ANALISA-PENGARUH-WATER-WASH-TERHADAP PERFORMANSI- TURBIN GAS PADA PLTG UNIT 2 BORANG UNIT LAYANAN PUSAT
LISTRIK MERAH MATA PT PLN (PERSERO) UNIT INDUK PEMBANGKITAN SUMATERA BAGIAN SELATAN
S K R I P S I
Disusun untuk memenuhi Syarat dalam Menyelesaikan Pendidikan Strata 1 Pada Program Studi Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Erwanto Saputra 1802220526
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIDINANTI PALEMBANG 2022
ANALISA-PENGARUH-WATER-WASH-TERHADAP PERFORMANSI- TURBIN GAS PADA PLTG UNIT 2 BORANG UNIT LAYANAN PUSAT
LISTRIK MERAH MATA PT PLN (PERSERO) UNIT INDUK PEMBANGKITAN SUMATERA BAGIAN SELATAN
S K R I P S I
Disusun untuk memenuhi Syarat dalam Menyelesaikan Pendidikan Strata 1 Pada Program Studi Teknik Mesin
Disusun Oleh:
Erwanto Saputra 1802220526
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIDINANTI PALEMBANG 2022
SKRIPSI
ABSTRAK
PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas ) Unit 2 Borang Unit layanan pusat listrik merah mata PT PLN (Persero) Unit Induk Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan merupakan pembangkit listrik milik PT PLN (persero) yang menggunakan pembangkit listrik gas. Pembangkit listrik yang beroperasi secara continue yang memerlukan performa yang baik dan handal aman.
Di Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) analisa pengaruh water wash terhadap performa turbin gas pada PLTG unit 2 borang unit layanan pusat listrik merah mata PT PLN (persero) unit induk Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan, terdapat cara untuk meningkatkan performansi pada turbin gas. Cara tersebut adalah WATER WASH Yang berfungsi untuk membersihkan sudu kompresor dan turbin dimana dengan adanya pembersihan pada kompresor dan turbin akan meningkatkan daya kerja kompresor dan turbin itu sendiri sehingga performansi pada turbin gas juga meningkat, sangat berpengaruh pada daya keluaran turbin gas yg menanggulangi kebutuhan akan energi listrik dan pada waktu beban puncak
Kata Kunci : Turbin Gas, PLTG
ABSTRACT
PLTG (Gas Power Plant) Unit 2 Form The red-eye electricity service unit PT PLN (Persero) The Southern Sumatra Generation Main Unit is a power plant owned by PT PLN (Persero) that uses gas power plants. Power plants that operate continuously that require good and reliable performance are safe.
In the gas power plant (PLTG), an analysis of the effect of water wash on the performance of gas turbines at PLTG unit 2, the form of a red eye electric power center service unit of PT PLN (Persero), the main unit of the Southern Sumatra Generation, there are ways to improve the performance of the gas turbine. This method is WATER WASH which functions to clean the compressor and turbine blades where cleaning the compressor and turbine will increase the working power of the compressor and turbine itself so that the performance of the gas turbine also increases, greatly affecting the gas turbine output power which overcomes the need for energy. electricity and at peak load
Keywords: Gas Turbine, PLTG
MOTTO :
Barang siapa keluar untuk mencari sebuah ilmu, maka ia akan berada di jalan Allah hingga ia kembali.
Hargai dirimu waktumu dan prosesmu saat ini. Jangan berpikir bahwa dirimu tak layak atau tak cukup. Kamu berharga dengan dirimu sekarang.
Sikap dan tingkah laku kita saat ini akan menentukan masa depan kita nanti.
Orang-orang yang sukses telah belajar membuat diri mereka melakukan hal yang harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah mereka menyukainya atau tidak.
Kupersembahkan Untuk :
Kedua orang tua ku tersayang yang selama ini selalu ada dihatiku.
Rekan rekan kerja ku yang selalu membantu akan aktivitasku.
Teman-teman Seperjuangan Teknik Mesin angkatan tahun 2018 yang selalu kompak dalam semua kegiatan.
Almamaetrku
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT tak henti hentinya diucapkan, karena atas rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Banyak hambatan dan rintangan yang terjadi selama penyusunan tugas akhir ini. Walaupun demikian semua merupakan tantangan yang harus dihadapi. Skripsi yang berjudul “ Analisa Pengaruh Water Wash Terhadap Performansi Turbin Gas Pada PLTG Unit 2 Borang Unit Layanan Pusat Listrik Merah Mata PT PLN (Persero) Unit Induk Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan’’ dibuat sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar Sarjana Strata Satu di Universitas Tridinanti Palembang. Meskipun penyusunan skripsi ini telah selesai, tetap disadari skripsi ini masih jauh dari sempurna, baik dari segi materi, penyajjian maupun bahasannya. Oleh karena itu sangat diharpak adanya kritik dan saran yang sifatnya membangun guna kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, perkenankanlah untuk penulis menyampaikan rasa hormat dan terimakasih kepada pihak-pihak yang telah membantu didalam penyusunan skripsi ini, baik secara langsung maupun tidak langsung. Khususnya kepada :
1. Ibu Dr. Hj. Manisah, M.P. selaku Rektor Universitas Tridinanti Palembang.
2. Bapak Ir. Zulkarnain Fatoni, M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Tridinanti Palembang.
3. Bapak Ir. H. Muhammad Lazim, M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Tridinanti Palembang.
4. Bapak Martin Luther King, S.T, M.T. selaku Sekertaris Program Studi Teknik Mesin Universitas Tridinanti Palembang Sekaligus Dosen Pembimbing 1 saya.
5. Bapak Ir. Hermanto Ali. MT. selaku Dosen Pembimbing 2
6. Seluruh Staff Dosen dilingkungan Prodi Teknik Mesin Universitas Tridinanti Palembang yang tidak bisa disebut satu persatu.
7. Rekan-rekan Kerjaku yang di Kantor PT PLN (Persero) Unit Induk Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan yang tentu juga mensupport aktivitasku.
8. Serta teman-teman yang telah memberikan dorongan dan semangat.
Akhir kata dengan kerendahan hati, semoga skripsi dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi para pembaca dan semua pihak yang berkepentingan.
Palembang, Oktober 2022 Penulis
Erwanto Saputra
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... ii
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iv
ABSTRAK ... v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI...ix
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR TABEL ... xviii
BAB 1 PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 4
1.3 Tujuan Penelitian ... 4
1.4 Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Dasar Teori pada turbin Gas beserta Komponen Utamanya ... 5
2.2 Kompressor ... 9
2.3 Combuster Chamber ... 14
2.4 Turbin Gas ... 17
2.5 Klarifikasi Turbin Gas ... 18
2.6 Water Wash ... 21
2.7 Persiapan Water Wash ... 24
2.8 Pelaksanaan Water Wash ... 26
2.9 Proses Pengeringan ... 28
2.10 Penelitian Terkait ... 29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 30
3.1 Diagram Alir Penelitian ... 31
3.2 Metode Penelitian ... 31
3.3 Rancangan Penelitian... 31
3.4 Alat dan Bahan ... 32
3.5 Tempat dan waktu penelitian ... 32
BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN ... 33
4.1 Data Komposisi Bahan Bakar PLTG Borang Unit 2 Sebelum Water Wash .... 33
4.2 Perhitungan Kapasitas Panas Bahan Bakar (Cp) Sebelum Water Wash ... 33
4.3 Perhitungan Laju Aliran Massa Bahan Bakar dan Udara Sebelum waterwash 36 4.4 Perhitungan Data Entalpi Sebelum Water Wash ... 39
4.5 Perhitungan Performansi Turbin gas Sebelum Water Wash ... 41
4.6 Data Komposisi Bahan Bakar PLTG Borang 2 Sesudah Water Wash... 44
4.7 Perhitungan Kapasitas Panas Bahan Bakar (Cp) sesudah Water Wash ... 45
4.8 Perhitungan Laju Aliran Massa Bahan Bakar dan Udara Sesudah WaterWash 47 4.9 Perhitungan Data Entalpi Sesudah Water Wash ...49
4.10 Perhitungan Performansi Turbin gas Sesudah Water Wash ... 52
4.11 Hasil Perhitungan Data Sebelum dan Sesudah Water Wash...55
4.12 Grafik Perbandingan Kerja Tempratur Sebelum dan Sesudah Water Wash .... 56
4.13 Grafik Perbandingan Kerja Entalpi Sebelum dan Sesudah Water Wash ... 57
4.14 Grafik Perbandingan Kerja Kompresor, Turbin & Netto... 58
4.15 Grafik Perbandingan Ƞ Efesiensi Kompresor, Turbin & Siklus Sebelum dan Sesudah Water Wash... 59
4.16 Grafik Perbandingan SFC Sebelum dan Sesudah Water Wash ... 60
BAB V KESIMPULAN & SARAN ... 61
5.1 Kesimpulan ... 61
5.2 Saran ... 62
DAFTAR GAMBAR
Gambar : Halaman
2.1 Siklus pada PLTG ... 6
2.2 p-v dan T-s diagram Siklus Bryton ideal... 7
2.3 Skema Instalasasi Turbin Gas Skala Industri ... 9
2.4 Proses kompresi udara ... 10
2.5 Compresor dan turbin secara keseluruhan ... 11
2.6 Diagram Kerja Kompresor pada Siklus terbuka turbin gas ... 12
2.7 Air Filter yang umum nya di gunakan Gas Turbin Aero Derivativ ... 13
2.8 Aliran udara pada Air Inlet Section Gas Turbin ( LM6000 )... 14
2.9 Skema Proses Pembakaran di Dalam Combustor ... 15
2.10 Diagram Kerja Turbin pada Siklus terbuka turbin gas ... 18
2.11 Gas Turbine Heavy Duty. ... 19
2.12 Gas Turbine Aeroderivative ... 20
2.13 Diagram Kerja Pencucian secara Online ... 22
2.14 Grafik Perbandingan Output performance Online dan Offline. ... 23
2.15 Instalasi Pipa Water wash Pada PLTG ... 23
2.16 Pipa Water Wash Tampak Depan ... 24
2.17 Permissive Water Wash ... 26
2.18 Proses keseluruhan pada water wash ... 28
4.1 Grafik Perbandingan Kerja Tempratur ... 56 4.2 Grafik Perbandingan Kerja Entalpi Sebelum dan Sesudah Water Wash .. 57 4.3 Grafik Perbandingan Kerja Kompresor, Turbin & Netto ... 58 4.4 Grafik Perbandingan Ƞ Efesiensi Kompresor, Turbin & Siklus ... 59 4.5 Grafik Perbandingan SFC ... 60
DAFTAR TABEL
Tabel : Halaman
3.1 Rencana Pelaksanaan Penelitian ... 32
4.1 Data Komponen Bahan Bakar dan Spesific Gravity ... 33
4.2 Perhitungan Kapasitas (Cp) Sebelum Water Wash ... 35
4.3 Data Operasi Sebelum Water Wash Beban 32,5 MW ... 36
4.4 Data Komponen Bahan Bakar dan Spesific Gravity ... 44
4.5 Perhitungan Kapasitas (Cp) Sesudah Water Wash ... 46
4.6 Data Operasi Sesudah Water Wash Beban 32,5 MW ... 47
4.7 Perbandingan Hasil Perhitungan Data Sebelum dan Sesudah Water Wash ... 55
4.8 Perbandingan Hasil Perhitungan Data Temperatur Sebelum dan Sesudah Water Wash ... 56
4.9 Tabel Perbandingan Hasil Perhitungan Data Entalpi Sebelum dan Sesudah Water Wash ... 57
4.10 Perbandingan Data Kerja Kompresor, Turbin & Netto Sebelum dan Sesudah Water Wash ... 58
4.11 Perbandingan Hasil Perhitungan Data Efisiensi Kompresor, Turbin & Netto Sebelum dan Sesudah Water Wash... 59
4.11 Perbandingan Hasil Perhitungan Data SFC Sebelum dan Sesudah Water Wash ... 60
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Unit Layanan Pusat Listrik Merah Mata Borang adalah salah satu dari Pusat Listrik yang beroperasi dibawah PT PLN (Persero) Unit Induk Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan yang didirikan di borang dengan tiga unit PLTG Borang 1, Borang 2, masing-masing 33 MW dan Borang 3 yang berkapasitas sebesar 13 MW
Di kota Palembang Sumatra Selatan itu sendiri energi listrik tersebut dibangkitkan dengan energi listrik lainnya seperti, Pembangkit Listrik tenaga gas dan uap, Pembangkit Listrik Tenaga Uap, Pembangkit Listrik Tenaga Surya, Pembangkit Listrik Tenaga Air, dan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel. Yang Kemudian pembangkit tersebut disalurkan melalui saluran ke bagian transmisi yang kemudian terjadi proses perubahan tegangan hingga dapat distribusikan ke unit pengatur beban (UPB).
Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) adalah jenis pembangkit yang berbahan bakar gas dan yang tentunya menggunakan peralatan/mesin utama yaitu turbin gas yang menggerakan generatornya. Sistem turbin gas paling sederhana terdiri dari kompresor (Compressor) , ruang bakar (Combustor), dan turbin gas (Gas Turbin) yang disusun menejadi satu sistem dengan alur kerja udara atmosfir yang masuk ke kompresor dengan fungsi menghisap serta menaikan temperatur udara sehingga temperaturnya akan ikut naik dan
2
men-spray bahan bakar gas. Bila campuran gas dan udara disertai dengan adanya panas dari ignition system, maka akan terjadilah proses pembakaran didalam combustion chamber sehingga gas pembuangan pembakaran tersebut akan membentuk tekanan yang mengatur turbin melalui sudu-sudu pada nozzle dengan tekanan konstan atau tinggi. Kompresor itu sendiri berfungsi sebagai penghasil udara yang tekanannya tinggi. Cara kerja kompresor yaitu menghisap udara, mengompresikan dan lalu melepaskannya pada tekanan yang lebih tinggi. Hal tersebut menyebabkan pembakaran yang berlangsung memproduksi aliran gas panas yang tekanannya tinggi yang mampu menghasilkan daya ouput yang besar.
Seiring dengan pola pengoperasian unit PLTG yang operasionalnya secara berulang dalam 24 jam. Sehingga hal itu memungkinkan terjadinya penurunan kinerja mesin yang bisa memengaruhi daya suplay energi listrik ke jaringan kebutuhan listrik yang mana agar suplai listrik bisa diandalkan, efisien dan aman. Maka untuk performa kebutuhan mesin (engine) akan selalu di pantau atauapun monitoring secara terus menerus. Hal ini dilakukan agar kinerja performa mesin selalu termonitor dengan baik dan aman. Oleh karenanya, upaya menjaga kinerja mesin dilakukan dengan pemantauan secara berkelajutan agar kinerja kinerja mesin terpantau dengan baik dan aman.
Unit PLTG 2 Borang Unit Layanan Pusat Listrik Merah Mata PT PLN (Persero) Unit Induk Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan memiliki metode yang ditujukan untuk peningkatan kinerja turbin gas yakni dengan
3
water wash. Water wash ditujukan untuk kegiatan pembersihan sudu-sudu pada peralatan utama kompresor yang dimana dengan dilakukannya water wash pada kompresor mampu memacu daya kinerja kompresor sehingga dapat mempengaruhi daya output/keluaran dari turbin gas dan memungkinkan terjadinya peningkatan kinerja turbin gas.
Keunggulan water wash yakni menurunkan temperatur HPC (High Preasure Compressor) discharge meningkatkan efisiensi (output power), meminimalkan penggunaan fuel gas), dan menjaga HPC (High Preasure Compressor) supaya selalu bersih dan tentunya bisa memperpanjang usia komponen.
PLTG unit 2 Borang ULPL Merah Mata PT PLN (Persero) Unit Induk Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan ialah salah satu unit yang termasuk pada jajaran pusat pembangkit tenaga listrik di bagian PLTG, pada PLTG unit 2 Borang ULPL Merah Mata PT PLN (Persero) Unit Induk Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan dengan Sistem pengoperasian dari PLTG unit 2 Borang_ULPL Merah Mata PT PLN (Persero) Unit Induk Pembangkitan Sumatera bagian Selatan ini di dihubungkan langsung dengan unit pembangkit lainnya melalui saluran transmision 150 KV yang diatur oleh Unit Pengatur Beban (UPB). Mengacu pada pemaparan di atas, penulis kemudian menarik judul penelitian yakni “ANALISA-PENGARUH-WATER- WASH-TERHADAP PERFORMANSI- TURBIN GAS PADA PLTG UNIT 2 BORANG UNIT LAYANAN PUSAT LISTRIK MERAH MATA PT PLN (PERSERO) UNIT INDUK PEMBANGKITAN SUMATERA
4
BAGIAN SELATAN”
1.2. Perumusan Masalah
Perumusan masalahnya yakni terkait pembuktian apakah water wash bisa atau mampu meningkatkan kinerja turbin dan kompresor?
1.3.Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam upaya melakukan analisis performa turbin dan kompresor sebelum dan sesudah dilakukan proses water wash serta meneliti seberapa basar dampak water wash pada performa turbin dan kompressor. Water wash dinyatakan berdampak bila temperatur HPC (High Pressure Compressor) menurun, output power meningkat dan pemakaian fuel gas menurun.
1.4.Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan mampu menghasilkan informasi yang mampu dimanfaatkan terkait dampak penggunaan water wash pada performansi turbin yang diteliti melaui perbandingan sebelum digunakannya dan setelah digunakannya proses water wash.
70
DAFTAR PUSTAKA
1. Dimas Dinalda Fadillah. 2020. Analisis Perbandingan performa turbin gas unit 2.3 sebelum dan sesudah pemeliharaan combustor dengan kondisi commisioning di PLTGU Gresik. Institut Teknologi PLN
2. Rakha Syammary; Hendri; Lukfianto 2020. Analisis Efisiensi Turbin Gas Tipe V94.2 Sebelum dan sesudah Minor Inspection Pada Blok 4 Unit 3 PLTGU Muara Tawar. Institut Teknologi PLN.
3. Sunarwo; Teguh Harijono M.2016. Analisa Efisiensi Turbin Gas Unit 1 sebelum dan setelah overhoul Combustor inspection di PT PLN (Persero) Sektor Pembangkitan PLTGU Cilegon. Politeknik Negeri Semarang
4. Senjaya Febri Dwi. Napitupulu, Farel H. 2013. Analisa Pengaruh water wash terhadap performansi Turbin gas pada PLTG Unit 7 Paya Pasir PT PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Medan. Universitas Sumatera Utara. Medan
5. M. FURQON IBADURRAHMAN. 2019. Analisis pengaruh perubahan beban terhadap konsumsi bahan bakar pembangkitan (studi khusus pada pembangkit listrik tenaga gas PLTG) Universitas Sumatera Utara.
6. Boyce. Maherwan P. 1995 Gas Turbin Engineering Handbook.
Melbourne; Gulf Proffesional Publishing.
7. https://www.traditionaloven.com/conversions_of_measures/gas_flows_conv erter_tool.html diakses agustus 2022.
8. Convert Psi to Kpa : https://www.google.com/search?q=psi+to+kpa diakses agustus 2022
9. Convert BTU to KJ : https://www.google.com/search?q=btu+to+kj diakses pada agustus 2022.
10. https://www.unitconverters.net/ diakses pada agustus 2022.
83
84
85
Plagiarism Checker X Originality Report
Similarity Found: 13%
Date: Selasa, Oktober 04, 2022
Statistics: 936 words Plagiarized / 7387 Total words
Remarks: Low Plagiarism Detected - Your Document needs Optional Improvement.
--- 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang Unit Layanan Pusat Listrik Merah Mata Borang adalah salah satu dari Pusat Listrik yang beroperasi dibawah PT PLN (Persero) Unit Induk Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan yang didirikan di borang dengan tiga unit PLTG Borang 1, Borang 2, masing-masing 33 MW dan Borang 3 yang berkapasitas sebesar 13 MW Di kota Palembang Sumatra Selatan itu sendiri energi listrik tersebut dibangkitkan dengan energi listrik lainnya seperti, Pembangkit Listrik tenaga gas dan uap, Pembangkit Listrik Tenaga Uap, Pembangkit Listrik Tenaga Surya, Pembangkit Listrik Tenaga Air, dan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel.
Yang Kemudian pembangkit tersebut disalurkan melalui saluran ke bagian transmisi yang kemudian terjadi proses perubahan tegangan hingga dapat distribusikan ke unit pengatur beban (UPB). Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) adalah jenis pembangkit yang berbahan bakar gas dan yang tentunya menggunakan peralatan/mesin utama yaitu turbin gas yang menggerakan generatornya.
Sistem turbin gas paling sederhana terdiri dari kompresor (Compressor) , ruang bakar (Combustor), dan turbin gas (Gas Turbin) yang disusun menejadi satu sistem dengan alur kerja udara atmosfir yang masuk ke kompresor dengan fungsi menghisap serta menaikan temperatur udara sehingga temperaturnya akan ikut naik dan men-spray bahan bakar gas.
