LANDASAN TEORI
2.1. Pembangkit Listrik Tenaga Gas
2.1.4. Bagian Utama PLTG
Adapun bagian utama Turbin Gas tersebut adalah : 1. Turbin Gas 2. Kompresor 3. Combustion Chamber 4. Generator 2.1.4.1. Turbin
Gas panas (energi panas) hasil pembakaran diarahkan untuk memutar sudu turbin. Turbin gas merubah energi panas menjadi energi kinetik. Perubahan energi terjadi ketika gas panas melewati sudu diam dan sudu gerak. Melewati sudu diam tekanan gas turun, tetapi kecepatanya naik. Pada saat mendorong sudu gerak, tekanan dan kecepatan gas turun.
Dari daya total yang dihasilkan kira-kira 60% digunakan untuk memutar kompresornya sendiri, dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan.
Gambar 2.3. Turbin Gas Sumber : PT. PLN (Persero) Sektor Belawan
Komponen-komponen pada turbin section adalah sebagai berikut : 1. Turbin Rotor Case
2. First Stage Nozzle, yang berfungsi untuk mengarahkan gas panas ke first stage turbine wheel.
3. First Stage Turbine Wheel, berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik dari aliran udara yang berkecepatan tinggi menjadi energi mekanik berupa putaran rotor.
4. Second Stage Nozzle dan Diafragma, berfungsi untuk mengatur aliran gas panas ke second stage turbine wheel, sedangkan diafragma berfungsi untuk memisahkan kedua turbin wheel.
5. Second Stage Turbine, berfungsi untuk memanfaatkan energi kinetik yang masih cukup besar dari first stage turbine untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yang lebih besar.
Exhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai saluran pembuangan gas panas sisa yang keluar dari turbin gas. Exhaust section terdiri dari beberapa bagian yaitu :
1. Exhaust Frame Assembly. 2. Exhaust Diffuser Assembly.
Gambar 2.4. Exhaust Frame Assembly
Sumber : http://sulthonyusuf.blogspot.com/2010/01/turbin-gas-1.html
Exhaust gas keluar dari turbin gas melalui exhaust diffuser pada exhaust frame assembly, lalu mengalir ke exhaust plenum dan kemudian didifusikan dan dibuang ke atmosfir melalui exhaust stack, sebelum dibuang ke atmosfir gas panas sisa tersebut diukur dengan exhaust thermocouple dimana hasil pengukuran ini digunakan juga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksi temperatur trip.
Pada exhaust area terdapat 18 buah termokopel yaitu, 12 buah untuk temperatur kontrol dan 6 buah untuk temperatur trip.
Gambar 2.5. Exhaust Diffuser Assembly Sumber : http://www.globalsecurity.org/military /le5.htm
2.1.4.2. Kompresor
Fungsi kompresor utama adalah menghasilkan udara bertekanan untuk digunakan sebagai udara pembakaran dan pendingin. Tipe kompresor yang dipakai adalah kompresor aksial bertingkat banyak. Kompresor terdiri dari sudu gerak dan sudu diam, sehingga kecepatan relatif udara Vr2 < Vrl, tetapi kecepatan absolut udara disisi keluar lebih besar dari sisi masuk (V2 > Vl) karena pada rotor diberikan kerja. Kecepatan absolut udara keluar sudu diam akan berkurang, dan
disini energi kinetik diubah menjadi energi potensial atau tekanan. Akibat dari meningkatnya tekanan pada tiap tingkat dan melewati ruang yang lebih sempit disisi keluar kompresor, maka suhu udara keluar kompresor naik mencapai 280 -315 C.
Adapun bentuk kompresor dapat dilihat dari gambar di bawah ini :
Gambar 2.6. Kompresor Sumber : PT. PLN (Persero) Sektor Belawan
2.1.4.3. Ruang Bakar (Combustion Chamber/Chombustor)
Combustion Chamber adalah ruangan tempat terjadinya proses pembakaran. Turbin gas umumnya mempunyai combustion chamber yang terdiri dari banyak combustion basket (liner) yang dipasang melingkari compressor discharge. Volume gas panas produksi combustion chamber jumlahnya besar karena proses pembakaran nya memberikan excess udara yang tinggi hingga mencapai sekitar 350 %.
Adapun bentuk dan komponen combustion chamber dapat dilihat dari gambar di bawah ini :
Gambar 2.7. Combustion Chamber
Sumber : http://www.enginehistory.org/GasTurbines/combustionchamber.html
2.1.4.4. Generator
Generator merupakan pesawat yang berfungsi untuk mengubah energi kinetis menjadi energi listrik. Generator terdiri dari stator dan rotor. Rotor berfungsi sebagai medan magnet putar, sedang stator berfungsi sebagai kumparan tetap. Ketika rotor diputar oleh turbin maka medan magnet memotong kumparan stator sehingga timbul tegangan pada ujung terminalnya.
Gambar 2.8. Generator
Sumber : http://www.oneneck.com/article.aspx?id=174.html 2.1.5.Komponen Bantu PLTG
2.1.5.1. Udara Dalam (Air Inlet)
Air inlet terdiri dari filter house yang berfungsi menyaring udara masuk kompresor. Kotoran tidak boleh terbawa masuk kedalam kompresor maupun turbin karena menyebabkan deposit ataupun erosi. Filter house dapat berupa filter berputar atau filter yang dapat membersihkan sendiri. Pembersihan otomatis bekerja apabila perbedaan tekanan melintas filter mencapai harga set nya. Filter house dihubungkan ke saluran udara masuk kompresor dan inlet silincer.
2.1.5.2. Sistem - sistem pada Turbin Gas
Peralatan bantu PLTG selain terdiri dari peralatan yang berbentuk komponen. Juga berupa suatu siklus atau sirkiut yang disebut sistem. Sistem tersebut diantaranya terdiri dari:
1)Sistem udara pendingin dan perapat
Udara pendingin berfungsi untuk mendinginkan sudu-sudu turbin. Material turbin gas akan mengalami stress yang berat karena dilalui oleh gas yang temperaturnya sangat tinggi hasil dari pembakaran bahan bakar. Untuk mencegah agar tidak terjadi overheating, maka bagian turbin yang dilalui oleh gas panas
tersebut didinginkan dengan udara. Sudu-sudu gerak (moving blade) didinginkan dengan udara yang diambil dari kompresor (tingkat tertentu).
2)Sistem udara pengabut
Bahan bakar gas pada turbin gas umumnya diatomisasi dengan udara. Udara atomising ini diambil dari kompresor khusus atau dari kompresor utama. Pada saat start udara pengabut biasanya diambil dari kompresor khusus, dan setelah operasi normal udara pengabut diambil dari kompresor utama.
3)Sistem bahan bakar
Bahan bakar yang dipakai untuk PLTGU adalah Liquid Natural Gas (gas alam) dan HSD. Penggunaan bahan bakar gas untuk turbin gas (PLTGU) akan lebih menguntungkan dibanding dengan bahan bakar minyak (HSD) karena : • Lebih bersih, sehingga periode pemeliharaan lebih panjang
• Titik nyala rendah, sehingga mengurangi faktor kegagalan start .
• Tidak memerlukan tangki penampungan dari pompa, sehingga akan lebih hemat dalam biaya investasi maupun biaya operasi.
Disamping ada keuntunganya, penggunaan bahan bakar gas juga mempunyai kelemahan yaitu kebocoran gas dari intalasi tidak dapat terlihat langsung, dan ini mengundang bahaya kebakaran.
4)Sistem Pelumasan
Sistem pelumasan diperlukan untuk mensupply minyak pelumas yang bersih dengan tekanan dan suhu tertentu kedalam bantalan turbin, bantalan alternator, bantalan kompresor, bantalan load gear, bantalan generator , sistem pengaman dan lain- lainnya.