KAJIAN KINERJA TURBIN GAS LM6000PG DENGAN...
Transcript of KAJIAN KINERJA TURBIN GAS LM6000PG DENGAN...
KAJIAN KINERJA TURBIN GAS LM6000PG DENGAN
MENGGUNAKAN SISTEM DRY OPERATION DAN WET
OPERATION DI PLTG SITE SENIPAH KALIMANTAN TIMUR
TUGAS AKHIR
JERLY RIFSANI PUTRA
NIM:140309234991
JURUSAN TEKNIK MESIN
PROGRAM STUDI ALAT BERAT
POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
2017
i
KAJIAN KINERJA TURBIN GAS LM6000PG DENGAN
MENGGUNAKAN SISTEM DRY OPERATION DAN WET
OPERATION DI PLTG SITE SENIPAH KALIMANTAN TIMUR
TUGAS AKHIR
KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU
SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA
DARI POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
JERLY RIFSANI PUTRA
NIM : 140309234991
JURUSAN TEKNIK MESIN
PROGRAM STUDI ALAT BERAT
POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
2017
ii
LEMBAR PENGESAHAN
KAJIAN KINERJA TURBIN GAS LM6000PG DENGAN
MENGGUNAKAN SISTEM DRY OPERATION DAN WET OPERATION DI
PLTG SITE SENIPAH KALIMANTAN TIMUR
Disusun Oleh :
JERLY RIFSANI PUTRA
NIM : 140309234991
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Program Studi Alat Berat
Zulkifli, S.T., M.T.
NIP. 198508282014041003
Pembimbing I
Ida Bagus Dharmawan, S.T., M.SI.
NIP. 197412312007011181
Penguji I
Subur Mulyanto, S.Pd., M.T.
NIDK. 8885210016
Penguji II
Hery Cahyadi, S.T.
NRP. 80106136
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Jerly Rifsani Putra
Tempat/Tgl lahir : Balikpapan, 12 Juli 1995
NIM : 140309234991
Menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul “KAJIAN KINERJA
TURBIN GAS LM6000PG DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM DRY
OPERATION DAN WET OPERATION DI PLTG SITE SENIPAH
KALIMANTAN TIMUR” adalah bukan merupakan hasil karya tulis orang lain,
baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam kutipan yang kami sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini kami buat dengan sebenar-benarnya apabila
pernyataan ini tidak benar maka kami bersedia mendapatkan sanksi akademis.
Balikpapan, 07 Juni 2017
Mahasiswa,
JERLY RIFSANI PUTRA
NIM : 140309234991
iv
Karya ilmiah ini saya persembahkan kepada
Ayahanda dan Ibunda tercinta
M.Arief Puryanto dan Santi Helda Rosda,
Saudara-saudaraku tercinta
Febiannur Rahmat Saputra dan Rifky Kurniawan
Seluruh karyawan Pembangkit Listrik Tenaga Gas Site Senipah
Rekan-rekan mahasiswa Prodi Teknik Mesin Alat Berat
Politeknik Negeri Balikpapan tahun angkatan 2014,
Kepada rekan satu tim OJT
Ahmad Shaleh dan Yomi Septiadi
Seluruh Dosen beserta jajaran Staff Politeknik Negeri Balikpapan
Dan kepada teman-teman TM2 Jurusan Teknik Mesin Alat Berat ‘14
yang saya banggakan
v
SURAT PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai civitas akademis Politeknik Negeri Balikpapan, saya yang bertanda
tangan dibawah ini :
Nama : Jerly Rifsani Putra
NIM : 140309234991
Judul Tugas Akhir : Kajian Kinerja Turbin Gas LM6000PG Dengan
Menggunakan Sistem Dry Operation Dan Wet
Operation Di PLTG Site Senipah Kalimantan
Timur
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan hak
kepada Politeknik Negeri Balikpapan untuk menyimpan, mengalih media, atau
format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan
mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis/pencipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.
Dibuat di : Balikpapan
Pada tanggal : 07 Juni 2017
Yang menyatakan,
Jerly Rifsani Putra
NIM : 140309234991
vi
ABSTRACT
PLTG Senipah is a gas power plant located at the site senipah district Samboja,
Kutai Kartanegara, East Kalimantan Timur by using the engine of the
manufacturer of General Electric Energy gas turbine engine LM6000PG as a
power plant with gas power to supply electricity ini Mahakam System (Balikpapan,
Samarinda, Tenggarong, dan Bontang). In this PLTG there are two units of gas
turbine engine LM6000PG operating with a capacity of 2x41MW and 1 water
treatment plan which produces demineralized water for use on the turbine engine.
On this gas turbine engine there are 2 operating system to generate the load
(Megawatt) of them are dry operation and wet operation. At the time of the authors
carry out on the job training authors perform monitoring on HMI (Human
Monitoring Interface) to find data from both operating system, the authors found
significant difference ini the load of ±5-7MW produced between the two system.
Based on gas turbine monitoring results it is seen that the load generated by system
wet operations is higher compared with dry operations system. Then from both
operating system there are also factors that affect the performance of gas turbines
so that the resulting load is not maximal. Actual in this PLTG wants the load
generated by the performance of gas turbine is always maximal, so that whatever
load is required by AP2B (Central Area Of Arrangement and Load Distribution)
can be supply by PLTG. By therefore the authors want to review the performance
of 2 gas turbine engine operating system LM6000PG and want to know the
inhibiting factors turbine performance so that efforts to improve and improvement
can be done so that the resulting load can be maximized.
Keywords: PLTG, LM6000PG Gas Turbine, Turbine Performance, Load
(Megawatt), Dry Operation, Wet Operation
vii
ABSTRAK
PLTG Senipah adalah Pembangkit Listrik Tenaga Gas yang terletak di Site Senipah
Kecamatan Samboja, Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur dengan menggunakan
mesin pabrikan dari General Electric Energy (U.S.A) yaitu mesin turbin gas
LM6000PG sebagai pembangkit listrik dengan tenaga gas untuk menyalurkan
listrik di sistem mahakam (Balikpapan, Samarinda, Tenggarong dan Bontang). Di
PLTG ini terdapat 2 Unit mesin turbin gas LM6000PG yang beroperasi dengan
kapasitas 2x41MW dan 1 water treatment plan yang memproduksi air
demineralisasi untuk digunakan pada mesin turbin tersebut. Pada mesin turbin gas
ini terdapat 2 sistem operasi untuk menghasilkan beban (Megawatt) diantaranya
adalah dry operation dan wet operation. Pada saat melaksanakan On The Job
Training, penulis melakukan monitoring di HMI (Human Monitoring Interface)
untuk menemukan data dari kedua sistem operasi tersebut, penulis menemukan
perbedaan beban (Megawatt) yang cukup signifikan ±5-7MW yang dihasilkan
antara kedua sistem tersebut. Berdasarkan data hasil monitoring turbin gas terlihat
bahwa beban yang dihasilkan oleh sistem wet operation lebih tinggi dibandingkan
dengan sistem dry operation. Kemudian dari kedua sistem operasi tersebut ada juga
faktor yang mempengaruhi kinerja turbin gas sehingga beban yang dihasilkan tidak
maksimal. Aktualnya di PLTG ini menginginkan agar beban yang dihasilkan oleh
kinerja turbin gas selalu maksimal, sehingga berapapun beban yang diminta oleh
AP2B (Area Pusat Pengaturan dan Penyaluran Beban), dapat disalurkan oleh
PLTG. Oleh Karena itu penulis ingin mengkaji kinerja dari 2 sistem operasi mesin
turbin gas LM6000PG dan ingin mengetahui faktor penghambat kinerja turbin
sehingga upaya peningkatan dan perbaikan dapat dilakukan agar beban yang
dihasilkan dapat dimaksimalkan.
Kata Kunci : PLTG, Turbin Gas LM6000PG, Kinerja Turbin, Beban (MW),
Dry Operation, Wet Operation.
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan pada Allah SWT yang telah membantu saya
dalam menyusun Tugas Akhir ini karena atas rahmat dan hidayah-Nya saya dapat
menyelesikan Tugas Akhir ini dari Bab I sampai Bab V dengan judul “Kajian
Kinerja Turbin Gas LM6000PG Dengan Menggunakan Sistem Dry Operation Dan
Wet Operation Di PLTG Site Senipah Kalimantan Timur”. Dalam Tugas Akhir ini
menjelaskan tentang kinerja turbin gas LM6000PG dengan mengunakan 2 sistem
operasi.
Saya Menyadari bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih memiliki
banyak kekurangan , baik dari penyajian materi , sistematika pembahasan maupun
kelengkapan informasi yang diberikan. Oleh karena itu saya mengharapkan
masukan berupa kritik dan saran dari pembaca, agar penulis dapat lebih sempurna
dalam membuat Tugas Akhir berikutnya.
Keberhasilan ini dapat terwujud dengan adanya bantuan dan dukungan dari
berbagai pihak, oleh karena itu saya mengucapkan banyak terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Ramli, S.E., M.M. selaku Direktur Politeknik Negeri Balikpapan.
2. Bapak Zulkifli, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Alat
Berat Politeknik Negeri Balikpapan.
3. Bapak Ida Bagus Dharmawan, S.T., M.Si. selaku dosen pembimbing I saya
yang telah membantu dan memberi masukan untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
4. Bapak Mohamad Amin, S.Pd.T., M.P.Fis selaku dosen pembimbing II saya
yang telah membantu dan memberi masukan untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
5. Ibu Elisabeth Milaningrum, S.Pd., M.Pd. selaku dosen wali saya yang sangat
memotivasi dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
6. Kedua orang tua saya Bapak, dan ibu, serta adik tercinta, terima kasih atas
doa, restu, pengertian, kasih sayang, semangat dan cintanya serta
dukungannya baik moril maupun materil yang senantiasa menyertai
kehidupan penulis.
ix
7. Bapak dan Ibu dosen dilingkungan Teknik Mesin Alat Berat yang telah
memberikan ilmunya selama penulis menyelesaikan proses belajar selama 3
tahun di Politeknik Negeri Balikpapan.
8. Karyawan Di PLTG Site Senipah yang telah membantu dan membimbing
serta memberi saran kepada penulis saat On Job The Training.
9. Sahabat dan Kerabat serta Keluarga Besar yang telah memberikan dorongan
semangat kepada penulis dalam melakukan penyusunan Tugas Akhir.
10. Rekan - rekan seperjuangan Program Studi Teknik Mesin Alat Berat
khususnya kelas TMAB2 angkatan 2014.
11. Senior-senior (kakak tingkat) jurusan Teknik Mesin Alat Berat yang telah
banyak memberikan masukan-masukan untuk pembuatan Tugas Akhir ini.
Kepada semua pihak yang tidak dapat ditulis satu-persatu, yang telah
membantu saya selama melaksanakan On The Job Training (OJT) di Pembangkit
Listrik Tenaga Gas Site Senipah semoga jasa-jasa mereka akan mendapatkan
balasan yang berlipat ganda dari Allah SWT. Semoga Tugas Akhir (TA) ini dapat
menjadi pegangan, baik itu sebagai mahasiswa/i itu sendiri maupun pembaca
lainnya dan harapan penulis agar Tugas Akhir (TA) ini dapat bermanfaat menjadi
acuan dalam penulisan Tugas Akhir (TA) dimasa mendatang.
Balikpapan, 07 Juni 2017
Jerly Rifsani Putra
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ ii
SURAT PERNYATAAN ................................................................................ iii
LEMBAR PERSEMBAHAN .......................................................................... iv
SURAT PERSETUJUAN PUBLIKASI .......................................................... v
ABSTRCT ........................................................................................................ vi
ABSTRAK ....................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii
DAFTAR ISI .................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 3
1.4 Tujuan Penulisan .................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penulisan .................................................................................. 3
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................ 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas ............................................................. 5
2.2 Turbine Gas LM6000PG ....................................................................... 6
2.3 Prinsip Kerja PLTG ............................................................................... 8
2.3.1 Siklus PLTG ................................................................................... 8
2.3.2 Operasi PLTG ................................................................................ 9
2.3.3 Bagian Utama PLTG ..................................................................... 10
2.3.3.1 Turbin Gas ........................................................................ 10
2.3.3.2 Kompresor ......................................................................... 14
xi
2.3.3.3 Ruang Bakar (Combustion Chamber/Combustor) ............ 15
2.3.3.4 Generator ........................................................................... 16
2.3.4 Komponen Bantu PLTG ................................................................ 16
2.3.4.1 Air Inlet ............................................................................. 16
2.3.4.2 Sistem - sistem pada Turbin Gas ....................................... 17
2.4 Pemeliharaan (Maintenance) PLTG ....................................................... 18
2.4.1 Pengertian Pemeliharaan (Maintenance) ...................................... 20
2.5 Waterwash ............................................................................................... 21
2.6 Demineralization Water .......................................................................... 21
2.7 Sistem Operasi Turbin Gas LM6000PG ................................................. 22
2.8 Fishbone Analysis ................................................................................... 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian ....................................................................................... 26
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................ 26
3.3 Teknik Pengumpulan Data ..................................................................... 26
3.4 Pengumpulan Data ................................................................................. 27
3.4.1 Data Primer .................................................................................... 27
3.4.2 Data Sekunder ................................................................................. 27
3.5 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 29
3.5.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah .............................................. 30
3.5.2 Tahap Perumusan Data ................................................................... 30
3.5.3 Tahap Pengumpulan Data ............................................................... 30
3.5.4 Tahap Pengolahan Data ................................................................... 31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengumpulan Data ........................................................................ 32
4.1.1 Data Monitoring Turbin Gas LM6000PG ....................................... 32
4.1.2 Parameter/Sensor Turbin Gas LM6000PG ..................................... 34
4.1.3 Diagram Performance D.O. & W.O. Turbin Gas LM6000PG ....... 36
4.2 Pembahasan ............................................................................................. 37
xii
4.2.1 Analisa Kinerja Turbin Gas LM6000PG Yang Menggunakan 2 Sistem
Operasi ............................................................................................ 37
4.2.2 Yang Perlu Diperhatikan Dalam Upaya Peningkatan Kinerja Turbin
Gas LM6000PG .............................................................................. 39
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 46
5.2 Saran ....................................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Diagram Megawatt Turbin LM6000PG pada D.O. dan W.O. 2
Gambar 2.1 Komponen Sistem PLTG Sederhana 6
Gambar 2.2 Tampak Dalam Mesin Turbin Gas LM6000 7
Gambar 2.3 Mesin Turbin Gas LM6000PG 7
Gambar 2.4 Siklus Kerja Brayton 9
Gambar 2.5 Exhaust Frame Assembly 12
Gambar 2.6 Monitoring T48 di Control Room PLTG Senipah 13
Gambar 2.7 Exhaust Diffuser Assembly 14
Gambar 2.8 Kompresor 15
Gambar 2.9 Combustion Chamber 16
Gambar 2.10 Synthetic Jet Engine Oil 18
Gambar 2.11 Inner Casnister dan Air Inlet 22
Gambar 2.12 Gambar Aliran Sprint System dan Water Injection System 23
Gambar 2.13 Fishbone Analysis 24
Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian 29
Gambar 4.1 Monitoring Turbin Gas LM6000PG Saat Dry Operation 32
Gambar 4.2 Monitoring Turbin Gas LM6000PG Saat Wet Operation 33
Gambar 4.3 Monitoring Sprint System Saat Wet Operation 34
Gambar 4.4 Parameter/Sensor Turbin Gas LM6000PG 34
Gambar 4.5 Diagram Temperature Turbin Gas LM6000PG Saat D.O.&W.O. 35
Gambar 4.6 Diagram RPM Turbin Gas LM6000PG Saat D.O.&W.O. 35
Gambar 4.7 Diagram Megawatt Turbin Gas LM6000PG Saat D.O.&W.O. 36
Gambar 4.8 Fishbone Analysis Diagram Kinerja Turbin Gas LM6000PG 40
Gambar 4.9 Chart Dalam Upaya Peningkatan Kinerja Turbin Gas LM6000PG 44
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Pengumpulan data dan metode pengolahan data 28
Tabel 4.1 Parameter Temperatur dan RPM Turbin LM6000PG Saat D.O. 32
Tabel 4.2 Parameter Temperatur dan RPM Turbin LM6000PG Saat W.O. 33
Tabel 4.3 Tabel Analisa Sebab Akibat 40
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Turbine Gas LM6000PG Performance Report
Lampiran 2 Manual Book Turbine Gas LM6000PG (Softfile)
Lampiran 3 Water Treatment Plan Report
Lampiran 4 Proses Treatment Air Demineralisasi
Lampiran 5 Gambar Tipe-tipe Mesin LM6000 dari GE
Lampiran 6 Gambar Turbin Gas LM6000 PG PLTG Senipah
Lampiran 7 Foto Observasi
Lampiran 8 Lembar Wawancara (Observasi)
Lampiran 9 Waterwash Unit Turbin Gas LM6000PG
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi listrik adalah energi yang berasal dari muatan listrik yang
menimbulkan medan listrik statis atau bergeraknya elektron pada konduktor
(pengantar listrik) atau ion (positif atau negatif) pada zat cair atau gas. Listrik
memiliki satuan Ampere yang disimbolkan dengan A dan tegangan listrik yang
disimbolkan dengan V dengan satuan Volt dengan ketentuan kebutuhan pemakaian
daya listrik Watt yang disimbolkan dengan W. Energi listrik dapat diciptakan oleh
sebuah energi lain dan sanggup memberikan energi yang nantinya dapat
dikonversikan pada energi yang lain.
Sumber : (www.ilmusahid.com/2015/09/pengertian-energi-listrik)
Di PLTG Site Senipah, terdapat 2 mesin turbin gas LM6000PG yang
berkapasitas 2x41MW dan 1 water treatment plan. Mesin turbin gas ini digunakan
untuk menghasilkan energi mekanikal yang berasal dari energi kima pada saat
proses pembakaran kemudian dari energi mekanikal yang dihasilkan dikonversikan
menjadi energi listrik pada generator yang terhubung pada poros turbin gas
sehingga dapat dihasilkan beban (Megawatt).
Kemudian Di PLTG Senipah untuk meningkatkan kinerja turbin gas, adalah
dengan cara waterwash. Waterwash adalah suatu cara yang digunakan untuk
membersihkan kompresor sehingga beban (Megawatt) yang dihasilkan turbin gas
meningkat. Proses waterwash menggunakan sistem semprotan air dari nozzle yang
dirancang agar masuk ke inti kompresor secara offline. Pada waterwash perlu juga
diperhatikan kualitas penggunaan air yang sesuai standar GE (General Electric)
yaitu air deminerasisasi agar tidak merusak komponen-komponen turbin gas yang
akan dibersihkan sehingga kinerja turbin gas akan meningkat. Selain itu, air
demineralisasi tidak hanya digunakan saat waterwash saja, akan tetapi juga
digunakan sebagai media pendinginan pada turbin yang berpengaruh besar terhadap
kinerja turbin.
Saat penulis melaksanakan OJT (On The Job Training) di Pembangkit
Listrik Tenaga Gas Site Senipah, penulis melihat dan mengamati 2 sistem operasi
2
turbin gas LM6000PG diantaranya adalah dry operation dan wet operation. Beban
(Megawatt) yang dihasilkan pada 2 sistem operasi tersebut cukup signifikan.
Berikut adalah diagram perbedaan Megawatt yang dihasilkan pada 2 sistm operasi
dengan T2 (Temperature Ambient/Temp sebelum masuk ke Low Pressure
Compressor pada turbin gas LM6000PG) yang sama :
Gambar 1.1 Diagram Megawatt pada D.O. dan W.O.
(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG
Senipah)
Berdasarkan latar belakang diatas penulis ingin melakukan ”Kajian Kinerja
Turbin Gas LM6000PG Dengan Menggunakan Sistem Dry Operation Dan Wet
Operation Di PLTG Site Senipah Kalimantan Timur”.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam Tugas Akhir ini yaitu :
1. Mengapa daya listrik yang dihasilkan pada sistem wet operation lebih besar
dari pada sistem dry operation Di PLTG Site Senipah?
2. Faktor apa saja yang mempengaruhi kinerja turbin gas LM6000PG pada
sistem dry operation dan wet operation di PLTG Site Senipah?
37.1
43.8
32
34
36
38
40
42
44
46
MW
Meg
aw
att
Turbine LM6000PG Sensor
DIAGRAM MEGAWATT TURBIN GAS LM6000PG PADA D.O & W.O.
Dry Operation Wet Operation
3
3. Upaya apa yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kinerja turbin gas
LM6000PG pada sistem dry operation dan wet operation di PLTG Site
Senipah?
1.3 Batasan Masalah
Agar analisa yang dilakukan tidak menyimpang, maka penulis membuat
batasan masalah pada laporan Tugas Akhir ini yang hanya membahas
kinerja turbin gas LM6000PG dengan menggunakan 2 sistem operasi yaitu
dry operation dan wet operation di PLTG Site Senipah.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui kinerja sistem wet operation pada turbin gas LM6000PG
yang dapat meningkatkan daya listrik di PLTG Site Senipah.
2. Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi kinerja turbin gas
LM6000PG pada 2 sistem operasi di PLTG Site Senipah.
3. Untuk mengetahui upaya meningkatkan kinerja turbin gas LM6000PG pada
2 sistem operasi di PLTG Site Senipah.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penulisan karya ilmiah ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk menambah pengalaman dari penulis terkait tentang Kinerja Turbin
Gas LM6000PG di Pembangkit Listrik Tenaga Gas Site Senipah.
2. Untuk menambah wawasan kepada pembaca terkait tentang PLTG.
3. Sebagai syarat kelulusan di Program Diploma III Teknik Mesin Alat Berat
Politeknik Negeri Balikpapan.
1.6 Sistematika Penulisan
Cara untuk mempermudah pembaca agar dapat memahami isi dari laporan
Tugas Akhir ini yaitu dengan memahami sistematika penulisannya, maka penulis
menyusun Tugas Akhir ini dalam 5 (lima) bab. Sistematika penulisan dari laporan
Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
4
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bagian ini terdiri dari latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian dan sistematika.
BAB II : LANDASAN TEORI
Merupakan uraian – uraian pendukung yang berhubungan dengan proses
pengolahan data dan dalam usaha pemecahan masalah Tugas Akhir ini.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN
Di dalam bab ini disajikan secara sederhana menguraikan variabel
penelitian dan definisi secara operasional. Penentuan sampel, jenis dan sumber data,
metode pengumpulan data dan metode analisis yang digunakan dalam penelitian.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Di dalam bab ini diuraikan deskripsi objek penelitian analisis data dan
pembahasan hasil penelitian.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Di dalam bab ini disajikan kesimpulan berdasarkan hasil analisa yang
merupakan jawaban dari perumusan masalah yang ada dan saran yang dapat
digunakan kedepanya.
DAFTAR PUSTAKA
Memuat daftar–daftar referensi yang digunakan penulis dalam menyusun
Tugas Akhir.
LAMPIRAN
Berisi lampiran–lampiran data.
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
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 kebutuhan akan 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
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 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 komponen utama seperti : Turbin Gas
(Gas Turbine), Kompresor (Compressor), Ruang Bakar (Combustor).
PLTG merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan udara sebagai
fluida kerja yang ditekan hingga menjadi tekanan tinggi, kemudian dibakar hingga
dapat menggerakkan turbin. Proses pembakaran dalam turbin gas memanfaatkan
bahan bakar gas sebagai fluida kerja sebagai penggerak mula.
Di dalam 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
6
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 (kimia) yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar
diubah menjadi energi mekanik dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik.
Gambar 2.1 Komponen Sistem PLTG Sederhana
(Sumber : www.turbininstrument.wordpress.com/2010/01/05//turbin-gas-i)
2.2 Turbine Gas LM6000PG
Mesin turbin gas LM6000PG adalah mesin pabrikan dari General Electric
Energy (U.S.A.) yang digunakan di PLTG Senipah sebagai unit pembangkit listrik
tenaga gas yang menggunakan bahan bakar natural gas. Arti dari LM6000PG
adalah Mesin turbin pembangkit listrik yang siap beroperasi di area Land Marine
(LM) dengan output maximum 60MW, dan juga merupakan mesin turbin
aeroderivative seri PG keluaran dari GE Energy.
7
Gambar 2.2 Tampak Dalam Mesin Turbin Gas Dengan Engine Model
LM6000
(Sumber : Soft Manual Book Turbin LM6000PG)
Gambar 2.3 Mesin Turbin Gas Dengan Engine Model LM6000PG
(Sumber : Softfile Waterwash PLTG Senipah)
8
2.3 Prinsip Kerja PLTG
PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas) menggunakan mesin turbin gas
yang memiliki poros dan terhubung dengan generator untuk menghasilkan listrik,
prinsip kerja PLTG yang menggunakan mesin turbin gas ialah berawal dari udara
yang masuk ke dalam 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
ke dalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar sehingga
bercampur dengan udara seperti pada Gambar 2.1. Komponen Sistem PLTG
Sederhana terdapat 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 nozzel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke 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 dihisap dan dimampatkan.
2. Pembakaran (combustion) bahan bakar dengan udara dicampurkan ke dalam
ruang bakar kemudian di bakar.
3. Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar
melalui 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.
2.3.1 Siklus PLTG
Siklus yang dipakai oleh PLTG adalah siklus Brayton. Siklus ini merupakan
siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat menjadi sangat
9
populer digunakan oleh pembuatan mesin turbin atau manufacturer dalam analisa
untuk upgrading performance.
Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri
dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan. Berikut tiap-tiap proses pada
siklus Brayton :
Gambar 2.4 Siklus Kerja Brayton
(Sumber : www.turbininstrument.wordpress.com/2011/01/06/turbin-gas-bagian-ii)
❖ Proses 1 kompresor isentropik
❖ Proses 2 pemasukan bahan bakar pada tekanan konstan.
❖ Proses 3 ekspansi isentropik didalam turbin.
❖ Proses 4 pembuangan panas pada tekanan konstan ke
udara.
2.3.2 Operasi PLTG
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
10
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 gas panas (hot gas path), dan sudu-
sudu turbin. Bagian-bagian ini umumnya mengalami kerusakan sehingga perlu
adanya inspeksi khusus.
Proses start-stop akan mempercepat proses kerusakan (crack), karena
proses start-stop menyebabkan proses pemuaian dan pengerutan yang tidak kecil.
Hal ini disebabkan sewaktu unit dingin, suhunya sama dengan suhu ruang sebesar
±30°C sedangkan sewaktu operasi, saat terkena gas hasil pembakaran suhu dapat
mencapai ±1.300°C.
Dari segi efisiensi pemakaian bahan bakar, unit sistem turbin gas tergolong
unit thermal yang efisiensinya paling rendah, yaitu berkisar antara 15-25%. Dalam
perkembangan penggunaan unit PLTG di PLN, akhir-akhir ini digunakan unit
turbin gas aeroderivative, yaitu turbin gas pesawat terbang yang dimodifikasi
menjadi turbin gas penggerak generator.
2.3.3 Bagian Utama PLTG
PLTG memiliki Turbin Gas LM6000PG, adapun bagian utama Turbin Gas
LM6000PG adalah :
1. Turbin Gas (Low Pressure Turbine & High Pressure Turbine)
2. Kompresor (Low Pressure Compressor & High Pressure Compressor)
3. Ruang Bakar (Combustor)
4. Generator
2.3.3.1 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 diam
tekanan dan kecepatan gas turun.
11
Dari daya total yang dihasilkan kira-kira 60% digunakan untuk memutar
kompresornya sendiri dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan.
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 keluar dari turbin gas. Exhaust Section
terdiri dari beberapa bagian yaitu :
1. Exhaust Frame Assembly.
2. Exhaust Difusser Asembbly
12
Gambar 2.5 Exhaust Frame Assembly
(Sumber : www.sulthonyusuf.blogspot.com/2010/01/turbin-gas-1.html)
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 (T48) dimana hasil pengukuran
ini digunakan juga untuk data pengontrolan temperatur, proteksi temperatur trip
dan seberapa kadar NOX yang akan dibuang ke udara luar. Pada exhaust area
terdapat 8 thermocouple (T48) yang merupakan sensor untuk mendeteksi
temperature dari gas buang hasil pembakaran di ruang bakar. Berikut adalah
gambar 8 thermocouple (T48) saat monitoring di control room PLTG Senipah :
13
Gambar 2.6 Monitoring T48 di Control Room PLTG Senipah
(Sumber : Human Monitoring Interface di Control Room PLTG Senipah)
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa T48 di area exhaust turbin gas
ini memiliki 8 thermocouple yang disimbolkan dengan huruf A-H (A,B,C,D,E,F,G
dan H) secara melingkar pada gambar yang ada di monitor control room. Jika unit
terjadi trip maka dimonitor akan menunjukan alarm pada huruf A-H dengan posisi
acak dan berurutan.
Jika ada alarm dan dimonitor menunjukan posisi acak, maka 4 T48 akan
memberikan informasi di monitor seperti A-C-E-G bahwa unit generator turbin gas
terjadi trip, tetapi jika ada alarm dan dimonitor menunjukan posisi berurutan, maka
3 T48 akan memberikan informasi di monitor seperti A-B-C bahwa unit generator
turbin gas terjadi trip.
14
Gambar 2.7 Exhaust Diffuser Assembly
(Sumber : http://www.globalsecurity.org/military /le5.htm)
2.3.3.2 Kompresor
Fungsi kompresor utama adalah menghasilkan udara bertekanan yang
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 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.
15
Adapun bentuk kompresor dapat dilihat dari gambar di bawah ini:
Gambar 2.8 Kompresor
(Sumber : http://www.academia.edu/28334384/bab_ii_landasan_teori
_2.1._Pembangkit_Listrik_Tenaga_Gas)
2.3.3.3 Ruang Bakar (Combustion Chamber/Combustor)
Combustion Chamber 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
pembakaran nya memberikan excess udara yang tinggi hingga mencapai sekitar
±350 %.
16
Adapun bentuk dan komponen combustion chamber dapat dilihat dari
gambar di bawah ini :
Gambar 2.9 Combustion Chamber
(Sumber : http://www.enginehistory.org/GasTurbines/combustionchamber.html)
2.3.3.4 Generator
Generator merupakan pesawat yang berfungsi untuk mengubah energi
kinetis menjadi energi listrik. Generator terdiri dari stator dan rotor. Rotor
berfungsi sebagai medan magnet putar, sedang stator berfungsi sebagai kumparan
tetap. Ketika rotor diputar oleh turbin maka medan magnet memotong kumparan
stator sehingga timbul tegangan pada ujung terminalnya.
2.3.4 Komponen Bantu PLTG
2.3.4.1 Air Inlet
Air inlet terdiri dari filter house yang berfungsi menyaring udara masuk
kompresor. Kotoran tidak boleh terbawa masuk kedalam kompresor maupun turbin
karena menyebabkan deposit ataupun erosi. Filter house dapat berupa filter
berputar atau filter yang dapat membersihkan sendiri. Pembersihan otomatis
bekerja apabila perbedaan tekanan melintas filter mencapai harga set nya. Filter
house dihubungkan ke saluran udara masuk kompresor dan inlet silincer.
17
2.3.4.2 Sistem - sistem pada Turbin Gas
Peralatan bantu PLTG selain terdiri dari peralatan yang berbentuk
komponen. Juga berupa suatu siklus atau sirkiut yang disebut sistem. Sistem
tersebut diantaranya terdiri dari :
1. Sistem udara pendingin dan perapat
Udara pendingin berfungsi untuk mendinginkan sudu-sudu turbin. Material
turbin gas akan mengalami stress yang berat karena dilalui oleh gas yang
temperaturnya sangat tinggi hasil dari pembakaran bahan bakar. Untuk mencegah
agar tidak terjadi overheating, maka bagian turbin yang dilalui oleh gas panas
tersebut didinginkan dengan udara. Sudu-sudu gerak (moving blade) didinginkan
dengan udara awal yang masuk dari kompresor.
2. Sistem udara pengabut
Bahan bakar gas pada turbin gas umumnya diatomisasi dengan udara. Udara
atomising ini diambil dari kompresor khusus atau dari kompresor utama. Pada saat
start udara pengabut biasanya diambil dari kompresor khusus, dan setelah operasi
normal udara pengabut diambil dari kompresor utama.
3. Sistem bahan bakar
Bahan bakar yang dipakai untuk PLTG adalah Natural Gas (Gas Alam).
Penggunaan bahan bakar gas untuk turbin gas akan lebih menguntungkan dibanding
dengan bahan bakar minyak jenis High Speed Diesel (HSD) karena :
• Lebih bersih, sehingga periode pemeliharaan lebih panjang
• Titik nyala rendah, sehingga mengurangi faktor kegagalan start .
• Tidak memerlukan tangki penampungan dari pompa, sehingga akan
lebih hemat dalam biaya investasi maupun biaya operasi.
Disamping ada keuntunganya, penggunaan bahan bakar gas juga mempunyai
kelemahan yaitu kebocoran gas dari intalasi tidak dapat terlihat langsung, dan ini
mengundang bahaya kebakaran.
4. Sistem Pelumasan
Sistem pelumasan diperlukan untuk mensupply minyak pelumas yang bersih
dengan tekanan dan suhu tertentu kedalam bantalan turbin, bantalan alternator,
bantalan kompresor, bantalan load gear, bantalan generator , sistem pengaman dan
18
lain- lainnya. Oli yang digunakan di mesin turbin gas PLTG Senipah adalah
Synthetic Jet Engine Oil.
Gambar 2.10 Synthetic Jet Engine Oil
2.4 Pemeliharaan (Maintenance) PLTG
Maintenance adalah perawatan untuk mencegah hal-hal yang tidak
diinginkan seperti kerusakan terlalu cepat terhadap semua peralatan di pabrik,
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 maupun periodik, karena apabila perawatan dilakukan tepat
pada waktunya akan mengurangi down time dari peralatan. Preventive maintenance
dibagi menjadi:
19
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.
4. 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 desain suatu peralatan atau unit. Modifikasi
bertujuan menambah kehandalan peralatan atau menambah tingkat produksi dan
kualitas pekerjaan.
7. Shut Down Maintenance
Shut Down Maintenance adalah kegiatan perawatan yang dilakukan terhadap
peralatan yang sengaja dihentikan pengoperasiannya. Shut down maintenance pada
turbine gas terdiri dari Boroscope Inspection, Combustion Inspection, Hot Gas Path
Ispection dan Major Inspection.
20
2.4.1 Pengertian Pemeliharaan (Maintenance)
Maintenance merupakan suatu fungsi dalam suatu manufaktur yang sama
pentingnya dengan fungsi - fungsi lain seperti produksi. Hal ini dilakukan dengan
tujuan agar kegiatan produksi dapat berjalan secara berkesinambungan. Usaha
untuk dapat menggunakan terus menerus mesin/peralatan agar kontinuitas
produksi dapat terjamin, maka dibutuhkan kegiatan – kegiatan pemelihaaan dan
perawatan yang meliputi :
a. Kegiatan pengecekan
b. Memberikan minyak (lubrication)
c. Perbaikan atas kerusakan - kerusakan yang ada
d. Penyesuain/penggantian spare part atau komponen
1. Natural Deterioration yaitu menurunnya kinerja mesin/peralatan secara alami
akibat terjadi kerusakan/keausan pada fisik mesin /peralatan selama waktu
pemakaian walaupun penggunaan secara benar
2. Accerated Deterioration yaitu menurunya kinerja mesin/peralatan akibat
kesalahan manusia (human error) sehingga dapat mempercepat keausan pada
mesin/peralatan karena mengakibatkan tindakan dan pelakuan yang tidak
seharusnya di lakukan terhadap mesin/peralatan.
Dalam usaha mencegah untuk menghilangkan keausan yang timbul ketika
proses produksi berjalan, dibutuhkan cara dan metode untuk mengantisipasi
dengan melakukan kegiatan pemeliharaan mesin/peralatan.
Pemeliharaan (Maintenance) adalah kegiatan untuk memelihara atau
menjaga mesin dan mengadakan perbaikan atau penggantian yang diperlukan
agar terdapat suatu keadaan operasi produksi yang memuaskan sesuai dengan
apa yang direncanakan. Jadi dengan adanya kegiatan maintenance maka
mesin/peralatan dapat di pergunakan sesuai dengan rencana dan tidak mengalami
kerusakan selama dipergunakan untuk proses produksi atau sebelum jangka
waktu tertentu direncanakan tercapai.
Menurut Corder et al.,dalam Dewi Mulyati yang mengatakan bahwa hasil
yang diharapkan dari kerugian pemeliharaan mesin/peralatan (equipment
maintenance) merupakan berdasarkan dua hal sebagai berikut :
21
1. Perawatan dalam bentuk kondisi (condition maintenance) yaitu mempertahankan
kondisi mesin/peralatan agar berfungsi dengan baik sehingga komponen-
komponen yang terdapat dalam mesin juga berfungsi umur ekonomisnya.
2. Pergantian komponen (replacement maintenace) yaitu melakukan tindakan
perbaikan dan penggatian komponen-komponen mesin tepat waktunya sesuai
dengan jadwal yang telah direncanakan sebelum kerusakan terjadi.
2.5 Waterwash
Salah satu kegiatan bulanan yang rutin dilakukan dalam upaya menjaga
knerja turbin gas ialah waterwash atau jika diterjemahkan ke dalam bahasa
indonesia berarti mencuci turbin menggunakan air demineralisasi, pengertian
waterwash sendiri dapat disederhanakan yaitu mencuci turbin khususnya blade-
blade pada compressor dan turbin. Tujuannya adalah untuk menjaga kinerja turbin
gas agar tetap maksimal dan juga untuk mengurangi tingkat pertambahan fouling
pada sudu-sudu kompresor turbin gas.
2.6 Demineralization Water
Demineralization Water adalah air yang kadar garam dan mineralnya
dihilangkan melalui beberapa proses filtrasi agar saat digunakan di sistem
pendinginan turbin tidak merusak komponen-komponen logam pada turbin.
Selain digunakan saat waterwash air demineralisasi juga digunakan di
sistem pendingin turbin saat wet operation, diantaranya adalah sprint system dan
water injection system.
Demineralisasi adalah sebuah proses penghilangan kadar garam dan
mineral dalam air melalui proses pertukaran ion (ion exchange process) dengan
menggunakan media resin (softener) anion dan kation. Proses ini mampu
menghasilkan air dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi (ultrapure water)
dengan jumlah kandungan Ionik dan An-ionik nya mendekati angka nol sehingga
mencapai batas yang hampir tidak dapat dideteksi lagi.
Proses Demineralisasi terjadi didalam 2 tabung penukar ion (ion exchanger
tank) yang berisikan resin penukar ion positif (kation resin) dan resin penukar ion
negative (anion resin).
22
Pada tabung yang berisikan resin kation terjadi proses pertukaran ion-ion
positif seperti magnesium (mg), calcium (ca) dan natrium (na) dengan ion H+ dari
resin kation, sedangkan pada tabung anion terjadi pertukaran ion-ion negatif seperti
Cl, SO4, SiO2 dengan ion OH- dari resin anion.
www.waterpluspure.wordpress.com/2011/06/20/demineralisasi-system
2.7 Sistem Operasi Turbin Gas LM6000PG
Di Pembangkit Listrik Tenaga Gas Site Senipah menggunakan 2 sistem
operasi diantaranya Dry Operation dan Wet Operation.
A. Dry Operation
Dry Operation adalah sistem operasi mesin turbin gas LM6000PG tanpa
tambahan pendingin, jadi pendinginan berasal dari udara luar yang masuk melalui
air inlet dengan beberapa lapisan filter kemudian masuk ke kompresor turbin
menuju ruang bakar.
Gambar 2.11 Inner Canister dan Air Inlet
(Sumber : Softfile Waterwash PLTG Senipah)
B. Wet Operation
Wet Operation adalah sistem operasi mesin turbin gas LM6000PG dengan
tambahan cooling system. Media pendinginannya menggunakan air demineralisasi
untuk mendinginkan udara yang masuk melalui air inlet (saat sprint system) dengan
beberapa lapisan filter. Berikut adalah 2 sistem pendinginan pada wet operation :
1.1 Sprint System
Sprint atau kepanjangan dari Spray Intercooler adalah suatu system yang
dikembangkan oleh General Electric yang berguna untuk menurunkan temperatur
udara pada area kompresor dengan cara menyemprotkan air demineralisasi dari
Low Pressure Compressor (LPC) kearah combustion chamber. Tujuannya adalah
23
untuk menaikkan dan menstabilkan beban (Megawatt) yang dihasilkan. Letak sprint
sistem di sisi inlet kompresor.
2.1 Water Injection (NOX) System
Water Injection System adalah suatu sistem yang berguna untuk menurunkan
temperatur udara dalam turbin serta membantu untuk penyalaan awal dari sprint
system sampai beban stabil dan supply air tercukupi lalu water injection dimatikan.
Nozzle dari water injection ini bersamaan dengan nozzle bahan bakar tepat di area
ruang bakar hanya berbeda lubang di nozzle tersebut, kemudian selain untuk
menaikkan beban fungsi utama water injection system adalah untuk menurunkan
nilai NOX dari hasil pembakaran di ruang bakar sebelum dibuang ke udara luar
yang dapat membahayakan lapisan atmosfer.
Gambar 2.12 Gambar Aliran Sprint System dan Water Injection System
Sumber : Human Monitoring Interface di Control Room PLTG Senipah
24
2.8 Fishbone Analysis
Gambar 2.13 Fishbone Analysis
(Sumber : www.elqorni.wordpress.com/2012/11/09/mengenal-analisis-fishbone)
Dr. Kaoru shikawa seorang ilmuwan Jepang, merupakan tokoh kualitas
yang telah memperkenalkan user friendly control, Fishbone cause and effect
diagram, emphasised the internal customer kepada dunia. Ishikawa juga yang
pertama memperkenalkan 7 (seven) quality tools: control chart, run chart,
histogram, scatter diagram, pareto chart, and flowchart yang sering juga disebut
dengan 7 alat pengendali mutu/kualitas (quality control seven tools). Diagram
Fishbone dari Ishikawa menjadi satu tool yang sangat populer dan dipakai di
seluruh penjuru dunia dalam mengidentifikasi faktor penyebab problem/masalah.
Alasannya sederhana Fishbone diagram tergolong praktis, dan memandu setiap tim
untuk terus berpikir menemukan penyebab utama suatu permasalahan. Diagram
tulang ikan ini dikenal dengan cause and effect diagram. Kenapa Diagram Ishikawa
juga disebut dengan tulang ikan? memang kalau diperhatikan rangka analisis
diagram Fishbone bentuknya ada kemiripan dengan ikan, dimana ada bagian kepala
(sebagai effect) dan bagian tubuh ikan berupa rangka serta duri-durinya
digambarkan sebagai penyebab (cause) suatu permasalahan yang timbul. Dari
gambar di atas terlihat bahwa faktor penyebab problem antara lain (kemungkinan)
terdiri dari : material/bahan baku, mesin, manusia dan metode/cara. Semua yang
berhubungan dengan material, mesin, manusia, dan metode yang saat ini dituliskan
dan dianalisa faktor mana yang terindikasi menyimpang dan berpotensi terjadi
problem. Ingat, ketika sudah ditemukan satu atau beberapa penyebab jangan puas
25
sampai di situ, karena ada kemungkinan masih ada akar penyebab di dalamnya yang
tersembunyi. Bahasa gaulnya, jangan hanya melihat yang gampang dan nampak di
luar. Ishikawa mengajarkan kita untuk melihat ke dalam dengan bertanya
“mengapa? mengapa? dan mengapa?”. Hanya dengan bertanya “mengapa”
beberapa kali kita mampu menemukan akar permasalahan yang sesungguhnya.
Penyebab sesungguhnya, bukan gejala. Dengan menerapkan diagram Fishbone ini
dapat menolong kita untuk dapat menemukan akar penyebab terjadinya masalah
khususnya di industri manufaktur dimana prosesnya terkenal dengan banyaknya
ragam variabel yang berpotensi menyebabkan munculnya permasalahan. Apabila
masalah dan penyebab sudah diketahui secara pasti, maka tindakan dan langkah
perbaikan akan lebih mudah dilakukan. Dengan diagram ini, semuanya menjadi
lebih jelas dan memungkinkan kita untuk dapat melihat semua kemungkinan
penyebab dan mencari akar permasalahan sebenarnya.
26
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 di lapangan dengan metode
observasi di lapngan. Observasi di lapangan yang dilakukan adalah dengan
melakukan wawancara pada pekerja di PLTG Senipah atas kinerja turbin gas
LM6000PG pada 2 sistem operasi yang dapat dilihat di human monitoring interface
control room PLTG Site Senipah dan juga melalui pengumpulan data sekunder atau
informasi yang ada pada manual book Turbine Gas LM6000PG dari General
Electric dan water treatment plan report di PLTG Senipah.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
Tempat penelitian dilaksanakan di Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Site Senipah Kalimantan Timur. Waktu penelitian dimulai pada tanggal 1 Agustus
2016 sampai dengan 31 Oktober 2016.
3.3 Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan pada saat On The Job Training (OJT) di
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) Site Senipah 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 diambil oleh penulis
langsung di lapangan yang menjadi tempat penelitian khususnya human
monitoring interface di control room dan di water treatment plan PLTG
Senipah. Data-data foto yang diambil akan dijadikan pedoman dasar atas
27
penelitian yang akan dibahas oleh penulis pada Tugas Akhir ini. Penulis juga
mengumpulkan data dari hasil laporan Turbine Gas Performance report di
human monitoring interface dan manual book Turbine Gas LM6000PG serta
laporan dari water treatment plan yang penulis dapatkan dari PLTG Senipah
sebagai penunjang penulisan Tugas Akhir ini.
3. Wawancara, yaitu teknik pungumpulan data dengan melakukan wawancara
pekerja di human monitoring interface control room dan water treatment plan
Site PLTG Senipah.
3.4 Pengumpulan Data
Berdasarkan sumber data penelitian ini dibagi menjadi dua yaitu :
3.4.1 Data Primer
Data Primer didalam penelitian ini diperoleh dengan cara melakukan
observasi pengamatan di lapangan selama penulis melakukan OJT dan melakukan
monitoring performance turbin di control room dan di water treatment plan agar
penulis dapat membuat penelitian performance turbin, kemudian penulis
mengambil data gambar atau foto saat proses maintenance unit di lapangan. Setelah
itu penulis melakukan pengambilan data kembali dengan wawancara pekerja di
lapangan.
3.4.2 Data Sekunder
Data Sekunder yang diambil sebagai penguat data primer yaitu dari Turbine
Gas Performance Report, Manual Book Turbine Gas LM6000PG dan Water
Treatment Plan Report yang berhubungan dengan penelitian yang dilakukan oleh
penulis yaitu penelitian kinerja turbin gas LM6000PG terhadap 2 sistem operasi.
28
Tabel 3.1 Pengumpulan data dan metode pengolahan data.
Jenis Data Data Sumber Data Metode
Kualitatif
Monitoring
performance turbine Primer
Observasi berupa
Dokumentasi dan
Wawancara
Monitoring Water
Treatment Plan
Process
Primer
Observasi berupa
Wawancara dan foto di
lapangan
Kuantitatif
Turbine Gas
Performance report Sekunder
Monitoring & Make
Report
Manual book
Turbine Gas
LM6000PG
Sekunder Study Book
Water Treatment
Plan report Sekunder Study Report
29
3.5 Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian
Dapat dilihat dari Gambar 3.1 bahwa alur penulisan karya ilmiah ini diawali
dari identifikasi masalah, tahap perumusan data, tahap pengumpulan data dan tahap
30
pengolahan data yang diakhiri dengan kesimpulan dan saran. Sehingga dapat
diharapkan penulisan karya ilmiah ini sesuai dengan yang telah direncanakan dari
awal.
3.5.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah
Dalam sebuah penelitian, identifikasi sebuah masalah merupakan tahap
yang paling dini. Dalam hal ini identifikasi masalah masih pada bentuk konsep yang
akan digunakan untuk menjadi dasar sebuah penelitian. Pada tahap ini penulis
menemukan masalah yang terjadi pada saat OJT, dengan melihat dan mengamati di
Human Monitoring Interface control room yaitu adanya perbedaan beban
(Megawatt) yang dihasilkan pada kinerja turbin gas LM6000PG dengan
menggunakan 2 sistem operasi di PLTG Site Senipah.
3.5.2 Tahap Perumusan Data
Pada dasarnya penelitian itu dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan
data yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah. Pada tahap ini, penulis
melakukan proses merumuskan suatu masalah dengan observasi lapangan
mengamati untuk merumuskan masalah yang telah ditentukan. Untuk lebih
memperjelas, maka penulis juga melakukan studi literature dari berbagai buku
maupun internet sebagai acuan dalam merumuskan masalah yang sedang diamati,
yaitu penelitian kinerja turbin gas LM6000PG dengan 2 sistem operasi di PLTG
Site Senipah.
3.5.3 Tahap Pengumpulan Data
Pengumpulan data dapat dilakukan dalam berbagai setting, berbagai
sumber, dan berbagai cara (Prof. Dr. Sugiono 2010). Dalam penelitian ini penulis
melakukan pengumpulan dari sumber data yaitu primer dan sekunder. Bila dilihat
dari sumber data primer maka penulis mengumpulkan dokumentasi performance
turbin LM6000PG terhadap 2 sistem operasi di PLTG Senipah. Setelah itu juga
melakukan wawancara langsung dengan pekerja di yang ada di Human Monitoring
Interface control room maupun di Water Treatment Plan. Sedangkan bila dilihat
dari sumber sekunder, penulis mengumpulkan data berupa softfile/dokumen PLTG
seperti Turbine Gas Performance report, manual book Turbine Gas LM6000PG
dan Water Treatment Plan Report. Data tersebut digunakan penulis sebagai
penunjang data primer untuk merumuskan masalah yang akan diteliti.
31
3.5.4 Tahap Pengolahan Data
Setelah penulis mengumpulkan data dari berbagai sumber yang ada, tahap
selanjutnya yaitu proses pengolahan data yang telah didapatkan. Pada tahapan ini,
penulis mengolah data hasil dari monitoring performance turbin terhadap 2 sistem
operasi. Pada penelitian ini penulis ingin mendapatkan hasil yang tepat berupa data
performance turbin dengan pertimbangan tertentu atau penulis sudah menentukan
tujuan arah dalam penulisan ini sejak awal melakukan penelitian.
Setelah data diolah, proses selanjutnya adalah melakukan penelitian
terhadap data tersebut. Kegiatan dalam penelitian data adalah mengelompokkan
data berdasarkan variable dan jenis data, mentabulasi data berdasarkan variable,
menyajikan data tiap variable yang teliti, melakukan perhitungan untuk menjawab
rumusan masalah, dan melakukan perhitungan untuk menguji hipotesa yang telah
diajukan (Prof. Dr. Sugiono 2010). Untuk mengkaji data yang besifat kuantitatif
dengan penggunaan statistik, penulis melakukan penelitian dengan teknik analisa
data metode statistic deskriptif. Metode ini merupakan statistik yang digunakan
untuk mengkaji data dengan cara mendeskripsikan atau menggambarkan data yang
telah terkumpul tanpa bermaksud membuat kesimpulan langsung. Termasuk dalam
statistik deskriptif antara lain adalah penyajian data melalui table, grafik, diagram
lingkaran, pictogram, perhitungan modus, perhitungan penyebaran data melalui
perhitungan rata-rata dan standart deviasi dan perhitungan presentase (Prof. Dr.
Sugiono 2010). Dalam proses penelitian data jika dirasakan adanya kekurangan
data sebagai perumusan masalah, maka penulis dapat kembali ke tahap
pengumpulan data. Namun jika dirasa data tersebut memenuhi sebagai perumusan
masalah, maka dapat dilanjutkan ke proses pembahasan dan hasil penelitian.
Pada proses hasil penelitian dan pembahasan ini merupakan proses inti
dalam perumusan masalah. Dalam penelitian ini, penulis menggunakan diagram
fishbone analysis. Fishbone Analysis digunakan sebagai analisa kinerja turbin
untuk mengetahui sebab dan akibat dari masalah yang ada. Jika proses tersebut
selesai maka dapat dibuat sebuah kesimpulan dari penelitian ini dan dibuatkan saran
kepada pembaca agar tahu apa yang kurang dalam penelitian ini.
32
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengumpulan Data
4.1.1 Data Monitoring Turbin Gas LM6000PG
Gambar 4.1 Monitoring Turbin Gas LM6000PG Saat Dry Operation
(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG
Senipah)
Pada Gambar 4.1 merupakan gambar screenshoot hasil monitoring turbin
LM6000PG pada saat Dry Operation dengan T2 (Temperature Ambient/
Temperatur udara sebelum masuk ke LPC) 79.1°F dan di jam 08.00 hingga
menghasilkan beban 37.1 MW pada kondisi T48 Maximum. Adapun Parameter
lainnya adalah :
Temperature RPM
T3 = 1007.9 °F (limit = 1080.0°F) XN25 = 10371.5 RPM
T48 = 1700.0 °F (limit = 1700.0°F) XNSD = 3929.2 RPM
Tabel 4.1 Parameter Temperatur dan RPM Mesin Turbin LM6000PG Saat Dry
Operation
33
Gambar 4.2 Monitoring Turbin Gas LM6000PG Saat Wet Operation
(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG
Senipah)
Pada Gambar 4.2 merupakan gambar screenshoot hasil monitoring turbin
LM6000PG pada saat Wet Operation dengan T2 (Temperature Ambient/
Temperatur udara sebelum masuk ke LPC) 79°F yang sama seperti pada saat D.O.
dan di jam 08.00 yang sama hingga menghasilkan beban 43.8 MW pada kondisi
T48 Maximum. Adapun Parameter lainnya adalah :
Temperature RPM
T3 = 984.1 °F (limit = 1080.0°F) XN25 = 10469.7 RPM
T48 = 1699.6 °F (limit = 1700.0°F) XNSD = 3934.1 RPM
Tabel 4.2 Parameter Temperatur dan RPM Mesin Turbin LM6000PG Saat
Wet Operation
Pada saat Wet Operation menggunakan air demineralisasi sebagai media
pendingin dari turbin, pada monitoring kali ini air yang digunakan pada Sprint
34
System sebanyak 16.2 gpm, untuk melihat jumlah penggunaan air demineralisasi
dapat dilihat di monitor pada bagian FT2105.
Berikut adalah gambar dari Sprint System.
Gambar 4.3 Monitoring Sprint System Saat Wet Operation
(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG
Senipah)
4.1.2 Parameter/Sensor Turbin Gas LM6000PG
Gambar 4.4 Parameter/Sensor Turbin Gas LM6000PG
(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG
Senipah)
35
Keterangan Parameter Turbin Gas LM6000PG :
T2 = Sensor temperatur udara yang masuk ke LPC
T25 = Sensor temperatur udara yang masuk ke HPC
T3 = Sensor temperatur udara discharger HPC
T48 = Sensor temperatur udara setelah combustor
XNSD = Sensor putaran sisi LPC dan LPT
XN25 = Sensor putaran sisi HPC dan HPT
P0 = Sensor pressure udara sebelum inlet LPC
P25 = Sensor pressure udara sebelum masuk HPC
PX36 = Sensor static pressure sebelum combustor
P3 = Sensor pressure udara sebelum combustor
P48 = Sensor pressure udara setelah combustor
PTB = Sensor pressure thrust balance (untuk memberikan pressure ke LPT agar
seimbang pada gaya dorong ke belakang yang terjadi akibat tekanan dari
combustor)
VIGV = Variable Inlet Guide Vane (Mengatur udara yang masuk ke LPC)
VBV = Variable Bypass Valve (Membuang kelebihan udara yang masuk ke HPC)
VSV = Variable Stator Vane (Mengatur udara yang masuk ke combustor)
LPC = Low Pressure Compressor
HPC = High Pressure Compressor
LPT = Low Pressure Turbine
HPT = High Pressure Turbine
36
4.1.3 Diagram Performance Dry Operation & Wet Operation Turbin Gas
LM6000PG
Berikut merupakan diagram hasil dari data monitoring kinerja turbin gas
LM6000PG pada 2 sistem operasi :
Gambar 4.5 Diagram Temperature Turbin Gas LM6000PG Saat Dry
Operation dan Wet Operation
(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG
Senipah)
Gambar 4.6 Diagram RPM Turbin Gas LM6000PG Saat Dry Operation
dan Wet Operation
(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG
Senipah)
79.1
1007.9
1700.3
79
984.1
1699.6
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
T2
T3
T48
Temperature °FTurb
ine
LM6
00
0P
G S
enso
r
DIAGRAM TEMPERATURE TURBIN GAS LM6000PG PADA D.O. & W.O.
Wet Operation Dry Operation
3929.2
3934.1
3926 3927 3928 3929 3930 3931 3932 3933 3934 3935
NSD
RPMTurb
ine
LM6
00
0P
G S
enso
r
DIAGRAM RPM TURBIN GAS LM6000PG PADA D.O & W.O.
Wet Operation Dry Operation
37
Gambar 4.7 Diagram Megawatt Turbin Gas LM6000PG Saat Dry
Operation dan Wet Operation
(Sumber : Data monitoring turbin gas LM6000PG di control room PLTG
Senipah)
4.2 Pembahasan
4.2.1 Analisa Kinerja Turbin Gas LM6000PG Yang Menggunakan 2 Sistem
Operasi
PLTG Senipah adalah Pembangkit Listrik Tenaga Gas yang terletak
di Site Senipah, Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur. PLTG ini
diprakarsai oleh PT. Kartanegara Energi Perkasa dengan kerja sama operasi
dan maintenance oleh PT. Energi Prima Sejahtera - PT. Wijaya Karya
Rekayasa Konstruksi. Di PLTG ini terdapat 2 unit mesin turbin gas
LM6000PG sebagai pembangkit listrik tenaga gas dan 1 unit water
treatment plan untuk memproduksi air demineralisasi yang digunakan
sebagai cooling system pada turbin gas. Pada dasarnya proses kerja dari
turbin gas ini sama dengan proses kerja pada motor bakar, yang terdiri dari
proses hisap, kompresi, usaha dan buang. Pada proses ekspansi turbin gas,
terjadi perubahan energi dari energi panas (kimia) menjadi energi mekanik
putaran poros turbin, sedangkan pada motor bakar pada langkah ekspansi
terjadi perubahan dari energi panas (kimia) menjadi energi mekanik gerak
37.1
43.8
32 34 36 38 40 42 44 46
MW
Megawatt
Turb
ine
LM6
00
0P
G S
enso
r
DIAGRAM MEGAWATT TURBIN GAS LM6000PG PADA D.O & W.O.
Wet Operation Dry Operation
38
bolak-balik torak. Dengan kondisi tersebut, turbin gas bekerja lebih halus
dan tidak banyak getaran.
Pada saat penulis melaksanakan On The Job Training di PLTG
Senipah penulis melakukan monitoring kinerja turbin gas LM6000PG pada
unit 1 di control room (dapat dilihat pada gambar 4.1 dan 4.2). Penulis
melihat terdapat 2 sistem operasi yang digunakan oleh mesin turbin gas
untuk menghasilkan megawatt yaitu dry operation dan wet operation. Dry
Operation adalah sistem operasi yang bekerja pada mesin turbin gas tanpa
tambahan sistem pendingin, jadi hanya udara yang masuk melalui air inlet
kemudian masuk ke turbin gas. Sedangkan wet operation adalah sistem
operasi yang bekerja pada mesin turbin gas dengan tambahan 2 cooling
system untuk mendinginkan udara dalam turbin gas yaitu sprint system dan
water injection system (NOX). Sprint system adalah sistem pendingin pada
turbin gas LM6000PG yang menyalurkan air demineralisasi melalui nozzle
yang terletak di inlet compressor (dapat dilihat pada gambar 4.3) Sedangkan
wet operation adalah sistem pendingin pada turbin gas yang menyalurkan
air melalui nozzle yang terletak di combustor dengan tujuan untuk
mengurangi nilai NOX yang terkandung dalam gas buang agar tidak
merusak lapisan atmosfer ketika dibuang ke udara luar.
Penulis melakukan monitoring kinerja turbin gas pada 2 sistem
operasi di jam 8 saat suhu normal dan di T2 (Temperatur ambient) yang
sama. Pada kondisi itu diketahui bahwa T48 (Sensor temperatur udara
setelah combustor) sudah maximum artinya temperatur kerja sudah
mencapai limit dan rpm sudah tidak dapat meningkat lagi dengan tujuan
membatasi kinerja turbin gas agar tidak overheating. Pada saat dry
operation, megawatt yang dihasilkan lebih rendah berdasarkan gambar 4.1
hasil monitoring dikarenakan tidak adanya supply air demin yang
mendinginkan udara di dalam turbin gas, sehingga udara di area T3 (Sensor
temperatur udara discharger HPC) dan T48 tidak mendapatkan tambahan
pendinginan untuk meningkatkan rpm mesin karena fungsi sensor T3/T48
adalah untuk membatasi rpm mesin ketika temperatur sudah mencapai limit.
Maka megawatt yang mampu dihasilkan hanya 37.1 MW.
39
Berbeda saat wet operation diaktifkan maka yang akan terjadi adalah
saat sprint system adanya injeksi air demineralisasi di area LPC sehingga
suhu udara (T2) yang masuk menjadi turun dan memiliki pertambahan
massa/kerapatan udara serta meningkatnya efisiensi compressor sehingga
T3 belum mencapai limit, hal tersebut membuat output (MW) masih dapat
meningkat karena putaran mesin (rpm) terus bekerja. Seperti konsep dinamo
jika putaran terus meningkat maka daya yang dihasilkan akan meningkat,
begitu pula pada mesin turbin gas ini jika putaran mesin masih terus bekerja
maka generator akan menghasilkan daya listrik (MW) semakin besar.
Energi gas buang yang digunakan untuk memutar HPT & LPT sama dengan
D.O. namun kerja compressor ringan jadi putaran XN25 bertambah, putaran
XN25 max 10.800 rpm (Jika T3 dan T48 belum limit) dan secara automatis
momen puntir/ torsi dari HPT-HPC meningkat jika putaran bertambah.
Meningkatnya torsi inilah yang membuat mesin dapat dibebani sampai 43
MW. Karena pada dasarnya sebagai ilustrasi beban/ load pada generator itu
seperti beban benda yang ditaruh pada sebuah sepeda, semakin besar
bebannya semakin besar pula kekuatan mengayuh sepeda (torsi). Jadi, 2
sistem operasi ini digunakan untuk memenuhi permintaan dari AP2B (Area
Pusat Pengaturan dan Penyaluran Beban) yang memerintahkan naik dan
turunnya beban sesuai dengan frekuensi jaringan listrik PLN.
4.2.2 Yang Perlu Diperhatikan Dalam Upaya Peningkatan Kinerja Turbin
Gas LM6000PG
Berdasarkan uraian penjelasan kinerja dari 2 sistem operasi mesin turbin gas
LM6000PG terdapat perbedaan beban (Megawatt) yang dihasilkan cukup
signifikan antara dry operation dan wet operation ±5-7MW, kemudian terdapat
faktor yang mempengaruhi kinerja pada 2 sistem operasi mesin secara umum. Maka
penulis akan membuat diagram analisa fishbone atau diagram sebab-akibat untuk
mengetahui faktor yang mempengaruhi kinerja pada 2 sistem operasi mesin turbin
gas LM6000PG di PLTG Site Senipah.
40
Gambar 4.8 Fishbone Analysis Diagram Kinerja Turbin Gas LM6000PG
Pada fishbone analysis diagram di atas dapat diketahui bahwa performence
turbin gas LM6000PG tidak optimal dikarenakan beberapa faktor-faktor masalah,
sehingga dari analisa di atas dapat dikelompokan menjadi tabel sebab dan akibat
sebagai berikut:
Tabel 4.3 Analisa Sebab Akibat
Faktor Penyebab Akibat
Machine Parts
1. Variable Bypass
Valve (VBV) seal
bocor.
(-) Unit tidak dapat
bekerja jika trouble
parah dan tidak dapat
menghasilkan daya
(MW)
2. Filter Canister Kotor
(-) Supply udara bersih
berkurang dan akan
berdampak pada
performance mesin yang
dihasilkan.
41
Electrical Sensor 1. Sensor T48 Trouble
(-) Unit trip jika 3 atau 4
T48 Fail.
(+) Beban bisa naik jika
Average dari T48SEL
turun.
Water Treatment Plan
1. Pompa Chemical
Trouble
(-) Tidak dapat
melakukan proses
treatment air
demineralisasi dan
supply air ke turbin
dihentikan.
2. Air Demineralisasi
yang di produksi
keruh
(-) Produksi air
dihentikan karena air
dari sumur warga keruh
dan wet operation belum
bisa berkerja. Sehingga
megawatt yang
dihasilkan tidak
maximal.
Mother Nature 1. Cuaca
(-) Pada saat cuaca panas
membuat temperatur
ambient (T2) tinggi
sehingga suhu udara
yang masuk ke turbin
gas LM6000PG tidak
optimal dalam proses
kerja turbin dan MW
yang dihasilkan tidak
maximal seperti pada
temperatur normal.
42
(+) Pada saat cuaca
dingin/hujan membuat
temperatur ambient (T2)
rendah sehingga suhu
udara yang masuk ke
turbin gas LM6000PG
dapat dioptimalkan
dalam proses kerja
turbin dan MW yang
dihasilkan bisa maximal
pada temperatur yang
rendah.
2. Lingkungan PLTG
Senipah
(-) Lingkungan PLTG
Senipah yang kotor juga
dapat membawa debu ke
area filter canister
sehingga membuat udara
yang masuk tidak
optimal dan berpengaruh
pada kinerja turbin gas
LM6000PG
Dari beberapa faktor penyebab tidak optimalnya performance turbin gas
LM6000PG merupakan faktor penyebab yang umumnya sering terjadi di PLTG
Senipah, diantaranya karena machine parts, electrical sensor, water treatment plan
dan mother nature. Masalah yang umum terjadi pada machine parts adalah
komponen turbin trouble dan filter canister kotor. Komponen turbin trouble yang
pernah penulis temukan yaitu seal actuator bocor VBV (Variable Bypass Valve)
yang berfungsi untuk membuang kelebihan udara yang masuk ke ruang HPC agar
unit tidak kelebihan udara yang membuat mesin menjadi stall, penyebab dari
bocornya seal ini dikarenakan lifetime dari seal itu sendiri. Kemudian masalah lain
pada machine parts yaitu filter canister kotor akibatnya udara yang masuk pada air
43
inlet tidak dapat disaring dengan baik, sehingga udara yang digunakan dalam turbin
gas menjadi tidak efisien dan penyebab kotornya filter udara berasal dari udara luar
yang tidak bersih. Kedua, masalah pada electrical sensor adalah sensor T48 trouble
jika ada alarm dan di monitor menunjukan posisi acak, maka 4 T48 akan
memberikan informasi di monitor seperti A-C-E-G bahwa unit generator turbin gas
terjadi trip, tetapi jika ada alarm dan di monitor menunjukan posisi berurutan, maka
3 T48 akan memberikan informasi di monitor seperti A-B-C bahwa unit generator
turbin gas terjadi trip. (Dapat dilihat pada gambar 2.6) trouble tersebut terjadi
karena penggunaan water injection yang berulang kali. Ketiga, masalah pada water
treatment plan yang biasa terjadi adalah pompa chemical trouble dan air
demineralisasi yang diproduksi keruh. Pompa chemical yang bermasalah membuat
proses treatment air demineralisasi jadi terhambat karena pompa chemical
digunakan untuk mencampur bahan kimia ke dalam air dari sumur warga agar air
dapat di treatment sesuai dengan standar yang ada dari General Electric.
Lalu masalah lainnya pada water treatment plan adalah air keruh dari sumur
warga yang membuat tim WTP tidak dapat memproduksi air demineralisasi,
sehingga daya listrik yang dihasilkan tidak bisa dimaksimalkan karena wet
operation tidak dapat diaktifkan. Keempat, masalah pada mother nature yang
sering terjadi yaitu cuaca yang tidak menentu yang membuat kinerja turbin gas
terkadang tidak menguntungkan terutama pada cuaca panas, jika AP2B (Area Pusat
Pengaturan dan Penyaluran Beban) memerintahkan untuk beban lebih tinggi maka
dengan D.O. mesin tidak mampu menghasilkan beban sesuai permintaan AP2B
tetapi berbeda ketika waktu musim dingin atau hujan, terkadang dengan D.O. mesin
mampu menghasilkan beban (MW) yang sesuai dengan permintaan AP2B.
Kemudian selain cuaca, lingkungan sekitar yang kotor juga membuat udara yang
masuk ke turbin gas tidak efisien jika tidak didukung dengan kemampuan filtrasi
yang baik dari filter canister. Oleh karena itu dari analisa fishbone yang dibuat oleh
penulis perlu adanya upaya peningkatan kinerja turbin gas LM6000PG dengan
membuat chart sederhana :
44
Gambar 4.9 Chart Dalam Upaya Peningkatan Kinerja Turbin Gas
LM6000PG
Upaya peningkatan kinerja turbin gas yang dapat dilakukan yaitu
melakukan waterwash unit (Seperti pada bagian waterwash yang dilampirkan)
banyak kegiatan maintenance yang dilakukan pada saat itu diantaranya adanya
pengecekan komponen mechanical, electrical sensor, pencucian turbin dengan
deterjen khusus dan juga pembersihan/penggantian filter canister sehingga udara
yang masuk dapat disaring dengan baik. Kemudian pada electrical sensor,
dilakukan pengecekan tahanan (ohm) pada T48 untuk mengetahui putus tidaknya
T48 tersebut, jika putus tindakan yang dilakukan adalah mengganti/memperbaiki
T48 tersebut. Untuk meminimalisasi komponen turbin trouble caranya adalah
dengan melakukan pengecekan secara berkala pada komponen turbin gas
LM6000PG, jika lifetime dari komponen sudah habis maka segera dilakukan
penggantian dengan komponen yang baru.
Pada water treatment plan dilakukannya pengecekan pompa dengan rutin
setiap ingin melakukan pencampuran chemical dengan tujuan untuk mengetahui
kondisi dari pompa tersebut apakah ada masalah atau tidak, dan juga perlu
dilakukan pengontrolan sumur warga terhadap air yang keruh agar proses produksi
•Melakukan waterwash unit yang didalamnya sekaligus dilakukan pengecekan sensor pada turbin gas LM6000PG
Filter Canister Kotor dan Sensor T48 Trouble
•Melakukan pengecekan secara berkala pada komponen turbin gas LM6000PGKomponen Turbin
Trouble
•Melakukan pengecekan pompa dengan rutin
•Melakukan pengontrolan sumur warga terhadap air yang keruh
Pompa Chemical Troubledan Air Demineralisasi
keruh
•Melakukan pembersihan rutin dari debu yang ada di lingkungan PLTG SenipahLingkungan Kotor
45
air demineralisasi dapat distop sehingga air yang keruh tidak masuk ke sistem turbin
gas. Kemudian untuk meminimalisasi debu yang ada di lingkugan PLTG Senipah
perlu dilakukan pembersihan rutin agar debu tersebut tidak terbawa oleh udara yang
masuk ke turbin gas.
46
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa tentang “Kinerja Turbin Gas LM6000PG Dengan
Menggunakan Sistem Dry Operation Dan Wet Operation di PLTG Site Senipah
Kalimantan Timur” maka penulis menyimpulkan, bahwa:
1. Pada hasil monitoring dapat dilihat bahwa daya listrik yang dihasilkan pada
dry operation yaitu 37.1 MW dan wet operation 43.8 MW. Daya listrik yang
dihasilkan pada sistem wet operation lebih besar dari pada sistem dry
operation karena pada sistem wet operation terdapat cooling system yang
mendinginkan udara dengan injeksi air demineralisasi yang masuk ke ruang
LPC (Low Pressure Compressor) saat sprint system. (Penjelasan dapat
dilihat di bagian pembahasan).
2. Faktor yang mempengaruhi kinerja 2 sistem operasi pada turbin gas
LM6000PG adalah mechanical parts, electrical sensor, water treatment
plan dan mother nature. (Penjelasan dapat dilihat di bagian pembahasan).
3. Upaya meningkatkan kinerja 2 sistem operasi pada turbin gas LM6000PG
di Site PLTG Senipah adalah :
1. Melakukan Waterwash Unit
2. Melakukan pengecekan komponen turbin gas secara berkala
3. Melakukan pembersihan lingkungan
4. Melakukan perbaikan dan pengembangan pada water treatment plan
47
5.2 Saran
Adapun saran dalam analisa ini adalah sebagai berikut:
1. Pada Tugas Akhir ini hanya membahas kajian kinerja turbin gas LM6000PG
dengan menggunakan 2 sistem operasi yaitu dry operation dan wet
operation. Oleh Karena itu untuk penulisan Tugas Akhir selanjutnya perlu
dilakukan penelitian lebih lanjut terkait analisa kinerja turbin gas
LM6000PG terhadap faktor eksternal, seperti cuaca, kulitas air dari water
treatment plan dan juga kualitas bahan bakar yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
Energy, General (2012) : Operation and Maintenance Manual Book Turbine Gas
LM6000 PG, Penerbit General Electric Energy. Houston U.S.A.
Agung, Heri (2015) : Pengertian Energi Listrik dan Fungsi Energi.
www.ilmusahid.com. Diakses tanggal 24 April 2017
Energy, General (2017) : LM6000 Engine from General Electric.
https://www.geaviation.com/marine/engines/military/lm6000-engine.
Diakses tanggal 25 April 2017
Yusuf, Sulthon (2010) : Turbin gas 1. http://www.globalsecurity.org/military
/le5.htm. Diakses tanggal 25 April 2017
Sasy, Riri (2012) : Teori Pembangkit Listrik Tenaga Gas. www.academia.edu.
Diakses tanggal 25 April 2017
Elqorni, Ahmad (2012) : Fishbone Analysis.
www.elqorni.wordpress.com/2012/11/09/mengenal-analisis-fishbone.Diakses
tanggal 26 April 2017
Sugiyono, (2010) : Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatatif dan R&D, Alfabeta,
Bandung
Pure,Waterplus (2011) Demineralisasi System. http://www.waterpluspure.com.
Diakses tanggal 26 April 2017
PLTG Senipah (2016-2017) : Hasil Monitoring Turbin Gas LM6000PG.
PLTG Senipah (2016-2017) : Gambar Turbin Gas LM6000PG.
Softfile Waterwash PLTG Senipah.
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Turbine Gas LM6000PG Performance Report (in Mic. Excel)
Lampiran 2 Manual Book Turbin Gas LM6000PG (Softfile)
Lampiran 3 Water Treatment Plan Report
Lampiran 4 Proses Treatment Air Demineralisasi
SUMUR WARGA MIXBED
WATER POND
SILICA ANALYZER
MULTI MEDIA FILTER
TANKI AIR DEMINERALISASI
REVERSE OSMOSIS
Lampiran 5 Gambar Tipe-tipe Mesin LM6000 dari GE
Turbin Gas LM6000PC
Turbin Gas LM6000PG
Turbin Gas LM6000PH
Lampiran 6 Gambar Turbin Gas LM6000 PG PLTG Senipah
Lampiran 7 Foto Obserbvasi
Gambar Control Room PLTG Senipah
Gambar Water Treatment Plan PLTG Senipah
Gambar Gas Turbine LM600PG PLTG Senipah
Gambar Area Unit PLTG Senipah PLTG Senipah
Gambar Sprint & Water Injection Pump
Gambar Water Treatment Plan Area
Sprint & Water Injection Pump
Gambar Tanki Air Demineralisasi (abu-abu) & Portable (biru)
Gambar Electrical Room Office
Gambar T48 / Thermocouple
Gambar Manual Book Turbine LM6000PG
Gambar Silica Analyzer
Gambar Transformator
Gambar Warehouse
Gambar saat Waterwash
Gambar saat Waterwash
LM6000PG GENERATOR
Gambar Seal VIGV Bocor
Gambar Monitoring Megawatt yang dihasilkan tanpa menggunakan sprint
Gambar Monitoring Megawatt yang dihasilkan menggunakan sprint/water
injection
Gam
bar P
roses aliran
masu
kn
ya air d
emin
ke tu
rbin
(Sprin
t System
)
Gam
bar M
onito
ring p
um
p su
pply
sprin
t dan
water in
jection
Gam
bar M
on
itorin
g T
urb
in G
as LM
6000P
G d
i Contro
l Roo
m P
LT
G S
ite Sen
ipah
Keterangan Parameter Turbin Gas LM6000PG :
T2 = Sensor temperatur udara yang masuk ke LPC
T25 = Sensor temperatur udara yang masuk ke HPC
T3 = Sensor temperatur udara discharger HPC
T48 = Sensor temperatur udara setelah combustor
XNSD = Sensor putaran sisi LPC dan LPT
XN25 = Sensor putaran sisi HPC dan HPT
P0 = Sensor pressure udara sebelum inlet LPC
P25 = Sensor pressure udara sebelum masuk HPC
PX36 = Sensor static pressure sebelum combustor
P3 = Sensor pressure udara sebelum combustor
P48 = Sensor pressure udara setelah combustor
PTB = Sensor pressure thrust balance (untuk memberikan pressure ke LPT agar
seimbang pada gaya dorong ke belakang yang terjadi akibat tekanan dari
combustor)
VIGV = Variable Inlet Guide Vane (Mengatur udara yang masuk ke LPC)
VBV = Variable Bypass Valve (Membuang kelebihan udara yang masuk ke HPC)
VSV = Variable Stator Vane (Mengatur udara yang masuk ke combustor)
LPC = Low Pressure Compressor
HPC = High Pressure Compressor
LPT = Low Pressure Turbine
HPT = High Pressure Turbine
Lampiran 8 Lembar Wawancara (Observasi)
1. Apa saja unit yang beroperasi di PLTG Senipah?
Jawab : Unit yang beroperasi di PLTG Senipah ada 2 mesin turbin
LM6000PG dan 1 water treatment plan, 2 unit turbin dioperasikan untuk
menghasilkan megawatt sebagai pembangkit listrik di PLTG Senipah dan 1
water treatment plan dioperasikan untuk menghasilkan air yang akan
digunakan oleh turbin sebagai pendingin turbin.
2. Bagaimana cara untuk mengetahui performance turbine saat beroperasi?
Jawab : caranya adalah dengan melakukan monitoring di control room
yang biasa disebut juga human monitoring interface, saat monitoring kita
dapat mengetahui performance dan trouble apa saja yang akan terjadi di unit
turbine dengan memantau dari monitor. Ada 3 monitor untuk memonitoring,
monitor 1 untuk Generator Turbine 1, monitor 2 untuk Generator Turbine 2
dan monitor 3 untuk memantau air demineralisasi yang di supply ke turbin.
3. Dari negara mana Mesin turbin gas LM6000 PG diproduksi?
Jawab : Mesin turbin ini berasal dari negara amerika, yang tiap satu unitnya
menghasilkan ouput maximum 60MW.
4. Apa saja perusahaan yang terlibat untuk mengoperasikan unit di PLTG
Senipah ini?
Jawaban: Owner adalah PT. Kartanegara Energi Perkasa dan untuk OM
nya adalah kerja sama operasi antara PT. Energi Prima Sejahtera dan PT.
WIKA Rekayasa Konstruksi.
5. Apa maintenance yang biasanya di lakukan di PLTG Senipah terhadap
turbin LM6000PG?
Jawaban: Untuk meningkatkan performa turbin tentunya dengan
dilakukannya waterwash. Waterwash dilakukan umumnya setiap 1 -2 bulan
sekali tergantung dari hasil performa yang dihasilkan, jika performa sudah
turun maka diakhir bulan tersebut dilakukan waterwash. Semi annual
inspection dan annual inspection.
6. Sejak kapan PLTG Senipah ini mulai beroperasi?
Jawaban: PLTG Senipah mulai beroperasi dari bulan Desember 2014-saat
ini.
7. Apa bahan bakar yang digunakan di PLTG Senipah?
Jawaban: Bahan bakar yang digunakan adalah natural gas yang berasal dari
TOTAL.
8. Bagaimana sistem pendinginan turbin saat beroperasi?
Jawaban: Turbin didinginkan dengan menggunakan 2 sistem operasi yang
berbeda yaitu saat dry operation dan wet operation.
9. Apa yang dimaksud dengan dry operation ?
Jawaban: Dry operation adalah system operasi untuk mendinginkan turbin
menggunakan udara dari luar turbin.
10. Apa yang dimaksud dengan wet operation?
Jawaban: Wet operation adalah sistem operasi untuk meningkatkan kinerja
turbin dengan cara menggunakan air demineralisasi dan udara sebagai
pendingin komponen turbin didalamnya sehingga performa turbin
meningkat, dimana air di supply melalui saluran sprint system dan water
injection system.
11. Bagaimana proses terbentuknya air demineralisasi yang digunakan sebagai
pendingin turbin?
Jawaban: Proses terbentuknya air demineralisasi di Water Treatment Plan
PLTG Senipah berasal dari Sumur Warga-Water Pond-Multi Media Filter
(MMF)-ReverseOsmosis-Mixbed-Silica Analyzer-Tanki Air Demieralisasi
lalu di supply ke turbin.
12. Apa saja kendala yang biasanya terjadi di water treatment plan?
Jawaban : Pompa chemical bermasalah yang membuat bahan kimia tidak
bisa dilakukan pencampuran dengan air untuk dilakukan treatment dan
terkadang air dari sumur warga keruh, sehingga tidak bisa dilakukan proses
treatment.
13. Umumnya faktor apa yang membuat kinerja turbin LM6000PG tidak
maksimal?
Jawaban : Umumnya yang sering terjadi adalah filter canister yang kotor,
komponen turbin ada masalah, dan masalah yang terjadi di water treatment
plan.
14. Kapan Dry Operation dan Wet Operation harus diaktifkan?
Jawaban : Dry operation dan wet operation diaktifkan berdasarkan perintah
dari AP2B (Area Pengaturan dan Penyaluran Beban) berdasarkan frekuensi
jaringan listrik PLN.
15. Apa fungsi dari MCC di PLTG Senipah?
Jawaban : MCC adalah Motor Control Center yang merupakan pusat dari
motor penggerak yang dipakai turbin dan dapat di control di MCC.
16. Bagaimana kinerja turbin LM6000PG ini yang berhubungan dengan
generator untuk menghasilkan daya?
Jawaban : Awalnya udara masuk ke air inlet kemudian difilter, dan menuju
ke bag. LPC setelah itu udara yang masuk tadi digunakan sebagai pendingin
komponen turbin sekaligus digunakan di combustor untuk proses
pembakaran. Setelah melewati HPC kemudian gas hasil pembakaran tadi
memutar HPT dan LPT, pada mesin turbin ini terdapat 2 poros yang
berputar 1 poros yang menghubungkan HPC dan HPT (XN25) dan 1 poros
yang menghubungkan LPC dan LPT (XNSD), jadi poros pada generator
dihubungkan/dikopel dengan XNSD sehingga dari generator tadi
menghasilkan daya listrik (MW).
Senipah, 12-10-2016
Menyetujui
Daryanto
Koordinator Operasi PLTG Senipah