BAB III
DASAR TEORI
3.1. KOMPONEN – KOMPONEN MAIN INLET VALVE 1. Pipa Pesat
Pipa pesat (Gambar 3.1.) merupakan pipa yang berfungsi untuk mengalirkan air dari KTH ke turbin dengan sudut kemiringan tertentu untuk mendapatkan energi kinetik air. Diameter pipa pesat utama PLTA Bengkok sebesar 1,3 m dan panjang pipa pesat utama KTH sampai katup pembagi adalah 635 m.
Gambar 3.1. Pipa Pesat
(Sumber : Arsip PLTA Bengkok, 2016)
2. Katup Pembagi
Katup pembagi (Gambar 3.2.) adalah suatu katup yang berfungsi menutup dan membuka aliran air yang berasal dari KTH dan untuk membagi aliran air ke masing-masing pipa pesat percabangan yang akan masuk ke turbin. Jenis katup pada PLTA Bengkok dan dago adalah katup Gate. Pada katup pembagi, pipa pesat
utama dibagi menjadi 3 buah pipa pesat pencabang yang masing-masing berdiameter 0,7 m. Pipa pesat percabangan tersebut bertujuan membagi aliran ke tiap unit. Sedangkan PLTA Dago memiliki diameter 1,3 m dan untuk panjangnya adalah 124 m. Bahan dari pipa pesat PLTA Bengkok dan Dago terbuat dari besi cor.
Gambar 3.2. katup pembagi (PLTA Bengkok, 2016)
3. Main Valve
Katub turbin (Gambar 3.3.) adalah suatu katup yang berfungsi untuk menutup dan membuka aliran air yang akan masuk ke dalam turbin. Jenis katup turbin PLTA Bengkok dan Dago adalah katup sorong. Di bawah terdapat saluran katup by-pass yang berfungsi untuk menyeimbangkan tekanan air yang akan masuk ke turbin.
Gambar 3.3. Main Valve
a. Katup Bypass
Gambar 3.4. Bypass
( Sumber : Arsip PLTA Bengkok, 2016)
Salah satu jenis valve yang berfungsi untuk mengontrol atau membatasi tekanan dengan cara mengarahkan /mengalihkan aliran kedalam jalur tambahan yang jauh dari jalur aliran utama.
b. Motor Katup
Motor ini yang akan mengerjakan system buka-tutup katup utama, jika adanya inspeksi rutin atau adanya perbaikan.
Gambar 3.5. Motor Katup (Sumber : Arsip PLTA Bengkok, 2016)
c. Manometer
Alat ini digunakan untuk mengukur tekanan air pada turbin. jika tekanan menunjukkan angka di bawah 10 bar, maka, Main Inlet dapat di tutup dengan
Gambar 3.6. Manometer (Sumber : PLTA Bengkok, 2016)
4. Turbin
Turbin (Gambar 3.7.) adalah alat perubah energi Kinetik menjadi energi Mekanik. Air yang berasal dari katup pembagi mengandung energi Kinetik yang akan masuk ke dalam spiral case lalu masuk ke dalam sudu turbin sehingga aliran air akan memutar runner. Runner terhubung dengan poros yang akan memutar rotor pada generator.
Gambar 3.7. Turbin (Sumber : Cucu Cuyanto, 2014)
5. Saluran Buang
Saluran buang merupakan saluran yang berfungsi untuk membuang aliran air yang sudah digunakan atau mengalirkan air yang bertujuan untuk menggerakkan turbin pada power house berikutnya yaitu PLTA Dago. Panjang saluran buang PLTA Bengkok yang menuju PLTA Dago 1400 m.
3.2. MAINTENANCE 3.2.1. Definisi
Pemeliharaan adalah fungsi yang penting dalam suatu pabrik. Sebagai suatu usaha menggunakan fasilitas/ peralatan produksi agar kontinuitas produksi terjamin dan menciptakan suatu keadaan operasi produksi yang memuaskan dan sesuai dengan rencana, (Asmara, Hidayat Jati, 2016). Selain itu, fasilitas/ peralatan produksi tidak mengalami kerusakan selama dipergunakan sebelum jangka waktu tertentu yang
direncanakan tercapai. Pemeliharan, menurut “The American Management Association”,
Inc. (1971), adalah kegiatan rutin, pekerjaan berulang yang dilakukan untuk menjaga kondisi fasilitas produksi agar dapat dipergunakan sesuai dengan fungsi dan kapasitas sebenarnya secara efisien. Hal ini berbeda dengan perbaikan, Pemeliharaan juga didefinisikan sebagai suat8u kombnasi dari berbgai tindakan yang dilakukan untuk menjaga suatu barang dalam, atau memperbaikinya hingga suatu kondisi yang bisa diterima.
3.2.2. Konsep-konsep Pemeliharaan A. Konsep Reliability
Merupakan probabilitas suatu komponen atau system akan beroperasi sesuai dengan fungsi yang ditetapkan dalam jangka waktu tertentuketika digunakan dalam kondisi operasional tertentu.. Keandalan juga berarti kemampuan suatu peralatan untuk bertahan dan tetap beroperasi sampai batas waktu tertentu.
B. Konsep Maintainability
Merupakan probabilitas suatu komponen atau sistem yang rusak akan diperbaiki atau dipulihkan kembali pada kondisi yang telah ditentukan selama periode waktu tertentu dimana dilakukan perawatan sesuai dengan prosedur yang seharusnya (Cuyanto, 2014). Keterawatan suatu pralatan dapat didefinisikan sebagai probabilitas peralatan tersebut untuk bias diperbaiki pada kondisi tertentu dalam periode aktu tertentu.
C. Konsep Availability
Ketersediaan adalah probabilitas suatu komponen atau sistem menunjukkan kemampuan yang diharapkan pada suatu waktu tertentu ketika dioperasikan dalam kondisi tertentu.Ktersediaan juga dalam diinterprestasikan sebagai presentase suatu komponen atau sistem selama interval teretentu.
3.3 PENGOPERASIAN DASAR
Sebelum memulai mengoperasika pembangkit, operator harus memerikasa beberapa hal dan harus memastikan fasilitas dalam kondisi yang bagus untuk operasi. Terutama jika pembangkit beroperasi dalam jangka waktu panjang, maka operator harus memerikasa dengan teliti (Anhar, 2013). Pengoperasian pembangkit mini/mikrohidro tidak hanya untuk membangkitkan tenaga listrik dengan cara memutar generator tetapi juga untuk mengontrol peralatan pembangkit, menyuplai listrik dengan kualitas yang stabil kepada konsumen, dan menjaga semua peralatan agar tetap dalam kondisi yang bagus.
Karena semua fasilitas dan peralatan yang terpasang tergantung pada kondsis lokasi dan anggaran yang tersedia, maka terdapat berbagai pengoparasian mini/mikrohidro (Rahman, 2014). Jika suatu pembangkit memiliki stabilisator beban otomatis, maka operator tidak harus selalu mengontrol semua peralatan kecuali pada saat memulai, berhenti dan keadaan darurat. Jika pada pembangkit dibuat system pemberhentian otomatis, maka operator tidak harus selalu berada disekitar pembangkit.
Pada banyak kasus mini/mikrohidro untuk pembangkit listrik pedesaan, control system otomatis dan peralatan proteksi seringkali dihilangkan karena keterbatasan dana, oleh karena itu, operator harus selalu berada disekitar daerah pembangkit untuk mengontrol peralatan dan menjaga pembangkit agar dapat segera mengatasi jika terdapat masalah/kerusakan.
3.3.1. Memeriksa beberapa hal sebelum memulai pengoperasian Kerusakan struktur
Sedimentasi tanah didepan intek
Sampah-sampah yang menempel pada saringan
Sedaimentasi tanah pada bal pengendap dan bak penenang 3.3.2. Memulai Pengoperasian
Setelah memeriksa beberapa hal diatas, turbin dan generator siap untuk dioperasikan. Beberapa prosedur memulai pengoperasian dalah sebagai berikut.
1. Membuka pintu intek dan air intek kedalam system saluran (Memulai pengoperasian awal)
Pada Panel kontrol bypass tekan tombol “OPEN”, Bypass akan
menyesuaikan tekanan air di luar gate dan dalam gate dipastikan agar sama ± 10 bar.
Jika sudah sama tekan tombol “OPEN” pada panel kontrol main valve
untuk menggerakkan motor katup membuka Gate
3. Jika terdapat guide vane, maka buka valve inlet secara penuh, kemudian buka guide vane secar bertahap
4. . Kontrol valve inlet dan guide vane sehingga voltase dan frekuensinya berada didalam selang yang telah ditentukan.
3.3.3 Pemberhentian Pengoperasian
pemberhentian operasi adalah sebagai berikut: 1. Menutup valve inlet atau guide vane 2. Menekan saklar beban off (load rejection)
3. Menutup valve inlet dan guide vane secara sempurna. 4. Menutup pintu intake.
3.4. PRINSIP DASAR PELUMASAN 3.4.1. Gesekan Dan Keausan
Gesekan adalah suatu gaya yang bekerja pada bidang kontak diantara 2 permukaan benda yang bergerak secara 37emperat sesamanya dan gaya ini cenderung menghambat. Secara umum, gesekan ada 2 macam, yaitu:
1. Gesekan Statik adalah gesekan yang terjadi pada bidang kontak diantara dua benda yang cukup besar untuk mencegah terjadinya gesekan. Contoh : Gesekan antara mur dan baut
2. Gesekan Kinetik adalah gesekan yang terjadi pada bidang diantara 2 permukaan benda yang saling bergerak secara relative sesamanya. Contoh : gesekan antar permukaan bantalan dengan permukaan poros turbin.
Gesekan Statik selalu lebih besar dari gesekan 37empera. Akibat adanya gesekan ini, terjadi pengikisan material pada bidang kontak antara dua permukaan tersebut. Pengikisan ini disebut keausan.
3.4.2. Fungsi Pelumasan
Keausan akibat gesekan dapat dikurangi dengan cara mencegah kontak langsung antara 2 permukaan benda yang bersinggungan seperti poros dengan bantalan.
Untuk mengurangi singgungan langsung ini, dapat dilakukan dengan memberikan pelumasan (Gimbal, 2013). Pelumas akan menjadi media pemisah diantara 2 permukaan sehingga tidak terjadi kontak langsung. Secara umum, prinsip pelumasan dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu :
1. Pelumasan Batas adalah pelumasan dimana kedua permukaan benda hanya dipisahkan oleh selapis pelumas sangat tipis sehingga pada beberapa lokzsi masih terjadi kontak langsung antara kedua permukaan tersebut.
2. Pelumasan Film adalah pelumasan dimana kedua permukaan benda dipisahkan oleh lapisan pelumas yang cukup (Film) sehingga tidak terjadi kontak antara kedua permukaan
3.5. KATUP UTAMA (MAIN VALVE) 3.5.1. Definisi Katup
Valve atau katup adalah sebuah perangkat yang terpasang pada sistem perpipaan, yang berfungsi untuk mengatur, mengontrol dan mengarahkan laju aliran fluida dengan cara membuka, menutup atau menutup sebagian aliran fluida. Fungsinya sama dengan pintu air biasa, hanya dapat menahan tekanan yang lebih tinggi (pipa air, pipa pesat dan terowongan tekan).
Katup (valve) adalah suatu alat yang menerima perintah dari luar untuk melepas, menghentikan atau mengarahkan fluida yang melalui katup tersebut ( Cahyo, 2011).
Gambar 3.8. Katup Utama Unit I, II, III (Sumber : Arsip PLTA Bengkok, 2016) Katup di desain untuk melakukan fungsi utama, yaitu :
1. Memulai atau menghentikan aliran. 2. Mengatur aliran.
3. Mencegah aliran balik.
4. Mengatur atau melepaskan aliran tekanan
Ada berbagai macam katup yang dapat dipakai untuk satu fungsi atau lebih dari yang disebutkan diatas.
Dalam pemilihan sebuah katup ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan sebelum memilih katup yang akan kita gunakan. Beberapa hal yang perlu kita pertimbangkan dalam memilih katup, antara lain :
1. Tekanan. 2. Temperatur.
3. Jenis Fluida ( Cair). 4. Aliran
a. On-Off.
b. Throttling ( Memperlambat aliran ). c. Untuk mencegah aliran balik.
d. Pemakaian untuk menurunkan tekanan. 5. Keadaaan Pengoperasian
b. Aksesibilitas.
c. Semua ruang / ukuran yang tersedia. d. Desain yang aman terhadap api. e. Kecepatan penutupan.
3.6. Jenis-jenis Katup
3.6.1. Gate Valve (Katup Sorong)
Gate Valve adalah katup yang bergerak tegak lurus terhadap aliran. Desain dari sebuah katup, ditentukan oleh bagaimana katup mempengaruhi aliran fluida di dalam pipa kerja. Beberapa katup di desain untuk mengisolasi aliran dan beberapa lainnya untuk mengatur aliran. Ada juga katup di desain untuk fungsi kedua-duanya (Cuyanto, 2014). Hal itu adalah sangat penting untuk dimengerti, bagaimana aliran dipengaruhi bila sebuah katup dioperasikan. Katup Sorong di desain khusus untuk mengisolasi aliran dalam pipa. Tipe
katup ini mempunyai kegunaan dengan dua posisi “Buka Penuh atau Tutup Penuh”.
Gambar 3.9. Main Valve ( Gate Type)
Piringan katup pada katup sorong disebut Gate. Bila gate dinaikkan sepenuhnya maka fluida kerja akan bergerak lurus dan karenanya tahanannya menjadi kecil terhadap aliran. Bila ate itu diturunkan, itu akan membuat kerapatan yang kuat terhadap dudukan dalam body katup. Sebuah disk vertikal bertempat di katup tubuh slide gerbang atas dan bawah pada sudut kanan ke arah aliran dalam pipa, menutup atau membuka katup. Arus diblokir dengan menggunakan efek wedge-lock disc katup/valve itu. Dudukan pada umunya
adalah permukaan yang berbentuk sesuai gate-nya. Gate dihubungkan agak longgar pada salah satu ujung Stem katup dan ujung lainnya dari stem lurus ke Stuffing Box di dalam Bonnet ke Hand Wheel. Pada katup sorong stem-nya naik turun, stem tidaklah dihubungkan langsung ke hand wheel tetapi stem yang berulir bergerak dalam sebuah pengikat yang disebut Stem Bushing yang di dalamnya juga berulir yang sesuai dengan ulir stem.
A. Konstruksi Katup
Gambar 3.10. Konstruksi Katup
a. Body
Adalah bagian luar rumah katup, rumahnya dari bagian bergerak dari katup dan berisi fluida kerja.
b. Flends atau Flends Sambung
Adalah bagian dari katup yang dibautkan ke pipa kerja.
c. Stem
Adalah sebuah batang yang meneruskan gerakan katup dan salah satu ujungnya dipasang piring katup, saat operasi piring katup yang ditempatkan di dalam body katup mengatur aliran fluida keluar dari katup.
d. Bonnet
Adalah suatu dari bagian Casing katup, yang dipasang diatas katup dan rumah stem, iring katup, dan packing.
e. Stuffing Box
Adalah suatu box yang berongga yang terletak diatas bonnet yang berisi material packing
f. Material Packing
Membentuk sebuah perapat yang melawan kebocoran sepanjang stem katup sewaktu operasi, Packing tersebut mengembang untuk mencegah fluida kerja bocor keluar sepanjang stem.
g. Gasket
Juga mencegah kebocoran fluida kerja umumnya pada katup-katup, gasket ditempatkan diantara flends katup dengan flends pipa dan body katup dengan bonnet.
h. Hand Wheel
Memungkinan suatu cara untuk mengoperasikan katup secara manual. Hand Wheel diputar untuk membuka dan menutup katup.
3.6.2. Globe Valve ( Katup Sumbat)
Gambar 3.11. Globe Valve
Katup di desain untuk mengatur aliran, piringan dalam katup dapat ditempatkan pada posisi yang berbeda antara buka atau tutup penuh. Dalam hal ini aliran dalam katup dapat dikontrol dengan tepat untuk mendapatkan kebutuhan dari proses tersebut. Dalam Katup Globe, arah dari airan berubah sebagaimana mengikuti laluan katup ( Nur Afiqah, 2013). Fluida masuk dari arah bawah dari piringan katup sebagaimana piringan katup bergerak ke atas dari dudukannya, aliran fluida naik ke atas dan mengitari piring katup sebelum meninggalkan katup arah dari aliran berganti dua kali sebagaimana gerakan aliran fuida tersebut dalam katup
3.6.3. One Way Valve/ Check Valve (Katup Searah)
Beberapa katup di desain untuk fungsi kerja yang khusus. Misalnya, check valve dipakai untuk menjaga aliran balik fluida dalam pipa. Katup-katup ini hanya terbuka karena adanya tekanan fluida yang searah dengan pembukaan katup. Katup akan tertutup oleh aliran yang berbalik atau oleh gravitasi ( Benedictus, 2011).
Gambar 3.12. Non Return Valve/ Check Valve Ada 2 tipe dasar dari katup searah, yaitu:
- Swing Check -> Aliran bergerak hanya satu arah ( Bergerak Lurus)
- Lift Check -> Hampir sama dengan katup globe, fluida mengalir dari bwah katup
Gambar 3.13. Konstruksi Check Valve & Swing Check Valve
3.6.4. Butterfly Valve
Katup ini dipakai di dalam banyak aplikasi yang sama. Katup ini dapat dibuka dan ditutup sepenuhnya dengan memutar piringan katup dengan seperempat putaran (900). Katup Kupu-kupu umumnya dipakai pada tekanan dan suhu rendah.
Gambar 3.14. Butterfly Valve ( Wafer & Double Fanged)
Untuk system air endingin utama, karena membutuhkan flow besar tetapi tekanan rendah biasanya digunakan katup kupu-kupu.
3.6.5 Ball Valve
Katup Bola dan katup sumbat di desain untuk isolasi dan pengaturan aliran
tergantung kebutuhan dari suatu proses. Pada tipe katup ini, piringan katup dibentuk seperti
Gambar 3.15. Katup Bola
sebuah bola atau sumbat. Pembukaan adalah dengan memutar langsung piring katup. Sebagaimana pengoperasian katup, piringan katup yang berada dalam body katup di putar
untuk membuka atau menutup aliran. Bila sisi padat dari bola atau sumbat berhadapan dengan permukaan pipa berarti katup di tutup atau aliran di stop ( Syahrul Fauzi, 2004). Bila bola atau sumbat diputar dapat diartikan pembukaan di seporoskan dengan bukaan pipa atau sisi yang berlubang berhadapan dengan bukaan pipa yang mengakibatkan fluida kerja dapat melalui katup dengan gerakan lurus.
Bila bola atau sumbat dapat juga ditempatkan kondisi antara buka penuh dan tutup penuh untuk mengatur aliran fluida. Ukuran pembukaan dari katup bola atau katup sumbat tergantung dari jumlah dan besar aliran yang diinginkan dalam pipa. Keunggulan dari katup ini adalah dapat dibuka penuh atau ditutup penuh secara cepat walaupun bekerja pada tekanan kerja yang tinggi.
3.6.6. Diaphragm Valve
Gambar 3.16. Diaphragm Valve
Bentuk Disk katup menentukan besar kecilnya besar tekanan yang diatur maupun wujud fluida yang akan dialirkan. Untuk pengaturan zat-zat kimia disk dilapisi dengan
diafragma fungsinya untuk mencegah terjadinya reaksi kimia atau korosi pada bagian-bagian katup. Katup tersebut disebut dengan katup diafragma.
3.6.7. Three Way Valve
Tipe katup ini disebut juga Plug Valve yang berfungsi untuk mengontrol aliran zat
cair. Prinsip kerjanya , bila katup diputar ¼ dari putaran penuh kearah menutup, maka katup ini akan bergerak dengan cepat dan aliran fluida langsung mengikuti arah airan plugnya.
Gambar 3.17. Three Way Valve
Yang penting dari katup ini dapat menyesuaikan suatu aliran ke beberapa aliran yang berbeda dengan demikian dapat mengurangi jumlah katup yang diperlukan pada satu instalasi jenis katup ( Tyasono, Whisnu, Benedictus, 2011).
3.7. JENIS-JENIS PELUMAS
Menurut wujudnya, pelumas dapat dibedakan menjadi 3, yaitu :
2. Pelumas Semi Padat ( Grease ) 3. Pelumas Padat
A. Pelumas Cair ( Minyak)
Minyak pelumas yang banyak dipakai adalah minyak pelumas mineral. Minyak pelumas ini adalah hasil sampingan dari penyulingan minyak bumi. Diantara sifat-sifat minyak pelumas yang terpenting adalah :
1. Kadar Viskositas, Kekentalan merupakan suatu ukuran yang menyatakan besarnya tahanan cairan terhadap aliran.
2. Index Viskositas, Merupakan ukuran dari laju perubahan viskositas minyak pelumas terhadap perubahan temperature.
3. Pour Point, Merupaka temperature dimana minyak pelumas mulai menjadi kental dan tidak dapat mengalir. Minyak pelumas yang akan digunakan pada 48emperature rendah harus memiliki titik tuang yang rendah.
4. Flash Foint, Merupakan temperature terendah dimana uap minyak pelumas akan terbakar bila dierikan sumber panas tetapi pembakaran akan berhentibila sumber panas dihilangkan.
5. Fire Point, Merupakan temperature dimana uap minyak pelumas yang timbul akan terbakar dan akan terus terbakar meskipun tidak diberikan sumber panas.
B. Pelumas Semi Padat
Pelumas semi padat berwujud pasta dan serng di sebut “grease”. Grease merupakan
campuran yang terdiri dari 4 komponen, yaitu :
1. Base Fluid, Bahan dasar Grease kebanyakan adalah minyak mineral. Minyak mineral dengan viskositas rendah dipakai sebagai bahan dasar bagi grease untuk 48emperature rendah dan kecepatan tinggi.
2. Bahan Pengental yang sering digunakan adalah sabun yang berasal dari campuran lemak ( binatang dan tumuh-tumbuhan ) dengan logam seperti : Logam Ba, Li, Ca Timah/ Seng.
3. Additive, Berfungsi untuk memperbaiki sifat dan daya lumas grease. Tipe-tipe bahan additive yang dipakai diantaranya adalah : bahan anti oksida , anti korosi, dsb.
4. Filler, Beerfungsi untuk meningkatkan stabilitas grease. Bahan yang paling banyak dipakai adalah Graphite, Molybdenum, dan Mica. Filler dapat dilepaskan sedikit demi sedikit untuk membantu pelumasan dengan membentuk lapisan pelumaspada permukaan yang dilumasi. Meskipun filler memiliki daya lumas, tetapi peran utamany tetap dipegang oleh bahan dasarnya sendiri.
1. Karakteristik Pelumas Semi Padat
Seperti halnya minyak pelumas, Grease juga memiliki karakteristik yang juga harus dipertimbangkan untuk memilih grease yang sesuai dengan kebutuhan ( Arif, 2011). Karakteristik grease yang perlu diketahui :
1. Hardness, bila minyak pelumas memiliki indeks viskositas, maka grease memiliki kekerasan/ kepadatan ( hardness ). Pengaruh dengan kegunaannya setara dengan viskositas.
2. Dropping Point adalah temperature dimana grease mulai mencair 3. Water Resistance adala sifat grease kekedapan terhadap air.
4. Pump ability adalah sifat grease yang menyatakan dapat tidaknya grease tersebut dipompakan, dan merupakan sifat grease menyatakan sifat stabilitasnya terhadap kondisi operasi dan peralatan yang dilumasi.
C Pelumas Padat
Pelumas padat biasanya terbuat dari Graphite Molybden ( MoS2 ). Pelumas ini digunakan
apabila pelumas cair dan pelumas grease sudah tidak memungkinkan digunakan misalnya pada temperature operasi terlalu tinggi atau terlalu rendah. Cara terbaik menggunakan pelumas padat adalah dengan menyemprotkan ke permukaan yang akan dilumasi.
Bila cara spraying tidak tersedia, bahan pelumas padat dapat disapukan ke permukaan yang akan dilumasi menggunakan kuas meskipun sebenarnya cara ini kurang menjamin pemeratan distribusu pelumas. Baut dapat dikencangkan sampai kekuatan
