PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA GAS (PLTG)
Pendahuluan
PLTG
adalah
pembangkit
listrik
yang
Flow Diagram PLTG
Energy Udara
& Bahan Bakar Energy Gas
Energy
Mekanik Energy Listrik
Bahan Bakar
Compressor Gas Turbin Generator
Combuster
Kompressor
Combustion Chamber
Turbin Gas
Generator
Menghisap udara bebas yang masuk melalui filter,
kemudian
menekannya ke dalam ruang bakar
Turbin berputar akibat pancaran gas panas terarah pada sudu-sudunya, daya putaran turbin menggerakkan generator Udara bertekanan
dalam gas alam
dibakar didalam ruang bakar dan
menghasilkan gas panas bertekanan tinggi
Generator yang digerakkan oleh turbin gas
menghasilkan energi listrik
Siklus Turbin Gas (Brayton Cycle)
T-s & P-v Diagram Siklus Brayton
• Proses 1—2, (Isentropic Compression); Kompresi aktual pada kompresor
• Proses 2—3, (Pressure Constant Inlet) Pemasukan kalor di Combustion Chamber.
• Proses 3—4, (Expansion Compression); Ekspansi aktual pada turbin
Q1-2 = Energi masuk (Conditions 1 – 2)
Q4-1= Energi keluar (Condition 4 – 1)
V2/V1 = Rasio kompresi
1. Siklus Brayton Terbuka (Open Cycle Gas Turbine)
2. Siklus Brayton Tertutup (Close Cycle Gas Turbine)
Klasifikasi Turbin Gas
Udara segar pada kondisi ambien (atmosfir) disedot masuk ke dalam kompresor, dimana terjadi peningkatan suhu dan tekanan . Udara bertekanan tinggi diproses di dalam ruang pembakaran, dimana bahan bakar dibakar pada tekanan konstan. Gas temperatur tinggi yang dihasilkan kemudian masuk turbin, di mana gas temperatur tinggi dan bahan bakar dibakar pada tekanan atmosfer
sehingga menghasilkan tenaga.
Gas buang yang dihasilkan turbin dibuang keluar (tidak disirkulasikan kembali), menyebabkan siklus harus diklasifikasikan sebagai siklus terbuka.
Cara kerja turbin gas siklus tertutup, secara keseluruhan hampir sama dengan siklus terbuka, yaitu di sini proses kompresi dan ekspansi tetap sama, akan tetapi proses pembakaran digantikan oleh masukan kalor tekanan
konstan dari sumber eksternal, dan proses pembuangan digantikan oleh pembuangan kalor tekanan konstan
pada suhu ambien.
Klasifikasi Turbin Gas
1. Medium-range gas turbines
Kapasitas berkisar antara 5000 – 15000 hp (3,7 – 11,2 MW).
Memiliki efisiensi yang cukup tinggi.
Pada kompresor terdapat 10-16 tingkat sudu, dengan rasio tekanan sekitar 5-11.
Biasanya menggunakan regenerator untuk meningkatkan efisiensi
Klasifikasi Turbin Gas
2. Small gas turbines
Biasanya menggunakan kompresor sentrifugal
Kapasitas di bawah 500 hp (3,7 MW)
Memiliki efisiensi sekitar 20 %, karena:
– Efisiensi kompresor sentrifugal yang digunakan memiliki efisiensi lebih rendah dibanding kompresor aksial
Peralatan Utama PLTG
Turbin gas merupakan peralatan pembangkit tenaga yang memanfaatkan langsung tenaga panas yang mengembang akibat pembakaran dari bahan bakar dan udara yang dikompresikan. Adapun sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen utama
1. Compressor Rotor Assembly
2. Compressor Stator
•
Inlet Casing
•
Forward Compressor Casing
•
Aft Casing
•
Discharge Casing
Combustion Section
- Combustion Chamber
- Transition Pieces
- Combustion Liners
- Cross Fired Tubes
- Fuel Nozzle
- Flame Detector
•
Turbine Rotor Case
•
First Stage Nozzle
•
First Stage Turbine Wheel
•
Second Stage Nozzle and Diafragma
•
Second Stage Turbine Wheel
Peralatan Pendukung PLTG
Starting Equipment - untuk melakukan start up sebelum turbin bekerja
Coupling and Accessory Gear - untuk memindahkan daya & putaran dari poros yang bergerak ke poros yang akan digerakkan
Lube Oil System - untuk melakukan pelumasan
secara kontinyu pada setiap komponen sistem turbin gas
Bagian-bagian utama generator :
Stator
• Berbentuk kumparan yang terdiri dari 2 lapisan.
• Terbuat dari tembaga berlapis rangkap dan tipis.
• Kumparan terletak dalam alur dengan posisi ujung yang dibalik untuk mengurangi arus pusar.
Rotor
• Berbentuk silindris dan memiliki sepasang katup.
• Terbuat dari baja dengan kualitas tinggi.
• Mempunyai kumparan sebagai pembangkit medan utama
Bearing
• Terletak di bagian atas dan bagian bawah dengan sistem pelumasan dan pendinginan oleh turbin.
• Kedua bearing dilengkapi hydraulic shaft lift oil system untuk mencegah terjadinya gesekan saat start up.
Adalah peralatan listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari salah satu atau lebih rangkaian listrik ke
rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnet.
Alat ini berfungsi untuk pemilihan tegangan yang sesuai dan
ekonomis untuk tiap-tiap keperluan, misalnya kebutuhan akan tegangan transmisi daya listrik jarak jauh.
Beberapa jenis transformator di PLTGU berdasarkan penggunaannya :
• Generator step up transformator
• On load tap changer
• Unit auxiliary transformator
Skema Proses Distribusi Listrik
Distribution Transformator
Estate Consumption
Step Down Transformator
Step Up Transformator Sub Station
Tower
Tower
INLET AIR
FUEL
COMBUSTOR
COMPRESSOR
GENERATOR
TURBINE
INDUSTRY CONSUMPTION 150 KV
150 KV / 11 KV
20 KV
Distribution Transformator
Estate Consumption
Step Down Transformator
Step Up Transformator Sub Station
Tower
Tower
INLET AIR
FUEL
COMBUSTOR
COMPRESSOR
GENERATOR
TURBINE
INDUSTRY CONSUMPTION 150 KV
150 KV / 11 KV
Kelebihan:
Proses instalasi yang mudah dan murah
Start-up time yang cepat
Tenaga darurat (back-up)
Dapat menggunakan berbagai macam variasi
bahan bakar
Ramah lingkungan
Kekurangan:
Single-cycle memiliki efisiensi yang rendah
