Upload
others
View
21
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
SISTEM KERJA HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR
(HRSG) TERHADAP PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS DAN
UAP ( PLTGU)
Sandy Suryady1), Teguh Susanto2)
Email : [email protected]), [email protected])
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri
Universitas Gunadarma
Jl. Margonda Raya 100, Depok Jawa Barat Indonesia 16424
ABSTRAK
Heat Recovery Steam Generator (HRSG) merupakan peroses pemanfaatan panas yang
Keluar dari gas buang turbin gas pada peroses PLTG yang masih memiliki temperature tinggi
untuk memanaskan air dan menghasilkan uap yang digunakan untuk memutar steam turbin .
Proses kerja HRSG pada dasar nya sama seperti Boiler yaitu suatu peralatan yang di gunsakan
untuk mengubah air menjadi uap dengan bantuan panas . pada HRSG Sumber panas utama ialah dari gas buang turbin gas / pltg yang masih memiliki temperatur sangat tinggi sekitar 500
oC yang di alirkan ke dalam HRSG Untuk memanaskan pipa- pipa yang ada sistem kerja .
HRSG umumnya mempunyai 2 (dua) drum uap, yaitu 1 (satu) untuk tekanan rendah (low pressure atau LP) dan 1 (satu) lagi untuk tekanan tinggi (high pressure atau HP). HRSG yang
dirancang menghasilkan uap yang terdiri dari 2 (dua) tekanan yaitu tekanan tinggi (high
pressure atau HP) dan tekanan rendah (low pressure atau LP). Adapun komponen utama
HRSG adalah pemanas awal kondensat (condensate preheater atau CPH), LP evaporator, LP Drum, LP superheater, HP ekonomiser, HP evaporator, HP drum dan HP superheater.
Sengingga mengasil kan uap steam yang bertekanan yang berfungsi untuk meutar Steam Turbin
Generator untuk dapat menhasilkan Listrik.
Kata Kunci : Bracket footstep, Shearing, Blanking, Bending, Forming, Pierching,
Welding, Marking, Painting.
PENDAHULUAN
Kebutuhan suatu energi di suatu negara khususnya energi listrik selalu meningkat
seiring dengan meningkatnya kebutuhan ekonomi dan pembangunan suatu negara .
dalam halnya yang ada di indonesia energi listrik sangat berkembang dikarnakan negara
kits termasuk negara berkembang dalam bidang ekonomi dan pertumbuhan penduduk
yang besar , merupakan negara dengan komsumsi energi yang semakin meningkat . dari
sumber energi yang ada di Indonesia di bidang industry dan produksi tenaga listrik di
Indonesia masih banyak menggunakan energi fosil yaitu minyak bumi dan gas . minyak
bumi dan gas merupakan energi yang tidak dapat diperbarui yang kesediaanya semakin
lama akan semakin berkurang dikarnakan penggunaan nya secara terus-menerus .Oleh
karena itu, pemanfaatan energi harus seefisien mungkin agar menghasilkan manfaat
ekonomi dan dapat diterima sebaik-baiknya bagi masyarakat dan lingkungan..
Bentuk efisisnsi yang dapat di pakai dalam bidang energi tenaga listrik adalah
penggunaan system Heat Recovery Steam Generator ( HRSG ) yang ada pada
pembangkit listrik tenaga gas dan uap (PLTGU ) . PLTGU adalah gabungan antara
pembankit listrik tenaga gas (PLTG) dengan pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) .
efisiensi dari PLTG di bawah 35% Tremal tetapi dengan adanya siklus gabungan
PLTGU ini dapat di peroleh efisiensi yang cukup baik yaitu mencapai di atas 50% .
Efisiensi termal pada HRSG adalah indikator seberapa baik kemampuan pemaanfaatan
panas untuk menghasilkan uap pada suhu dan tekanan yang diminta. Ada perinsip
ekonomi yang di perhatikan dengan biaya bahan bakar pembangkit daya (power plant)
harus beroprasi seefisien mungkin.
Panas gas buang dari PLTG biasanya di atas 500 oC. Panas ini dapat dimanfaatkan
untuk memproduksi uap yang digunakan sebagai fluida kerja di PLTU. Alat yang
digunakan untuk menghasilkan uap tersebut adalah Heat Recovery Steam Generator
(HRSG).
Perinsip dasarnya hampirsama dengan katel uap (Boiler) yaotu mengkonversi energi
panas bahan bakar dengan pemanfaatan feluida kerja yaitu aie yang menjadi uap yang
bertekanan . keunggulan menggunakan HRSG yang paling prinsip dibanding boiler
umum yang menggunakan pembakar (burner) adalah peningkatan efisiensi karena
HRSG memanfaatkan gas buang dari Turbin Gas sebagai sumber kalor sehingga tidak
memerlukan bahan bakar dan udara sebagai pemanas.
TINJAUAN PUSTAKA
PLTGU terdiri dari turbine gas plant, Heat Recovery Steam Generator (HRSG), dan
steam turbine plant. PLTGU dibangun untuk memanfaatkan gas buang dari PLTG yang
masih bertemperatur tinggi dengan bantuan suatu alat yang disebut Heat Recovery
Steam Generator (HRSG), di dalam HRSG terdapat banyak tubes yang dialiri air, gas
buang dari PLTG tersebut kemudian digunakan untuk membakar air di dalam HRSG
dan mengubahnya menjadi uap yang kemudian digunakan untuk memutar steam
turbine. Jadi pada PLTGU terdapat dua proses yang menghasilkan energi listrik, proses
menggunakan gas turbine dan steam turbine. Siklus pada PLTGU biasa disebut combine
cycle. Banyaknya energi listrik yang dihasilkan oleh PLTGU bergantung dari exhaust
gas dari PLTG itu sendiri. Pada Gambar 2.1 dapat dilihat bahwa open cycle terdiri dari
compressor, combuster chamber, gas turbine, generator. Kemudian setelah melalui open
cycle gas buang dimasukkan ke HRSG lalu diproses sehingga dapat memutar steam
turbine.
METODE PENELITIAN
Proses kerja Heat Recovery Steam Generator (HRSG) merupakan proses kerja
yang ada di Heat Recovery Steam Generator (HRSG) yang memanfaatkan sisa
pembakaran dari Turbin gas untuk memanaskan air sehingga menjadi uap yang
bertekanan .
Gambar 3.1 Process overview Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan uap (PLTGU)
Gambar 3.2 Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
Spesifikasi HRSG ( Heat Recovery Steam Generator )
Spesifikasi dari Heat Recovery Steam Generator (HRSG ) yang berdasarkan
pada laporan recod yang actual pada sistem kerja HRSG yang ada di PT. Bekasi Power
dan memiliki Data – data Spesifikasi yang berdasarkan hasil survey pada saat
melakukan magang . digunakan sebagai acuan dari sistem kerja pada Heat Recovery
Stem Generator. Di gunakan untuk melihat perubahan fasa-fasa yang terjadi pada
HRSG :
a. Daya maksimum dari gas turbin : 33-35 MW
b. Bahan bakaar : gas alam
c. Temperature lingkungan : 33-40oC
d. Tekanan lingkungan : 1 bar
e. Aliran masa gas buang : 565,9 kg/detik
f. Temperatur gas buang (beban dasar) : 560 oC
g. Enthalpi gas buang : 606,448 kJ/kg
h. Tekanan gas buang : 1 bar
Turbin Gas
Turbin gas merupakan alat yang mengonversi energi kimia bahan bakar menjadi
energi energi mekanis melalui proses pembakaran, kemudian energi mekanis tersebut
dikonversi oleh generator menjadi energi listrik. Turbin gas bekerja dengan siklus
Brayton) dan fluida kerjanya adalah gas. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri
dari 3 (tiga) komponen utama yaitu : kompresor, ruang bakar dan turbin.
Prinsip kerja sistem ini adalah udara atmosfer masuk ke dalam kompresor yang
berfungsi menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, sehingga temperaturnya
akan naik. Kemudian udara bertekanan tinggi itu masuk ke dalam ruang bakar. Di
dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar ke dalam arus udara tersebut, sehingga
terjadi proses pembakaran. Proses pembakaran tersebut berlangsung pada tekanan
konstan, sehingga bisa dikatakan bahwa ruang bakar hanyalah digunakan untuk
menaikkan temperatur udara. Gas pembakaran yang bertemperatur tinggi itu kemudian
masuk ke dalam turbin gas di mana energinya dipergunakan untuk memutar sudu turbin.
Sebanyak kurang lebih 60 % dari daya yang dihasilkan turbin digunakan untuk memutar
kompresornya sendiri, sisanya baru digunakan untuk memutar generator.
Gambar 3.3 Siklus Gas Terbuka
Gambar 3.4 Control view gas turbin
HASIL DAN PEMBAHASAN
Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
Heat Recovery Steam Generator (HRSG) pada umumnya terdiri dari beberapa
seksi – seksi yaitu pemanas awal kondensat (kondensat preheater),
ekonomiser,evaporator dan superheater.
Gambar 3.5 Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
Gambar 3.6 Heat Recovery Steam Generator (HRSG) 2
Condensatpump Dan Demin Water
Condensatpump dan Demin water
berfungsi sebagai pemasok air pada siste kerja Heat Recovery Steam Generator
(HRSG) yang akan di proses menjadi uap yang bertekanan .
1. Condensatpump
Condensatpump ialah air yang ada pada sistem Heat Recovery Steam
Generator (HRSG) di recovery pada cooling water system
2. Demin Water system
Demin Water system Demineralisasi adalah salah satu teknologi proses
pengolahan air untuk menghilangkan mineral dari air. Istilah Demineralisasi
biasanya digunakan secara khusus untuk proses pertukaran ion untuk
penghilangan total kontaminan mineral ion sampai mendekati angka nol .
Demineralisasi menggunakan resin penukar kation dan anion, di dalam dua
tabung atau di dalam satu tabung secara bersama. Setelah Demineralisasi,
air yang diolah akan memiliki tingkat kemurnian yang tinggi sebanding
dengan air suling. dan di tamping pada tangka
Gambar 3.7 Demin water
Gambar 3.8 Condensatpump
Condensate Preheater (CPH )
Condensate Preheater (CPH) berfungsi untuk menaikan suhu air yang sampai
100oc–110oc dan bisanya di jaga di 103oc – 107oc .Condensate Preheater (CPH ) ini
memanfaatkan panas hasil buangan dari Turbin Gas untuk menaikan suhu air kondensat
dari Condenser yang dipompa oleh Condensate Extraction Pump ( CEP ) sebelum
masuk ke deaerator pada saat operasi Combined Cycle .
Deraetor
Derator adalah alat yang berfungsi untuk menghilangkan atau minimalkan
kandungan oksigen dalam air dengan mengatur suhu air di sekitar 103oc-107oc
bertujuan untuk mencegah korosi pada pipa- pipa pada sistem HRSG .
Gambar 3.9 Deraetor
Gambar 3.10 Pipa – Pipa pada sistem HRSG
Low Pressure Drum
low pressure drum adalah tempat penampungan uap yang bertekanan rendah
sebelum memasuki eco 1 , eco 2, eco 3 low pressure drum ini ialah memiliki tekanan
atau Pressure yang rendah sebelum melalui peroses eco 1 – 3 samapi menjadi High
Pressure Drum .
Gambar 3.11 low pressure drum
Pompa
Fungsi pompa adalah sebagai alat mengalirkan low pressure drum untuk
memasuki peroses eco1 , eco2 ,dan eco3 di karnakan tekanan pada low pressure drum
masih sangat kecil .
Economizers 1 , Economizers2 dan Economizers 3
Economizers1, Economizers2 , dan Economizers 3 berfungsi untuk membuat
uap yang tekanan rendah atau low pressure drum menjadi uap yang yang bertekanan
tinggi yaitu High Pressure Drum dengan cara memanfaat kan panas dari buangan
gasturbin dan di bantu burner suaya mendapatkan suhu yang di ingin kan pada sisitem
kerja Heat Recovery Steam Generator (HRSG ) , suhu yang berada pada Eco 1 sekitar
150oC dan pada Eco 2 sekitar 230oC dan pada Eco 3 suhu sekitar 320oC dan setelah
melalui proses eco ini akan di hasilkan High Pressure Drum.
Gambar 3.12 Economizers1, Economizers2 , dan Economizers 3 Heat
Recovery Steam Generator (HRSG )
Eco1
Eco 2 Eco
3
Gambar 2.13 Economizers1, Economizers2 , dan Economizers 3 sistem
control Heat Recovery Steam Generator (HRSG )
High Pressure Drum
High Pressure Drum berfungsi sebagai penampung uap yag bertekanan tinggi
yang sudah melewati prosses di Eco 1 – 3 pada penampungan ini suhu sekitar 340oC
suhu ini masih termasuk uap basah dan perlu dilakukan pada proses High Pressure
Bank untuk mendapat uap kering yang bertekanan dan bisa di gunakan untuk memutar
turbin dari sistem Heat Recovery Steam Generator (HRSG ) .
Gambar 3.14 High Pressure Drum
Gambar 3.15 High Pressure Drum pada sistem control
High Pressure Bank
High Pressure bank adalah proses pada sistem Heat Recovery Steam Generator
(HRSG ) yang bertujuan untuk mendapatkan uap kering yang bertekaan disebut High
Pressure superheater uap ini memiliki suhu sekitar 600oC. untuk mendapatkan uap
High Pressure superheater sistem High Pressure bank memanfaatkan panas pada
buangan gas turbin yang di bantu Burner supaya mendapatkan suhu yang di inginkan
untuk membuta High Pressure superheater . Burner dalam proses High Pressure bank
memiliki peran yang sangat penting di karnakan burner ini yang mengatuar panas pada
untuk mendapatkan uap High Pressure superheater di karnakan buangan gas turbin
yang tidak bisa di konstan atau tetap suhu keluaran gas buang gas turbin. High Pressure
bank ini untuk mendapatkan uap yang di inginkan dia akan melakukan pemanasan dari
suhu 480oC akan di panaskan berulang – ulang sampai suhu sekitar 570oC dan pada
suhu ini sudah menjadi uap kering yang bertekanan yang dinamakan High Pressure
superheater.
Gambar 3.16 High Pressure bank pada sistem kontrol Heat Recovery Steam
Generator (HRSG )
Burner HP Bank
Gambar 3.17 High Pressure bank Heat Recovery Steam Generator (HRSG )
High Pressure superheater
High Pressure superheater adalah uap kering yang bertekanan suhu dari High
Pressure superheater sekitar 570oC – 600oC uap ini tidak memiliki warna dan tidak
berbau jadi jika terjadi kebocoran sangat berbahaya di karnakan tekanan bisa mencapai
90 bar maka itu perlu perawatan yang rutin untuk pada sistem Heat Recovery Steam
Generator (HRSG ) untuk menghindari kecelakaan dan kerusakan pada sistem .
High Pressure Steam
High Pressure Steam ini merupakan hasil akhir pada sistem kerja Heat Recovery
Steam Generator (HRSG ) uap ini adalah ubahan dari High Pressure superheater yang
diturunkan suhu dan tekanan untuk memutar turbin generator . suhu dan tekanan yang
di butuhkan untuk memutar turbin ialah 520oC – 550oC dan bertekanan antara 75bar –
90bar .
Gambar 3.18 High Pressure Steam Steam turbin generator (STG)
Steam turbin generator (STG)
Steam turbin generator (STG) adalah generator yang menghasilkan listrik sama
seperti generator lain hanya median untuk mengerakan turbin ialah uap High Pressure
Steam . Steam turbin generator (STG) dapat menghasilkan tenaga listrik 50 MW tapi
dengan sarat – sarat tertentu tetapi biasayan yang di hasilkan 40 MW – 46 MW tenaga
listrik . Steam turbin generator (STG) ini memparallel dua Heat Recovery Steam
Generator (HRSG ) .
Gambar 3. Steam turbin generator (STG)
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan di kerja praktek yang dilakukan di PT. Bekasi Power dan
berdasarkan pengamatan data-data yang saya ambil dan dapatkan selama kerja praktek
diperusahaan tersebut maka penulis dapat menyimpulkan bahwa :
1. Pada Peroses kerja yang ada pada Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
terdapat komponen-komponen utama pada sistem kerjaya yaitu seperti
Condensatpump dan Demin Water system yang berfungsi untuk pemasok air
untuk siste kerja HRSG, Condensate Preheater berfungsi untuk menaikan suhu
air yang sampai 100oc–110oc dan bisanya di jaga di 103oc – 107oc , Derator
berfungsi untuk menghilangkan atau minimalkan kandungan oksigen dalam air,
low pressure drum berfungsi tempat penampungan uap yang bertekanan rendah
sebelum memasuki eco 1, eco 2, eco 3, Economizers 1,2,3 berfungsi untuk
mengubah uap tekanan rendah menjadi bertekanan tinggi, High Pressure Drum
berfungsi sebagai penampung uap yag bertekanan tinggi yang sudah melewati
prosses di Eco 1-3 suhu sekitar 340oC, bertujuan untuk mendapatkan uap kering
yang bertekaan disebut High Pressure superheater uap ini memiliki suhu sekitar
600oC, High Pressure superheater adalah uap kering yang bertekanan suhu dari
High Pressure superheater sekitar 570oC – 600oC dan bertekanan 90 bar. High
Pressure Steam ialah ubahan suhu dan tekanan High Pressure superheater
tekanan yang di butuhkan untuk memutar turbin ialah 520oC – 550oC dan
bertekanan antara 75bar – 90bar .
2. Pada Heat Recovery Steam Generator ( HRSG) memiliki sistem kerja yang
hampir sama seperti ketel uap atau Boiler yaitu sama–sama memasak air untuk
mendapatkan uap yang bertekanan ( steam ) yang berfungsi untuk mengerakan
baling-baling pada turbin. Tetapi Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
memiliki keuntungan dapat menghasilkan uap bertekana yang sangat tinggi
sekitar 90 bar dan suhu sekitar 550oC serta dapat menghasilkan daya listri sekitar
40 – 46 MW. pada sistem kerja Pembangkit Listrik Tenaga Uap Dan Gas
3. Pada sistem kerja HRSG memanfatkan uap kering (steam) yang bertekanan
sekitar 75 bar – 90 bar dengan suhu 520oC – 550oC berfungsi untuk memutarkan
turbin Generator pada Steam turbin generator (STG) dapat menghasilkan tenaga
listrik 50 MW tapi dengan syarat – syarat tertentu tetapi biasanya yang di
hasilkan 40 MW – 46 MW tenaga listrik .
DAFTAR PUSTAKA
KHOLIFAH ,NUR . 2018 Analisa Pengaruh Penggunaan Expansion Joint Terhadap
Tegangan Sisitem Perpipaan Heat Recovery Steam Generator (HRSG) . Tugas Akhir .
Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember
PT. PLN Persero Pusat Pendidikan dan pelatihan Pembangkit listrik tenaga uap dan gas
(PLTGU)
Sugiharto , Rahmad . 2009 Perancangan Heat Recovery Steam Generator ( HRSG )
Dengan Sistem Tekanan Uap Dua Tingkat Kapasitas Daya Pembangkit 77MW .
(SKRIPSI) . Medan : Universitas Sumatra Utara
Afrianto , Yongki . 2015 Analisa Efisiensi Exergi Pada Hrsg (Heat Recovery Steam
Generator) Di PLTGU . Jurnal . Semarang : Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Janah, Nur Rima Samarotul. Hadi , Harsono dan Hamidah, Nur Laila . 2018 Analisa
Unjuk Kerja Heat Recovery Steam Generator (HRSG) dengan Menggunakan
Pendekatan Porous Media di PLTGU – Jawa Timur
Sirait , Rendy Sirait .2009 Perancangan Heat Recovery Steam Generator ( HRSG)
Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Satu Unit Turbin Gas Dwngan Daya 130 MW .
(Sekripsi ) Medan : Universitas Sumatra Utara
Simanjuntak, Parlindungan. 2009 Perancangan Heat Recovery Steam Generator
(HRSG) Kapasitas 209 Ton Uap / Jam Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Lima
Unit Turbin Gas . (sekripsi). Medan : Universitas Sumatra Utara