PENGARUH CLEANING KOMPRESOR TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN ...digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13658-Presentation-1822510.pdf · yaitu Gas Turbin Generator (GTG) ... direkomendasikan

PENGARUH CLEANING KOMPRESOR PENGARUH CLEANING KOMPRESOR TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN GAS TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN GAS

DI GTG UNIT PABRIK I DI GTG UNIT PABRIK I PT. PT. PETROKIMIA GRESIKPETROKIMIA GRESIK

Oleh :

BOBY HIMAWAN P. P2107 030 046

Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT

PROGRAM STUDI DIPLOMADIPLOMA IIIJURUSAN TEKNIK MESINFakultas Teknologi IndustriInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2010

TUGAS AKHIR – RM 0502

LatarLatar BelakangBelakang

• PT. Petrokimia Gresik salah satu perusahaan pupuk terbesar di Indonesia dan ketiga di dunia.

• PT. Petrokimia Gresik memiliki pembangkit listrik sendiri yaitu Gas Turbin Generator (GTG) dan Steam Turbin Generator.

• Bagian peralatan yang ada dalam Gas Turbin Generator harus dijaga kondisinya agar performance bekerja secara optimal

Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MTProgram Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS

Rumusan Masalah

Permasalahan yang dapat diangkat dari tugas akhir iniyaitu berapa efisiensi kompresi dan efisiensi siklusbrayton sebelum dan setelah dilakukan proses cleaning compressor pada Gas Turbin Generator (GTG).


TujuanTujuan

� Perhitungan efisiensi kompresi dan efisiensi siklus brayton sebelum dan sesudah cleaning compressor

turbin gas

� Mengetahui sebab-sebab menurunnya performance kompresor

� Mengetahui proses saat cleaning compressor turbin gas


Batasan Masalah

� Membahas perhitungan efisiensi kompresi dan siklusbrayton, dengan Open cycle

� Bahan bakar menggunakan Natural Gas� Efisiensi Generator diasumsikan 0,93


Diagram Diagram AlirAlirTugasTugas akhirakhir

Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT

Start

Studi Literatur

Survey di Lapangan

Perumusan Masalah

Proses Cleaning compressor GTG

Pengambilan Data

Perhitungan efisiensi kompresi dan siklus(sebelum dan sesudah)

cleaning compressor turbin gas

Selesai

Program Studi D3 Teknik Mesin FTI-ITS

GAS TURBIN GENERATOR (GTG)GAS TURBIN GENERATOR (GTG)PT. PETROKIMIA GRESIKPT. PETROKIMIA GRESIK

SiklusSiklus BraytonBrayton


1

2 3

4

Siklus Brayton merupakan teori dasar dari Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG). Dibawah ini akan dijelaskan siklus brayton turbin gas sederhana :

Q in

Q out

Q in

Q out


•Proses 1-2 (kompresi isentropic)Kerja yang dibutuhkan kompresor

•Proses 2-3Pemasukan dan pembakaran bahan bakar dengan udara pada tekanan

konstan (P = c). Kalor yang dihasilkan :

•Proses 3-4 (ekspansi isentropic)Daya yang dibutuhkan turbin gas

•Proses 4-1Pembuangan kalor pada tekanan konstan (P = c). Kalor yang dilepas :

( )12 hhmW udarac −= &&

( )23)( hhmmQ bbudarain −×+= &&&

( )43)( hhmmW bbudaraT −×+= &&&

( )14)( hhmmQ bbudatraout −×+= &&&

PerhitunganPerhitungan

�� Data Data SebelumSebelum Cleaning CompressorCleaning CompressorLHV = 11.591

Specific gravity (SG) = 0,586Generator load = 19,93 MW


Turbin gasT3 = 992 oFP3 = 104,9 psigh3 = 828,89 kJ/kgT4 = 170 oC P4 = 1 atmh4 = 444,67 kJ/kgCp gas = 1,148

KkgkJ

.

KompresorT1 = 84 oFP1 = 1 atmh1 = 302,10 Pr1 = 1,4174P2 = 104,9 psig T2 = 595 oFh2 = 592,12

kgkJ

kgkJ

kgkcal


� Perhitungan isentropik pressure ratio kondisi 2

%10012

12 ×−

−=

hh

hs

h

cη


54,114174,1Pa325.101

Pa 824.385,71PrPr 1

1

22 =

=×

=

P

Ps

Interpolasi Pr2s tabel A-22 → h2s = 550,36 kJ/kg

� Perhitungan efisiensi isentropik kompresor

%10001,290

26,248 ×=kgkJ

kgkJ

ηC = 85,60 %


� Menghitung Laju Aliran Massa Bahan Bakar

udarabbbb

bbbbbb

SGv

vm

ρρ

××=×=

&

&&


� Perhitungan Air – Fuel ratio :

bbm&

udaraρ3

2,1m

kg=

skg557,1=

( )FA

compTnetGT WWW &&& −=.

( )[ ] bbmFA &+1asfuem lg& =

udaram& = ( ) bbmFA &)()( 1243lg hhmhhm udaraasfue −−−= &&

Gen

GenW

η

&

netGTW .& = 21430,107 kW

( ) bahanbakarkgudarakg

FA

..03,142=

Genη = 0.93

bahanbakarmudaram

&

&( )FA =


� Perhitungan Laju Aliran Massa Udara dan Gas Bakar :


� Menghitung kalor di combustion chamber :

( ) bbudara mFAm && ×=

skg14,221=udaram& s

kg69,222=asfuem lg&

bb

bbbbin

LHVmQ

ρ×

=&

&

skJ74,107379=inQ&

37032,0m

kgbbρ =

bbudaragasbakar mmm &&& +=


� Perhitungan Unjuk kerja siklus :

( )12 hhmW udarac −×= &


Daya Kompresor

kW02,64135=cW

Daya Turbin gas

( )43lg TTCm pasfue −××= &TW

TW kW96,92876=

pCKkg

kJ.

= 1,148

cTnetGT WWW && −=.

Daya netto yg dihasilkkan turbin gas

kW94,28741=netGTW .

�� Efisiensi thermal siklus Brayton:Efisiensi thermal siklus Brayton: %100. ×=in

netGTth

Q

W&

η

thη = 26,76 %

%10074,107379

17,28745 ×=


%10012

12 ×−

−=

hh

hs

h

cη %10097,286

85,251×=

kgkJ

kgkJ


� PerhitunganPerhitungan efisiensiefisiensi isentropikisentropik kompresorkompresor sesudahsesudah cleaningcleaning

ηC = 87,71 %

�� Efisiensi thermal siklus BraytonEfisiensi thermal siklus Brayton sesudahsesudah cleaning cleaning ::

%100. ×=in

netGTth

Q

W&

η

thη = 26,78 %

%10034,123398

27,33044 ×=

TabelTabel PerbandinganPerbandingan

cη

skg

skg

123.398,34107.379,74

142.973,56 kW64.135,02 kW

176.017,83 kW92.876,96 kW

33.044,27 kW28.741,94 kW

499,96221,14

1,7531,557

87,71 %85,60 %

26,78 %26,76 %

501,72222,69

285,20142.03

SesudahSesudah Cleaning Cleaning CompressorCompressor

SebelumSebelum Cleaning Cleaning CompressorCompressor


bbm&

( )FA

udaram&

asfuem lg&

inQ&

cW

TW

netGTW .

thη

skg

skg

skg

skg

bahanbakarkgudarakg

..

bahanbakarkgudarakg

..

skJ

skJ

Cleaning CompressorCleaning Compressor

� Prosedur Pelaksanaan Cleaning Compressor1. Persiapan (Preparation)2. Pencucian (Washing)3. Pembilasan (Rinsing)4. Pemulihan (Restoration)


Cleaning compressorCleaning compressor adalah pembersihan yang dilakukan pada sudu-sudu kompresor yang bertujuan selain untuk menjaga performance turbin gas, juga untuk mengurangi tingkat pertambahan fouling pada sudu-sudu kompresor turbin gas.

KesimpulanKesimpulan

1. Sebelum dilakukan cleaning compressor pada Gas TurbinGenerator (GTG) : � efisiensi isentropic kompresor yaitu sebesar 85,60 % � efisiensi siklus Brayton yaitu sebesar 26,76 %

2. Sesudah dilakukan cleaning compressor :� efisiensi isentropic kompresor yaitu sebesar 87,71 % � efisiensi siklus Brayton yaitu sebesar 26,78 %

3. Dengan adanya proses cleaning compressor pada turbin gas tersebut dapat meningkatkan Efisiensi kompresi dan Efisiensisiklus Brayton serta dapat menurunkan tingkat kontaminasi(fouling) pada sudu-sudu kompresor.



MohonMohon Saran Saran dandan ArahanArahan GunaGuna KesempurnaanKesempurnaan TugasTugas AkhirAkhir IniIni

PersiapanPersiapan

1. Membuka inlet guide vanes

2. Menutup katup flame detector

3. Mengamati waktu starting device selama periode cranking.

4. Mengatur temperatur whellspace


Lepas Blade IGV

PencucianPencucian

1. Menggunakan deterjen sesuai rate specified pada tabel 2-6 2. Menyemprotkan larutan deterjen selama 3 sampai 5 menit, 3. Biarkan larutan deterjen meresap selama 20 menit.


PembilasanPembilasan

1. pembilasan dengan air bersih selama 5-10 menit sesuai yang telah direkomendasikan tiap tipe turbin.

2. Melakukan evaluasi dengan inspeksi visual atau dengan mengamati aliran air yang keluar saat pembilasan

Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT

Cracking pada bucket turbin Deposit pada blade IGV

RestorationRestoration

1. Putar kompresor selama 20 menit untuk menghilangkan semua air.2. Setelah akhir siklus pengeringan :

1. Memasang ekstraksi dan atomizing pipa udara2. Membuka katup flame scanner3. Menutup semua katup drain valve4. Menutup inlet guide vanes

3. Menyalakan mesin selama 24 jam 30 menit untuk menyelesaikan proses pengeringan


Pemasangan rotor dilower casing stator turbin setelah washing

Documents

PENGARUH CLEANING KOMPRESOR TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN ...digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13658-Presentation-1822510.pdf · yaitu Gas Turbin Generator (GTG) ... direkomendasikan