses minyak kembali lebih cepat dan untuk menjaga kerapatan minyak pelumas di bearing-bearing (seal oil) sehingga tidak terjadi kebocoran minyak pelumas di sisi bearing.2.4.9.Power Oil System

Berfungsi mensuplai minyak pelumas ke :

a. Hydraulic piston untuk menggerakkan VIGV

b. Control-control valve (CV untuk bahan bakar dan CV untuk air)

c. Protection dan safety system (trip valve staging valve) Terdiri dari 2 buah pompa yang digerakkan oleh 2 motor AC.

2.4.10. Jacking Oil System

Berfungsi mensuplai minyak ke journal bearing saat unit shut down atstand by dengan tekanan yang tinggi dan membentuk lapisan film di bearinTerdiri dari 6 cylinder piston-piston yang mensuplai ke line-line:

Dua line mensuplai minyak pelumas ke journal bearing.

Dua line mensuplai minyak pelumas ke compressor journal bearing.

Satu line mensuplai minyak pelumas ke drive end generator journal bearing.

Satu line mensuplai minyak pelumas ke non drive end generator journal bearing.2.5. Operasi PLTG

Secara garis besar urutan kerja dari proses operasi PLTG adalah sebagai berikut:

Proses Starting

Pada proses start awal untuk memutar turbin menggunakan mesin diesel sampai putaran poros turbin/kompresor mencapai putaran 3400 rpm, maka secara otomatis diesel dilepas dan akan berhenti

Proses Kompresi

Udara dari luar kemudian dihisap melalui air inlet oleh compressor dan masuk ke dalam ruang bakar dengan cara dikabutkan bersama bahan bakar lewat nosel secara terus menerus dengan kecepatan tinggi

Transformasi energy thermis ke mekanik

Udara dan bahan bakar dikabutkan ke dalam ruang bakar dan di ber pengapian (ignition) dan busi (spark plug) pada saat permulaan pembakaran. Pembakaran seterusnya terjadi terus menerus dan hasil pembakarannya berupa gas bertemperatur dan bertekanan tinggi dialirkan ke dalam cakram melalu sudu sudu yang kemudan diubah menjadi tenaga mekanis pada putaran porosnya.

Transformasi energy mekanik ke energy listrik

Poros turbin berputar hingga 5100 rpm, yang sekaligus memutar poros generator sehingga menghasilkan tenaga listrik. Putaran turbin 5100 rpm diturunkan oleh load gear menjadi 3000 rpm, dan kecepatan putaran ini digunakan untuk memutar generator

Udara luar dihisap masuk compressor, kemudian dimanfaatkan hingga pada sisi keluarannya menghasilkan tekanan yang cukup tinggi. Bersama dengan udara yang bertekanan tinggi, bahan bakar dikabutkan secara terus menerus dan hasil dar pembakaran tersebut dengan suatu kecepatan tinggi mengalir dengan perantara transiton piece menuju nosel dan sudu sudu turbin dan pada akhirnya keluar melalui exhaust dan dibuang ke udara bebas.

2.6 Pendinginan

Ketika men-design turbin gas yang bekerja pada suhu diatas 6500C, akan sangat baik dan kadang-kadang memang diperlukan untuk menyediakan pendinginan buatan bagi bagian-bagian mesin yang panas (sudu-sudu bergerak, piringan dan casing). Ada beberapa metode pendinginan permukaan sudu-sudu turbin yaitu:

Internal liquid cooling

Pendinginan dengan menolak panas yang menuju piringan

Pendinginan udara Sistem pendinginan pada sudu-sudu turbin dan porosnya dilakukan dengan udarayang diambil dari kompressor. Untuk keperluan ini ada lubang pendingin pada sudu-sudu turbin dan poros yang dalam pembuatannya memerlukan teknologi canggih. Sedangkan pendinginan dengan minyak pelumas dilakukan dengan system heat exchanger konvensional.

Pendinginan rotor turbin

2.7 Operasi dan Pemeliharaan PLTGDari segi operasi, unit PLTG tergolong unit yang masa start-nya pendek, yaitu antara 15-30 menit, dan kebanyakan dapat di-start tanpa pasokan daya dari luar (black start), yaitu menggunakan mesin diesel sebagai motor start. Dari segi pemeliharaan, unit PLTG mempunyai selang waktu pemeliharaan (time between overhaul) yang pendek, yaitu sekitar 4.000- 5.000 jam operasi. Makin sering unit mengalami start-stop, makin pendek selang waktu pemeliharaannya. Walaupun jam operasi unit belum mencapai 4.000 jam, tetapi jika jumlah startnya telah mencapai 300 kali, maka unit PLTG tersebut harus mengalami pemeriksaan (inspeksi) dan pemeliharaan. Saat dilakukan pemeriksaan, hal-hal yang perlu mendapat perhatian khusus adalah bagian-bagian yang terkena aliran gas hasil pembakaran yang suhunya mencapai 1.300 oC, seperti: ruang bakar, saluran gas panas (hot gas path),dan sudu-sudu turbin. Bagian-bagian ini umumnya mengalami kerusakan (retak) sehingga perlu diperbaiki (dilas) atau diganti. Proses start-stop akan mempercepat proses kerusakan (keretakan) ini, karena proses start-stop menyebabkan proses pemuaian dan pengerutan yang tidak kecil. Hal ini disebabkan sewaktu unit dingin, suhunya sama dengan suhu ruangan (sekitar 30 oC sedangkan sewaktu operasi, akibat terkena gas hasil pernbakaran dengan suhu sekitar 1.300 oC).2.8.Letak PLTG di Indonesia1. Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Alurcanang Terdapat di Provinsi Jawa Barat.2. Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Dieng Terdapat di Provinsi Jawa Tengah.3. Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Grati Terdapat di Provinsi Jawa Timu.r4. Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Karnojang Terdapat di Provinsi Jawa Barat.III. PEMBAHASAN3.1 Siklus PLTGPLTG menggunakan siklus Open Cycle dapat di lihat pada gambar 4 . karena gas hasil pembakaran,pada PLTG akan masuk keturbin, setelah itu gas tersebut akan dibuang dan tidak dimanfaatkan kembali. Biasanya, suhu dan tekanan gas yang dibuang masih cukup tinggi. Berkisar antara 500 derajat celcius sehingga penggunaan PLTG kurang efektif.3.1.1 Open Cycle

Gambar 4. Siklus terbuka Turbin Gas Udara segar pada kondisi atmosfir dihisap masuk ke dalam kompresor, dimana terjadi peningkatan suhu dan tekanan. Udara bertekanan tinggi diproses di dalam ruang pembakaran. Dimana bahan bakar pada tekanan konstan. Gas temperatur tinggi yang di hasilkan kemudian masuk ke turbin, sehingga turbin akan bergerak yang selanjutnya turbin akan menghidupkan generator. Gas buang yang di hasilkan turbin dibuang keluar (tidak disirkulasi kembali), menyebabkan siklus harus diklasifikasikan sebagai siklus terbuka.Pada gambar 5 , memperlihatkan siklus termodinamikanya pada diagram p-v dan t-s adalah sebagai berikut :

(a)

(b)Gambar 5. Siklus brayton ideal (a). Diagram P-v, (b). Diagram T-s

Keterangan : Proses 1 ke 2 (kompresi isentropik). Proses kompresi adiabatis udara pada kompresor, tekanan udara naik Kerja yang dibutuhkan oleh kompresor: Wc = mudara (h2 h1) (1)

Proses 2 ke 3,Proses pembakaran campuran udara dan bahan-bakar pada tekanan konstan, dihasilkan panas pada ruang bakar. Pemasukan bahan bakar pada tekanan konstan. Jumlah kalor yang dihasilkan:

Qin = (mudara + mbb) (h3 h2.(2)

Proses 3 ke 4, (ekspansi isentropik didalam turbin).

Proses ekspansi adiabatis gas pembakaran pada turbin dihasilkan kerja turbin berupa putaran poros dan gaya dorong, tekanan turun. Daya yang dibutuhkan turbin: WT = (mudara + mbb) (h3 h4)(3)

Proses 4 ke 1,

Pembuangan panas pada tekanan konstan ke udara.

Jumlah kalor yang dilepas:

Qout = (mudara + mbb) (h4 h1) ..(4)

Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan. Efesiensi dari siklus brayton dapat ditentukan dengan persamaan := = 1- .. .......(5)

dimana :

Q1-2 = Energi Masuk

Q4-1 = Energi Keluar

= Rasio KompresiK = Rasio Panas Spesifik3.2 Dampak PLTG Bagi LingkunganDampak PLTG biasanya tergantung pada sumber bahan bakar yang dipakai, yaitu bahan bakar minyak (HSD, residu atau MFO) dan bahan bakar gas. Pada umumnya PLTG dari bahan bakar minyak dampak yang terjadi berupa ceceran minyak dan oli bekas serta penurunan kualitas udara. Selain itu akan menimbulkan kebisingan. Untuk PLTG dengan bahan bakar gas dampak yang terjadi berupa penurunan kualitas udara akibat meningkatnya temperatur udara pada radius tertentu. Disamping itu pula akan timbul gas buang SO2, NO2 dan CO serta kebisingan yang berasal dari peralatan PLTG dan PLTGU tersebut. Jadi intinya PLTG kurang ramah lingkungan.3.3 Kelebihan Dan Kekurangan 3.3.1 Keunggulan PLTG :a. Dari segi operasi, unit PLTG tergolong unit yang masa startnya singkat yaitu sekitar 15 ~ 30 menit dan umumnya dapat distart tanpa pasokan daya listrik dari luar,karena menggunakan mesin diesel sebagai penggerak awalnya.b. Dari segi pemeliharaan, unit PLTG mempunyai selang waktu pemeliharaan (time between overhaul) yang pendek yaitu sekitar 4000 ~ 5000 jam operasi. Selain ukuran jam operasi juga dapat dipakai jumlah start-stop sebagai acuan dalam penentuan waktu overhaul . Jadi walaupun belum mencapai 5000 jam operasi tetapi telah mencapai 300kali start-stop maka unit PLTG tersebut sudah harus di-inspeksi untuk pemeliharaan

c. Siklus kerja pembangkit lebih sederhana

d. Pembangunan pembangkit lebih cepate. Waktu pemanasan dari kondisi dingin sampai beban penuh sangat singkat (start up cepat)f. Waktu pemeliharaan singkat3.3.2Kekurangan PLTG:

a. Biaya pemeliharaan PLTG sangat besar. Hal ini dikarenakan pembangkit bekerja pada suhu dan tekanan tinggi, komponen-komponen dari PLTG yang disebut hot parts menjadi cepat rusak sehingga memerlukan perhatian yang serius. Karena mahalnya komponen-komponen PLTG, maka hal tersebut dapat dikurangi dengan memberikan pendingin udara pada sudu-sudu turbin maupun porosnya.b. Operasi turbin gas yang menggunakan gas hasil pembakaran dengan suhu sekitar 1.300oC memberi risiko korosi suhu tinggi, yaitu bereaksinya logam kalium, vanadium, dan natrium yang terkandung dalam bahan bakar dengan bagian-bagian turbin seperti sudu dan saluran gas panas (hot gas path).c. Kendala utama perkembangan pembangkit ini di Indonesia adalah pada proses penyediaan bahan bakar gas itu sendiri. Pemeriksaan BPK menemukan bahwa jumlah kebutuhan gas bumi untuk sejumlah pembangkit PLN di Jawa dan Sumatera sebanyak 1.459 juta kaki kubik per hari, sedangkan pasokan gas yang disediakan oleh para pemasok sebanyak 590 juta kaki kubik per hari. Dengan demikian terjadi kekurangan pasokan gas sebanyak 869 juta kaki kubik per hari

d. Sifat korosif pada material yang digunakan untuk komponen-komponen turbinnya karena harus bekerja pada temperature tinggi dan adanya unsur kimia bahan bakar minyak yang korosif (sulfur, vanadium dll),e. Unit PLTG umumnya merupakan unit pembangkit dengan efisiensi yang paling rendah, yaitu sekitar 15 ~ 25 %IV. KESIMPULAN1. Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) menggunakan gas alam dan minyak bumi untuk menggerakkan turbin gas yang dikopel langsung dengan generator, sehingga generator tersebut dapat menghasilkan energi listrik.2. PLTG merupakan pembangkit sederhana yang terdiri atas empat komponen utama yaitu kompresor, ruang bakar, turbin gas dan generator.3. PLTG menggunakan siklus Open Cycle, karena gas hasil pembakaran pada PLTG akan masuk keturbin setelah itu gas tersebut akan dibuang dan tidak dimanfaatkan kembali.4. Salah satu kekurangan PLTG ialah Sifat korosif pada material yang digunakan untuk komponen-komponen turbinnya karena harus bekerja pada temperature tinggi dan adanya unsur kimia bahan bakar minyak yang korosif (sulfur, vanadium dll).5. Unit PLTG umumnya merupakan unit pembangkit dengan efisiensi yang paling rendah, yaitu sekitar 15 ~ 25 %

DAFTAR PUSTAKA

Cengel, Yunus A and Michael A. Boles, Michael. 2001. Thermodynamics An Engineering Approach. Mc Graw Hill Inc. New York : 881 hlm.Giampoulo Tony. 1939. Gas Turbine Hanbook : Practice and Prinsiples. The Fairmont Press Inc. New York

Himawan, Boby. 2010. Pengaruh Cleaning Kompresor Terhadap Unjuk Kerja Turbin Gas Di Gtg Unit Pabrik I Pt. Petrokimia Gresik. ITS . Surabaya

Perdana Pramudiya. 2012. Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) .Jakarta

Suyitno. 2011. Pembangkit Energi Listrik. Jakarta: Rineka Cipta.

Sunyoto. 2008. Teknik Mesin Industri Jilid 3 Untuk SMK. Dikti. Jakarta

_1448730909.unknown

_1448730910.unknown

_1448730911.unknown

_1448614570.unknown