iii

ANALISA PENGARUH WATERWASH TERHADAP PERFORMA

TURBIN GAS LM6000PG DI SITE PLTG SENIPAH

TUGAS AKHIR

YOMI SEPTIADI

NIM : 140309238591

PROGRAM STUDI ALAT BERAT

JURUSAN TEKNIK MESIN ALAT BERAT

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

2017

iiii

ANALISA PENGARUH WATERWASH TERHADAP PERFORMA

TURBIN GAS LM6000PG DI SITE PLTG SENIPAH

TUGAS AKHIR

KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT

UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA DARI

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

YOMI SEPTIADI

NIM : 140309238591

PROGRAM STUDI ALAT BERAT

JURUSAN TEKNIK MESIN ALAT BERAT

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

2017

iiiii

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : YOMI SEPTIADI

Tempat/Tgl Lahir : SAMBOJA, 17 SEPTEMBER 1995

NIM : 140309238591

Menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul “ANALISA PENGARUH

WATERWASH TERHADAP PERFORMA TURBIN GAS LM6000PG DI SITE PLTG

SENIPAH” adalah bukan meruapakan hasil karya tulis orang lain, baik sebagian

maupun keseluruhan, kecuali dalam kutipan yang kami sebutkan sumbernya.

Demikian pernyataan kami buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini

tidak benar kami bersedia mendapat sanksi akademis.

Balikpapan, juni 2017

Mahasiswa

YOMI SEPTIADI

NIM : 140309238591

iiiv

Karya Ilmiah ini saya persembahkan

Kedua orang tua saya

Yohanis dan kamiati

saudari saya

septiani

nene saya

nisse

Keluarga saya

pacar yang selalu support dan menyemangati

adri yuliani

Kelas 3 TM 2 Angkatan 2014

Dan seluruh Civitas Kampus Politeknik Negeri Balikpapan

1

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ........................................................................... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................ iv

DAFTAR ISI .............................................................................................. v

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

KATA PENGANTAR ............................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. viii

DAFTAR TABEL ...................................................................................... ix

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. x

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 3

1.3 Batasan Masalah ................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................... 4

1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tentang PLTG ...................................................................................... 6

2.2 Prinsip Kerja PLTG ............................................................................. 8

2.2.1 Operasi PLTG ................................................................................... 11

2.2.2 Bagian Utama PLTG ......................................................................... 12

2.2.3 Turbin Gas ......................................................................................... 12

2.2.4 Kompresor ......................................................................................... 14

2.2.5 Ruang Bakar ...................................................................................... 15

2.2.6 Generator ........................................................................................... 16

2.2.7 Pemeliharaan (maintenance) ............................................................. 17

2.3.1 Pengertian Pemeliharaan (maintenance) ........................................... 18

2

2.3.2 waterwash ......................................................................................... 19

2.3.2.2 Tujuan waterwash .......................................................................... 20

2.3.2.3 Pelaksanaan waterwash .................................................................. 20

2.3.2.4 Proses Pengeringan ........................................................................ 21

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian ..................................................................................... 22

3.2 Tempat dan Waktu ............................................................................... 22

3.3 Teknik Pengumpulan Data ................................................................... 22

3.4 Diagram alir ......................................................................................... 24

3.5 Tahap Pengolahan Data ....................................................................... 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Proses Waterwash ................................................................................ 27

4.1.1 Pengisian Deterjen Adrox 6367 ........................................................ 27

4.1.2 Pengantian inner filter dan cannester ............................................... 27

4.1.3 Pengecekan Inlet Platinum ................................................................ 28

4.1.4 Pengecekan FOD dan Cleaning Ventilation Screen Nylon ............... 29

4.1.5 Checklist Electrical dan Maintenance .............................................. 29

4.1.6 Pengecekan dan pengantian silica gel pada main trafo unit 1 ........... 30

4.1.7 Pengambilan oli TLO unit 1 .............................................................. 30

4.2 Pengambilan Data ................................................................................ 32

4.3 Hasil Analisa ........................................................................................ 35

4.4 Filter Inlet Kompressor ........................................................................ 35

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 40

5.2 Saran ..................................................................................................... 40

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

3

ABSTRAK

Turbin gas adalah mesin pembakaran luar (Eksternal Combustion Engine) dimana

energi kinetik dari gas panas memutar sudu-sudu turbin menjadi energi mekanik.

Pada saat ini instalasi turbin gas ditambah dengan cara baru yang disebut

waterwash. Waterwash adalah suatu cara yang digunakan untuk membersihkan

kompresor sehingga daya keluaran turbin gas lebih besar. Proses penggunaan

waterwash beroperasi menggunakan pola semprotan air dari nozzle yang sangat

dirancang untuk benar-benar masuk ke inti kompresor. Proses pengerjaan

waterwash membersihkan inti seluruh pulih dan mengetahui komponen –

komponen PLTG, cara kerja PLTG dengan menggunakan waterwash, dan

perhitungan perbedaan besarnya daya yang dibangkitkan oleh turbin gas. Dari

kompressor lebih meningkat menjadi 430,5 kj/kg dan sebelum waterwash 420

kj/kg dan kinerja turbin itu sendiri juga lebih meningkat dari 1643,4 kj/kg dan

sebelum waterwash 1620,9 kj/kg dan effisiensi selama analisa lebih meingkat dari

56,10 % di bandingkan sebelum waterwash 55,64 % itu sendiri dan hasil

parameter MW itu sendiri mendapatkan hasil yang diinginkan sesudah waterwash

45,70 MW dan sebelum yaitu 38 MW selama proses analisa yang berada di site

PLTG senipah. Pada analisa diatas proses yang harus dikerjakan pada waterwash

harus benar-benar berjalan dan dikerjakan dengan benar agar hasil yang

diinginkan dapat memenuhi hasil parameter MW itu sendiri.

Kata Kunci : Turbin gas, waterwash, PLTG, Perhitungan Performa Turbin

4

ABSTRACT

The gas turbine is an external combustion engine where the kinetic energy of the

hot gas rotates the turbine blades into mechanical energy. At this time the

installation of a gas turbine is added in a new way called waterwash. Waterwash is

the way used to clean the compressor so that the wind power of the gas turbine is

greater. The process of using waterwash per uses an air spray pattern from a very

precise nozzle to actually get into the compressor core. PLTG, PLTG work using

waterwash, and calculation of power difference generated by gas turbine. From

compressor increased to 430,5 kj / kg and before waterwash 420 kj / kg and

turbine performance itself also increased from 1643,4 kj / kg and before

waterwash 1620,9 kj / kg and efficiency during analysis more than 56 , 10%

compared before the 55.64% waterwash itself and the MW parameter results itself

the desired result of waterwash 45.70 MW and before that 38 MW during the

analysis process at the PLTG plant. In the above analysis the process that must be

done on the waterwash must really run and done correctly so that the desired

results can meet the parameters of the MW itself.

Keywords: Gas turbine, waterwash, PLTG, Turbine Performance Calculation

5

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang Maha

Pengasih lagi Maha Penyayang, yang telah memberikan taufik dan hidayah-Nya

kepada kita semua. Shalawat serta salam selalu tercurahkan kepada junjungan kita

Nabi Muhammad SAW yang telah menuntun para umat-Nya menuju jalan

kebenaran, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini

yang berjudul “Analisa pengaruh waterwash terhadapa performa turbin gas

LM6000PG di site PLTG Senipah, kalimantan timur” dapat terselesaikan dengan

baik. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan kelulusan

dari Politeknik Negeri Balikpapan sebagai Diploma III pada Jurusan Teknik

Mesin Program Studi Alat Berat.

Di dalam penyusunan tugas akhir ini, banyak kendala dan kesulitan yang

dihadapi oleh penulis. Namun, berkat dukungan dan bantuan yang telah diberikan

oleh semua pihak, tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Untuk itu,

penulis menyampaikan ucapan terima kasih sebesar – besarnya kepada:

1. Bapak Ramli S.E., M.M. sebagai Direktur Politeknik Negeri Balikpapan

2. Bapak Zulkifli, S.T, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Progam

Studi Alat Berat.

3. Bapak Subur Mulyanto, S.Pd, M.T. selaku Dosen Pembimbing I penulis

yang telah membantu dalam menyusun dan menyelesaikan Tugas Akhir

ini.

4. Bapak M.Amin, S.Pd.T., M.P.Fis selaku Dosen Pembimbing II penulis

yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Para Orang Tua, Keluarga, Sahabat, Pacar, dan Keluarga bayhaki penulis

yang selalu memberikan masukan dan dukungan moral maupun material

dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

6. Bapak dan Ibu Dosen dilingkungan Teknik Mesin Alat Berat yang telah

banyak memberikan ilmu dan wawasannya selama penulis menyelesaikan

proses belajar di Politeknik Negeri Balikpapan.

7. Pltg site senipah Kalimantan Timur, yang telah memberikan kesempatan

melakukan On The Job Training ditempat dan membantu, membimbing,

serta memberikan arahannya dengan penuh kesabaran sewaktu penulis

melakukan training.

6

8. Seluruh karyawan PLTG senipah yang banyak berbagi ilmu dan dan

dukungan kepada penulis selama melakukan On the Job Training.

9. Rekan – rekan seperjuangan Jurusan Teknik Mesin Alat Berat angkatan

2014, TMAB 1 dan TMAB 2 yang telah banyak membantu dan tidak lelah

memberikan motivasi kepada penulis sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini.

Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, maka dari itu kritik dan

sarannya sangat diharapkan oleh penulis demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.

Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat baik bagi penulis maupun bagi pihak – pihak

yang membaca ini, Terimakasih yang sebanyak – banyak.

Balikpapan, 25 April 2017

Yomi Septiadi

7

Daftar Gambar

Halaman

Gambar 2.1 Komponen Sistem PLTG sederhana 7

Gambar 2.2 Siklus Kerja Brayton 9

Gambar 2.3 Turbin Gas LM6000PG 12

Gambar 2.4 Exhaust Frame Assembly 13

Gambar 2.5 Exhaust Diffuser Assembly 14

Gambar 2.6 Kompresor 15

Gambar 2.7 Combustion Chamber 16

Gambar 2.8 Generator 16

Gambar 3.1 flowchart Metodologi Penelitian 24

Gambar 4.1 Pengisian Deterjen Adrox 6367 27

Gambar 4.2 Pergantian Inner Filter dan Cannester 27

Gambar 4.3 Pengecekan inlet platinum 28

Gambar 4.4 Pengecekan FOD dan Cleaning Ventilation Screen Nylon 9

Gambar 4.5 Checklist Electrical dan Mechanical 29

Gambar 4.6 Pengecekan dan Penggantian Silica Gel Pada Maen Trafo Unit 1 30

Gambar 4.7 Penggantian Oli TLO Unit 1 30

Gambar 4.8 Grafik Daya Yang Dihasilkan Generator 33

Gambar 4.9 Grafik Kerja Turbin 33

Gambar 4.10 Grafik kerja Kompressor 34

Gambar 4.11 Grafik Effisiensi Thermal 34

Gambar 4.12 T2 dan P2 36

Gambar 4.13 Kerusakan Sudu Turbin Akibat Partikel Pengotor Udara 37

Gambar 4.14 Filter Udara Pada Sistem Gas Turbin 38

8

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Pengumpulan Data dan Metode Pengolahan Data 23

Tabel 4.1 Data Hasil Perbandingan Pencucian waterwash 31

9

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Laporan Hasil Dari waterwash Sebelum dan Sesudah

44

10

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi listirik adalah energi utama yang menghasilkan penerangan buat

manusia dan energi listrik itu sendiri adalah energi yang dibutuhkan bagi peralatan

listrik/energi yang tersimpan dalam arus listrik dengan sumber amper (A) dan

tegangan listrik dengan satuan volt (V) dengan kententuan kebutuhan konsumsi

daya listrik dengan satuan watt (W) untuk megerakan motor, lampu penerangan

dan mendinginkan atau menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk

menghasilkan bentuk energi yang lain.

Energi yang dihasilkan dapat berasal dari berbagai sumber, seperti air,

minyak, batu bara, angin, panas bumi, nuklir, matahari, dan lainnya. Pembangkit

yang menghasilkan energi listrik berbagai macam yaitu :

- PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) yaitu pembangkit yang

menghasilkan suatu energi listrik dari tenaga uap dengan bentuk utama

dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang dihubungkan ke

turbin gas yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari uap panas/kering.

- PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) yaitu pembangkit yang

mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan

energi listrik, dan energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut

sebagai hidroelektrik dan lain-lain.

- PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel) ialah pembangkit listrik yang

menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover).

Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan

energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator

- PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas) yaitu pembangkit yang

menggunakan gas alam untuk menggerakan turbin gas yang dikopel

langsung dengan generator.

11

Salah satu pembangkit yang ada di wilayah kalimantan timur sendiri yaitu

PLTG, PLTG itu sendiri yang berada di site PLTG Senipah ini berkapasitas 2x41

MW, dan salah satu penyuplai energi listrik yang ada di kalimantan timur.

PLTG memiliki kelebihan yaitu energi mekanik yang dihasilkan dari mesin

turbin gas lebih besar dibandingkan pembangkit listrik lainnya. Selain itu PLTG

juga sebagai alternatif dari pembangkit listrik tenaga air disaat musim kemarau

dimana pada musim kemarau debit air sangat rendah.

Adapun kekurangan dari turbin gas adalah sifat korosif pada material yang

digunakan untuk komponen-komponen turbinnya karena harus bekerja pada

temperatur tinggi dan adanya unsur kimia bahan bakar minyak yang korosif

(sulfur, vanadium dan lain-lain), 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 temperatur

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.

Di PLTG site senipah, terdapat cara untuk meningkatkan performa turbin

gas, cara tersebut adalah waterwash. Waterwash adalah suatu cara yang

digunakan untuk membersihkan kompresor sehingga daya keluaran

turbin gas lebih besar.cara kerja PLTG dengan menggunakan waterwash, dan

perhitungan perbedaan besarnya daya yang dibangkitkan oleh turbin gas.

Berdasarkan latar belakang diatas penulis ingin melakukan ”Analisa tentang

pengaruh waterwash pada performa turbin gas di site PLTG senipah”.

12

1.2 Rumusan Masalah

Pada penulisan tugas akhir ini hanya mencakup pada perumusan masalah:

1. Bagaimana prinsip kerja turbin gas ,Bagaimana prinsip kerja waterwash

2. Bagaimana memberikan gambaran perhitungan performa turbin gas

sebelum dan sesudah waterwash?

1.3 Batasan Masalah

Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, pembahasan mengenai pengaruh

waterwash pada performa turbin gas. Agar analisa yang dicapai tidak

menyimpang dari tujuan yang hendak dicapai penulis, maka dalam hal ini

masalah yang dibahas meliputi:

1. Prinsip kerja turbin gas.

2. Mendapatkan daya turbin sesudah dan sebelum water wash.

3. Mendapatkan efisiensi turbin sesudah dan sebelum waterwash.

4. Pembahasan difokuskan pada waterwash pada turbin gas yang berada di

sitePLTG Senipah.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut.

1. Mendapatkan informasi tentang penyebab terjadinya waterwash.

2. Mendapatkan informasi tentang meningkatkan performa turbin gas.

3. Mendapatkan informasi tentang langkah pengerjaan waterwash dan

pengaruh waterwash.

13

1.5 Manfaat Penelitian

Dari latar belakang diatas yang bertujuan untuk membandingkan performa

turbin gas sebelum dan sesudah waterwash yang dapat meningkatkan performa

turbin gas dan mempermudah melakukan perbaikan dan perawatan, saya sebagai

penulis menyusun manfaat dari penulisan karya tulis ilmiah ini. Adapun manfaat

penulisan karya tulis ilmiah ini terbagi menjadi 2 (dua) sub yaitu sebagai berikut :

1. Manfaat bagi penulis

Adapun manfaat penulisan karya tulis ilmiah ini bagi saya sebagai penulis

adalah sebagai bahan untuk menambah wawasan tentang turbin gas

2. Manfaat bagi institusi

Adapun manfaat karya tulis ilmiah ini bagi institusi diantaranya sebagai

berikut :

a. Sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan

program Diploma III di Politeknik Negeri Balikpapan

b. Sebaga media pengembangan ilmu mengenai turbin gas, permasalah ,

dan mengenai salah satu pekerjaan yang berada di site PLTG Senipah

untuk menambah wawasan tentang turbin gas.

c. Sebagai bahan referensi jika ingin mengetahui performa turbin gas.

d. Sebagai bahan referensi untuk penulisan tugas akhir bagi mahasiswa

tingkat berikutnya.

1.6 Sistematika Penulisan

Metode penelitian terdiri dari lima Bab, yang masing-masing terdiri dari

beberapa Sub Bab, yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, Rumusan Masalah, Batasan Masalah, Tujuan

Penelitian, Manfaat Penelitian dan Sistematika Penulisan

BAB II LANDASAN TEORI

Pada bagian ini berisi uraian tentang teori dasar yang berhubungan dengan

analisa topik yang sedang dibahas dalam tugas akhir

14

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian memuat rincian tentang proses dan alir penelitian

yang terdiri dari jenis penelitian ( bersifat analisis ), cara penelitian, tempat dan

waktu penelitian (dimana penelitian dan kapan dilaksanakan ) dan proses/alur

penelitian

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil dari pembahasan penelitian merupakan rincian tentang hasil penelitian

yang terdiri dari data pendukung dan pembahasan terhadap hasil setiap penelitian

tersebut.

BAB V PENUTUP

Pada bab penutup terdiri dari kesimpulan dan saran-saran. Kesimpulan

berisikan tentang rincian hasil penelitian sedangkan untuk saran merupakan suatu

penelitian lanjutan dapat diperbaiki dan disempurnakan.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

15

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

PLTG site SENIPAH dengan mesin turbin Ge energy LM6000PG, yang

berada di Kecamatan Samboja, Kutai Kartanegara (KUKAR), yang berkapasitas

2 x 41 MW. Perkembangan dan semakin pesatnya teknologi dewasa ini

memberikan konsekuensi pada kebutuhanakan tenaga listrik yang semakin

meningkat, baik kebutuhan dibidang industri, perdagangan, maupun kebutuhan

listrik rumah tangga. Bahkan hampir bisa dikatakan bahwa energi listrik tidak

dapat dipisahkan dari kehidupan masyarakat. Tenaga listrik kini merupakan

landasan bagi kehidupan modern, dan tersedianya dalam jumlah dan mutu yang

memadai, menjadi syarat bagi suatu masyarakat yang memiliki taraf kehidupan

yang baik dan perkembangan industri yang maju. Perkembangan tenaga listrik di

indonesia berlangsung dengan cepat. Hal ini seiring dengan bertambahnya

permintaan beban dan pertumbuhan ekonomi masyarakat kita. Tenaga listrik

dibangkitkan dalam pusat-pusat listrik seperti PLTG, kemudian disalurkan

melalui saluran transmisi untuk selanjutnya mengalami proses perubahan

tegangan sampai akhirnya dapat disalurkan ke pusat-pusat beban. 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 mejadi energi listrik atau lainnya sesuai dengan kebutuhannya. PLTG

mempunyai beberapa peralatan utama seperti: TurbinGas (Gas Turbine),

Kompresor (Compressor), Ruang Bakar (Combustor).

16

PLTG merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan udara sebagai

fluida kerja yang telah ditekan hingga menjadi tekanan tinggi dibakar hingga

dapat menggerakkan turbin. Turbin gas adalah suatu penggerak mula yang

memanfaatkan gas sebagai fluida kerja. Didalam turbin gas energi kinetik

dikonversikan menjadi energi mekanik berupa putaran yang mengerakan roda

turbin sehingga menghasilkan daya. Bagian turbin yang berputar disebut rotor

atau roda turbin dan bagian turbin yang diam disebut stator atau rumah turbin.

Rotor memutar poros daya yang menggerakkan beban generator listrik, pompa,

kompresor atau yang lainnya. Turbin gas merupakan salah satu komponen dari

suatu sistem turbin gas. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga

komponen yaitu kompresor, ruang bakar, dan turbin gas. 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.

Gambar 2.1. Komponen Sistem PLTG Sederhana[1]

Sumber : Arismunandar,Wiranto, Pengantar turbin Gas dan Motor Propulsi.

Penerbit ITB. Bandung 2002. Hal 1.

17

2.2 Prinsip Kerja PLTG

Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet).

Kompresor ini berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut,

akibatnya temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara yang telah

dikompresi ini masuk kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar disemprotkan

bahan bakar sehingga bercampur dengan udara tadi d Gambar 2.1. Komponen

Sistem PLTG Sederhanaan menyebabkan proses pembakaran. Proses pembakaran

tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan

ruang bakar hanya menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut

dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozell yang berfungsi untuk mengarahkan

aliran tersebut sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut

digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya

seperti generator listrik, dan lain-lain. Setelah melewati turbin ini gas tersebut

akan di buang keluar melalui saluran buang (exhaust). Secara umum proses yang

terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai berikut:

1. Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan.

2. Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang

bakar dengan udara kemudian di bakar.

3. Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke

luar melalui nozel (nozzle).

4. Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat

saluran pembuangan.

Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi

kerugian-kerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh

turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri.

Siklus yang dipakai oleh PLTGadalah siklus Brayton siklus ini merupakan

siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat ini siklus ini yang

sangat populer digunakan oleh pembuatan mesin turbin atau manufacturer dalam

analisa untuk up-grading performance.

18

Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri

dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan. Pada siklus Brayton tiap-

tiap keadaan proses dapat dianalisa secara berikut:

Pada siklus brayton tiap-tiap keadaan proses dapat dianalisa secara berikut:

Gambar 2.2. Siklus Kerja Brayton[2]

Sumber : Chailullh Rangkuty. Siklus Kombinasi Pembangkit Tenaga Turbin

gas.1997.Hal 45

- Proses 1 ->(kompresor isentropik)

Kerja yang dibutuhkan oleh kompresor: wc = ma (h2 – h1)......(1)[3]

- Proses 2 -> pemasukan bahan bakar pada tekanan konstan.

Jumlah kalor yang dihasilkan: Qa = (ma + mf) (h3 – h2)........(2)[3]

- Proses 3 -> ekspansi isentropik didalam turbin.

Daya yang dibutuhkan turbin: WT = (ma + mf) (h3 – h4).......(3)[3]

- Proses 4 -> pembuangan panas pada tekanan konstan ke udara

Jumlah kalor yang dilepas: QR = (ma + mf) (h4 – h1).(4)([3]

Efisiensi Siklus Brayton

Perhitungan energi panas / kalor masuk (qin):

qin = h3 - h2 = cp ( T3 - T2 )..............................................................(1)[3]

Perhitungan energi panas keluar (qout):

19

qout = h4 - h1 = cp ( T4 - T1 )...................................................................(2)[3]

Perhitungan efisiensi thermal(η th):

ηth=qin−qoutqin

ηth=qinqin−qoutqin

ηth=1−cp(T4−T1)cp(T3−T2)

ηth=1−(T4−T1)(T3−T2)

ηth=1−T1T2(T4T1−1)(T3T2−1)............................................................(3)[3]

Karena proses 1-2 dan 3-4 adalah isentropik, dan jika γ adalah rasio

kapasitas kalor, maka:

T1T2=(P1P2)(γ−1)γ

dan T4T3=(P4P3)(γ−1)

Dan seperti diketahui bahwa P2 = P3 serta P1 = P4, maka:

T1T2=T4T3→T4T1=T3T2

Sehingga persamaan (1) menjadi:

ηth=1−T1T2=1−(P1P2)(γ−1)γ...............................................................(4)[3]

dimana:

η th = efisiensi thermal siklus Brayton

T1 = temperatur udara inlet kompresor (atmosfer)

T2 = temperatur udara outlet kompresor

P1 = tekanan udara inlet kompresor (atmosfer)

P2 = tekanan udara outlet kompresor

γ = rasio kapasitas kalor (γ udara pada 20°C adalah 1,67)

20

2.2.1 Operasi PLTG

Starting Equipment Berfungsi untuk melakukan start up sebelum turbin

bekerja. Jenis-jenis starting equipment yang digunakan di unit-unit turbin gas

pada umumnya adalah :

Diesel Engine, (PG –9001A/B)

Induction Motor, (PG-9001C/H dan KGT 4X01, 4X02 dan 4X03)

Gas Expansion Turbin (Starting Turbine)

Dari segi operasi, sistem Turbin Gas tergolong unit yang masa start-nya

pendek Yaitu antara 15 – 30 menit. dan kebanyakan dapat di start tanpa pasokan

daya dari luar (black start), yaitu menggunakan mesin diesel sebagai motor start.

Dari segi pemeliharaan unit PLTG mempunyai selang waktu pemeliharaan (time

between overhaul) yang pendek yaitu sekitar 4,000-5,000 jam operasi. Makin

sering unit mengalami start-stop, makin pendek selang waktu pemeliharaannya,

walaupun jam operasi unit belum mencapai 4,000 jam, tetapi jika jumlah start-nya

telah mencapai 300 kali, maka Sistem Turbin Gas tersebut harus mengalami

pemeriksaan (inspeksi) dan pemeliharaan.

Saat dilakukan pemeriksaan, ha-hal yang perlu mendapat perhatian khusus

adalah bagian-bagian yang terkena aliran gas hasil pembakaran yang suhunya

mencapai 1,300°C, seperti ruang bakar, saluran gass panas (hot gas path), dan

sudu-sudu turbin. Bagian-bagian ini umumnya mengalami kerusakan sehingga

perlu di perbaiki atau diganti.

Proses start-stop akan mempercepat proses kerusakan ini, karena proses

start-stop menyebabkan proses pemuaian dan pengerutan yang tidak kecil. Hal ini

disebabkan sewaktu unit dingin, suhunya sama dengan suhu ruangan, (sekitar

30°C) sedangkan sewaktu operasi, akibat terkena gas hasil pembakaran dengan

suhu sekitar 1.300°C.

Dari segi efisiensi pemakaian bahan bakar, unit Sistem turbin gas tergolong

unit ternal yang efisiensinya paling rendah, yaitu berkisar antara 15-25%. Dalam

perkembangan penggunaan unit PLTG di PLN, akhir-akhir ini digunakan unit

21

turbin gas aero deriyatiye, yaitu turbin gas pesawat terbang yang dimodifikasi

menjadi turbin gas penggerak generator.

2.2.2 Bagian Utama PLTG

Adapun bagian utama Turbin Gas tersebut adalah:

1. Turbin Gas

2. Kompresor

3. Combustion chamber

4. Generator

2.2.3 Turbin Gas

Gas panas (energi panas) hasil pembakaran diarahkan untuk memutar sudu

turbin. Turbin gas merubah energi panas menjadi energi kinetik. Perubahan energi

terjadi ketika gas panas melewati sudu diam dan sudu gerak. Melewati sudu

diamtekanan dan kecepatan gas turun.

Dari daya total yang dihasilkan kira-kira 60% digunakan untuk memutar

kompresornya sendiri dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan.

Gambar 2.3. Turbin Gas LM6000PG [4]

Sumber : Manual Book GE Energy LM6000PG

22

Komponen-komponen pada turbin section adalah sebagai berikut:

1. Turbin Rotor Case

2. First Stage Nozzle, yang berfungsi untuk mengarahkan gas panas ke

first stage turbine wheel.

3. First Stage Turbine Wheel, berfungsi untuk mengkonversikan energi

dari aliran udara yang berkecepatan tinggi menjadi energi mekanik

berupa putaran rotor.

4. Second Stage Nozzle dan Diafragma, berfungsi untuk mengatur aliran

gas panas ke Second Stage Turbine Wheel, sedangkan diafragma

berfungsi untuk memisahkan kedua turbin wheel.

5. Second Stage Turbine, berfungsi untuk memanfatkan energi kinetik

yang masih cukup besar dari first stage turbine untuk menghasilkan

kecepatan putar rotor yang lebih besar.

Exhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai

saluran pembuangan gas panas sisa yang kelar dari turbin gas. Exhaust Section

terdiri dari beberapa bagian yaitu:

1. Exhaust Frame Assembly.

2. Exhaust Difusser.

Gambar 2.4. Exhaust Frame Assembly [5]

Sumber : Clup, Archie.W. prinsip – prinsip Konversi Energi. Edisi ke-3.

Penerbit Erlangga. Jakarta 2010 Hal 5

23

Exhaust gas keluar dari turbin gas melalui exhaust diffuser pada exhaust

frame assembly, lalu mengalir ke exhaust plenum dan kemudian didifusikan dan

dibuang ke atmosfir melalui exhaust stack, sebelum dibuang ke atmosfir gas

panas sisa tersebut, diukur dengan exhaust thermocouple dimana hasil

pengukuran ini digunakan juga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksi

temperatur trip. Pada exhaust area terdapat 18 thermocouple yaitu, 12 buah

untuk temperatur kontrol dan 6 buah untuk temperatur trip.

Gambar 2.5.Exhaust Diffuser Assembly[6]

Sumber : Clup, Archie.W. prinsip – prinsip Konversi Energi. Edisi ke-3. Penerbit Erlangga. Jakarta 2010 Hal 51

2.2.4 Kompresor

Fungsi kompresor utama adalah menghasilkan udara bertekanan untuk

digunakan sebagai udara pembakaran dan pendinginan. Tipe kompresor yang

dipakai adalah kompresor aksial bertingkat banyak kompresor terdiri dari sudu

gerak dan sudu diam, sehingga kecepatan relatif udara Vr2 < Vr1, tetapi

kecepatan absolut udara disisi keluar lebih besar dari sisi masuk (V2 > V1)

karena pada rotor diberikan kerja. Kecepatan absolut udara keluar sudu diam

akan berkurang dan disini energi kinetik diubah menjadi energi potensial atau

24

tekanan. Akibat dari meningkatnya tekanan pada tiap tingkat dan melewati ruang

yang lebih sempit disisi keluar kompresor, maka suhu udara keluar kompresor

naik mencapai 280– 315 C.

Adapun bentuk kompresor dapat dilihat dari gambar dibawah ini:

Gambar 2.6. Kompresor[7]

Sumber : Dietzel, F. Turbin,Pompa, dan Kompresor. Edisi ke-3. Penerbit

Erlangga.Jakarta 1992

2.2.5 Ruang Bakar (Combustion Chamber/Chombustor)

CombustionChamber adalah ruangan tempat terjadinya proses

pembakaran. Turbin gas umumnya mempunyai combustion chamber yang terdiri

dari banyak combustion basket (liner) yang dipasang melingkari compressor

discharge. Volume gas panas produksi combustion chamber jumlahnya besar

karena proses pembakarannya memberikan excess udara yang tinggi hingga

mencapaisekitar 350%.

Adapun bentuk dankomponen combustion chamber dapat dilihat dari

gambar dibawah ini:

25

Gambar 2.7.Combustion Chamber[8]

Sumber : Chailullh Rangkuty. Siklus Kombinasi pembangkit Tenaga. Hal 45

2.2.6 Generator

Generator merupakan pesawat yang berfungsi untuk mengubah energi

kinetis menjadi listrik. Generator terdiri dari stator dan rotor. Rotor berfungsi

sebagai medan magnet putar, sedangkan stator berfungsi sebagai kumparan tetap.

Ketika rotor diputar oleh turbin maka medan magnet memotong kumparan stator

sehingga timbul tegangan pada ujung terminalnya.

Gambar 2.8 Generator[9]

Sumber : PLTG site Senipah

26

2.2.7 Pemeliharaan (Maintenance) PLTG

Maintenance adalah perawatan untuk mencegah hal-hal yang tidak

diinginkan seperti kerusakan terlalu cepat terhadap semua peralatan dipabrik,

baik yang sedang beroperasi maupun yang berfungsi sebagai suku cadang.

Kerusakan yang timbul biasanya terjadi karena mesin mengalami keausan dan

umur limit pakai akibat pengoperasian yang terus-menerus, dan juga akibat

langkah pengoperasian yang salah.

Secara umum maintenance dapat dibagi dalam beberapa bagian,

diantaranya adalah:

1. Preventive Maintenance

Preventive maintenance adalah suatu kegiatan perawatan yang direncanakan

baik itu secara rutin mau pun periodik, karena apabila perawatan dilakukan tepat

pada waktunya akan mengurangi downtime dari peralatan. Preventive

maintenance dibagi menjadi:

a.Running Maintenance, adalah suatu kegiatan perawatan yang dilakukan

hanya bertujuan untuk memperbaiki equipment yang rusak saja dalam satu unit.

Unit produksi tetap melakukan kegiatan.

b. Turning Around Maintenance, adalah perawatan terhadap peralatan yang

sengaja dihentikan pengoperasiannya.

2. Repair Maintenance

Repair Maintenance merupakan perawatan yang dilakukan terhadap peralatan

yang tidak kritis, atau disebut juga peralatan-peralatan yang tidak mengganggu

jalannya operasi.

3. Predictive Maintenance

Predictive Maintenance merupakan kegiatan monitor, menguji, dan mengukur

peralatan-peralatan yang beroperasi dengan menentukan perubahan yang terjadi

pada bagian utama, apakah peralatan tersebut berjalan dengan normal atau tidak.

27

3. Corrective Maintenance

Corrective Maintenance adalah perawatan yang dilakukan dengan

memperbaiki perubahan kecil yang terjadi dalam disain, serta menambahkan

komponen- komponen.

5. Breakdown Maintenance

Kegiatan perawatan yang dilakukan setelah terjadi kerusakan atau kelainan

pada peralatan sehingga tidak dapat berfungsi seperti biasanya.

6. Modification Maintenance.

Pekerjaan yang berhubungan dengan disain suatu peralatan atau unit.

Modifikasi bertujuan menambah kehandalan peralatan atau menambah tingkat

produksi dan kualitas pekerjaan.

7. Shut Down Maintenance

ShutDown adalah kegiatan perawatan yang dilakukan terhadap peralatan yang

sengaja dihentikan pengoperasiannya. Shutdown maintenance pada turbin gas

terdiri dari Boroscope Inspection, Combustion Inspection, Hot Gas Path Ispection

dan Major Inspection.

2.3.1 Pengertian Pemeliharaan (Maintenance)

Maintenance merupakan suatu fungsi dalam suatu manufaktur yang sama

pentingnya dengan fungsi-fungsi lain seperti produksi. Hal ini dilakukan dengan

tujuan supaya kegiatan produksi dapat berjalan secara berkesinambungan. Dalam

usaha untuk dapat menggunakan terus mesin/peralatan agar kontinitas produksi

dapatterjamin,maka dibutuhkan kegiatan–kegiatan pemeliharaan dan perawatan

yang meliputi:

a. Kegiatan pengecekan

b. Memberikan minyak (lubrication)

c. Perbaikan/reparasi atas kerusakan–kerusakan yang ada.

d. Penyesuain/penggantian spare part atau komponen

Ada dua jenis penurunan kemampuan mesin/peralatan yaitu:

28

1. Natural Deterioration yaitu menurunya kinerja mesin/peralatan secara alami

akibat terjadi pemburukan/keausan pada fisik mesin/peralatan selama waktu

pemakaian walaupun penggunaan secara benar.

2. Accerated Deterioration yaitu menurunya kinerja mesin/peralatan akibat

kesalahan manusia (humanerror) sehingga dapat mempercepat keausan

mesin/peralatan karena mengakibatkan tindakan dan pelakuan yang tidak

seharusnya di lakukan terhadap mesin/peralatan.

Dalam usaha mencegahdan berusaha untuk menghilangkan keausan yang

timbul ketika proses produksi berjalan, dubutuhkancara dan metode untuk

mengantisipasi dengan melakukan kegiatan pemeliharaan mesin/peralatan.

Pemeliharaan (maintenance) adalah kegiatan untuk memelihara atau

menjaga mesin/peralatan dan mengadakan perbaikan atau penyesuaian yang

diperlukan agar terdapat suatu keadaan operasi produksi yang memuaskan sesuai

dengan apa yang direncanakan. Jadi dengan adanya kegiatan maintenance maka

mesin/peralatan dapat dipergunakan sesuai dengan rencana dan tidak mengalami

kerusakan selama dipergunakan untuk proses produksi atau sebelum jangka

waktu tertentu direncanakan tercapai. Menurut Corder etal., dalam Dewi

Mulyati yang mengatakan bahwa hasil yang diharap kandari kerugian

pemeliharaan mesin/peralatan (equipment maintenance)

2.3.2 Waterwash

Operation dan maintenence pembangkit listrik bertujuan untuk

menjagaagar performa pembangkit listrik yang di jalankan tetap maksimal,

terdapat banyak sekali kegiatan yang berkaitan dengan operation dan

maintenence pembangkit listrik, mulai dari kegiatan yang sifatnya harian,

mingguan dan bulanan.

Salah satu kegiatan bulanan yang rutin dilakukan dalam upaya menjaga

performa turbine ialah water wash atau jika kita terjemahkan bebas kedalam

bahasa indonesia kurang lebih berarti mencuci turbin, pengertian waterwash

sendiri dapat kita sederhanakan yaitu mencuci turbine khususnya blade - blade

29

pada compressor dan turbine. untuk menjaga performance turbin gas, juga untuk

mengurangi tingkat pertambahan fouling pada sudu-sudu kompresor turbin gas

Kebersihan Compressor dapat dipertahankan dengan menggunakan

program rutin yaitu mencuci air. Ada dua macam tipe waterwash yang dapat

dilakukan yaitu online dan offlinewaterwash. Sebuah manuver offline dilakukan

dengan turbin gas dalam keadaan didinginkan menggunakan kecepatan cranking

kecepatan 2000-3000 rpm, pada pembersihan model ini juga digunakan campuran

sabun.

sementara manuver secara online dilakukan dengan mesin pada suhu

operasi (maksimal beban digeneratornya itu 5 MW) dan menggunakan air saja

tanpa soap. Kedua operasi menggunakan pola semprotan air dari nozzle yang

sangat dikabutkan dirancang untuk benar-benar masuk ke inti kompresor. Proses

secara offline membersihkan inti seluruh pulih dan kinerja hilang, sedangkan

online membersihkan tahap awal dan memaksimalkan periode waktu antara

diperlukan antara mencuci offline untuk menyediakan ketersediaan puncak.

2.3.2.2 Tujuan waterwash

Tujuan dari waterwash yaitu untuk memperoleh performa turbin yang

lebih baek di bandingkan sebelum di waterwash dan sekaligus untuk

melakukan perawat pada komponen-komponen laennya.

2.3.2.3 Pelaksanaan Waterwash

Pelaksanaan waterwash yaitu melakukan persiapan diantara nya :

- Pengecekan peralatan

Ada beberapa peralatan yang harus dipastikan bekerja dengan

baik sebelum waterwash dilakukan antara lain :

- Motor pompa transfer water 88WT

- Motor pompa dosing 88DM

- Tangki heater

- Persiapan Electrical & Mechanicaltools & consumables.

- Generator enclosure vent, breakeroff & rackout

30

- Turbine enclosure vent,breakeroff & rackout.

- Igniter breakeroff,52Grarkout

- Valve gas coaleser & inletclose

- ValveCO2 close

Selama waterwash berlangsung dan persiapan yang sudah siap maka

dilakukan perawatan laennya yaitu :

- Pengisian detergentadrox 6367 gunanya untuk pencucian atau

waterwash pada unit yang ingin di waterwash

- Mengganti cannister dan inner filter

- Pengecekan inlet platinum

- Washing dan pengukuran PH, Conductivity, dan turbidity

- Pengecekan dan pergantian sensor turbin gas dan MCC unit 1

2.3.2.4 ProsesPengeringan

Proses pengeringan kompresor dan ruang bakar dilakukan 2 (dua) tahap.

Proses tahap pertama pengeringan dilakukan dengancara cranking turbin gas

setelah proses rising. Proses cranking dilakukan mengeluarkan sisa- sisa yang

masih terdapat pada inlet plenum, kompresor dan ruang bakar.

Sebelum tahap kedua pengeringan dilakukan, Seluruh valve yang

sebelumnya dikondisikan untuk waterwash dikembalikan seperti semula. Proses

pengeringan tahap ke dua adalah dengan mengoperasikan turbin hingga mencapai

kondisi full speed (5163 rpm). Pada proses ini harus diperhatikan temperature

wheel space untuk memastikan seluruh valve telah dikembalikan keoperasi

semula dan turbin gas beroperasi dengan normal.

31

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Penelitian ini adalah penelitian lapangan (field research) yaitu penelitian

lapangan yang dilakukan melalui pengumpulan data primer atau informasi yang

baru dan terkait dengan kondisi nyata yang ada dilapangan dengan metode

observasi deskripsi melalui observasi (George Allen & Unwin, 1984 ). Observasi

lapangan yang dilakukan adalah dengan melakukan penelitian mencari penyebab

terjadinya frekuensi kerusakan yang sering terjadi, sehingga ketika sudah

diketahui penyebabnya, penulis akan berusaha merekomendasikan untuk

membahas tentang pengaruh waterwash pada perfoma turbin gas pada unit

LM6000PG.

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian

Tempat penelitian dilaksanakan di PLTG Senipah site Samboja Kalimantan

Timur. Waktu penelitian dimulai tanggal 11 Juli 2016 sampai dengan 31 Oktober

2016.

3.3 Teknik Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan pada saat OJT di PLTG Senipah site Samboja

Kalimantan Timur. Adapun teknik pengumpulan data sebagai berikut :

1. Observasi yaitu pengamatan langsung di lapangan pada objek yang

dituju. Untuk memperoleh data atau informasi yang penulis perlukan

dalam penyusunan tugas akhir ini. Tujuannya adalah untuk memperoleh

data yang diperlukan penulis dalam penulisan tugas akhir ini.

2. Dokumentasi, yaitu teknik pengumpulan data yang dilakukan penulis

dengan mengumpulkan data–data gambar atau foto yang di ambil oleh

penulis langsung pada lapangan yang menjadi tempat penelitian. Data–

data foto yang diambil akan dijadikan pedoman dasar ata masalah yang

3. akan dibahas oleh penulis pada tugas akhir ini. Penulis juga

mengumpulkan data dari hasil laporan waterwash yang penulis dapatkan

dari perusahaan sebagai penunjang penulisan tugas akhir ini.

32

4. Wawancara, yaitu teknik pengumpulan data dengan melakukan

wawancara ke mekanik.

4.4 Pengumpulan Data

Berdasrkan sumber data penelitian ini dibagi menjadi dua yaitu :

1. Data primer

Data primer didalam penelitian ini diperoleh dengan cara melakukan

observasi pemngamatan di lapangan selama penulis melakukan OJT dan

menemukan yang sering terjadi waterwash unit yang dilakukan hampir tiap bulan,

kemudian penulis mengambil data gambar atau foto saat proses perawatan unit di

lapangan. Setelah itu penulis melakukan pengambilan data kembali dengan

wawancara dengan mekanik dilapangan.

2. Data Sekunder

Tabel 3.1 Pengumpulan Data dan Metode Pengolahan Data.

Jenis Data Data Sumber Data Metode

Kuantitatif

Proses kegiatan

perawatan unit

Primer

Observasi berupa

Dokumentasi

Waterwash pada

unit LM6000PG

Primer

Observasi berupa

wawancara

Kualitatif

Laporan

waterwash

Sekunder

Observasi

33

3.4 Diagram alir

Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian

Dari gambar 3.1 bagan alir metode eksperimen diatas, penulis memulai

pertama survey ke lapangan yaitu ke PLTG site Senipah, yaitu dari bulan Oktober

Mulai

Indentifikasi dan Perumusan Masalah

Studi Literatur

Studi Lapangan

Observasi

Dokumentasi

Studi Lapangan

Pengambilan Data Primer

Laporan

Waterwash

Pengambilan Data Sekunder

Dokumentasi

Wawancara

Pengolahan Data

Perhitungan Analisa

Hasil Penelitian

Kesimpulan Dan Saran

Selesai

34

2012 sampai bulan Januari 2013 kemudian penulis menentukan judul Tugas akhir

ini adalah Analisis Pengaruh waterwash Terhadap Performa Turbin Gas Pada

PLTG site Senipah. Setelah menentukan judul kemudian penulis melakukan studi

pustaka demi menunjang teori-teori yang berkaitan dengan judul Tugas Sarjana

ini. Penulis melakukan penelitian ini yaitu pertama pengenalan alat-alat yang

berhubungan dengan instalasi Turbin Gas, Serta PLTG umumya Kemudian

penulis mencatat spesifikasi PLTG dan kompresor dan tanya jawab atau

konsultasi dengan pegawai yang bekerja dibagian instalasi PLTG tersebut

berkaitan dengan sistem instalasi, alat-alat yang dipakai seperti alat ukur tekanan

dan temperatur , Pompa 88DW , Pompa 86 TW, wash kind , Kemudian penulis

mencatat data-data pendukung lainnya. Setelah semua data yang diperlukan

diperoleh maka penulis memulai untuk menganalisa pengaruh waterwash terhadap

performa turbin gas. Kemudian dari hasil analisa maka penulis dapat memperoleh

kesimpulan dari pengaruh waterwash terhadap performa turbin gas. Dari hasil

penelitian penulis dapat menarik kesimpulan dan memberikan saran dari hasil

penelitian.

2.5 Tahap Pengolahan Data

Setelah mengumpulkan data dari berbagai sumber yang ada, tahap

selanjutnya yaitu proses pengolahan data yang telah didapatkan. Pada tahap ini ,

penulis menggunakan teknik sampling. Teknik sempling merupakan teknik

pengambilan data dengan berbagai cara namn dalam penelitian ini penulis

menggunakan Teknik Nonprobabiity Sampling dan metode purposive sampling,

yaiu teknik penulisan sampel dengan pertimbangan tertentu atau penulis sudah

menentukan tujuan arah dalam penulisan ini sejak awalmelakukan penelitian.

Setelah data diolah, proses slanjutnya adalah melakukan analisa terhadap data

tersebut. Kegiatan dalam analisa data adalah mengelompokkan data berdasarkan

variable dan jenis data, mentabulasi data berdasarkan variable, menyajikan data

tiap variable yang teliti, melakukan perhitungan untuk menjawab rumusan

perbandingan, dan melakukan perhitungan untuk menguji hipotesa yang telah

diajukan (Prof. Dr. Sugiyono, 2010). Untuk menganalisa bersifat kuantitatif

dengan penggunaan statistik, penulis melakukan analisa dengan teknik analisa

data metode statistic deskriptif. Metode merupakan statistik yang digunakan untuk

menganalisa data dengan cara mendeskripsikan atau menggambarkan data yang

35

teah terkumpul tanpa bermaksud membuat kesimpulan langsung. Termasuk dalam

satistik deskriptif antara lain adalah penyajian data melalui table dan grafik,

Dalam proses analisa data jika dirasakan adanya kekurangan data sebagai

perumusan masalah, maka penulis dapat kembali ketahap pengumpulan data.

Namun jika dirasa data tersebut memenuhi sebagai perumusan masalah, maka

dapat dilanjutkan ke proses pembahasan dan hasi penelitian.

Pada proses hasil penelitian dan pembahasan ini merupakan proses inti

dalam perumusan masalah. Didalam penelitian ini, penulis menggunakan diagram

pareto dan fishbone analysis. Diagram pareto digunakan penulis untuk mengetahui

frekuensi perbandingan unit dilapangan. Sedangkan fisbhone analysis digunakan

sebagai analisa sebuah proses produksi untuk mengetahui sebab dan akibat dari

perbandingan tersebut. Jika proses tersebut selesai maka dapat dibuat sebuah

kesimpulan dari penelitian ini dibuatkan saran kepada pembaca agar tahu apa

yang kurang dalam penelitian ini.

36

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 ProsesWaterwash

Dari pelaksanaan pada saat melakukan waterwashelectrical dan mechanical

pada sistem turbin gas dan keseluruhan bagian yang harus di perhatikan kondisi

komponen-komponen tersebut hal yang perlu dilakukan yaitu:

4.1.1 Pengisian DeterjenArdrox 6367

pengisian Ardrox dilakukan saat persiapan melakukan waterwash, fungsi

dari ardrox itu sendiri yaitu untuk menjadi sabun dari waterwash itu sendiri.

Pengisian adroxdilakukan dengan cara pada gambar 4.1 di bawah ini :

Gambar 4.1 Pengisian Deterjen Adrox 6367

4.1.2 Pergantian inner filter dan cannester

Pergantian inner filter dan cannester dilakukan sama seperti pengisian adrox

pada saat persiapan waterwash, pergantian inner filter dan cannester di karenakan

inner dan cannester tersebut tersumbat kotoron binatang dan pengaruh lingkungan

disekitar waterwash.

37

Gambar 4.2 Pergantian Inner Filter dan Cannester

4.1.3 Pengecekan inlet platinum

Pengecekan inlet platinum dilakukan saat proses persiapan waterwash,

pengecekan inlet paltinum untuk mengetahui nozzle washing, sprint, pipa filter

house, cover, blade VIGV dan HPC gambar di bawah untuk pengecekan inlet

platinum dan lain-lain

Gambar 4.3 Pengecekan Inlet Paltinum

38

4.1.4 Pengecekan FOD danCleaning Ventilation Screen Nylon

Pengecekan FOD dan Cleaning ventilation screen nylon dilakukan saat

proses waterwash berjalan, pengecekan ini dilakukan untuk mengecek screen

nylon yang banyak terdapat FOD atau pun kotoran pada screen nylon itu sendiri

gambar di bawah yaitu pengecekan

Gambar 4.4 Pengecekan FOD dan Cleaning Ventilation Screen Nylon

4.1.5 Checklist" Electrical dan Mechanical

Checklist pada electrical dan mechanil pada bagian mcc dan turbin gas,

checklist dilakukan untuk mengetahui electrical dan mechanical yang baek dan

yang harus di ganti dengan yang baru gambar di bawah menunjukan checklist.

Gambar 4.5 Checklist “Electrical dan Mechanical

39

4.1.6 Pengecekan dan Penggantian Silica gel pada Main Trafo Unit 1

Pengecekan silica gel dilakukan agar bisa mengetahui kerusakan pada

silicagel, untuk mengetahui bagus atau rusaknya silica gel maka dapat dilihat dari

warna yang mulai memudar, fungsi dari silica gel berguna untuk mengurangi

jamu-jamur pada tabung breather.

Gambar 4.6 Pengecekan dan Peggantian Silicagel Pada Main Trafo Unit 1

4.1.7 Penggantian Oli TLO Unit 1

Penggantian oil TLO dilakukan karena oli yang dipakai sudah mencapai

batas maksimal pemakainan yaitu selama 3 bulan, maka oli TLO harus diganti

agar pelumasan komponen-komponen yang bergerak dalam turbin serta peralatan

pendukung lainnya dapat bekerja dengan baik.

Gambar 4.7 Penggantian Oli TLO Unit 1

40

4.2 Pengambilan Data

Tabel 4.1 Data Hasil Perbandingan Pencucian waterwash

Bulan

Parameter

MW

WORK EFFISIENSI

WCOMP WTUR Thermal

Kj/kg %

January

Sebelum

(13-01-2016)

43,00 431,9 1627,1 55,694

Sesudah

(14-01-2016)

41,12 428,1 1626,8 55,681

Februari

Sebelum

(02-02-2016)

41,60 425,8 1648,1 56,12

Sesudah

(03-02-2016)

42,60 425,0 1646,0 56,17

Maret

Sebelum

(04-03-2016)

37,40 423,3 1647,7 55,96

Sesudah

(05-03-2016)

41,20 425,8 1643,0 56,02

April

Sebelum

(20-04-2016)

43,60 433,0 1609,0 55,59

Sesudah

(21-04-2016)

44,61 429,0 1617,8 55,60

Mei

Sebelum

(20-05-2016)

44,70 433,0 1609,0 55,59

Sesudah

(21-05-2016)

43,60 429,0 1617,8 55,60

Juni

Sebelum

(23-06-2016)

33,20 435,7 1580,6 54,44

Sesudah

(24-06-2016)

35,00 436,3 1585,1 54,57

Juli

Sebelum

(16-07-2016)

43,50 428,5 1633,8 55,94

Sesudah

(17-07-2016)

44,50 430,5 1643,4 56,10

41

Agustus

Sebelum

(03-08-2016)

54,70 431,0 1640,3 56,06

Sesudah

(04-08-2016)

45,10 425,2 1632,3 56,03

September

Sebelum

(14-09-2016)

42,40 427,8 1620,9 55,64

Sesudah

(15-09-2016)

41,80 427,3 1624,1 55,66

Oktober

Sebelum

(27-10-2016)

38,00 420,0 1649,6 56,07

Sesudah

(28-10-2016)

45,00 429,0 1630,8 55,87

Berdasrkan analisa pengambilan data selama 10 bulan. Maka dari data di

atas didapatkan kesimpulan bahwa pencucian waterwash dilakukan sebanyak 1

kali dalam sebulan. Mengingat waterwash sangatlah berpengaruh pada performa

turbin gas. Tetapi pada bulan januari,mei dan agustus performa turbin menurun,

diakibatkan entalpi outlet yang semakin kecil. Yang harus diperhatikan juga pada

proses waterwash itu sendiri yaitu pengecekan pada komponen-komponen dan

pergantian komponen yang harus di ganti. Pada analisa pengaruh waterwash

terhadap performa turbin gas dapat disimpulkan dalam beberapa grafik yang ada

pada tabel di bawah yaitu mencari perbandingan sebelum dan sesudah waterwash

dengan menggunakan grafik berikut :

42

Gambar 4.8 Grafik Daya Yang Dihasilkan Generator

Pada data grafik hasil di atas dapat dilihat bahwa setelah dilakukan

waterwash, dari bulan pertama sampai bulan ke 10 maka grafik diatas

menunjukan kenaikan daya yang dihasilkan oleh generator, dikarenakan kerja

turbin lebih meningkat.

Gambar 4.9 Grafik Kerja Turbin

Pada data grafik hasil diatas dapat dilihat bahwa setelah dilakukan

waterwash kerja turbin meningkat, dikarenakan entalpi outlet turbin yang semakin

kecil setelah di waterwash.

januarifebruari

maret

april mei

juni

juli

agustus

septemberoktober

0

10

20

30

40

50

60

Day

a Li

stri

k (M

W)

sesudah

sebelum

januari

februarimaret

april juni

mei

juliseptember

agustus

oktober

1570

1580

1590

1600

1610

1620

1630

1640

1650

1660

kerj

a p

ada

turb

in (

kj/k

g)

sesudah

sebelum

43

Gambar 4.10 Grafik Kerja Kompresor

Pada gambar grafik diatas maka dapat disimpulkan bahwa kerja kompresor

dari sebelum waterwash dan sesudah waterwash pengambilan data 10 bulan,

maka disimpulkan daya kerja kompresor lebih meningkat dari sebelum

waterwash.

Gambar 4.11 Grafik EffisiensiThermal

Dari data tabel grafik diatas menunjukan bahwa effisiensi thermal relatif

penaikan kalor yang masuk dan kalor keluar yang dibutuhkan lebih sedikit dari

sebelum waterwash, semakin besar beban turbin gas maka akan semakin besar

pula effisiensi thermal yang didapat.

januari

februari

maret

april mei

juni

juli

agustus

september

oktober

418

420

422

424

426

428

430

432

434

436

438

Ke

rja

Ko

mp

reso

r (k

j/kg

)

sesudah

sebelum

januari

februari

maret

april juni

mei

juliagustus

september

oktober

54.2

54.4

54.6

54.8

55

55.2

55.4

55.6

55.8

56

56.2

56.4

Effi

sie

nsi

Th

erm

al (

%)

sesudah

sebelum

44

4.3 Pembahasan

Pada analisa diatas waterwash bertujuan untuk mencuci turbin gas

khususnya pada sudu-sudu pada kompresor dan turbin. Untuk menjaga

perfomance turbin gas, pada pengerjaan waterwash dilakukan setiap pertiga bulan

atau sama dengan 2.160 jam kerja turbin gas. Tetapi pada site PLTG senipah

dilakukan waterwash persatu bulan sekali, dikarenakan lingkungan turbin gas

yang berdebu akan cepat mengakibatkan fouling pada sudu-sudu kompresor

turbin gas. Maka dilakukan persatu bulan sekali agar mengurangi tingkat fouling

pada sudu-sudu kompresor turbin gas.

Pembakaran meningkatkan suhu, kecepatan dan volume dari aliran gas

kemudian diarahkan melalui sebuah penyebar (nozzle) melalui sudu-sudu turbin,

memberi tenaga turbin dan memberi tenaga kompresor. Energi didapatkan dari

putaran shaft, kemudian udara terkompresi menghasilkan dorongan dalam segala

kombinasi dan digunakan untuk memberi daya kepada generator

Berdasrkan grafik daya yang dihasilkan 4.8 terlihat bahwa setelah dilakukan

waterwash, 1 bulan sekali selama 10 bulan pada january, mei, agustus

menunjukkan menurunnya performa turbin gas diakibatkan entalpi outlet semakin

besar, tetapi pada bulan februari, maret, april, juni, juli, september, oktober dapat

dilihat kenaikan daya yang dihasilkan oleh generator tercapai. Kemudian pada

gambar grafik 4.9 kerja turbin menurun pada bulan januari, mei, agustus setelah

waterwash, tetapi pada bulan februari, maret, april, juni, juli, september, oktober

meningkat dikarenakan entalpi outlet turbin gas yang semakin kecil sesudah

dilakukannya waterwash. Maka daya yang dihasilkan pada generator juga

meningkat. Selanjutnya pada gambar 4.10 menerangkan pada bulan januari, mei,

agustus menurunya kerja kompresor, tetapi pada bulan februari, maret, april, juni,

juli, september, oktober meningkat, maka daya yang dihasilkan juga meningkat,

dikarenakan menurunnya temperatur keluar kompresor (T2) dan naiknya tekanan

udara keluar kompresor (P2) maka siklus ideal untuk kerja turbin gas adalah siklus

brayton. Siklus ini terdiri atas dua proses isobarik dan isentropik seperti terlihat

pada gambar dibawah ini.

45

Gambar 4.12 T2 dan P2

Jalannya proses didalam diagram P – V dan diagram T- S proses siklus

didalam turbin gas adalah sebagai berikut; bila mesin kompresi dan mesin

ekspansi sudah di putar, maka diantara kedua mesib tersebut dimasukkan panas.

Panas ini harus diubah menjadi daya mekanis semaksimal mungkin. Untuk

menapatkan daya usaha yang sebesar mungkin, terdapat suatu permasalahan

antara temperatur dan tekanan gas yang saling berhubungan satu dan lainnya.

Untuk mempermudah pengertian lebih dulu dibahas proses yang terjadi didalam

torak, pada fungsi gambar diagram diatas untuk mengetahui perhitungan pada

effisiensi thermal dengan menghitung T2 dan P2, karena siklus berputar ke arah

kanan maka fungsi dari siklus tersebut adalah mengubah energi panas menjadi

energi mekanis. Penjabaran dari effisiensi siklus diatas adalah:

1. Karena proses (1-2) merupakan proses isentropik:

2. Dan proses (3-4) insentropik maka:

3. Dan karena P1 sama dengan P4 maka:

46

4. Apabila T4 dipindah ke ruas kiri dan dikurang satu maka persamaan menjadi:

5. Maka apabila persamaan 9 dan 4 dimasukkan ke persamaan effisiensi brayton

diatas dapat diubah menjadi:

Dapat disimpulkan pada contoh perhitungan diatas mencari effisiensi

thermal apabila perbandingan kompresi dari siklus brayton dinaikkan maka

effisiensi siklus juga meningkat sehingga pada gambar 4.11 pada bulan januari,

mei, agustus menurunnya effisiensi thermal diakibatkan menurunnya kalor masuk

dan keluar, tetapi pada bulan februari, maret, april, juni, juli, september, oktober

effisiensi thermal relatif naik dikarenakan kalor masuk dan kalor keluar yang

dibutuhkan turbin gas sedikit dari sebelum waterwash. Maka daya yang dihasilkan

oleh generator tercapai.

Adapun kerusakan pada susu-sudu diakibatkan oleh partikel-partikel

pengotor seperti debu dan pasir tidak boleh ikut terbawa masuk, karena tentu saja

partikel-partikel tersebut dapat mengikis sudu-sudu kompresor dan turbin.

Gambar 4.13 Kerusakan Sudu Turbin Akibat Partikel Pengotor Udara

Setiap sistem turbi gas selalu dilengkapi dengan filter inlet udara. Filter ini

berfungsi untuk mencegah partikel-partikel pengotor masuk ke dalam sistem

turbin gas. Hal tersebut dikarenakkan adanya berbagai macam resiko yang

47

mungkin terjadi jika partikel-partikel tersebut masuk ke dalam sistem turbin gas.

Berikut adalah resiko-resiko tersebut:

Kerusakan parah akibat masuknya benda-benda asing seperti batu, kerikil, kayu

dan lain sebagainya.

Pasir dan debu dapat mengerosi atau mengikis komponen-komponen turbin gas

secara perlahan.

Partikel-partikel halus juga dapat membentuk kerak di area sudu-sudu jika

berkombinasi dengan air, uap minyak, dan garam-garaman.

Jika partikel pengotor mencapai temperatur leburnya pada sisi keluaran combustion

chamber, sangat mungkin ia akan breaksi fusi dengan permukaan sudu turbin

sehingga dapat megubah struktur kimia dan sifat-sifat fisiknya.

Kerusakan terakhir yang mungkin terjadi adalah korosi pada sudu-sudu

kompresor dan turbin akibat masuknya zat-zat asing seperti garam-garaman,

asam-asaman, uap, atau juga gas-gas aktif seperti kolorin, oksida, dan sulfit.

Gambar 4.14 Filter Udara Pada Sistem Gas Turbin

Penentuan jenis filter turbin gas sangat bergantung pada kondisi lingkungan

sekitar. Turbin gas yang dibangun diarea gurun pasir tentu menggunakan type

48

filter yang berbeda dengan jika dibangun di area sekitar hutan. Pemilihan filter

yang tepat sangat berpengaruh terhadap performa dan usia kerja turbin gas, dan

juga dapat mengurangi kebutuhan perawatan rutin turbin gas tersebut.

49

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan serangkaian kegiatan tugas akhir ini, maka dapat ditarik 2

kesimpulan yakni sebagai berikut :

1. Prinsip kerja turbin gas sederhana (berdasarkan siklus brayton) terdiri dari

beberapa kondisi yakni :

Kompresi secara isentropik pada compressor section

Pembakaran bahan bakar dan udara yang telah dikompresi

pada ruang bakar Ekspansi pada turbin gas secara isentropik

Pembuangan gas/udara ke atmosfer

2.`Dari hasil perhitungan Performa atau unjuk kerja dari sitem turbin gas

dapat diperoleh setelah waterwash performa akhir sebagai berikut :

kerja dari kompresor lebih meningkat menjadi 430,5 kj/kg.

kinerja turbin lebih menginkat dari 1643,4 kj/kg.

effiiensi thermal selama analisa lebih meningkat dari 56,10 %.

hasil daya generator (MW) sesudah waterwash meningkat 45,70 MW.

5.2 Saran

Pada analisa diatas proses yang harus dikerjakan pada waterwash harus

benar-benar berjalan dan dikerjakan dengan benar agar hasil yang diinginkan

dapat memenuhi hasil parameter MW itu sendiri.

Untuk meningkatkan daya yang dihasilkan pada pembangkitan listrik

tenaga gas sebaiknya dilakukkan :

1. Memperhatikan air yang disemprotkan agar menggunakan air yg

dimineralisasi.

2. Mengganti komponen-komponen yang harus di ganti.

3. Mengecek electrical dan maintenance.

50

4. Melaksanakan waterwash rutin, agar kebersihan kompresor terjaga.

5. Untuk mendapatkan kebersihan compressor yang lebih maksimal

disarankan menggunakan proses Off-line untuk 3 bulan sekali.

1