MAKALAH

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS

Nama : Aji Purnomo

NBI : 451201905

Mata kuliah : Pembangkit Sistem Tenaga Listrik

No Absen : 3

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA

2015

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS (PLTG)

1. Pengertian PLTG Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) merupakan sebuah pembangkit energi listrik yang menggunakan peralatan/mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana dimana energi panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi mekanis dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik atau energi lainnya sesuai dengan kebutuhannya. Sistem PLTG menggunakan prinsip siklus Brayton yang dibagi atas siklus terbuka dan siklus tertutup. Pada siklus terbuka, fluida kerja adalah udara atmosfer dan pengeluaran panas di atmosfer karena gas buang dari turbin dibuang ke atmosfer. Adapun kekurangan dari turbin gas adalah sifat korosif pada material yang digunakan untuk komponen-komponen turbinnya karena harus bekerja pada temperature tinggi dan adanya unsur kimia bahan bakar minyak yang korosif (sulfur, vanadium dll), tetapi dalam perkembangannya pengetahuan material yang terus berkembang hal tersebut mulai dapat dikurangi meskipun tidak dapat secara keseluruhan dihilangkan. Dengan tingkat efisiensi yang rendah hal ini merupakan salah satu dari kekurangan sebuah turbin gas juga dan pada perkembangannya untuk menaikkan efisiensi dapat diatur/diperbaiki temperature kerja siklus dengan menggunakan material turbin yang mampu bekerja pada temperature tinggi dan dapat juga untuk menaikkan efisiensinya dengan menggabungkan antara pembangkit turbin gas dengan pembangkit turbin uap dan hal ini biasa disebut dengan combined cycle.

2. Bagian – bagian PLTG1 ) Transfer pump, pompa yang berfungsi untuk memindahkan fluida yang berupa HSD oil dari tank menuju ruang bakar. 2 ) Kompressor, mengambil udara atmosfer dan merubahnya menjadi udara bertekanan tinggi untuk membantu proses pembakaran di ruang bakar.Kompresor terdiri dari intake air filter, Inlet Guade Van (IGV), sudu-sudu tetap dan sudu-sudu jalan yang berjumlah 19 stages. Adapun fungsinya untuk menarik udara luar masuk ke ruang bakar sebagai proses pembakaran dan media pendingin. 3) Combustion Chamber, ruang bakar yang berfungsi sebagai tempat pembakaran bahan bakar pada system turbin gas.4) Turbine, gas turbin yang berfungsi untuk mengekspansi gas panas hingga menghasilkan energi mekanis untuk menggerakkan generator.

5) Generator, berfungsi untuk menghasilkan energi listrik.

• System Pendukung Gas Turbin :1) Fuel Oil System (Sistem Bahan Bakar)HSD Oil (High Speed Diesel) digunakan sebagai bahan bakar pada sistem pembakaran pada PLTGU ini. Sistem pembakaran tersebut dimulai dari tangki penampungan (HSD Oil Tank) yang dipompa menggunakan Transfer Pump dengan melalui flowmeter untuk perhitungan pemakaiannya. Selanjutnya untuk mendapatkan hasil pembakaran menjadi lebih sempurna diperlukan tekanan cukup besar, untuk mendapatkan hasil tersebut digunakan Main Oil Pump yang terpasang dan berputar melalui hubungan poros turbin gas dengan Accesories Gear atau Load Gear. Untuk mengatur jumlah aliran bahan bakar yang masuk ke ruang bakar diatur dengan Control Valve (CV), selanjutnya aliran bahan bakar tersebut dikontrol lagi oleh kombinasi dari Primary Fuel Throttle Valve dan Secondary Fuel Throttle Valve.

2) Lube Oil System (Sistem Pelumasan)Sistem pelumasan digunakan untuk melumasi bearing turbin gas, bearing generator, dan juga untuk menyuplai minyak untuk sistem hidraulik pada main stop pump (AOP). Main stop pump (AOP) distart untuk menyuplai minyak dalam bearing turbin gas dan generator, untuk selanjutnya turbin gas diputar pada putaran turning gear pada putaran 3 rpm. Hal ini bertujuan agar start up gaya geser (friction force) yang terjadi diantara metal bearing dengan poros turbin gas dan generator dapat dikurangi. Setelah turbin gas mulai start dan putaran mulai naik sampai putaran nominalnya, maka supply minyak pelumasan diambil alih dari AOP ke Main Lube Oil Pump (MOP). Dimana, Main Lube Oil Pump ini diputar melalui hubungan antara Accessories gear atau Load gear dengan poros turbin.

3) Hydroulic System (Sistem Hidraulik)

Sistem hidraulik digunakan untuk menggerakkan Main Stop Valve. Dan valve bahan bakar HSD (147 A&B) (135 A) dan valve bahan bakar gas (170)&(165).Dimana Main Stop Valve berfungsi untuk menghentikan laju aliran bahan bakar minyak saat unit terjadi gangguan dan atau untuk membuka saluran bahan bakar pada sistem pemipaan bahan bakar. Mekanisme pengoperasian (membuka dan menutup) Main Stop Valve diperlukan hydroulic system dengan minyak bertekanan, dimana supply minyak hidraulik diambil dari pipping system pelumas turbin gas.

4) Cooling System (Sistem Pendingin)Tingginya temperatur minyak pelumas setelah digunakan melumasi bearing turbin dan bearing generator akan masuk ke lube oil cooler untuk didinginkan oleh sistem pendingin minyak pelumas dengan media pendinginnya adalah air. Setelah digunakan sebagai media pendingin minyak pelumas, air tadi akan berubah menjadi bertemperatur tinggi kemudian akan didinginkan di dalam ACWC (Air Cooler Water Cooler) yang sistemnya mirip dengan radiator.

5) Starting System (Sistem Start)Peralatan Start (Starting System) di dalam turbin gas digunakan sebagai penggerak mula, hal ini diperlukan karena pada saat start kondisi turbin masih belum mampu menggerakkan generator dan kompressor dikarenakan belum terjadinya pembakaran. Starting turbin gas memerlukan momen yang besar karena berat dari turbin dan generator sehingga dipasang pony motor yang di pasang secara seri dengan staring motor. Mula-mula starting device dioperasikan untuk menggerakkan turbin gas dan generator. Pada putaran tertentu, kompressor telah menghasilkan udara bertekanan, dan pembakaran dilakukan di ruang bakar. Gas hasil pembakaran tersebut dapat menggerakkan turbin. Jika hal itu tercapai, maka starting device dilepas dari poros turbin dan generator.

6) Bahan bakar untuk pengoperasian PLTG Bahan bakar yang digunakan berupa solar (HSD atau High Speed Diesel) dialirkan dari kapal tanker ke dalam rumah pompa BBM HSD kemudian dipompa lagi dengan pompa bahan bakar untuk dimasukkan dalam ruang bakar sehingga menghasilkan energi pemutar turbin gas. Penggerak awal turbin gas sebelum digerakkan oleh energi gas hasil pembakaran adalah motor listrik (starting motor) yang berfungsi memutar kompresor sebagai penghisap udara luar.

3. Cara Kerja PLTG

1. Fuel Station2. Pumping House3. Fuel Pump4. Electrik Power Diesel5. Air Filter 6. Compressor7. Combustor8. Gas Turbin9. Stack10. Generator Main Transformer11. Switch Yard12. Sutet13. Gas Line

Udara dengan tekanan atmosfir ditarik masuk ke dalam compressor melalui katup, udara ditekan masuk ke dalam compressor. Udara ditekan masuk ke dalam combustor dengan tekanan 250 Psi dicampur dengan bahan bakar dan di bakar dalam ruang bakar dengan temperatur 2000 – 30000F. Gas hasil pembakaran yang merupakan energi termal dengan temperature dan tekanan yang tinggi yang suhunya kira-kira 9000C . Dari energi panas yang dihasilkan inilah kemudian akan dimanfaatkan untuk memutar turbin dimana didalam sudu-sudu gerak dan sudu-sudu diam turbin, gas panas tersebut temperature dan tekanan mengalami penurunan dan proses ini biasa disebut dengan proses ekspansi. Selanjutnya energi mekanis yang dihasilkan oleh turbin digunakan untuk memutar

generator hingga menghasilkan energi listrik. Siklus kerja dari PLTG biasa dsebut dengan siklus Brayton. Siklus tersebut dapat digambarkan sebagai berikut : Siklus seperti gambar, terdapat empat langkah:• Langkah 1-2 : Udara luar dihisap dan ditekan di dalam kompresor, menghasilkan udara bertekanan (langkah kompresi)• Langkah 2-3 : Udara bertekanan dari kompresor dicampur dengan bahan bakar, terjadi reaksi pembakaran yang menghasilkan gas panas (langkah pemberian panas)• Langkah 3-4 : Gas panas hasil pembakaran dialirkan untuk memutar turbin (langkah ekspansi)• Langkah 4-1 : Gas panas dari turbin dibuang ke udara luar (langkah pembuangan)

Siklus Brayton terbagi menjadi dua, yaitu:1. Siklus Brayton Terbuka (Open Cycle Gas Turbine) 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.

2. Siklus Brayton Tertutup (Close Cycle Gas Turbine) 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.

4. Kelebihan PLTG• Proses instalasi yang mudah dan lebih murah• Start-up time yang cepat• Tenaga darurat (back up)• Dapat menggunakan berbagai macam variasi bahan bakar

5. Kekurangan PLGT• Memiliki efisiensi yang rendah