asesmen untuk menjaga performa electrostatic precipitator

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

ASESMEN UNTUK MENJAGA PERFORMA ELECTROSTATIC

PRECIPITATOR (ESP) BOILER PLTU INDRAMAYU

SKRIPSI

DISUSUN OLEH :

GRACELIA REGINA PADANG

NIM : 201611183

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

JAKARTA, 2020

i

LEMBAR PENGESAHAN

ii

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Mengetahui :

Kepala Program Studi

S1 Teknik Elektro

Tony Koerniawan, ST., MT

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

vi

ASESMEN UNTUK MENJAGA PERFORMA ELECTROSTATIC

PRECIPITATOR (ESP) BOILER PLTU INDRAMAYU

Gracelia Regina Padang, 201611183

dibawah bimbingan Aloysius Agus Yogianto, Ir., M.T. dan Andi Makkulau, S.T.,

M.Ikom., M.T.

ABSTRAK

Emisi pembakaran batubara pada boiler PLTU dapat ditangani dengan menggunakan electrostatic precipitator (ESP), namun kinerja ESP dapat menurun ketika terjadi gangguan, kerusakan pada alat hingga penurunan fungsi. Asesmen peralatan/sistem adalah penentuan kondisi fisik maupun fungsi peralatan/sistem tersebut dengan melalui inspeksi dan pengujian serta analisis. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kuantitatif deskriptif dimana diperlukan analisis dari hasil asesmen berdasarkan kondisi yang ada, dengan meberikan rekomendasi kearah tindakan perbaikan dan peningkatan fungsi untuk meningkatkan peforma ESP serta mencari nilai efisiensi ESP tersebut menggunakan persamaan Deutsch-Anderson. Berdasarkan hasil asesmen pada ESP boiler unit 3 PLTU Indramayu, didapatkan hasil bahwa ESP dalam kondisi yang kurang baik dengan nilai efisiensi sebesar 89.3%. Dalam menganalisa hasil asesmen, diberikan rekomendasi yang mengarah pada tindakan perbaikan atau peningkatan fungsi ESP. Setelah dilaksanakan pemeliharaan, yaitu perbaikan dan perawatan pada setiap komponen ESP, maka nilai tegangan bisa mencapai nilai rata-rata sebesar 68.625 kV, hal ini akan mempengaruhi besarnya medan listrik yang dihasilkan oleh discharge electrode untuk memberikan muatan pada setiap partikel fly ash, sehingga efisiensi penangkapan partikel fly ash pada ESP naik sebesar 7%, dengan demikian nilai efisiensi ESP unit 3 PLTU Indramayu setelah melakukan pemeliharaan adalah sebesar 96.3%.

Kata kunci: Electrostatic precipitator (ESP), asesmen, efisiensi

vii

ASSESSMENT TO KEEP THE PERFORMANCE OF ELECTROSTATIC

PRECIPITATOR (ESP) INDRAMAYU STEAM POWER PLANT BOILER

Gracelia Regina Padang, 201611183

under the guidance of Aloysius Agus Yogianto, Ir., M.T. and Andi Makkulau, S.T.,

M.Ikom., M.T.

ABSTRACT

Burning coal emission in steam power plant boilers can be dealt with using an electrostatic precipitator (ESP), but the performance of esp can be wane when there are disruptions, damage, and decrease in function. Assessment equipment / system is the determination of the physical condition and the equipment / the system through inspection, testing and analysis. Methods used in this research is descriptive quantitative methods where analysis of the assessment results is required based on existing conditions, by providing recommendations for corrective actions and improving functions to improve ESP performance and finding the ESP efficiency value using the Deutsch-Anderson equation. Based on the results in esp assessment boiler unit 3 Indramayu steam power plant get the result that ESP is in the poor condition with the efficiency of 89.3%. In analyzing the results of the assessment, recommendations are given that lead to corrective actions or improving the ESP function. After maintenance was carried out, namely the repairs and caring at every component of ESP, then the voltage value can reach an average value of 68,625 kV, this will affect the magnitude of the electric field generated by the discharge electrode to charge each fly ash particle, so that the efficiency of catching fly ash particles at the ESP increases by 7%, so the ESP efficiency value of unit 3 of Indramayu steam power plant after doing maintenance was 96.3%.

Keywords: Electrostatic precipitator (ESP), assessment, efficiency

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN........................................................................................ i

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ............................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .................................................................... iii

UCAPAN TERIMA KASIH ..................................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................................. v

ABSTRAK.............................................................................................................. vi

ABSTRACT .......................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. xii

DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

Latar Belakang ........................................................................................... 1

Permasalahan Penelitian ........................................................................... 2

Identifikasi Masalah ............................................................................. 2

Ruang Lingkup Masalah ...................................................................... 2

Rumusan Masalah ............................................................................... 2

Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................. 2

Tujuan Penelitian ................................................................................. 2

Manfaat Penelitian ............................................................................... 2

Sistematika Penulisan ................................................................................ 3

BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................... 4

ix

Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 4

Landasan Teori .......................................................................................... 5

Electrostatic Precipitator (ESP) ........................................................... 5

Asesmen ........................................................................................... 10

Jenis Batubara................................................................................... 10

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................ 14

Perancangan Penelitian ........................................................................... 14

Studi Literatur .................................................................................... 14

Survey Lapangan .............................................................................. 14

Pengolahan Data ............................................................................... 14

Teknik Analisis ......................................................................................... 16

Asesmen ESP ................................................................................... 16

Efisiensi ESP ..................................................................................... 20

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 22

Data Spesifikasi ESP ............................................................................... 22

Pengujian ................................................................................................. 24

Pengujian Collecting dan Discharge Electrode Rapping System ...... 24

Pengujian Pemanas Penthouse ........................................................ 24

Pengujian Tanpa Beban .................................................................... 25

Central Control Room (CCR) Unit ..................................................... 26

Pengukuran Ketahanan Kabel Grounding pada Kontrol Panel .......... 26

Transformator/Rectifier Set (T/R set) ................................................. 27

Kondisi Insulator ................................................................................ 31

Rapper Elektromagnetik .................................................................... 32

Inspeksi Visual ......................................................................................... 33

x

Efisiensi ESP PLTU Indramayu ............................................................... 36

Efisiensi Sebelum Asesmen .............................................................. 36

Efisiensi Setelah Pemeliharaan ......................................................... 38

BAB V PENUTUP ................................................................................................. 41

Kesimpulan .............................................................................................. 41

Saran ....................................................................................................... 41

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 42

DAFTAR RIWAYAT HIDUP .................................................................................. 43

LAMPIRAN ........................................................................................................... 44

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Efisiensi penangkapan berdasarkan panjang precipitator 12

Tabel 2. 2 Efisiensi penangkapan berdasarkan jarak antar pelat 12

Tabel 2. 3 Efisiensi penangkapan berdasarkan kuat medan listrik 13

Tabel 4. 1 Hasil pengukuran resistansi kabel grounding pada kontrol panel 27

Tabel 4. 2 Pengujian elektrik T/R set A3 28

Tabel 4. 3 Hasil pengukuran insulation resistance T/R set A3 29

Tabel 4. 4 Hasil pengukuran polarization index T/R set A3 29

Tabel 4. 5 Lokasi-kerusakan-rapping rod insulator-pada chamber B 31

Tabel 4. 6 Hasil pengukuran resistansi coil MIGI rapper 32

Tabel 4. 7 Lokasi kerusakan 34

Tabel 4. 8 Tegangan dan arus aktual saat asesmen 37

Tabel 4. 9 Tegangan dan arus aktual setelah pemeliharaan 39

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Electrostatic Precipitator (ESP) 5

Gambar 2. 2 Konstruksi Electrostatic Precipitator 8

Gambar 3. 1 Diagram alir metode penelitian 15

Gambar 3. 2 Ilustrasi discharge electrode 19

Gambar 3. 3 Ilustrasi collecting plate 20

Gambar 4. 1 Tampilan ESP dari atas 23

Gambar 4. 2 Grafik tegangan sekunder terhadap arus sekunder pada chamber A

25

Gambar 4. 3 Kondisi DE-bengkok 34

Gambar 4. 4 Kondisi DE patah 34

Gambar 4. 5 Debu tebal menumpuk di DE 35

Gambar 4. 6 Bingkai interlock di DE terlepas 35

Gambar 4. 7 Terdapat keretakan di bagian bawah CP 35

Gambar 4. 8 Collecting terpisah dari interlock 35

file:///D:/EGI%20KEREN%20BANGET/SKRIPSI%20201611183%20GRACELIA%20REGINA%20PADANG%20REVISI.docx%23_Toc50930662

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Hasil Inspeksi dan Pengujian Isolasi pada T/R set 44

Lampiran B Pengujian No Load pada Chamber A dan B 60

Lampiran C Lembar Bimbingan Skripsi 61

1

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pembakaran batubara mengakibatkan adanya polusi udara yang dapat

membahayakan kesehatan manusia dan/atau lingkungan sekitar. Pembangkit

Listrik Tenaga Uap (PLTU) merupakan penyedia tenaga listrik yang dapat

menghasilkan daya listrik yang cukup besar bagi konsumen dibandingkan dengan

pembangkit lainnya. Namun, hasil pembakaran batubara di boiler dapat

menghasilkan partikel-partikel abu dengan ukuran antara 1 hingga 100 μm. Abu

tersebut mudah terlihat oleh mata manusia, bahkan dapat mengganggu jarak

pandang jika tersebar di udara bebas. Selain itu fly ash sangat berbahaya jika

sampai terhirup oleh manusia, karena dapat melukai bagian-bagian penting sistem

pernapasan manusia.

Electrostatic Precipitator (ESP) merupakan alat yang diperlukan pada PLTU

untuk menangkap dan mengendalikan emisi gas dari hasil pembakaran dalam boiler

dengan menggunakan prinsip elektrostatis. PLTU Indramayu memiliki desain ESP

yang mampu mengurangi debu hasil pembakaran hingga mencapai nilai efisiensi

99,58%, dengan demikian debu yang lolos hanyalah sebesar 0,42% sehingga

terbilang cukup aman bagi manusia dan lingkungan sekitar. Kinerja dari ESP akan

terganggu ketika terdapat gangguan. Untuk terus menjaga kinerja yang optimal

serta mengurangi dan menghindari kerusakan dari ESP, maka diperlukan adanya

pemeliharaan. Pemeliharaan yang saat ini banyak dilakukan adalah pemeliharaan

berbasis kondisi peralatan yang dikenal dengan asesmen peralatan. Pengujian

merupakan bagian dari asesmen yang dalam prakteknya terdiri dari pengujian

simpel sampai dengan pengujian yang lengkap dan komprehensif, sehingga dapat

diketahui kondisi keseluruhan dari ESP serta dapat mengidentifikasikan masalah

yang terdapat pada ESP.

2

Dengan adanya penelitian ini, diharapkan dapat mengetahui kondisi dan

permasalahan yang terdapat pada ESP serta dapat memberikan rekomendasi

kepada perbaikan atau peningkatan fungsi kerja ESP boiler PLTU Indramayu.

Permasalahan Penelitian

Identifikasi Masalah

Pada ESP sering terdapat gangguan yang mengakibatkan terjadinya

penurunan kinerja bahkan kerusakan, sehingga diperlukan pemeliharaan. Untuk

menentukan kondisi ESP, maka diperlukan asesmen.

Ruang Lingkup Masalah

Untuk menghindari meluasnya permasalahan yang dibahas serta

tercapainya sasaran pembahasan yang tepat dan terarah, maka penulis membatasi

pembahasan masalah dalam penelitian ini pada analisis hasil asesmen dan

pemeliharaan serta pengaruhya pada efisiensi ESP di unit 3 PLTU Indramayu.

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang dapat dirumuskan permasalahannya sebagai

berikut :

1. Mengapa dilakukan asesmen ESP di unit 3 PLTU Indramayu?

2. Bagaimana peforma efisiensi ESP unit 3 PLTU Indramayu setelah

dilaksanakannya asesmen dan pemeliharaan?

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan Penelitian

Berdasarkan latar belakang penelitian tersebut di atas, maka tujuan

penelitian yang hendak dicapai yaitu sebagai berikut:

1. Mengetahui kondisi ESP di unit 3 PLTU Indramayu.

2. Mengetahui peforma efisiensi setelah dilaksanakannya asesmen dan

pemeliharaan pada ESP unit 3 PLTU Indramayu.

Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penelitian sebagai berikut :

3

1. Menambah pemahaman tentang asesmen pada Electrostatic Precipitator

(ESP).

2. Dapat menjadi acuan untuk pekerja PLTU dalam menjaga peforma ESP

berdasarkan rekomendasi dari hasil analisis asesmen.

3. Sebagai referensi bagi yang membutuhkan tentang asesmen pada

Electrostatic Precipitator (ESP) di PLTU.

Sistematika Penulisan

Penulisan penelitian ini dibagi menjadi lima bab dengan sistematika

sebagai berikut. Bab I berisi pendahuluan, dalam bab ini membahas tentang latar

belakang masalah, Permasalahan penelitian (Identifikasi masalah, ruang lingkup

masalah, rumusan masalah), tujuan dan manfaat penelitian, dan sistematika

penulisan. Bab II berisi landasan teori, dalam bab ini membahas tentang tinjauan

pustaka dan landasan teori yang mendukung penelitian ini sebagai landasan dalam

memecahkan dan menganalisis permasalahan yang diperoleh melalui buku-buku

relevan, jurnal dan penelitian sebelumnya. Dalam bab ini akan dijelaskan tentang

teori dasar pada asesmen Electrostatic Precipitator (ESP). Bab III berisi metode

penelitian, dalam bab ini membahas tentang perancangan penelitian (studi literatur,

survey lapangan dan pengolahan data), tahapan penelitian dan teknik analisis. Bab

IV berisi hasil dan pembahasan, dalam bab ini membahas tentang proses pengujian

ESP menggunakan metode pengujian dan inspeksi visual. Dalam bab ini juga akan

dijelaskan tentang analisis hasil pengujian serta rekomendasi kepada perbaikan

atau peningkatan fungsi kerja ESP boiler PLTU Indramayu. Bab V berisi penutup,

dalam bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran berdasarkan

permasalahan pada penelitian ini. Dimana kesimpulan dan saran didapatkan

setelah mendapatkan hasil analisa dan pembahasan dari bab sebelumnya.

4

BAB II

LANDASAN TEORI

Tinjauan Pustaka

(Sepfitrah & Rizal, 2015) dalam jurnalnya menjelaskan bahwa terdapat

beberapa hal yang mempengaruhi nilai efisiensi dari ESP, diantaranya seperti

kecepatan partikel melewati ESP, besarnya luas area spesifik (SCA) collecting plate

yang diimbangi dengan naiknya kuat medan listrik untuk menangkap partikel yang

melewati ESP. Namun, jika terdapat gangguan seperti pecahnya keramik isolasi

arus listrik, korosi dan terjadinya hubung singkat antara collecting plate dan

discharge electrode akan mampu membuat nilai efisiensi dari ESP menurun. Pada

penelitiannya jika terdapat salah satu ESP yang tidak berfungsi, berdasarkan

perhitungan efisiensi menurut Deutsch-Anderson dan nilai SCA masih dalam range

desain ESP yaitu sebesar 11 – 45 m2 per 1000 m3/h maka efisiensi ESP tetap 99%.

(Nugroho, 2017) dalam penelitiannya menjelaskan bahwa meningkatnya

kebutuhan energi listrik mampu menaikan jumlah emisi gas buang dari hasil

pembakaran batubara pada PLTU, yang berdampak pada kualitas udara

disekitarnya. Dengan menggunakan electrostatic precipitator maka jumlah limbah

debu yang keluar dari cerobong bisa berkurang 95-99%. Untuk terus menjaga

kinerja ESP, diperlukan tingkat maintenance yang intensif mulai dari pemeliharaan

harian seperti mengecek pengoperasian hopper, memeriksa data pada

transformator rectifier hingga pemeliharaan tahunan seperti melakukan

pemeriksaan internal ESP agar efisiensi ESP terus maksimal. Efisiensi ESP tidak

akan mencapai nilai 99.2% dikarenakan kecepatan migrasi partikel masih kecil,

sehingga diperlukan tegangan 65-70 kV.

(Fitrianto, 2018) dalam penelitiannya menjelaskan bahwa pencemaran udara

merupakan salah satu pencemaran yang dikategorikan sebagai pencemaran yang

sangat berbahaya bagi lingkungan. Electrostatic precipitator (ESP) merupakan

salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengendalikan emisi gas berupa

partikel padat seperti debu. Dengan menggunakan simulasi setting tegangan untuk

5

mengetahui besarnya tegangan optimum terhadap emisi ESP, didapati hasil bahwa

efisiensi terbesar ada pada tegangan DC 60 kV. Namun terjadi penurunan efisiensi

sebesar 1.28% pada kinerja ESP yang disebabkan karena beberapa field

transformator mengalami gangguan.

Landasan Teori

Electrostatic Precipitator (ESP)

ESP merupakan peralatan pendukung untuk menangkap abu ringan dari sisa

pembakaran boiler menggunakan listrik DC sebagai sumber dayanya. Electrostatic

adalah sebuah fenomena listrik dimana muatan listrik berpindah dari satu potensial

tinggi ke potensial rendah tanpa adanya bagian yang bergerak, sedangkan

precipitator adalah alat yang digunakan untuk mengendapkan sesuatu. Jadi,

electrostatic precipitator adalah suatu alat yang digunakan untuk mengendapkan

debu/partikel dengan memanfaatkan prinsip elektrostatis. (FUJIAN LONGKING

CO., 2016)

Gambar 2. 1 Electrostatic Precipitator (ESP)

Konstruksi ESP

1. Discharge Electrode dan Collecting Plate

Discharge Electrode merupakan bagian dari ESP yang berbentuk elemen-

elemen yang diluruskan dan digantung pada sebuah frame, sedangkan collecting

plate di ground kan pada ESP. Discharge electrode harus dijaga agar tetap bersih,

karena tujuan rapping adalah untuk memindahkan abu bermuatan negatif yang

melekat pada discharge electrode dan collecting plate.

6

Collecting plate membentuk medan pengumpul bersama dengan discharge

electrode, abu yang termuati dikumpulkan dan menempel pada collecting plate

karena gaya coulomb. Oleh karena itu, collecting plate membutuhkan bentuk medan

listrik yang seragam pada permukaannya, untuk mencegah masuknya kembali abu

dengan pemukulan elektroda atau aliran gas serta mencegah perubahan yang

diberikan pada ekspansi suhu. Sehingga plat yang dibentuk dengan tekanan khusus

biasanya digunakan untuk collecting plate pada ESP tipe kering. Abu yang

bermuatan listrik menempel pada collecting plate, oleh karena itu collecting plate

membutuhkan peralatan rapping untuk memindahkan abu selama periode operasi,

untuk menjaga efisiensi pengumpulan tetap konstan setiap waktu. Sistem rapping

yang memindahkan abu dari collecting plate ke hopper dan interval rapping pada

pemukulan collecting plate harus diatur untuk mencapai kemampuan pengumpulan

tertinggi ESP berdasarkan pada jumlah dan karakteristik dari abu.

2. Precipitator Ash Hopper

Komponen ini terletak di bagian bawah tiap-tiap electrostatic precipitator.

Hopper merupakan tempat bagi partikel yang dibuang dari collecting plate dan

discharge electrode setelah digetarkan oleh rapper. Hopper berbentuk pyramid

yang memiliki kemiringan 50° sampai 70° yang bertujuan untuk mencegah abu

menggumpal dan untuk melewatkan abu agar terlepas dengan mudah. Beberapa

sudut lembah hopper dan peralatan pembantu ditentukan berdasarkan pada

karakteristik abu seperti timbunan dan kandungan air.

3. Hopper Heater System

Dinding pemanas hopper dirancang untuk menjaga temperatur permukaan

pada saat nilai jumlah embun aliran gas bertambah, sehingga terlindung dari korosi

dan mencegah timbulnya penimbunan fly ash di dalam hopper. Tiap hopper

dipanasi oleh sekelompok panels pemanas yang ditahan untuk sisi-sisi luar hopper.

Kabel pemanas itu disambungkan pada kotak yang sudah ditentukan secara

diagonal, bertolak belakang dengan pojok hopper. Setiap hopper memiliki pengatur

7

temperatur. Selama dioperasikan secara normal, pemanas menghasilkan energi

dengan pengatur temperatur.

4. Heater/Blower-System

Sistem ini dirancangkan untuk mencegah terkumpulnya air di sekeliling

insulator dan sebagai tempat terkumpulnya abu. Heater atau blower pada tiap-tiap

electrostatic precipitator hanya ada satu buah. Sistem ini terdiri atas electric blower,

inline heater, dampers penghubung dan control yang sesuai. Keseluruhan sistem

ini diisolasi pada bagian atas precipitator. Daya nominal masing-masing heater

adalah 50 kW, sedangkan motor blower sebesar 5 HP.

5. Transformer/Rectifier Sets (T/R Sets)

Energi untuk membangkitkan medan yang ada pada electrostatic

precipitator adalah tegangan tinggi tiga fasa yang dihasilkan oleh transformator

yang dirangkai dengan solid-state rectifiers. Rectifier (penyearah) yang digunakan

pada sistem ini adalah full wave bridge, pada beban penuh tegangan dan arusnya

72 kV dan 1000 mA.

6. Rappers

Sistem rapper dipasang dengan maksud untuk memberi getaran pada

discharge electrode dan collecting plate, sehingga fly ash yang terakumulasi akan

jatuh ke hopper. Bagian-bagian dari rapper yaitu:

a) Discharge Electrode Rappers

Rapper tersusun atas kumparan selenoida, hammer atau pluger dan rapper

shaft yang berhubungan dengan batang pada discharge electrode. Rapper ini

terletak pada bagian atas penthouse. Ketika kumparan selonoida dialiri arus pulsa

DC dalam waktu yang singkat akan timbul gaya magnet yang mampu mengangkat

hammer ke atas. Pada-akhir pulsa, hammer terlepas dari pengaruh magnet dan

jatuh akibat pengaruh gravitasi bumi serta karena pengaruh gaya pegas. Pengaruh

8

dari tumbukan ini menggetarkan batang penyangga dan discharge electrode frame,

sehingga menjatuhkan fly ash ke hopper.

b) Collecting-Plate-Rappers

Sistem yang digunakan dalam rapper ini adalah mechanical hammer dan

didesain dengan tipe landasan. Hammer pada rapper ini diangkat ke atas oleh

rotating rapper shaft. Ketika hammer mencapai titik hubung yang tinggi, hammer

akan jatuh disebabkan oleh gaya gravitasi. Pengaruh gravitasi tersebut akan

menggetarkan permukaan landasan dan menyebabkan collecting plate bergetar.

Gambar 2.2 menampilkan keseluruhan komponen pada sebuah ESP dalam satu

chamber.

Gambar 2. 2 Konstruksi Electrostatic Precipitator

Prinsip Kerja

Prinsip kerja ESP yaitu dengan memberi muatan negative kepada abu yang

melalui beberapa elektroda (discharge electrode). Jika abu tersebut dilewatkan

lebih lanjut ke dalam sebuah kolom yang terbuat dari plat yang memiliki muatan

9

lebih positif (collecting plate), maka abu tersebut akan tertarik oleh plat-plat tersebut.

Setelah abu terakumulasi pada plat tersebut, sebuah sistem rapper khusus akan

membuat abu tersebut jatuh ke bawah dan keluar dari system ESP. (Parker, 2003)

Secara kelistrikan, prinsip kerja dari ESP adalah terdapat transformator

step-up (380V/72kV) dimana pada ujung belitan sekunder trafo tersebut

dihubungkan dengan rangkaian rectifier untuk menyearahkan tegangan output dari

trafo tersebut yang diatur menjadi setengah gelombang (half-wave) pada control

panel sehingga output nya menjadi sumber DC setengah gelombang. Sumber

negatif dari tegangan output pada trafo tersebut dihubungkan pada discharge

electrode, elektroda pada tegangan tinggi akan menghasilkan efek corona

(mengionisasi udara) disekitarnya. Efek corona ini dapat memberikan muatan

negatif pada partikel-partikel yang melewatinya, sehingga partikel tersebut memiliki

sifat kemagnetan. Setelah bermuatan, partikel akan mengalami gaya elektrostatis

melintang yang dapat menarik partikel tersebut menuju collecting plates. Pada

bagian bawah collecting plate terdapat sebuah motor induksi yang akan memutar

shaft dimana terdapat hammer. Ketika hammer berada dipuncak, maka terdapat

gaya gravitasi yang dapat menarik hammer sehingga hammer terjatuh dan

mengetuk (rapping) collecting plate sehingga terjadi getaran yang akan membuat

partikel yang diberi muatan negatif setengah gelombang tersebut kehilangan sifat

kemagnetannya sehingga partikel tersebut dapat terjatuh (tidak menempel lagi) ke

dalam hopper pada bagian bawah ESP tersebut.

Gangguan-Pada-ESP

Terdapat beberapa gangguan/masalah yang sering_terjadi pada ESP,

seperti berikut: (Nugroho, 2017)

1. Penumpukan debu pada collecting plate yang dapat disebabkan oleh

kegagalan pada sistem rapping, resistivity abu debu yang tinggi serta

hammer tidak maksimal dalam penggedoran.

2. Terdapat percikan api, hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor

seperti jarak antara discharge electrode dan collecting plate terlalu dekat,

adanya penumpukan abu debu di pelat, corona tegangan tinggi dan

tingginya arus serta terdapat abu pada isolator (sehingga menyebabkan

10

percikan).

3. Suhu panas pada ruang ESP bagian atas, dapat disebabkan karena kinerja

dari fan kurang maksimal, tingginya kinerja dari motor listrik serta

kurangnya fentilasi pada ruangan.

4. Tegangan tidak dapat dinaikan, hal ini disebabkan karena adanya load

short dimana terjadi penumpukan debu sehingga debu menjadi penghantar

antara discharge electrode dengan collecting plate.

5. Efisiensi penangkapan debu rendah, hal ini disebabkan oleh aliran gas

buang tidak merata dan terdapat beberapa penumpukan debu pada gas

distribution screen.

6. Kegagalan kerja pada sistem kontrol, dimana terjadi kerusakan pada

sistem kontrol.

7. Terjadi hubung singkat pada kumparan sekunder transformator rectifier.

Asesmen

Pemeliharaan yang saat ini banyak dilakukan adalah pemeliharaan

berbasis kondisi peralatan yang dikenal dengan asesmen peralatan. Asesmen

peralatan/sistem adalah penentuan kondisi fisik maupun fungsi peralatan/sistem

tersebut dengan melalui pengujian serta analisis. Pengujian merupakan bagian dari

asesmen yang dalam prakteknya terdiri dari pengujian simpel sampai dengan

pengujian yang lengkap dan komprehensif, sehingga dapat diketahui kondisi

keseluruhan dari ESP.

Asesmen yang diterapkan pada PLTU Indramayu terdiri dari inspeksi

elektrik, inspeksi mekanik serta commissioning. Setelah didapatkan hasil pengujian

serta inspeksi maka dapat diberikan rekomendasi kepada tindakan perbaikan

ataupun peningkatan fungsi kerja ESP.

Jenis Batubara

Batubara merupakan bahan bakar utama pada PLTU. Batubara dapat

diklasifikasikan menjadi beberapa jenis berdasarkan kadar air maupun nilai vitrinite

11

(RV). Berdasarkan International Organization for Standardization (ISO), batubara

dibagi menjadi 3 peringkat menurut nilai RV nya.

1. Low Rank Coal (LRC)

Batubara dengan nilai RV yang rendah adalah batubara yang berjenis

lignite dan sub-bituminous, dimana nilai RV ≤ 0.5%. Batubara jenis ini memiliki ciri

fisik yang berwarna cokelat kusam dan sering disebut batubara cokelat (brown

coal). Batubara LRC ini memiliki porositas yang tinggi, reaktivitas tinggi, mudah

terbakar dan mudah hancur.

2. Medium Rank Coal (MRC)

Batubara dengan nilai RV menengah adalah batubara yang berjenis

bituminous, dimana nilai RV 0.5-2.0%. Batubara jenis ini memiliki ciri fisik yang

berwarna hitam mengilap dan sering disebut black coal. Jika dibandingkan dengan

batubara LRC, batubara MRC ini memiliki reaktivitas yang lebih rendah serta

porositas yang rendah. Namun, batubara MRC memiliki sifat tidak mudah terbakar

serta tidak mudah menyerap air.

3. High Rank Coal (HRC)

Batubara dengan nilai RV yang tinggi adalah batubara dengan kualitas yang

sangat baik dibandingkan dengan batubara LRC dan MRC, batubara ini adalah

batubara yang berjenis anthracitic, dimana nilai RV 2.0-6.0%. Batubara jenis ini

memiliki ciri fisik yang berwarna hitang mengilap sampai keperakan. Batubara HRC

ini memiliki ketahanan terhadap cuaca yang sangat tinggi, dimana batubara ini tidak

akan mudah hancur meskipun terjadi perubahan cuaca. Batubara jenis ini juga

memiliki reaktivitas yang sangat rendah sehingga tidak mudah terbakar dan

batubara HRC ini memiliki kadar air paling rendah serta kadar karbon yang lebih

tinggi dibandingkan batubara LRC dan MRC.

Berdasarkan Jurnal Asosiasi Pengendalian Polusi Udara (Reynolds,

Theodore, & Marino, 2012) yang menjelaskan bahwa efisiensi penangkapan

partikel fly ash pada ESP dapat tergantung dari tiga parameter, yaitu panjang alat

12

tersebut, jarak antar pelat dan besarnya medan listrik. Berikut tabel hubungan

efisiensi dengan tiga parameter tersebut:

Tabel 2. 1 Efisiensi penangkapan berdasarkan panjang precipitator

Tabel 2. 2 Efisiensi penangkapan berdasarkan jarak antar pelat

13

Tabel 2. 3 Efisiensi penangkapan berdasarkan kuat medan listrik

Berdasarkan tabel 2.1 dan tabel 2.3, terlihat bahwa semakin besar panjang

precipitator dan semakin besar medan listrik yang terbentuk maka efisiensi

pengumpulan partikel akan semakin tinggi. Hal ini dapat diketahui dari metode

Deutsch-Anderson (pers. 3.6) dimana panjang precipitator dapat mempengaruhi

besarnya luas penampang yang ada, sehingga debu yang dapat dikumpulkan juga

semakin banyak dibandingkan jika luas penampangnya tidak terlalu besar, maka

ESP akan tidak akan mampu menampung debu yang berlebihan. Untuk medan

listrik yang semakin besar, maka akan mempengaruhi udara sekitar elektroda untuk

mengalami efek corona. Ketika kuat medan listrik kecil, maka akan terdapat banyak

partikel debu yang tidak bermuatan, sehingga tidak dapat menempel di collecting

plate, dimana tidak terdapat gaya Coulomb pada partikel tersebut dan collecting

plate yang ada. Jika demikian, maka akan terdapat banyak debu yang lolos dari

ESP. Pada tabel 2.2, semakin besar jarak antar pelat maka efisiensi akan menurun.

Hal ini terjadi karena jarak antar elektroda akan mempengaruhi nilai kuat medan

listrik yang dibentuk. Jika jaraknya semakin besar, maka besarnya medan listrik

akan semakin kecil sehingga partikel yang termuati hanyalah beberapa dan tidak

semuanya. Sedangkan, jika jarak antar pelat tidak terlalu besar, maka medan listrik

yang tercipta akan mampu mengionisasi seluruh udara sekitarnya, sehingga semua

debu yang melewati udara tersebut dapat bermuatan sehingga dapat terjadi gaya

Coulomb.

14

BAB III

METODE PENELITIAN

Perancangan Penelitian

Pada penelitian ini menggunakan metode kuantitatif deskriptif dimana

diperlukan analisis dari hasil asesmen yang telah dilakukan serta mencari nilai

efisiensi ESP tersebut menggunakan beberapa persamaan. Adapun perancangan

penelitian dilakukan dalam beberapa tahap, antara lain:

Studi Literatur

Tahapan ini dilaksanakan dengan cara mencari dan mengumpulkan

informasi baik teori, rumus-rumus, maupun data teknik dari perpustakaan, pabrikan

ataupun internet. Adapun jurnal ilmiah, buku-buku dan laporan penelitian adalah

literature yang akan digunakan untuk mendapatkan bahan referensi dalam

penulisan dan pembahasan skripsi ini seperti yang terlihat dalam daftar pustaka.

Survey Lapangan

Pada tahap ini dilakukan pengamatan secara langsung di lapangan tempat

penelitian maupun pengambilan data di PLTU Indramayu. Dan pada saat proses

pengumpulan data dilakukan juga dengan metode wawancara langsung.

Pengolahan Data

Pada tahap ini peneliti telah memperoleh data-data yang dibutuhkan dalam

penelitian dimana data-data ini akan diolah kemudian dianalisa dan dievaluasi untuk

mendapatkan hasil penelitian sesuai kebutuhan.

Adapun metode penelitian yang digunakan seperti yang terlihat pada

gambar 3.1.

15

Studi lapangan dan studi pustaka

Mulai

Melakukan asesmen

Melakukan pengolahan data

Analisis hasil

Memberikan rekomendasi serta melakukan tindakan perbaikan

Efisiensi

ESP sesuai?

Didapatkan nilai

efisiensi yang

sesuai kriteria

Selesai

Ya

Tidak

Gambar 3. 1 Diagram alir metode penelitian

16

Teknik Analisis

Setelah data terkumpul, maka akan dilakukan analisis terhadap data yang

telah diperoleh. Teknik analisis ini digunakan untuk mengelola semua data yang

diperoleh sehingga dapat menjawab tujuan dari penelitian ini. Teknik analisis pada

penelitian ini mempunyai tahapan-tahapan sebagai berikut:

Asesmen ESP

Pengujian

Pengujian yang diterapkan di ESP PLTU Indramayu adalah sebagai berikut:

1. Pengujian collecting dan discharge electrode rapping system

Selain melakukan inspeksi pada collecting dan discharge rapping system,

pengujian pada collecting dan discharge rapping system tetap dilakukan secara

terpisah untuk mengetahui jika terdapat kondisi yang abnormal untuk chamber A

dan B.

Tujuan pengujian collecting dan discharge rapping system adalah untuk

melihat kinerja rapping ketika kondisi running seperti arah rotasi, rangkaian hammer

serta kinerja saat penggedoran pada rapper jika dapat menghasilkan getaran yang

maksimal sehingga tidak terjadi penumpukan abu.

2. Pengujian pemanas penthouse

Pemanas penthouse atau penthouse heater diuji untuk mengetahui kinerjanya.

Pengujian ini berdasarkan kenaikan temperatur pada pembacaan sensor panas

penthouse. Pemanas penthouse berfungsi untuk menjaga temperatur sekitar agar

tidak lembab atau terjadi kondensasi berdasarkan range operasi, yaitu 95°-120°C.

3. Pengujian tanpa beban

Pengujian tanpa beban dilakukan setelah melaksanakan inspeksi baik

inspeksi elektrik maupun inspeksi mekanik, sehingga semua akses human door

sudah tertutup dan kondisi hopper sudah bersih tanpa ada abu yang tersisa.

Pengujian tanpa beban untuk melihat kondisi trafo baik pada sisi primer maupun

pada sisi sekunder dimana terdapat diode rectifier dengan cara menaikan arus

17

sekunder dari 0-1 A, jika terjadi trip maka pada trafo tersebut-terdapat kegagalan

fungsi.

4. Central Control Room (CCR) unit

Central Control Room (CCR) unit merupakan ruang kontrol semua

komunikasi antara kontrol dengan remote computer yang tersambung. Semua

indikator dan parameter pada panel harus dipastikan terbaca dengan benar dan

jelas, serta semua pengaturan harus dipastikan dapat terkontrol dengan jelas

dengan cara percobaan secara manual dan visual agar kondisi ESP dapat terus

terpantau dengan benar dan jelas sesuai dengan standar pada manual book.

5. Pengukuran ketahanan kabel grounding pada kontrol panel

Untuk mengetahui kondisi kabel grounding jika masih dalam tahap yang

aman, maka diperlukan uji ketahanan kabel grounding pada kontrol panel. Uji

ketahanan dilakukan pada kontrol panel kabel grounding menggunakan earth clamp

tester kyoritsu KEW earth model 4200 dengan batas hambatan kurang dari 10 Ω.

6. Transformator/rectifier set (T/R set)

Inspeksi ini bertujuan untuk mengetahui kondisi dari T/R set, maka

dilakukan beberapa pekerjaan seperti pemeriksaan dan pembersihan trafo,

pemeriksaan isolator, pemeriksaan penghantar tegangan tinggi, pengujian tahanan

isolasi, pemeriksaan tegangan tembus minyak trafo, pemeriksaan radiator,

penggantian silica gel, pemeriksaan water content, pemeriksaan grounding dan

pemeriksaan bushing. Untuk mengetahui kondisi tahanan isolasi pada T/R set maka

diperlukan pengukuran insulation resistance (IR) dan polarization index (PI)

menggunakan standar IEEE 43 – 2013 (Electric Machinery Committee, 2013),

dengan persamaan sebagai berikut:

𝑷𝑰 =𝑰𝑹𝟏𝟎 𝒎𝒊𝒏

𝑰𝑹𝟏 𝒎𝒊𝒏 (3.1)

Untuk mengetahui besarnya arus bocor pada isolasi belitan tersebut, maka

digunakan persamaan berikut:

18

𝑰𝑹𝒂𝒗𝒆𝒓𝒂𝒈𝒆 =𝚺𝑰𝑹

𝒏 (3.2)

𝑰𝒊𝒔 =𝑽𝑳𝑳

𝑰𝑹𝒂𝒗𝒆𝒓𝒂𝒈𝒆 (3.3)

7. Kondisi insulator

Fungsi insulator pada ESP sangatlah penting, yaitu untuk memisahkan arus

tegangan tinggi dan grounding. Pada inspeksi ini diamati jika insulator berdebu atau

mengalami kerusakan, seperti insulator pecah/retak. Terdapat lima jenis insulator

pada ESP ini. Dari yang terdekat pertama dengan T/R set ialah high voltage bushing

insulator, grounding switch insulator, lead-in insulator, rapping rod insulator dan

support insulator. High voltage bushing insulator berfungsi sebagai jembatan untuk

output trafo-rectifier. Sistem grounding switch insulator terdiri dari tiga insulator

untuk grounding atau penyambung dari output T/R set ke field. Lead in insulator

bertindak sebagai dinding bushing dari pelat atap, sebagai jembatan antara sistem

ground switch dengan penthouse. Di dalam penthouse, support insulator

menyokong bingkai discharge electrode di field.

8. Rapper elektromagnetik

Dalam inspeksi ini dilakukan pengukuran tahanan coil MIGI rapper dengan

nilai minimum sebesar 2.5 Ω dan dilakukan inspeksi secara visual untuk melihat jika

terdapat kerusakan pada MIGI rapper.

Inspeksi Visual

1. Pintu keluar/masuk

Pada ESP boiler PLTU Indramayu, terdapat 10 pintu masuk dari samping

dan dua pintu masuk dari atap untuk masing-masing chamber. Di dalam penthouse

setiap chamber, terdapat delapan pintu masuk/keluar menuju ruang suspensi, satu

untuk setiap field. Inspeksi ini bertujuan untuk memeriksa keadaan pintu

keluar/masuk jika terdapat korosi atau kerusakan lainnya.

2. Saluran inlet dan gas distribution screen

19

Gas distribution system terdiri dari plat-plat baja yang tersusun sedemikian

rupa searah dengan gas flow, sehingga fly ash dapat tersebar ke seluruh field area.

Ada tiga lapisan pelat berlubang dipasang sebagai inlet Gas Distribution Screen

(GDS) di area saluran masuk. Inspeksi ini untuk melihat kondisi GDS jika terdapat

bagian yang abnormal seperti penumpukan debu dan perubahan bentuk.

3. Bidang mekanik di chamber A dan B

Inspeksi pada bidang mekanik dibahas per chamber, yaitu chamber A dan

B. Setiap chamber akan membahas:

a. Sistem Discharge Electrode (DE)

Inspeksi pada discharge electrode untuk mengetahui jika terdapat kondisi

abnormal seperti melengkung, patah serta terlepas dari bingkai sehingga

menyebabkan penurunan efisiensi pada penangkapan partikel di ESP. Sistem

discharge electrode untuk masing-masing chamber dibagi menjadi delapan sistem

field. Setiap field memiliki sistem suspensi discharge electrode sendiri yang

didukung dengan enam insulator di penthouse. Dilihat dari sisi inlet sistem

discharge electrode untuk satu chamber diilustrasikan pada gambar 3.2.

Gambar 3. 2 Ilustrasi discharge electrode

b. Sistem Collecting Plate (CP)

Inspeksi pada collecting plate untuk memeriksa jika plat mengalami

kerusakan seperti terdapat retakan, kedudukan collecting plate yang tidak lurus lagi

atau bengkok, terlepasnya garpu pembatas hingga terdapat penumpukan debu

20

yang dapat mengakibatkan load short. Collecting plate pada setiap chamber di ESP

dibagi menjadi delapan field dengan sistem delapan suspensi. Antara field ganjil

dan genap, terdapat dinding chamber. Tampilan atas field diilustrasikan pada

gambar 3.3.

Gambar 3. 3 Ilustrasi collecting plate

c. Sistem rapping collecting plate

Sistem rapping untuk collacting plate berupa palu yang berputar yang

berada dibagian bawah disetiap field. Terdapat satu palu untuk setiap baris

collecting plate. Semua palu berputar aksial dengan proses rapping, yang

tersambung dengan gear box dan motor penggerak yang berada dibagian luar ESP.

Inspeksi sistem rapping pada collecting plate dilihat secara visual jika terdapat

kondisi yang abnormal.

Efisiensi ESP

1. Menghitung kuat medan listrik dengan persamaan sebagai berikut:

𝑬 =𝑽

𝒅 (3.4)

Dimana:

E = Kuat medan listrik (V/m)

V = Beda potensial antar dua

elektroda (V)

d = Jarak antara dua elektroda (m)

21

2. Menghitung kecepatan migrasi gas buang menggunakan persamaan

sebagai berikut:

𝝎 =𝟐×𝚱𝟎×𝑷×𝒂×𝑬𝒄×𝑬𝒑

𝟑𝝁 (3.5)

Dimana:

ω = Kecepatan migrasi gas

buang (m/s)

μ = Viskositas gas (Pa.s)

K0 = Permittivity (8.85×10-12

C2/N.m2)

P = Tekanan (1 atm)

a = Diameter partikel (10-6 m)

Ec = Kuat medan listrik (V/m)

Ep = Kuat medan precipitator (V/m)

Dapat dianggap bahwa Ec=Ep= E

3. Menghitung efisiensi pengumpulan partikel di ESP menggunakan metode

Deutsch-Anderson sebagai berikut:

𝜼 = 𝟏 − 𝒆−𝝎(

𝑨

𝑸) (3.6)

Dimana:

η = Efisiensi penangkapan

e = Bilangan napier (2.718)

ω = Migration velocity (m/s)

A = Luas penampang melintang ESP (m2)

Q = Laju aliran gas (m3/s)

22

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data Spesifikasi ESP

Berikut-adalah karakteristik-dari ESP PLTU Indramayu

Manufaktur : Fujian Longking Co., Ltd., PRC.

Tahun pembuatan : 2009

Waktu beroperasi : Terus beroperasi

Efisiensi desain : 99.58%

Jumlah chamber/ESP : 2

Jumlah field/chamber : 4

Jumlah hopper/ESP : 8 tipe piramid

Collecting plate : 41395 m2

Collecting rapper : ZT24 plat L=14000, 1.5T material SPCC

Discharge electrode : Tumbling hammer terdapat di bagian bawah hulu CP

Discharge rapper : DE V15, 7 level per baris

Jarak antar elektroda : 250 mm

Jumlah support insulator : Electromagnetic drop hammer

Pemanas support insulation : 6/field

Viskositas : 1.8×10-5 Pa.s

Diameter partikel : 10-6 m

Laju aliran gas : 314.8 m3/s

Transformator Rectifier Set (T/R Set)

AC supply : 3 fasa

Tegangan primer : 380 V

Aus primer : 250 A

Tegangan maksimum sekunder : 72 kV DC

Arus maksimum sekunder : 1000 mA

Frekuensi : 50 Hz

Jenis pendingin : ONAN

23

Gambar 4. 1 Tampilan ESP dari atas

24

Pengujian

Pengujian Collecting dan Discharge Electrode Rapping System

Pengujian pada collecting dan discharge-rapping system dilakukan secara

terpisah. Pada pengujian-discharge rapping system, ketika phase control signal

dihidupkan maka coil yang terdapat pada top rapping akan teraliri arus listrik,

sehingga menimbulkan medan magnet yang mampu untuk mengangkat hammer

yang ada. Namun, ketika phase control signal pada dioda bridge dimatikan, maka

coil tidak akan membentuk medan magnet yang mampu menarik hammer, sehingga

hammer akan jatuh oleh gaya gravitasi dan mengetuk bingkai discharge electrode.

Berdasarkan pengujian tersebut, tidak ditemukan-kondisi yang abnormal, 96 unit

MIGI rapper dapat-bekerja dengan baik. Setelah-pengujian, MIGI rapper yang

mengalami-kerusakan pada-rapping rod insulator dimatikan dengan mengatur-

phase angel-nya.

Sedangkan pada-pengujian collecting rapping system, pengujian-mengarah

pada pengecekan-arah rotasi shaft yang digerakan oleh sebuah motor induksi,

sehingga hammer berotasi dan jatuh oleh gaya gravitasi tepat di barisan collecting

plate yang ada. Tidak terdapat kondisi-yang abnormal untuk chamber A dan B.

Pada-jumlah keseluruhan 16 rapping motor induksi, semuanya dapat bekerja

dengan normal dimana pada motor tidak terdapat gangguan seperti short circuit

maupun overload.

Pengujian Pemanas Penthouse

Pengujian pada heater penthouse-berdasarkan kenaikan temperatur pada

pembacaan sensor--termal penthouse. Temperatur pada penthouse harus dijaga

tetap antara 95-120°C selama beroperasi, sehingga tidak terdapat kondensasi yang

menyebabkan spark over di dalam penthouse. Pada saat pengujian berlangsung

bahwasannya kenaikan--temperatur terjadi di chamber B terdapat kerusakan-pada

sakelar pemanas nomor-satu. Sakelar tersebut berfungsi-sebagai alat proteksi yang

akan trip secara-otomatis seperti saat terjadinya permasalahan arus hubung

singkat.

Rekomendasi:

25

Periksa kabel untuk-pemanas penthouse atas-untuk ruang A dan B untuk

melihat penyebab korsleting. Harap periksa-juga umpan balik sensor termal untuk

ruang A. Sangat penting untuk mengontrol suhu. Tanpa umpan balik, pemanas-

tidak bisa bekerja.

Pengujian Tanpa Beban

Pengujian tanpa beban pada tiap chamber ESP dilakukan setelah semua

pemeriksaan dan pengujian lainnya selesai dilakukan, hasil pengujian terdapat

pada

26

Inspeksi elektrik T/R set B5

No Item Pekerjaan Hasil Keterangan

1 Pemeriksaan dan pembersihan trafo Baik

2 Pemeriksaan isolator Baik

3 Pemeriksaan penghantar tegangan tinggi Baik

4 Pengujian tahanan isolasi Baik

5 Pemeriksaan tegangan tembus minyak

trafo Baik

6 Pemeriksaan radiator Baik

7 Penggantian silica gel Baik Penggantian silica gel

8 Pemeriksaan water content Baik

9 Pemeriksaan grounding Baik

10 Pemeriksaan bushing Baik

Hasil pengukuran insulation resistance T/R set B5

Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 21.8 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 56.9 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 52.4 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – Hvmeas 80.4 MΩ 80-250 MΩ

HV – (+) 159 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 29.3 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 10.9 GΩ ˃ 100 MΩ

Beban – Gnd 30.7 MΩ

Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 21.80 12.70

2 22.50 13.80

3 25.10 14.30

4 23.70 14.60

5 22.60 15.70

6 25.10 16.90

7 26.30 17.40

8 27.50 17.60

9 28.40 18.70

10 29.90 19.40

27








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 2.53 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 11.1 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 11.0 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 147 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 5.14 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 8.11 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 2.53 6.52

2 3.20 6.76

3 3.52 7.23

4 3.47 8.22

5 3.47 8.74

6 3.28 9.03

7 3.47 9.06

8 3.76 8.60

9 3.95 8.36

10 4.19 8.26

28








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 11.1 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 23.9 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 24.2 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 151 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 8.66 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 18.0 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 11.10 26.30

2 12.40 26.40

3 13.20 28.70

4 13.80 30.20

5 14.20 31.50

6 14.30 32.10

7 14.40 33.10

8 14.70 32.90

9 14.90 33.50

10 14.70 33.70

29








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 15.9 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 30.5 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 36.3 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 143 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 23.2 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 3.42 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 15.90 7.44

2 16.90 8.70

3 18.40 8.90

4 15.80 9.09

5 17.70 8.51

6 19.50 8.88

7 20.40 9.70

8 21.50 9.77

9 21.40 9.73

10 21.80 9.98

30

Lampiran B Pengujian No Load pada Chamber A dan B. Pada pengujian ini

dilakukan dengan cara menaikan arus sekunder pada trafo mulai dari 0 A hingga

arus maksimalnya yaitu 1000 mA. Kenaikan arus akan diiringi dengan kenaikan

tegangan, jikalau tegangan tidak naik saat arus dinaikkan maka dapat diketahui

bahwa terjadi load short pada rangkaian tersebut. Berikut grafik yang didapatkan

berdasarkan hasil pengujian tanpa beban:

Gambar 4. 2 Grafik tegangan sekunder terhadap arus sekunder pada chamber A

Pada gambar 4.2 terlihat bahwa secara garis besar nilai tegangan dan arus

akan semakin besar disetiap urutan field-nya, hal ini dilakukan untuk memastikan

fly ash yang ikut terbawa oleh gas buang dapat tersaring dengan sempurna. Nilai

arus dan tegangan berada pada kondisi yang ideal, dimana setiap kenaikan arus

dapat mempengaruhi nilai tegangan yang dihasilkan, semakin besar arus maka

akan semakin besar juga nilai tegangan searah yang dihasilkannya. Pengujian ini

bertujuan untuk melihat kondisi trafo baik pada sisi primer maupun sisi sekunder.

Berdasarkan pengujian, tidak terdapat short circuit sehingga dapat disimpulkan

bahwa trafo dalam keadaan yang baik.

Central Control Room (CCR) Unit

Berdasarkan hasil observasi--dan---pengetesan, terdapat beberapa

permasalahan sebagai berikut:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 300 600 800 965

Tega

nga

n S

eku

nd

er

(kV

)

Arus Sekunder (mA)

Grafik V-I Chamber A

Field 1

Field 2

Field 3

Field 4

31

1. Unit pengiriman data-tidak beroperasi dengan-normal. Hal ini-terbukti

karena tidak tersambungnya-komunikasi antara-kontrol dengan remote

computer.

2. Lokal kontrol-untuk heater pada chamber unit A-tidak berfungsi. Hal ini

terbukti karena tidak terbacanya indikator temperatur-dan pembacaan

parameter yang tidak bisa diperoleh dengan baik.

3. Password--untuk pengaturan high voltage-tidak diketahui, sehingga--perlu

dilakukan reset setiap kali pengaturan-parameter pada inputnya diubah.

4. Tampilan digital dan-meter rms analog-menampilkan hasil yang berbeda di

unit A7, sehingga-memerlukan pengaturan kalibrasi.

Rekomendasi:

Melakukan-perbaikan pada ruang kontrol lokal merupakan hal yang utama, karena

diperlukan akses feedback untuk pembacaan dan-pengaturan. Perlu-dicoba untuk-

mengalihkan rute kabel-dengan mengacu-pada gambar sesuai-dengan manual

book (FUJIAN LONGKING CO., 2012). Perbaikan-pada modul-komunikasi untuk

mendapatkan data dari pengontrol jarak jauh. Karena-password tidak dikenal, tidak-

ada cara lain-untuk mengkalibrasi-tampilan digital. Setelah-observasi,-lebih-baik

menggunakan--meter analog sebagai--referensi. Disarankan--untuk mengganti

pengontrol-yang lebih andal-dan efisien pada unit yang rusak.

Pengukuran Ketahanan Kabel Grounding pada Kontrol Panel

Pengukuran ketahanan kabel grounding harus kurang dari 10 Ω, bahkan

semakin kecil akan semakin baik. Hal ini diperlukan ketika terdapat arus gangguan,

maka arus gangguan tersebut akan menuju grounding, jika tahanan grounding

tersebut melebihi batas yang ditetapkan maka arus gangguan akan bersirkulasi

pada rangkaian kontrol panel dan menyebabkan kerusakan pada peralatan.

Berdasarkan hasil pengukuran, tidak terdapat kondisi yang abnormal serta

didapatkan nilai tahanan yang masih dalam batas aman. Berikut-adalah-tabel hasil-

pengujian:

32

Tabel 4. 1 Hasil pengukuran resistansi kabel grounding pada kontrol panel

Controller Value Reference A1

-

0.1 Ω <10 Ω A2

-

0.22 Ω <10 Ω A3 0.21 Ω <10 Ω A4

-

0.12 Ω <10 Ω A5 0.26 Ω <10 Ω A6 0.22 Ω <10 Ω A7 0.15 Ω <10 Ω A8 0.13 Ω <10 Ω B1 0.27 Ω <10 Ω B2

--

0.22 Ω <10 Ω B3 0.22 Ω <10 Ω B4

-

0.1 Ω <10 Ω B5

-

0.12 Ω <10 Ω B6 0.24 Ω <10 Ω B7 0.11 Ω <10 Ω B8 0.29 Ω <10 Ω

Transformator/Rectifier Set (T/R set)

Transformator rectifier yang berfungsi untuk menaikan tegangan serta

menyearahkan arus pada output T/R set sehingga sumber negatif dari output trafo

dihubungkan dengan discharge electrode yang akan memberikan sifat kemagnetan

bagi partikel yang melewati medan listrik yang dihasilkan pada emitting wire. Tabel

4.2 menunjukan salah satu hasil-pengujian pada T/R set, dimana hasil pengujian

T/R set lainnya terdapat pada Lampiran A Hasil Inspeksi dan Pengujian Isolasi pada

T/R set.

33

Tabel 4. 2 Pengujian elektrik T/R set A3


1 Pemeriksaan dan pembersihan trafo Tidak Kebocoran minyak





trafo Baik






Berdasarkan-inspeksi-pada T/R set-tidak terdapat kondisi-abnormal selain

kebocoran minyak-pada beberapa area T/R set. Hal-tersebut diakibatkan-oleh T/R

set yang-mengalami panas-berlebih sehingga mengakibatkan minyak berubah fasa

menjadi gas-yang mengakibatkan minyak akan lebih-mudah bocor dan-keluar dari

T/R set. Permasalahan ini mudah terjadi pada minyak T/R set yang berkualitas

rendah, dimana bisa menyebabkan T/R set akan lebih mudah mengalami over heat

jika tidak ditangani dengan benar. Kebocoran minyak ditemukan pada T/R set

chamber A field 3 dan T/R set chamber B field 1.

Pengujian insulation resistance (IR) dan polarization index (PI) berfungsi

untuk mengetahui kondisi suatu belitan, nilai PI akan menunjukan kelembaban

suatu belitan, jika nilai PI kurang dari 1.25 maka belitan tersebut berada dalam

kondisi yang kurang baik. Nilai rata-rata dari IR dapat dipakai untuk mencari

besarnya arus bocor pada belitan tersebut. Berikut adalah tabel hasil pengujian

tahanan isolasi:

34

Tabel 4. 3 Hasil pengukuran insulation resistance T/R set A3

Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 26.5 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 30.5 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 38.9 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – +(+) 160 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – +(-) 35.7 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 6.18 GΩ ˃ 100 MΩ


Tabel 4. 4 Hasil pengukuran polarization index T/R set A3

Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 26.50 6.56

2 29.50 7.22

3 32.40 7.45

4 34.60 7.57

5 36.70 7.78

6 38.10 8.21

7 38.50 8.43

8 39.90 8.67

9 41.50 8.97

10 42.00 9.20

∑ 359,7 80,06

PI 1.58 1.40

Catatan:

• HV –– High Voltage

• A and X1

• +

––

––

Primary or input terminal

Milliamps feedback terminal

• HVMEAS –– Voltage divider resistor feedback terminal

• Gnd –– Grounding

Berdasarkan persamaan (3.1), maka didapati nilai PI:

• HV – Gnd

𝑷𝑰 =𝟒𝟐. 𝟎𝟎

𝟐𝟔. 𝟓𝟎= 𝟏. 𝟓𝟖

• LV – Gnd

𝑷𝑰 =𝟗. 𝟐𝟎

𝟔. 𝟓𝟔= 𝟏. 𝟒𝟎

Dengan menggunakan persamaan (3.2) dan (3.3), maka akan didapatkan

nilai arus bocor sebagai berikut:

35

• HV – Gnd

𝑰𝑹𝒂𝒗𝒆𝒓𝒂𝒈𝒆 =𝟑𝟓𝟗. 𝟕 𝐆𝛀

𝟏𝟎= 𝟑𝟓. 𝟗𝟕 𝐆𝛀

𝑰𝒊𝒔 =𝟕𝟐𝟎𝟎𝟎 𝐕

𝟑𝟓. 𝟗𝟕 𝐆𝛀

𝑰𝒊𝒔 = 𝟐, 𝟎𝟎𝟏 𝝁𝑨

• LV – Gnd

𝑰𝑹𝒂𝒗𝒆𝒓𝒂𝒈𝒆 =𝟖𝟎. 𝟎𝟔 𝐆𝛀

𝟏𝟎= 𝟖. 𝟎𝟎𝟔 𝐆𝛀

𝑰𝒊𝒔 =𝟕𝟐𝟎𝟎𝟎 𝐕

𝟖. 𝟎𝟎𝟔 𝐆𝛀

𝑰𝒊𝒔 = 𝟖. 𝟗𝟗𝟑 𝝁𝑨

Berdasarkan perhitungan diatas, maka didapatkan nilai PI dan besarnya

arus pada T/R set lainnya sebagai berikut:

Transformator

Rectifier Set

High Voltage Low Voltage

Arus Bocor (μA) PI Arus Bocor (μA) PI

A1 0.116 2.28 3.557 1.54

A2 1.454 1.51 3.347 1.32

A3 2.001 1.58 8.993 1.40

A4 1.634 1.33 6.976 1.53

A5 5.239 2.19 5.11 1.26

A6 4.762 1.32 4.271 1.35

A7 2.215 1.58 8.779 1.53

A8 2.263 1.72 3.523 1.26

B1 0.111 3.10 6.332 1.36

B2 0.142 1.74 2.037 1.80

B3 2.615 1.33 0.211 1.66

B4 0.047 1.68 0.864 1.47

B5 2.847 1.37 4.469 1.53

B6 0.207 1.66 8.913 1.27

B7 5.229 1.32 2.335 1.28

B8 3.803 1.37 7.938 1.34

36

Pada pengujian isolasi, tidak ditemukan-hasil yang abnormal pada T/R set.

Semua nilai-isolasi dari T/R set adalah-dalam keadaan normal dimana-nilai arus

bocor yang terhitung sangat kecil.

Rekomendasi:

Minyak T / R set harus-diperiksa secara teratur untuk memastikan tidak ada

masalah pada-minyak. Penggantian minyak harus-dijadwalkan sebagai perawatan

rutin (PM) sehingga minyak dapat-berfungsi sebagai pendingin yang tepat pada T/R

set.

Kondisi Insulator

Kondisi dari isolator ditemukan dalam keadaan kotor dan penuh debu,

sehingga debu yang menumpuk pada isolator dapat menyebabkan terjadinya spark

over, dimana debu dapat menjadi penghantar sehingga muatan arus dapat

meloncat melewati permukaan isolator tersebut. Terdapat tiga buah lead-in

insulator yang ditemukan rusak pada chamber B yaitu field 6, 7, dan 8. Terdapat

keretakan pada bagian atas insulator, dimana baut dari insulator-tersebut terlepas

dan hilang sehingga terdapat-celah kecil didekat pelat atap. Pada pemeriksaan,

terdapat juga 18 rapping rod insulator yang ditemukan retak pada chamber B (tabel

4.6) dikarenakan desain kopling yang terlalu kecil untuk insulator sehingga Ketika

rapping telah aktif maka kekuatannya akan diteruskan melalui kopling yang akan-

memukul permukaan insulator sehingga permukaan insulator terkelupas.

Tabel 4. 5 Lokasi-kerusakan-rapping rod insulator-pada chamber B

Field 1 Field 2 Field 3 Field 4

INL

ET

X

B X C

C B X

X X X X X

X X C B

X X

37

Keterangan:

B – Retak-bagian-bawah

C – Retak-parah

X – Rusak parah

Rekomendasi:

Mengganti-semua isolator-yang rusak. Setiap ada-maintenance outage,

lakukan pembersihan-isolator juga untuk-memeriksa jika terdapat-retakan atau

kerusakan-yang terjadi pada isolator. Disarankan juga untuk-mengganti coupling

pada rapping rod insulator-dengan desain-diameter yang lebih besar, sehingga

dapat mengurangi-masalah.

Rapper Elektromagnetik

Kinerja dari MIGI rapper dipengaruhi-oleh kondisi coil yang-ada. Pada

pemeriksaan ini, dilakukan--pengukuran tahanan coil. Hasil pengukuran resistansi

coil MIGI rapper terlihat pada tabel 4.7:

Tabel 4. 6 Hasil pengukuran resistansi coil MIGI rapper

No Ω No Ω No Ω No Ω No Ω No Ω

Chamber A

1 2.9 9 3.0 17 2.9 25 3.0 33 3.0 41 3.1

2 2.9 10 3.0 18 2.9 26 3.0 34 3.0 42 2.9

3 3.0 11 3.0 19 3.3 27 3.0 35 3.0 43 3.0

4 3.0 12 3.0 20 3.0 28 3.0 36 3.0 44 3.0

5 3.0 13 3.0 21 3.0 29 3.0 37 3.0 45 3.0

6 3.0 14 3.1 22 3.1 30 3.0 38 3.0 46 3.0

7 3.0 15 3.0 23 2.9 31 3.0 39 3.0 47 3.0

8 3.0 16 3.0 24 2.9 32 2.9 40 3.0 48 3.0

Chamber B

1 3.0 9 3.0 17 3.1 25 2.9 33 3.0 41 3.0

2 3.0 10 3.0 18 3.1 26 3.0 34 3.0 42 3.2

3 3.0 11 3.0 19 3.0 27 3.0 35 3.0 43 3.0

4 2.9 12 2.9 20 3.0 28 3.0 36 3.0 44 2.9

38

5 2.9 13 3.0 21 2.9 29 3.0 37 3.1 45 2.9

6 3.0 14 3.0 22 3.0 30 3.0 38 3.0 46 3.1

7 3.2 15 2.9 23 3.0 31 3.0 39 3.0 47 3.0

8 3.0 16 3.0 24 3.0 32 3.0 40 3.0 48 3.0

Semua coil MIGI rapper menunjukan nilai-rata-ratanya sebesar 3.0 Ω

dimana dari hasil pengukuran tersebut nilai resistansi coil MIGI rapper termasuk

dalam keadaan normal. Bagian luar MIGI rapper yang terlihat sangat kotor karena

lembab dan tumpukan debu di dalam penutup sengnya. Dan terkadang dipenuhi

dengan bangkai hama dari sawah terdekat. Pada observasi, tutup pipa PVC

ditemukan karet seal yang keadaannya sudah mulai memburuk.

Rekomendasi:

Perlu dilakukan pembersihan-MIGI rapper secara rutin untuk mencegah

akumulasi kelembaban--dan debu di dalam penutup. Pembersihan-ini diperlukan

terutama selama-musim panen padi, ketika banyak serangga-akan bersarang di

tempat-tempat lembab--seperti di bawah penutup rapper. Kelembaban yang

berlebihan--dapat menyebabkan korosi material dan kondensasi selama cuaca

panas. Dan juga disarankan untuk--mengganti karet seal yang mulai rusak untuk

melindungi-koneksi rapping rod lebih baik lagi.

Inspeksi Visual

Sistem Discharge Electrode (DE)

Kondisi discharge electrode-di chamber A masih dalam-keadaan baik.

Tidak ada tanda-tanda-bengkok-atau terlepas pada discharge electrode dan-

penjajaran jarak antar discharge electrode juga masih dalam keadaan yang baik.

Kondisi discharge-electrode di chamber B lebih buruk dibandingkan dengan

kondisi di chamber A. Pada pemeriksaan, ditemukan beberapa discharge electrode

yang bengkok, beberapa melengkung bahkan dianggap patah, lokasi kerusakan

dapat dilihat pada tabel 4.8. Sedangkan untuk-bingkai dan sistem suspensinya

masih dalam kondisi baik. Pada gambar 4.5 terlihat discharge electrode di field 3

39

dan 4 ditemukan menebal karena tumpukan debu. Setelah bagian rapping atas

diperiksa, semua rapping rod insulator ditemukan dalam keadaan rusak. Sama

halnya seperti permasalahan sambungan yang ditemukan pada chamber A,

beberapa sambungan dibagian bawah dan atas chamber B juga ditemukan

terpisah.

Tabel 4. 7 Lokasi kerusakan

Field Row Layer No Remark

2 1 3 9 Bengkok

16 2 6, 7 Bengkok

2

1 3 16 Bengkok

6 2 1 Bengkok

9 2 10, 11 Bengkok

21 2 16 Patah

22 5 14, 15 ,16 Patah

3 14 5 16 Patah

Gambar 4. 3 Kondisi DE-bengkok Gambar 4. 4 Kondisi DE patah

40

Gambar 4. 5 Debu tebal menumpuk di DE

Gambar 4. 6 Bingkai interlock di DE terlepas

Rekomendasi:

Melakukan pemasangan-beberapa baut yang hilang pada-interlock bingkai

DE. Kondisi DE pada chamber A baik, sehingga-tidak perlu diadakan tindakan

korektif. Disarankan untuk terus-melakukan pemeriksaan rutin-secara menyeluruh

untuk memeriksa kondisi DE. Mengganti DE-yang mengalami-kondisi abnormal

seperti bengkok dan patah.

Sistem Collecting Plate (CP)

Collecting plate di chamber A dan chamber B masih-dalam kondisi baik.

Namun, ada beberapa permasalahan dimana beberapa bagian-bawah plat terdapat

retakan-dikarenakan intensitas rapping yang tinggi. Beberapa-plat juga terlepas dari

garpu pemisah.

Gambar 4. 7 Terdapat keretakan di bagian bawah CP

Gambar 4. 8 Collecting terpisah dari interlock

41

Berikut lokasi collecting plate yang-mengalami keretakan dibagian bawah

pada chamber A:

Chamber

A

Field 1 Baris 23, 21, 19, 18, 16, 15, 7, 5 No. 7

Field 2 Baris 2, 5, 15, 21, 22, 23 No. 7

Field 3 Baris 8 No. 8

Chamber

B

Field 1 Baris 1, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 21, 23 No. 7

Field 2 Baris 1, 7, 11, 16, 22, 24 No. 7

Field 3 Baris 16 No. 8

Rekomendasi:

Kondisi CP pada chamber A dan chamber B sama, maka disarankan untuk

melakukan-pemasangan kembali garpu pembatas CP yang terlepas, untuk CP

bagian bawah yang retak dapat ditambal dengan-pelat tiruan. Frekuensi rapping-

untuk field pertama dan kedua juga-perlu dikurangi sekitar 10% dari pengaturan

rapping sebelumnya-untuk mencegah masalah keretakan-pada bagian bawah CP.

Efisiensi ESP PLTU Indramayu

Efisiensi Sebelum Asesmen

Pada unit 3 PLTU Indramayu, secara visual dapat terlihat bahwa kondisi ESP

dalam keadaan yang kurang baik atau dapat dikatakan bahwa peforma ESP unit 3

PLTU Indramayu menurun. Ketika efisiensi dari ESP dibawah 94%, maka dapat

terlihat dengan jelas bahwa terdapat banyak fly ash yang keluar pada chimney.

Untuk mengetahui efisiensi penangkapan debu pada ESP sebelum

dilaksanakannya asesmen, maka diperlukan beberapa perhitungan dengan

mengetahui nilai tegangan dan arus aktual yang ada.

Tegangan dan Arus Aktual ESP

Tegangan dan arus aktual merupakan nilai hasil pengukuran yang terbaca

pada layar kabinet T/R set. Tabel 4. 8 Tegangan dan arus aktual saat

asesmenmerupakan data tegangan dan arus aktual ESP yang tercatat saat

melakukan asesmen:

42

Tabel 4. 8 Tegangan dan arus aktual saat asesmen

ESP

Field

Tegangan (kV)

Arus (mA)

Chamber A

1 62 641

2 62 679

3 62 742

4 63 677

Chamber B

1 61 693

2 47 598

3 39 530

4 62 726

Rata-rata 57.25 660.75

Kuat Medan Listrik dan Kecepatan Perpindahan Partikel

Berdasarkan tegangan aktual ESP dan jarak antar elektroda diketahui

sebesar 0.25 m, maka dapat dihitung besarnya medan listrik berdasarkan

persamaan (3.4) sebagai berikut:

𝐸 =57.25 𝑘𝑉

0.25 𝑚

𝐸 = 229 𝑘𝑉/𝑚

Untuk mengetahui kecepatan migrasi partikel, maka dapat digunakan

persamaan (3.5), berdasarkan data spesifikasi dapat diketahui bahwa nilai

viskositas 1,8 x 10-5 Pa.s sehingga kecepatan migrasi partikel adalah:

𝜔 =2 × (8.85 × 10−12 × 1 × 10−6 × 229 × 229

3 × (1.8 × 10−5)

𝜔 = 0.017 𝑚/𝑠

43

Efisiensi Kinerja ESP

Efisiensi ESP dapat dicari menggunakan persamaan (3.6). Berdasarkan

data spesifikasi ESP PLTU Indramayu, dapat diketahui kapasitas aliran gas (Q)

sebesar 314.8 m3/s dan besarnya luas penampang collecting plate (A) 41395 m2.

Pada perhitungan efisiensi ini, ukuran partikel diasumsikan seragam, dengan

demikian nilai efisiensi ESP sebelum dilaksanakan asesmen sebagai berikut:

𝜂 = 1 − 𝑒−0.017(

41395314.8

)

𝜂 = 0.893

𝜂 = 89.3%

Efisiensi Setelah Pemeliharaan

Berdasarkan pengolahan data, analisis hasil asesmen serta rekomendasi

yang telah diberikan, maka dilakukan beberapa tindakan ke arah perbaikan serta

peningkatan fungsi pada ESP sebagai berikut:

1. Dilakukan pembersihan pada isolator serta mengganti isolator yang rusak.

2. Melakukan pemotongan serta penggantian beberapa discharge electrode

yang bengkok maupun patah serta membersihkan discharge electrode

sehingga tidak terjadi gangguan seperti low kV dan load short. Low kV adalah

gangguan dimana tegangan pada sisi sekunder tidak dapat dinaikkan hingga

mendekati nilai maksimum dikarenakan terdapat penumpukan debu pada

discharge electrode. Sedangkan load short adalah gangguan dimana debu

atau partikel yang menumpuk pada discharge electrode maupun collecting

plate menjadi penghantar, sehingga terjadi short circuit.

3. Melakukan penambalan pada bagian bawah collecting plate menggunakan

pelat imitasi, melakukan pergantian baut yang tidak sesuai dan

menghubungkan kembali garpu pembatas ke collecting plate.

4. Mengganti minyak yang sudah memburuk pada T/R set.

Jenis batubara akan mempengaruhi nilai kalor dari batubara tersebut. Pada

PLTU Indramayu digunakan batubara jenis sub-bituminous coal yang sering disebut

dengan medium range coal (MRC) dan lignite yang sering disebut dengan low range

44

coal (LRC). Sub-bituminous Coal memiliki nilai kalor sebesar 4500 kcal/kg hingga

5200 kcal/kg, sedangkan lignite memiliki nilai kalor < 4500 kcal/kg. Nilai kalor hasil

pembakaran batubara akan mempengaruhi sistem pembakaran batubara tersebut,

jika sistem pembakarannya sempurna, maka debu hasil pembakaran tidak akan

bercampur dengan batubara yang belum terbakar, sehingga tidak akan mengurangi

kinerja dari ESP. Ketika terjadi pembakaran yang tidak sempurna, maka debu hasil

pembakaran akan bercampur dengan batubara yang belum terbakar sehingga akan

mengakibatkan terjadinya plugging pada ESP. Ketika terdapat plugging pada

bagian bawah hopper, maka akan terjadi penumpukan debu yang akan

mengakibatkan spark over.

Pada tindakan perbaikan untuk membersihkan discharge electrode serta

mengganti discharge electrode yang mengalami kerusakan seperti bengkok dan

patah, dapat memperbaiki tegangan keluaran pada sisi sekunder, sehingga

tegangan dapat meningkat hingga nilai maksimumnya. Hal ini dapat mempengaruhi

besarnya medan listrik yang dibentuk di dalam ESP, sehingga setiap partikel fly ash

yang melewati udara yang telah terionisasi karena efek corona akan bermuatan

negatif. Adapun Tabel 4. 9 Tegangan dan arus aktual setelah pemeliharaan

menunjukan nilai tegangan dan arus aktual ESP setelah dilakukan perbaikan pada

bagian ESP yang mengalami kerusakan atau penurunan fungsi.

Tabel 4. 9 Tegangan dan arus aktual setelah pemeliharaan

ESP

Field

Tegangan (kV)

Arus (mA)

Chamber A

1 69 885

2 67 781

3 70 937

4 68 811

Chamber B

1 67 753

2 69 902

45

3 68 834

4 71 957

Rata-rata 68.625 857.5

Dengan menggunakan persamaan (3.4) dan (3.5) untuk mencari besarnya

kuat medan magnet yang dihasilkan pada discharge electrode untuk memberikan

muatan pada partikel yang melaluinya dengan jarak antara discharge electrode dan

collecting plate adalah sebesar 0.25 m, maka didapati nilai sebagai berikut:

𝐸 =68.625 𝑘𝑉

0.25 𝑚

𝐸 = 274.5 𝑘𝑉/𝑚

Dimana kecepatan perpindahan partikelnya sebesar:

𝜔 =2 × (8.85 × 10−12 × 1 × 10−6 × 274.5 × 274.5

3 × (1.8 × 10−5)

𝜔 = 0.025 𝑚/𝑠

Sehingga didapati nilai efisiensinya sebesar:

𝜂 = 1 − 𝑒−0.025(

41395314.8

)

𝜂 = 0.963

𝜂 = 96.3%

Dari hasil perhitungan tersebut, dapat diketahui bahwa terjadi peningkatan

efisiensi ESP sebesar 7% setelah melaksanakan perbaikan pada bagian-bagian

yang rusak dan yang mengalami penurunan fungsi serta pemeliharaan dimana

termasuk didalamnya membersihkan bagian yang berdebu, karena penumpukan

debu dapat menjadi penghantar hingga menyebabkan gangguan-gangguan lainnya

pada ESP.

46

BAB V

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat

ditarik kesimpulan bahwa:

1. ESP unit 3 PLTU Indramayu menunjukan penurunan efisiensi dibawah

94%, dimana dapat terlihat dengan jelas bahwa terdapat banyak fly ash

yang keluar dari chimney.

2. Berdasarkan metode Deutsch-Anderson, maka didapatkan hasil peforma

efisiensi ESP setelah dilaksanakan asesmen dan pemeliharaan sebesar

96.3%.

Saran

Untuk melihat nilai efisiensi ESP yang lebih akurat dengan memperhatikan

debu yang kembali menempel pada collecting plate saat rapping, ukuran serta

kecepatan perpindahan partikel dan laju aliran gas yang melintas di dalam ESP

diperlukan faktor koreksi dengan menggunakan persamaan Matts – Ohnfeldt.

47

DAFTAR PUSTAKA

Electric Machinery Committee. (2013). IEEE Recommended Practice for Testing

Insulation Resistance of Electric Machinery IEEE Power and Energy Society.

https://doi.org/10.1109/IEEESTD.2014.6754111

Fitrianto, A. (2018). ANALISA KINERJA ELECTROSTATIC PRECIPITATOR (ESP)

BERDASARKAN HASIL PERUBAHAN EMISI PADA POWER BOILER

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (Studi Kasus di PLTU Lestari Banten

Energy). Universitas Teknologi Yogyakarta.

FUJIAN LONGKING CO., L. (2012). Electrostatic Precipitator for TIRODA&KAWAI

660MW Coal-fired Boiler in India.

FUJIAN LONGKING CO., L. (2016). ESP principle and structure components.

Nugroho, A. E. S. (2017). Analisis kinerja efisiensi elektrostatic precipitator di PLTU

Cilacap unit 1 & 2 2 x 300 MW.

Pangaribuan, D. (2014). PENGOPERASIAN DAN PENANGANAN

ELECTROSTATIC PRECIPITATOR PADA PLTU UBOH BANTEN 3

LONTAR.

Parker, K. (2003). Electrical Operation of Electrostatic Precipitator. London: The

Institution of Engineering Technology.

Reynolds, J., Theodore, L., & Marino, J. (2012). Calculating Collection Efficiencies

for Electrostatic Precipitator. Air Pollution Control.

Sepfitrah, & Rizal, Y. (2015). Analisis Electrostatic Precipitator (Esp) Untuk

Penurunan Emisi Gas Buang Pada Recovery Boiler. Jurnal Aptek, 7, 53–64.

48

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

49

LAMPIRAN

Lampiran A Hasil Inspeksi dan Pengujian Isolasi pada T/R set

Inspeksi elektrik T/R set A1







trafo Baik






Hasil pengukuran insulation resistance T/R set A1

Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 3.84 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 25.0 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 23.2 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 143 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 20.4 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 11.6 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 3.84 14.90

2 4.81 16.70

3 5.27 19.00

4 5.80 20.10

5 5.71 20.80

6 6.14 21.40

7 6.66 21.80

8 7.02 22.20

9 7.92 22.60

50

10 8.74 22.90








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 3.80 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 136 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 95.7 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 144 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 18.4 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 10.56 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

(GΩ)

IR LV-G

(GΩ)

1 38.00 19.80

2 41.20 22.20

3 43.90 23.20

4 48.00 23.80

5 50.60 24.10

6 52.50 24.80

7 53.10 25.30

8 54.60 25.80

9 56.10 26.10

10 57.30 26.20

51








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 37.1 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 26.0 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 38.1 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 142 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 20.5 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 8.16 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 37.10 7.96

2 38.90 9.16

3 39.70 9.13

4 41.60 9.49

5 43.70 10.43

6 43.70 10.72

7 44.40 10.98

8 46.00 11.31

9 47.90 11.83

10 49.40 12.20

52

53



1 Pemeriksaan dan pembersihan trafo Baik Kebocoran minyak





trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 8.12 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 32.9 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 33.4 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 168 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 24.9 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 12.9 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 8.12 11.90

2 10.50 13.30

3 12.60 13.80

4 14.10 13.90

5 14.40 14.20

6 14.00 14.40

7 14.70 14.70

8 14.90 14.80

9 16.30 14.90

10 17.80 15.00

54








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 13.4 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 26.0 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 30.6 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 168 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 14.9 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 14.9 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 13.40 13.30

2 14.50 15.90

3 15.10 16.60

4 14.20 16.90

5 14.50 17.20

6 14.80 17.70

7 14.90 17.80

8 15.90 17.90

9 16.20 17.40

10 17.70 17.90

55








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 26.5 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 30.5 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 38.9 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 160 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 35.7 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 6.18 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 26.50 6.56

2 29.50 7.22

3 32.40 7.45

4 34.60 7.57

5 36.70 7.65

6 38.10 8.30

7 38.50 8.71

8 39.90 8.75

9 41.50 9.78

10 42.00 10.02

56








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 22.4 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 54.5 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 57.3 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 171 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 39.0 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 20.2 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 22.40 17.40

2 30.00 19.80

3 30.50 20.10

4 30.10 20.30

5 29.70 20.30

6 30.70 20.10

7 34.10 21.20

8 34.60 21.40

9 37.40 21.80

10 38.60 22.00

57








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 2.70 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 14.3 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 16.3 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 166 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 9.24 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 11.2 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 2.70 9.21

2 4.44 10.10

3 5.70 10.70

4 6.49 11.20

5 6.74 11.50

6 7.07 11.80

7 7.77 12.10

8 7.72 12.20

9 7.77 12.40

10 8.37 12.50

58








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 3.83 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 64.0 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 35.5 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 148 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 13.9 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 18.9 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 3.83 23.50

2 3.82 30.30

3 4.78 31.00

4 4.84 32.60

5 4.59 36.60

6 4.69 36.20

7 5.86 38.90

8 5.39 40.40

9 6.37 41.60

10 6.65 42.40

59








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 22.4 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 35.5 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 36.7 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 158 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 23.8 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 13.2 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 22.40 2.17

2 23.90 3.12

3 25.00 3.15

4 28.10 3.16

5 30.20 3.18

6 29.70 3.31

7 28.50 3.64

8 28.50 3.59

9 29.30 3.65

10 29.70 3.60

60








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 15.4 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 20.2 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 20.0 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 141 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 3.83 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 8.63 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (MΩ)

IR LV-G

value (MΩ)

1 110 670

2 120 670

3 140 644

4 160 715

5 170 822

6 170 907

7 160 947

8 160 987

9 170 991

10 180 985

61








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 21.8 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 56.9 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 52.4 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 159 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 29.3 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 10.9 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 21.80 12.70

2 22.50 13.80

3 25.10 14.30

4 23.70 14.60

5 22.60 15.70

6 25.10 16.90

7 26.30 17.40

8 27.50 17.60

9 28.40 18.70

10 29.90 19.40

62








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 2.53 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 11.1 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 11.0 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 147 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 5.14 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 8.11 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 2.53 6.52

2 3.20 6.76

3 3.52 7.23

4 3.47 8.22

5 3.47 8.74

6 3.28 9.03

7 3.47 9.06

8 3.76 8.60

9 3.95 8.36

10 4.19 8.26

63








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 11.1 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 23.9 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 24.2 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 151 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 8.66 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 18.0 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 11.10 26.30

2 12.40 26.40

3 13.20 28.70

4 13.80 30.20

5 14.20 31.50

6 14.30 32.10

7 14.40 33.10

8 14.70 32.90

9 14.90 33.50

10 14.70 33.70

64








trafo Baik







Terminal

Pengukuran Value

Acc

Criteria

HV – Gnd 15.9 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – A 30.5 GΩ ˃ 100 MΩ

HV – X1 36.3 GΩ ˃ 100 MΩ


HV – (+) 143 kΩ ≤ 1.0 MΩ

HV – (-) 23.2 GΩ ˃ 100 MΩ

A – Gnd 3.42 GΩ ˃ 100 MΩ


Waktu

(menit)

IR HV-G

value (GΩ)

IR LV-G

value (GΩ)

1 15.90 7.44

2 16.90 8.70

3 18.40 8.90

4 15.80 9.09

5 17.70 8.51

6 19.50 8.88

7 20.40 9.70

8 21.50 9.77

9 21.40 9.73

10 21.80 9.98

65

Lampiran B Pengujian No Load pada Chamber A dan B

Primary V Primary A Secondary kV Secondary mA Chamber A

Field 1

0 0 0 0 183 98 36 300 266 172 46 600 315 215 51 800 348 248 69 965

Field 2

0 0 0 0 170 91 35 300 254 161 44 600 300 201 50 800 346 240 67 999

Field 3

0 0 0 0 172 92 43 253 277 189 56 600 332 238 63 800 364 271 70 980

Field 4

0 0 0 0 156 78 43 194 269 168 57 518 355 237 66 799 387 271 68 946

Chamber B

Field 1

0 0 0 0 172 92 35 279 220 135 39 399 271 172 45 600 367 283 67 1000

Field 2

0 0 0 0 183 100 43 278 276 190 55 600 330 238 62 800 370 284 69 1000

Field 3

0 0 0 0 175 96 43 206 265 193 54 504 298 213 61 700 356 247 68 1000

Field 4

0 0 0 0 170 95 43 248 277 198 56 600 334 264 63 800 367 283 71 957

66

Lampiran C Lembar Bimbingan Skripsi

67

68

69

Documents

asesmen untuk menjaga performa electrostatic precipitator