8/16/2019 PLTG Resume

1/12

PLTGU KERAMASAN 2 X 40 MW

3.1 Proses PLTGU

PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap) merupakan pembangkit

listrik gabungan dari PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas) atau GTG ( Gas Turbine

Generator ) dan PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) atau STG ( Steam Turbine

Generator ) yang mana gas buang dari turbin gas pada GTG dimanfaatkan kembali

untuk mengoperasikan turbin uap pada STG.

Gambar 3.1 Sistem PLTGU Keramasan

Pusat listrik Combined Cycle Keramasan memakai ba an bakar gas alam.

PLTGU Keramasan terdiri dari ! unit" yakni unit # dan unit ##. Seperti yang terli at

pada gambar di atas" pada masing$masing unit terdiri dari satu unit GTG ( Gas Turbin

Generator )" satu unit %&SG ( Heat Recovery Steam Generator ) dan satu unit STG

(Steam Turbin Generator ). Tiap unit GTG beker'a meng asilkan daya listrik dengan

menggunakan materi gas yang dibakar untuk diuba men'adi energi panas. nergi gas

inila yang digunakan untuk memutar turbin gas. Gas buang ( exhaust gas ) dari

turbin gas pada GTG yang nilainya kira$kira ± *3° + kemudian dialirkan ke %&SG

untuk memanasi air se ingga men'adi uap kering dan selan'utnya uap tersebut

disalurkan ke unit STG untuk memutar turbin yang tela terkopel dengan generator"12

8/16/2019 PLTG Resume

2/12

13

se ingga di asilkan daya listrik. Sisa uap dari LP ( Low Pressure ) turbin uap

kemudian didinginkan atau dikondensasikan agar beruba men'adi air kembali

melalui kondensor dan selan'utnya dipanaskan kembali melalui %&SG. ,emikian

seterusnya se ingga ter'adi siklus tertutup ( open cycle ).

3.1.1 Sistem GTG

Gambar 3.! Skema GTG ( Gas Turbine Generator )

Udara luar di isap ole kompresor melalui air inlet ingga nilai tekanan naik

13 -ar" selan'utnya dialirkan menu'u ruang pembakaran ( Combustion Chamber ).Udara selan'utnya dibakar agar didapat energi panas. Pembakaran dilakukan dengan

menggunakan prinsip segitiga api. Prinsip tersebut menyatakan ba a ada 3 faktor

penyebab timbulnya kebakaran" yaitu udara" ba an bakar" dan pemi/u api. ,alam al

ini udara dibakar dengan 0eul Gas. Proses pembakaran dia ali dengan ber/ampurnya

udara dan feul gas" selan'utnya igniter (busi spar! plug" akan aktif untuk

memer/ikkan bunga api se ingga ter'adi pembakaran. Temperatur pembakaran dan

tekanan tinggi yang ada di dalam Combustion Chamber merupakan energi panas yang

akan menekan sudu$sudu (menggerakkan) turbin untuk meng asilkan energi

mekanik. Karena generator berada pada satu poros dengan turbin gas maka ketika

turbin berputar generator pun ikut berputar se ingga menimbulkan #lu!s listrik dan

meruba energi mekanik men'adi energi listrik.

8/16/2019 PLTG Resume

3/12

14

Sebelum energi panas asil pembakaran mampu memutar poros turbin dan

generator" poros turbin diputar terlebi da ulu ole motor cran!ing yang

mendapatkan tegangan *"3 k dari switch gear . $otor cran!ing se/ara otomatis akan

terlepas koplingnya pada putaran *2 atau 1 22 rpm setela gas asil pembakaran

tela mampu memutar turbin. Sementara itu turbin terus berputar ingga mampu

men/apai 4!52 rpm atau #ull speed no load . Selan'utnya tegangan listrik dari

generator dinaikkan dari 11"1 K6 men'adi 1 2 K6 melalui transformator utama yang

kemudian diparalelkan dengan 'aringan listrik interkoneksi Sumatera.

Bagia !"agia Utama GTG#

1. Motor Cranking

$otor Cran!ing atau disebut pula motor starter iala motor yang digunakan

sebagai penggerak a al atau start$up system GTG. $otor cran!ing mendapat supplay

listrik sebesar *"3 K6 dari switch gear . ,alam melakukan fungsinya men$starter

poros turbin" motor cran!ing dibantu dengan tor%ue converter yang berfungsi sebagai

kopling penyambung accessoriy gear& $otor cran!ing di ubungkan dengan tor%ue

converter dengan menggunakan sebua kopling #lexible' yang mana tor%ue converter

itu sendiri ter ubung dengan a//essory gear. Kopling di sini menggunakan minyak

hydraulic& ,i dalam accessory gear terdapat beberapa susunan roda gigi yang berfungsi untuk memperbesar torsi (daya puntir) yang dibutu kan ole motor starter

untuk memutar poros turbin.

Pada a al start$up" minyak ydrauli/ disuplay ke tor%ue converter untuk

mengkopel motor cran!ing dengan poros" se ingga motor dapat memutar poros

turbin dengan torsi yang tela dikuatkan. Ketika ke/epatan turbin tela mampu

berputar dengan menggunakan energi panas asil pembakaran" maka se/ara otomatis

minyak ydrauli/ pada tor%ue converter didrain atau dikeluarkan se ingga motor

/ranking tidak lagi dikopel atau satu poros dengan turbin.

2. Air Inlet

8/16/2019 PLTG Resume

4/12

15

7lat ini berfungsi untuk menyaring kotoran dan debu yang terba a dalam

udara sebelum masuk ke kompresor.

Gambar 3.3 Penampang ir )nlet

-agian ini terdiri dari8

a. ir )nlet Housing " merupakan tempat udara masuk di mana di dalamnya

terdapat peralatan pembersi udara. b. )nerta Separator " berfungsi untuk membersi kan debu$debu atau partikel

yang terba a bersama udara masuk./. Pre*+ilter " merupakan penyaringan udara a al yang dipasang pada inlet

ouse.d. $ain +ilter " merupakan penyaring utama yang terdapat pada bagian dalam

inlet house " udara yang tela mele ati penyaring ini masuk ke dalam

kompresor aksial.e. )nlet ,ellmouth " berfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat

memasuki ruang kompresor.

f. )nlet Guide -ane " merupakan blade yang berfungsi sebagai pengatur 'umlaudara yang masuk agar sesuai dengan yang diperlukan.

3. Compressor

8/16/2019 PLTG Resume

5/12

16

Komponen ini berfungsi untuk mengkompresikan udara yang berasal dari

inlet air section ingga bertekanan tinggi (13 -ar) se ingga pada saat ter'adi

pembakaran dapat meng asilkan gas panas berke/epatan tinggi yang dapat

menimbulkan daya output turbin yang besar. +ompressor yang digunakan adala

xial #low compressor 14 tingkat dengan pressure ratio 12 yang terdiri dari 14 pasang

rotor dan stator. 9asing$masing sudu diatur sedemikian rupa se ingga posisi

melingkari rotor. Sudu tingkat pertama lebi besar dari sudu tingkat berikutnya"

se ingga ke/epatan udara masuk akan semakin besar.

Gambar 3.: +ompressor GTG

!sial #low compressor terdiri dari dua bagian" yaitu8

a. Compressor Rotor sembly . 9erupakan bagian dari kompresor aksial yang

berputar pada porosnya. &otor ini memiliki 14 tingkat sudu yang

mengompresikan aliran udara se/ara aksial dari 1 atm men'adi 14 kalinya

se ingga diperole udara yang bertekanan tinggi. -agian ini tersusun dari

wheels' stubsha#t' tie bolt dan sudu$sudu yang disusun kosentris di sekeliling

sumbu rotor. b. Compressor Stator . 9erupakan bagian dari /asing gas turbin yang terdiri dari8

1) )nlet Casing " merupakan bagian dari /asing yang mengara kan udara

masuk ke inlet bellmout dan selan'utnya masuk ke inlet guide 6ane.!) +orward Compressor Casing " bagian /asing yang di dalamnya terdapat

empat stage kompresor blade.3) #t Casing " bagian /asing yang di dalamnya terdapat /ompressor blade

tingkat $12.

8/16/2019 PLTG Resume

6/12

17

:) .ischarge Casing' merupakan bagian /asing yang berfungsi sebagai

tempat keluarnya udara yang tela dikompresi.

4. Combustion Chamber

Pada bagian ini ter'adi proses pembakaran antara ba an bakar dengan fluida

ker'a yang berada udara bertekanan tinggi dan bersu u tinggi. %asil pembakaran ini

berupa energi panas yang diuba men'adi energi kinetik dengan mengara kan udara

panas tersebut ke transition pie/es yang 'uga berfungsi sebagai no//le&

Gambar 3. Combustion Chamber

0ungsi dari keseluru an sistem adala untuk mensuplai energi panas ke siklusturbin. Sistem pembakaran ini terdiri dari komponen$komponen berikut yang

'umla nya ber6ariasi tergantung besar #rame dan penggunaan turbin gas. Komponen$

komponen itu adala 8

a. Combustion Chamber " berfungsi sebagai tempat ter'adinya pen/ampuran

antara udara yang tela dikompresi dengan ba an bakar yang masuk.

b. Combustion Liners " terdapat di dalam combustion chamber yang berfungsi

sebagai tempat berlangsungnya pembakaran./. +uel 0o//le " berfungsi sebagai tempat masuknya ba an bakar ke dalam

combustion liner . Pada GTG Keramasan" #uel no//le ber'umla 12 bua .

d. )gnitors (Spar! Plug )" berfungsi untuk memer/ikkan bunga api ke dalam

combustion chamber se ingga /ampuran ba an bakar dan udara dapat terbakar.

8/16/2019 PLTG Resume

7/12

18

e. Transition +ieces " berfungsi untuk mengara kan dan membentuk aliran gas panas

agar sesuai dengan ukuran no//le dan sudu$sudu turbin gas.

f. Cross +ire Tubes " berfungsi untuk meratakan nyala api pada semua combustion

chamber&

g. +lame .etector " merupakan sensor yang dipasang untuk mendeteksi adanya

proses pembakaran yang ter'adi dengan mendeteksi ada atau tidaknya intensitas

nyala api pada combustion chamber .

$. T%r"i Gas

9erupakan penggerak yang memanfaatkan energi panas dari combustion

chamber sebagai fluida ker'a. ,i dalam turbin gas" energi kinetik diuba men'adi

energi mekanik yakni gerak putar rotor yang selan'utnya akan meng asilkan daya.

&otor ini akan memutar poros daya dan menggerakkan beban yang tela terkopel

dengan turbin gas.

Gambar 3.* Penampang Turbin Gas

&. Ge erator Gas

Generator merupakan alat yang berfungsi untuk menguba energi mekanik

men'adi listrik. Generator gas berada satu poros atau dikopel dengan turbin" se ingga

ketika turbin mendapat energi panas yang menyebabkan turbin berputar makagenerator pun ikut berputar. Perputaran turbin menyebabkan peruba an energi panas

men'adi energi mekanik dan energi mekanik ini kemudian memutar generator

se ingga menimbulkan fluks listrik maka di asilkan daya listrik.

Sedangkan untuk peralatan pendukung sistem turbin gas terdiri dari 8

8/16/2019 PLTG Resume

8/12

19

a. Sistem Pelumas ( Lube 1il Sistem"0ungsi utama dari sistem pelumas ini digunakan untuk melumasi

bearing*bearing baik untuk bearing turbin maupun bearing generator. ,i

samping itu 'uga digunakan sebagai penyuplai minyak untuk sistem idrolik pada uxiliary 1il Pump ( 1P" di star untuk menyuplai minyak pelumas ke

dalam bearing turbin gas dan generator untuk selan'utnya diputar pada putara

turning gear atau on clowdown pada putaran ;*2 rpm" dengan tu'uan agar

ketika start up gaya geser (#riction #orce" yang ter'adi antara metal bearing

dengan poros turbin gas dan generator dapat dikurangi. Kemudian setela

turbin gas mulai start dan putaran mulai naik sampai putaran normal" maka

suplai minyak pelumas akan diambil ali dari 7

8/16/2019 PLTG Resume

9/12

20

%&SG iala singkatan dari Heat Recovery Steam Generator " yang memiliki

arti pembangkit uap dengan memanfaatkan kembali energi panas gas buang. Karena

memiliki fungsi untuk meng asilkan uap" maka %&SG sering disebut dengan boiler

atau %&- ( Heat Recovery ,oiler ). %&SG memanfaatkan energi panas sisa gas buang

(exhaust gas ) turbin gas untuk memanaskan air dan menguba nya men'adi uap" dan

kemudian uap tersebut dipergunakan untuk menggerakkan turbin uap.

3.1.3 Sistem STG

Gambar 3.4 Skema STG

HP superheated vapour (uap kering tekanan tinggi) dari %&SG dialirkan

untuk memutar %P turbine. Uap sisa dari %P turbine kemudian digabungkan dengan

LP superheated vapour untuk memutar LP turbine. Selan'utnya turbin uap dapat

menggerakkan generator dengan meng asilkan beban yang dibutu kan. Uap buang

dari LP turbin kemudian masuk ke dalam kondensor. Kondensor merupakan sebua

alat yang digunakan untuk mengkondensasi atau mengembunkan air. Proses

pengembunan ini menggunakan air laur sebagai pendingin. ,i dalam kondensor

terdapat pipa$pipa yang di dalamnya selalu mengalir air laut" maka ketika uap buang

dialirkan ke kondensor" uap akan se/ara otomatis terkondensasi men'adi air. 7ir ini

kemudian di'aga 'umla nya dengan penamba an air pada #eed water tan! (tanki

8/16/2019 PLTG Resume

10/12

21

tandon air) dipompakan kembali ke siklus %&SG melalui condesate pump " demikian

se ingga ter'adi siklus tertutup.

Komponen utama STG adala 8

1. Turbin Uap ( Steam Turbine )" berfungsi untuk mengekspresikan uap kering

( superheated vapour ) ingga meng asilkan energi mekanis untuk

menggerakkan generator. Terdapat ! bua steam turbine yakni %P steam

turbine dan LP steam turbine&!. Generator' berfungsi untuk meng asilkan energi listrik di mana di dalamnya

ter'adi proses peruba an energi mekanis men'adi energi listrik.3. Condenser " berfungsi sebagai penampung air kondensat sekaligus sebagai tempat

pendinginan uap bekas asil ekspansi turbin uap di mana media air laut

digunakan sebagai media pendinginannya.:. Tanki air pengisi ( #eed water tan! )" tanki ini berisi air murni sebagai tandon

pengisi air di /ondenser.. Pompa air pengisi ( #eed water pump )( pompa ini berfungsi meminda kan air

pengisi dari tanki air pengisi ke kondenser dan men'aga le6el kondenser tetap

pada kondisi normal.

3.2 Kemam)%a U it PLTGU Keramasa

Pusat listrik Combined Cycle Keramasan bisa memakai ba an bakar gas alam.PLTGU Keramasan mulai beroperasi ada ta un !213. PLTGU Keramasan

menggunakan konfigurasi 1$1$1 combined cycle plant x ! Unit dengan daya terpasang

total 52 9= dan tiap$tiap Unit terdiri dari 8

• Unit 1 GTG daya terpasang !5 9= dan STG daya terpasang 13" 9=• Unit ! GTG daya terpasang !5 9= dan STG daya terpasang 13" 9=

Turbin gas PLTGU Keramasan buatan %#T7+%# >apan dengan tipe %$! .

,aya yang dapat di asilkan ole tiap unitnya adala :2 9= pada kondisi tekanan

udara luar 1"213 mbar" su u ambient !4 ° +" relative humidity 5 " dan L% ba an

bakar gas alam :3"*42 k>?kg.

Setiap turbin gas mempunyai satu %&SG tipe ori@ontal yang mempunyai

sistem uap LP dengan temperature dan tekanan !32 ℃ ? :. bar abs" dan sistem uap

8/16/2019 PLTG Resume

11/12

22

%P dengan temperature dan tekanan 11.: ℃ ? 1.4 bar abs. Tiap %&SG ini

mendapatkan suplai air pengisi dari condensate pump& Uap dari %&SG bertekanan

tinggi di dialirkan ke turbin uap sisi %P dan uap bertekanan renda di alirkan ke

turbin uap sisi LP.

3.3 Proses Pe *a+%ra Te aga Listri,

Tegangan listrik yang di asilkan dari generator turbin gas dan generator turbin

uap masi renda se ingga tegangan tersebut arus dikirim ke trafo utama 11" ?1 2

K selan'utnya dinaikkan tegangannya. Tegangan 1 2 K yang di asilkan dari

11" ?1 2 K selan'utnya dialirkan melalui tiang transmisi di switch yard dan

kemudian dikirim ke gardu induk melalui transmisi teganagn ekstra tinggi.

3.4 Si,+%s T-ermo i ami,a )a a PLTGU

Proses produksi dari PLTGU Keramasan berdasarkan siklus combined cycle'

dimana gas panas yang keluar dari turbin gas digunakan untuk meng asilkan uap

(steam" di %&SG (Heat Recovery Steam Generator" yang kemudian di gunakan

untuk memutar turbin uap. %&SG yang diguankan pada PLTGU Keramasan ini tidak

memiliki damper yang digunakan untuk membuka?menutup aliran gas panas sisa

turbin gas ke %&SG" se ingga gas panas akan selalu mele ati %&SG sebelumdibuang ke sta/k" maka dari itu PLTGU Keramasan ini tidak dapat dioperasikan

dengan siklus open cycle' selalu dioperasikan combined cycle& -erikut adala siklus

combined cycle&

8/16/2019 PLTG Resume

12/12

23

Ket 8

1A B !A Kompresi isentropik (isentropi/ /ompression) di kompresor

!A B 3A Penamba an panas tekanan tetap (/onstant pressure eat addition)

3A B :A Cpansi isentropik (isentropi/ eCpansion) di turbin

:A B 1A Pembuangan panas tekanan tetap (/onstant pressure eat re'e/tion)

1 B ! 7ir dipompakan ole #eed water pump se ingga temperature dan

tekanannya naik

! B 3 +eed 3ater di panaskan dan diuapkan di LP drum" %P drum"

2vaporator dan sperheater&

3 B : Uap Panas yang keluar dari superheater kemudian di eCpansikan di

turbin uap

: B 1 Uap yang tela digunakan untuk memutar turbin di kondensasikan di

kondensor" kemudian air kondensasi di gunakan kembali untuk air pengisi.