i
SKRIPSI
ANALISIS PENGOPERASIAN COAL FEEDER TERHADAP KINERJA PEMBANGKIT PADA PT BOSOWA ENERGI PLTU JENEPONTO
EKSPANSI 2x135 MW
MUHAMMAD IRFAN S NURUL UTAMY 105 82 11174 17 105 82 11065 17
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2020
ii HALAMAN JUDUL
“ANALISIS PENGOPERASIAN COAL FEEDER TERHADAP KINERJA PEMBANGKIT PADA PT BOSOWA ENERGI PLTU JENEPONTO
EKSPANSI 2x135 MW”
Skripsi
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
MUHAMMAD IRFAN S NURUL UTAMY
105 82 11174 17 105 82 11065 17
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2020
iii HALAMAN PENGESAHAN
iv HALAMAN PENGESAHAN
v KATA PENGANTAR
ِنَمْحَّرلا ِﷲا ِمــــــــــــــــــْسِب مي ِحَّراا
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat limpahan rahmat, karunia dan hidayahNya-lah sehingga kami diberikan kekuatan untuk menyelesaikan skripsi dengan judul “ANALISIS PENGOPERASIAN COAL FEEDER TERHADAP KINERJA PEMBANGKIT PADA PT BOSOWA
ENERGI PLTU JENEPONTO EKSPANSI 2x135 MW”.
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi Strata Satu (S-1) pada Fakultas Teknik, jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Makassar.
Pada proses penyelesaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, maka dengan segala kerendahan hati penulis menyampaikan rasa hormat dan terimakasih kepada
1. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, S.T., M.T. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiayah Makassar.
2. Ibu Adriani, S.T., M.T. Selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak Dr. Umar Katu, S.T., M.T. Selaku Pembimbing I dan Ibu Adriani, S.T., M.T. Selaku Pembimbing II.
4. Para Staff dan Dosen yang membantu penulis selama melakukan studi di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
vi 5. Bapak Muchammad Muslich, selaku General Manager PT Bosowa
Energi PLTU Jeneponto dan segenap karyawan beserta staf.
6. Rekan-rekan Mahasiswa angkatan 2017 baik kelas non regular maupun kelas Konversi dan seluruh keluarga besar Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
7. Terakhir dan special kepada kedua orang tua kami yang tercinta
Akhirul kalam, semoga skripsi penulis dapat membantu menambah khasanah ke-ilmuan yang bermanfaat bagi pembaca.
Billahi fisabilhaq fastabiqul khaerat, Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Penyusun
vii Muhammad Irfan S1, Nurul Utamy2
1,2Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Makassar
1e-mail: [email protected]
2e-mail: [email protected] ABSTRAK
Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk dan kemajuan teknologi, maka kebutuhan energi listrik juga meningkat sehingga menuntut tersedianya energi listrik yang berkesinambungan. Salah satu permasalahan yang dihadapi PLTU Jeneponto 2x135 MW sebagai pemasok energi listrik adalah menurunnya kinerja unit pembangkit yang disebabkan karena peralatan Coal Feeder yang mengalami gangguan. Dari permasalahan tersebut diperlukan sebuah analisis untuk mengetahui seberapa berpengaruhnya peralatan Coal Feeder terhadap kinerja pembangkit. Penelitian dilakukan dengan mengamati kerja Coal Feeder terhadap beban, pengolahan data operasi pembangkit berdasarkan Formula Indeks Kinerja Pembangkit PT PLN 2007. Dari hasil analisis didapatkan kesimpulan berupa pengoperasian Coal Feeder berperan penting dalam keandalan dan efisiensi proses pembangkitan energi listrik PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW, sehingga apabila Coal Feeder mengalami gangguan maka akan mempengaruhi kinerja pembangkit seperti Equivalent Avalaibility Factor (EAF) yang rendah serta Equivalent Forced Outage Rate (EFOR) yang tinggi.
Kata Kunci: Kinerja Pembangkit, Coal Feeder.
viii Muhammad Irfan S1, Nurul Utamy2
1, 2 Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Muhammadiyah Makassar
1e-mail: [email protected]
2e-mail: [email protected] ABSTRACT
Along with the increasing population and technological advancement, the need for electricity energy has also increased to demand the availability of continuous electricity energy. One of the problems faced PLTU Jeneponto 2x135 MW as an electricity energy supplier is the decrease in the performance of the power plants caused by equipment of Coal Feeder that has been impaired. From that issue, an analysis is needed to know how the Coal Feeder equipment affects the performance of the plant. Research conducted by observing Coal Feeder work on the load, data processing operations generator based on Formula of plant Performance index PT PLN 2007. From the results of analysis obtained the conclusion of the operation of Coal Feeder is instrumental in the reliability and efficiency of electrical energy generation process of PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW, so that if the Coal Feeder suffered interference it will affect the performance of plants such as the low Equivalent Avalaibility Factor (EAF) and high for Equivalent Forced Outage Rate (EFOR).
Keywords: Plant Performance, Coal Feeder.
ix DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAK ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL... xiii
DAFTAR SINGKATAN ... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 3
C. Tujuan Penelitian ... 3
D. Batasan Masalah... 4
E. Manfaat Penelitian ... 4
F. Sistematika Penulisan... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
A. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) ... 6
1. Boiler ... 7
2. Turbin dan Generator ... 10
B. Bahan Bakar PLTU ... 12
x
1. Batubara ... 12
2. High Speed Diesel (HSD) ... 13
C. Coal Feeder ... 14
1. Komponen peralatan Coal Feeder ... 16
2. Pengaturan Flow Batubara ... 18
D. Status Unit Pembangkit Aktif ... 19
1. Outage ... 20
2. Derating ... 20
3. Reserve Shutdown ... 21
E. Durasi Status Pembangkit Aktif ... 21
1. Service Hours (SH) ... 21
2. Available Hours (AH) ... 21
3. Planned Outage Hours (POH) ... 21
4. Forced Outage Hours (FOH) ... 22
5. Period Hours (PH) ... 22
6. Equivalent Forced Derated Hours (EFDH) ... 22
7. Equivalent Planned Derated Hours (EPDH) ... 22
F. Indeks Kinerja Pembangkit ... 22
1. Availability Factor (AF) [%] ... 23
2. Equivalent Availability Factor (EAF) [%] ... 23
3. Forced Outage Rate (FOR) [%] ... 24
4. Equivalent Forced Outage Rate (EFOR) [%] ... 24
5. Net Capacity Factor (NCF) [%] ... 24
6. Net Output Factor (NOF) [%]... 25
7. Capacity factor (CF) [%] ... 25
xi
8. Plant Factor (PF) [%] ... 26
BAB III METODE PENELITIAN ... 27
A. Lokasi dan Waktu ... 27
1. Lokasi ... 27
2. Waktu ... 27
B. Data dan Formula Penelitian ... 27
1. Data ... 27
2. Formula penelitian ... 27
C. Metode Penelitian... 28
D. Alur Penelitian ... 30
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 31
A. Pola Operasi Coal Feeder Terhadap Beban Unit ... 32
B. Indeks Kinerja Pembangkit ... 41
C. Perbandingan Hasil ... 47
BAB V PENUTUP ... 49
A. Kesimpulan ... 49
B. Saran ... 50
DAFTAR PUSTAKA ... 51
LAMPIRAN ... 52
xii DAFTAR GAMBAR
GAMBAR 2.1 Skema PLTU Secara Umum ... 6
GAMBAR 2.2 Skema Perubahan Energi Pada PLTU ... 7
GAMBAR 2.3 Jenis-Jenis Boiler ... 7
GAMBAR 2.4 Boiler Unit 4 PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 Mw ... 8
GAMBAR 2.5 Turbin Unit 3 PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 Mw ... 10
GAMBAR 2.6 Generator Unit 3 PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 Mw ... 11
GAMBAR 2.7 Coal Feeder Unit 3 PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 Mw ... 15
GAMBAR 2.8 Pengaturan Flow Batubara Pada Coal Feeder ... 18
GAMBAR 3.1 Flowchart Penelitian... 30
GAMBAR 4.1 Sistem Coal Feeder PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 Mw ... 31
GAMBAR 4.2 Kondisi Coal Feeder B Unit 3 Yang Mengalami Plugging Batubara ... 33
GAMBAR 4.3 Penanganan Plugging Coal Feeder B Unit 3 ... 34 GAMBAR 4.4 Grafik Operasi Coal Feeder Dan Beban Unit 3 Terhadap Waktu 35 GAMBAR 4.5 Grafik Operasi Coal Feeder Dan Beban Unit 4 Terhadap Waktu 38
xiii DAFTAR TABEL
TABEL 2.1 Spesifikasi Boiler PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW ... 9
TABEL 2.2 Spesifikasi Turbin PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW ... 10
TABEL 2.3 Spesifikasi Generator PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW ... 12
TABEL 2.4 Spesifikasi Bahan bakar PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW ... 13
TABEL 2.5 Spesifikasi Coal Feeder PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW ... 15
TABEL 4.1 Data Operasi Pembangkit unit 3 periode 15 Januari s/d 16 Januari 2019 ... 32
TABEL 4.2 Data Operasi Pembangkit unit 4 periode 15 Januari s/d 16 Januari 2019 ... 36
TABEL 4.3 Skema Operasi Coal Feeder PLTU Jeneponto 2x135 MW ... 39
TABEL 4.4 Data Perhitungan Indeks Kinerja Pembangkit PLTU Jeneponto 2x135 MW ... 41
TABEL 4.5 Hasil Analisa Indeks Kinerja Pembangkit PLTU Jeneponto 2x135 MW ... 47
xiv DAFTAR SINGKATAN
PLN = Perusahaan Listrik Negara
RUPTL = Rencana Umum Penyediaan Tenaga Listrik
MW = Mega Watt
EBT = Energi Baru Terbarukan IPP = Independent Produce Power Sulbagsel = Sulawesi bagian selatan
PLTU = Pembangkit Listrik Tenaga Uap
LWBP = Luar Waktu Beban Puncak (22:00-18:00) WBP = Waktu Beban Puncak (18:00-22:00) HSD = High Speed Diesel
CFB = Circulating Fluidized Bed t/h = ton/hours
SPLN = Standar Perusahaan Listrik Negara RS = Reserve Shutdown
AF = Availability Factor
EAF = Equivalent Availability Factor FOR = Forced Outage Rate
EFOR = Equivalent Forced OutageRate NCF = Net Capacity Factor
NOF = Net Output Factor CF = Capacity Factor
xv PF = Plant Factor
DMN = Daya Mampu Netto AH = Availability Hours PH = Period Hours SH = Service Hours
FOH = Forced Outage Hours POH = Planned Outage Hours RSH = Reserve Shutdown Hours
EFDH = Equivalent Forced Derating Hours EPDH = Equivalent Planned Derating Hours PO = Planned Outage
FO = Force Outage
SOP = Standart Operational Procedure Sulselrabar = Sulawesi Selatan Tenggara dan Barat
xvi DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Kunjungan ke site PLTU Jeneponto 2x135 MW ... 52
LAMPIRAN 2 Tampilan Coal Feeder pada monitor ... 54
LAMPIRAN 3 Laporan Log Operasi ... 55
LAMPIRAN 4 Grafik Trend Operasi ... 56
LAMPIRAN 5 Surat Permohonan Penelitian ... 57
LAMPIRAN 6 Surat Persetujuan Penelitian ... 58
1 BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk dan kemajuan teknologi, kebutuhan manusia yang harus dipenuhi juga meningkat termasuk kebutuhan akan energi listrik sehingga menuntut tersedianya energi listrik yang berkesinambungan.
Oleh karena itu, produksi energi listrik oleh suatu pusat pembangkit listrik tidak boleh terputus selama 24 jam karena dapat mengakibatkan kerugian bagi manusia sebagai pemakai dan PLN atau perusahaan pembangkitan sebagai pemasok energi listrik tersebut.
Kontinuitas energi listrik yang diterima konsumen sangat di pengaruhi oleh sistem pembangkitannya sehingga kinerja pada Unit Pembangkit Listrik sangat besar peranannya dalam memenuhi kebetuhan suplai energi listrik kepada pelanggan.
Berdasarkan Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (RUPTL) PT Perusahaan Listrik Negara (Persero) tahun 2018 – 2027, Proyeksi rata-rata pertumbuhan kebutuhan akan energi listrik adalah sebesar 6,86% pertahun, dengan total rencana pembangunan pembangkit adalah 56.024 MW serta target bauran energi pembangkit pada akhir tahun 2025 ialah Batubara sebesar 54,4%, Energi Baru Terbarukan (EBT) sebesar 23,0%, Gas sebanyak 22,2%, dan Bahan Bakar Minyak sebesar 0,4%. Dimana Batubara sebagai salah satu bahan bakar utama untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) masih mendominasi bauran tersebut.
2 Salah satu PLTU yang ada di Indonesia adalah PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW, Sebuah PLTU Independent Power Producer (IPP) milik PT.
BOSOWA ENERGI ini menyediakan dan memenuhi sebagian besar energi listrik untuk Sulselbar terkhusus system interkoneksi Sulawesi bagian selatan (Sulbagsel).
Untuk memenuhi akan kebutuhan energi listrik pada system Sulselrabar, maka diperlukan kinerja unit yang handal dan efisien yang bergantung pada pemasokan batubara dari stock yard maupun tongkang ke ruang bakar boiler melalui pengoperasian coal feeder.
Pada PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW terdapat total 8 coal feeder dengan rincian 4 buah coal feeder pada masing - masing unit pembangkit yang digunakan untuk mengatur dan mencatat jumlah aliran bahan bakar batubara yang akan dipakai untuk membangkitkan energi listrik
Salah satu permasalahan yang dihadapi unit pembangkit adalah menurunnya kinerja unit pembangkit yang disebabkan karena peralatan coal feeder mengalami gangguan sehingga mengakibatkan unit pembangkit trip atau mengalami outage yakni Forced Outage dimana unit keluar karena adanya gangguan (tiba-tiba), dan Planned Outage dimana unit keluar karena adanya pemeliharaan periodic.
Berdasarkan kejadian diatas, Analisa perlu dilakukan untuk mengetahui kinerja unit selama gangguan maupun tidak ada gangguan sehingga dapat diketahui seberapa besar pengaruh gangguan coal feeder terhadap kinerja unit.
Setelah melakukan Analisa maka di dapatkan hasil untuk lebih memaksimalkan pengoperasian coal feeder pada sistem pembangkit serta
3 meminimalisir gangguan-gangguan yang terjadi yang dapat mengurangi kinerja unit.
Oleh karena itu, informasi mengenai “Analisis Pengoperasian Coal Feeder Terhadap Kinerja Pembangkit Pada PT. Bosowa Energi PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW” sangat diperlukan untuk mendukung sistem operasi ketenagalistrikan sistem Sulbagsel yang andal.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka permasalahan penelitian dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana pola pengoperasian Coal Feeder terhadap kinerja unit Pada PT.
Bosowa Energi PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW?
2. Apa saja parameter kinerja unit pembangkit pada PT. Bosowa Energi PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW?
C. Tujuan Penelitian
Dari rumusan masalah yang telah diuraikan di atas, maka tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui pola pengoperasian Coal Feeder terhadap kinerja unit pada PT.
Bosowa Energi PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW?
2. Mengetahui parameter kinerja unit pembangkit pada PT. Bosowa Energi PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW?
4 D. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari penelitian ini agar sesuai dengan yang diharapkan adalah sebagai berikut:
1. Hanya membahas mengenai permasalahan peralatan Coal Feeder pada PT.
Bosowa Energi PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW.
2. Data pada PT. Bosowa Energi PLTU Jeneponto diambil berdasarkan logsheet manual.
3. Pengambilan data dilakukan pada kondisi beban minim yakni luar waktu beban puncak (LWBP) dan kondisi beban maksimum yakni Waktu Beban Puncak (WBP).
E. Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini di harapkan, dapat dijadikan acuan dalam operasi pembangkit untuk menjaga serta meningkatkan kinerja unit.
F. Sistematika Penulisan BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, dan tujuan penelitian.
BAB II: TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang teori-teori yang berkaitan pengaruh pengoperasian coal feeder terhadap kinerja unit pada PT Bosowa Energi PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW.
BAB III: METODE PENELITIAN
5 Bab ini membahas tentang cara penelitian, waktu dan tempat dilakukannya penelitian di PT Bosowa Energi PLTU Jeneponto Ekspansi 2X135 MW.
BAB IV: ANALISA DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang Analisa Data dan Pembahasan BAB V: PENUTUP
Bab ini merupakan penutup yang berisi tentang Kesimpulan dan Saran terkait penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
Keterangan tentang bacaan yang dijadikan sebagai bahan referensi dari penulisan skripsi seperti buku teks, jurnal, artikel,dan lain-lain.
6 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) merupakan suatu pembangkit listrik termis yang umum digunakan dalam pemenuhan energi listrik di indonesia, hal ini dikarenakan pasokan bahan bakarnya yang melimpah dan tingkat efisiensinya yang tinggi sehingga sangat ekonomis dalam menghasilkan energi listrik. PLTU bekerja berdasarkan prinsip konversi energi, dimana energi kimia yang terkandung dalam bahan bakar di ubah menjadi energi mekanik kemudian menjadi energi listrik. Adapun skema PLTU secara umum dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.1 Skema PLTU secara umum
Adapun perubahan bentuk energi pada PLTU dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
7 Gambar 2.2 Skema perubahan energi pada PLTU
Peralatan utama PLTU terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu:
1. Boiler
Boiler adalah suatu bejana tertutup yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap dengan pemanfaatan energi panas yang di hasilkan dari pembakaran bahan bakar seperti batu bara dan High Speed Diesel (HSD). Berikut ada beberapa jenis boiler:
Gambar 2.3 Jenis-jenis boiler a. Boiler Stoker Mekanik
Boiler type ini memakai rantai berjalan sebagai tempat terjadinya pembakaran. Udara panas ditiupkan dari bawah rantai sehingga batu bara terbakar.
Boiler jenis ini dapat membakar batu bara, limbah kayu, kulit kayu, bahkan sampah anorganik.
Stoker Firing (Fixed Bed)
Fluidized Bed Firing BFB CFB
Gas
Fuel
Air Ash Velocity 8 - 10 ft/ sec
(2.3 - 3.0 m/ s)
4 - 10 ft/ sec (1.2 - 3.0 m/ s)
Average Bed Particle Size 6,000 m
Pulverized Firing (Entrained Bed)
Gas
Fuel Air
Ash 15 - 33 ft/ sec (4.6 - 10.0 m/ s)
50 m Gas
Fuel &
Sorbent
Air Ash
1,000 m 100 - 300 m Gas
Fuel &
Sorbent
Air Ash 15 - 23 ft/ sec (4.6 - 7.0 m/ s) Air
8 b. Boiler Pulverized
Jenis boiler ini yang paling lazim digunakan pada PLTU saat ini, dimana boiler ini menggunakan pulverized mill untuk menggiling batu bara menjadi serbuk sebelum disalurkan ke ruang bakar.
c. Boiler CFB (Circulating Fluidized Bed)
Prinsip kerjanya hampir sama dengan boiler stoker mekanik, dimana udara dihembuskan dengan tekanan dan kecepatan tinggi dari dasar furnace sehingga batu bara melayang dan terbakar, bukan dengan menggunakan rantai.
Gambar 2.4 Boiler Unit 4 PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW Pada PLTU Jeneponto mengunakan boiler jenis Pulverized yang merupakan sebuah boiler berbahan bakar batubara bubuk yang menghasilkan energi panas dengan membakar bubuk yang menghasilkan energi panas dengan membakar bubuk batubara atau dikenal dengan debu batubara karena sehalus tepung yang ditiupkan ke tungku.
9 Tabel 2.1 Spesifikasi Boiler PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW.
Parameter Design
Maximum continuous 444 t/h
Superheated steam pressure 14.08 Mpa
Superheated steam temperature 540 0C
Reheated steam flow 367.8 t/h
Inlet pressure of reheated steam 3.13 Mpa
Inlet temperature of reheated steam 339 0C
Outlet pressure of reheated steam 2.97 Mpa
Outlet temperature of reheated steam 540 0C
Feedwater temperature 262 0C
Cold air temperature 20 0C
Cold air temperature at the inlet of air preheater 20 0C Primary hot air temperature at outlet of air preheater 350 0C Secondary hot air temperature at outlet of air
preheater
340 0C
Exit gas temperature at primary air side of boiler 143 0C Exit gas temperature at secondary air side of boiler 143 0C
Boiler efficiency 83.40%
Boiler type PCB
Fuel type Coal
Level for seismic intensity defence VII
10
Manufacturer China Western Power Industrial
Co., Ltd.
Sumber: Data Nameplate Boiler PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW 2. Turbin dan Generator
Turbin uap adalah komponen proses konversi energi dalam sebuah pembangkit listrik tenaga uap (PLTU). Turbin uap berfungsi untuk mengubah energi panas dari uap menjadi energi mekanik (putaran) sebagai penggerak generator yang langsung terkopel dengan turbin dalam menghasilkan energi listrik sehingga sering disebut steam turbine generator. Sedangkan Generator berfungsi untuk mengubah energi putar dari turbin menjadi energi listrik.
Gambar 2.5 Turbin unit 3 PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW
Tabel 2.2 Spesifikasi Turbin Uap pada PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW.
Parameter Design
Turbine model N137-13.24/535/535
Turbine type Ultra high pressure, reheat type,
condensing steam turbine
11 The maximum continuous capacity
(TMCR)
137 MW
Rated main steam pressure 13.24 Mpa
Rated main steam temperature 535 0C
Reheat steam inlet pressure (TMCR) 2.774 Mpa Reheat steam inlet temperature (TMCR) 535 0C
Main steam inlet flow (TMCR) 413.8 t/h
Reheat steam inlet flow (TMCR) 340.986 t/h
Rated exhaust pressure (TMCR) 7.5 kPa
Guarantee heat rate (TMCR) 8130 kj/kWh
Manufacture Dongfang Turbine Co., Ltd
Sumber: Data Nameplate Turbin PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW
Gambar 2.6. Generator PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW
12 Tabel 2.3 Spesifikasi Generator pada PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW.
Parameter Design
Type QF-135-2-13.8
Rated power (PN) 137 MW/161.17 MVA
Rated voltage (VN) 13.8 KV
Rated current (IN) 6743.3 A
Cos phi 0.85 (Lagging)
Rated frequency 50 Hz
Efficiency ≥ 98.50%
Insulation class B
Cooling mode Air (Close-Circuit)
Exitation type Static Thyristir Exitation
Manufacturer Shandong Jinan Power Equipment Factory
Sumber: Data Nameplate Generator PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW B. Bahan Bakar PLTU
Pada PLTU, proses pembangkitan energi listrik terdapat beberapa jenis bahan bakar yang digunakan, yaitu:
1. Batubara
Batu bara atau coal adalah salah satu sumber daya alam tidak terbarukan berupa bahan bakar fossil mudah terbakar yang terbentuk dari endapan organic seperti sisa-sisa tumbuhan dan hewan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Batubara akan menjadi bahan bakar utama PLTU ketika suhu pembakaran boiler telah mencapai temperature ideal.
13 2. High Speed Diesel (HSD)
High Speed Diesel (HSD) merupakan bahan bakar minyak (BBM) jenis solar yang memiliki angka performa cetana number 45. Fungsi minyak HSD pada PLTU Batubara maupun PLTU minyak adalah sebagai bahan bakar penyala awal dan pembakaran awal hingga beban unit mencapai 45% dari kapasitasnya.
Tabel 2.4 Spesifikasi Bahan Bakar PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW.
Parameter Design Worst
Total Moisture Proximate Analysis 33.8 36.5
Inherent Moisture (% ADB) 18 20
Ash Content (% AR) 4.71 5.9
Volatile Matter (% AR) 31.54 32.15
Fixed Carbon (% AR) 41.58 39.02
High Heating Value (Kcal/kg) 4200 3800
Low Heating Value (Kcal/kg) 3840 3450
Total Sulphur (% AR) 0.2 0.6
Ultimate Analysis
- Carbon (% AR) 43.5 41.5
- Hydrogen (% AR) 3.67 2.6
- Nitrogen (% AR) 0.72 1.3
- Oxygen (% AR) 13.4 11.6
Hargrove Grindability Index >50 41 - 58
Ash Analysis (%by weight)
14
- SiO2 45 52.4
- AlO2 14.18 20.6
- Fe2O3 16 11
- CaO 8.5 6.5
- MgO 3.1 5.4
- TiO2 1 0.5
- Kos 0.21 0.4
- Sulphur 0.6 0.8
- Others 11.5 2.4
Fusibility Temperature (0C)
- Initial Deformation 1100 1050
- Softening Temperature 1170 1050
- Half Ball Temperature 1200 1080
- Fluid 1286 1130
Sumber: Data commissioning PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW C. Coal Feeder
PLTU dengan bahan bakar batubara memerlukan tindakan khusus agar kalori yang terkandung dalam bahan bakar batubara dapat diserap semaksimal mungkin sehingga batubara dapat terbakar sempurna. Salah satu peralatan yang diperlukan pada PLTU berbahan bakar batu bara adalah Coal Feeder.
Fungsi Coal feeder adalah mengatur jumlah batu bara yang masuk ke pulverizer (penggiling batubara) sebelum diumpan ke boiler. Jumlah batu bara yang masuk ke coal feeder berubah-ubah sesuai dengan beban unit pembangkit. Pada
15 coal feeder terdapat Coal flow yang memberikan informasi pada operator mengenai laju aliran batubara yang disuplai ke boiler.
Jenis coal feder yang terdapat pada PLTU Jeneponto Ekspansi unit 3 dan unit 4 merupakan jenis weighing yang beroperasi dengan cara mengukur bulk density berdasarkan faktor‐faktor seperti kelembaban dan ukuran batubara.
Gambar 2.7. Coal feeder unit 3 PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW Tabel 2.5 Spesifikasi coal feeder PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW
Sumber: Standart Operational Procedure boiler PLTU Jeneponto 2X135 MW Type of Coal Feeder Electric Weighing Coal Feeder
Model CJG40
Maximum Coal Feed Rate 40 T/H Minimum Coal Feed Rate 5 T/H Calculated Capacity ̴̴̴̴̴̴̴̴̴ 31 T/H
Weighing Accuracy ±0.25%
Belt Broadband 650mm
Main Motor Model Y2, 2-4P
Power 2.2 KW
Cleaning Chain Motor Y0.37KW
Power 0.37 KW
Voltage 380 V
16 1. Komponen peralatan Coal Feeder
Komponen peralatan coal feeder terdiri dari:
a. Coal inlet
Merupakan saluran masuk batu bara dari coal bunker atau silo penampungan batubara.
b. Feeder body
Feeder body adalah bagian utama dari coal feeder yang didalamnya terdapat belt coal feeder, Pintu tahan debu (dust‐tight doors) pada kedua ujungnya sebagai akses serta dilengkapi kaca intip (viewing port) pada kedua pintu untuk melihat interior feeder selama pengoperasian dan sebuah lampu penerang interior terpasang pada bagian atas coal feeder.
c. Cleanout conveyor
Cleanout conveyor berfungsi untuk membersihkan batubara yang tumpah pada bagian bawah coal feeder. Pembersihan ini bertujuan untuk menghindari gangguan ledakan yang mungkin terjadi pada belt.
Material atau batubara yang terjebak dalam feeder dapat disebabkan hal-hal sebagai berikut:
1. Batubara yang jatuh dari belt scraper.
2. Penumpukan partikel batubara.
3. Batubara yang bawa oleh seal air akibat setting yang kurang tepat d. Feeder Belt
Pada Coal feeder terdapat vulcanized endless style belt. Feeder Belt berfungsi menerima batu bara dari coal inlet dan mengarahkanya ke coal
17 discharge menuju mill pulverizer. belt ini didukung oleh machined drive pulley pada sisi luarnya dan rubber blade untuk membersihkan permukaan belt secara kontinyu setelah belt menyalurkan batubara menuju outlet.
e. Coal flow indicator
Coal flow indicator adalah indikator yang menunjukan banyaknya batubara yang keluar dari coal feeder menuju pulverizer mill.
f. Seal air connection
Seal air connection adalah sebuah system udara penyekat dibutuhkan coal feeder ketika beroperasi yang berguna untuk mencegah gas atau udara panas masuk ke dalam feeder. Jumlah udara penyekat yang dibutuhkan sebanding dengan udara yang hilang ke dalam bunker, ditambah dengan sejumlah udara dengan tekanan 6‐
25 mmWC sebagai perbedaan tekanan antara feeder dan pulverizer inlet. Aliran udara penyekat yang kurang akan mengakibatkan masuknya udara panas dan debu dari pulverizer ke dalam feeder.
g. Coal feeder protection
Berikut beberapa protection pada coal feeder:
1. No coal on belt, sebagai pengaman akibat tidak ada batubara di belt.
2. Coal feeder outlet plugging, sebagai pengaman adanya pluged di outlet Coal Feeder.
3. Motor Over load
18 2. Pengaturan Flow Batubara
Gambar 2.8 Pengaturan flow batubara pada coal feeder.
Pada coal feeder, Pengaturan flow batu bara dapat dilakukan dengan dua buah metode. Metode yang pertama adalah volumetrik dan yang kedua adalah dengan menggunakan gravimetrik. Kedua metode ini akan menghasilkan berapa ton per jam (t/h) batu bara yang harus dibakar pada boiler.
Dalam pengaturan seberapa banyak batu bara yang diperlukan, Beban unit menjadi salah satu factor yang berpengaruh. ketika beban tinggi, maka dibutuhkan pula steam yang tinggi. Sehingga untuk mendapatkan steam yang tinggi, maka proses perubahan air dari cair hingga menghasilkan uap haruslah lebih cepat.
Untuk mempercepat itu, maka memerlukan pembakaran batubara yang lebih tinggi dan flow air yang lebih besar.
a. Metode Volumetric
Untuk penggunaan metode volumetric, maka langkah-langkah yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Setting density
2. Setting luas penampang
19 3. RPM tacho drive pulley
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
Flow rate = Set Density (kg/m3) x A (m2) x V (m/s) (1) b. Metode Gravimetric
Untuk penggunaan metode gravimetric, maka langkah-langkah yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Sinyal Load cell
2. RPM tacho drive pulley
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
Flow rate = Load cell (kg/m) x V (m/s) (2) Dalam penggunaan metode yang digunakan, ada beberapa hal yang harus diperhatikan. Pada penggunaan metode volumetric, set density batu bara yang dipakai biasanya tidak akurat pengukurannya. Sedangkan pada metode gravimetric yang perlu diperhatikan adalah, kondisi belt feeder (tingkat kerataan dan koefisien kemuluran), sehingga penyimpangan yang ada akan menyebabkan beban yang dideteksi oleh Load Cell tidak menunjukkan nilai yang mewakili jumlah batubara yang ditimbang.
D. Status Unit Pembangkit Aktif
Berdasarkan Prosedur Tetap Deklarasi Kondisi Pembangkit dan Indeks Kinerja Pembangkit PLN Tahun 2007 (Protap DKP-IKP 2007), Terdapat beberapa pengelompokkan status unit pembangkit yang aktif, yakni:
20 1. Outage
Berdasarkan Prosedur Tetap Deklarasi Kondisi Pembangkit dan Indeks Kinerja Pembangkit PLN Tahun 2007 (Protap DKP-IKP 2007), Outage adalah kondisi dimana suatu unit tidak terhubung ke jaringan dan tidak sedang dalam keadaan shutdown karena kondisi beban system yang minim atau reserve shutdown (RS). Berikut pembagian Outage yaitu:
a) Planned Outage (PO)
Yaitu kondisi dimana pembangkit keluar dari system dikarenakan adanya pekerjaan pemeliharaan periodic atau terjadwal pembangkit seperti inspeksi, overhaul atau pekerjaan lainnya yang sudah dijadwalkan sebelumnya dalam rencana tahunan atau rencana bulanan pemeliharaan pembangkit atau sesuai rekomendasi pabrikan.
b) Forced Outage (FO)
Yaitu sebuah kondisi dimana pembangkit keluar dari system akibat adanya gangguan yang tidak diantisipasi sebelumnya atau kondisi emergency serta adanya perbaikan yang tidak termasuk kedalam kategori planned outage.
2. Derating
Derating merupakan turunnya beban generator akibat adanya gangguan pada system pembangkit. Derating terjadi ketika kondisi daya keluaran (MW) unit kurang dari daya mampu netto (DMN) pembangkit atau tidak sesuai dengan permintaan beban (request load) dispatcher PLN yang dimulai ketika unit tidak mampu mencapai 98% DMN atau request load dan dengan rentang waktu lebih dari 30 menit. Derating berakhir ketika peralatan yang menyebabkan derating
21 tersebut kembali normal, terlepas dari apakah pada saat itu unit di perlukan sistem atau tidak. (SPLN K7.001: 2007)
3. Reserve Shutdown
Reserve Shutdown merupakan suatu kondisi apabila unit siap operasi namun tidak disinkronkan ke sistem karena beban yang rendah. Kondisi ini dikenal juga sebagai economy outage atau economy shutdown. Jika suatu unit keluar karena adanya permasalahan peralatan, baik unit diperlukan atau tidak diperlukan oleh sistem, maka kondisi ini dianggap sebagai FO atau PO bukan sebagai reserve shutdown (RS) (SPLN K7.001: 2007)
E. Durasi Status Pembangkit Aktif
Menurut PROTAP DKP-IKP 2007, durasi kejadian adalah lama suatu event atau kejadian pada suatu unit pembangkit, yang terbagi menjadi beberapa kelompok yaitu:
1. Service Hours (SH)
Yaitu jumlah jam unit pembangkit tersambung ke jaringan transmisi, baik pada kondisi operasi normal maupun kondisi derating.
2. Available Hours (AH)
Yaitu jumlah jam unit pembangkit siap dioperasikan yaitu Service Hours ditambah Reserve Shutdown Hours.
3. Planned Outage Hours (POH)
Yaitu jumlah jam unit tidak dapat beroperasi sebagai akibat dari Planned Outage untuk pelaksanaan pemeliharaan, inspeksi dan overhaul, yang telah dijadwalkan jauh hari sebelumnya (misal: overhaul boiler, overhaul turbin).
22 4. Forced Outage Hours (FOH)
Yaitu jumlah jam unit keluar paksa sebagai akibat dari gangguan Forced Outages (FO).
5. Period Hours (PH)
Yaitu total jumlah jam dalam suatu periode tertentu yang sedang diamati selama unit dalam status aktif. Jika 1 bulan terdapat 30 hari, maka PH = 30 hari x 24 jam/hari = 720 jam.
6. Equivalent Forced Derated Hours (EFDH)
Yaitu perkalian antara jumlah jam unit pembangkit derating secara paksa (Forced derating) dan besar penurunan derating dibagi dengan kapasitas.
7. Equivalent Planned Derated Hours (EPDH)
Adalah perkalian antara jumlah jam unit pembangkit mengalami maintenance derating dan besar penurunan derating dibagi dengan kapasitas.
F. Indeks Kinerja Pembangkit
Indeks Kinerja Pembangkit sangat diperlukan dalam operasi unit pembangkit. Keakurasian data perhitungan, kecepatan dan ketepatan informasi merupakan pendukung dan masukan terhadap pengambilan keputusan manajemen dalam mengelola / memanage unit pembangkit. Disamping itu, kebutuhan sistem saat ini menghendaki pengertian yang sama tentang formulasi indeks kinerja pembangkit. Oleh karena itu untuk memudahkan dalam melakukan perhitungan indeks kinerja pembangkit disusun panduan sesuai ketetapan yang berlaku Menurut Protap DKP-IKP tahun 2007 yang mengacu pada SPLN K7.001:2007.
23 Berikut Indeks Kinerja Pembangkit berdasarkan Protap DKP-IKP 2007 yaitu:
1. Availability Factor (AF) [%]
Availability Factor (AF) adalah perbandingan antara jumlah jam unit pembangkit siap beroperasi terhadap jumlah jam dalam satu periode tertentu.
Besaran ini menunjukkan persentase kesiapan unit pembangkit untuk dioperasikan pada satu periode tertentu.
Dapat dihitung dengan memakai persamaan:
AF = 𝐴𝐻
𝑃𝐻 𝑥 100% (3)
Dimana:
AH = Availability Hours [Jam]
PH = Period Hours [Jam]
2. Equivalent Availability Factor (EAF) [%]
Equivalent Availability Factor (EAF) adalah rata-rata ketersediaan pembangkit yang telah memperhitungkan dampak dari derating pembangkit.
Dapat dihitung dengan memakai formula:
EAF =𝐴𝐻−(𝐸𝑃𝐷𝐻+𝐸𝐹𝐷𝐻)
(𝑃𝐻) 𝑥100% (4)
Dimana:
AH = Availability Hours [Jam]
EPDH = Equivalent Planned Derating Hours [Jam]
EFDH = Equivalent Forced Derating Hours [Jam]
PH = Period Hours [Jam]
24 3. Forced Outage Rate (FOR) [%]
Forced Outage Rate (FOR) adalah perbandingan jumlah jam unit pembangkit dikeluarkan dari sistem (keluar paksa) dibagi jumlah jam unit pembangkit dikeluarkan dari sistem ditambah jumlah jam unit pembangkit beroperasi, yang dinyatakan dalam persen.
Dengan menggunakan formula berikut:
FOR =𝐹𝑂𝐻
𝑃𝐻 𝑥100% (5)
Dimana:
FOH = Forced Outage Hours [Jam]
PH = Period hours [Jam]
4. Equivalent Forced Outage Rate (EFOR) [%]
Equivalent Forced Outage Rate (EFOR) adalah rata-rata jumlah gangguan yang telah memperhitungkan dampak dari derating pembangkit.
Dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
EFOR =𝐹𝑂𝐻+𝐸𝐹𝐷𝐻
𝑃𝐻 𝑥100% (6)
Dimana:
FOH = Forced Outage Factor [Jam]
EFDH = Equivalent Forced Derating Hours [Jam]
5. Net Capacity Factor (NCF) [%]
Net Capacity Factor adalah perbandingan antara total produksi netto listrik dengan daya mampu netto unit pembangkit dikali dengan jam periode tertentu.
Dapat dihitung dengan persamaan:
NCF =Ʃ 𝑃𝑅𝑂𝐷𝑈𝐾𝑆𝐼 𝐷𝐴𝑌𝐴 𝑁𝐸𝑇𝑇𝑂
𝑃𝐻 𝑋 𝑁𝐸𝑇𝑇 𝐶𝐴𝑃𝐴𝐶𝐼𝑇𝑌 𝑥100% (7)
25 Dimana:
Ʃ Produksi Daya Netto = Total Daya Netto Yang Dibangkitkan [MWh]
Nett Capacity = Daya Mampu Netto [MW]
PH = Period Hours [Jam]
6. Net Output Factor (NOF) [%]
Net Output Factor adalah rasio antara total produksi netto dengan daya mampu netto unit pembangkit dikali dengan jumlah jam unit pembangkit beroperasi.
Dapat dihitung dengan persamaan NOF =Ʃ 𝑃𝑅𝑂𝐷𝑈𝐾𝑆𝐼 𝐷𝐴𝑌𝐴 𝑁𝐸𝑇𝑇𝑂
𝑆𝐻 𝑋 𝑁𝐸𝑇𝑇 𝐶𝐴𝑃𝐴𝐶𝐼𝑇𝑌 𝑥100% (8)
Dimana:
Ʃ Produksi Daya Netto = Total Daya Netto dibangkitkan [MWh]
SH = Service Hours [Jam]
Nett capacity = Daya Mampu Netto [MW]
7. Capacity factor (CF) [%]
Capacity factor adalah sebuah indikator yang menggambarkan pemanfaatan unit pembangkit dalam menghasilkan energi listrik sesuai dengan kemampuan yang terpasang, dimana merupakan perbandingan produksi energi listrik dalam periode tertentu terhadap daya terpasangnya
Dapat dihitung dengan persamaan CF = Ʃ 𝑃𝑅𝑂𝐷𝑈𝐾𝑆𝐼 𝐷𝐴𝑌𝐴 𝐺𝑅𝑂𝑆𝑆
𝑃𝐻 𝑋 𝑁𝐸𝑇𝑇 𝐶𝐴𝑃𝐴𝐶𝐼𝑇𝑌 𝑥100% (9)
Dimana:
Ʃ Produksi Daya Gross = Total Daya Gross dibangkitkan [MWh]
26
PH = Period Hours [Jam]
Nett capacity = Daya Mampu Netto [MW]
8. Plant Factor (PF) [%]
Plant Factor adalah perbandingan antara total produksi netto dengan perkalian antara DMN (Nett Capacity) dan jumlah jam unit pembangkit siap dikurangi jumlah jam ekivalen unit pembangkit derating akibat forced derating, maintenance derating, planned derating, dan derating karena cuaca/musim.
Dapat dihitung dengan persamaan PF = Ʃ 𝑃𝑅𝑂𝐷𝑈𝐾𝑆𝐼 𝐷𝐴𝑌𝐴 𝑁𝐸𝑇𝑇𝑂
(𝐴𝐻−(𝐸𝑃𝐷𝐻+𝐸𝐹𝐷𝐻)) 𝑋 𝑁𝐸𝑇𝑇 𝐶𝐴𝑃𝐴𝐶𝐼𝑇𝑌𝑥100% (10) Dimana:
Ʃ Produksi Daya Netto = Total Daya Netto dibangkitkan [MWh]
AH = Availability Hours [Jam]
EPDH = Equivalent Planned Derating Hours [Jam]
EFDH = Equivalent Forced Derating Hours [Jam]
Nett Capacity =Daya Mampu Netto [MW]
27 BAB III
METODE PENELITIAN
A. Lokasi dan Waktu 1. Lokasi
Penelitian dilaksanakan di Central Control Room (CCR) Boiler Turbin and Generator building serta area Coal Feeder PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW, milik PT Bosowa Energi yang berlokasi di Desa Punagaya, Kecamatan Bangkala, Kabupaten Jeneponto Sulawesi Selatan.
2. Waktu
Perumusan proposal dan pelaksanaan penelitian dilakukan selama 3 bulan dimulai pada bulan Oktober 2019 sampai dengan bulan Desember 2019.
B. Data dan Formula Penelitian 1. Data
Adapun data yang dipakai pada penelitian ini yaitu:
a. Data pengoperasian coal feeder beserta gangguannya,
b. Data Operasional Pembangkit PLTU Jeneponto Ekspansi 2X135 MW c. Data jam operasi Unit
2. Formula penelitian
Adapun formula pengelolaan data yang digunakan pada penelitian ini yaitu:
Formula indeks kinerja pembangkit berdasarkan Prosedur Tetap Deklarasi Kondisi Pembangkit dan Indeks Kinerja Pembangkit (Protap DKP-IKP) PLN tahun 2007.
28 C. Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan dua metode yaitu:
1. Metode kualitatif
Data yang didapatkan bukan berupa angka-angka tetapi berupa cara pengoperasian coal feeder bersumber dari operator, laporan operasi unit terkait gangguan beserta waktunya dan observasi lapangan serta berdasarkan Standart Operational Procedure (SOP) operator PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW yang kemudian diolah berdasarkan teori sebab-akibat.
2. Metode kuantitatif
Data yang dipergunakan berupa angka yang diperoleh melalui data lapangan, catatan pribadi dan dokumen resmi lainnya sehingga menjadi parameter penelitian yang digunakan nantinya dalam menggambarkan pengaruh pengoperasian coal feeder terhadap kinerja unit.
Data yang didapatkan dalam penelitian ini akan diolah dan dievaluasi sesuai dengan tujuan penelitian serta mengacu pada Standart Operational Procedure (SOP) pengoperasian coal feeder PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW.
Perhitungan yang digunakan berdasarkan formula DKP-IKP 2007:1 tentang Prosedur Tetap Deklarasi Kondisi Pembangkit dan Indeks Kinerja Pembangkit PT.
PLN (Persero), seperti penentuan:
1. Availability Factor (AF)
2. Equivalent Availability Factor (EAF) 3. Forced Outage Rate (FOR)
4. Equivalent Forced Outage Factor (EFOR)
29 5. Net Capacity Factor (NCF)
6. Net Output Factor (NOF) 7. Capacity Factor (CF) 8. Plant Factor (PF)
Dengan paramater yang digunakan seperti:
1. Period Hours (PH)
2. Availability Hours (AH) 3. Service Hours (SH) 4. Reserve Shutdown (RSH) 5. Forced Outage Hours (FOH) 6. Planned Outage Hours (POH)
7. Equivalent Planned Derated Hours (EPDH) 8. Equivalent Forced Derated Hours (EFDH) 9. Total Produksi Nett
10. Total Produksi Gross 11. Nett Capacity
30 D. Alur Penelitian
Gambar 3.1 Flowchart Penelitian
31 BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Dalam rangka memenuhi permintaan beban kelistrikan system Sulawesi Bagian Selatan, PT PLN (Persero) menunjuk PT Bosowa Energi sebuah Independent Produce Power (IPP) untuk membangun Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) Jeneponto Ekspansi dengan daya terpasang 2x135 MW (Daya Mampu Netto 2x125 MW) yang terletak di Desa Punagaya Kecamatan Bangkala Kabupaten Jeneponto Provinsi Sulawesi Selatan
Pada PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW terdapat dua buah unit pembangkit dengan type boiler pulverizer mill dengan masing-masing 4 buah coal feeder yang siap menyuplai batubara ke boiler, keberadaan coal feeder tersebut sangat penting dalam mengatur jumlah bahan bakar batubara yang akan dipakai dalam operasi unit untuk membangkitkan energi listrik.
Gambar 4.1 Sistem Coal Feeder PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW
32 Untuk dapat mengetahui kaitan antara pengoperasian coal feeder terhadap kinerja pembangkit, maka perlu terlebih dahulu mengetahui pola operasi coal feeder terhadap beban dan kondisi unit.
A. Pola Operasi Coal Feeder Terhadap Beban Unit
Berdasarkan penelitian dan pengambilan data operasi pembangkit per bulan Januari 2019 dilapangan, berikut sample Data Operasi Pembangkit pada PT Bosowa Energi PLTU Jeneponto Ekspansi 2x135 MW untuk periode operasi tanggal 15 Januari 2019 sampai dengan 16 Januari 2019 untuk masing-masing unitnya.
Tabel 4.1 Data Operasi Pembangkit unit 3 periode 15 Januari s/d 16 Januari 2019.
Tanggal Waktu Daya Gross
Daya Netto
Coal Feeder
A
Coal Feeder
B
Coal Feeder
C
Coal Feeder
D
Konsumsi Batubara
WITA MW MW T/H T/H T/H T/H T/H
15/01/2019
00:00 72.68 64.50 18.55 17.48 0.00 0.00 36.03 02:00 65.79 57.74 16.47 17.72 0.00 0.00 34.19 04:00 65.64 57.78 18.34 18.37 0.00 0.00 36.71 06:00 65.89 58.06 18.82 18.18 0.00 0.00 37.00 08:00 99.78 90.53 20.46 18.85 16.34 0.00 55.65 10:00 126.45 115.97 24.11 26.07 23.73 0.00 73.91 12:00 120.99 110.46 22.22 23.12 21.31 0.00 66.65 14:00 115.37 105.38 22.07 19.27 20.80 0.00 62.14 16:00 125.18 114.74 24.15 24.61 22.47 0.00 71.23 18:00 115.20 104.96 22.30 23.24 20.26 0.00 65.80 20:00 135.88 124.95 25.41 23.74 22.84 0.00 71.99 22:00 104.89 95.32 18.99 20.24 18.82 0.00 58.05
16/01/2019
00:00 64.12 56.18 19.68 16.59 0.00 0.00 36.27 02:00 64.27 56.27 20.05 18.62 0.00 0.00 38.67 04:00 64.92 56.85 19.48 21.41 0.00 0.00 40.89 06:00 65.18 57.22 20.49 19.78 0.00 0.00 40.27
08:00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
10:00 0.00 0.00 18.33 0.00 0.00 0.00 18.33
12:00 55.19 46.75 17.85 17.87 0.00 0.00 35.72 14:00 80.61 71.91 22.57 24.21 0.00 0.00 46.78 16:00 66.87 58.71 17.59 19.36 0.00 0.00 36.95 18:00 68.46 60.04 21.92 21.04 0.00 0.00 42.96 20:00 100.83 91.15 20.30 23.02 17.29 0.00 60.61 22:00 100.02 90.48 18.22 18.87 17.44 0.00 54.53
33 Dari Tabel 4.1 dapat dicermati, ketika beban (Daya Gross) naik (permintaan beban naik pukul 06:00 s/d pukul 08:00) maka konsumsi batubara naik sebagai akibat dari flow rate tiap coal feeder yang operasi dimaksimalkan atau dinaikkan bahkan jika memungkinkan ditambah satu coal feeder untuk dioperasikan, sebaliknya ketika beban (Daya Gross) turun yakni permintaan beban turun pukul 22:00 s/d pukul 00:00 maka konsumsi batubara turun diakibatkan flow rate tiap coal feeder diminimalkan atau dikurangi, bahkan salah satu coal feeder dimatikan.
Kemudian, pada pukul 08:00 tanggal 16 Januari 2019 konsumsi batubara terbaca nol dikarenaka Unit mengalami trip atau losses, dimana sesuai informasi laporan operasi pada pukul 07:31 WITA, Unit 3 Trip diawali dengan plugging batubara pada peralatan coal feeder B sehingga mengakibatkan Unit 3 trip atau mengalami kejadian gangguan tiba-tiba (forced outage) selama 3 jam (forced outage hours).
Gambar 4.2 Kondisi coal feeder B unit 3 yang mengalami plugging batubara
34 Untuk dapat mengoperasikan kembali coal feeder yang mengalami gangguan maka perlu terlebih ditangani plugging coal dengan cara membersihkan batubara pada bagian dalam coal feeder tentunya dengan membuka Pintu tahan debu (dust‐tight doors), lalu kemudian mengeluarkan sisa batubara yang menumpuk pada belt feeder menggunakan sekop oleh operator.
Gambar 4.3 Penanganan Plugging Coal Feeder Unit 3
35
36 Tabel 4.2 Data Operasi Pembangkit unit 4 periode 15 Januari s/d 16 Januari 2019
Dari Tabel 4.2 dapat dicermati, pola pengoperasian coal feeder unit 4 sama seperti pola pengoperasian coal feeder unit 3 dimana ketika beban (daya gross) naik (permintaan beban naik pukul 06:00 s/d pukul 08:00) maka konsumsi batubara naik sebagai akibat dari coal flow tiap coal feeder yang operasi dimaksimalkan atau dinaikkan bahkan jika memungkinkan ditambah satu coal feeder untuk dioperasikan, sebaliknya ketika beban (daya gross) turun yakni permintaan beban turun pukul 22:00 s/d pukul 00:00 maka konsumsi batubara turun diakibatkan flow rate tiap coal feeder diminimalkan atau dikurangi, bahkan salah satu coal feeder dimatikan.
Tanggal Waktu Daya Gross
Daya Netto
Coal Feeder A
Coal Feeder B
Coal Feeder C
Coal Feeder D
Konsumsi Batubara
WITA MW MW T/H T/H T/H T/H T/H
15/01/2019
00:00 69.56 62.10 18.48 18.37 0.00 0.00 36.85 02:00 65.31 58.29 19.58 19.40 0.00 0.00 38.98 04:00 66.04 58.84 18.79 18.53 0.00 0.00 37.32 06:00 65.47 58.91 18.41 18.89 0.00 0.00 37.30 08:00 100.26 91.93 20.47 20.05 17.63 0.00 58.15 10:00 126.31 116.74 24.31 24.18 24.59 0.00 73.08 12:00 120.65 110.98 22.99 23.10 21.08 0.00 67.17 14:00 115.25 106.23 21.61 21.65 19.51 0.00 62.77 16:00 123.15 113.45 26.47 25.96 23.18 0.00 75.61 18:00 116.64 107.47 22.10 21.84 18.97 0.00 62.91 20:00 136.92 126.37 23.54 23.88 22.06 0.00 69.48 22:00 103.94 95.47 20.36 20.80 16.05 0.00 57.21
16/01/2019
00:00 65.55 57.81 19.08 18.28 0.00 0.00 37.36 02:00 65.61 57.81 19.68 20.17 0.00 0.00 39.85 04:00 66.08 58.59 20.78 22.42 0.00 0.00 43.20 06:00 65.96 58.47 0.00 23.40 23.03 0.00 46.43 08:00 65.41 58.04 0.00 0.00 17.26 16.39 33.65 10:00 65.40 58.36 0.00 0.00 15.13 14.41 29.54 12:00 91.79 83.59 0.00 15.75 20.39 18.49 54.63 14:00 81.33 73.06 0.00 14.76 17.09 17.26 49.11 16:00 65.37 58.32 0.00 19.96 21.25 0.00 41.21 18:00 66.66 58.99 0.00 23.80 22.17 0.00 45.97 20:00 102.10 94.07 0.00 22.46 22.35 13.33 58.14 22:00 101.53 93.96 0.00 22.24 22.00 13.72 57.96
37 Untuk unit 4 ini dapat dikategorikan sebagai pengoperasian Coal Feeder yang normal dimana tidak adanya gangguan plugging batubara yang dapat menghambat kinerja Coal Feeder dalam proses penyaluran batubara ke boiler unit 4.
38
39 Berdasarkan logsheet data operasi pembangkit per periode 15 Januari s/d 16 Januari 2019 pada tabel 4.1 dan tabel 4.2, terlihat bahwa, jika beban unit diminta naik oleh Dispatcher PT. PLN UP2B Makassar dengan range beban 65 MW – 90 MW maka coal feeder yang beroperasi hanya dua dengan memaksimalkan flow rate coal feeder terkait konsumsi batubara yang disuplai ke pulverizer mill boiler.
Namun jika beban dinaikkan dari 90 MW – 135 MW, maka salah satu coal feeder dioperasikan untuk menaikkan flow konsumsi Batubara. Begitpun sebaliknya jika beban unit diturunkan dari 135 MW – 90 MW maka, Coal Flow diminimalkan, dan jika memungkinkan maka salah satu dimatikan untuk mengurangi resiko coal feeder trip akibat muatan flow rate yang terlalu sedikit.
Tabel 4.3 Skema Operasi Coal Feeder PLTU Jeneponto 2x135 MW
DAYA GROSS COAL FEEDER A** COAL FEEDER B** COAL FEEDER C** COAL FEEDER D**
65 MW - 90
MW IN SERVICE IN SERVICE STANDBY * STANDBY *
90 MW -135 MW
IN SERVICE (FLOW DIMAKSIMALKAN)
IN SERVICE (FLOW
DIMAKSIMALKAN) IN SERVICE STANDBY * 135 MW - 90
MW
IN SERVICE (FLOW DIMINIMALKAN)
IN SERVICE (FLOW DIMINIMALKAN)
IN SERVICE (FLOW
DIMINIMALKAN) STANDBY * 90 MW - 65
MW IN SERVICE IN SERVICE STANDBY * STANDBY *
0 MW OUT SERVICE OUT SERVICE OUT SERVICE OUT SERVICE
*) Coal Feeder yang Standby, in service Ketika Salah Satu Coal Feeder Bermasalah
**) tiap coal feeder berkapasitas 10-30 t/h (range aman)
40 Berikut alasan sebuah coal feeder dioperasikan ataupun dimatikan:
1. Untuk memenuhi permintaan beban unit baik beban diminta naik ataupun diminta turun diluar dari range beban yang mampu dilayani masing masing coal feeder, dimana
- jika beban yang diminta mengakibatkan flow coal bernilai maksimal maka salah satu coal feeder akan dioperasikan sehingga sebaran coal flow masing masing coal feeder sama, hal ini untuk menjamin unit lebih aman dalam operasinya mengingat coal feeder memiliki nilai flow rate yang aman dalam operasinya.
- jika beban yang diminta mengakibatkan flow rate bernilai minimal, maka salah satu coal feeder akan dmatikan atau distandby kan, hal ini juga untuk menghindari salah satu coal feeder trip akibat nilai muatan (flow rate) terlalu sedikit.
2. Nilai coal value batubara yang disuplai yang tidak sesuai dengan standar nilai kalori (design coal) boiler unit yakni 4200 Kcal/kg – 3840 Kcal/kg, dimana jika batubara yang berkualitas dibawah design coal maka, perlu dioptimalkan flow masing-masing coal feeder bahkan menyalakan beberapa coal feeder untuk dapat memenuhi permintaan beban. Jika sesuai dengan design coal, maka 3 coal feeder cukup untuk daya mampu 125 MW Netto masing-masing unit.
