all out (revisi)

7/22/2019 All Out (Revisi)

1/63


2/63

ii

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat segala

rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Kerja Praktik dan penyusunan

laporan ini.

Dalam penulisan Laporan Kerja Praktik ini, penulis tidak dapat menyelesaikannya

orang-orang yang membimbing dan juga orang-orang yang mendukung penulis selama

melaksanakan kerja praktik. Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :

1. Kepada keluarga serta kedua orangtua yang senantiasa memberikan doa,

dorongan dan semangat kepada penulis selama ini.

2. Bapak Aceng Daud, M.Eng. selaku Ketua Jurusan yang telah memberikankesempatan untuk dapat melaksanakan kerja praktik, serta Ibu Ika Yuliani, MT

selaku Ketua Program Studi Teknik Konversi Energi.

3. Ibu Sri Utami, SST, MT. sebagai dosen pembimbing yang memberi ilmu,

evaluasi serta saran selama menuyusun laporan dan melaksanakan kerja praktik.

4. Ibu Purwinda Iriani, Msi selaku koordinator kerja praktik yang telah

memberikan penjelasan mengenai pelaksanaan dan pembuatan laporan kerja

praktik ini.

5. Seluruh Staff dan Keluarga besar Jurusan Teknik Konversi Energi.

6. Bapak Ndaru, Bapak Nurhadi dan Ibu Feny sebagai staff SDM PT.PJB Muara

Tawar yang telah membantu dan mengurus administrasi penulis serta rekan

untuk dapat melaksanakan kerja praktik di PT. PJB Muara Tawar.

7. Bapak Muchlisin selaku pembimbing lapangan yang telah banyak membantu,

memberikan ilmu, masukan serta saran selama kerja praktik di lapangan.

8. Ibu Mumun, Bapak Marhusen dan Bapak Salimi sebagai staff perpustakaan PT.

PJB Muara Tawar.

9. Bapak Hendras sebagai staff Rendal Niaga dan Bahan bakar dan Bapak

Kunjung sebagai Spv Rendal Niaga dan Bahan bakar yang telah memberikan

materi tentang niaga dan bahan bakar yang memperluas pengetahuan penulis

dan rekan Kerja Praktik.

10.Mas Febri selaku staff bagian pemeliharaan mesin dan Mas Taufik selaku staff

pemeliharaan listrik yang telah bersedia membimbing kami dalam kegiatan

pemeliharaan unit pembangkit di PT PJB UB Muara Tawar.


3/63

iii

11.Seluruh Staff PT PJB UB Muara Tawar, khususnya yang berada di bagian

Rendal dan Maintenance PLTGU yang telah memberikan banyak bantuan dan

informasi kepada penulis selama melaksanakan kerja praktik.

12.Bapak Haji Mawi dan keluarga serta seluruh warga kost Haji Mawi yang telah

menyediakan tempat selama berada di Muara Tawar.

13.Nilam Mustikaning Nagari dan Nizar Alfian yang menjadi rekan yang

senantiasa memberikan semangat selama kerja praktik di PT. PJB Muara

Tawar.

14.Kepada Yanda Khoirurrizal yang telah menyempatkan waktunya serta memberi

dukungan semangat.

15.Kepada A Rifqi dan kakak asuh lainnya yang telah memberi dukungan

semangat.

16.Semua pihak yang tidak bisa disebutkan disini yang telah membantu dan

mendukung penulis.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak terdapat

kekurangan, oleh karena itu bila ada kritik dan saran demi kesempurnaan laporan ini akan

Penulis terima dengan ikhlas dan peyusun ucapkan terimakasih.

Akhirnya dengan segala keterbatasan yang ada, Penulis berharap laporan ini dapat

bermanfaat dan digunakan sebagai mana mestinya.

Bandung, 3 Desember 2013

Penulis


4/63

iv

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................................ i

UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................................. ii

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ iv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ vi

DAFTAR TABEL ............................................................................................................... vii

BAB I ..................................................................................................................................... 1

PENDAHULUAN ................................................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang Masalah ......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penulisan ..................................................................................................... 2

1.4 Tujuan Pelaksanaan Kerja Praktik .......................................................................... 2

1.4.1 Tujuan Umum ....................................................................................................... 2

1.4.2 Tujuan Khusus ...................................................................................................... 3

1.5 Cara memperoleh Data ........................................................................................... 3

1.6 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ............................................................................. 3

1.7 Gambaran Umum Perusahaan ................................................................................ 4

1.8 Sistematika Penulisan ............................................................................................. 7

BAB II ................................................................................................................................... 8LANDASAN TEORI ............................................................................................................ 8

2.1 Sistem Kerja PLTGU .............................................................................................. 8

2.1.1 Siklus PLTG .................................................................................................... 9

2.1.2 Siklus PLTU .................................................................................................. 10

2.1.3 Siklus Kombinasi ........................................................................................... 12

2.2 Heat Recovery Steam Generator (HRSG) ............................................................ 12

2.3 Perhitungan Efisiensi HRSG ................................................................................ 13

HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR .................................................................... 183.1 Fungsi dan Kedudukan HRSG .............................................................................. 18

3.2.1 Prinsip Kerja HRSG ...................................................................................... 20

3.2 Jenis-jenis HRSG .................................................................................................. 21

3.2.1 Berdasarkan konstruksinya ............................................................................ 21

3.2.2 Berdasarkan Tingkat Tekanannya ................................................................. 24

3.3 Komponen-komponen Utama HRSG ................................................................... 24

3.3.1 KomponenLow Pressure.............................................................................. 24

3.3.2 KomponenHigh Pressure............................................................................. 263.4 Komponen Pembantu HRSG ................................................................................ 27


5/63

v

3.5 Siklus Dalam HRSG ............................................................................................. 28

3.6 Data Pengamatan .................................................................................................. 29

3.8 Perhitungan Data ................................................................................................... 31

Data perhitungan lainnya dilampirkan pada halaman lampiran. ..................................... 32BAB IV ................................................................................................................................ 33

ANALISIS DATA ............................................................................................................... 33

4.1 Analisis Data ......................................................................................................... 33

4.2 Analisa .................................................................................................................. 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................................. 35

5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 35

5.2 Saran ..................................................................................................................... 36

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 37

LAMPIRAN A ................................................................................................................... -1-

LAMPIRAN B .................................................................................................................... -5-

LAMPIRAN C .................................................................................................................. -11-


6/63

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. 1 PLTGU PJB Muara Tawar (MCR UP Muara Tawar) ...................................... 4

Gambar 2. 1 Sistem Kerja PLTGU (Dimas Satria, 2013) ..................................................... 9

Gambar 2. 2 Diagram T-S PLTGU (Moran & Saphiro,2006)............................................... 9Gambar 2. 3 Diagram P-V dan T-s Siklus Brayton (Dimas Satria, 2013) .......................... 10

Gambar 2. 4 Sistem PLTU (Prinsip Kerja PLTU, 2012)..................................................... 11

Gambar 2. 5 Diagram T-S Siklus Rankine (Moran&Saphiro,2006) ................................... 11

Gambar 2. 6 Diagram T-S Sistem PLTGU (Rakhman, 2013) ............................................ 12

Gambar 2. 7 Heat Recovery Steam Generator (MCR UP Muara Tawar) ........................... 12

Gambar 2. 8 Instalasi HRSG dan Sistem PLTG (Digilib ITS, 2013) .................................. 13

Gambar 2. 9 Instalasi HRSG (Citizendium, 2013) .............................................................. 14

Gambar 3. 1 Perbedaan antara HRSG dengan boiler .......................................................... 18

Gambar 3. 2 Skema PLTGU (MCR UP Muara Tawar) ...................................................... 19

Gambar 3. 3 Konfigurasi HRSG Blok 1 (MCR UP Muara Tawar) .................................... 21

Gambar 3. 4 HRSG Vertikal (ALSTOM Ltd, 2005) ........................................................... 22Gambar 3. 5 Forced circulation HRSG (ALSTOM Ltd,2005) ............................................ 22

Gambar 3. 6 HRSG Horizontal (ALSTOM Ltd,2005) ........................................................ 23

Gambar 3. 7 Natural circulation HRSG (ALSTOM Ltd,2005) ........................................... 23

Gambar 3. 8 Low Pressure Cycles HRSG PT.PJB UP Muara Tawar ................................ 25

Gambar 3. 9 High Pressure Cycles HRSG PT.PJB UP Muara Tawar .............................. 26

Gambar 3. 10 Water and steam cycle HRSG PT.PJB UP Muara Tawar ............................ 28


7/63

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Kegiatan usaha UP Muara Tawar .......................................................................... 4

Tabel 3. 1 Data Pengamatan HRSG 1.1 ............................................................................. 29Tabel 3. 2 Data Pengamatan HRSG 1.1 ............................................................................. 30

Tabel 3. 3 Data Pengamatan HRSG 1.1 ............................................................................. 30



Tabel 4. 1 Data Hasil Perhitungan Efisiensi HRSG 1.1 ...................................................... 33

Tabel 5. 1 Data Hasil Perhitungan Efisiensi HRSG 1.1 ...................................................... 35


8/63

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang MasalahKerja Praktik merupakan salah satu mata kuliah yang ada dan wajib diikuti di

Politeknik Negeri Bandung khususnya di program studi Teknik Konversi Energi. Tujuan

diadakannya Kerja Praktik adalah membuka wawasan mengenai dunia industri. Dengan

adanya mata kuliah dan program Kerja Praktik ini diharapkan mahasiswa dapat memiliki

pengalaman nyata berada di dalam dunia industri. Diharapkan program Kerja Praktik ini

dapat membantu dan dimanfaatkan oleh mahasiswa untuk melatih kemampuan dalam

berkomunikasi, baik secara lisan dan tulisan.

Lulusan dari program studi Teknik Konversi Energi, memiliki prospek kerja yang

luas dalam dunia industri. Namun dunia industri itu sendiri tidak lepas dari ketergantungan

akan kebutuhan energi. Pertumbuhan di sektor industri, properti dan lain sebagainya pada

beberapa dekade terakhir ini sangat pesat. Hal ini mengakibatkan naiknya kebutuhan akan

energi listrik. Melihat perkembangan tersebut, maka dituntut adanya unit-unit pembangkit

sebagai pusat penghasil energi listrik. Maka dari itu penulis selaku mahasiswa yang

mengikuti program Kerja Praktik ini merasa tertarik untuk memilih objek Kerja Praktik

dalam bidang penyediaan kebutuhan energi, atau yang kita kenal sebagai Unit

Pembangkitan Listrik.

Dalam usaha penyedian energi listrik yang handal dan efisien didirikanlah PT. PJB

Unit Pembangkit Muara Tawar. PT. PJB Unit Muara Tawar merupakan salah satu

perusahaan yang mengoperasikan mesin pembangkit litrik yang menggunakan mesin

dengan tenaga gas dan uap dengan bahan bakar utama. PT PJB Unit Pembangkitan Muara

Tawar mengoperasikan 2 blok PLTGU (combine cycle) dan 3 blok PLTG (open cycle)

Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) adalah salah satu contoh

pembangkit yang ada di Indonesia yang memproduksi listrik dalam jumlah besar. Sistem

PLTGU menggunakan siklus gabungan dari turbin gas dan turbin uap atau yang dikenal

Combined Cycle Power Plant. Dalam system ini panas dari gas buang PLTG digunakan

untuk memanaskan air di dalam HRSG (Heat Recovery Steam Generator) untuk

menghasilkan uap air yang digunakan sebagai fluida kerja dalam sistem PLTU

Penggunaan HRSG memiliki keuntungan dibandingkan pada penggunaan boiler

umum. Keuntungannya yaitu peningkatan efisiensi karena HRSG memanfaatkan gas buang

dari turbin gas sebagi sumber kalor sehingga tidak membutuhkan bahan bakar dan udara


9/63

2

pemanas. Untuk mengetahui efisiensi dari HRSG harus dilakukan analisa perhitungan data.

Perhitungan efisiensi HRSG dilakukan dengan membandingkan laju aliran energi yang

digunakan untuk menguapkan air (uap tekanan rendah maupun uap tekanan tinggi) dan laju

aliran energi yang terkandung dalam gas buang dari system PLTG yang berguna untuk

HRSG.

1.2Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan yakni :

1. Bagaimana fungsi dan kedudukan HRSG dalam sistem PLTGU.

2. Bagaimana sistem kerja komponen-komponen dalam HRSG.

3. Apa saja parameter yang mempengaruhi efisiensi HRSG.

4. Bagaimana data operasi HRSG yang ada di lapangan.

5. Berapa besarkah efisiensi kerja HRSG.

1.3Tujuan PenulisanTujuan dari penyusunan laporan Kerja Lapangan dengan materi HRSG ini antara lain :

1. Mengetahui bagaimana fungsi dan kedudukan HRSG dalam sistem PLTGU.

2. Mengetahui sistem kerja komponen-komponen dalam HRSG.

3. Mengetahui parameter yang mempengaruhi efisiensi HRSG.

4. Mengetahui data operasi HRSG yang ada di lapangan.

5. Mengetahui besar efisiensi kerja HRSG.

1.4Tujuan Pelaksanaan Kerja PraktikTujuan dari pelaksanaan Kerja Praktik ini diuraikan dalam tujuan umum dan tujuan

khusus1.4.1 Tujuan Umum

1. Sebagai salah satu persyaratan dalam mengikuti mata kuliah Kerja Praktik yang

harus diikuti oleh seluruh mahasiswa Politeknik Negeri Bandung

2. Memberikan wawasan bagi mahasiswa tentang dunia kerja yang berhubungan

dengan mekanisme di dalam suatu perusahaan dan meningkatkan ilmu pengetahuan

mengenai dunia industri khususnya di PT. PJB Muara Tawar.


10/63

3

1.4.2 Tujuan Khusus

1. Mempelajari sistem kerja PLTGU dan komponen-komponennya di PT. PJB UP

Muara Tawar

2. Mengetahui besar efisiensi HRSG di PT. PJB UP Muara Tawar dan menganalisis

parameter-parameternya

1.5Cara memperoleh DataMetode yang dilakukan dalam pengumpulan data dalam pelaksanaan Kerja

Praktik ini adalah:

1. Metode Pengamatan Lapangan

Dilaksanakan dengan pengamatan secara langsung keadaan dan kegiatan di

Unit Pembangkitan (PLTGU) Muara Tawar Bekasi

2. Metode Wawancara

Berupa pengumpulan informasi dan konsultasi secara lisan kepada semua

pihak-pihak yang terkait.

3. Metode Pengumpulan Data

Berupa pengumpulan data atau informasi tertulis mengenai hal-hal yang

terkait dalam penulisan laporan.

4. Metode Studi Pustaka

Berupa pengumpulan literatur sebagai pelengkap dan perbandingan serta

mencari alternatif penyelesaian masalah.

1.6 Waktu dan Tempat Pelaksanaan1. Tempat

Praktik Kerja Lapangan ini dilaksanakan di PT PJB Unit Pembangkitan MuaraTawar Jl. PLTGU Muara Tawar No.1, Desa Segara Jaya Kec. Taruma Jaya,

Bekasi 17218.

2. Waktu

Praktik Kerja Lapangan ini dilaksanakan pada tanggal 17 Juni 2013 sampai

dengan 12 Juli 2013.


11/63

4

1.7Gambaran Umum PerusahaanPLTGU Muara Tawar berada disebelah utara Jakarta tepatnya disebelah timur muara

sungai tawar, desa Segara Jaya, Kecamatan Taruma Jaya, Kabupaten Bekasi, Jawa Barat.

Unit Pembangkitan Muara Tawar mengoperasikan Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap

(PLTGU) Muara Tawar dengan kapasitas terpasang 1245 MW di bangun untuk

mendukung kelistrikan Jawa Madura Bali (JAMALI).

Pada tahun 1997 1999 PLTGU Muara Tawar masih menjadi aset PT PLN PT.

Pembangkitan Jawa Bali (PJB) ditunjuk untuk mengoperasikan dan memelihara

pembangkit tersebut. Pada tahun 2000 PLTGU Muara Tawar resmi menjadi aset PT. PJB

dan berada di bawah UP Muara Karang. Kemudian pada bulan juni 2003 terbentuk Unit

Pembangkitan Muara Tawar yang sepenuhnya mengoperasikan dan memelihara

pembangkit PT. PJB.

Gambar 1. 1PLTGU PJB M uara Tawar (MCR UP Muara Tawar)

Kegiatan usaha UP Muara Tawar adalah memproduksi energi listrik dengan total

daya terpasang 1245 Mega Watt (MW) yang terdiri dari:

Tabel 1.1 Kegiatan usaha UP Muara Tawar

No Unit Daya Terpasang Beroperasi

1 GT 1.1 145 MW 23 Januari 1997

2 GT 1.2 145 MW 18 Maret 1997

3 GT 1.3 145 MW 9 April 1997

4 ST 1.4 225 MW 8 Oktober 1997

5 GT 2.1 145 MW 15 Mei 1997


12/63

5

6 GT 2.2 145 MW 20 Juni 1997

7 GT 2.3 145 MW *

8 GT 5.2 145 MW Oktober 2010

9 ST 5.2 70 MW Oktober 2010

* Tahun 1997 dipindah ke Gilimanuk Bali

Turbin gas Muara Tawar didesain dengan dual High Speed Diesel (HSD) dan

Gas Alam, pemakaian HSD ratarata 4000 kiloliter perhari dengan unloading4 kali

perkapal perbulan.

Pembangkitan berwawasan lingkungan sudah menjadi tujuan dalam

mengoperasikan PLTGU Muara Tawar. Gas Turbine (GT) 13E2, menggunakan

Environment Burner (EV) Low Nox, sehingga gas buang memenuhi standard baku

lingkungan.

UP Muara Tawar melakukan pengelolaan dan pemantauan lingkungan

terhadap komponen:

a. Fisika/Kimia meliputi penetralan limbah cair dan limbah padat melalui Waste

Water Treathment Plan t( WWTP ).

b. Kualitas air dengan parameter sesuai peruntukan.

c. Kualitas udara dengan parameter sesuai baku mutu yang ditetapkan oleh

Departemen Lingkungan Hidup.

d. Sosial ekonomi dan budaya yang meliputi pariwisata dan penghijauan di sekitar

unit.

Di samping itu dalam mengendalikan polusi udara dan air sekitar UP Muara

Tawar dilengkapi dengan alat pemantau/pengendali emisi udara dan air yang

meliputi:

a. Cerobong yang cukup tinggi pada semua unit, sehingga penyebaran gasbuanglebih luas.

b. Netralisasi limbah cair, pemisahan metal, penormalan air sebelum disalurkan

kembali kelaut.

c. Oil separator, untuk memisahkan minyak pada air buangan yang berasal dari

bunker.

d. Air pendingin keluar dari kondensor dibuat panjang dan bertingkat untuk

menurunkan suhu air pendingin.


13/63

6

Sebagai Unit Pembangkitan UP Muara Tawar pun tidak melupakan untuk

bersahabat dengan lingkungan. Hal tersebut dilakukan dengan melaksanakan

pengelolaan lingkungan antar lain:

1. Pembersihan/perawatan tanaman di sekitar lokasi unit

2. Melakukan pembersihan sampah di sekitar kanal

3. pemantauan terhadap kualitas udara dan kebisingan kualitas air limbah air laut

secara rutin.

Unit Pembangkitan Muara Tawar terdiri dari 5 blok unit utama dengan

konfigurasi:

1. Blok 1:Blok 1 adalah Combined Cycle yang terdiri dari 3 unit generator Gas Turbin, 3

unit HRSG, dan 1 unit generator Steam Turbin.

Daya terpasang : 3 x 145 MW (GT) dan 3 x 75 MW (ST)

2. Blok 2Blok 2 adalah Opened Cycledengan dari 2 unit turbin gas dengan kapasitas daya

2 x 145 MW.

3. Blok 3 dan 4Blok 3 dan 4 adalah Opened Cycleterdiri dari 6 Generator Gas Turbin

Daya terpasang : 6 x 143 MW (GT)

4. Blok 5 :Blok 5 adalahCombined Cycle terdiri dari 1 unit generator Gas Turbin, 1 unit

HRSG, dan 1 unit Steam Turbin.

Daya terpasang : 1 x 161 MW(GT) dan 1 x 81 MW (ST).

Jadi kapasitas pembangkitannya adalah 2050 MW yang disalurkan melalui

Step Up Transformator16,5 kV / 500 kV, dan melalui Gardu Induk Tegangan EkstraTinggi (GITET) 500 kV Muara Tawar melalui 4 buah penghantar Saluran Udara

Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 500 kV sebagai berikut:

- Penghantar SUTET 500 kV # 1 arah GITET Cawang pada Diameter 1 GITET

500 kV Muara Tawar.

- Penghantar SUTET 500 kV # 2 arah GITET Cibinong pada Diameter 2 GITET

500 kV Muara Tawar.

- Penghantar SUTET 500 kV # 3 arah GITET Cibatu 1 pada Diameter 4 GITET

500 kV Muara Tawar.


14/63

7

- Penghantar SUTET 500 kV # 4 arah GITET Cibatu 2 pada Diameter 5 GITET

500 kV Muara Tawar.

1.8Sistematika PenulisanSistematika penulisan Laporan Kerja Praktik secara garis besar terdiri dari 5 Bab,

yaitu :

Bab 1 : Pendahuluan

Terdiri dari latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, tujuan

kerja praktik, cara memperoleh data, waktu dan tempat kerja praktik, gambaran

umum perusahaan dan sistematika penulisan.

Bab 2 : Landasan Teori

Terdiri dari sistem kerja PLTGU, cara kerja HRSG, dan perhitungan rumus

efisiensi pada HRSG.

Bab 3 : Heat Recovery Steam Generator

Terdiri dari fungsi dan kedudukan HRSG dalam sistem PLTGU, jenis-jenis

HRSG, komponen-komponen utama HRSG dan fungsinya, komponen pembantu

HRSG dan siklus yang terjadi dalam HRSG.

Bab 4 : Perhitungan Data dan Analisis

Terdiri dari data operasi HRSG, hasil perhitungan nilai efisiensi kerja HRSG, dan

analisis hasil perhitungan.

Bab 5 : Penutup

Terdiri dari simpulan dan saran.


15/63

8

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Sistem Kerja PLTGUPLTGU merupakan sistem yang berfungsi untuk mengkonversi energi panas (hasil

pembakaran bahan bakar dan udara) menjadi energi listrik. Sistem PLTGU merupakan

penggabungan antara PLTG dan PLTU, seperti sistem kerja PLTGU yang terdapat pada

gambar 2.1. Sistem PLTGU disebut juga dengan sistem combine cycle. Bahan bakar untuk

PLTG bisa berwujud cair (HSD) maupun gas (gas alam).

Combine Cycle pada power plant pada umumnya terdiri dari tiga sistem mayor :

gas turbine, heat recovery steam generator (HRSG) dan steam turbine. Exhaust gas dari

tubin gas masih mengandung kurang lebih 70% panas awal dari combustion chamber,

dengan mengalirkan exhaust gas ke dalam HRSG lebih dari separuh (kira-kira 60%) panas

dapat dimanfaatkan (Fasel-Lentjes, 1994). Dengan alasan inilah HRSG diinstalasi setelah

turbin gas untuk mengkonversi feed water menjadi superheated steam yang kemudian

dipakai oleh steam turbin.

Sisa gas panas yang keluar dari turbin gas tersebut kemudian disalurkan ke HRSG

(Heat Recovery Steam Generator) untuk memanaskan air hingga menjadi uap kering. Uap

kering yang dihasilkan oleh HRSG diekspansikan untuk menggerakan turbin uap. Siklus

gabungan ini diterapkan karena efisiensi dari turbin gas yang tergolong rendah, sedangkan

gas buang dari turbin gas masih memiliki energi yang cukup besar sehingga masih perlu

dimanfaatkan guna buang dari tubin untuk memproduksi uap.

Penggabungan siklus turbin gas dan siklus uap dilakukan melalui heat recovery

steam generator (HRSG). Siklus kombinasi ini selain meningkatkan efisiensi termal juga

akan mengurangi pencemaran udara. Dengan menggabungkan siklus tunggal PLTG

menjadi unit pembangkit siklus PLTGU, maka akan diperoleh beberapa manfaat meliputi :

o Efisiensi termal yang tinggi, sehingga biaya operasi (Rp/KWh) lebih rendah

dibandingkan pembangkit termal lainnya

o Biaya pemakaian bahan bakar (konsumsi energi) lebih rendah

o Pembangunannya relatif cepat


16/63


17/63

10

terlebih dahulu dijalankan oleh penggerak mula (prime mover). Kedua, proses

selanjutnya pada ruang bakar. Jika start up menggunakan bahan bakar cair maka terjadi

proses pengabutan setelah itu terjadi proses pembakaran dengan penyala awal dari busi,

setelah itu terjadi proses pembakaran yang diawali penyala awal dari busi. Dari

pembakaran tersebut dihasilkan api dan gas panas bertekanan. Gas panas tersebut lalu

dialirkan ke turbin sehingga turbin menghasilkan tenaga mekanik berupa putaran.

Diagram T-S dan diagram P-V pada siklus brayton dapat dilihat pada gambar 2.3.

Proses tersebut disebut dengan siklus turbin gas, sebagai penerapan dari siklus

Brayton. Siklusnya terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

Langkah 1-2 : Udara luar dihisap dan ditekan di dalam kompresor, menghasilkan

udara bertekanan (langkah kompresi)

Langkah 2-2 : Udara bertekanan dari kompresor dicampur dengan bahan bakar,

terjadi reaksi pembakaran yang menghasilkan gas panas (langkah pemberian

panas)

Langkah 3-4 : Gas panas hasil pembakaran dialirkan untuk memutar turbin

(langkah ekspansi)

Langkah 4-1 : Gas panas dari turbin dibuang ke udara luar (langkah pembuangan)

Gambar 2. 3 Diagram P-V dan T-s Siklus Brayton (Dimas Satria, 2013)

2.1.2 Siklus PLTU

Sistem PLTU terdiri dari komponen-komponen penting, seperti : boiler, turbin uap dan

kondensor. Siklus PLTU mengikuti prinsip siklus rankine, gambar diagram P-V dan

diagram T-S pada siklus rankine dapat dilihat pada gambar 2.5. Siklus rankine dimulai

dengan pemanasan fluida (air) oleh heat exchanger kemudian berubah menjadi uap panas.


18/63

11

Lalu uap panas tersebut masuk ke steam turbin sehingga dapat menggerakan generator.

Setelah uap yang keluar dari generator masuk ke kondensor dan berubah fasa menjadi cair

kembali. Setelah itu air masuk kembali ke heat exchanger untuk dipanaskan kembali,

dalam sistem PLTGU heat exchanger ini dikenal sebagai HRSG (heat recovery steam

generator). Sistem kerja PLTU secara umum dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut ini :

Gambar 2. 4Sistem PLTU (Pri nsip Kerja PLTU, 2012)

Langkah-langkah pada siklus PLTU adalah sebagai berikut :

Proses 1-2 : Uap jenuh melewati turbin mengalami proses ekspansi isentropic.

Hal ini mengakibatkan penurunan temperatur dan tekanan fluida.

Proses 2-3 : Transfer panas dari fluida kerja yang mengalir pada tekanan

konstan melalui kondensor menuju fase cair pada titik 3

Proses 3-4 : Proses kompresi isentropic di dalam pompa menuju titik 4 dari

tekanan rendah menuju tekanan tinggi dalam bentuk fluida cair.

Proses 4-1 : Transfer panas ke fluida kerja yang melewati boiler dan mengalir

pada tekanan konstan menjadi uap jenuh.

Gambar 2. 5Diagram T-S Siklus Rankine (Moran&Saphiro,2006)


19/63

12

2.1.3 Siklus Kombinasi

Siklus PLTU merupakan gabungan antara siklus PLTG dan siklus PLTU. Siklus PLTG

menerapkan siklus Brayton dan siklus PLTU menerapkan siklus Rankine, kombinasi

diagram T-S dari siklus Brayton dan Rankine dapat dilihat pada gambar 2.6 di bawah ini :

Gambar 2. 6Diagram T-S Sistem PLTGU (Rakhman, 2013)

2.2 Heat Recovery Steam Generator (HRSG)HRSG adalah sebuah Heat Exchanger dimana fungsi utamanya sama dengan boiler

atau generator uap. Terdapat 3 HRSG di unit pembangkitan Muara Tawar, dimana HRSG

ini bersifat dual pressure (bekerja pada 2 tingkat tekanan yaitu High Pressure dan Low

Pressure dan beroperasi pada sistem sirkulasi alami serta tidak ada burner tambahan.

Kebutuhan kalor hanya disuplai dari gas buang pembakaran dan turbin gas. Gambar HRSG

dapat dilihat seperti yang terdapat pada gambar 2.7 di bawah ini :

Gambar 2. 7Heat Recovery Steam Generator (MCR UP Muara Tawar)


20/63

13

Temperatur gas buang setelah melalui proses ekspansi di turbin gas masih cukup

tinggi berkisar 500C. Jika sistem tubin gas bekerja pada open cycle, gas buang ini

langsung dibuang melalui stack turbin gas. Tetapi pada sistem pembangkitan muara tawar

ini blok 1 bekerja berdasarkan Combined Cycle, maka gas buang akan dialirkan menuju

HRSG. Pada Combined Cycle, temperature gas buang turbin ini digunakan untuk

memanaskan air sehingga menjadi uap dibagian HRSG. Pada pembangkitan Muara Tawar

ini menggunakan HRSG dengan dua sirkuit uap, yaitu High Pressure (HP) dan Low

Pressure(LP). Sirkuit HP mengalirkan uap ke turbin uap tingkat tinggi dan sirkuit tekanan

rendah mengalirkan uap ke turbin tekanan rendah. Uap keluaran turbin tekanan rendah.

Uap keluaran dari turbin uap tekanan tinggi juga langsung diarahkan masuk ke turbin

tekanan rendah.

2.3 Perhitungan Efisiensi HRSGHRSG umumnya mempunyai 2 drum uap, yaitu untuk tekanan rendah (low

pressure) dan 1 lagi untk teanan tinggi (high pressure). Peningkatan efisiensi HRSG juga

dipengaruhi dengan jumlah tekanan uap yang digunakan. HRSG pada umumnya ada yang

menggunakan 2 atau tiga tekanan, tapi dengan semakin banyaknya jumlah tingkat tekanan,

maka biaya investasi semakin besar. Maka dalam pertimbangan hal ini maka umunya

dipilih HRSG dengan tekanan dua tingkat.

Gambar 2. 8I nstalasi HRSG dan Sistem PLTG (Digil ib I TS, 2013)

Untuk meningkatkan efisiensi siklus kombinasi, salah satunya adalah dengan

meminimalkan panas yang terbuang melalui gas buang. HRSG yang dirancang

menghasilkan uap yang terdiri dari tekanan yaitu tekanan tinggi (high pressure) dan


21/63

14

tekanan rendah (low pressure). Instalasi sistem high pressure dan low pressure dalam

HRSG dapat dilihat pada gambar 2.8 dan 2.9. Adapun komponen utama HRSG adalah

pemanas awal kondesat (condensate preheater atau CPH), LP evapotar, LP Drum, LP

superheater, HP ekonomiser, HP evaporator, HP drum dan HP superheater.

Gambar 2. 9I nstalasi HRSG (Ci tizendium, 2013)

Perhitungan efisiensi termal HSRG yang menggunakan dua tekanan (tinggi dan

rendah) dapat dilakukan dengan membandingkan laju aliran energy yang digunakan untuk

menguapkan air menjadi uap panas lanjut atau superheated (Qh) baik pada uap tekanan

tinggi maupun uap tekanan rendah dan laju aliran energy yang terkandung dalam (Qeg) dari

sistem PLTG yang berguna HRSG.

Cara Menghitung Efisiensi HRSG

Rumus Untuk Energi yang Diserap Sistem

(1)

Rumus Untuk Energi yang Diserap Feedwater (Air Umpan)

Qfw = (2)

Rumus Untuk Energi yang Diserap Flue Gas (Gas Buang)

(3)


22/63

15

Keterangan

Qws : Panas yang diserap di sistem air ( KJ/s )

w : Laju aliran air ( Kg/s )

ho : Entalpi air keluar ( KJ/s ) di dapat dari interpolasi tabel saturated water

hi : Entalpi air masuk ( KJ/s ) di dapat dari interpolasi tabel saturated water

Qfw : Panas yang diserap di sistem feedwater ( KJ/s )

fw : Laju aliran feedwater ( Kg/s )

ho : Entalpi air keluar ( KJ/s ) di dapat dari interpolasi tabel subcooled

hi : Entalpi air masuk ( KJ/s ) di dapat dari interpolasi tabel subcooled

Qfg : Panas gas buang yang diserap sistem ( KJ/s )

fg : didapat dari penambahan u ( Kg/s) ( laju aliran udara ) yang didapat dari

tabel massflow + bb ( Kg/s ) ( laju aliran bahan bakar )

untuk bb setelah didapat harus dikali dengan spec gravity

cp : Kalor spesifik ( KJ/Kg )

t : Suhu uap panas yang masuk ke HRSG ( C )

Untuk mencari Qws diperlukan rumus-rumus antara lain :

Rumus pada LP Economizer

(4)

Keterangan :

Q LP eco : Panas yang diserap LP economizer ( Kj/s )

LPfw : Laju aliran air pada LP economizer ( Kg/s )

h2 : Entalpi air setelah LP economizer ( Kj/Kg )

h1 : Entalpi air sebelum LP economizer ( Kj/Kg )

Rumus pada LP Steam

(5)

Keterangan :

Q LP Steam : Panas yang diproduksi ( Kj/s )

steam : Laju aliran LP steam ( Kg/s )

h : Entalpi air dan entalpi uap ( Kj/Kg )


23/63

16

Rumus Pada LP Evaporator

(6)

Rumus pada HP Economizer

(7)

Keterangan :

Q HP Eco : Panas yang diserap oleh HP economizer ( KJ/s )

HPfw : Laju aliran air pada HP economizer ( Kg/s )

h5 : Entalpi air setelah HP economizer ( Kj/Kg )

h4 : Entalpi air sebelum HP economizer ( Kj/Kg )

Rumus pada HP SUHT

(8)

Ketetangan :

Q HP SUHT : Panas yang di serap HP super heater ( Kj/s )

HP Steam : Laju aliran steam ( Kg/s )

h7 : Entalpi super heater ( Kj/Kg )

h6 : Entalpi uap pada setelah HP economizer ( Kj/s )

Rumus pada HP Steam

(9)

Keterangan :

Q HP Steam : Panas yang di produksi ( Kj/s )

HPfw : Laju aliran air pada HP economizer ( Kg/s )

h : Entalpi air dan uap ( Kj/Kg )

Rumus pada HP Evaporator

Data yang diperlukan untuk rumus di bawah ini didapat dengan memasukan hasil

perhitungan pada rumus (7), (8) dan (9)

(10)


24/63

17

Efisiensi HRSG

Data yang diperlukan untuk rumus di bawah ini didapat dengan memasukan hasil

perhitungan pada rumus (2), (3), (5) dan (9)

(11)


25/63

18

BAB III

HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR

3.1 Fungsi dan Kedudukan HRSGHRSG (Heat Recovery Steam Generator) merupakan salah satu komponen di

pembangkit listrik (PLTGU) yang menggunakan prinsip combine cycle dimana terdapat

dua turbin yaitu turbin gas sebagai turbin utama dan turbin uap. HRSG menjadi

penghubung antara dua siklus termodinamika berbeda yaitu siklus turbin gas dan siklus

uap air. Fungsi HRSG sama dengan boiler, yaitu tempat terjadinya pemanasan air hingga

menjadi uap superheat. Perbedaannya adalah pada sumber panas yang digunakan. Pada

boiler terjadi proses pembakaran, sementara di HRSG tidak ada proses pembakaran. Pada

HRSG sumber panas utama yang digunakan untuk pemanasan air menjadi uap superheat

berasal dari energi panas yang terkandung dalam gas buang (exhaust) PLTG. Gas buang

masuk ke dalam HRSG untuk memanaskan pipa-pipa pemanas. Sedangkan pada

boiler/ketel uap, sumber panas berasal dari pembakaran bahan bakar di dalam ruang bakar.

Perbedaan sistem pemanasan pada boiler dan HRSG dapat dilihat pada gambar 3.1 di

bawah ini :

Gambar 3. 1Perbedaan antara HRSG dengan boiler

(Plant Control and Design Manual, GE Power Plant)

HRSG tidak mempunyai ruang bakar, sistem bahan bakar, sistem udara bakar dan soot

blower. Secara umum HRSG terdiri dari preheater (tergantung jenis HRSG), ekonomiser,

evaporator, dan superheater. Komponen tersebut merupakan alat penukar kalor jenis pipa

dengan fluida kerja (air/uap) berada di dalam dan gas buang berada di luar. Panas/kalor

dari gas buang dipindahkan secara konveksi ke fluida kerja.


26/63

19

Pembangkitan listrik menggunakan turbin gas akan menghasilkan panas dalam

jumlah yang besar. Gas panas yang keluar dari proses pembakaran turbin gas (exhaust)

temperaturnya masih sangat tinggi seperti sehingga pemanasan air di HRSG dilakukan

dengan memanfaatkan gas buang dari turbin gas seperti yang terlihat pada gambar skema

PLTGU pada gambar 3.2. Bila tidak dialirkan ke HRSG, gas buang tersebut dibuang ke

udara melalui bypass stack, dimana damper HRSG pada posisi menutup. Karena

beroperasi dengan memanfaatkan gas buang, PLTGU merupakan pembangkit yang efisien.

Proses dalam menghasilkan uap tidak membutuhkan pembakaran bahan bakar, bahkan

dapat memanfaatkan energi panas yang sebelumnya hanya dibuang ke udara melalui

bypass stack.

Gambar 3. 2Skema PLTGU (MCR UP Muara Tawar)

Dalam HRSG, energi panas ditansfer menggunakan kombinasi dari tiga metode ini,

yaitu :

1. Radiasi, aplikasinya yaitu perpindahan panas dari gas buang ke permukaan

tabung logam,

2. Konduksi, aplikasinya yaitu perpindahan panas dari permukaan tabung

logam.

3. Konveksi, aplikasinya yaitu perpindahan panas dari gas buang ke

permukaan tabung logam dan antara permukaan logam tabung ke cairan

atau uap.


27/63

20

3.2.1 Prinsip Kerja HRSG

HRSG digunakan bertujuan untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar yang

dipakai pada unit PLTG. Uap superheat yang keluar dari HRSG selanjutnya akan

menggerakkan unit turbin uap. HRSG merupakan bagian penting dalam sistem PLTGU.

Unit Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) adalah gabungan siklus Brayton

turbin gas dan siklusRankineturbin uap. HRSG merupakan bagian dari siklusRankine.

HRSG prinsipnya sebagai pembentuk uap bertekanan, dengan media panas berasal

dari gas buang turbin gas. Kemudian uap bertekanan tersebut dipergunakan untuk

menggerakkan turbin uap, dan selanjutnya memutar generator.

Uap yang dapat diproduksi HRSG tergantung pada kapasitas energi panas yang

masih dikandung gas buang dari unit turbin gas, artinya tergantung pada beban unit turbin

gas. Pada dasarnya, turbin gas yang beroperasi pada putaran tetap, sedangkan aliran udara

masuk kompresor berubah berdasarkan beban generator. Perubahan aliran bahan bakar

mengikuti perubahan beban turbin yang tidak konstan, akibatnya temperatur gas buang

juga berubah-ubah mengikuti perubahan beban turbin gas.

IGV( Inlet Guide Vane) merupakan sirip-sirip pemandu aliran udara masuk.

Fungsinya untuk mengatur laju aliran udara masuk ke kompresor, dimana temperatur gas

buang sebagai umpan baliknya. Temperatur gas buang unit turbin gas akan tetap konstan

diperoleh dengan IGV (Inlet Guide Vane). Untuk menjaga kestabilan produksi uap

sebagian HRSG dilengkapi dengan pembakaran tambahan untuk meningkatkan kapasitas

produksi uapnya. Sebagian produksi uapnya juga dapat digunakan untuk keperluan

pemanasan aplikasi lainnya (cogeneration). Tujuan dari menjaga kestabilan produksi uap

adalah untuk menjaga kestabilan turbin uap walaupun beban (load) turbin gas berubah-

ubah dan temperatur gas buang turbin gas (aliran udara masuk kompressor) tidak harus

dijaga tetap konstan.Heat Recovery Steam Generator yang dimiliki PLTGU Muara Tawar berjumlah 4

unit HRSG (3 pada blok 1 dan 1 pada blok 5), yang dirancang horizontal dan memiliki 2

tekanan tiap HRSG. Konfigurasi PLTGU Muara Tawar pada blok 1 adalah terdiri dari 3

PLTG, 3 HRSG dan 1 PLTU. Pada blok 5 adalah 1 PLTG, 1 HRSG dan 1 PLTU. Gambar

3.3 di bawah ini merupakan gambar dari konfigurasi HRSG PLTGU Muara Tawar beserta

siklus air dan uap pada blok 1, warna merah menunjukan jalur aliran steam dan warna

hijau menunjukan jalur aliran air :


28/63

21

Gambar 3. 3Konfi gurasi HRSG Blok 1 (MCR UP Muara Tawar)

3.2 Jenis-jenis HRSGHRSG (Heat Recoveri Steam Generator) terdapat berbagai macam jenisnya, berbeda-

beda berdasarkan kontruksi dan tingkat tekanannya. Jenis HRSG yang digunakan di

PLTGU Muara Tawar memiliki klasifikasi sebagai berikut :

Pabrik : ABB

Jenis : Natural Circulating Pump

Sifat : Dual Pressure

Temperatur : 500C

Kapasitas : 75.96 kg/s (HP side)

20,4 kg/s (LP side)

Tekanan maksimum : 99,3 bar (HP side)

9,6 bar (LP side)

Berikut ini penjelasan mengenai jenis-jenis dan konstruksi HRSG :

3.2.1 Berdasarkan konstruksinyaa. Vertikal Gas Flow HRSGPada tipe ini aliran gas buang dari PLTG secara vertical dari awah ke atas, sehingga

susunan peralatannya dari atas (Economizer, Evaporator, Superheater) dan tube-tube

tersusun horizontal. HRSG jenis ini disebut juga HRSG Forced Circulation, kontruksi

pipa-pipa pemanas disusun dari bawah ke atas. Gas panas dari turbin gas masuk dari sisi ke

atas memotong pipa-pipa pemanas dan selanjutnya keluar melalui cerobong yang berada di


29/63

22

atas HRSG. Gambar vertical gas flow HRSG dan prinsip sirkulasi paksanya dapat dilihat

pada gambar 3.4 dan 3.5 di bawah ini :

Gambar 3. 4HRSG Verti kal (AL STOM Ltd, 2005)

Gambar 3. 5Forced Circulation H RSG (ALSTOM Ltd,2005)

Keuntungan : Menghemat tempat/ ruangan

Kelemahan : Memerlukan kontruksi baja yang besar untuk penyangga HRSG

Memerlukan pompa sirkulasi

a. Horizontal Gas Flow HRSGPada HRSG dengan model horizontal seperti pada gambar 3.5 memiliki berbagai

karakteristik yaitu arah dari exhaust gas menuju heat exchangers di boiler berbentuk

horizontal(1), arah pipa-pipa sentral heat exchangers adalah vertical(2), dan posisi sirip

pipa heat exchangers adalah horizontal(3).


30/63

23

Pada tipe ini aliran gas buang dari PLTG secara horizontal dan menggunakan tube-tube

vertical dengan header di bagian atas dan bawah sesuai dengan yang terlihat pada gambar

3.6. HRSG jenis ini juga biasa disebut dengan HRSG Natural Circulation. Susunan pipa

pipa pemanas HRSG Natural Circulation dibuat vertical dengan ketinggian yang relatif

rendah. Inlet duct HRSG disambungkan dengan exhaust turbin gas dengan menggunakan

expansion joint. Ketika sirkulasi air alami terjadi dari drum ke evaporator dan kembali ke

drum. Gambar sirkulasi alaminya dapat dilihat pada gambar 3.7:

Gambar 3. 6HRSG Horizontal (ALSTOM Ltd,2005)

Keuntungan : Memudahkan pekerjaan pemeliharaan

Tidak memerlukan pompa sirkulasi

Kelemahan : Membutuhkan banyak tempat/ ruangan.

Gambar 3. 7Natural cir culation HRSG (ALSTOM L td, 2005)


31/63

24

3.2.2 Berdasarkan Tingkat TekanannyaHRSG dapat dikategorikan ke dalam single pressure dan multy pressure. HRSG

dengan single pressure hanya mempunyai satu drum uap dan hanya satu tingkat tekanan

uap yang dihasilkan di dalam HRSG tersebut. Sedangkan untuk multy pressure HRSG

menggunakan dua (double pressure) atau (triple pressure) drum uap. HRSG double

pressure terdiri dari bagian low pressure (LP) dan high pressure (HP), sedangkan untuk

triple pressure terdapat tiga tekanan yaitu LP, intermediate pressure dan HP. Pada HRSG

double pressure, uap tekanan tinggi digunankan utnuk memutar turbin tekanan tinggi (HP

Turbine), dan tekanan rendah bersama-sama uap keluaran turbin tekanan tinggi digunakan

untuk memutar tubin tekanan rendah (LP Turbine). Tujuannya dari membuat dua tingkat

tekanan ada;ah untuk meningkatkan efisiensi termal dari combine cycle. Jadi gas buang

sebelum dibuang ke atmosfer digunakan terlebih dahulu untuk menghasilkansteamdengan

tekanan dan temperature lebih rendah untuk dimanfaatkan secara maksimal. Sedangkan

pada HRSG multi pressure, terdapat tiga tingkat tekanan. Tujuannya untuk memanfaatkan

energi diantara celah antara tekanan tinggi dan rendah yang digunakan untuk menghasilkan

uap intermediate pressure.

3.3 Komponen-komponen Utama HRSGSecara umum HRSG terdiri atas 2 tingkat, berdasarkan uap yang dihasilkan yaitu High

Pressure (HP) dan LowPressure (LP). Uap tersebut dipisahkan menggunakan peralatan

yang berbeda, berdasarkan tekanan gas buang yang dilaluinya. Di bagian atas adalah

peralatan LP yang dilaului gas buang dengan temperatur dan tekanan rendah, sementara di

bawah adalah peralatanHP, dan dilalui gas buang paling panas.

3.3.1 KomponenLow PressureSistem Low Pressure merupakan sistem penerus bagi pasokan Turbin Uap bertekanan

rendah, seperti siklus seperti yang terdapat pada gambar 3.8.

Komponen HRSG dalam membentukLowPressure(LP) Steamadalah :

1. LPEconomizer

2. LPSteamDrum

3. LPEvaporator


32/63

25

Gambar 3. 8Low Pressure Cycles HRSG PT.PJB UP Muara Tawar

(MCR PJB Muara Tawar, 2013)

a. LPEconomizerEconomizer adalah sebuah kumparan perpindahan panas dalam HRSG yang

menggunakan gas buang dari gas turbin sebagai pemanas untuk feed water. LP

economizerberfungsi untuk menaikkan temperatur air bertekanan rendah yang masuk

dari feed water tank menuju ke LPDrum. Feed water, dipompa menggunakan LP

Pump,baru selanjutnya masuk ke LP Drum. Pemanasanfeed watertidak boleh terlalu

tinggi tujuannya untuk menghindari pembentukan gelembung uap di economizer.

Gelembung uap yang muncul bisa mengakibatkan gertaran dan water hammer yang

dapat menyebabkan kerusakan pada unit. Dengan pemanasan terlebih dahulu di

economizer, efisiensi keseluruhan HRSG akan meningkat.

b. LPSteamDrumLPSteamDrum adalah penampungfeed water yang telah dipanaskan, berfungsi untukmemisahkan water and uap (steam) bertekanan rendah yang telah dipanaskan oleh

evaporator. Konstruksi dan bagian-bagiansteamdrum, sama dengansteamdrumpada

PLTU.. Di dalam boiler, terdapat LCV - LPFeed Water Control Valveyang berfungsi

untuk mengatur level air padaLPDrumagar tetap pada batas normal level.


33/63

26

c. LPEvaporatorLP evaporator berfungsi untuk menguapkan air bertekanan rendah yang masuk ke

dalamnya, sehingga dari fase air berubah menjadi fase uap kering. Selanjutnya uap

tersebut masuk keLPDrumuntuk dipisah antara air dan uap.

3.3.2 KomponenHigh Pressure

High Pressure steam digunakan untuk memutar High Pressure turbine, untuk

menghasilkan High Pressure steam dibutuhkan komponen untuk mentrasfer kalor dari

exhaust Gas Turbine. Komponen HRSG dalam membentuk High Pressure (HP) Steam

adalah :

1. HPEconomizer

2. HPSteamDrum3. HP Evaporator

4. Primary Superheater

5. Desuperheater

6. Secondary Superheater

SiklusHigh Pressuredalam HRSG, dapat dilihat pada gambar 3.9 berikut ini:

Gambar 3. 9High Pressure Cycles HRSG PT.PJB UP Muara Tawar

(MCR UP Muara Tawar,2013)

HPEconomizer mempunyai fungsi yang sama dengan LPEconomizer. Fungsi HP

Economizeradalah sebagai pemanas awal dalam HRSG. Feed waterdipompa dengan

HP PumpkeHP Drum selanjutnya melalui economiaer keHP Steam Drum.


34/63

27

a. HPSteamDrumHP Steam Drum fungsinya sebagai penampungfeed water yang telah dipanaskan dan

sebagai pemisah uap bertekanan tinggi. Pada prinsipnya, HPsteamdrumsama dengan

LPsteamdrum. Yang membedakan hanya tekanan padaHPsteamdrumlebih tinggi.

PadaHPSteamDrumjuga terdapat HCV - HPFeed Water Control Valve.

b. HPEvaporatorHPEvaporatorberfungsinya untuk menguapkan air bertekanan tinggi yang masuk ke

dalamnya, sehingga berubah dari fase air menjadi fase uap jenuh.

c. HP Primary SuperheaterHP Superheater merupakan pemanas lanjutan yang berfungsi untuk menaikkan

temperatur uap yang berasal dari HPEvaporator, sehingga menjadi uap superheat.

(uap kering bertekanan tinggi)

d. DesuperheaterDesuperheater berfungsi untuk mengatur temperatur uap tekanan tinggi dari

superheater, dimana temperarureHPsteamdijaga pada set tertentu guna menghindari

temperatur lebih atau kurang.

e. SecondarySuperheaterSecondary Superheater mempunyai fungsi sama dengan Primary Superheater.

Prosesnya uap dari Primary Superheater menuju Secondary Superheater, dan

selanjutnya uapsuperheater tersebut masuk keHPSteamTurbin.

3.4 Komponen Pembantu HRSGKomponen HRSG lainnya sebagai berikut :

a. Exhaust DamperExhaust Damper merupakan sebuah perangkat yang mengaktifkan open cycle dan

combine cycle. FungsiExhaust Dampersebagai pengatur laluan gas buang dari turbin

gas menuju bypass stackuntuk opencycleatau ke HRSG untuk combinedcycle.


35/63

28

b. Weather DamperWeather Damper berfungsi untuk menutup outlet HRSG apabila sedang tidak

beroperasi agar tidak kemasukan air hujan.

3.5 Siklus Dalam HRSGSistem kerja HRSG ditunjukan oleh gambar di bawah ini, siklus dimulai dengan

masuknya gas buang dari hasil proses turbin gas (opencycle) ke dalam HRSG. Gas buang

yang masuk mempunyai temperatur yang masih tinggi, yaitu sekitar 500C hingga dapat

digunakan untuk memanaskan air dan membentuk uap di HRSG. Di dalam HRSG terdapat

pipa-pipa kecil melintang atau yang disebut dengan tube-tube. Isinya adalah air, yang

nantinya akan dipanasi oleh gas buang yang masuk, sehingga berubah menjadi uap. Siklus

LP dan HP dalam HRSG terdapat pada gambar 3.10 di bawah ini :

Gambar 3. 10Water and steam cycle HRSG PT.PJB UP Muara Tawar

(MCR UP Muara Tawar,2013)

HRSG yang digunakan pada PLTGU Muara Tawar merupakan HRSG dual

pressure. Artinya HRSG ini menghasilkan dua tekanan, yaitu tekanan tinggi dan tekanan

rendah. Uap bertekanan tinggi digunakan untuk memutar turbin tekanan tinggi (High

Pressure turbine), sedangkan uap bertekanan rendah bersama-sama dengan uap keluaran

turbin bertekanan tinggi digunakan untuk menggerakan turbinLow Pressure turbin.

Siklus low pressure dimulai feed water tank. Dalam feed water tank terdapat

dearator. Fungsi dari dearatoradalah untuk menghilangkan kandungan udara dan zat-zat

terlarut pada air kondensat, air kondensat yang masuk ke deaeratordi-spraydengan uap

tekanan rendah sehingga juga menaikkan temperatur air kondensat. Lalu feed water


36/63

29

dengan tekanan rendah dipompa oleh LP Boiler Feed Pump untuk dipanaskan di LP

economizer. Dalam LP economizer feedwatermengalami pemanasan awal lalu di pompa

menuju LP Drum menggunakan sistem feedwater pump. Fungsinya untuk mengisi LP

Drum dengan air dari feedwater untuk menjaga ketersediaan air didalam HRSG.

Selanjutnya air dalam drum akan disirkulasikan menuju evaporator. Disini proses

perpindahan panas lanjutan dimulai, sehingga sebagian air berubah menjadi uap

bertekanan yang akan dialirkan menujuLP Steam Drum. Di dalam drum uap dipisahkan

dari air dengan uap. Selanjutnya uap bertekanan akan dialirkan menuju LP steam turbin.

Untuk airnya ditampung di bagian bawah drum, sedangkan uapnya disalurkan keLPsteam

turbine.

Sementara itu, di sisi High Pressure (HP) dari feed water tank, air dipompa oleh

HPBoiler Feed Pump (HPBFP) masuk ke HPEconomizer untuk pemanasan awal, lalu

menuju ke HP Steam Drum. Selanjutnya air dalam steam drum akan menuju HP

Evaporator, sehingga air bertekanan tinggi tersebut akan meningkat temperaturnya. Dan

selanjutnya dialirkan ke HP Steam Drum untuk dipisahkan antara air dan uap. Air

ditampung di bagian bawah drumuntuk disirkulasikan lagi. Untuk steam-nya menuju ke

PrimarySuperheater.

Sebelum dialirkan keHPSteamTurbin, uap kering yang terbentuk terlebih dahulu

dialirkan kePrimarySuperheater dan Secondar Superheater. Fungsinya untuk menaikkan

temperatur uap kering tersebut hingga menjadi uap superheat sebelum digunakan dalam

proses HPSteam Turbin, Diantara Primary Superheater dan Secondary Superheater

terdapatDesuperheateryang berfungsi untuk mengatur temperatur keluaran steam.

3.6 Data PengamatanTabel 3. 1Data Pengamatan HRSG 1.1

TimestampBeban

LP

steam

Flow

Temp bef LP

eco

Temp

after LP

ecoh1 h2 h3

MW Kg/s Celcius Celcius KJ/Kg KJ/Kg KJ/Kg

3/27/2013 7:00 90.00 21.65 51.11 169.28 213.984 715.932 2767.19

3/28/2013 2:00 110.00 23.49 51.18 174.89 214.277 740.537 2772.61

3/28/2013 0:15 120.00 24.33 51.85 177.02 217.079 749.91 2774.57

3/27/2013 20:00 135.00 26.26 52.54 180.93 219.965 767.163 2778.02


37/63

30

Tabel 3. 2Data Pengamatan HRSG 1.1

TimestampBeban

HP FW

Temp

Temp aft HP

ecoh4 h5

HP FW

Flow

LP FW

Flow

MW Celcius Celcius KJ/Kg KJ/Kg Kg/s Kg/s3/27/2013 7:00 90.00 56.58 268.74 236.867 1178.86 46.15 13.92

3/28/2013 2:00 110.00 56.54 273.78 236.7 1204.62 49.69 15.82

3/28/2013 0:15 120.00 57.36 275.84 240.131 1215.24 51.47 16.58

3/27/2013 20:00 135.00 58.10 280.68 243.228 1240.45 55.02 18.56


TimestampBeban

Temp

aft HP

eco

Temp HP

Steam After

Superheater

P HP

Drumh6 h7

HP

Steam

FlowMW Celcius Celcius Bar KJ/Kg KJ/Kg Kg/s

3/27/2013 7:00 90.00 268.74 491.48 62.21 2790.72 3402.76 46.15

3/28/2013 2:00 110.00 273.78 488.45 66.99 2786.34 3389.87 49.69

3/28/2013 0:15 120.00 275.84 487.02 69.15 2784.33 3383.85 51.47

3/27/2013 20:00 135.00 280.68 483.05 73.34 2779.08 3369.67 55.02


T LP FW P LP FW F LP FW h LP FW

P HP

FW

T HP

FW

F HP

FW

h HP

FWcelcius Bar Kg/s KJ/s bar celcius Kg/s KJ/s

16.14 51.11 13.92 72.6159 56.58 128.65 46.15 544.307

15.88 51.18 15.82 71.5381 56.54 125.59 49.69 531.325

15.77 51.85 16.58 71.1429 57.36 124.27 51.47 525.378

15.48 52.54 18.56 69.8982 58.10 121.00 55.02 511.778


Timestamp Beban Cp mu

Fuel Gas

Consumption

Flue Gas Inlet

Duct Temp

Specific

Gravity

Gas

Heating

Value

MW KJ/Kg Kg/s Kg/s Celsius btu/sfc

3/27/2013 7:00 90.00 1.190168 360 6.98 517.82 0.67 1040

3/28/2013 2:00 110.00 1.190165 392.5 7.90 517.81 0.67 1050

3/28/2013 0:15 120.00 1.190179 423 8.41 517.86 0.67 1050

3/27/2013 20:00 135.00 1.188926 456 9.24 513.54 0.67 1040


38/63

31

3.8 Perhitungan DataPerhitungan efisiensi HRSG berdasarkan data HRSG 1.1 pada saat beban 90 MW adalah

sebagai berikut :

Temperatur air sebelum LP economizer : 51.11C

Temperatur air setelah LP economizer : 169.28C

Laju aliran air LP : 13.92 Kg/s

Laju aliran uap LP : 21.65 Kg/s

Temperatur air sebelum HP economizer : 56.58C

Temperatur air setelah HP economizer : 268.74C

Laju aliran air HP : 46.15 Kg/s

Temperatur uap HP setelah superheater : 491.48 C

Laju aliran uap HP : 46.15 Kg/s

Tekanan HP drum : 62.21 bar

Berdasarkan persamaan menghitung efisiensi HRSG adalah sebagai berikut :

1. LP Economizer

Q LP eco = 13.92 (715.932 - 213.984 )= 6987.12 Kj/s

2. LP Steam

Q LP Steam = (21.65 x 2767.19 )(21.65 x 213.984 )

= 55276.91 Kj/s

3. LP Evaporator

Q Evaporator = 55276.91-6987.12

= 48289.79 Kj/s

4. HP Economizer

Q HP Eco = 46.15 x ( 1178.86236.867 )


39/63

32

= 43472.98 Kj/s

5. HP Superheater

Q HP Superheater = 46.15 ( 3402.762790.72 )

= 28245.65 Kj/s

6. HP Steam

Q HP Steam = ( 46.15 x 3402.76 )( 46.15 x 236.876 )

= 146105.97 Kj/s

7. HP Evaporator

Q HP Steam = 43472.978(43472.978 + 28245.65)

= 74387.34 Kj/s

8. Feedwater Entalphy

Qfw = ) + )

= (46.15 x 544.307) + (13.92 x 72.6159)

= 26130.58 Kj/s

9. Gas Buang

Q fg = [ 364.68 + ( 6.98 x 0.67 ) ] x 1.19 x 517.82= 224747.53 KJ/s

10.Efisiensi HRSG

HRSG =

= 77.98%

Data perhitungan lainnya dilampirkan pada halaman lampiran.


40/63

33

BAB IV

ANALISIS DATA

4.1 Analisis DataBerdasarkan perhitungan pada Bab III dan lampiran maka dibuatlah tabel di bawah ini :

Tabel 4. 1Data Hasil Perhitungan Efisiensi HRSG 1.1

TimestampBeban

Efisiensi

dgn E.Kerja

Efisiensi dgn

Generator Active

Power

Generator

Actif Power

MW % % MW

3/27/2013 7:00 90.00 77.98 75.00 168.56

3/28/2013 2:00 110.00 77.19 74.31 182.17

3/28/2013 0:15 120.00 74.12 71.27 188.29

3/27/2013 20:00 135.00 73.75 70.84 201.47

Dari tabel di atas dapat dilihat terdapat dua nilai efisiensi, yaitu nilai efisiensi yang

didapatkan dengan nilai Energi Kerja dan nilai efisiensi yang didapatkan dari Active power

generator. Rumus untuk nilai efisiensi dengan Active power generator sendiri yaitu :

4.2 AnalisaBerdasarkan hasil perhitungan didapat bahwa nilai efisiensi HRSG 1.1 di PLTGU

Muara Tawar nilai berubah berbanding terbalik dengan kenaikan beban yang diberikan.

Semakin tinggi beban yang diberikan, maka nilai efisiensi dari HRSG akan semakin

menurun. Dari perhitungan nilai efisiensi dengan Qws atau Qout berasal dari energi kerja,

nilai efisiensinya sekitar 3% lebih besar dibandingkan dengan nilai Qout berasal dari

Power Active Generator. Hal tersebut dikarenakan nilai Qout pada hasil perhitungan energi

kerja pada HRSG belum mengalami loses (rugi-rugi). Besar nilai efisiensi HRSG

dipengaruhi nilai Qout (nilai energi yang keluar/nilai energi yang dimanfaatkan) yang

dipengaruhi oleh suhu, laju aliran air dan uap pada HRSG. Sedangkan nilai Qin atau Qfg

(nilai energi yang masuk) dipengaruhi oleh besar konsumsi bahan bakar, aliran udara dan

suhu gas panas yang masuk ke HRSG.

Nilai efisiensi HRSG berubah-ubah berbanding terbalik dengan beban yang

diberikan disebabkan karena suhu, laju aliran air dan uap, dan besarnya gas buang pada

HRSG selalu berubah-ubah setiap kenaikan beban. Akibatnya efisiensi HRSG berubah


41/63

34

seiring berubahnya nilai parameter yang mempengaruhi efisiensi HRSG. Nilai efisiensi

berdasarkan data perhitungan HRSG dapat dilihat pada grafik 4.1 berikut :

Grafik 4. 1Pengaruh beban terhadap efisiensi HRSG

Berdasarkan hasil analis data HRSG 1.1 pada PLTGU Muara Tawar, kondisi

HRSG dapat dikatakan baik. Kondisi HRSG dikatakan baik jika nilai efisiensi yang

didapat berkisar antara 70% - 80%. Dari hasil pengamatan efisiensi HRSG dengan Qout

(Qws) energi kerja nilainya berkisar 73.75 % - 77.98%, sedangkan efisiensi HRSG dengan

Qout Active Power Generator nilainya 70.84 -75%. Artinya kondisi HRSG dalam keadaan

baik.

70.00

71.00

72.00

73.00

74.00

75.00

76.00

77.00

78.00

79.00

0.00 50.00 100.00 150.00

Efisiensi(%)

Beban (MW)

Pengaruh Beban Terhadap Efisiensi HRSG

Efisiensi dg Qws Energi

Kerja

Efisiensi dengan Qout Aktif

Power Generator


42/63

35

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KesimpulanBerdasarkan hasil analisa dan perhitungan didapatkan data sebagai berikut :

Tabel 5. 1 Data Hasil Perhitungan Efisiensi HRSG 1.1

TimestampBeban

Efisiensi

dgn

E.Kerja

Efisiensi dgn

Generator Active

Power

Generator

Actif Power

MW % % MW

3/27/2013 7:00 90.00 77.98 75.00 168.56

3/28/2013 2:00 110.00 77.19 74.31 182.17

3/28/2013 0:15 120.00 74.12 71.27 188.29

3/27/2013 20:00 135.00 73.75 70.84 201.47

Dari analisa terhadap data hasil perhitungan efisiensi pada tabel 5.1 satu diatas dapat

disimpulkan :

1. Efisiensi tertinggi dari HRSG didapat pada saat beban terendah, yaitu sebesar

77.98% untuk efisiensi dengan Qout (Qws) energy kerja HRSG dan sebesar 75%

untuk Qout dari Generator Aktif Power.

2. Efisiensi terendah dari HRSG didapat pada saat beban tertinggi, yaitu sebesar

73.75% untuk efisiensi dengan Qout (Qws) energy kerja HRSG dan sebesar

70.84% untuk Qout dar Generator Aktif Power.

3. Efisiensi HRSG dipengaruhi nilai Qout HRSG meliputi beberapa parameter yaitu

oleh suhu, laju aliran air dan uap pada HRSG. Semakin tinggi besar Qout

terhadap Qin maka semakin besar juga efisiensi HRSG.

4. Penurunan efisiensi dipengaruhi kedaan termodinamika HRSG yang terjadi saat

itu, meliputi perubahan temperature dan tekanan.

5. Perbedaan nilai efisiensi dengan Qout HRSG berdasarkan nilai Qws (energy

kerja) dengan Qout berdasarkan Generator Aktif Power disebabkan karena adanya

losses dari energi kerja hingga akhirnya menjadi Qout final yaitu Generator Aktif

Power.

6. HRSG 1.1 berada dalam keadaan yang baik karena rentang efisiensinya berada

dalam rentang 70% sampai dengan 80%


43/63

36

5.2 Saran1. Untuk meningkatkan efisiensi HRSG, losses harus dihindari. Kerugian meliputi

mechanichal losses, pressure losses dan perubahan nilai Cp dari fluida karena

temperature yang berubah-ubah.

2. Sebaiknya performa HRSG ketika beban naik dapat dipertahankan, sehingga

ketika terjadi kenaikan beban penurunan efisiensi tidak begitu besar.


44/63

37

DAFTAR PUSTAKA

Rahmanta, Prinsip Kerja Heat Recovery Steam Generator

http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-

generator/,2011.

Rakhman, Heat Recovery Steam Generator,http://rakhman.net/2013/03/heat-

recovery-steam-generator-hrsg.html,2013.

Januar Adi, Siklus Rankine PLTU,http://januaradi.blogspot.com/2011/07/siklus-

rankine-pltu.html,2011.

Fahreza, Prinsip Kerja PLTU :http://pahrezaa.blogspot.com/2012/10/prinsip-kerja-

pltu_26.html,2012.

Abdul Qodir, Heat Recovery Steam Generator,http://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/

Rakhman, Heat Recovery Steam Generator single pressure,

http://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.html/hrsg-dengan-

tekanan-tunggal-single-pressure#main,2013.

Rakhman, Siklus Brayton, Siklus Rankine, dan Siklus Kombinasi,

http://rakhman.net/2013/01/tes-2.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-

kombinasi

Rasydin, Siklus PLTGU,http://rasydinsjatry.blogspot.com/2013/03/siklus-pltgu-

siklus-pltg-dimulai.html,2013.

Dimas Satria, Teknologi Operasi PLTGU,

http://dsatriaz.blogspot.com/2013/05/teknologi-operasi-pltgu.html,2013.

Rahmanta, Pembangkit Listrik Tenaga Uap,

http://rahmanta13.wordpress.com/2011/05/09/pembangkit-listrik-tenaga-uap-pltu/,

2013.

Rakhman, Siklus Brayton, Siklus Rankine, dan Siklus Kombinasi,http://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.html/siklus-brayton-siklus-rankine-

dan-siklus-kombinasi#main,2013.

Rakhman, Prinsip Kerja PLTGU,http://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-

pltgu.html,2013.

HRSG :http://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-

generator/

Rahmanta, Prinsip kerja HRSG,

http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/
http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/http://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://januaradi.blogspot.com/2011/07/siklus-rankine-pltu.htmlhttp://januaradi.blogspot.com/2011/07/siklus-rankine-pltu.htmlhttp://januaradi.blogspot.com/2011/07/siklus-rankine-pltu.htmlhttp://januaradi.blogspot.com/2011/07/siklus-rankine-pltu.htmlhttp://pahrezaa.blogspot.com/2012/10/prinsip-kerja-pltu_26.htmlhttp://pahrezaa.blogspot.com/2012/10/prinsip-kerja-pltu_26.htmlhttp://pahrezaa.blogspot.com/2012/10/prinsip-kerja-pltu_26.htmlhttp://pahrezaa.blogspot.com/2012/10/prinsip-kerja-pltu_26.htmlhttp://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/http://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/http://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.html/hrsg-dengan-tekanan-tunggal-single-pressure#mainhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.html/hrsg-dengan-tekanan-tunggal-single-pressure#mainhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.html/hrsg-dengan-tekanan-tunggal-single-pressure#mainhttp://rakhman.net/2013/01/tes-2.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasihttp://rakhman.net/2013/01/tes-2.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasihttp://rakhman.net/2013/01/tes-2.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasihttp://rasydinsjatry.blogspot.com/2013/03/siklus-pltgu-siklus-pltg-dimulai.htmlhttp://rasydinsjatry.blogspot.com/2013/03/siklus-pltgu-siklus-pltg-dimulai.htmlhttp://rasydinsjatry.blogspot.com/2013/03/siklus-pltgu-siklus-pltg-dimulai.htmlhttp://rasydinsjatry.blogspot.com/2013/03/siklus-pltgu-siklus-pltg-dimulai.htmlhttp://dsatriaz.blogspot.com/2013/05/teknologi-operasi-pltgu.htmlhttp://dsatriaz.blogspot.com/2013/05/teknologi-operasi-pltgu.htmlhttp://rahmanta13.wordpress.com/2011/05/09/pembangkit-listrik-tenaga-uap-pltu/http://rahmanta13.wordpress.com/2011/05/09/pembangkit-listrik-tenaga-uap-pltu/http://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasi#mainhttp://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasi#mainhttp://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasi#mainhttp://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.htmlhttp://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.htmlhttp://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.htmlhttp://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.htmlhttp://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/http://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/http://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/http://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/http://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/http://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/http://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.htmlhttp://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.htmlhttp://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasi#mainhttp://rakhman.net/2013/01/prinsip-kerja-pltgu.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasi#mainhttp://rahmanta13.wordpress.com/2011/05/09/pembangkit-listrik-tenaga-uap-pltu/http://dsatriaz.blogspot.com/2013/05/teknologi-operasi-pltgu.htmlhttp://rasydinsjatry.blogspot.com/2013/03/siklus-pltgu-siklus-pltg-dimulai.htmlhttp://rasydinsjatry.blogspot.com/2013/03/siklus-pltgu-siklus-pltg-dimulai.htmlhttp://rakhman.net/2013/01/tes-2.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasihttp://rakhman.net/2013/01/tes-2.html/siklus-brayton-siklus-rankine-dan-siklus-kombinasihttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.html/hrsg-dengan-tekanan-tunggal-single-pressure#mainhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.html/hrsg-dengan-tekanan-tunggal-single-pressure#mainhttp://aabdulqodir.wordpress.com/2011/12/28/heat-recovery-steam-generator/http://pahrezaa.blogspot.com/2012/10/prinsip-kerja-pltu_26.htmlhttp://pahrezaa.blogspot.com/2012/10/prinsip-kerja-pltu_26.htmlhttp://januaradi.blogspot.com/2011/07/siklus-rankine-pltu.htmlhttp://januaradi.blogspot.com/2011/07/siklus-rankine-pltu.htmlhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/prinsip-kerja-heat-recovery-steam-generator/


45/63

38

Rakhman, Heat Recovery Steam Generatorhttp://rakhman.net/2013/03/heat-

recovery-steam-generator-hrsg.html,2013.

Cirizendium, Steam generator,http://en.citizendium.org/wiki/steam_generator.
http://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://en.citizendium.org/wiki/steam_generatorhttp://en.citizendium.org/wiki/steam_generatorhttp://en.citizendium.org/wiki/steam_generatorhttp://en.citizendium.org/wiki/steam_generatorhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.htmlhttp://rakhman.net/2013/03/heat-recovery-steam-generator-hrsg.html


46/63

-1-

Lampiran Gambar

Overview Sistem PLTGU


47/63

-2-

Overview HRSG Double Pressure


48/63

-3-

Overview HRSG HP Pressure


49/63

-4-

Overview HRSG LP Pressure


50/63

-5-

Lampiran Perhitungan

Perhitungan efisiensi HRSG berdasarkan data HRSG 1.1 pada saat beban 110 MW adalah

sebagai berikut :

Temperatur air sebelum LP economizer : 51.18 C

Temperatur air setelah LP economizer : 174.89 C



Temperatur air sebelum HP economizer : 56.54 C

Temperatur air setelah HP economizer : 273.78 C

Laju aliran air HP : 49.69 Kg/s Temperatur uap HP setelah superheater : 488.45 C




1. LP Economizer

Q LP eco = 15.82 ( 740.537-214.277)

= 8325.43 Kj/s

2. LP Steam

Q LP Steam = ( 23.49 x 2772.61)( 23.49 x 214.277)

= 60095.24 Kj/s

3. LP Evaporator

Q Evaporator = 60095.248325.43

= 51769.81 Kj/s

4. HP Economizer

Q HP Eco = 49.69 x ( 1204.62236.7 )

= 51769.8 Kj/s


51/63

-6-

5. HP Superheater

Q HP Superheater = 49.69 ( 3389.872786.34 )

= 29989.4 Kj/s

6. HP Steam

Q HP Steam = ( 49.69 x 3389.87)( 49.69 x 236.7 )

= 156681.01 Kj/s

7. HP Evaporator

Q HP Steam = 156681.01(51769.8 + 29989.4)

= 172016.84 Kj/s


Qfw = ) + )

= (49.69 x 531.325) + (15.82 x 71.5381)

= 27533.27 Kj/s

9. Gas Buang

Q fg = [ 397.79 + ( 7.90 x 0.67 ) ] x 1.19 x 517.81

= 24151.6 Kg/s

10.Efisiensi HRSG

HRSG =

= 77.19%


52/63

-7-


sebagai berikut :






Temperatur air setelah HP economizer : 275.84 C






1. LP Economizer

Q LP eco = 16.58 ( 749.91-217.079)

= 8834.34 Kj/s

2. LP Steam

Q LP Steam = ( 24.33 x 2774.57)( 24.33 x 217.079)

= 62223.76 Kj/s

3. LP Evaporator

Q Evaporator = 62223.768834.34

= 53389.42 Kj/s

4. HP Economizer

Q HP Eco = 51.47 x ( 1215.24240.131)

= 50188.86 Kj/s


53/63

-8-

5. HP Superheater

Q HP Superheater = 51.47 ( 3383.852784.33)

= 30857.30 Kj/s

6. HP Steam

Q HP Steam = ( 51.47 x 3383.85)( 51.47x 240.131)

= 161807.22 Kj/s

7. HP Evaporator

Q HP Steam = 161807.22(510188.86+ 30857.30)

= 80761.06 Kj/s


Qfw = ) + )

= (51.47 x 525.378) + (15.77 x 71.1429)

= 28220.76 Kj/s

9. Gas Buang

Q fg = [ 428.63+ ( 8.41 x 0.67 ) ] x 1.19 x 517.86

= 264187.32 Kg/s

10.Efisiensi HRSG

HRSG =

= 74.12%


54/63

-9-


sebagai berikut :






Temperatur air setelah HP economizer : 280.68C






1. LP Economizer

Q LP eco = 18.56 ( 767.163-219.965)

= 10155.99 Kj/s2. LP Steam

Q LP Steam = ( 26.26 x 2778.163)( 26.26 x 219.965)

= 67174.52 Kj/s

3. LP Evaporator

Q Evaporator = 67174.5210155.99= 57018.53 Kj/s

4. HP Economizer

Q HP Eco = 55.02 x ( 1240.45243.228)

= 54867.15 Kj/s


55/63

-10-

5. HP Superheater

Q HP Superheater = 55.02 ( 3369.672779.08)

= 32494.26 Kj/s

6. HP Steam

Q HP Steam = ( 55.02 x 3369.67)( 55.02 x 243.228)

= 172016.84Kj/s

7. HP Evaporator

Q HP Steam = 161807.22(54867.15+ 32494.26)

= 84655.42 Kj/s


Qfw = ) + )

= (52.54 x 511.778) + (15.48 x 69.8982)

= 29455.34 Kj/s

9. Gas Buang

s

Q fg = [ 462.19+ ( 9.24 x 0.67 ) ] x 1.19 x 517.54

= 284393.73 Kg/s

10.Efisiensi HRSG

HRSG =

s = 73.75 %


56/63

-11-

LAMPIRAN JURNAL

JURNAL MINGGU KE-1

1. Hari/Tanggal : Senin / 17 Juni 2013Waktu : 07.30 - 16.00Deskripsi Kegiatan :

08.0009.00Briefing dengan Bapak Nurhadi dari bagian SDM. Pemberian gambaran system

operasi secara umum di PLTGU PJB Muara Tawar. Proses siklus PLTGU secara umum,

dari air intake masuk ke compressor, lalu udara di bakar di combuster dengan dua macam

fuel yaitu gas dan solar, tetapi lebih banyak digunakan gas, lalu udara pembakaran masuk

ke turbin menggerakan generator, sisa panas masuk ke HRSG. Didalam HRSG terdapat

dumper untuk mengarahkan exhaust vapour ke steam turbin. Jadi pada saat tertentu

dumper bisa dibuka maupun ditutup, jika dibuka maka steam turbin tidak akan beroperasi.

09.0010.00

Pengarahan oleh Bapak Ndaru tentang persiapan Kerja Praktek sebelum kelapangan. Pengurusan administrasi dan tata tertib selama melaksanakan Kerja Paktek.

10.0012.00Mempelajari dokumen aplikasi PJB Muara Tawar mengenai PT PJB Muara Tawar.

Berisi tentang struktur organisasidan strategy planning di PJB. Membaca buku referensi

yang relevan dengan system PLTGU di Perpustakaan PJB Muara Tawar.

13.0014.30

Sharing dengan Bapak Muchlisin dari bagian steam turbin untuk penentuan objek,

focus, dan mentor yang akan membimbing selama Kerja Praktek berlangsung. Hasil

Sharing adalah penentuan objek di turbin gas dan pembagian mentor yaitu satu mahasiswa

dibimbing oleh satu mentor.

14.3016.00Mempelajari dokumen aplikasi PJB Muara Tawar, berisi tentang measurement

analysis dan knowledge management.

2. Hari/Tanggal : Selasa / 18 Juni 2013Waktu : 07.3016.00

Deskripsi Kegiatan :

10.0010.30Pengurusan administrasi untuk mendapatkan kartu ijin kerja praktek dan tanda

tangan persutujuan Kerja Praktek.

13.0015.00Membaca referensi materi PLTGU dan pembuatan kerangka awal BAB 1.

15.0015.30Pengurusan administrasi dan menerima kartu tanda mahasiswa kerja praktek.

3. Hari/Tanggal : Rabu / 19 Juni 2013Waktu : 07.3016.00


09.3010.00Pembagian mentor oleh Bapak Ndaru dari bagian SDM. Masing-masing orang

mendapat satu mentor dari bagian rendal operasi.

10.0010.30


57/63

-12-

Pengarahan K3 oleh Bapak Lilu dari bagian K3. Setiap memasuki daerah operasi

harus memakai standar safety yang ada seperti safety shoes dan helm kerja.

10.3011.00Diskusi dengan bagian rendal operasi tentang pembagian objek dan pembagian

mentor. Hasil diskusi mentor bergantian tiap minggu sesuai dengan materi yang akan diberikan. Pada minggu pertama dimentori oleh Bapak Kunjung dari bagian rendal niaga dan

bahan bakar. Minggu kedua dimentori oleh Bapak Ateng dari bagian rendal gas turbin.

Minggu ketiga Pengambilan objek Kerja Praktek yaitu siklus steam turbin.

11.0012.00Presentasi oleh Bapak Kunjung dari bagian rendal operasi niaga dan bahan bakar,

menjelaskan tentang system perniagaan dari PJB ke buyer yaitu PLN yang diatur

berdasarkan kontrak PPA (Power Purchase Agreement)

13.0015.30Melanjutkan presentasi mengenai perencanaan niaga proses produksi di PJB

Muara Tawar. PT. PJB saat ini hanya menjual energy listrik yang diproduksinya kepada

PT. PLN sebagai buyer tunggal. Karena tidak ada persaingan dalam usaha penjualanenergy listrik, maka PT. PLN akan membeli berapa pun jumlah energy listrik yang dapat

dihasilkan oleh PT. PJB. Dalam PT. PLN sendiri terdapat dua anak perusahaan yang

konstan menjadi penyulplai energy listrik untuk memenuhi kebutuhan listrik yaitu PT.

Indonesia Power dan PT. PJB. Dan untuk penyuplai energy listrik lainnya di luar PT.

Indonesia Power dan PT. PJB, PLN menerapkan system kompetisi, dimana penjualan yang

paling murah yang akan dipilih. Seperti pada diagram berikut ini :


58/63

-13-

Model tarif listrik yang diterapkan di PT.PJB adalah :

1. Bulk Tarif

Model Tarif ini sangat ditentukan oleh Penjualan Energi (dalam Rp/kWh)2. Model Komponen

Model Tarif ini ditentukan oleh :

a. Kesiapan

b. Penjualan Energi

Model Komponen A,B,C dan D

1. Pembayaran Faktor Kesiapan (Fixed Charge dalam satuan Rp/kW)

a. Komponen A (Biaya Pengembalian Investasi).

b. Komponen B (Biaya Tetap Operasi dan Pemeliharaan)

2. Pembayaran Faktor Penjualan Energi (Variable Charge dalam satuanRp/kWh)

a. Komponen C (Biaya Bahan Bakar)

b. Komponen D (Biaya variabel Operasi dan Pemeliharaan)

Harga KEWAJIBAN PENJUAL KEWAJIBAN PEMBELI

A Menyediakan Kapasitas

pembangkit, dengan melakukan

investasi pembangunan.

(DMN * EAF)

Menjamin/ membayar

pengembalian biaya investasi

untuk penyediaan kapasitas dan

memberikan return yang wajar.

B Menjaga ketersediaan Kapasitas.

Mengoperasikan unit pembangkit

sesuai permintaan pembeli dalam

batas-batas ketentuan teknis mesin

(DMN * EAF)

Mengganti biaya Operasi dan

Pemeliharaan.

C Menjamin tingkat effisiensi mesin.

Cap Heat Rate

Menjamin ketersediaan bahan bakar

Mengganti biaya bahan bakar

sesuai kesepakatan harga

variabel (Rp/kWh)

D Menjamin tingkat effisiensi mesin.

Menjamin ketersediaan bahan-

bahan lain untuk produksi (pelumas,

kimia)

Tarif Komponen D

Mengganti biaya komponen D

sesuai kesepakatan harga

variabel (Rp/kWh)

Pada setiap perencanaan baik tahunan, bulanan, dan mingguan selalu dihitung nilai EAF

(Equivalent Available Factor) yaitu penilaian factor kesiapan dari pembangkit. Terdapat

berbagai hubungan EAF declare dan EAF realisasi yaitu :

Apabila EAF realisasi > EAF declare karena upaya memperpendek waktu

pemeliharaan maka pembangkit mendapat insentif.


59/63

-14-

Apabila EAF realisasi > EAF declare karena pergeseran pemeliharaan, maka akan

ada potensi lost of revenue. (under state).

Apabila EAF realisasi < EAF declare karena over state, maka terjadi penalti.

4. Hari/Tanggal : Kamis / 20 Juni 2013Waktu : 07.30 - 16.00

Deskripsi Kegiatan :Mencari dan membaca referensi yang relevan, informasi dan data untuk

melengkapi penulisan Bab 1.

5. Hari/Tanggal : Jumat / 21 Juni 2013Waktu : 07.30 - 16.00

Deskripsi Kegiatan :Mencari dan membaca referensi yang relevan, informasi dan data untuk

melengkapi penulisan Bab 1 disertai dengan pengecekan ulang penulisan Bab 1.

JURNAL MINGGU KE-2

1. Hari/Tanggal : Senin / 24 Juni 2013Waktu : 08.00 - 15.00


08.0012.00Menyusun kerangka dan mencari referensi Bab 2 meliputi : Sistem kerja PLTGU secara

umum dan Objek Analisa yang diambil (diagram, rumus sistem dan definisi)

12.0015.00Menyusun dan melengkapi isi Bab2 berdasarkan referensi yang sudah didapat.

2. Hari/Tanggal : Selasa / 25 Juni 2013Waktu : 08.0012.00


08.00 -10.00Menyusun dan melengkapi kembali isi Bab2 berdasarkan referensi yang sudah didapat.

10.0012.00Menuju lab Maintenance Listrik, dan mengikuti electrical preventive maintenance di

bagian steam turbin dengan Bapak Taufiq dari Bagian Maintaance Listrik.01.0015.00Pengerjaan dan penyusunan Bab 2

3. Hari/Tanggal : Rabu / 26 Juni 2013Waktu : 13.0015.00


13.0015.00Pembekalan dan pengenalan sistem gas tuebin di PLTGU Muara Tawar, dibimibing

oleh Bapak Ateng Sobari di Control Room. Materi yang disampaikan meliputi, air intake,

compresor, ruang bakar dan exhaust gas turbine. Masuknya udara melalui Air Intake

Sistem dikontrol oleh VIGV (Variabe Inlet Get Van), VIGV mempengaruhi volume udarayang masuk ke kompresor dan menyesuaikan dengan set point load. Posisis VIGV jika


60/63

-15-

pada sudut 0 posisi van daam keadaan full open, artinya udara masuk ke kompresor tanpa

hambatan. Pada posisi -30 posisi van dalam keadaan pembakaran Sedangkan pada posisi -

62 posisi van adalah full closed sehingga udara tidak dapat masuk ke kompresor.

Temperatur, humidity dan pressure pada udara lingkungan mempengaruhi nilai termal dan

volume udara yang masuk. Volume udara yang asuk berbanding lurus dengan tingkatpembakaran. Daya kompresi rendah akan mempengaruhi kinerja mesin.

Pada ruang bakar nyala pertama memakai alat ignition torch . Syarat untuk

penyalaan pertama adalah propan, udara dan ignition. Pencampuran bahan bakar dan udara

mempengaruhi kualitas pembakaran dan gas buang. Jika komposisi bahan bakar terlalu

banyak dibandingkan udara akan mengakibatkan pembakaran gemuk, ditandai dengan

warna asap hitam. Jika koomposisi udara lebih banyak dari bahan bakar akan

mengakibatkan pembakaran kurus, ditandai dengan asap putih.

Start apa Gas Turbine dimulai dari 0 rpm 3000 rpm. Akselerasi dimulai dari

penyalaan hingg speed 2200 rpm. Heat termal mempengaruhi percepatan atau pencapaian

titik kritikal. Pada awal start up generator diubah menjadi motor menggunakan SFC (

Static Frekuensi Converter). Parameter yang mempengaruhi akselesrasi yaitu heat termal,ignition, TAT (Temperatur Awal Ruang Bakar), dan pembukaan katup bahan bakar. Jika

tidak ada proses pembakaran, amka diadakan sistem drain pada combuster, tujuannya agar

mencegah alat explosive karena titik panas yang tinggi setelah proses pembakaran. Udara

yang berasal dari kompresor akan masuk ke blow down untuk dibuang ke atmosfer.

4. Hari/Tanggal : Kamis / 27 Juni 2013Waktu : 13.00 - 16.00


Observasi lapangan dimentori Bapak Ateng dari Rendal Operation di area

Steam turbin, meliputi Menjelaskan sistem kerja steam turbin secara umum,

dimulai dari sistem condensor. Di condensor sistem pendinginannya open cycle, air

pendiginnya berasal dari laut yang dipompakan dan berada dalam tube, sedangkan

uap dari turbin masuk ke condesor begitu saja mengalir ke bawar melalui pipa tube

sehingga terjadi kondensasi. Air kondensat ditampung d bawah ko

all out (revisi)

Documents