Laporan Kerja Praktik Kerja UBP Saguling
description
Transcript of Laporan Kerja Praktik Kerja UBP Saguling
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Kerja Praktik
P.T Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Saguling merupakan
perusahaan pembangkitan yang bergerak khusus di bidang pembangkitan listrik
tenaga air dan dibawahi oleh P.T Indonesia Power. UBP Saguling memiliki 7
(tujuh) sub unit diantaranya Kracak, Ubrug. Plengan, Lamajan, Cikalong,
Bengkok Dago, dan P.Kondang dengan total daya terpasang sebesar 797,36 MW.
UBP Saguling memilki 4 unit Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA),
dengan masing-masing berkapasitas 175 MW, dan PLTA ini berfungsi sebagai
pemikul beban puncak karena dapat dengan cepat mengikuti perubahan beban
tanpa harus mengorbankan efisiensi. Suatu unit PLTA memiliki beberapa
komponen utama diantaranya: bedungan; pipa pesat (penstock); turbin air; dan
generator.
Suatu rotary equipment (turbin dan generator) yang bekerja secara terus
menerus, membutuhkan sistem pendinginan agar tidak terjadi over temperature
pada bagian-bagian rotary equipment yang bergesekan sehingga tidak terjadi
perubahan sifat material pada peralatan tersebut. Pada PLTA Saguling terdapat 2
sistem pendinginan yaitu, Air Cooler dan Oil Cooler.
Air Cooler berada pada sisi generator yang berfungsi mendinginkan udara
yang sengaja disirkulasikan untuk mendinginkan generator, dengan media
pendinginnya adalah air. Untuk setiap 1 unit generator pada PLTA, terdapat 8 Air
Cooler. Sedangkan Oil Cooler berfungsi mendinginkan oli-oli pendingin pada sisi
bearing dengan media pendingin air, sistem oil cooler mencakup 3 bearing
diantaranya: upper bearing; turbine bearing; thrust and lower bearing.
1
Saat ini seluruh pipa sistem pendinginan pada PLTA Saguling, baik Air
Cooler maupun Oil Cooler sedang mengalami tahap penggantian material, dengan
material pipa semula berbahan tembaga nikel (CuNi) menjadi berbahan stainless
steel. Penggantian material ini dilakukan karena seluruh sistem air pendingin pada
PLTA Saguling menggunakan air dari waduk saguling yang kualitas airnya
semakin buruk.
Dengan kondisi air tersebut, penggunaan material CuNi dikhawatirkan akan
mengakibatkan korosi pada pipa-pipa sistem pendingin, yang dalam jangka waktu
lama bisa mengakibatkan kebocoran pipa (khususnya pada sistem Oil Cooler).
Akan tetapi penggunaan stainless steel memiliki kelemahan, yaitu kekuatan
material yang rendah, sehingga tidak bisa digunakan dalam jangka waktu yang
lama. Untuk saat ini sistem Oil Cooler penggunaan stainless steel baru diterapkan
pada sisi A thrust dan lower bearing unit 4.
Oleh sebab itu diperlukan analisis pada sistem Oil Cooler (thrust and lower
bearing) efektivitas material CuNi dan stainless steel, sehingga dapat diketahui
material yang lebih efektif diantara kedua material yang sudah digunakan, dalam
proses Cooling Water (air pendingin).
1.2. Ruang Lingkup Kerja Praktik
Kerja Praktik dilakukan di Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan
Saguling, dengan cakupan pembelajaran dan praktik mengenai operasi PLTA
Saguling, pemeliharaan-pemeliharaan rutin pada PLTA Saguling baik
pemeliharaan preventive maintenance dan corrective maintenance. Secara khusus
tugas yang kami kerjakan ialah menganalisis efektivitas penggunaan material
CuNi dengan stainless steel pada thrust and lower bearing PLTA Unit 4. Metode
2
perhitungan dan perbandingan yang digunakan ialah analisa perpindahan panas
dengan NTU (Number of Transfer Unit).
1.3. Tujuan dan Manfaat Kerja Praktik
1.3.1. Tujuan Kerja Praktik
a. Tujuan Umum
Sebagai syarat kelulusan jenjang D III di Politeknik negeri
Jakarta
Untuk mengetahui proses pembangkitan pada PLTA Saguling
Untuk mempelajari komponen-komponen pembangkitan pada
PLTA Saguling
Untuk mengetahui kegiatan-kegiatan pemeliharaan mesin pada
sistem PLTA Saguling
Untuk memperoleh pengalaman kerja dan praktik yang
sebelumnya tidak didapatkan di kampus
b. Tujuan Khusus
Membandingkan efektivitas tube bermaterial CuNi dengan
stainless steel pada sistem Oil Cooler sisi thust and lower bearing
PLTA Unit 4, serta untuk menganalisis material yang lebih efektif
untuk digunakan diantara kedua material yang telah diterapkan.
1.3.2. Manfaat Kerja Praktik
Manfaat yang didapatkan dari kerja praktik yang dilakukan,
diantaranya manfaat untuk :
3
a. Mahasiswa
Menambah wawasan tentang karakterisitik dari sistem
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), khususnya di UBP
Saguling
Menambah pengalaman praktik
Menambah rasa keingintahuan tentang unit pembangkitan
Saguling, meningkatkan sara kekompakan, kerjasama dan
gotong-royong saat bekerja di lapangan (unit).
b. Perusahaan
Sebagai bentuk kepedulian perusahaan dalam bidang pendidikan
khususnya bagi Politeknik Negeri Jakarta, sehingga diharapkan
di masa yang akan datang dapat terjalin kerjasama yang baik
antara Indonesia Power UBP Saguling dengan Politeknik Negeri
Jakarta.
Laporan ini diharapkan bisa menjadi bahan rujukan dalam
rangka meningkatkan kualitas serta kuantitas dari produk yang
dihasilkan sekaligus mendapatkan masukan apabila menemukan
suatu potensi improvement.
4
BAB II
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
2.1. Sejarah dan Kegiatan Operasional Perusahaan
2.1.1. Sejarah Singkat PT. Indonesia Power
Pada awal 1990-an, Pemerintah Indonesia mempertimbangkan perlunya
deregulasi pada sektor ketenagalistrikan. Langkah ke arah deregulasi tersebut
diawali dengan berdirinya Paiton Swasta 1 yang dipertegas dengan
dikeluarkannya Keputusan Presiden No. 37 tahun 1992 tentang pemanfaatan
sumber dana swasta melalui pembangkit - pembangkit listrik swasta.
Kemudian pada akhir 1993, Menteri Pertambangan dan Energi (MPE)
menerbitkan kerangka dasar kebijakan (sasaran dan kebijakan pengembangan
sub sektor ketenagalistrikan ) yang merupakan pedoman jangka panjang
restrukturisasi sektor ketenagalistrikan. Sebagai penerapan tahap awal, pada
tahun 1994 PLN diubah statusnya dari Perum menjadi Persero.Setahun
kemudian tepatnya tanggal 3 Oktober 1995, PT. PLN (Persero) membentuk
dua anak perusahaan yang tujuannya untuk memisahkan misi sosial dan misi
komersial yang diemban oleh BUMN tersebut. Salah satu dari anak
perusahaan itu adalah PT. Pembangkitan Tenaga Listrik Jawa-Bali I, atau
yang lebih dikenal dengan nama PLN PJB I. Anak perusahaan ini ditujukan
untuk menjalankan usaha komersial pada bidang pembangkitan tenaga listrik
dan usaha-usaha lain yang terkait.
Pada tanggal 3 Oktober 2000, bertepatan dengan ulang tahunnya yang
kelima, Manajemen perusahaan secara resmi mengumumkan perubahan nama
PLN PJB I menjadi PT. INDONESIA POWER. Perubahan nama ini
merupakan upaya untuk menyikapi persaingan yang semakin ketat dalam
bisnis ketenagalistrikan dan sebagai persiapan untuk privatisasi perusahaan
yang akan dilaksanakan dalam waktu dekat. Walaupun sebagai perusahaan
5
komersial di bidang pembangkitan baru didirikan pada pertengahan 1990-an,
Indonesia Power mewarisi berbagai sejumlah asset berupa pembangkit dan
fasilitas - fasilitas pendukungnya. Pembangkitan - pembangkitan tersebut
memanfaatkan teknologi modern berbasis computer dengan menggunakan
beragam energi primer, seperti: air, batubara, panas bumi, dan sebagainya.
Namun demikian, dari pembangkit- pembangkit tersebut ada pula pembangkit
paling tua di Indonesia, seperti PLTA Plengan, PLTA Ubrug, PLTA Ketenger
dan sejumlah PLTA lainnya yang dibangun pada tahun 1920-an dan sampai
sekarang masih beroperasi.
Dari sini dapat dipandang bahwa secara kesejahteraan pada dasarnya usia
PT. INDONESIA POWER sama dengan keberadaan listrik di Indonesia.
Pembangkit – pembangkit yang dimiliki oleh PT. Indonesia Power dikelola
dan dioperasikan oleh delapan Unit Pembangkitan diantaranya : Perak Grati,
Kamojang, Mrica, Priok, Suralaya, Saguling, Semarang, dan Bali. Secara
keseluruhan, PT Indonesia Power memiliki kapasitas sebesar 8.887 MW. Ini
merupakan kapasitas terpasang terbesar yang dimiliki oleh sebuah perusahaan
pembangkit di Indonesia.
Gambar 2.1 Gambar Lokasi Unit Pembangkitan PT Indonesia Power
6
2.1.2. Visi dan Misi PT. Indonesia Power
a. Visi
Menjadi perusahaan Energi Terpercaya yang Tumbuh
Berkelanjutan. Penjabaran Visi:
Maju, berarti perusahaan bertumbuh dan berkembang sehingga
menjadi perusahaan yang memiliki kinerja setara dengan
perusahaan sejenis di dunia.
Tangguh, memiliki sumber daya yang mampu beradaptasi
dengan perubahan lingkungan dan sulit disaingi. Sumber daya
PT. Indonesia Power berupa manusia, mesin, keuangan
maupun sistem kerja berada dalam kondisi prima dan
antisipatif terhadap setiap perubahan.
Andal, sebagai perusahaan yang memiliki kinerja memuaskan
stakeholder.
Bersahabat dengan lingkungan, memiliki tanggung jawab
sosial dan keberadaannya bermanfaat bagi lingkungan.
b. Misi
Menyelenggarakan Bisnis Pembangkitan Tenaga Listrik dan Jasa
Terkait Yang Bersahabat dengan Lingkungan.
2.1.3. Tujuan Perusahaan
a. Menciptakan mekanisme peningkatan efisiensi yang terus-menerus
dalam penggunaan sumber daya perusahaan.
b. Meningkatkan pertumbuhan perusahaan secara berkesinambungan
dengan bertumpu pada usaha penyediaan tenaga listrik dan sarana
7
penunjang yang berorientasi pada permintaan pasar yang
berwawasan lingkungan.
c. Menciptakan kemampuan dan peluang untuk memperoleh
pendanaan dari berbagai sumber yang saling menguntungkan.
d. Mengoperasikan pembangkit tenaga listrik secara kompetitif serta
mencapai standar kelas dunia dalam hal keamanan, keandalan,
efisiensi, maupun kelestarian lingkungan.
e. Mengembangkan budaya perusahaan yang sehat di atas saling
menghargai antar karyawan dan mitra mendorong terus terkokohan
integritas pribadi dan profesionalisme.
2.1.4. Motto Perusahaan
Motto PT. Indonesia Power adalah Trust us for power excellence.
2.1.5. Nilai Perusahaan (IP – HaPPPI)
a. Integritas
Sikap moral yang menunjukan tekad untuk memberikan yang
terbaik kepada perusahaan.
b. Profesional
Menguasai pengetahuan, ketrampilan, dan kode etik sesuai dengan
bidang pekerjaannya.
c. Harmoni
Serasi, selaras dan seimbang dalam pengembangan kualitas
pribadi, hubungan dan stake holder, dan hubungan dengan
lingkungan hidup.
8
d. Pelayanan Prima
Memberi pelayanan yang memenuhi kepuasan melebihi harapan
stake holder.
e. Peduli
Peka-tanggap dan bertindak untuk melayani stake holder serta
memelihara lingkungan sekitar.
f. Pembelajar
Terus-menerus meningkatkan pengetahuan dan keterampilan serta
kualitas diri yang mencakup fisik, mental, sosial, agama, dan
kemudian berbagi dengan orang lain.
g. Inovatif
Terus- menerus dan berkesinambungan menghasilkan gagasan baru
dalam usaha melakukan pembaharuan untuk penyempurnaan baik
proses maupun produk dengan tujuan peningkatan kinerja.
2.1.6. Logo Indonesia Power
Gambar 2.2 Logo Indonesia Power
Arti warna dari logo Indonesia Power :
a. Merah : menunjukkan identitas yang kuat dan kokoh sebagai
pemilik sumber daya untuk memproduksi tenaga listrik,
9
guna dimanfaatkan di Indonesia
b. Biru : menggambarkan sifat pintar dan bijaksana, dengan
aplikasi pada kata “POWER”, maka warna ini
menunjukkan produk tenaga listrik yang dihasilkan
perusahaan memiliki ciri-ciri yaitu berteknologi tinggi,
efisien, aman dan ramah lingkungan.
2.1.7. Sejarah Singkat PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan
Saguling
Karena pertumbuhan ekonomi dan industri di di pulau Jawa, maka
kebutuhan tenaga listrik di seluruh pulau Jawa diperkirakan naik menjadi
2.849 MW pada tahun 1985/1986. Untuk itu, pada Agustus 1981 dimulai
pembangunan proyek PLTA Saguling yang dimaksudkan sebagai salah satu
pemasok utama bagi kebutuhan beban tenaga listrik seluruh Jawa, yang
melalui satu jaringan interkoneksi pada tahun 1985 dan dibangun atas
kerjasama antara Perusahaan Umum Listrik Negara dengan Mitsubitshi
Coorporation.
PLTA Saguling terletak sekitar 30 km sebelah kota Bandung dan 100
km sebelah Tenggara Kota Jakarta dengan kapasitas terpasang 4 x 175,18
MW dan produksi listrik rata – rata pertahun 2,158 GWH (CF = 35,12%).
PLTA Saguling terletak di area pegunungan pada hulu Daerah Aliran Sungai
(DAS) Citarum di Desa Rajamandala, Kecamatan Cipatat, Kota Cimahi.
Aliran sungai Citarum mempunyai debit tahunan sebesar 80 m3/s sehingga
berpotensi besar untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik. Sepanjang
sungai Citarum terdapat PLTA lainnya yang terletak antara PLTA Saguling
dengan bendungan atau PLTA Jaltiluhur, yaitu proyek PLTA Cirata.
Unit Pembangkit Saguling adalah salah satu unit pembangkit yang
berada dibawah PT. Indonesia Power. Unit Pembangkit Saguling adalah unit
10
pembangkitan yang menggunakan tenaga air sebagai penggerak utama (prime
over). Pengembangan Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA) merupakan
perwujudan upaya pemerintah untuk melakukan diverifikasi tenaga listrik
dan konversi minyak bumi. Beberapa kelebihan PLTA Saguling adalah :
a. Waktu pengoperasian relatif lebih cepat (15 menit).
b. Sistem operasinya mudah mengikuti dengan frekuensi yang diinginkan
oleh sistem penyalurannya.
c. Biaya produksinya relatif lebih murah, karena menggunakan air dan
tidak perlu membeli.
d. Putaran turbin relatif rendah dan kurang menimbulkan panas, sehingga
tingkat kerusakan peralatan lebih kecil.
e. PLTA adalah jenis pembangkit yang ramah lingkungan, tanpa melalui
proses pembakaran sehingga tidak menghasilkan limbah bekas
pembakaran.
f. PLTA yang dilengkapi dengan waduk yang dapat digunakan secara
multiguna.
Sampai saat ini telah beroperasi 3 PLTA sistem kaskade di aliran
sungai Citarum dan salah satunya adalah PLTA Saguling hulu. Sedangkan di
bagian hilirnya berturut–turut adalah PLTA Cirata dan PLTA Jatiluhur.
PLTA Saguling dioperasikan untuk mensuplai beban saat keadaan
jam–jam beban puncak di daerah bagian barat pulau Jawa melalui saluran
interkoneksi Jawa-Bali. Hali ini dikarenakan karakteristik PLTA yang
mampu beroperasi dengan cepat (untuk unit pembangkitan di Saguling
mampu beroperasi ± 15 menit sejak start sampai masuk ke jaringan
interkoneksi). Selain itu, berfungsi sebagai pengatur frekuensi sistem dengan
menerapkan peralatan Load Frequency Control (LFC) dan dapat melakukan
pengisian tegangan (Line Charging) pada saat terjadi Black Out pada saluran
interkoneksi 500 kV Jawa-Bali.
11
Energi Listrik yang dihasilkan PLTA Saguling disalurkan di GITET
Saguling dan diinterkoneksikan ke sistem se-Jawa dan Bali melalui Saluran
Udara Tegangan Tinggi (SUTET 500 kV) untuk selanjutnya melalui GIGI
dan gardu distribusi disalurkan ke konsumen. Generator di PLTA Saguling
terdiri dari 4 unit generator bekapasitas 175, 18 MW/unit dan dapat
menghasilkan jumlah energi listrik 2,56 x 103 MWH per tahunnya. Total
produksi unit–unit PLTA Saguling adalah 700,72 MW atau 93% dari total
produksi PT. Indonesia Power (8.450 MW). Dengan adanya perubahan
struktur organisasi dalam rangka menuju kearah spesialisasi, maka keluar
surat keputusan pemimpin PLN Pembangkit dan penyaluran Jawa bagian
Barat No. 001.K/030DIR/1995 tanggal 16 Oktober 1995, yaitu yang semula
mengelola satu unit PLTA, ditambah tujuh unit PLTA. Sekarang unit bisnis
pembangkit Saguling mengelola delapan unit PLTA. Berikut tabel
kemampuan daya masing – masing uit PLTA uang dikelola UBP Saguling.
No
.
PLTA Tahun
Operasi
Daya Terpasang
(MW)
Total
(MW)
1 Saguling 1985, 1986 4 x 175,18 700,72
2 Kracak 1827, 1958 3 x 6,3 18,90
3 Ubrug 1924
1950
2 x 5,95
1 x 6,48
18,36
4 Plengan 1922
1982
1996
3 x 1,08
1 x 2,02
1 x 1,61
6,87
5 Lamajan 1925, 1934 3 x 6,52 19,56
6 Cikalong 1961 3 x 1,05 19,20
7 Bengkok dan
Dago
1923 3 x 1,05
1 x 0,70
3,85
8 P. Kondang 1955 2 x 2,49
2 x 2,46
9,9
Jumlah Daya Terpasang 797,36
12
Tabel 2.1 Kapasitras Daya Terpasang pada PLTA Saguling
2.1.8. Kegiatan Operasional PT. Indonesia Power Unit Bisnis
Pembangkitan Saguling
PT Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Saguling merupakan
perusahaan bidang pembangkitan listrik, yang mengoperasikan jenis
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), dengan proses produksi listrik
sebagai berikut :
Gambar 2.3 Skema PLTA
a. Air dari aliran sungai Citarum dikumpulkan pada Waduk Saguling,
yang mana air dikumpulkan pada musin hujan untuk persediaan dan
pemakaian air pada musin kemarau atau waktu beban puncak. Isi
efektif dari Waduk Saguling sebesar 609 x 103 m3.
13
Gambar 2.4 Waduk Saguling
b. Setelah itu air yang ditampung pada Waduk Saguling, di bendung.
Bendungan berfungsi untuk membendung aliran sungai sehingga
terkumpul sejumlah air dan digunakan sesuai kebutuhan.
Gambar 2.5 Bendungan Saguling
Fasilitas bendungan semuanya diawasi dan dikontrol melalui
Dam Control Centre.
Gambar 2.6 Dam Control Centre
14
Apabila air yang ditampung pada waduk melebihi kapasitas
penampungan, maka air akan dibuang melalui Spillway (saluran
pelimpah). Perkiraan air yang harus dibuang adalah 1,2 kali debit
air pada saat banjir.
Gambar 2.7 Spillway (saluran pelimpah) Waduk Saguling
c. Air yang ditampung pada Waduk, akan dialirkan menuju penstock
(pipa pesat) melalui intake yang dilengkapi dengan pintu air untuk
pengaturan dan penyaring air. Kapasitas maksimum air masuk
sebesar 224 m3/s.
Gambar 2.8 Intake
15
Gambar 2.9 Penstock (pipa pelimpah)
d. Pada penstock terdapat surge tank (tangki pendatar/pipa tegak),
yang berfungsi untuk melindungi saluran penstock dari fluktuasi
tekanan air pada saat jumlah air yang disuplaikan ke turbin berubah-
ubah dengan tiba-tiba akibat gerakan yang cepat dari pintu-pintu
turbin.
Gambar 2.10 Surge Tank
e. Air yang telah melewati penstock akan memasuki turbin air melalui
Main Inlet Valve, dimana untuk 1 buah pentock digunakan untuk
menyuplai 2 buah turbin air.
16
Gambar 2.11 Main Inlet Valve
f. Setelah melewati Main Inlet Valve, air masuk ke dalam turbin air
melalui spiral case (rumah keong), yang berfungsi untuk menahan
daya hidrolik air dan mendistribusikan air ke runner melaui sudu
tetap. Setelah air di distribusikan ke turbin air, maka runner akan
berputar.
Gambar 2.12 Sprial case (rumah keong)
Besarnya debit air yang masuk untuk memutar turbin air, diatur
dengan guide vane.
17
Gambar 2.13 Guide vane
Turbin air yang digunakan pada PLTA Saguling bertipe Francis
dengan vertical shaft, memiliki putaran sebesar 333 rpm, dan debit
maksimum 54,8 m3/s.
Gambar 2.14 Runner Turbin Air pada PLTA Saguling
Gambar 2.15 Sisi pembuangan air pada runner turbin air
18
g. Saat runner berputar, maka putaran turbin air ditansmisikan melalui
poros turbin-generator, sehingga saat turbin berputar maka
generator akan ikut berputar, dan listrik dihasilkan.
Gambar 2.16 Poros turbin-generator
Gambar 2.17 Generator pada PLTA Saguling
h. Listrik yang dihasilkan dari generator dialirkan meuju CB (Circuit
breaker) dengan tegangan 16,5 kV, lalu tegangan dinaikkan pada
STR menjadi 20 kv, selanjutnya tegangan kembali dinaikkan
menjadi 500 kV pada MTR untuk di distribusikan pada jaringan.
19
Gambar 2.18 Transformator 16,5 kV PLTA Saguling
Gambar 2.19 Proses konversi energi pada PLTA
i. Peralatan bantu pada PLTA Saguling :
Sistem Suplai Tekanan Oli Governor
Sistem ini terdiri dari 2 pompa, satu digunakan pada kondisi
normal, dan satu pompa lagi sebagai pompa standby. Setiap
pompa di desain untuk menyuplai 105% kebutuhan oli untuk di
distribusikan ke servomotor guide vane untuk satu kali menutup
20
Potensial(Waduk)
Kinetik(Penstock)
Mekanik(Turbin)
Listrik (Generator)
penuh membutuhkan waktu 40 detik tanpa membutuhkan
tekanan dari pressure tank.
Sistem Suplai Tekanan Oli Inlet Valve
Sistem ini terdiri dari 2 pompa, satu digunakan pada kondisi
normal, dan satu pompa lagi sebagai pompa standby. Setiap
pompa di desain untuk menyupai kebutuhan oli untuk menutup
dan membuka penuh inlet valve dalam 180 detik tanpa suplai oli
dari pressurre tank. Oli beroperasi pada tekanan 70 kg/cm2.
Ketika tekanan oli turun sampai 66 kg/cm2 pompa oli yang
standby akan beroperasi dan menirimkan oli ke pressure tank
sampai tekanan oli mencapai 72 kg/cm2.
Sistem Main Water Supply
Sistem ini terdiri dari 2 pompa, satu digunakan pada kondisi
normal, dan satu pompa lagi sebagai pompa standby dan 2
strainer yang bekerja secara otomatis, satu digunakan pada
kondisi normal, dan satu pompa lagi sebagai pompa standby.
Pompa MWS tersebut memompakan air dari draft tube ke
beberapa bagian yang memerlukan pendinginan air, yaitu :
- Pendingin air cooler generator
- Thrust bearing generator
- Upper guide bearing generator
- Turbin guide bearing
dan air tersebut akan dibuang lagi ke draft tube.
Sistem Suplai Air Head Tank
Suplai air head tank diperlukan pada beberapa keperluan, yaitu :
- Shaft seal turbin
- Pemadam kebakaran pada dan transformer
- Hydrant di power house
21
Sistem suplai udara kompresi
Sistem ini terdiri dari 2 pasang kompressor udara dan 2 main
air recievers untuk 4 unit generator. Satu pasang sistem air
compressed terdiri dari 2 kompressor, satu digunakan pada
kondisi normal, dan satu lagi sebagai standby dan satu main air
reciever untuk 2 unit. Satu main air reciever menyuplai udara
bertekanan ke beberapa peralatan untuk 2 unit generator, yaitu :
- Governor oil pressure tank
- Inlet valve oilpressure tank
- Generator air break
- Generator circuit breaker
- Disconnecting switch
Sistem Drainase Power House
Kebocoran air pada turbin, sistem pendingin dan lain-lain
ditampung kedalam draenage pit yang berada di dasar power
house. Air dari drainage pit dipindahkan ke tail race oleh pompa
drainage. Sistem ini terdiri dari 2 pompa, satu digunakan pada
kondisi normal, dan satu lagi sebagai standby. Pengoperasian
pompa tersebut dikontrol oleh float switch yang ada di drainage
pit.
Sistem Dewatering Draft Tube
Sistem Dewatering Draft Tube berfungsi untuk
memompakan air yang berada di draft tube secara langsung ke
tail race oleh 2 pompa. 2 pompa dewatering tersebut digunakan
untuk 4 unit generator. Pompa ini dapat dioperasikan secara
manual dari motor control center dan dapat juga dioperasikan
dengan menekan tombol switch yang terdapat pada pompa
tersebut.
22
Sistem Suplai Oli Pelumas
Sistem ini berfungsi untuk menyuplai dam mengosongkan oli
ke/dari bearing oil reservoir. Sistem ini memiliki 2 tanki oli, 2
pompa, dan 1 head oil tank untuk 4 generator. Unit pompa oli
pelumas dapat dijalankan dan dimatikan secara manual dengan
menekan tombol switch pada motor control center.
Water Flow Meter
Water flow meter disediakan untuk mendeteksi debit air yang
keluar dari turbin.
23
Manager OPHA
SPS Senior Pemeliharaan
SPS rendal SPS K3 SPS MesinSPS Kontrol SPS Listrik
2.2. Struktur Organisasi
2.2.1. Struktur Organisasi Unit Pemeliharaan PT. Indonesia Power UBP Sagulin
24
BAB III
PELAKSANAAN KERJA PRAKTIK
3.1. Bentuk Kegiatan Kerja Praktik
Kegitan Kerja Praktik bertempat di Power House bidang Pemeliharaan
Mesin, PT Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Saguling. Kerja Praktik
dilakukan pada tanggal 9 maret 2015 sampai dengan 9 April 2015.
Bentuk kegiatan Kerja Parktik ialah pemeliharaan harian seperti preventive
maintenance, corrective maintenance, serta melakukan analisa terhadap
efektivitas penggunaan material CuNi dengan Stainless Steel pada pendinginan
thrust and lower bearing PLTA Unit 4.
Selama pelaksanaan Kerja Praktik, terdapat aturan-aturan diantaranya :
a. Penggunaan APD (Alat Pelindung Diri) yang terdiri dari safety shoes,
helmet, dan ear plug.
b. Tidak diperkenankan melakukan suatu pekerjaan tanpa seizin dari
pembimbing.
c. Melakukan semua pekerjaan sesuai dengan IK (Instruksi Kerja).
d. Mengikuti semua kegiatan yang diadakan perusahaan.
e. Dilarang merokok di tempat-tempat terlarang
f. Tidak memotret, memasuki unit pembangkitan tanpa seizin pejabat
berwenang
25
3.2. Prosedur Kerja Praktik
3.3. Preventive Maintenance dan Corrective Maintenance
No
.
Hari/
Tanggal
Uraian Kegiatan
Pemeliharaan UnitKeterangan
1. Kamis/
12 Maret
2015
Corrective Maintenance,
pembongkaran pompa
Main Water Supply Pump
A (MWSP), Unit 4
a. MWSP merupakan
pompa utama yang
digunakan untuk
memompa air dari draft
tube yang digunakan
sebagai pendingin
udara generator, upper
bearing, thrust dan
lower bearing serta
turbin bearing. MWSP
berjumlah 2 buah/unit.
b. MWSP A pada unit 4,
memiliki kendala (over
temperature) sehingga
membutuhkan
corrective
maintenance.
c. Proses pembongkaran
MWSP A
menggunakan kunci
pass; kunci ring; dan
Gambar 3.1 Pelepasan baut-baut
pada casing MWSP A, Unit 4
Gambar 3.2 Coupling MWSP A,
Unit 4
Gambar 3.3 Pemasangan crane untuk
26
crane.
d. Prosedur
pembongkaran
dilakukan dengan:
memastikan pompa
dalam keadaan off;
membuang air yang
masih ada di dalam
pompa; membuka
semua baut pada
casing, dan coupling
menggunakan kunci
pass dan kunci ring;
memindahkan casing
dengan menggunakan
crane.
e. Setelah dilakukan
pembongkaran,
ditemukan cutter di
dalam pompa (di
bawah impeller),
sehingga sisi-sisi
impeller pompa
mengalami cacat.
mengangkat casing MWSP A, Unit 4
Gambar 3.4 Poros MWSP A, Unit 4
Gambar 3.5 Cacat pada impeller
MWSP A Unit 4, disebabkan gesekan
antara impeller dengan cutter
Gambar 3.6 Pemasangan packing
pada casing MWSP A, Unit 4
27
Gambar 3.7 Pengangkatan casing
menggunakan crane
(casing di pasang setelah
pembongkaran selesai)
2. Jumat/
13 Maret
2015
Penggantian bearing 1
(bearing sisi luar) dan
gland packing (sisi poros)
pada Main Water Supply
Pump A (MWSP), Unit 4
a. MWSP merupakan
pompa utama yang
digunakan untuk
memompa air dari draft
tube yang digunakan
sebagai pendingin
udara generator, upper
bearing, thrust dan
lower bearing serta
turbin bearing. MWSP
berjumlah 2 buah/unit.
b. Setelah dilakukan
Gambar 3.8 Bearing 1
(bearing pompa luar) yang rusak
28
corrective maintenance
pada tanggal 12 Maret
2015 ditemukan adanya
cutter pada pompa,
setelah dilakukan
pemasangan unit
pompa dan uji coba
operasi pompa,
temperatur pompa tetap
tinggi.
c. Dilakukan kembali
pembongkaran pada
MWSP A unit 4.
d. Proses pembongkaran
MWSP A
menggunakan kunci
pass; kunci ring; dan
crane.
e. Prosedur
pembongkaran
dilakukan dengan:
memastikan pompa
dalam keadaan off;
membuang air yang
masih ada di dalam
pompa; membuka
semua baut pada
casing, dan coupling
Gambar 3.9 Sisi pompa bagian luar
Gambar 3.10 Pelepasan kopling
Gambar 3.11 Bearing 2
(bearing pompa dalam)
29
menggunakan kunci
pass dan kunci ring;
memindahkan casing
dengan menggunakan
crane; Setelah itu
dilakukan pelepasan
coupling pompa.
f. Ditemukan bahwa
bearing 1 (sisi luar)
longgar, sehingga tidak
dapat menahan beban
aksial.
g. Pemasangan bearing
baru.
h. Gland packing pada
sisi poros di ganti.
Gambar 3.12 Pemasangan bearing 1
(baru)
3. Senin/
16 Maret
2015
Penggantian gland packing
ke mechanical seal pada
poros Main Water Supply
Pump A (MWSP), Unit 4
a. MWSP merupakan
pompa utama yang
digunakan untuk
memompa air dari draft
tube yang digunakan
sebagai pendingin
udara generator, upper
Gambar 3.13 Pelepasan poros MWSP
A, Unit 4
30
bearing, thrust dan
lower bearing serta
turbin bearing. MWSP
berjumlah 2 buah/unit.
b. Setelah corrective
maintenance pada
tanggal 13 Maret 2015,
dilakukan pemasangan
unit pompa dan uji
coba operasi pompa,
namun temperatur
pompa tetap tinggi
sehingga dilakukan
penggantian gland
packing menjadi
mechanical seal.
c. Proses pembongkaran
MWSP A
menggunakan kunci
pass; kunci ring; dan
crane.
d. Prosedur penggantian
dilakukan dengan:
memastikan pompa
dalam keadaan off;
membuang air yang
masih ada di dalam
pompa; membuka
Gambar 3.14 Pemasangan
mechanical seal pada poros
MWSP A, Unit 4
Gambar 3.15 Mechanical seal
Gambar 3.16 Gland packing yang
diganti
31
semua baut pada
casing, dan coupling
menggunakan kunci
pass dan kunci ring;
memindahkan casing
dengan menggunakan
crane; Setelah itu
dilakukan pelepasan
coupling pompa;
melepas gland packing;
pemasangan
mechanical seal.
4. Kamis/
19 Maret
2015
Pembongkaran Main Water
Supply Pump A (MWSP)
a. MWSP merupakan
pompa utama yang
digunakan untuk
memompa air dari draft
tube yang digunakan
sebagai pendingin
udara generator, upper
bearing, thrust dan
lower bearing serta
turbin bearing. MWSP
berjumlah 2 buah/unit.
b. Setelah corrective
maintenance pada
tanggal 16 Maret 2015,
dilakukan pemasangan
Gambar 3.17 Pemasangan crane
pada casing MWSP A, unit 4
32
unit pompa dan uji
coba operasi pompa,
namun temperatur
pompa tetap tinggi
sehingga diindikasikan
poros pompa
mengalami keausan,
dan harus di bubut.
c. Prosedur
pembongkaran
dilakukan dengan:
memastikan pompa
dalam keadaan off;
membuang air yang
masih ada di dalam
pompa; membuka
semua baut pada
casing, dan coupling
menggunakan kunci
pass dan kunci ring;
memindahkan casing
dan poros dengan
menggunakan crane.
Gambar 3.18 Pengangkatan poros
MWSP A, Unit 4
5. Kamis/
19 Maret
2015
Penggantian oil filter pada
Governor Actuator, PLTA
Unit 4
a. Governor Actuator
berfungsi untuk
mengatur bukaan Main
33
Inlet Valve dengan
menggunakan sistem
hidrolik (menggunakan
pelumas).
b. Pada Governor
Actuator terdapat oil
filter yang berfungsi
untuk menyaring oli.
c. Oil filter diganti secara
periodik.
d. Untuk mengganti oil
filter peralatan yang
dibutuhkan ialah kunci
ring dan majun.
e. Tahap yang dilakukan
untuk penggantian ini
ialah : melepas casing
atas dengan kunci ring;
lepas oil filter;
bersihkan tumpahan
(ceceran) oli; pasang
oil filter yang baru;
pasang casing.
Gambar 3.19 Oil tank
pada Governor Actuator
Gambar 3.20 Pelepasan oil filter
yang akan diganti
Gambar 3.21 Pembersihan
tumpahan oli
34
Gambar 3.22 Pemasangan oil filter
yang baru
6. Senin/
23 Maret
2015
Perbaikan pompa oil lifter,
PLTA Unit 2
a. Oil lifter pump
berfungsi untuk
memeberikan
pelumasan awal pada
Thrust bearing dengan
tekanan kerja 110
kg/cm2.
b. Penggantian casing
dan coupling pompa
dilakukan karna
tekanan oil lifter thrust
bearing mengalami
penurunan. Dan dari
hasil pengecekan,
ditemukan bahwa
coupling patah
dikarenakan impeller
dari gear pump
terhambat oleh
Gambar 3.23 Pembongkaran
pompa oil lifter
(pembukaan casing pompa)
Gambar 3.24 Pembongkaran pompa
oil lifter
35
serpihan material
dinding casing.
Menyebabkan gear
pump tidak bisa
berputar sedangkan
motor terus memberi
tenaga sehingga
mematahkan coupling
menjadi dua bagian.
c. Peralatan yang
dibutuhkan : kuci pass;
kunci ring; majun.
d. Prosedur kerja :
Memeriksa
ketersediaan peralatan
pengganti (Pompa set
& kopling); melepas
cover kopling dan unit
kopling; melepas
saluran masuk dan
keluar pompa; melepas
pompa dari
dudukannya;
memasang unit pompa
dan kopling yang baru
beserta karet kopling
fleksibelnya;
memasang saluran in
dan out pompa;
melakukan pengetesan
Gambar 3.25 Impeller pompa oil
lifter (jenis gear pump)
Gambar 3.26 Casing pompa
(terjadi crack di dalamnya)
36
tekanan keluar pada
pompa baru.
Gambar 3.27 Terdapat sepihan crack
dari casing pompa di impeller (gear)
Gambar 3.28 Casing (baru) pompa
Gambar 3.29 Pemasangan
pompa oil lifter (baru)
37
Gambar 3.30 Pemasangan coupling
Gambar 3.31 Coupling pompa
mengalami crack
Gambar 3.32 Coupling pompa
mengalami crack
7. Kamis/
26 Maret
2015
Pembersihan glass pada
ball cleaing pump, PLTA
Unit 1; dan 2
a. Ball cleaning pump
bekerja untuk
mengalirkan bola-bola
kecil berbahan sponge,
yang berfungsi untuk
Gambar 3.33 Autosol
38
membersihkan pipa-
pipa oil cooler pada sisi
thrust dan lower.
b. Tujuan pembersihan
glass ini adalah untuk
melihat lebih jelas
aliran bola pembersih
di sistem ball cleaning.
c. Peralatan yang
dibutuhkan : kuci pass;
kunci ring; majun;
WD; autosol; amplas;
ember.
d. Prosedur kerja : buka
casing glass
menggunakan kunci
pass kunci ring;
tampung air yang
keluar dari sela casing
dengan menggunakan
ember; lepas glass;
bersihkan stainer yang
ada di dalam;
semprotkan WD pada
permukaan glass lalu
bersihkan dengan
amplas; setelah bersih,
oleskan autosol dan
bersihkan
Gambar 3.34 Ball cleaning system
Gambar 3.35 Pembersihan glass
Gambar 3.36 Strainer pada ball
cleaning
39
menggunakan majun;
pasang kembali glass;
pasang casing.
Gambar 3.37 Pembersihan strainer
Gambar 3.38 Glass
Gambar 3.39 Pemasangan glass
40
3.4. Kendala Kerja dan Pemecahannya
Saat Kerja Praktik berlangsung, secara umum penulis tidak menemukan
kendala, proses pekerjaan diaksanakan dengan teratur, rapih dan bersih.
Pembimbing, teknisi dan helper yang bekerja sangat ramah, interaktif dan
komunikatif, sehingga sering terjadi proses tanya jawab selama pelaksanaan
pekerjaan di lapangan.
41
BAB IV
DASAR TEORI DAN ANALISA DATA
4.1. Dasar Teori
4.1.1. Sistem Air Pendingin
Selain komponen utama, PLTA memiliki komponen-komponen
pendukung yang mempunyai peranan penting, salah satunya ialah sistem air
pendingin. Air pendingin digunakan untuk menjaga temperatur komponen-
komponen utama khususnya pada rotary equipment, over heat pada suatu alat
akan menyebabkan penurunan performa dari alat tersebut.
Pada PLTA, sistem air pendingin digunakan untuk mendinginkan
udara pada generator1 (Air Cooler). Panas yang terjadi merupakan bentuk
transformasi dari rugi pada inti ataupun pada belitan stator dan rotor. Panas
yang terjadi akan mempengaruhi terhadap kemampuan generator dalam
menghasilkan energi listrik dan jika dibiarkan terus-menerus hingga
temperature outlet ≥ 48 °C maka unit akan trip.
Selain pada generator, air pendingin digunakan pada sistem Oil Cooler
yang meliputi turbine bearing, upper bearing, thrust and lower bearing.
Panas yang timbul pada bearing tersebut sebagai akibat adanya kalor yang
timbul karena gesekan antara turbine bearing dengan poros turbin. Berikut
cara kerja cara kerja sistem air pendingin :
a. Distribusi Air Pendingin
Sistem air pendingin masuk ke dalam sequencial preparation
relay. Pada saat unit start maka flow air pendingin harus memenuhi
60% batas flow yang telah ditetapkan, jika tidak terpenuhi maka unit
tidak dapat dioperasikan. Air yang digunakan untuk sistem pendingin
1 Media pendingin pada generator ialah udara
42
merupakan air yang dipompakan oleh Main Water Supply Pump
(MWSP) dari draft tube2.
Gambar 4.1 Main Water Supply Pump
Tiap unit terdiri dari 2 buah pompa yang bekerja secara bergantian,
pompa pertama sebagai primary pump dan pompa kedua sebagai stand
by pump. Apabila pada saat operasi primary pump trip maka stand by
pump akan bekerja untuk menggantikan tugas dari primary pump. Jika
kedua pompa trip maka unit juga akan trip. Pergantian/manufer dari
primary ke stand by pump dilaksanakan tiap awal bulan. Distribusi
jumlah air yang masuk ke masing peralatan ialah :
No
.
Cooler Kapasitas (L/m)
1 Turbine Bearing 260
2 Upper Bearing 300
3 Thrust/Lower Bearing 3200
4 Air cooler 12500
Tabel 4.1 Distribusi air pendingin
2saluran air buangan setelah memutarkan runner
43
Gambar 4.2 Distribusi air pendingin
b. Penyaringan Air Pendingin
Setelah dipompakan menggunakan MWSP, air akan di saring oleh
Main Water Supply Strainer (MWSS). Tujuan air disaring adalah agar
bersih dari kotoran sehingga tidak mengganggu aliran air pendingin,
selain itu juga agar tidak mengganggu proses penyerapan panas pada
media yang didinginkan. MWSS bekerja/backwash secara automatis
12 jam sekali atau dapat di setting sesuai kebutuhan dengan batas
range 24 jam. Untuk operasi manual MWSS dapat dilakukan sesuai
keinginan.
Kotoran yang tersaring akan dibuang oleh Main Water Supply
Strainer Purging Valve. Purging Valve beroperasi selama 4 menit
untuk membuang kotoran yang tersangkut pada screen, jika setelah 4
menit purging valve belum menutup (karena ada kotoran yang
menghambat) maka time lag relay for fault of MWSS akan aktif dan
menunggu selama 1 menit. Jika dalam waktu ≥1 menit kembali
purging valve belum menutup maka akan memberikan sinyal alarm
dan MWSP trip selanjutnya manuver ke stand by pump.
44
4.1.2. Oil Cooler
Sistem pelumasan pada sistem pembangkitan digunakan untuk
melumasi bearing yang berfungsi menahan beban vertical, horizontal, dan
axial dari suatu poros yang berputar. Sistem pelumasan mesin adalah suatu
sistem yang bertujuan untuk memberikan oil film (lapisan oli) untuk
mencegah kontak langsung pada komponen–komponen yang bergesekan dan
menyebabkan keausan. Fungsi pelumasan ialah :
a. Membentuk oil film untuk mencegah kontak langsung antara dua
permukaan logam.
b. Mengurangi atau mencegah keausan dan panas.
c. Mendinginkan bagian–bagian pada mesin.
d. Memelihara mesin agar tetap bersih.
e. Memaksimumkan kompresi dan mempertahankan tekanan.
f. Mencegah korosi pada bagian–bagian mesin.
Adapun sistem pelumasan pada bearing yang menggunakan sistem air
pendingin ialah :
a. Turbine Bearing
Aliran air pendingin: 260 l/min
30A: 160 l/min, 3 menit
Temperatur normal : <65°C
86-5: 70°C; 86-2: 75°C
Gambar 4.3 Turbine bearing
45
b. Upper Bearing
Aliran air pendingin: 300 l/min
30A: 180 l/min, 3 menit
Temperatur normal : <60°C
86-5: 65°C; 86-2: 70°C
Gambar 4.4 Upper bearing
c. Thrust dan Lower Bearing
Aliran air pendingin: 3200 l/min
30A: 1900 l/min, 3 menit
Temperatur normal : <60°C
86-5: 65°C; 86-2: 70°C
Gambar 4.5 Thrust bearing
46
Gambar 4.6 Lower bearing
4.1.3. Air cooler
Sistem pendingin pada generator dengan cara mendinginkan udara
disekitar ruang generator. Radial fan yang terpasang pada rotor akan
mendorong udara pada stator menuju ke water cooler. Pada water cooler
udara panas dari stator akan diserap oleh air yang mengalir pada pipa-pipa
kecil (tube), sehingga udara yang keluar dari water cooler/outlet menjadi
dingin. Selanjutnya udara yang telah dingin tersebut akan kembali
bersirkulasi masuk ke rotor generator, begitu seterusnya hingga udara di
dalam generator tetap terjaga temperaturnya. Temperatur pada generator
harus selalu dipantau. Hal-hal yang harus diperhatikan :
Aliran air pendingin: 260 l/min
30A: 160 l/min, 3 menit
Temperatur normal : <65°C
86-5: 70°C; 86-2: 75°C
4.1.4. Perpindahan Panas Konveksi pada Sistem Oil Cooler
Sistem air pendingin pada Oil Cooler merupakan penerapan dan sistem
Heat Exchanger (alat penukar panas), dalam hal ini memanfaatkan
perpindahan panas secara konveksi (media perpindahan panas berupa fluida).
Terdapat 2 jenis perpindahan panas secara konveksi, yaitu :
47
a. Konveksi alami (Natural/Free Convection)
Konveksi alamiah dapat terjadi karena ada arus yang mengalir
akibat gaya apung, sedangkan gaya apung terjadi karena ada
perbedaan densitas fluida tanpa dipengaruhi gaya dari luar sistem.
Perbedaan densitas fluida terjadi karena adanya gradien suhu pada
fluida. Contoh konveksi alamiah antara lain aliran udara yang
melintasi radiator panas [McCabe,1993]. Dalam sistem Oil Cooler
tidak ada yang mengalami konveksi alami.
b. Konveksi paksa (Forced Convection)
Konveksi paksa terjadi karena arus fluida yang terjadi digerakkan
oleh suatu peralatan mekanik (contoh : pompa, pengaduk), jadi arus
fluida tidak hanya tergantung pada perbedaan densitas. Contoh
perpindahan panas secara konveksi paksa antara lain: pemanasan air
yang disertai pengadukan. Dalam sistem Oil Cooler yang
mengalami konveksi alami ialah oli pada turbine bearing, dan upper
bearing. Dalam sistem Oil Cooler yang mengalami konveksi paksa
ialah: oli dan air pendingin pada thrust dan lower bearing; air
pendingin dan peluumas pada turbine bearing dan upper bearing.
Rumus perpindahan panas secara konveksi secara umum, ialah :
Q = h A ΔT
Dengan Q = besar laju perpindahan panas (kJ/s)
h = koefisien perpindahan panas
konveksi (W/m2K)
A = luasan bidang perpindahan panas (m2)
ΔT = perbedaan temperatur (°C)
48
4.1.5. Efektivitas Penggunaan Marterial CuNi dan Stainless steel pada
Thust and Lower Bearing
Sistem pendinginan pelumas pada Thrust and Lower Bearing
menggunakan alat penukar panas (heat exchanger) tipe tube and shell dengan
banyak tube dan 4 pass pada shell. Dimana pelumas dialirkan melalui oil
cooler shell dengan gaya sentrifugal dari Thrust and Lower Bearing ke sisi
shell dari oil cooler dan air pendingin diambil dari sisi draft tube oleh Main
Water Supply Pump (MWSP) ke sisi tube dari oil cooler.
Gambar 4.7 Heat Exchanger tipe tube and shell
Jumlah Thrust and Lower Bearing oil cooler pada masing-masing unit
PLTA Saguling adalah 2 buah, yakni unit A dan B. Pada unit 4 Thrust and
Lower Bearing oil cooler memakai bahan untuk tube tembaga-nikel (CuNi)
pada unit oil cooler A, dan memakai bahan tube stainless steel pada unit oil
cooler B.
Sebelumnya perlu diketahui bahwa efektivitas adalah kemampuan
melaksanakan tugas, fungsi (operasi kegiatan program atau misi) dari pada
suatu organisasi atau sejenisnya yang tidak adanya tekanan atau ketegangan
diantara pelaksanaannya (Kurniawan, 2005:109)3. Dalam hal ini, efektivitas
yang di maksud ialah ukuran kemampuan dari metarial CuNi dengan
stainless steel sebagai media penukar panas dalam sistem pendinginan pada
thrust and lower bearing.
3Sumber: http://madhienyutnyut.blogspot.com/2012/02/pengertian-efektifitas-menurut-para.html
49
Analisa perbandingan efektivitas heat exchanger berbahan CuNi dan
Stainless steel dengan Effectiveness-NTU method. Metode ini berdasarkan
parameter yang tak berdimensi yang disebut heat transfer effectiveness
dengan symbol ε.
ε = laju PP aktual
laju PP maksimum =
Qaktual
Qmaks
Qmaks ditentukan berdasarkan beda temperature maksimum kedua fluida. Qmaks
dicapai apabila :
- Fluida dingin dipanaskan hingga mencapai temperatur inlet fluida
panas
- Fluida panas didinginkan hingga mencapai temperature inlet fluida
dingin
Semakin kecil nilai kapasitas panas suatu fluida maka semakin besar
beda temperaturnya, agar laju perpindahan panas menjadi maksimum.
Qmaks = cmin (Thin – Tcin)
Metode ini juga ditentukan dari bilangan C atau rasio kapasitas panas
yakni perbandingan antara kapasitas panas minimum dan kapasitas panas
maksimum
c ¿Cmin
Cmaks
Menentukan tahanan panas bahan tube oil cooler dengan perhitungan
sebagai berikut :
Perpindahan panas secara konveksi paksa
- Pemanasan fluida dalam tabung dengan aliran turbulen
(Re > 2300)
Nu = 0,023 Re0,8 Pr0,4
50
- Pemanasan dan pendinginan fluida dalam tabung dengan aliran
laminer
Nu = 0,664 Re0,5 Pr0,3 (d/l)0,5
Keterangan :
Re (bilangan Reynold) = V x l
ν
Dengan V = kecepatan fluida (m/s)
l = panjang lintasan (m)
ν = viskositas kinematik (m2/s)
Pr (bilangan Praudth) = μ x Cp
k
Dengan μ = viskositas dinamis (kg/ms)
Cp = kapasitas panas spesifik (J/kgK)
k = koefisien konduktivitas (W/mK)
Nu (bilangan Nurselt) = h x l
k
Dengan h = koefisien perpindahan panas
konveksi (W/m2K)
l = panjang lintasan (m)
k = koefisien konduktivitas (W/mK)
Perpindahan panas overall
1U
= 1h1
+ ln(D o/D i)
2 πkL+
1h2
Keterangan :
U = perpindahan panas overall (W/m2K)
k = koefisien konduktivitas (W/mK)
L = panjang lintasan/tube (m)
51
h1 = koefisien perpindahan panas konduksi pada fluida1
(W/m2K)
h2 = koefisien perpindahan panas konduksi pada fluida2
(W/m2K)
Do = diameter luar tube (m)
Di = diameter dalam tube (m)
Setelah mengetahui koefisien perpindahan panas overall dari masing
masing bahan tube air cooler, selanjutnya bisa diketahui bilangan tak
berdimansi yang menentukan efektivitas sebuah Heat Exchanger,
yaitu Number Transfer Unit (NTU). NTU adalah jumlah satuan
perpindahan panas yang merupakan tolak ukur perpindahan panas
suatu penukar panas. Harga NTU semakin besar maka penukar panas
mendekati batas termodinamikanya (Kreith, 1973).
NTU = U AsCmin
Keterangan NTU = Number of Transfer Unit
U = perpindahan panas overall (W/m2K)
As = luasan bidang perpindahan panas (m2)
Cmin = koefisien pansa spesifik minimal dari 2 jenis
fluida (kJ/kgK)
Besarnya efektivitas (ε) sebuah heat exchanger didapat berdasarkan
fungsi NTU (Number Transfer Unit) dan c (Capacity ratio). Untuk
tipe shell and tube persamaan effektivitas adalah
ε = 2 {1+c+√1+c2 1+exp [−NTU √1+c2 ]1−exp [−NTU √1+c2 ] }
−1
Keterangan ε = efektivitas perpindahan panas (%)
52
c = perbandingan antara cmin/cmax
NTU = Number of Transfer Unit
4.2. Analisa Data
4.2.1. Thrust and Lower Bearing
Jumlah Thrust and Lower Bearing oil cooler pada masing-masing unit
PLTA Saguling adalah 2 buah, yakni unit A dan B. Pada unit 4 Thrust and
Lower Bearing oil cooler memakai bahan untuk tube tembaga-nikel (CuNi)
pada unit oil cooler A, dan memakai bahan tube stainless steel pada unit oil
cooler B. Pergantian ini bertujuan untuk menanggulangi keadaan sungai
Citarum yang semakin parah akibat polusi dan menyebabkan tingkat
korosifitas nya semakin tinggi.
Dalam analisa ini, efektivitas ditinjau dari konduktivitas meterial yang
digunakan, serta pengamatan terhadap temperatur oli yang keluar dari sistem
pendinginan.
Tanggal
Unit 4A (CuNi) Unit 4B (stainless steel)
Beban (MW)
Oli Air Oli Air
In (°C)
Out (°C)
Δ (°C)
In (°C)
Out (°C)
Δ (°C)
In (°C)
Out (°C)
Δ (°C)
In (°C)
Out (°C)
Δ (°C)
23/03/2015 46,5 40,6 5,9 21,3 25,3 4 45,2 43,2 2 21,6 26,4 4,816123/03/2015 45,2 40,7 4,5 21,6 25,7 4,1 45,9 43,1 2,8 22,2 26,6 4,4
23/03/2015 46 40,7 5,3 22,1 25,5 3,4 46,3 43,3 3 21,8 26,5 4,724/03/2015 46,9 40,9 6 21,5 25,2 3,7 45,9 43,1 2,8 21,1 26,2 5,1
13024/03/2015 46,2 40,4 5,8 21,1 24,6 3,5 45,6 42,8 2,8 20,6 25,9 5,324/03/2015 45,9 40,2 5,7 20,9 24,3 3,4 45,4 42,7 2,7 20,6 25,9 5,325/03/2015 45,7 40,3 5,4 22,6 24,3 1,7 45,4 42,5 2,9 21,4 25,9 4,5
17025/03/2015 45,2 40,3 4,9 20,8 24,6 3,8 45,3 42,5 2,8 21,4 25,8 4,425/03/2015 45,1 40,4 4,7 20,8 24,3 3,5 45,4 42,8 2,6 20,4 25,9 5,526/03/2015 45,3 40 5,3 21,5 28,4 6,9 45,1 42,2 2,9 21 25,9 4,9
16226/03/2015 45,1 40,2 4,9 21 24,7 3,7 45,5 42,5 3 21,4 26,2 4,8
53
26/03/2015 45,4 40,2 5,2 21,6 24,9 3,3 45,3 42,5 2,8 21,7 26,4 4,731/03/2015 45,2 39,9 5,3 21,4 24,2 2,8 45 42,2 2,8 20,6 25,8 5,2
16831/03/2015 43,1 40 3,1 20,9 24,3 3,4 45,1 42,3 2,8 20,9 26,1 5,231/03/2015 45,6 39,9 5,7 20,6 24,2 3,6 44,5 42,2 2,3 20,7 26,1 5,4
Tabel 4.1 Data temperatur oli dan air pada sistem air pendingin
pada Thrust and Lower Bearing
Pergantian bahan tube ini memiliki dampak terhadap efektivitas
perpindahan panas oil cooler tersebut. Hal ini bisa terlihat dari grafik
temperatur oli keluar dari oil cooler pada oil cooler A dan B unit 4 PLTA
Saguling.
23/0
3/20
15
3/23
/201
5
3/24
/201
5
3/25
/201
5
3/25
/201
5
3/26
/201
5
3/31
/201
5
3/31
/201
538
40
42
44
Data Temperatur Oli Keluar Oil Cooler Unit 4 PLTA Saguling
Tanggal
Tem
pera
tur
(°C
) Unit 4B (Stainless Steel)
Unit 4A (CuNi)
Gambar 4.8 Grafik data temperatur oli dan air pada sistem air pendingin
pada Thrust and Lower Bearing
Perbadaan temperature oli keluar ini disebabkan oleh perbedaan bahan
tube antara unit A dan B. Secara sederhana bisa ditinjau dari sisi
konduktivitas bahan panas tersebut.
Dari tabel bahan, tube CuNi memiliki konduktivitas panas maksimal
sebesar 350 W/m K4, sedangkan stainless steel hanya memiliki konduktivitas
panas sebesar 14 W/ m K5. Analisa perbandingan efisiensi heat exchanger
4 Tabel A-2. Nilai Konduktivitas Logam Tertentu pada Temperatur Standar
5 Tabel A-2. Nilai Konduktivitas Logam Tertentu pada Temperatur Standar
54
berbahan CuNi dan Stainless steel dengan Effectiveness-NTU method.
Metode ini berdasarkan parameter yang tak berdimensi yang disebut heat
transfer effectiveness dengan symbol ε.
ε = laju PP aktual
laju PP maksimum =
Qaktual
Qmaks
Qmaks ditentukan berdasarkan beda temperature maksimum kedua
fluida. Qmaks dicapai apabila :
- Fluida dingin (air) dipanaskan hingga mencapai temperatur outlet
fluida panas (oli)
- Fluida panas (oli) didinginkan hingga mencapai temperature inlet
fluida dingin (air)
Semakin kecil nilai kapasitas panas suatu fluida maka semakin besar
beda temperaturnya, agar laju PP menjadi maksimum.
Qmaks = cmin (Thin – Tcin)
Dimana Cmin adalah nilai kapasitas panas terkecil baik dari fluida air maupun
oli.
cpoli = 1.924,9 J/kg°C cpair = 4.180 J/kg°C
moli = 90 kg/s mair = 26,633 kg/s
Coli = cpoli x moli Cair = cpair x mair
= (1.924,9)(90) = (4.180)(26,633)
= 173.241 Watt/°C = 111.325 Watt/°C
(Sumber : Kalorindo)
Sehingga Cmin adalah Cair = 111.325 Watt/°C
Metode ini juga ditentukan dari bilangan C atau rasio kapasitas panas
yakni perbandingan antara kapasitas panas minimum dan kapasitas panas
maksimum
55
C = Cmin
Cmaks =
111.325173.241
= 0,6426
Menentukan tahanan panas bahan tube oil cooler . dengan perhitungan
sebagai berikut:
Nilai koefisien perpindahan panas konveksi air adalah
Temperatur air masuk rata-rata adalah 20°C - 21°C, maka
properties air dapat dianggap sebagai berikut :
μ =959 x 10-6 m2/s; Pr = 6,62; k = 0,606 W/mK
Bilangan Reynold
Re = 4 m
π L μ =
(4 )(26,633)(3,14 ) (2,37 )(959x 10−6)
= 14.927,376
Karena Re > 2300 maka aliran turbulen dan konveksi paksa karena
fluida dialirkan oleh pompa.
Bilangan Nurselt
Nu = 0,023 Re0,8 Pr0,4
Nu = (0,023) (14.927,376)0,8 (6,62)0,4
Nu = 106,969
Koefisien perpindahan panas konveksi
hair = kNuD
= (0,606 )(106,969)
22 x10−3 = 2.946,509 W/m2K
Karena pada sisi shell tidak diketahui jumlah fulida yang masuk, setiap
waktunya, maka diambil data dari laporan PT. Kalorindo yakni koefisien
perpindahan panas holi = 1.622,28 W/m2 K dan laju massa moli = 90 kg/s.
Dimensi dari oil cooler tube adalah :
Do = 22,225 mm Ao = 51,9 m2
Thickness = 2,1 mm Ai = 42,1206 m2
56
Length = 2,37 mm holi = 1.622,28 W/m2K
N = 314 hair = 2.949,29 W/m2K
(Sumber : Kalorindo)
Didapat tahanan panas dari tube oil cooler berbahan stainless steel
adalah :
Rstainless = ln (
Do
Di
)
2 π kL
Bahan Stainless steel memiliki nilai konduktivitas panas k = 14
W/mK, dengan perhitungan ini didapat :
Rstainless = ln( 22,225
18,025 )(2 ) (3,14 ) (14 )(2,37)
= 1,00522 x 10-3 °C/Watt
Maka koefisiensi perpindahan panas keseluruhan pada material
stainless steel dapat ditentukan dengan :
1U stainless
= 1
hair + Rstainless +
1holi
1U stainless
= 1
2.946,509 + 1,00522 x 10-3 +
11.622,28
1U stainless
= 1,961 x 10-3
Ustainless = 509,992 W/m2K
Dengan perhitungan yang sama digunakan untuk mencari tahanan
panas tube air cooler berbahan CuNi (k = 350 W/mK)
RCuNi = ln (
Do
Di
)
2 π kL
57
RCuNi = ln( 22,225
18,025 )(2 ) (3,14 ) (350 )(2,37)
= 4,021x 10-5 °C/Watt
Perhitungan koefisien perpindahan panas keseluruhan CuNi :
1UCuNi
= 1
hair + RCuNi +
1holi
1UCuNi
= 1
2.946,509 + 4,021x 10-5 +
11.622,28
1UCuNi
= 9,96 x 10-4
UCuNi = 1.004,016 W/m2K
Setelah mengetahui koefisien perpindahan panas overall dari masing-
masing bahan tube air cooler, selanjutnya bisa diketahui bilangan tak
berdimensi yang menentukan efektivitas sebuah Heat Exchanger, yaitu
Number of Transfer Unit (NTU). NTU adalah jumlah satuan perpindahan
panas yang merupakan tolak ukur perpindahan panas suatu penukar panas.
Harga NTU semakin besar maka penukar panas mendekati batas
termodinamikanya (Kreith, 1973).
NTUStainless = U stainless Ao
Cmin
NTUStainless = (509,992 )(51,9)
111.325
NTUStainless = 0,238
NTUCuNi = UCuNi As
Cmin
NTUCuNi = (1.004,016 )(51,9)
111.325
NTUCuNi = 0,468
58
Besarnya efektivitas (ε) sebuah heat exchanger didapat berdasarkan
fungsi NTU (Number Transfer Unit) dan c (Capacity ratio). Untuk tipe shell
and tube persamaan efektivitas adalah :
ε =2 {1+c+√1+c2 1+exp [−NTU √1+c2 ]1−exp [−NTU √1+c2 ] }
−1
Dengan C = 0,6426 dan NTU CuNi = 0,468 maka nilai efektivitas
(ε) Oil Cooler Unit 4 A berbahan tube CuNi adalah:
ε =2 {1+0,6426+√1+(0,6426)2 1+exp [−0,468√1+(0,6426)2 ]1−exp [−0,468 √1+(0,6426)2 ] }
−1
ε = 0,331898 33,1898 %
Dengan C = 0,6426 dan NTU Stainless = 0,238 maka nilai
efektivitas (ε) Oil Cooler Unit 4 A berbahan tube Stainless adalah :
ε = 2 {1+0,6426+√1+(0,6426)2 1+exp [−0,238√1+(0,6426)2 ]1−exp [−0,238√1+(0,6426)2 ] }
−1
ε = 0,197978 19,7978%
Dari perhitungan yang telah dilakuakan, terlihat bahwa material CuNi
lebih efektif dibandingkan material stainless steel.
59
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Oil Cooler untuk Thrust and Lower Bearing (T/L Bearing) Unit 4
memiliki bahan tube yang berbeda, unit A menggunakan bahan
tembaga-nikel (CuNi) dan unit B menggunakan bahan Stainless steel.
Penggantian dimaksudkan agar sisi tube lebih tahan terhadap korosi,
imbas memburuknya kondisi air sungai Citarum yang digunakan.
Performa kedua Oil Cooler untuk T/L Bearing berbeda dapat ditinjau
langsung pada data temperatur oli keluar kedua unit Oil Cooler,
dimana Oil Cooler yang menggunakan bahan CuNi (unit A) mampu
mengeluarkan oli bertemperatur lebih rendah daripada Oil Cooler yang
menggunakan bahan stainless steel.
Melalui NTU-effectiveness method, didapat efektivitas Oil Cooler
thrust and lower bearing unit 4A berbahan CuNi memiliki efektivitas
(ε) sebesar 33,189 % sedangkan Oil Cooler thrust and lower bearing
unit 4B berbahan stainless steel memiliki efektivitas (ε) sebesar 19,797
ffl%.
Ditinjau dari perpindahan panas maka Oil Cooler thrust and lower
bearing unit 4A bermaterial CuNi lebih efektif digunakan
dibandingkan unit 4B yang bermaterial stainless steel, karena proses
perpindahan panas pada unit 4A berlangsung lebih cepat, dan selisih
temperatur oli yang masuk dan keluar lebih besar.
Dengan lebih efektifnya material CuNi (unit 4A), maka oli pada thrust
and lower bearing akan lebih dingin dibandingkan dengan Oil Cooler
thrust and lower pada unit 4B.
60
5.2. Saran
Perlunya memiliki flowmeter untuk mengukur sisi aliran oli, agar
ketika temperature thrust and lower bearing panas bisa ditinjau selain
dari tingkat kebersihan tube tapi juga dari jumlah aliran oli, apakah
sesuai dengan spesifikasi pabrikan atau tidak.
61
Tabel A-1. Kegiatan Lapangan
Berikut lampiran kegiatan Kerja Praktik yang dilakukan selama 24 hari :
No. Tanggal Uraian Kegiatan Lokasi PIC
1Senin/
9 Maret 2015
Laporan ke bagian Humas dan Keamanan
Pengurusan administrasi Kerja Praktik
Pengenalan mengenai sistem Air Cooler dan Oil
Cooler
Humas dan Keamanan
Humas dan Keamanan
Ruang Pemeliharaan
Mesin
Pak Asep
Pak Asep
Pak Jajang, Pak
Syaikhu, dan Pak
Afri
2Selasa/
10 Maret 2015
Data Record Unit 2
Penjelasan peralatan untuk sistem Air Cooler dan
Oil Cooler
PLTA, Unit 2
PLTA, Unit 1
Bapak Afri
Bapak Afri
3Rabu/
11 Maret 2015 Kunjungan ke Dam Control Center (DCC) Dam Control Center Bapak Afri
4Kamis/
12 Maret 2015
Data Record Unit 4
Corrective Maintenance, pembongkaran pompa
Main Water Supply Pump A (MWSP), Unit 4
PLTA, Unit 4
PLTA, Unit 4
Bapak Afri
Bapak Dian
5 Jumat/ Penggantian bearing 1 (bearing sisi luar) dan gland PLTA, Unit 4 Bapak Dian dan
62
13 Maret 2015packing (sisi poros) pada Main Water Supply Pump
A (MWSP), Unit 4
Bapak Syamsul
6Senin/
16 Maret 2015
Data Record pada sistem Oil Cooler
Penggantian gland packing ke mechanical seal pada
poros Main Water Supply Pump A (MWSP), Unit 4
Unit 1; 2; 3; dan 4,
PLTA Saguling
PLTA, Unit 4
Bapak Yudi
Bapak Teguh,
Bapak Dian, dan
Bapak Syamsul
7Selasa/
17 Maret 2015
Data Record parameter alat ukur
Penjelasan mengenai Tailrace
PLTA, Unit 2
Tailrace PLTA, Unit 2
Bapak Afri
Bapak Afri
8Rabu/
18 Maret 2015 Data Record sistem Oil Cooler PLTA, Unit 1 Bapak Afri
9Kamis/
19 Maret 2015
Penggantian oil filter pada Governor Actuator
Pembongkaran Main Water Supply Pump A
(MWSP)
Data Record parameter alat ukur, sistem Air Cooler
dan Oil Cooler
Penginputan laporan Preventive Maintenance
PLTA, Unit 4
PLTA, Unit 4
PLTA, Unit 3; dan 4
Ruang Pemeliharaan
Mesin
Bapak Syamsul
Bapak Teguh, dan
Bapak Syamsul
Bapak Soemantri
10 Senin/ Data Record parameter alat ukur, sistem Oil Cooler, PLTA, Unit1 Bapak Afri
63
23 Maret 2015
dan sistem Air Cooler
Perbaikan pompa oil lifter
Penjelasan mengenai single diagram sistem PLTA
Saguling
Pengambilan data sampel sistem Air Cooler dan Oil
Cooler
PLTA, Unit 2
Ruang Pemeliharaan
Mesin
PLTA, Unit 4
Bapak Teguh, bapak
Dian, dan Bapak
Syamsul
Bapak Afri
11Selasa/
24 Maret 2015
Data Record parameter alat ukur, sistem Air Cooler
dan Oil Cooler
Input laporan hasil Preventive Maintenance
Pengambilan data sampel sistem Air Cooler dan Oil
Cooler
PLTA, Unit 2
Ruang Pemeliharaan
Mesin
PLTA, Unit 4
Bapak Afri
Bapak Somantri
12Rabu/
25 Maret 2015
Data Record parameter alat ukur, sistem Air Cooler
dan Oil Cooler
Pengambilan data sampel sistem Air Cooler dan Oil
Cooler
PLTA, Unit 3
PLTA, Unit 4
Bapak Afri
13 Kamis/
26 Maret 2015
Data Record parameter alat ukur, sistem Air Cooler
dan Oil Cooler
Pengambilan data sampel sistem Air Cooler dan Oil
Cooler
PLTA, Unit 4
PLTA, Unit 4
Bapak Afri
64
Pembersihan glass pada ball cleaing pump
PLTA, Unit 1; dan 2 Bapak Syamsul
14Jumat/
27 Maret 2015 Penyusunan laporan Kerja Praktik Komplek Cioray
15Senin/
30 Maret 2015
Pembersihan glass pada ball cleaing pump
Pengambilan data sampel sistem Air Cooler dan Oil
Cooler
PLTA, Unit 3; dan 4
PLTA, Unit 4
Bapak Syaikhu, dan
Bapak Teguh
16Selasa/
31 Maret 2015
Pengukuran dimensi Oil Cooler dan Air Cooler
Input laporan hasil Preventive Maintenance
Diskusi perhitungan perpindahan panas pada Oil
Cooler
PLTA, Base 1
Ruang Pemeliharaan
Mesin
Ruang Pemeliharaan
Mesin
Bapak Somantri
17Rabu/
1 April 2015
Data Record parameter alat ukur, sistem Air Cooler
dan Oil Cooler
Penyusunan laporan Kerja Praktik
PLTA, Unit 2; dan 3
Ruang Pemeliharaan
Mesin
Bapak Afri
18 Kamis/
2 April 2015
Data Record parameter alat ukur, sistem Air Cooler
dan Oil Cooler
PLTA, Unit 4 Bapak Afri
65
Pengukuran dimensi tube air pendingin pada turbine
bearing
Penyusunan Laporan Kerja Praktik
PLTA, Based 2
Ruang Pemeliharaan
Mesin
19Senin/
6 April 2015
Preventive Maintenance pengambilan data Air
Cooler dan Oil Cooler
Penyusunan Laporan Kerja Praktik
PLTA, Unit 1; 2; 3;
dan 4
Ruang Pemeliharaan
Mesin
Bapak Yudi
20Selasa/
7 April 2015
Monitoring Generator
Penyusunan Laporan Kerja Paktik
PLTA, Unit 1; dan 2
Ruang Pemeliharaan
Mesin
Bapak Rudi
66
Tabel A-2. Nilai Konduktivitas Logam Tertentu pada Temperatur Standar
67
68