STUDI SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT (Aplikasi PT. PN III Kebun Sei Silau Kisaran)
O L E H
015203029 Mansen Saragih
PROGRAM D-IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
KATA PENGANTAR
Pertama sekali penulis memanjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan Karya Akhir ini. Karya Akhir ini adalah tugas akhir yang harus diselesaikan oleh setiap mahasiswa sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Karya Akhir ini adalah “ STUDI SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT “ (Aplikasi PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran).
Dalam penulisan Karya Akhir ini penulis banyak menemui kendala, namun berkat adanya bimbingan, saran-saran, nasehat dan bantuan moril maupun materil dari berbagai pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini dengan baik.
Maka pada kesempatan ini perkenankanlah penulis terlebih dahulu mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Armansyah Ginting, M.Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT, selaku Ketua Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir.Rahmat Fauzi, MT, selaku Sekretaris Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.
5. Bapak Ir. Arman Sani,MT, selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak memberikan masukan dan arahan dalam menulis karya akhir ini. 6. Seluruh Dosen dan Staf Pegawai Program Diploma IV Teknologi
Instrumentasi Pabrik.
7. Orang tua tercinta yang senantiasa memberikan semangat dan dukungan serta doa yang tulus kepada penulis.
8. Buat kakak dan adik penulis yang selalu mendukung dan memberikan motivasi kepada penulis.
9. Kepada teman-teman seperjuangan khususnya TIP ’01 yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih terdapat kekurangan-kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan wawasan dalam ruang lingkup pembelajaran. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran sebagai penyempurnaan dari Karya Akhir ini. Semoga Karya Akhir ini ada manfaatnya bagi kita semua terutama bagi penulis sendiri.
Medan, Maret 2008 Penulis
ABSTRAK
Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran adalah sebuah perusahaan yang bergerak dibidang agroindustri pengolahan kelapa sawit menjadi CPO (Crude Palm Oil)
Mengingat bahwa pabrik kelapa sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran merupakan suatu pabrik yang membutuhkan daya listrik yang cukup besar dalam proses produksinya maka diperlukan suatu sumber energi listrik yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Untuk sumber tenaga listrik, pabrik tidak menggunakan suplly dari PLN, melainkan memiliki pembangkit sendiri berupa turbin uap dan diesel generator set.
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Pembahasan ... 1
1.3 Batasan Masalah... 2
1.4 Metode Pembahasan... 2
1.5 Sistematika Pembahasan ... 3
BAB II DASAR TEORI 2.1 Pusat Listrik Tenaga Uap ... 4
2.1.1 Instalasi Tenaga Uap ... 4
2.1.2 Komponen-komponen Utama PLTU ... 6
2.2 Sumber Energi Listrik ... 8
2.2.1 Generator Listrik ... 8
2.2.2 Mesin Diesel….. ... . 12
2.2.2.1 Cara Kerja Mesin Diesel….. ... 12
2.2.3 Ketel Uap ... 15
2.2.3.1 Pengertian Umum Ketel Uap ... 15
2.2.3.2 Klasifikasi Ketel Uap ... 16
2.2.3.3 Fungsi Ruang Bakar ... 17
2.2.3.4 Kontrol Kualitas Air Ketel……. ... 18
2.2.4 Turbin Uap ... 19
BAB III SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK DAN DISTRIBUSI ENERGI LISTRIK 3.1 Sistem Distribusi ... 25
3.2 Keandalan Sistem Distribusi ... 27
3.3 Peralatan Pada Panel Listrik. ... 27
3.4 Pengaman. ... 37
3.5 Pembagian Daya... 38
3.6 Gangguan. ... 43
3.7 Elemen Faktor dan Karakteristik Beban. ... 44
BAB IV SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT PT.PN III KEBUN SEI SILAU 4.1 Kapasitas Pembangkit ... 48
4.2 Pembagian Daya... 49
4.3 Jarak Beban Pada Pabrik ... 49
4.4 Jenis Penghantar Yang Digunakan ... 50
4.5 Analisa Kawat Penghantar. ... 51
4.6 Analisa Pengaman Yang Digunakan. ... 57
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan ... 66 5.2. Saran ... 67 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema Instalasi Tenaga Listrik ... 5
Gambar 2.2 Komponen-komponen Utama PLTU ... 6
Gambar 2.3 Skema Prinsip Konstruksi Generator Listrik ... 10
Gambar 2.4 Prinsip Kerja Mesin Diesel 4 Langkah ... 14
Gambar 2.5 Ketel Pipa Api ... 16
Gambar 2.6 Ketel Pipa Air ... 17
Gambar 3.1 Sistem Penyaluran Tenaga Listrik... 26
Gambar 3.2 Simbol Terminal Kontak-kontak menurut Standar IEC. ... 29
Gambar 3.3 Konstruksi Dan simbol Tekan ON ... 31
Gambar 3.4 Konstruksi Dan Simbol Tekan OFF ... 32
Gambar 3.5 Konstruksi Relay Beban Lebih ... 33
Gambar 3.6 Tanda Terminal TDR ... 34
Gambar 3.7 Hubungan Lampu Indikator ... 34
Gambar 3.8 Alat Ukur Amperemeter ... 35
Gambar 3.9 Alat Ukur Voltmeter... 36
Gambar 3.10 Alat Ukur Wattmeter ... 36
Gambar 3.11 Alat Ukur Cosphimeter ... 37
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Air Umpan Boiler... 18
Tabel 2.2 Air Condensator. ... 18
Tabel 2.3 Air Boiler. ... 19
DAFTAR LAMPIRAN
ABSTRAK
Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran adalah sebuah perusahaan yang bergerak dibidang agroindustri pengolahan kelapa sawit menjadi CPO (Crude Palm Oil)
Mengingat bahwa pabrik kelapa sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran merupakan suatu pabrik yang membutuhkan daya listrik yang cukup besar dalam proses produksinya maka diperlukan suatu sumber energi listrik yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Untuk sumber tenaga listrik, pabrik tidak menggunakan suplly dari PLN, melainkan memiliki pembangkit sendiri berupa turbin uap dan diesel generator set.
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Dewasa ini perkembangan teknologi maju begitu pesat diikuti tuntutan hasil produksi yang diinginkan konsumen yang harus memenuhi standart. Oleh karena itu peralatan yang dimiliki oleh suatu perusahaan harus dapat mengimbangi permintaan dari konsumen.
Pabrik Kelapa Sawit pada PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau sebagai pemroduksi CPO (Crude Palm Oil) yang berkembang dengan pesat harus membutuhkan daya listrik yang cukup besar pula dalam proses produksinya. Untuk sumber tenaga listrik tersebut pabrik tidak menggunakan suplly dari PLN, melainkan mempunyai pembangkit sendiri berupa turbin uap dan generator diesel.
Dalam pendistribusian daya dengan jumlah yang besar dan pembagiannya ke sub-sub bagian yang ada pada pabrik, maka diperlukan sebuah panel yang berfungsi sebagai pengontrol daya listrik itu sendiri. Panel itu sendiri juga berfungsi untuk melakukan pengontrolan daya listrik yang terdapat pada Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran.
Berdasarkan hal tersebut maka penulis membuat laporan Karya Akhir yang diberi judul : ” STUDI SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT” (Aplikasi PT.Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran).
1.2 Tujuan Pembahasan
Adapun tujuan pembahasan Karya Akhir ini adalah :
b.Dapat menyelaraskan hubungan antara teori dengan aplikasi sesungguhnya di lapangan.
c. Dapat mengetahui analisa kawat penghatar dan faktor lainnya. 1.3 Batasan Masalah
Mengingat cukup luasnya sistem kelistrikan pada Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran serta terbatasnya kemampuan dan pengetahuan penulis dalam pembahasannya, maka penulis membatasi permasalahan sebagai berikut :
a. Membahas pembangkit tenaga listrik yang terdapat pada pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran.
b. Membahas diameter penghantar ke sub-sub bagian pengolahan yang terdapat pada Pabrik Kelapa Sawit PT.
c. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran. 1.4 Metode Pembahasan
Adanya metode yang diperlukan dalam pembahasan Karya Akhir ini adalah :
a. Studi Literatur
Melakukan pengumpulan data dan mencari data spesifikasi, serta mempelajari buku-buku referensi yang sesuai dengan penyusunan Karya Akhir ini dan studi kepustakaan.
b. Studi Lapangan
1.5 Sistematika Pembahasan
Untuk mempermudah pemahaman dan pembahasan penyusun membuat sistematika pembahasan dengan urutan sebagai berikut:
BAB 1. Pendahuluan
Pada bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, tujuan pembahasan, batasan masalah, metode pembahasan dan sistematika pembahahasan.
BAB II. Dasar Teori
Pada bab ini menjelaskan tentang Pusat Listrik Tenaga Uap, Instalasi Tenaga Uap, Pembangkit Uap Modern, Generator Listrik, Cara kerja mesin Diesel, Ketel Uap maupun Turbin Uap.
BAB III. Sistem Pembangkit Tenaga Listrik Dan Distribusi Energi Listrik Pada bab ini menjelaskan tentang keandalan sistem distribusi, panel listrik, pembagian daya, elemen faktor dan kerakteristik beban.
BAB IV. Sistem Kelistrikan Pabrik Kelapa Sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran
Pada bab ini menjelaskan tentang kapasitas pembangkit dan penggunaan jenis penghantar yang digunakan serta menganalisa pengaman.
BAB V. Penutup
BAB II DASAR TEORI
2.1 Pusat Listrik Tenaga Uap
Pusat Listrik Tenaga Uap adalah pusat penyediaan tenaga listrik yang cara kerjanya difungsikan oleh uap. Daya yang dibangkitan oleh Pembangkit Listrik Tenaga Uap ini sama dengan daya yang dibangkitkan oleh pembangkit-pembangkit lainnya seperti diesel, air, nuklir, dan lain-lain.
2.1.1 Instalasi Tenaga Uap
Siklus Rankine atau tenaga uap, merupakan siklus teoritis paling sederhana yang mempergunakan uap sebagai medium kerja sebagaimana diperlukan pada sebuah pusat listrik tenaga uap. Gambar 2.1 memperlihatkan skema Instalasi Tenaga Uap.
Secara ideal tekanan kondensor yang terendah dapat dicapai adalah tekanan jenuh sesuai dengan suhu terendah dari air pendingin atau udara yang dipakai sebagai penerima. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan air pendingin pada kondensor yang mempunyai suhu yang lebih rendah. Tetapi hal ini sangat terbatas, karena air pendingin yang dapat dipakai hanyalah apa yang tersedia, yaitu air laut, air sungai, atau air danau yang ada.
Keterangan :
1 = Tangki reservoir air
2 = Keran air
3 = Pompa Air Pengisian Ketel
4 = Air Pengisian ketel masuk kedalam ketel
5 = Ketel Uap terdiri atas : ekonomiser, evaporator, superheater dan reheater
6 = Uap yang dipanaskan lanjut keluar dari ketel menuju turbin uap
7 = keran uap utama (main throttle valve)
8 = Turbin tekanan tinggi (high pressure turbine)
9 = Uap lepas turbin tekanan tinggi menuju reheater
10 = Reheater atau pemanas ulang uap
11 = Uap yang dipanaskan lanjut menuju ke turbin tekanan rendah
12 = Turbin tekanan rendah (low pressure turbine)
13 = Generator Listrik
14 = Uap kenyang campur embun air menuju ke kondensor
15 = Kondensor
16 = Air pendingin kondensor
17 = Air kondensat
18 = Pompa kondensat
19 = Supply bahan bakar
4
2.1.2 Komponen-komponen Utama PLTU
Struktur dasar dan komponen-komponen utama pada pusat listrik tenaga uap (PLTU) terlihat pada gambar 2.2. Sebuah boiler bekerja sebagai tungku, memindahkan panas berasal dari bahan yang membakar kepada barisan-barisan pipa air yang mengelilingi api. Air harus senantiasa berada dalam keadaan mengalir walaupun dilakukan dengan pompa.
Catatan
1. Boiler 9. Kipas Udara Masuk
:
2. Drum 10. Kipas Gas Buang
3. Turbin Tekanan Tinggi 11. Geenrator 4. turbin Tekanan Menengah
5. Turbin Tekanan Rendah P Pompa
6. Kondensor Q1 Pipa-pia boiler 7. Pemanas Awal Q2 Superhiter 8. Pembakaran Bahan Bakar Q3 Pemanas Ulang
`
Sebuah drum berisi air dan uap bertekanan dan bersuhu tinggi menghasilkan uap yang diperlukan turbin. Drum itu juga menerima air pengisi yang diterima dari kondensor. Uap mengalir ke turbin tekanan tinggi setelah melewati super heater guna meningkatkan suhu kira-kira 200 0C. Dengan demikian uap juga menjadi kering dan efisiensi seluruh PLTU meningkat.
Turbin tekanan tinggi mengubah energi termal menjadi energi mekanikal dengan mengembangnya uap yang melewati sudu-sudu turbin. Uap dengan demikian menurun baik tekanan maupun suhunya. Agar meningkatkan efisiensi termal dan menghindar terjadinya kondensasi terlampau dini, uap dilewatkan sebuah pemanas ulang, yang juga terdiri atas barisan-barisan pipa yang dipanaskan.
Uap yang meninggalkan pemanas ulang dialirkan ke turbin tekanan menengah. Turbin ini ukurannya lebih besar dari turbin tekanan tinggi, karena dengan menurunnya tekanan uap volume menjadi naik. Uap kemudian di alirkan ke turbin tekanan rendah, yang memiliki tekanan besar uap lalu dialirkan kedalam kondensor.
Bahan bakar yang dipakai biasanya terdiri atas batu bara, minyak bakar, atau gas bumi. Sebelum memasukkan ke pembakaran boiler, batu bara di giling terlebih dahulu. Demikian pula minyak bakar perlu dipanaskan, sebelum dapat dialirkan ke pembakar boiler. Dalam jumlah besar sebagaimana diperlukan guna pembakaran. Dan sebuah kipas lain mengatur agar semua gas di buang melewati berbagai alat pembersih sebelum dialirkan ke cerobong dan dilepas di udara bebas. Generator listrik terpasang pada poros sama dengan ketiga turbin.
Selain komponen-komponen utama yang disebut di atas, sebuah PLTU masih memiliki ratusan lagi komponen dan alat lain guna menjalankan seluruh sistem, seperti katup uap, pembersih air, pompa minyak pelumas dan lain sebagainya. Kemudian perlu pula disebut sistem air pendingin, yang terdiri atas tempat air masuk dan kembali ke laut, sungai atau danau. Kemungkinan adanya menara pendingin.
2.2 Sumber Energi Listrik
Energi listrik sangat dibutuhkan oleh semua lapisan masyarakat dalam kehidupan sehari-hari terutama pada Pabrik Kelapa Sawit PT. PN III Kebun Sei Silau. Adapun sumber energi listrik tersebut berupa generator listrik, mesin diesel generator set, maupun ketel uap.
2.2.1 Generator Listrik
atas sejumlah kumparan dari konduktor berisolasi yang diletakkan dalam alur (slot) inti besi berlaminasi.
Secara umum terdapat dua tipe konstruksi. Pada salah satu tipe, sistem magnet berada keadaan stasioner yaitu tidak bergerak sedangkan armatur kumparan yang berputar didalam medan magnet. Pada tipe kedua, armatur kumparan yang tidak bergerak, sedangkan magnet terpasang pada suatu roda yang bergerak mengelilingi kumparan. Kedua tipe mesin menghasilkan listrik arus bolak-balik, atau arus tukar. Arus tukar dapat dikonversi menjadi arus searah dengan mempergunakan kontak-kontak berputar dan sikat, berupa komulator yang terpasang pada poros generator listrik. Gambar 2.3 memperlihatkan skema prinsip sebuah generator listrik. Roda yang terpasang ditengah-tengah dengan elektromagnet pada tepinya dikenal sebagai rotor. Rotor yang diperlihatkan memiliki dua pasang elektromagnet yang menonjol. Karenanya dinamakan rotor kutub menonjol. Jenis rotor lain adalah rotor silinder, dan kutub-kutubnya tidak menonjol keluar. Elekrtromagnet yang terpasang pada rotor diisi dengan arus searah oleh sebuah generator kecil yang dinamakan dinamo penguat, yang biasanya terpasang pada poros generator. Tegangan arus searah diatur dengan mengendalikan sebuah rheostat.
Stator
Pengisian Arus
searah Apitan Keluaran
Energi Listrik Rotor Kutub
Menonjol
Gambar 2.3 Skema Prinsip Konstruksi Generator Listrik
Frekuensi energi listrik itu tergantung dari jumlah pasangan kutub, dan kecepatan rotor berputar :
f = p . n/60...(2.1) dimana :
f = frekuensi (Hz)
p = jumlah pasangan kutub n = putaran per menit (rpm)
Daya sebuah generator dinyatakan dalam rumus berikut :
P = V . I . cosΦ . 3...(2.2)
Dimana :
P = daya (W) V = tegangan (V) I = arus (A)
Φ
cos = faktor daya
Efisinsi sebuah generator biasanya dinyatakan dalam rasio keluaran dibagi dengan masukan. Keluaran yang bermanfaat merupakan seluruh masukan dikurangi rugi-rugi, yaitu mekanikal dan elektrikal. Rugi-rugi mekanikal termasuk gesekan dan bantalam udara, sedangkan rugi-rugi elektrikal terdiri atas rugi-rugi besi dan tembaga. Semua rugi-rugi akan mengakibatkan terjadinya panas yang harus dihilangkan melalui pendinginan.
Pendinginan sebuah generator dapat dilakukan dengan sistem terbuka atau sistem tertutup. Pada sistem tertutup, kipas-kipas mengalirkan udara melalui generator, sedangkan udara panas didinginkan dengan air sebelum disirkulasikan kembali. Sistem demikian memberikan proteksi yang baik terhadap kemungkinan terjadinya api didalam generator karena terbatasnya pemasukan udara. Dapat juga di injeksikan karbondioksida.
Pada sistem terbuka, kipas memperoleh udara dari luar melalui suatu saluran. Udara itu dipaksa melewati alur-alur kecil diantara bagian-bagian inti kumparan. Udara yang terpakai dengan sendirinya menjadi panas. Sistem terbuka lebih murah dan sistem tertutup memberikan pandangan yang lebih rapi dan juga tidak banyak kebisingan. Secara kasar dapat dikemukakan bahwa untuk tiap KW rugi-rugi generator diperlukan udara pendingin sebanyak 2,7 m3/menit, sedangkan kecepatan udara mengalir didalam saluran adalah kira-kira 300 - 400 m/menit.
getaran-geteran teori yang dihasilkan motor diesel. Kopling antara generator dan motor perlu yang kaku.
2.2.2 Mesin Diesel
Telah kita ketahui bahwa pada motor induksi tidak terdapat kumparan medan, sehingga sumber pembangkit fluks hanya diperoleh dari daya masuk stator. Daya masuk untuk pembangkit fluks merupakan daya induktif, oleh karenanya motor induksi bekerja pada faktor kerja terbelakang. Sedangkan pada motor sinkron terdapat dua sumber pembangkit yang arus bolak-balik (AC) pada stator dari arus searah (DC) pada rotor. Bila arus medan pada rotor cukup untuk membangkitkan fluks yang di perlukan motor, maka stator tidak perlu memberikan arus pemagnetan atau daya reaktif dan motor bekerja pada faktor kerja = 1.0. Kalau arus medan pada rotor kurang (penguat berkurang), stator akan menarik arus pemagnetan dari jala-jala, sehingga motor bekerja pada faktor kerja terbelakang. Sebaliknya bila arus medan pada motor berlebih (penguat berlebih), kelebihan fluks ini harus diimbangi, dan stator akan menarik arus yang bersifat kapasitif dari jala-jala, dan karenanya motor bekerja pada motor kerja terdahulu. Dengan demikian jelas bahwa faktor kerja motor sinkron dapat diatur dengan mengubah-ubah harga arus medan (If).
2.2.2.1 Cara Kerja Mesin Diesel
- Langkah Masuk (isap)
Katup masuk membuka, torak bergerak dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah). Jadi poros engkol memutar 180 0. Tekanan di dalam silinder rendah.
- Langkah Kompresi
Selama langkah kompresi katup masuk dan katup keluar tertutup. Torak bergerak dari TMB ke TMA. Poros engkol berputar 180 0 lagi. Udara yang ada dalam silinder, dimampatkan kuat di atas torak dan menyebabkan temperatur naik.
- Langkah Usaha
Selama langkah usaha, katup masuk dan katup keluar dalam keadaan tertutup. Pada akhir langkah kompresi, pompa penyemprotan bertekanan tinggi itu menyemprotkan sejumlah bahan bakar dengan ketentuan sempurna ke dalam udara yang dimampatkan panas oleh sebuah pengabut. Bahan bakar itu tebagi dengan halus dan bercampur dengan udara panas. Karena temperatur tinggi dari udara yang dimampatkan, maka bahan bakar itu langsung terbakar.
Akibatnya, tekanan naik dan torak bergerak dari TMA ke TMB. Poros engkol terus berputar lagi 180 0. Untuk pembakaran bahan bakar 1 gram, secara teoritis diperlukan 15,84 gram udara secara praktik. Untuk pembakaran yang baik campuran bahan bakar udara yang sempurna memerlukan perbandingan 20-25 gram udara.
- Langkah Keluar
1 2 3 4 Silinder Torak
(isap) dan katup keluar (buang) bersama-sama menutup 360 0 dan hanya selama 180 0 memasukkan usaha. Berlawanan dengan motor diesel 4 tak, dimana setiap 2 putaran poros engkol terdapat sebuah penyemprotan bahan bakar, maka pada motor 2 tak setiap satu putaran mendapat sebuah penyemprotan.
Gambar 2.4 Prinsip kerja mesin diesel 4 langkah 2.2.2.2 Bahan Bakar dan Pembakaran
Bahan bakar diesel (minyak diesel) merupakan hasil penyulingan minyak bumi kasar dan memiliki sifat pelumas. Minyak bumi adalah hidrokarbon rantai panjang yang terdiri dari molekul-molekul hidro dan karbon, yang dibedakan dari titik didihnya.
- Sisa udara
- Pembakaran
Yang dimaksud dengan nilai pembakaran adalah jumlah joule yang dibebaskan selama pembakaran sempurna sejumlah 1 m3 gas atau 1 kg bahan bakar. Nilai pembakaran minyak diesel sedikit lebih rendah dari pada bensin.
Bensin : 43.500 kj/kg Minyak diesel : 42.700 kj/kg
Satu liter minyak diesel beratnya rata-rata 0,85 dan satu liter bensin 0,7 kg, jadi nilai pembakaran minyak diesel sama dengan 0,85 x 42.700 = 36.295 kj. Satu liter minyak bensin mempunyai nilai pembakaran 0,7 x 43.500 = 30.450 kj. 2.2.3 Ketel Uap
Uap yang dihasilkan ketel uap mempunyai temperatur tekanan yang lebih tinggi dari luar sesuai dengan yang direncanakan, sehingga uap tersebut dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan antara lain :
1. Pembangkit Tenaga (Penggerak Turbin) 2. Proses Pemanasan/Perebusan
3. Kombinasi dari Pembangkit Tenaga dan Pemasaran. 2.2.3.1 Pengertian Umum Ketel Uap
2.2.3.2 Klasifikasi Ketel Uap 1. Ketel Pipa Api.
Pada jenis ketel ini nyala api dan gas asap mengalir di dalam bagian-bagian dalam pipa, sedangkan di luar pipa di kelilingi oleh air ketel. Panas diserap oleh air secara aliran konveksi dari bagian dalam pipa, tetapi karena permukaan bidang yang dipanaskan terbatas yaitu hanya permukaan saja yang dipanaskan sehingga uap yang dihasilkan sangat kecil (terbatas).
Ketel ini umumnya digunakan untuk memenuhi kebutuhan dan tekanan uap dengan kapasitas kecil, misalnya : pada Hotel, Rumah Sakit dan Industri pengolahan makanan dan minuman. Gambar 2.5 memperlihatkan konstruksi dari ketel pipa api.
Gambar 2.5 Ketel Pipa Api 2. Ketel Pipa Air
akibat pembakaran bahan bakar di ruang bakar di berikan kepada air yang mengalir pada pipa-pipa air. Panas atau kalor yang dipindahkan oleh nyala api ke pipa adalah searah pancaran (radiasi) kemudian air menyerap panas dari dinding pipa secara aliran (konveksi). Gambar 2.6 memperlihatkan konstruksi dari ketel pipa air.
Gambar 2.6 Ketel Pipa Air Fungsi Ruang Bakar
Ruang bakar berfungsi sebagai tempat reaksi pembakaran bahan bakar dan udara, di dalam ruang bakar. Adanya ruang bakar bertujuan agar uap yang diperoleh dari reaksi pembakaran antara bahan bakar dan udara dapat digunakan se-efektif mungkin.
Untuk pembkaran yang baik ada 5 syarat yaitu :
1. Pencampuran bahan bakar yang sebanding antara bahan bakar dengan volume bakar.
2. Suplai udara cukup.
4. Waktu yang cukup untuk kelangsungan pembakaran. 5. Kerapatan yang cukup untuk merambatkan api.
Bahan bakar ketel yang digunakan pada Pabrik Kelapa Sawit PT.Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran adalah serabut atau cangkang kelapa sawit.
Kontrol Kualitas Air Ketel.
Agar kualitas air dalam ketel tetap terjaga harus ada pengontrolan terhadap kualitas air ketel tersebut. Adapun kontrol kualitas air ketel diperlihatkan pada tabel 2.1, 2.2 dan 2.3.
Tabel 2.1 Air Umpan Boiler
Parameter Limit Kontrol
T.Hardness TRACE Regenerasi Kation bila lewat limit
Slika 5 ppm Max Regenerasi Anion bila lewat limit
Tabel 2.2. Air Condensator
Paramaeter Limit Kontrol
PH 10,5 – 11,5 Diatur dengan Amercan
Besi TRACE Diatur dengan Amercan
Tabel 2.3.Air Boiler
Parameter Limit Kontrol
PH 10,5 – 11,5 Diatur dengan adjunct, blow down jika lewat
OH Alkalinity Min 2,5 x Silika Diatur dengan adjunct, blow down jika lewat
T.Alkalinity 700 Max Diatur dengan adjunct, blow down jika lewat
T.Hardness TRACE Blown down jika lewat limit
Silika 150 Max Blown down jika lewat limit Conduktivity 3000 Max Blown down jika lewat limit Sulfite 80 -50 Diatur dengan Cat Sulfite
Turbin Uap
dari turbin yang relatif masih bertekanan tinggi dimasukkan ke dalam turbin lama tekanan rendah atau ke proses pabrikasi.
Turbin penggerak mekanis digunakan untuk memberikan untuk memberikan daya ke fan isap yang basar, pompa-pompa, kompresor dan lain-lain. Sistem ini biasa beroperasi pada 900 – 10.000 rpm dengan daya 0,5 sampai 10 MW. Sistem ini mempunyai kelebihan dibanding penggerak dengan tenaga listrik, antara lain penggunaan energi panas yang lebih baik, pengontrolan putaran yang lebih mudah, menghidupkannya cepat, dan sebagai tambahan tidak ada loncatan bunga api listrik selama operasi, tidak terpengaruh oleh kondisi sekeliling yang panas, atau lingkungan yang jelek, juga uap bekas tekanan rendah bias digunakan untuk keperluan lain. Turbin uap juga bisa digolongkan menurut tekanan uap bekasnya. Pada penggolongan ini turbin dibagi menjadi turbin kondensasi dan turbin nonkondensasi. Pada turbin nonkondensasi, tekanan gas sama atau diatas tekanan atsmosfer dan sistem bisa beroperasi dengan atau tanpa kondenor. Sistem ini mungkin memerlukan penambahan air yang kontiniu. Turbin kondensasi biasanya membuang uap ke kondensor yang mempunyai vkum dengan tinggi dan ini mempertinggi efensiensi panas. Turbin uap bisa diklasifikasikan menurut cara pemasukan atau pengeluaran uap dari turbin. Turbin ekstraksi digunakan jika uap turbin sebagian dikeluarkan di tengah jalan untuk dipergunakan bagi proses lain atau untuk pemanasan ulang digunakan pada siklus tenaga uap pemanasan ulang.
-
Merk : TAKUMA
Spesifikasi Ketel Uap
Design Pressure : 22 kg/cm2 Working Pressure : 22 kg/cm2 Hydro Test Pressure : 24 kg/cm2 Heating Surface : 570 m2
Draft Sytem : Balance Draft Sytem Fuel : Fiber and Shell Temperatur Out Let : 260 0c.
-
1. Boiler
Keterangan Boiler dan Peralatannya
diberi pintu kontrol untuk membersihakan abu dan membersihakan pipa-pipa. Dibagian depan boiler ada 6 buah pintu, masing-masing tiga buah di bagian atas untuk pemeriksaan pipa diruang combustion chamber dan tiga buah bagian atas untuk pemeriksaan pipa diruang combustion chamber dan tiga buah bagian bawahnya untuk mengambil abu yang disebut under grate. Pintunya bawah selain untuk mengambil abu juga untuk saluran udara hembusan dari IDF Fan dan udara luar. Pintu atas untuk menyalakan dapur disebut fire grate juga sebagai pintu kontrol dan memasukkan bahan bakar secara manual. Dilantai combustion chamber dimana bahan fiber terbakar terdapat rooster untuk membuang abu ke bawah. Alat ini disebut dumping grate yang dapat digerakkan dari luar melalui handle dengan memakai sistem pneumatic.
2. Peralatan Boiler
- Air drain cocok pada steam riser pipa untuk buang angin - Water/steam drain cocok pada steam drum
- Blow down melalui mud drum
- Blow drum wall header kiri kanan, dilakukan hanya pada waktu boiler tidak bekerja
- Soot blwer, untuk mencuci pipa-pipa air pada saat boiler beroperasi, bila efesiensi panas boiler kurang baik (turun)
- Steam outlet melalui non return valve dan main steam stop valve - Feed water inlet valve
- Water sampling valve
3. Alat- alat Pengaman kontrol - Double spring safety valve - High/Low water alarm - Boiler water gauge - Pressure gauge
4. Perlengkapan Bantu Boiler
a. Induction Draff Fan (IDF)
Berfungsi untuk menarik udara dari ruang pembakaran ke cerobong asap.
Merk : Electrim Spesifikasi :
Type : S6. 280 S – 4 No. Serial : BF. 831143
Power : 100 Hp
Tegangan/Arus : 1485 rpm
Merk : CHICAGO
Spesifikasi Ventilator
Type : D 40 B – 4 g No. Serial : 600. 2102 Putaran : 1500 rpm
Power : 100 Hp
b. Forced Draft Fan (FDF)
Merk : ME 2 FRENSAT Elektromotor Penggerak
Type : C.100 MK
Power : 1 Kw
Tegangan/Arus : 380 V/23 A Putaran : 2915 rpm
c. Boiler Fuel Distributing Compuser (BFDC)
Berfungsi sebagai alat untuk membagikan bahan bakar (fiber) kedalam ruang bakar.
Buatan : PT. NANPAT Spesifikasi
Ukuran : U 600 x 27.450 mm
Merk : ASEA
Elektromotor Penggerak
Type : MBL -160 M
Power : 7,5 Kw
BAB III
SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK DAN DISTRIBUSI ENERGI LISTRIK
3.1 Sistem Distribusi
Sistem distribusi yang dipakai pada pabrik kelapa sawit ini adalah sitem jaringan distribusi bawah tanah (radial). Sebab, dari sistem pembangkit tenaga listrik, daya langsung disalurkan ke bus-bus daya dan tidak lagi melalui trafo-trafo. Tegangan yang dikeluarkan dari pembangkit langsung digunakan untuk beban. Sehingga permasalahan transmisi tidak ada, disebabkan beban-beban relatif dekat dengan pembangkit. Sistem jaringan pada sistem akan menyebabkan terputusnya keseluruhan beban yang dilayaninya.
Keuntungan dengan sistem radial : 1. Bentuknya sederhana.
2. Sistem pengamanannya tidak sulit. 3. Lebih ekonomis.
Kerugiannya :
1. Kontiunitas kurang memuaskan. 2. Keandalannya rendah.
kerja AVR ini terdapat suatu tekanan variabel dan nilainya ditentukan oleh dua tarikan yang berlawan arah. Tekanan variabel ini diberikan dengan penguat generator tersebut sehingga tegangan dari generator itu turun, maka gejala yang dirasakan oleh elektromotor itu dan gaya dari tahanan variabelnya akan turun juga. Turunnya tahanan ini akan menyebabkan arus penguat dari generator ini naik, tegangan pun akan naik kembali.
Ada bebarapa faktor yang dibuat sebagai dasar untuk menilai baik tidaknya suatu sistem distribusi, faktor tersebut adalah :
- Voltage regulation - Kontiunitas pelayanan - Efisiensi
- Harga sistem
Gambar 3.1 memperlihatkan sistem penyaluran tenaga listrik yang terdiri dari bagian panel induk dan panel motor kontrol.
MCCB
MCCB
MCCB
MCCB
MCCB
MCCB
CB
CB
CB
CB
Load
Load
Load
Load
Keterangan gambar :
a. Bagian dari panel listrik
b. Bagian dari panel motor kontrol center 3.2 Keandalan Sistem Distribusi
Keandalan sistem ini adalah terpenuhinya kebutuhan daya listrik yang diperlukan dalam ukuran atau standart yang ditetapkan, sehingga kondisi tersebut menguntungkan. Adapun standart yang ditetapkan antara lain :
1. Daya terpasang tidak terlalu berlebihan. 2. Bebannya tidak terlalu kecil.
3. Rugi daya relatif kecil.
4. Secara ekonomis tetap menguntungkan.
5. Rugi tegangan masih tetap dalam batas-batas normal. 6. Keandalan masih tetap diprioritaskan.
7. Penghantar dipilih dengan ukuran yang tepat.
Untuk menciptakan keandalan produksi dalam prakteknya bukan merupakan hal yang mudah, oleh karena itu usaha-usaha yang dilakukan untuk menjamin keandalan produk antara lain :
1. Menggunakan proses yang memiliki jaminan tinggi.
2. Komponen yang digunakan memiliki masa pakai yang panjang. 3.3 Peralatan Pada Panel Listrik
Adapun peralatan pada Panel Listrik adalah sebagai berikut : 1. MCB (Miniatur Circuit Breaker)
2. MCCB (Moulded Current Circuit Breaker)
Pemutus arus listrik yang berkerja secara manual yakni bekerja dengan prinsip thermal (panas) dimana alat ini akan memutuskan rangkaian listrik apabila terjadi arus yang lebih melewati batas yang diizinkan namun juga dapat dikendalikan dengan menggabungkan motorizer untuk menaikkan dan menurunkan tuasnya.
3. ACB (Air Circuit Breaker)
Pemutus ini bekerja berdasarkan tekanan udara yang diberikan, dimana untuk menghubungkan (Connecting) rangkaian listrik diperlukan tenaga yang begitu besar untuk menguraikan bunga api yang terjadi. Tenaga/tekanan angin yang diberikan tidak hanya untuk menghubungkan namun juga diperlukan pada saat pemutusan arus listriknya. ACB bisa bekerja dengan cara manual dan juga elektronik dan biasanya alat ini digunakan pada panel pembangkit listrik yang memerlukan arus yang begitu besar dan pemutus yang handal dan aman dari bahaya kebakaran. Pemutus ini bisa juga dikontrol oleh alat ukur sistem proteksi.
4. Kontaktor Magnet
Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya. Biasanya pada kontaktor terdapat kontak, yaitu kontak normal membuka (Normally Open = NO) dan kontak normal menutup (Normally Close = NC). Kontak NO berarti saat kontaktor magnet belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor bekerja kontak itu menutup/menghubung. Sedangkan kontak NC berarti saat kontaktor belum bekerja kedudukannya akan membuka. Jadi fungsi kerja kontaktor NO dan NC berlawanan. Kontak NO dan NC bekerja membuka sesaat lebih cepat sebelum kontak NO menutup.
Fungsi dari kontak-kontak dibuat untuk kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama terdiri dari dari kontak NO dan kontak bantu terdiri dari kontak NO dan NC. Konstruksi dari kontak utama berbeda dengan kontak bantu, yang kontak utamanya mempunyai luas permukaan yang luas dan tebal. Kontak bantu luas permukaannya kecil dan tipis. Gambar 3.2 memperlihatkan simbol dari kontak-kontak menurut standar IEC.
1 2 3 A1 21 31 13 51
2 4 6 A2 22 32 14 52
arus bantu yaitu arus yang diperlukan untuk kumparan magnet, alat bantu rangkaian, lampu-lampu indikator, dan lain-lain.
- Notasi dan Penomoran Kontak
Dewasa ini kontaktor magnet lebih bayak digunakan dibidang industri dan laboratorium. Hal ini karena mudah dikendalikan dari jarak jauh. Selain itu dengan perlengkapan elektronik dapat mengamankan rangkaian listrik.
Keuntungan menggunakan kontaktor ialah : a. Pelayanannya mudah
b. Momen kontak cepat Kerugiannya :
a. Mahal harganya
b. Perawatannya cukup sulit
c. Jika saklar putus sedangkan kontaktor dalam keadaan bekerja, maka kontaktor akan lepas dengan sendirinya. Kontaktor tidak akan bekerja lagi walaupun saklar induk telah disambung kembali sebelum tombol start ditekan lagi.
5. Tombol Tekan (Push Button)
Tombol tekan (push button) adalah salah satu komponen yang sangat penting dalam pengontrolan motor-motor listrik bila dijalankan dengan menggunakan kontaktor magnet. Tombol yang normal direncanakan untuk berbagai-bagai tipe yang mempunyai kontak normal tertutup (normally close) atau normal terbuka (normally open). Kontak-kontak NO akan menutup jika tombol ditekan dan kontak NC akan membuka jika tombol ditekan.
5.1 Tombol Tekan ON (NO)
Tombol tekan ON adalah suatu kontak yang pada saat normal dalam keadaan terbuka (NO), sedangkan apabila ditekan akan terhubung (tertutup). Gambar 3.3 memperlihatkan konstruksi dari simbol tombol tekan ON.
Sekrup
Tombol
Pelat Kontak NC Terminal
kontak
Kontruksi
Pegas Simbol
Gambar 3.3 Kontruksi dan Simbol Tekan ON 5.2 Tombol Tekan Off (NC)
Sekrup
Tombol
Pelat Kontak NC Terminal
kontak
Kontruksi
Pegas Simbol
Gambar 3.4. Kontruksi dan Simbol Tekan Off 6.Rele (Relay)
Relay adalah suatu saklar listrik (kontak-kontak) yang berfungsi untuk melindungi, memutuskan atau menghubungkan suatu rangkaian listrik dengan prinsip elektro magnetik dengan kemampuan hantar arus yang kecil tidak seperti halnya kontaktor.Relay akan bekerja apabila ada besaran listrik yang mengalir melalui peralatan tersebut. Besaran-besaran yang bukan besaran listrik diubah dahulu menjadi besaran listrik. Relay mempunyai kontak-kontak normal membuka (normaly open) dan normal menutup (normaly close).
Ada dua macam relay yakni :
1. Relay beban lebih (Overload relay) 2. Relay tunda waktu (Time Delay Relay) 6.1 Relay Beban lebih
pelat bimetal (dwi logam) yang berbeda mulai jenisnya berdasarkan perubahan panas yang diakibatkan oleh arus yang berlebihan. Pada relay beban lebih terdapat suatu pengatur (current setting) yang gunanya untuk pembatasan arus nominal beban.Bila arus mengalir pada relay yang melebihi batas arus yang telah ditetapkan pada pengatur arus, maka relay beban lebih akan bekerja memutuskan rangkaian. Pada relay beban lebih ini juga terdapat kontak NC maupun kontak NO yang berfungsi untuk memutuskan rangkaian dan menghubungkan lampu beban lebih jika terjadi kelebihan arus. Gambar 3.5 memperlihatkan konstruksi dari Relay beban lebih.
Pengambilan (Reset Button)
Lengan Kontak Kawat Hambatan
Bimetal
Kontak Reset
Gambar 3.5 Kontruksi Relay Beban Lebih 6.2 Relay Punda Waktu
biasanya ditandai dengan angka 1-3 dan 1- 4 sedangkan untuk kontak penunda menggunakan angka 8-5 dan 8-6 serta untuk terminal kumparan adalah angka 2-7. gambar 3.6 memperlihatkan tanda terminal TDR.
2
1
6 5 3 4
8 7
Gambar 3.6 Tanda Terminal TDR 7. Lampu Indikator
Lampu indikator merupakan lampu tanda (pilot light) On atau Off dari suatu rangkaian konrol. Lampu-lampu yang digunakan adalah lampu pijar dengan 2 watt sampai 5 watt dengan tegangan kerja 6 volt dan ada juga lampu tanda dengan tegangan kerja 110 volt atau 220 volt yang dapat dipasang langsung ke jala-jala. Lampu-lampu tanda ini dipasang secara paralel dengan peralatan kontrol sehingga peralatan tetap dapat beroperasi bila lampu-lampu tersebut putus atau terbakar. Cara menghubungakan lampu tanda ini dapat dilihat pada gambar 3.7
X
L1 L2
220 V
220 V Fuse
220 6 v
X
0 10
20 30
40 50
A
Standard lampu-lampu indikator diberi warna merah, hijau dan putih. Menurut IED (International Electrotecnical Commission) lampu warna merah menyatakan suatu peringatan yang berarti bahaya, dan tindakan cepat perlu dilakukan mengamankan mesin-mesin dari bahaya, maka mesin harus segera dimatikan. Warna hijau berarti bahwa mesin itu siap dijalankan, dan warna putih menyatakan bahwa mesin berjalan dalam keadaan normal.
8. Alat Ukur
Untuk mengetahui besaran listrik yang digunakan dalam suatu rangkaian listrik maka digunakan alat ukur listrik. Dalam panel listrik ada beberapa alat ukur listrik yang digunakan diantaranya :
8.1. Amperemeter
Alat ukur yang bekerja berdasarkan kumparan putar ini berfungsi untuk melihat besarnya arus listrik yang mengalir pada saluran/penghantar listrik, pada panel listrik biasanya dibantu oleh sebuah trafo arus (curent transformator). Kapasitas alat ukur ini biasanya tergantung besarnya arus yang digunakan oleh beban/pemakai seperti 0 – 50 A atau 0 – 100 A. Gambar 3.8 memperlihatkan alat ukur amperemeter.
0 100
200 300
400 500
V
0 100
200 300
400 500
V
8.2. Voltmeter
Alat ukur ini bekerja berdasarkan kumparan putar yang berfungsi untuk mengukur besarnya tegangan yang mengalir baik pada sumber tenaga maupun pada beban/pemakai. Gambar 3.9 memperlihatkan alat ukur voltmeter.
Gambar 3.9 Alat Ukur Voltmeter 8.3. Wattmeter
Untuk mengukur daya yang terpakai digunakanlah alat ukur wattmeter yang bekerja berdasarkan kumparan putar dan pemasangan alat ukur ini biasanya terletak pada panel daya listrik. Gambar 3.10 memperlihatkan alat ukur Wattmeter.
Gambar 3.10 Alat Ukur Wattmeter 8.4. Cosphimeter
0 0
0
Cos
ϕ
60 40 50
HZ
Gambar 3.11 Alat Ukur Cosphimeter 8.5. Frekwensimeter
Alat ukur ini biasanya digunakan pada panel pembangkit yang berfungsi mengetahui besarnya frekwensi dari pemangkit listrik yang dihasilkan. Gambar 3.12 akan memperlihatkan alat ukur Frekwensimeter.
Gambar 3.12 Alat Ukur Frekwensimeter 3.4 Pengaman
Pengaman yang digunakan biasanya sudah terdapat dalam panel listrik. Adapun pengaman yang terdapat dalam panel listrik adalah :
1. ACB (Air Circuit Breaker)
2. MCCB (Moulded Current Circuit Breaker) 3. Under Frekuensi Relay
6. Automatic Voltage Regulation 7. Reverse Power Relay
3.5 Pembagian Daya
Pembagian daya yang terdapat pada pabrik kelapa sawit PT. PN III Kebun Sei Silau Kisaran sesuai dengan keadaan beban yang saat ini terpakai terdapat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Kebutuhan Daya (Power Requirement)
No Kode Description Qty KW Stand by Total
Daya 1 MCC-1 Fruits Reception and
Loading Ramp 2 11 1 22
H. Loading Ramp 1 4 4
Pompa rebusan 1 15 15
1 7.5 7.5
Housting Crane 3 30 2 90
Theresing stasiun 2 MCC-2 Theresing stasiun
Auto feeder 4 5.5 2 22
Fruit hopper 4 5.5 2 22
Strepper 4 11 2 44
Fruit conv 4 7.5 2 30
Thereser drum 4 11 44
H.E.B. conv 3 7.5 1 22.5
I.E.B. conv 2 4 8
E.B. Incenerator 1 11 11
3 MCC-3 Stasium kempa
No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya
Screw press 9 3 270
Conv. Digester 1 7.5
Conv. Over dig 2 1 8
4 Mcc-4 Klarifikasi
Vibrating screen 3 4 12
Tangki Pemisah minyak
Pump pemisah sludge 1 7.5 7.5 Pump minyak vibro
sweco
2 15 30
Brush stainer separator 1 0.75 0.75 Oil tank
Pump minyak 1 3.7 3.7
Pump minyak ke vacum
2 5.5 11
Oil purifer 2 18.5 1 3.7
Vacum drier 1 7.5 7.5
2 15 1 30
Pump vacum minyak 1 15 15
Oil storage tank
Pump bak pumpit 2 7.5 1 15
Pump ke vacum 2 5.5 1 11
Sludge tank
Separator westvalia 1 30 30
Separotor alfa 1 18.5 1 18.5
Brush stained 1 0.37 0.37
Descanding basin
Decanter 2 30 30 60
Pump minyak 1 7.5 7.5 7.5
No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya Conv sludge separator 1 02.2 2.2 2.2 Descanding cylone 2 22 22 44
5 MCC-5 Stasiun pemisah biji Stasiun kernel A
CBC 1 22 22
Fibre eyclone 1 37 37
Air lock 1 5.5 5.5
Nut polishing drum 1 11 1
Elevator nut 1 7.5 7.5
Conv nut drum 1 2.2 2.2
Nut granding drum 1 4 4
Air lock 3 2 1 4.5
Nut cracer 4 15 60
Shape mixer 1 4 4
Air lock sheel 7 2.2 3 15.4
Adukan claybat 1 4 4
Vibrating clybat 1 2.2 2.2
Elevator sheel 1 4 4
Conv sheel 1 2.2 2.2
Con inti top elevator 1 4 4
Pompa claybat 1 7.5 7.5
Adukan claybat 1 4 4
Fibere cutter 1 30 30
Stasiun kernel B
CBC 1 22 1 22
Fiber ecyclone 1 37 1 37
Air lock 1 5.5 1 5.5
Nut polishing drum 1 11 1 11
Elevator nut 1 7.5 1 7.5
No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya
Conv nut drum 1 2.2 1 2.2
Nut granding drum 1 4 1 4
Air lock 3 2 3 4.5
Nut cracer 4 15 4 60
Shape mixer 1 4 1 4
Air lock sheel 7 2.2 7 15.4
Adukan claybat 1 4 1 4
Vibrating claybat 1 2.2 1 2.2
Elevator sheel 1 4 1 4
Con sheel 1 2.2 1 2.2
Conv inti top elevator 1 4 1 4
Pompa claybat 1 7.5 1 7.5
Adukan claybat 1 4 1 4
Fibere cutter 1 30 1 30
6 MCC-6 Water treatment
Pompa and filter 3 15 45
Pompa cation 1 15 45
Pompa anion 1 15 15
Pompa daerator 1 30 30
2 17.3 2 34.6
1 11 1 11
Stasiun boiler Boiler kessel
Pompa air 2 34.5 69
Boiler kessel 1 30 30
Blower buner 1 7.5 7.5
Pompa minyak residu 1 0.56 0.56
Boiler fraser 1 37
Pompa ir 1 37 60
No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya
ID fan 1 60 5.5
FD fan 1 5.5 5.5
SA fan 1 5.5
Boiler fraser 2
Pompa ir 1 45 45
ID fan 1 75 75
FD fan 1 11 11
SA fan 1 11 11
Boiler takum 3
Pompa air 1 55 55
1 45 45
Dumper dust 2 0.37 0.74
FD fan 1 22 22
ID fan 1 100 100
SA fan 1 22 22
BB boiler 2 11 22
1 15 15
1 7.5 1 7.5
1 4 4
1 15 15
1 11 11
8 MCC-8 Stasiun limbah
Pump transfer limbah 1 5.5 5.5
Klincir limbah 1 11 22
Chopper pum 1 15 15
Sumur bor 1 30 30
No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya
1 18.5 1 18.5
9 MCC-9 Kantor 20 25
Laboratorium 15 15
kantin 0.9 0.9
10 MCC-10 Perumahan 10 108
Penerangan jalan 18 20
Sumur bor 3 40 90
11 MCC-11 Gudang 10
Mess 18
12 MCC-12 Penerangan pabrik 40
Total Daya KeSELURUHAN = 2891.08 KW
3.6. Gangguan
Salah satu gangguan yang selalu di alami di dalam distribusi energi listrik yaitu terjadinya selisih antara tegangan pada pangkal pengirim (sending end). Gangguan seperti ini akibat jatuh tegangan pada ujung penerima (receiving end). Gangguan seperti ini akibat jatuh tegangan pada saluran trasmisi dan disebut jatuh tegangan relatif atau regulasi tegangan (voltage regulation), dan dinyatakan oleh persamaan :
% 100
x Vr
Vr Vs
VR= − ………... (3.1)
dimana : Vs = Tegangan pada pangkal pengirim Vr = Tegangan pada ujung pengiriman
Untuk jarak dekat regulasi tegangan kecil, seperti pada pabrik PT. PN III Kebun Sei Silau Kisaran, dimana jarak antara pembangkit dan beban relatif dekat, jadi gangguan-gangguan yang sering terjadi pada sistem distribusi pada pabrik adalah :
1. Terjadinya arus hubung singkat pada motor
2. Tercapainya tekanan uap yang sesuai untuk melayani turbin sehingga menyebabkan trip pada turbin.
3. Terjadinya penumpatan bahan produksi pada sistem ular-ularan (elevator) sehingga beban menjadi tinggi.
4. Putusnya salah satu kawat penghantar pada motor.
3.7. Elemen Faktor dan Karakteristik Beban a. Faktor kebutuhan (Deman Factor)
Faktor kebutuhan adalah perhitungan besar pemakaian beban maksimum oleh konsumen dibanding besarnya persediaan beban yang terpasang. Dalam perhitungan faktor kebutuhan tersebut dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :
Tegangan Beban
Maksimum Demand
Faktor
Deman = ………... (3.2)
Dalam prakteknya ada dua syarat yang harus diperhatikan untuk perhitungan faktor tersebut :
1. Beban yang terpasang harus lebih besar dari pada beban maksimum pemakaian (unover load).
b. Faktor Beban Harian
Untuk menggambarkan keadaan operasi dari suatu pembangkit, dapat dilihat dari faktor beban harian. Faktor beban harian didefinisikan sebagai perbandingan antara beban rata-rata dengan beban maksimum pemakaian oleh konsumen. Persamaan dari faktor beban tersebut adalah sebagai berikut :
Maksimum
atau lebih lengkapnya ditulis:
jam
Dari persamaan di atas menunjukkan faktor beban harian lebih kecil dari satu (<1), karena pada dasarnya pemakaian energi listrik beban rata-rata tidak akan melampaui besarnya beban maksimum. Dengan faktor beban yang rendah berarti tidak seluruh energi yang dibangkitkan terpakai untuk periode tersebut.
c. Faktor Pembangkit (Plant Factor)
Oleh karena itu faktor pembangkit tahunan sama dengan KWH tahunan yang dihasilkan dibagi dengan kapasitas pembangkit (KW) dalam tahunan tersebut.
Pembangkit Kapasitas
rata Rata Beban Pemangkit
Faktor = − ……….………(3.5)
Kapasitas menunjukkan sejauh mana suatu pembangkit bekerja menghasilkan daya sepenuhnya. Kapasistas daya pembangkit dipakai sebagai standart dalam membantu penilaian yang menentukan faktor pembangkit yang tinggi selalu diinginkan untuk operasi yang maksimal dan ekonomis.
Konsumen dari suatu pusat pembangkit listrik akan menggunakan daya listrik sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan, baik dari segi besarnya daya listrik maupun dari segi waktu aktifitasnya. Beban yang ditanggung dari suatu pusat pembangkit listrik selalu berubah-ubah, perubahan ini ditentukan oleh besar kecilnya pemakaian daya pada konsumen. Suatu kurva yang memperlihatkan perubahan atau kebutuhan beban dari konsumen terhadap waktu disebut dengan “Kurva beban (Load Curve)”. Jika waktu dihitung dalam jam maka kurva beban disebut kurva harian, jika waktu dihitung dalam hari maka kurva beban disebut kurva bulanan dan jika waktu dalam bulanan maka kurva beban disebut kurva tahunan. Kurva beban ini digunakan untuk menunjukkan/membuktikan besarnya energi listrik dari suatu pembangkit yang diinginkan oleh suatu beban dalam periode tertentu.
d. Faktor Penggunaan (Utilization Factor)
tahun satu selama an dioperasik Pembangkit
Juml x Pemb Kaps
an Dibangkitk yang
Tahunan Energi
Pembangkit Faktor
. .
= …..(3.9)
Bila faktor penggunaan mendekati satu, ini menunjukkan perlu mengadakan penambahan kapasitas pembangkit.
Kapasitas pembangkit selalu direncanakan lebih besar dari beban puncak agar dapat melayani beban-bean yang tidak bisa diramalkan atau beban pada kejadian-kejadian khusus. Harga faktor-faktor penggunaan yang tinggi, dalam hal ini suatu pembangkit berada dalam satu sistem kapasistas besar yang terdiri dari beberapa unit pembangkit menyatakan bahwa pembangkit tersebut telah digunakan dengan sangat efisien.
BAB IV
SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT PT.PN III KEBUN SEI SILAU KISARAN
Kapasitas Pembangkit
Pabrik kelapa sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran mempunyai pembangkit sendiri untuk mensupply semua pegoperasian (proses pengolahan) dengan kata lain pabrik ini tidak mensupply daya dari PLN dimana pabrik ini memiliki pembangkit sendiri berupa 4 buah turbin uap dan 10 buah diesel generator set.
Besar kapasitas pembangkit yang terpasang adalah :
1. Untuk turbin uap terdapat 4 buah dengan kapasitas masing-masing adalah 1125 kVA
2. Untuk diesel generator set terdapat 10 buah dengan kapasitas :
- 5 buah diesel generator dengan kapasitas masing-maing 500 kVA - 5 buah diesel generator dengan kapasitas masing-maing 530 kVA Untuk menghitung besar keseluruhan kapasitas pembangkit yang terpasang dengan faktor daya yang digunakan di pabrik 0,9 maka daya aktif adalah :
1. Turbin uap
Turbin uap = 4 x1125 kVA x cos Ψ = 4 x 1125 kVA x 0,9 PTU = 4500 X 0,9
2. Diesel generator
PGA1 = 5 X 500 kVA x cos Ψ
= 2500 Kva x 0,9 = 2250 kW
PGA2 = 5 X 530 Kva x cos Ψ
= 2650 kVA x 0,9 = 2385 kW
Pembangkit Daya
Pembagian daya yang terdapat pada pabrik kelapa sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran sesuai dengan keadaan beban yang saat ini terpakai. Pembagian beban pada pabrik kelapa sawit sebagai berikut :
1. Stasiun penimbunan buah dan sterilizer = 138,8 kW
2. Stasiun Thresing = 203, 5 kW
3. Stasiun Kempa = 555,5 kW
4. Stasiun Klarifikasi = 343,02 kW 5. Stasiun Pengupas biji = 462 kW 6. Stasiun water treatment = 150,6 kW
7. Stasiun Boiler = 676,3 kW
8. Stasiun limbah = 91 kW
Jarak Beban Pada Pabrik
kontrol pembagian beban pada pabrik. Adapun jarak beban tersebut dari power house adalah :
1. Stasiun penimbunan buah dan sterilizer = 100 m
2. Stasiun Thresing = 75 m
3. Stasiun Kempa = 50 m
4. Stasiun Klarifikasi = 75 m
5. Stasiun Pengupas biji = 100 m 6. Stasiun water treatment = 50 m
7. Stasiun Boiler = 50 m
8. Stasiun limbah = 800 m
Jenis Penghantar Yang Digunakan
Pada pabrik kelapa sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran digunakan berbagai jenis penghantar. Pemilihan jenis penghantar biasanya dilihat dari lokasi beban yang terpasang. Untuk pembagian beban ke sub-sub bagian biasanya digunakan jenis penghantar bawah tanah. Jenis ini digunakan untuk menjamin tekanan yang besar yang akan menimpa penghantar kontrol, digunakan tipe NYFGbY dan tipe NYY.
Untuk penghantar kontrol, digunakan tipe NYAF, NYM, dan YMHY, penghantar ini digunakan untuk kontrol pada motor-motor listrik.
Adapun jenis penghantar yang digunakan pada pabrik kelapa sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran ke sub-sub bagian beban adalah :
1. Stasiun penimbunan buah dan sterilizer = NYY IC x 70 mm2
2. Stasiun Thresing = NYY IC 70 mm2
4. Stasiun Klarifikasi = NYFGby IC x 300 mm2 5. Stasiun Pengupas biji = NYFGBY IC x 500 mm2 6. Stasiun water treatment = NYY 2C x 70 mm2
7. Stasiun Boiler = NYFGby IC x 500 mm2
8. Stasiun Limbah = NYY 2 C x 35 mm2
Analsia Kawat Penghantar
Untuk menghitung luas penampang kawat penghantar, dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
Vdrop
I = Arus yang mengalir pada kawat penghantar (A)
ρ = Tahanan jenis kawat penghantar (Ωmm /2 m)
Vdroop = drop tegangan (volt)
Dengan drop tegangan yang diperbolehkan PLN sebesar 5% maka dapat dihitung sebagai berikut:
1. Stasiun Penimbunan Buah dan Sterilizer. Arus yang mengalir
= 222,12 Amp 2. Stasiun Therising
Arus yang mengalir
P = 3.V.I.cosϕ
Arus yang mengalir
Vdrop 4. Stasiun Klarifikasi
Arus yang mengalir
P = 3.V.I.cosϕ 5. Stasiun Pengupas Biji
Arus yang mengalir
= 790,94 Amp 6. Stasiun Water Treatment
Arus yang mengalir
P = 3.V.I.cosϕ
Arus yang mengalir
I = 8. Stasiun Limbah
Arus yang mengalir
Arus yang mengalir 10.Perumahan, dll
Arus yang mengalir
= 489,46 mm2
11.Gudang + Mess Karyawan Arus yang mengalir
P = 3.V.I.cosϕ
4.6Analisa Pengaman Yang Digunakan
Berdasarkan PUIL (Persyaratan Umum Instalasi Listrik) 2000 pasal 3.24.3.2 yang berbunyi “ Karakteristik operasi suatu gawai yang memproteksi kabel terhadap beban lebih harus memenuhi dua kondisi sebagai berikut :
a. IB ≥In ≤IZ
b. IZ ≥1,45n ≤IZ
dengan : IB = arus yang mendasari desain sirkuit
IZ = kemampuan hantar arus (KHA) kontinu dari tabel
I2 = arus yang menjamin operasi efektif gawai proteksi
Maka pengaman yang memproteksi kabel terhadap beban lebih dapat dihitung (berdasarkan KHA kontinu Tabel lihat lampiran 1) :
1. Stasiun Penimbunan buah dan Sterilizer
Z
2. Stasiun Theresing
Z
4. Stasiun Klarifikasi
Z
5. Stasiun Pengupas Biji
6. Stasiun Water Treatmen
11.Stasiun Gudang + Mess Karyawan
Amp I2 ≤1,45.272
Amp I2 ≤394,4
Pengaman juga dapat dihitung berdasarkan arus nominal (In) dari gawai proteksi
yang digunakan :
1. Stasiun Penimbunan buah dan Sterilizer
n
2. Stasiun Theresing
n
4. Stasiun Klarifikasi
n
5. Stasiun Pengupas Biji
Amp I2 ≤1,45.1125
Amp I2 ≤435
6. Stasiun Water Treatmen
11.Stasiun Gudang + Mess Karyawan
Pengaman juga dapat dihitung berdasarkan arus yang mendasari desain sirkuit )
(Iβ .
1. Stasiun Penimbunan buah dan Sterilizer
β
2. Stasiun Theresing
β
4. Stasiun Klarifikasi
5. Stasiun Pengupas Biji
6. Stasiun Water Treatmen
Amp I2 ≤1,45.1349,62
Amp I2 ≤506,95
11.Stasiun Gudang + Mess Karyawan
β
Analsia Daya Dengan Beban
Untuk mengetahui seberapa besar faktor-faktor beban menpengaruhi terhadap operasional pabrik dapat dihitung :
1. Faktor Kebutuhan (Demand Factor)
Diketahui : Beban maksimum pada pabrik kelapa sawit 2947,42 kW Daya terpasang
2. Faktor Beban harian (Load Factor)
= 0,76 jam
3. Faktor pembangkit (Plant Factor) Diketahui : Faktor daya 0,9
Kapasitas pembangkit = 9650 kVA = 9650 kVA.0,9 = 8685 kW
Faktor pembangkit =
pembangkit kapasitas
beban faktor x puncak beban
=
kW
jam x
kW 8685
/ 76 , 0 28
, 1867
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Setelah menguraikan isi karya Akhir dari bab I sampai bab IV, maka penulis mengambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Pembangkit listrik utama digunakan pada Pabrik Kelapa Sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran adalah turbin uap, sedangkan pembangkit cadangan adalah diesel generator set.
2. Pembangkit listrik pada Pabrik Kelapa Sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran terdiri dari 4 buah turbin uap dengan kapasitas 1125 KVA dan 10 buah diesel generator set berkapasitas 530 KVA sebanyak 5 buah dan 500 KVA sebanyak 5 buah.
3. Digunakannya turbin uap sebagai pembangkit listrik utama dikarenakan bahan bakar untuk boiler selalu tersedia didalam pabrik berupa serabut dan cangkang kelapa sawit.
4. Selain Crude Palm Oil (CPO) yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit, pabrik ini juga menghasilkan kernel.
5. Sistem distribusi yang digunakan pada pabrik merupakan sistem distribusi radial, dimana sistem distribusi radial ini sangat sederhana dan murah
7. Untuk pasokan daya listrik, pabrik tidak mengalami permasalahan yang cukup serius, hal ini karena sumber pembangkit tenaga listrik pada pabrik melebihi beban yang dilayani, baik itu pembangkit utama maupun pembangkit cadangan.
8. Hasil perhitungan penghantar tidak sesuai dengan penghantar yang digunakan pada pabrik. Hal ini disebabkan pada perhitungan penghantar jarak sangat berpengaruh sedangkan pada pabrik diambil penghantar yang sesuai dengan besarnya beban tanpa memperhitungkan jarak.
9. Hasil perhitungan pengamanan dengan menggunakan IZ lebih besar
daripada menggunakan IB, disebabkan IZ diambil berdasarkan KHA
kontiniu penghantar sedangkan IB berdasarkan hasil perhitungan.
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Argha.G, 1985, “ Kumpulan bahan kuliah ketel uap “, Lembaga Perkebunan Yogyakarta.
Anonim, 1999, “ Pedoman Pengoperasian, Pengolahan Kelapa Sawit PT.Perkebunan Nusantara III “, Kebun Sei Silau
M.M.El-Wakil, Alih Bahasa Ir.E.Jasjfi,Msc, 1992, “Instalasi Pembangkit
Daya “, Penerbit Erlangga.
Ir.Djiteng Marsudi, 2005, “ Pembangkitan Energi Listrik “, Penerbit Erlangga. Zuhal, 1998, “ Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya “,
PT.Gramedia Pustaka Umum.
