analisis pengaruh vacuum condenser terhadap …

SKRIPSI

ANALISIS PENGARUH VACUUM CONDENSER

TERHADAP DAYA OUTPUT STEAM TURBINE

GENERATOR BLOK I PLTGU MUARA KARANG

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Skripsi

Pada Program Studi Sarjana Teknik Mesin Institut Teknologi-PLN

Disusun Oleh:

Arlinda Dwi Juniarti Saputri

201612007

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI DAN BISNIS ENERGI

INSTITUT TEKNOLOGI-PLN

JAKARTA, 2020

SKRIPSI

ANALYSIS OF VACUUM CONDENSER EFFECT TO BLOCK I MUARA

KARANG STEAM-ELECTRIC POWER STATION STEAM TURBINE

GENERATOR POWER OUTPUT

Subtimitted as a requirement to get a Bachelor Degree (S1) in the Mechanical

Engineering Undergraduate study Program Institut Teknologi – PLN

Arranged by :


2016 – 12 – 007

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF TECHNOLOGY AND ENERGY BUSINESS

INSTITUT TEKNOLOGI-PLN

JAKARTA, 2020

i

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Nama : Arlinda Dwi Juniarti Saputri

NIM : 201612007

Fakultas/Prodi : FTBE/S1 Teknik Mesin

Judul Skripsi : Analisis Pengaruh Vacuum Condenser Terhadap Daya Output

Steam Turbine Generator Blok I PLTGU Muara Karang

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Skripsi pada Program Sarjana Strata 1,

Program Studi Teknik Mesin Institut Teknologi PLN pada tanggal 29 Agustus 2019.

Jakarta, 03 September 2020

Mengetahui

Kepala Program Studi Teknik Mesin

Roswati Nurhasanah, S.T., M.T.

Nama Penguji Jabatan Tanda Tangan

1. Sudirmanto, Ir., M.M

Dosen

Pembimbing

2. Prayudi, Drs., M.M, M.T

Ketua Tim

Penguji

3. Arief Suardi N.C, S.T, M.T

Sekretaris Tim

Penguji

4. Eri Prabowo, Dr., Ir., M.Kom

Anggota Tim

Penguji

.

Digitally signed by Eri PrabowoDN: C=ID, OU=Fakultas Teknologi Dan Bisnis Energi, O=Institut Teknologi PLN, CN=Eri Prabowo, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-09-05 15:12:33Foxit Reader Version: 9.7.2

Eri Prabo

wo

Digitally signed by Arief Suardi Nur ChairatDN: C=ID, OU=Institut Teknologi PLN, O=Pusat Jaminan Mutu, CN=Arief Suardi Nur Chairat, [email protected]: I am approving this documentLocation: your signing location hereDate: 2020-09-06 21:00:19Foxit Reader Version: 9.7.0

Arief Suardi

Nur Chairat

Digitally signed by PrayudiDN: C=ID, OU=Fakultas Teknologi dan Bisnis Energi, O=Institut Teknologi PLNp, CN=Prayudi, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-09-11 21:26:07Foxit Reader Version: 10.0.0

Prayudi

Ir_ Sudirmanto, M_M_I am approving this documentTangerang2020-09-12 18:43:19

Digitally signed by Roswati NurhasanahDN: OU=Institut Teknologi PLN, O=Fakultas Teknologi dan Bisnis Energi, CN=Roswati Nurhasanah, [email protected]: I am the author of this documentLocation: your signing location hereDate: 2020-09-13 07:20:29Foxit Reader Version: 10.0.0

Roswati Nurhasanah

iii

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada yang terhormat :

Sudirmanto I.r., M.M., Selaku Dosen Pembimbing

Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga Skripsi ini dapat diselesaikan. Terima kasih yang sama, saya sampaikan kepada :

1. Bapak Winarko selaku mentor di PLTGU Blok I Muara Karang

2. Bapak Aris Kurniawan selaku Pembimbing Lapangan di PLTGU Blok

I Muara Karang

Yang telah mengijinkan melakukan penelitian di PT. PJB UP Muara Karang, Jl.

Pluit Karang Ayu Barat No. 1, RT 12 / RW 3, Kecamatan Penjaringan, Kota

Jakarta Utara, Daerah Khusus Ibukota Jakarta, serta memberikan informasi data

performance test HRSG dan STG di lokasi penelitian.



Digitally signed by Arlinda Dwi Juniarti SaputriDN: C=ID, OU=Program Studi S1 Teknik Mesin, O=IT PLN, CN=Arlinda Dwi Juniarti Saputri, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-09-05 14:36:47Foxit Reader Version: 9.7.2

Arlinda Dwi

Juniarti Saputri

iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Sekolah Institut Teknologi PLN, saya yang bertanda

tangan di bawah ini:

Nama : Arlinda Dwi Juniarti Saputri

NIM : 201612007

Progran Studi : Sarjana

Departemen : Mesin

Jenis Karya : Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Insitut Teknologi PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Non- exclusive

Royalty Free Right) atas karya imliah saya yang berjudul : ANALISIS

PENGARUH VACUUM CONDENSER TERHADAP DAYA OUTPUT STEAM

TURBINE GENERATOR BLOK I PLTGU MUARA KARANG.

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non

eksklusif ini Institut Teknologi PLN berhak menyimpan, mengalih

media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat,

dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis/pencipta dan sebagai pem ilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Jakarta

Pada tanggal : 03 September 2020

Yang menyatakan

Arlinda Dwi Juinarti Saputri


Arlinda Dwi

Juniarti Saputri

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas karunia-nya penulis

dapat menyelesaikan Laporan Kerja Magang yang berjudul “Analisis Pengaruh

Vacuum Condensor Terhadap Daya Output Steam Turbine Generator Blok

I PLTGU Muara Karang” yang merupakan persyaratan untuk memperoleh Gelar

Sarjana Teknik Mesin di Institut Teknologi PLN Jakarta. Dalam menyelesaikan

Skripsi ini penulis menyadari bahwa sepenuhnya tidak dapat terlaksana tanpa

bantuan, bimbingan, petunjuk, saran-saran dari berbagai pihak dan penulis juga

menyadari akan kemampuan dan keterbatasan yang ada dalam penyusunan

Skripsi ini jauh dari kesempurnaan baik dilihat dari segi isi maupun penyajiannya.

Atas pengarahan dan bantuan yang dari berbagai pihak, sehingga penulisan

Skripsi ini dapat diselesaikan sesuai waktu yang telah ditentukan.

Pada kesempatan ini, perkenankanlah penulis untuk mengucapkan

banyak terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan dan bantuan

selama masa proses penelitian dan penulisan Skripsi

2. Bapak Drs. Prayudi, M.M., M.T. selaku Kepala Departemen Teknik Mesin

Institut Teknologi PLN.

3. Ibu Roswati Nurhasanah S.T.,M.T. selaku Kepala Program Studi S1

Teknik Mesin Institut Teknologi PLN.

4. Bapak Ir. Sudirmanto, M.M. selaku Dosen Pembimbing Skripsi Institut

Teknologi PLN.

5. Bapak Aris Kurniawan selaku Pembimbing Lapangan Di PT. PJB UP

Muara Karang.

6. Rekan-rekan yang telah membantu menyusun Skripsi ini terselesaikan.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Skripsi ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang

membangun dalam rangka kesempurnaan Skripsi ini. Semoga dapat bermanfaat

bagi penulis maupun yang membacanya.

vi


Mahasiswa



Arlinda Dwi

Juniarti Saputri

vii

ANALISIS PENGARUH VACUUM CONDENSER TERHADAP DAYA OUTPUT

STEAM TURBINE GENERATOR BLOK I PLTGU MUARA KARANG


2016 – 12 – 007

S1 Teknik Mesin INSTITUT TEKNOLOGI PLN

[email protected]

Dibawah Bimbingan Sudirmanto, Ir., M.M

ABSTRAK

Condenser merupakan salah satu peralatan utama pada sistem pembangkit

listrik tenaga uap. Condenser merupakan alat penukar kalor yang berfungsi

sebagai pengubah fasa uap keluaran turbin menjadi air, yang dimana air hasil

kondensasi tersebut akan dipompakan ke HRSG untuk digunakan kembali.

Vacuum condenser berfungsi untuk mempercepat proses kondensasi di

kondensor. PT. PJB UP Muara Karang merupakan pembangkit listrik yang

memiliki kapasitas sebesar 1600 MW. PT. PJB UP Muara Karang memiliki

vacuum condenser yang berbeda – beda, yaitu 717.75 mmHg, 687.93 mmHg,

dan 715.30 mmHg. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh tekanan

vacuum kondensor dengan daya turbin, efisiensi turbin, dan efektivitas

kondensor. Perhitungan yang diperoleh pada tekanan vacuum condenser 717.93

mmHg daya turbin sebesar 49.84 MW, efisiensi turbin sebesar 66.51%, dan

efektivitas condenser 0.954. Pada tekanan vacuum condenser 687.93 mmHg

daya turbin sebesar 46.63 MW, efisiensi turbin 66.31%, dan efektivitas kondensor

0.945. Pada tekanan vacuum condenser 715.30 mmHg daya turbin sebesar

47.31 MW, efisiensi turbin sebesar 66.44%, dan efektivitas kondensor sebesar

0.953.

Kata kunci : turbin, condenser, vacuum condenser

viii

ANALYSIS OF VACUUM CONDENSER EFFECT TO BLOCK I MUARA

KARANG STEAM-ELECTRIC POWER STATION STEAM TURBINE

GENERATOR POWER OUTPUT


2016 – 12 – 007

[email protected]

Under the tutelage of Sudirmanto, Ir., M.M

ABSTRACT

Condenser is one of the main tools in a system of steam-electric power plant.

Condenser is a heat exchanger which convert turbine output steam to water,

where that condensed water pumps through HRSG to reused it. Vacuum

condenser is for accelerate condensation process in condenser. PT. PJB UP

Muara Karang are power station that have 1600 MW capacity. PT. PJB UP Muara

Karang have varied vacuum condenser, that is 717.75 mmHg, 687.93 mmHg,

and 715.30 mmHg. This research conducted to find out effect of vacuum

condenser pressure to turbine power, turbine efficiency, and condenser

effectiveness. The results obtained in the 717.93 mmHg vacuum condenser

pressure are turbine power in the amount of 49.84 MW, 66.51% turbine efficiency,

and 0.954 condenser effectiveness. In the 687.93 mmHg vacuum condenser

pressure have turbine power in the amount of 46.63 MW, 66.31% turbine

efficiency, and 0.945 condenser effectiveness. In the 715.30 mmHg vacuum

condenser pressure have turbine power in the amount of 47.61 MW, 66.44%

turbine efficiency, and 0.953 condenser effectiveness.

Key word : turbine, condenser, vacuum condenser

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ............................................................. i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .................................................................. ii

UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................. iii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN ..................................................... iv

KATA PENGANTAR ........................................................................................... v

DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xiv

DAFTAR SIMBOL ............................................................................................. xv

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2. Permasalahan Penelitian ....................................................................... 2

1.2.1 Identifikasi penelitian ....................................................................... 2

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah .................................................................. 3

1.2.3 Rumusan Masalah .......................................................................... 3

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian .............................................................. 3

1.3.1 Tujuan Penelitian............................................................................. 3

1.3.2 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4

1.4 Sistematika Penelitian............................................................................ 4

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 6

2.1 Teori Pendukung ................................................................................... 6

2.2 Tinjauan Pustaka ................................................................................... 6

2.2.1 Sistem dan Prinsip Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) ........... 7

2.2.2 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap .......................................... 8

2.2.2.1 Prinsip Kerja PLTU ....................................................................... 9

x

2.2.3.1 Turbin .......................................................................................... 10

2.2.3.2 Komponen pada Turbin .............................................................. 11

2.2.3.2.1 Shaft Seal ............................................................................. 11

2.2.3.2.2 Turbine Bearing .................................................................... 12

2.2.3.2.3 Balance Piston ...................................................................... 13

2.2.3.2.4 Turbine Stop Valves .............................................................. 13

2.2.3.2.5 Turbine Control Valve ........................................................... 13

2.2.3.2.6 Turning Device ...................................................................... 13

2.2.3.3 Prinsip Kerja Turbin ..................................................................... 13

2.2.3.4 Efisiensi Isentropik Turbin .......................................................... 14

2.2.3.5 Interpolasi Linear Untuk Pencarian Nilai Parameter (Properties)

Yang Tersedia Pada Table Suhu A2 Dan Table Tekanan A3 ................. 16

2.2.4 Kondensor dan Komponen – Komponennya ................................. 17

2.2.4.1 Kondensor ................................................................................... 17

2.2.4.2 Jenis – Jenis Kondensor .......................................................... 18

2.2.4.3 Operasi Condenser Types Steam Surface Condenser ............... 19

2.2.4.4 Stem Surface Condenser Air Removal ....................................... 20

2.2.4.5 Konfigurasi Steam Surface Condenser ....................................... 21

2.2.4.6 Komponen Kondensor ................................................................ 23

2.2.4.6.1 Pipa Kondensor (Condenser Tube) ...................................... 23

2.2.4.6.2 Cooling Water Pump (CWP) ................................................. 24

2.2.4.6.3 Vacuum Pump ...................................................................... 24

2.2.4.6.4 Hotwell .................................................................................. 25

2.2.4.6.5 Condensate Pump ................................................................ 25

2.2.4.6.6 Sistem Uap Perapat (Steam Seals System) ......................... 25

2.2.4.6.7 Parameter Kontrol dan Instrumen ......................................... 25

2.2.4.7 Proses Laju Perpindahan Panas ................................................. 25

2.2.5 Analisis Termodinamika ................................................................ 27

2.3 Hipotesis .............................................................................................. 29

BAB III METODE PENELITIAN ......................................................................... 30

3.1 Perencanaan Penelitian ....................................................................... 30

3.1.1 Teknik Pengambilan Data ............................................................. 31

xi

3.1.1.1 Metode Pengamatan Langsung ................................................. 31

3.1.1.2 Metode Pengamatan Tidak Langsung ........................................ 31

3.1.1.3 Metode Wawancara ................................................................... 33

3.1.1.4 Metode Studi Literatur ................................................................ 33

3.1.1.5 Saran dan Bimbingan Dosen Pembimbing................................. 34

3.2 Teknik Pengolahan Data ...................................................................... 34

3.2.1 Teknik Analisa ............................................................................... 35

3.3 Tempat dan Jadwal Penelitian ............................................................. 35

3.3.1 Lokasi Penelitian ........................................................................... 35

3.3.2 Jadwal Penelitian .......................................................................... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 36

4.1 Data Perhitungan ................................................................................. 36

4.2 Pengolahan Data ................................................................................. 37

4.2.1 Perhitungan Efisiensi Isentropik Turbin ............................................. 38

4.2.2 Perhitungan ∆𝑻𝒍𝒎𝒕𝒅 ......................................................................... 47

4.2.3 Perhitungan Laju Perpindahan Panas ............................................... 48

4.2.4 Perhitungan Efektivitas Condensor ................................................... 51

4.2 Hasil Perhitungan ................................................................................ 55

4.3 Analisa ................................................................................................. 57

4.4 Analisis Masalah Menggunakan Diagram Fishbone ............................ 60

BAB V PENUTUP ............................................................................................. 66

5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 66

5.2 Saran ................................................................................................... 67

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 68

DAFTAR RIWAYAT HIDUP .............................................................................. 69

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) ............ 7

Gambar 2.2 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) ............................. 8

Gambar 2.3 Prinsip Kerja PLTU........................................................................ 10

Gambar 2.4 Steam Turbine .............................................................................. 11

Gambar 2.5 Diagram Mollier ............................................................................. 15

Gambar 2.6 Condenser .................................................................................... 17

Gambar 2.7 Jet Condenser ............................................................................... 18

Gambar 2.8 Steam Surface Condenser ............................................................ 22

Gambar 2.9 Pipa – Pipa Condenser ................................................................. 23

Gambar 2.10 Vacuum Pump............................................................................. 24

Gambar 2.11 Siklus Rankine ............................................................................ 28

Gambar 4.1 Pencarian Nilai Enthalpy dan Entropy ........................................... 38



Gambar 4.4 Grafik Tekanan Vacuum Condenser vs Daya Turbin .................... 57

Gambar 4.5 Grafik Tekanan Vacuum Condenser vs Efisiensi Turbin ............... 58

Gambar 4.6 Grafik Tekanan Vacuum Condenser vs Efektivitas Kondensor ..... 59

Gambar 4.4 Diagram Fishbone Daya Output STG Berubah ............................. 61

xiii

DAFTAR TABEL

Table 3.1 Spesifikasi Steam Turbine ................................................................ 31

Table 3.2 Spesifikasi Generator ........................................................................ 32

Table 3.3 Spesifikasi Condensor ...................................................................... 33

Tabel 4.1 Data Parameter Steam Turbine Generator ....................................... 36

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Kerja Turbin ......................................................... 55

Tabel 4.3 Perhitungan Laju Perpindahan Panas Kondensor Dan Nilai Efektivitas

Kondensor ........................................................................................................ 56

Table 4.4 Perbandingan Tekanan Kevakuman Kondensor Terhadap Kerja

Turbin dan Kondensor ...................................................................................... 57

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data Performance Steam Turbine Generator ............................... 72

Lampiran 2 Surat Pernyataan Pengambilan Data ............................................. 76

Lampiran 3 Rangkuman Daftar PerbaikanSkripsi ............................................. 77

xv

DAFTAR SIMBOL

η𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛 = efisiensi isentropik turbin (%)

𝒉𝟏 = Enthalpy uap masuk (kJ/kg)

𝒉𝟐 = Enthalpy uap keluar saat keadaan aktual (kJ/kg)

𝒉𝟐𝒔 = Enthalpy uap keluar saat keadaan ideal (kJ/kg)

𝒔𝟏 = Entropi inlet turbin

𝒔𝟐 = Entropi outlet turbin

𝒙𝟐 = Fraksi uap

𝒉𝒇 = Enthalpy cairan jenuh (kJ/kg)

𝒉𝒇𝒈 = Enthalpy evaporasi (kJ/kg)

𝒉𝒈 = Enthalpy uap (kJ/kg)

𝑾𝒕 = Daya turbin (MW)

(Ẇ𝒕/ṁ) = Daya turbin actual per laju aliran massa (kJ/kg)

(Ẇ𝒕/ṁ)𝒔 = Daya turbin isentropic per laju aliran massa (kJ/kg)

𝑇ℎ𝑖 = suhu uap masuk kondensor dari LP turbin (⁰C)

𝑇ℎ𝑜 = suhu air hasil kondensasi pada kondensor (⁰C)

𝑇𝑐𝑖 = suhu air pendingin masuk kondensor (⁰C)

𝑇𝑐𝑜 = suhu air pendingin keluar kondensor (⁰C)

U = koefisien perpindahan panas menyeluruh (W/𝑚2.K)

A = permukaan yang mengalami penukar kalor yang mengalami perindahan

panas (𝑚2)

F = factor koreksi

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dengan berkembangnya industri maka kebutuhan akan listrik sebagai

penunjang proses produksi semakin meningkat. Dengan meningkatnya

kebutuhan listrik maka diperlukan peningkatan jumlah pembangkit listrik. PLTGU

merupakan pembangkit listrik yang menggabungkan siklus rankine pada PLTU

dan siklus brayton pada PLTG, dimana panas sisa gas buang dari PLTG

dimanfaatkan sebagai pemanas uap yang digunakan sebagai fluida kerja pada

PLTU. Condensor merupakan salah satu sistem pendinginan pada PLGU.

Kondensor merupakan alat penukar kalor yang berfungsi mendinginkan uap dari

steam turbin agar berubah fase menjadi air, dimana air tersebut akan digunakan

kembali sebagai air bahan baku uap. Prinsip kerja condensor proses

perubahannya dilakukan dengan cara mengalirkan uap ke dalam ruangan yang

berisi pipa – pipa (tubes). Uap mengalir di luar pipa – pipa sedangka air

pendinginnya mengalir di dalam pipa – pipa. Sebagai air pendingin biasanya

digunakan air sungai atau air laut. Kinerja condensor dapat dilihat dari beberapa

parameter, antara lain : temperatur air pendingin sisi inlet condensor, laju massa

aliran air pendingin, dan tekanan uap.

PLTGU Muara Karang merupakan pembangkit yang dioperasikan PT.

PJB UP Muara Karang yang terdiri dari 4 blok dengan kapasitas pembangkit

sebesar 1.600 MW. PLTGU Muara Karang Blok 1 memiliki konfigurasi 3 gas

turbine, 3 HRSG, dan 1 steam turbine. Sering kali PLTGU Muara Karang Blok 1

dioperasikan dengan konfigurasi 2 gas turbin, 2 HRSG, dan 1 steam turbin

dengan unit gas turbin dan HRSG yang dioperasikan berbeda, sehingga beban

yang digunakan berbeda. Dengan beban yang berbeda maka beban kerja

condenser pun berbeda. Beban kerja condenser yang sering kali naik turun

menyebabkan perubahan pada nilai vacuum condenser. Turunnya nilai

kevakuman pada kondensor dapat menyebabkan beberapa masalah pada

2

kondensor. Turunnya nilai kevakuman pada kondensor dapat menyebabkan

terhambatnya proses kondensasi uap keluaran turbin.

Kevakuman condensor dapat berpengaruh pada nilai efisiensi steam

turbine generator (STG). Apabila tekanan vakum pada condensor naik maka

unjuk kerja dan efisiensi turbin akan meningkat. Nilai efisiensi berhungungan

dengan energi atau daya yang dibangkitkan. Semakin besar efisiensi maka

semakin besar daya yang dibangkitkan oleh steam turbine generator. Penurunan

kevakuman condensor dapat menyebabkan proses kondensasi akan berjalan

lambat dan sebagian uap exhaust LP turbin yang dalam keadaan saturated tidak

seluruhnya mengalir ke dalam condensor sehingga dapat menyebabkan korosi

pada stage terakhir di LP turbin.

Penelitian yang dilakukan oleh Sukarno, dkk., Analisa Perubahan Tekanan

Vakum Kondensor Terhadap Kinerja Kondensor di PLTU Tanjung Jati B Unit 1

menyatakan semakin tinggi tingkat vakum condensor maka semakin cepat proses

kondensasi uap keluaran LP turbin. Selain itu, penelitian yang dilakukan oleh

Yeyet menyatakan perubahan tingkat kevakuman condensor mempengaruhi nilai

efisiensi turbin uap. Dari dua penelitian ini menunjukkan bahwa perubahan

tingkat kevakuman condensor dapat mempengaruhi nilai daya yang dihasilkan

oleh steam turbine generator. (Handayani, 2018)

Penelitian ini bertujuan untuk menganilisa pengaruh vakum condensor

terhadap output daya steam turbine generator.

1.2 Permasalahan Penelitian

1.2.1 Identifikasi penelitian

Proses kondensasi uap keluaran turbin sangat berpengaruh dalam

kinerja turbin uap. Cepat lambatnya proses kondensasi uap tergantung

pada tingkat kevakuman kondensor. Semakin baik kinerja kondensor

maka efisien turbin uap akan baik pula sehingga daya output steam turbine

generator akan meningkat. Proposal skipsi ini akan membahas analisa

3

pengaruh vacuum condensor terhadap output daya steam turbine

generator.

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah

Diperlukan batasan masalah untuk penyusunan penelitian ini.

Batasan – batasan tersebut sebagai berikut:

1. Penelitian dilakukan di PT. PJB UP Muara Karang

2. Peneliti hanya membahas steam turbine generator PLTGU Muara

Karang Blok I

3. Peneliti melakukan perbandingan nilai vakum condensor dan

pengaruhnya terhadap output daya STG berdasarkan data

performance monitoring pada bulan September 2019.

1.2.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas dan permasalahan di atas maka

perumusan masalah untuk penelitian ini adalah :

1. Apakah kevakuman condenser dapat mempengaruhi daya output

steam turbine generator?

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.3.1 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Untuk mengetahui pengaruh vakum condensor terhadap output

daya steam turbine generator

4

2. Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi turunnya nilai

kevakuman condenser

3. Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi efisiensi steam

turbine

4. Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi nilai efektivitas

condenser.

1.3.2 Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian ini penulis berharap dapat digunakan sebagai:

1. Dapat menambah ilmu pengetahuan pada lingkungan kampus

maupun lingkungan luar ampus tentang vakum condensor

2. Dapat memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan kurikulum

Pendidikan Sarjana Strata Satu (S1) dan mendapat gelar

Sarjana Teknik Strata Satu

3. Dapat membantu perusahaan dalam mengamati pengaruh

vakum condensor terhadap output daya steam turbine generator.

1.4 Sistematika Penelitian

Sistematika penulisan ini bertujuaan untuk mempermudah pembacaan

dan memberi gambaran mengenai pembahasan dalam penelitian ini.

5

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini menjelaskan secara ringkas mengenai latar belakang masalah yang

diteliti, batasan masalah penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan

sistematika penelitian.

BAB II LANDASAN TEORI

Menjelaskan beberapa teori dasar yang diperlukan untuk mengembangkan

Analisa Pengaruh Vacuum Condensor Terhadap Output Daya pada STG Blok 1

PLTGU Muara Karang.

BAB III METOLOGI PENELITIAN

Menjelaskan mengenai langkah – langkah yang digunakan untuk mengambil

data yang diperlukan dalam menyusun penelitian serta mengolah data dan

perhitungan data. Bab ini juga menjelaskan kerangka penyelesaian penelitian.

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini menjelaskan mengenai perhitungan pengaruh vaccum ondensor

terhadap daya output STG Blok 1 PLTGU Muara Karang.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari permasalahan pada penelitian ini.

Kesimpulan dan saran diperoleh setelah menyeleaian penelitian sebelumnya.

DAFTAR PUSTAKA

Daftar pustaka berisi referensi ataupun sumber teori yang digunakan untuk

mendukung penelitian.

LAMPIRAN

Bab ini berisi lampiran berupa data atau gambar untuk mendukung penelitian dan

penyusunan penelitian.

6

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Teori Pendukung

Teori yang menjadi dasar – dasar bagi penulis dalam penelitian yang

merupakan penjelasan dari hasil – hasil penelitian yang berkaitan dengan

penelitian penulis :

1. (Handayani, 2018) dalam penelitiannya didapatkan bahwa perubahan nilai

kevakuman kondensor berpengaruh pada efisiensi turbin. Saat nilai

kevakuman kondensor – 705.1 [mmHg] presentase efisiensi turbin adalah

30.43%, saat terjadi penurunan nilai kevakuman kondensor menjadi –

703.8 [mmHg] presentase efisiensi turbin turun menjadi 30.09%.

2. (Gunarto, 2019) dalam penelitiannya yang berjudul “Studi Kasus Variasi

Perubahan Tekanan Vakum Terhadap Performance Kondensor pada

PLTU di PT. ICA Tayan Kalimantan Barat” dari penelitiannya didapatkan

hasil perubahan nilai tekanan vacuum condenser berpengaruh terhadap

nilai efektivitas condenser. Dengan tekanan vacuum kondensor – 95 Kpa

efektivitas kondensor adalah 89.05%, saat tekanan vacuum condenser

turun menjadi – 85 Kpa nilai efektivitas kondensor turun menjadi 80.33%.

2.2 Tinjauan Pustaka

PLTGU merupakan pembangkit yang menggabungkan siklus Brayton

(PLTG) dan siklus Rankine (PLTU), gas panas keluaran turbin gas masih

memiliki sejumlah energi panas yang cukup untuk memproduksi uap, yang mana

uap tersebut digunakan untuk menggerakkan turbin uap. PLTGU Muara Karang

dimulai dari siklus Brayton, dimana udara dihisap dan dikompres oleh

Compressor gas turbin hingga udara tersebut mengalami kenaikan tekanan dan

7

temperature. Udara yang telah terkompresi akan dicampur dengan bahan bakar

di dalam Combustor. Gas panas pada hasil pembakaran combustor dialirkan

untuk menggerakkan turbin gas. Sisa gas keluaran turbin gas akan dibuang

Gambar 2.1 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)

(Sumber : PT. PJB UP Muara Karang, 2020)

melalui cerobong/stack pada Proses Open Cycle dan pada Proses Combine

Cycle sisa gas tersebut akan digunakan untuk memanaskan pipa – pipa

pemanas pada HRSG, dimana pipa – pipa tersebut akan air yang akan diubah

menjadi uap bertekanan dan bertemperatur tinggi yang akan menggerakkan

turbin uap. Uap keluaran turbin uap akan didinginkan di dalam kondensor. Uap

yang terkondensasi akan berubah menjadi air akan ditampung di dalam hotwell

yang nantinya air tesebut akan dipompakan kembali menuju HRSG.

2.2.1 Sistem dan Prinsip Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

PLTG adalah Pembangkit LIstrik Tenaga Gas yang dimana

pembangkit ini memanfaatkan energi dari gas yang bertemperatur tinggi hasil

8

pembakaran udara bertekanan tinggi yang telah tercampur dengan bahan

bakar untuk memutar turbin gas yang telah dikopel generator yang akan

menghasilkan energi listrik.

Gambar 2.2 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

(Sumber : PT. PJB UP Muara Karang, 2020)

2.2.2 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Pembangkit listrik tenaga uap merupakan pembangkit listrik yang

menggunakan uap sebagai fluida kerjanya dengan memanfaatkan energi

kinetik uap untuk menggerakkan poros sudu – sudu turbin yang dikopel

dengan generator. Selanjutnya generator mengubah energi mekanik

menjadi energi listrik. Pembangkit listrik tenaga uap merupakan sistem

pembangkit tertutup, dimana air hasil kondensasi uap keluaran turbin

digunakan kembali sebagai bahan baku air pengisi pada HP steam drum

dan LP steam drum pada HRSG.

9

2.2.2.1 Prinsip Kerja PLTU

Sistem pembangkit listrik tenaga uap pada PLTGU Muara Karang

blok 1 merupakan PLTU yang memanfaatkan panas buang dari gas turbin

sebagai pemanas air untuk fluida kerja pada PLTU. PLTU adalah jenis

pembangkit yang memanfaatkan energi thermal uap sebagai fluida

kerjanya yang bersikulasi secara tertutup. Sikulasi tertutup artinya

menggunakan fluida yang sama berulang – ulang. Urutan sikulasinya

sebagai berikut :

Pertama air yang berada pada HP steam drum dan LP steam

drum dialirkan ke dalam tube – tube yang berada di dalam HRSG. Air akan

dipanaskan menggunakan panas buang dari gas turbin. Air akan di ubah

menjadi uap kering yang bertekanan dan bertemperatur tinggi.

Selanjutnya uap tersebut akan dialirkan untuk memutar sudu –

sudu turbin. Pada PLTGU Muara Karang steam turbin terdiri dari HP

turbine dan LP turbine. Uap keluaran HP superheater 1 dari HRSG akan

memutar HP turbine, selanjutnya uap akan dialirkan ke LP turbine. Uap

keluaran HP turbine telah berekspansi sehingga tekanan dan temperature

turun. Uap keluaran HP turbine akan ditambahkan uap dari LP

superheater agar tekanan dan temperature uap dari HP turbine naik

kembali sehingga dapat memutar LP turbine. Generator yang telah dikopel

dengan turbine akan berputar menghasilkan listrik.

10

Gambar 2.3 Prinsip Kerja PLTU

(Sumber : PT. PJB UP Muara Karang)

Uap keluran LP turbine akan didinginkan atau dikondensasikan di

dalam condenser yang bertekanan vacuum menggunakan air laut sebagi

cooling waternya. Uap akan masuk mengisi ruangan pada condenser dan

air pendinginnya akan mengalir di dalam tube – tube di dalam condenser.

Uap yang telah berubah fasenya menjadi air akan ditampung di dalam

hotwell. Air tersebut akan digunakan kembali sebagai air pengisi pada HP

steam drum dan LP steam drum di HRSG.

2.2.3 Turbin Uap dan Komponen – Komponennya

2.2.3.1 Turbin

Turbin uap merupakan mesin yang berfungsi mengkonversikan

energi thermal menjadi energi mekanik putaran poros turbine. Namun

sebelum energi thermal di rubah menjadi energi mekanik, energi thermal

dirubah terlebih dahulu menjadi energi kinetik menggunakan nozzle.

Nozzle akan mengarahkan uap agar tepat mengenai sudu – sudu turbin.

Uap yang bertekanan dan bertemperatur tinggi akan menggerakkan sudu

11

– sudu turbin yang akan memutar poros turbin. Pada saat uap melewati

celah antar sudu – sudu gerak uap akan mengalami perubahan

momentum sehingga berdasarkan hukum Newton II, dibangkitkan gaya

yang bekerja pada uap tersebut. Dari hukum Newton III, sudu menerima

gaya yang besarnya sama dengan gaya tersebut namun arahnya

berlawanan. Akibatnya melakukan kerja di turbin, tekanan dan

temperature uap yang keluar turbin menjadi turun sehingga menjadi uap

basah.

Gambar 2.4 Steam Turbine

(Sumber : https://www.ge.com, General Electrict)

2.2.3.2 Komponen pada Turbin

2.2.3.2.1 Shaft Seal

Shaft seal merupakan bagian dari turbin antara poros dengan casing

yang berfungsi untuk mencegah uap air keluar dari dalam turbin melewati

sela-sela antara poros dengan casing akibat perbedaan tekanan dan juga

12

untuk mencegah udara masuk ke dalam turbin (terutama turbin LP karena

tekanan uap air yang lebih vakum) selama turbin uap beroperasi.

Turbin uap menggunakan sistem labyrinth seal untuk shaft seals.

Sistem ini berupa bagian yang berkelak-kelok pada poros dan casing-nya

yang kedua sisinya saling bertemu secara berselang-seling. Antara

labyrinth poros dengan labyrinth casing ada sedikit rongga dengan jaraj

tertentu. Sistem ini bertujuan untuk mengurangi tekanan uap air di dalam

turbin yang masuk ke sela-sela labyrinth sehingga tekanan antara uap air

dengan udara luar akan mencapai nilai yang sama pada titik tertentu.

Selain adanya sistem labyrinth seal, ada satu sistem tambahan bernama

sistem seal and gland steam. Sistem ini bertugas untuk menjaga tekanan

di labyrinth seal pada nilai tertentu terutama pada saat start up awal atau

shut down turbin dimana pada saat tersebut tidak ada uap air yang masuk

ke dalam turbin uap.

2.2.3.2.2 Turbine Bearing

Jenis bearing yang digunakan dalam desain turbin uap yaitu thrust

bearing, journal bearing, atau kombinasi antara keduanya. Selain itu juga

dibutuhkan sebuah sistem pelumasan menggunakan oil, yang secara

terus-menerus disirkulasi dan didinginkan untuk melumasi bearing yang

terus mengalami pergesekan pada saat turbin uap beroperasi normal.

Bearing memiliki beberapa fungsi diantaranya :

1. Menahan diam komponen rotor secara aksial

2. Menahan berat dari rotor

3. Menahan berbagai macam gaya tidak stabil dari uap air terhadap sudu

turbin

4. Menahan gaya kinetik akibat dari sisa – sisa ketidakseimbangan atau

ketidakseimbangan akibat kerusakan pada sudu

5. Menahan gaya aksial pada beban listrik yang bervariasi

13

2.2.3.2.3 Balance Piston

Pada turbin uap, ada 50% gaya reaksi dari sudu yang berputar

menghasilkan gaya aksial terhadap sisi belakang dari silinder pertama

turbin, gaya inilah yang perlu dilawan oleh sistem balance piston.

2.2.3.2.4 Turbine Stop Valves

Disebut juga Emergency Stop Valve karena berfungsi untuk

mengisolasi turbin dari supply uap air pada keadaan darurat untuk

menghindari kerusakan atau juga overspeed.

2.2.3.2.5 Turbine Control Valve

Memiliki fungsi untuk mengontrol supply dari uap yang masuk ke

dalam turbin sesuai dengan sistem kontrol yang bergantung pada besar

beban listrik.

2.2.3.2.6 Turning Device

Turning device adalah suatu mekanisme untuk memutar rotor dari

turbin pada saat start awal atau pada saat setelah shut down untuk

mencegah terjadinya distorsi/bending akibat dari proses pemanasan atau

pendinginan yang tidak seragam pada rotor.

2.2.3.3 Prinsip Kerja Turbin

Turbin uap terdiri dari sebuah cakram yang dikelilingi oleh daun –

daun cakram yang disebut sudu – sudu turbin. Sudu – sudu turbin ini

berputar karena adanya dorongan dari uap bertekanan yang berasala dari

HRSG, yang telah dipanasi terlebih dahulu dengan gas sisa keluaran

turbin gas.

Uap tersebut kemudian diatur oleh control valve yang akan

digunakan untuk memutar turbin yang dikopel langsung dengan pompa

14

dan juga sama halnya dikopel dengan generator untuk menghasilkan

listrik.

Setelah melewati turbin uap, uap betekanan dan bertemperatur tinggi

tersebut berubah menjadi uap bertekanan dan bertemperatur rendah.

Panas yang telah diserap oleh kondensor mengubah uap menjadi air yang

kemudian air tersebut akan dipompakan kembali ke HRSG. Sisa panas

yang dibuang oleh kondensor mencapai setengah jumlah panas semula

yang masuk.

2.2.3.4 Efisiensi Isentropik Turbin

Efiseinsi entropik merupakan kerja actual dan ideal dari suatu

peralatan. Perpindahan panas antara turbin dan lingkungan diabaikan.

Termasuk energi kinetik dan potensial. Kerja yang melewati turbin dapat

diasumsikan sebagai berikut :

Ẇ

ṁ= 𝒉𝟏 − 𝒉𝟐

Keadaan yang ditandai dengan 2s pada gambar hanya dapat dicapai

apabila tidak ada irreverbilitas internal, hal ini disebut ekspansi isentropik

turbin.

15

Gambar 2.5 Diagram Mollier

Dalam ekspansi aktual melalui turbin 𝒉𝟐 > 𝒉𝟐𝒔, demikian maka kerja kecil

dibandingkan kerja maksimum. Perbandingan ini dapat dihitung dengan

persamaan efisiensi isentropik turbin :

𝛈𝒕 =(Ẇ𝒕/ṁ)

(Ẇ𝒕/ṁ)𝒔=

𝒉𝟏−𝒉𝟐

𝒉𝟏−𝒉𝟐𝒔× 𝟏𝟎𝟎% ...............................................................(1)

Enthalpy isentropic dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

• Entropi Outlet (kondisi 2)

𝒔𝟐 = 𝒔𝟏

• Fraksi Uap

𝒙𝟐 =𝒔𝟐−𝒔𝒇

𝒔𝒈−𝒔𝒇=

𝒔𝟐−𝒔𝒇

𝒔𝒇𝒈 .......................................................................(2)

• Enthalpy Isentropic (kondisi 2)

𝒉𝟐𝒔 = 𝒉𝒇 + 𝒙𝟐𝒉𝒇𝒈 .......................................................................(3)

Dimana :

𝛈𝒕 = Efisiensi isentropik turbine (%)

𝒉𝟏 = Enthalpy uap masuk (kJ/kg)

16

𝒉𝟐 = Enthalpy uap keluar saat keadaan aktual (kJ/kg)

𝒉𝟐𝒔 = Enthalpy uap keluar saat keadaan ideal (kJ/kg)

𝒔𝟏 = Entropi inlet turbin

𝒔𝟐= Entropi outlet turbin

𝒙𝟐 = Fraksi uap

𝒉𝒇 = Enthalpy cairan jenuh (kJ/kg)

𝒉𝒇𝒈 = Enthalpy evaporasi (kJ/kg)

𝒉𝒈 = Enthalpy uap (kJ/kg)

𝑾𝒕 = Daya turbin (MW)

(Ẇ𝒕/ṁ) = Daya turbin actual per laju aliran massa (kJ/kg)

(Ẇ𝒕/ṁ)𝒔 = Daya turbin isentropic per laju aliran massa (kJ/kg)

2.2.3.5 Interpolasi Linear Untuk Pencarian Nilai Parameter

(Properties) Yang Tersedia Pada Table Suhu A2 Dan Table Tekanan

A3

Interpolasi dua titik dengan garis lurus dengan titik (𝒙𝟎, 𝒚𝟎) dan

(𝒙𝟏, 𝒚𝟏). Teknik interpolasi linear digunakan untuk mencari nilai dalan table

suhu A2 dan table tekanan A3 berupa temperature (T), tekanan (P),

enthalpy uap jenuh (𝒉𝒇), enthalpy penguapan (𝒉𝒇𝒈), entropi cairan jenuh

(𝒔𝒇), entropi uap jenuh (𝒔𝒈). Selain itu interpolasi linear juga digunakan

untuk mencari nilai enthalpy uap kondisi actual (𝒉𝟐), karena 𝒉𝟐 = 𝒉𝒈.

Persamaannya adalah :

𝑷𝟏(𝒙) = 𝒚𝟎 +(𝒚𝟏 − 𝒚𝟎)

(𝒙𝟏 − 𝒙𝟎)

𝑷𝟏(𝒙) =𝒚𝟏−𝒚𝟎

𝒙𝟏−𝒙𝟎(𝒙 − 𝒙𝟎) + 𝒚𝟎........................................................(4)

17

2.2.4 Kondensor dan Komponen – Komponennya

2.2.4.1 Kondensor

Kondensor merupakan alat penukar panas yang digunakan untuk

mengubah uap keluaran turbin uap menjadi air. Di dalam kondensor

terdapat pipa – pipa yang digunakan untuk mengalirkan air sebagai

pendingin. Prinsip kerja kondensor adalah uap keluaran turbin uap akan

masuk ke dalam kondensor dan memenuhi permukaan luar pipa dan air

sebagai pendingin mengalir di dalam pipa maka akan terjadi perpindahan

panas dari uap ke air pendingin.

Agar uap dapat bergerak turun dengan lancar dari sudu terakhir

turbin, maka vakum kondensor harus dijaga, karena dengan ada vakum

pada kondensor akan membuat tekanan udara pada kondensor menjadi

rendah. Dengan tekanan yang lebih rendah di kondensor, maka uap

akan bisa bergerak dengan mudah menuju kondensor.

Gambar 2.6 Condenser

(Sumber : https://www.ge.com, General Electric)

18

2.2.4.2 Jenis – Jenis Kondensor

Ada dua jenis kondensor utama yang dapat digunakan digunakan

di pembangkit listrik: 1. Direct Contact, 2. Surface.

Kondensor Direct Contact mengkondensasikan uap keluaran turbin

dengan mencampurkannya langsung dengan air pendingin. Jenis dari

kondensor ini disebut spray condenser, pada alat ini proses pencampuran

dilakukan dengan menyemprotkan air pendingin ke arah uap. Sehingga

steam akan menempel pada butiran – butiran air pendingin tersebut dan

akan mengalami kontak temperature, selanjutnya uap akan terkondensasi

dan tercampur dengan air pendingin yang mendekati fase saturated

(basah). Tipe yang lebih tua Kondensor Barometrik dan Jet-Type

beroperasi pada prinsip yang serupa.

Gambar 2.7 Jet Condenser

19

Kondensor Surface adalah yang paling umum kondensor bekas di

pembangkit listrik modern. Uap keluaran dari turbin mengalir di sisi shell

(di bawah vakum) dari kondensor, sedangkan sirkulasi air pendingin

mengalir di sisi pipa (tubes). Sumber air yang bersirkulasi dapat berupa a

loop close (yaitu menara pendingin, kolam semprot, dll.) atau sekali pakai

(yaitu dari danau, laut, atau sungai). Uap hasil kondensasi dikumpulkan di

dalam ruangan di bawah condenser, yang disebut Hotwell. Air hasil

kondensasi kemudian dipompa kembali ke pembangkit uap untuk

mengulangi siklusnya.

2.2.4.3 Operasi Condenser Types Steam Surface Condenser

Mekanisme perpindahan panas utama dalam kondensor Surface

adalah kondensasi steam jenuh di bagian luar pipa – pipa dan air

pendingin yang bersirkulasi di dalam pipa. Jadi untuk laju aliran air

sirkulasi tertentu, suhu air masuk ke kondensor menentukan tekanan

pengoperasian kondensor. Saat suhu ini menurun, tekanan kondensor

juga akan berkurang. Seperti dijelaskan di atas, penurunan tekanan ini

akan meningkatkan output dan efisiensi pembangkit. Karena kondensor

Surface beroperasi dibawah tekanan vakum. Gas yang tidak

terkondensasi bergerak menuju condenser. Gas yang idak terkondensasi

Sebagian besar terdiri dari udara bocor ke dalam sirkulasi dari komponen

yang beroperasi di bawah tekanan atmosfer (seperti kondensor). Gas –

gas ono juga dapat diakibatkan oleh dekomposisi dari air menjadi oksigen

dan hydrogen dari reaksi kimia atau thermal. Gas – gas ini harus

dikeluarkan dari kondensor dengan alasan – alasan berikut :

Gas tersebut akan meningkatkan tekanan operasi kondensor.

Karena tekanan total kondensor akan menjadi jumlah tekanan persial dari

steam dan gas, terlebih gas yang bocor ke dalam sistem, tekanan

kondensor akan naik. Kenaikan tekanan ini akan menurunkan output dan

efisiensi turbin. Gas akan menyelimuti permukaan pipa dan mengurangi

perpindahan panas dari steam ke air pendingin. Sekali lagi, tekanan dalam

20

kondensor akan meningkat. Korosif kondensat di condenser akan

meningkat dengan meningkatnya kandungan oksigen. Oksigen

menyebabkan korosi, Sebagian besar pada steam generator. Jadi, gas –

gas ini harus dikeluarkan untuk memperpanjang umum komponen siklus.

2.2.4.4 Stem Surface Condenser Air Removal

Dua komponen utama untuk melepaskan gas tidak terkondensasi

adalah Steam Jet Air Ejectors dan Liquid Ring Vacuum Pump. Steam Jet

Air Ejectors (SJAE) menggunakan udara bertekanan tinggi untuk

mengeluarkan gas yang tidak terkondensasi dari kondensor. Liquid Ring

Vacuum Pump menggunakan liquid terkompresi untuk mengompres hasil

gas tidak terkondensasi dan kemudian dibuang ke atmosfer. Untuk

membantu dalam penghilangan gas tidak terkondensasi, kondensor

adalah dilengkapi dengan bagian Air-Cooler.

Bagian Air-Cooler pada kondensor terdiri dari sejumlah pipa – pipa

yang disekat untuk mengumpulkan gas yang tidak dapat dikondensasikan.

Pendinginan gas yang tidak terkondensasikan berkurang volumenya dan

ukuran pembuangan udara yang diperlukan peralatan. Peralatan pelepas

udara harus beroperasi dalam dua mode: memonopoli dan menahan.

Sebelum memasukkan uap buang ke kondensor, semua nonkondensabel

harus dilepaskan kondensor. Dalam mode hogging, volume udara yang

besar berada cepat dikeluarkan dari kondensor untuk mengurangi tekanan

kondensor dari atmosfer ke tingkat yang telah ditentukan. Setelah tekanan

yang diinginkan tercapai, sistem pembuangan udara dapat dioperasikan

dalam mode tahan untuk menghapus semua gas tak terkondensasi.

21

2.2.4.5 Konfigurasi Steam Surface Condenser

Surface Condenser dapat diklasifikasikan secara luas berdasarkan

orientasi uap keluaran turbin menuju kondensor. Paling umum adalah

exhaust samping dan bawah. Exhaust samping kondensor, kondensor

dan turbin dipasang berdekatan satu sama lain. Uap keluaran turbin

masuk ke dalam kondensor dari sisi samping kondensor. Dala exhaust

bagian bawah, uap keluaran turbin masuk ke dalam kondensor melalui sisi

atas kondensor. Turbin dipasang di atas pondasi di atas kondensor.

Kondensor selanjutnya dapat digambarkan dengan konfigurasi sisi

shell dan tubes. Sisi tubes dari steam surface condenser dapat

diklasifikasikan sebagai berikut: Number of tubes side passes Konfigurasi

bundel tabung dan water box Kebanyakan steam surface condenser

memiliki satu atau multiple tubes side passes. Jumlah gerakan printhead

didefinisikan sebagai berapa kali sirkulasi air menempuh panjang

kondensor di dalam pipa. Kondensor dengan sistem sirkulasi air sekali

bilas hanya melewatinya atau sekali pakai. Kondensor dua fasa biasanya

digunakan dengan sistem loop tertutup.

22

Gambar 2.8 Steam Surface Condenser

Sisi tubes juga dapat diklasifikasikan sebagai terbagi atau tidak

terbagi. Dalam kondensor terbagi, bundel tubes dan water box berada

dibagi menjadi beberapa bagian. Satu atau lebih bagian dari bundel

tabung mungkin beroperasi sementara yang lain tidak. Ini memungkinkan

pemeliharaan bagian sisi tabung saat pengoperasian kondensor. Di sisi

tabung yang tidak terbagi, semua tabung masuk operasi setiap saat. Sisi

shell dari steam surface condenser dapat diklasifikasikan berdasarkan

geometrinya. Contoh dari jenisnya adalah:

• Silinder

• Persegi Panjang

Pilihan konfigurasi di atas ditentukan oleh ukuran kondensor, tata

letak pabrik, dan pilihan pabrikan. Steam surface condenser bisa berupa

double – shell dan beberapa konfigurasi tekanan.

23

2.2.4.6 Komponen Kondensor

2.2.4.6.1 Pipa Kondensor (Condenser Tube)

Pipa kondensor berfungsi menyerap panas dari uap keluaran turbin

sehingga temperaturnya turun dan berubah fasa menjadi cair (air). Pipa

kondensor terletak di bagian dalam kondensor dan terdiri dari banyak

(ratusan/ribuan) pipa-pipa dengan diameter kecil yang disusun rapat dan

biasanya tersusun secara horizontal. Air pendingin akan dimasukkan ke

dalam pipa kondensor dari bagian bawah (inlet) dan dikeluarkan dari

bagian atas (outlet). Sedangkan uap bekas Turbin akan bersentuhan

dengan pipa Kondensor bagian luar.

Gambar 2.9 Pipa – Pipa Condenser

(Sumber : https://www.ge.com, General Electrict)

24

2.2.4.6.2 Cooling Water Pump (CWP)

Cooling water pump adalah pompa air yang mengalirkan air

pendingin ke dalam pipa – pipa kondensor. Pada PLTGU Muara Karang

Blok I air laut digunakan sebagai air pendingin. Penggunaan air pendingin

kondensor digunakan atau disirkulasikan sekali saja.

2.2.4.6.3 Vacuum Pump

Vacuum pump berfungsi untuk menjaga tekanan pada kondensor

berada dibawah tekanan atmosfer agar proses kondensasi uap keluaran

turbin dapat cepat terkondesasi. Prinsip kerja vacuum pump adalah

dengan cara menghisap gas – gas yang tidak dapat terkondensasi. Gas –

gas tersebut bercampur dengan uap air sehingga akan bersifat tidak dapat

terkondensasi yang berakibatkan kinerja kondensor akan semakin berat.

Gambar 2.10 Vacuum Pump

(Sumber : Dokumen Pribadi, 2020)

25

2.2.4.6.4 Hotwell

Uap yang telah terkondensasi akan ditampung di dalam hotwell.

Hotwell terletak di bawah kondensor.

2.2.4.6.5 Condensate Pump

Pompa kondensat berfungsi untuk mengalirkan air kondensat di

hotwell ke tangki deaerator (Deaerator Tank) melalui Deaerator.

2.2.4.6.6 Sistem Uap Perapat (Steam Seals System)

Berfungsi untuk memberikan uap luar tidak masuk ke dalam

kondensor. Uap bertekanan rendah akan memenuhi labirin yang berfungsi

sebagai perapat sehingga hanya uap yang akan di hisap vacuum

condenser.

2.2.4.6.7 Parameter Kontrol dan Instrumen

Peralatan ini berfungsi untuk mengetahui atau membaca tekanan

dan temperature (parameter – parameter) di dalam kondensor.

2.2.4.7 Proses Laju Perpindahan Panas

Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin,

kebersihan pipa – pipa (tubes), dan perbedaan temperature uap dan air

pendingin. Proses perubahan uap ke air terjadi pada tekanan dan

temperature jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi vacuum.

Karena temperature air pendingin sama dengan temperature udara luar,

maka temperature kondensatnya maksimum mendekati temperature

udara luar.

26

Untuk heat exchanger tipe cross flow, prosesnya berawal dari uap

yang berasal dari LP turbin menuju ke shell – shell yang berada pada

kondensor kemudian dari arah berlawanan (horizontal) air pendingin yang

berasal dari sea water supply mengalir ke dalam tube – tube di dalam

kondensor.

ΔTlmtd (Log Mean Temperature Difference) merupakan persamaan yang

menggambarkan perbedaan temperature rata – rata yang digunakan

untuk menganalisa alat penukar panas dalam hal ini adalah kondensor.

∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 =(𝑇ℎ𝑖−𝑇𝑐𝑜)−(𝑇ℎ𝑜−𝑇𝑐𝑖)

𝐼𝑛((𝑇ℎ𝑖−𝑇𝑐𝑜)

(𝑇ℎ𝑜−𝑇𝑐𝑖))

..................................................................(5)

Keterangan :

𝑇ℎ𝑖 = suhu uap masuk kondensor dari LP turbin (⁰C)

𝑇ℎ𝑜 = suhu air hasil kondensasi pada kondensor (⁰C)

𝑇𝑐𝑖 = suhu air pendingin masuk kondensor (⁰C)

𝑇𝑐𝑜 = suhu air pendingin keluar kondensor (⁰C)

Panas yang dilepas oleh fluida panas diserap oleh fluida dingin

dengan menembus luasan sebesar A dengan koefisien U dan beda suhu

rata – rata ΔTm dinyatakan dalam persamaan :

𝑞 = 𝑈. 𝐴. 𝐹. ∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 ..............................................................................(6)

Dimana, U = koefisien perpindahan panas menyeluruh (W/𝑚2.K)

A = permukaan yang mengalami penukar kalor yang mengalami

perindahan panas (𝑚2)

F = factor koreksi

27

Dalam kaitannya dengan efektivitas dari kondensor maka dapat

dihubungkan dengan metode 𝜀-NTU, dimana NTU (Number of Transfer

Unit) dinyatakan dalam :

𝑁𝑇𝑈 = 𝑈.𝐴

𝐶𝑚𝑖𝑛 ..........................................................................................(7)

Untuk menentukan efektivitas (effectiveness, 𝜀) penukar kalor tipe

cross flow dapat digunakan persamaan berikut :

𝜀 = 1 − 𝑒𝑥𝑝 {−1

𝐶[1 − exp (−𝐶. 𝑁𝑇𝑈)]} .................................................(8)

Dimana

𝐶 =𝐶𝑚𝑖𝑛

𝐶𝑚𝑎𝑥 ...............................................................................................(9)

2.2.5 Analisis Termodinamika

Sistem pembangkit listrik tenaga uap pada PLTGU Muara Karang

Blok I menggunakan siklus rankine. Siklus Rankine adalah siklus

termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja.panas disuplai

secara eksternal pada aliran tertutup, yang biasanya menggunakan air

sebagai fluida yang bergerak. Fluida pada siklus Rankine mengikuti aliran

tertutup dan digunakan secara konstan.

28

Gambar 2.10 Siklus Rankine

Terdapat 4 proses dalam siklus Rankine, setiap siklus mengubah keadaan

fluida (tekanan dan/atau wujud).

Proses 1 – 2 : Fluida dipompa dari bertekanan rendah ke tekanan tinggi

dalam bentuk cair. Proses ini membutuhkan sedikit input energi.

Proses 2 – 3 : Fluida cair bertekanan tinggi masuk ke boiler/HRSG dimana

fluida dipanaskan hingga menjadi uap pada tekanan konstan menjadi uap

jenuh.

Proses 3 – 4 : Uap jenuh bergerak menuju turbin, menghasilkan energi

listrik. Hal ini mengubah temperatur dan tekanan uap.

Proses 4 – 1 : Uap basah memasuki kondensor dimana uap diembunkan

dalam tekanan dan temperatur tetap hingga menjadi cairan jenuh.

29

2.3 Hipotesis

Dalam penelitian ini penulis menguraikan hipotesis pengolahan data

yang didapat berdasarkan literatur dan referensi. Dimana penulis

menjelaskan hipotesis sebagai berikut :

1. Diduga perubaha nilai kevakuman kondensor dapat mempengaruhi

efisiensi turbin uap.

2. Diduga perubahan nilai kevakuman kondensor dapat mempengaruhi

nilai efektivitas kondensor.

3. Diduga perubahan nilai kevakuman kondensor mempengaruhi daya

output steam turbine generator.

30

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Perencanaan Penelitian

Mulai

Studi Literatur dan Studi Lapangan

Identifikasi Masalah :

Bagaimana pengaruh vacuum condenser terhadap daya output steam turbin generator?

Pengumpulan Data Operasi :

Spesifikasi steam turbine generator Blok I PLTGU Muara Karang

Data parameter tekanan, temperature, flow pada HRSG dan STG Blok I PLTGU Muara Karang

Pongolahan Data:

Menghitung efisiensi isentropik turbine

Menghitung daya actual turbin

Menghitung laju perpindahan panas

Menghitung efektivitas kondensor

Jika kevakuman kondensor

naik

Maka daya output STG naik

Analisa dan Pembahasan Hasil Perhitungan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Benar

Salah

31

3.1.1 Teknik Pengambilan Data

3.1.1.1 Metode Pengamatan Langsung

Penulis memperoleh data penelitian dengan cara pengamatan langsung

pada Steam Turbine Generator Blok 1 PLTGU Muara Karang.

3.1.1.2 Metode Pengamatan Tidak Langsung

Penulis memperoleh data dengan cara membaca manual book steam

turbine generator yang ada dan juga mengambil data melalui Canter Control

Room (CCR) Blok 1 PLTGU Muara Karang.

Table 3.1 Spesifikasi Steam Turbine

SPESIFIKASI TURBINE

Merk General Electric

Turbine Number 270 T 273

Rating 185.100 Kw

Rotation 3000 rpm

Stages 17

Steam Pressure 83,79 Bar (A)

Steam Temperature 515,80 C

Exhaust Pressure 0,83 Bar (A)

32

Table 3.2 Spesifikasi Generator

SPESIFIKASI GENERATOR

Type Hydrogen Cooled Generator 290 T 273

Poles 2

Phase 3

Connection Type “WYE”

Frequency 50 Hz

Max. cold gas temp. 400 C

Inlet Water 84⁰ F

KVA 237.500

Armature Amps. 9.141

Armature Volt 15000

Field Amps 1562

Excitation Volt 550

Power Factor 0,80

33

Table 3.3 Spesifikasi Condensor

SPESIFIKASI CONDENSOR

SHELL SIDE TUBE SIDE

Steam Inlet 637,070 KG/Hr Source Water Sea Water

Non Condensables 50,6 KG/Hr Flow 813 cum/min

Laten Heat 615,8 kcal/kg Water In 30⁰C

U Service 2.680,5 kcal/h.m.⁰C Water Out 36.76⁰C

Cleanliness Factor 0,85 Number Passes 1

Temperature In 42,1 ⁰C Pressure Drop 3,3 M

Temperature Out 42,1 ⁰C Velocity Ft/Sec 2,15 m/s

LMTD 8,3 ⁰C

Operating Pressure 62 m/HGA

3.1.1.3 Metode Wawancara

Penulis melakukan pengambilan data dengan cara mengajukan

beberapa pertanyaan kepada karyawan bagian pemeliharaan dan operasi (

Canter Control Room / CCR).

3.1.1.4 Metode Studi Literatur

Penulis memperoleh data dengan cara membaca manual book dan

beberapa jurnal yang berkaitan dengan steam turbine generator di

perpustakan PT. PJB UP Muara Karang.

34

3.1.1.5 Saran dan Bimbingan Dosen Pembimbing

Melakukan asistensi kepada dosen pembimbing untuk saran dan

bimbingan guna mengoreksi dan menyempurnakan penyusunan penelitian.

3.2 Teknik Pengolahan Data

Pada Teknik pengolahan data penulis memaparkan bagaiman pengolahan

data dari parameter atau data yang di peroleh guna mengetahui bagaimana

pengaruh vacuum condenser terhadap daya output steam turbine generator blok 1

PLTGU Muara Karang.

Cara pengolahan data dapat dilihat sebagai berikut :

1) Mengolah data temperature seperti temperature steam inlet HP turbine,

temperature steam inlet LP turbine, temperature HP turbine exhaust,

temperature LP turbine exhaust, temperature air pendingin.

2) Mengolah data tekanan seperti tekanan steam inlet HP turbine, tekanan

steam inlet LP turbine, tekanan HP turbine exhaust, tekanan LP turbine

exhaust.

3) Mengolah data laju aliran massa uap (flow), seperti laju aliran massa uap HP

main steam flow, LP main steam flow.

4) Mengolah data kevakuman kondensor dan daya aktual steam turbine.

5) Menghitung daya aktual turbin, nilai efisiensi turbin dan nilai efektivitas

kondensor.

• Menghitung efisiensi isentropic turbine menggunakan persamaan (1)

• Menghitung daya actual turbin

• Menghitung laju perpindahan panas menggunakan persamaan (6)

• Menghitung nilai NTU menggunakan persamaan (7)

• Menghitung nilai efektivitas kondensor menggunakan persamaan (8)

35

3.2.1 Teknik Analisa

1. Analisa perhitungan nilai efisiensi turbin uap untuk sampling nilai

kevakuman kondensor (A, B, C)

2. Analisa perhitungan nilai evektivitas kondensor untuk sampling nila

kevakuman kondensor (A, B, C)

3. Analisa pengaruh nilai kevakuman kondensor terhadap efisiensi turbin

uap

4. Analisa pengaruh nilai kevakuman kondensor terhadap nilai efektivitas

kondensor

3.3 Tempat dan Jadwal Penelitian

3.3.1 Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di PT. PJB UP Muara Karang yang terletak di Jl.

Pluit Karang Ayu Barat No. 1, RT 12 / RW 3, Kecamatan Penjaringan, Kota

Jakarta Utara, Daerah Khusus Ibukota Jakarta.

3.3.2 Jadwal Penelitian

No. Kegiatan

Februari Maret

1 2 3 4 1 2 3 4

1. Studi Literatur

2. Observasi Lapangan

3. Pengumpulan Data

4. Analisis Sistem

5. Pembuatan Laporan

36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Perhitungan

Data perhitungan diambil berdasarkan hasil performance mentoring PT. PJB

UP Muara Karang Blok I selama bualan September 2019. Data yang dikelola oleh

penulis adalah data pada tanggal 1 September 2019, 15 September 2019, dan 28

September 2019 sebagai data variasi konstan tekanan vakum kondensor.

Dari tekanan vakum yang berbeda, masing – masing akan dihitung W actual

turbin, Efisiensi Isentropik Turbin, Laju Perpindahan Panas, dan Efektivitas

Kondensor.

Tabel 4.1 Data Parameter Steam Turbine Generator

Parameter Satuan 01-Sep-19 15-Sep-19 28-Sep-19

Tekanan Vakum Kondensor mmHg 717,75 687,93 715,3

HP steam inlet flow kg/hr 147789,5156 132340,1563 134000,2969

HP steam inlet Pressure bar 63,2630043 63,29299927 63,18299866

HP steam inlet enthalpy kJ/kg 3454,3 3437,4 3450,7

HP main outlet pressure bar 5,622999668 5,602999687 5,602999687

LP steam inlet flow kg/hr 183977,125 176211,625 178252,7813

LP steam inlet pressure bar 5,622999668 5,602999687 5,602999687

LP steam inlet temperature C 258,9294739 271,5368958 271,3645325

LP main outlet pressure bar 0,056943223 0,056473244 0,058986716

Condensor Inlet Temp C 37,98 37,98 37,98

Condensor Outlet Temp C 35,23 35,06 35,85

Cooling Water Inlet Temp C 29,83 28,63 30,63

Cooling Water Outlet Temp C 31,57 31,27 32,37

Mass Flow Cond kg/s 51104,7569 48947,6615 49514,6614

Mass Flow Cooling Water kg/s 16594,0549 16967,437 1625,59353

A

14708,10993

U

W/ .K

3230,566244 3227,237832 3243,787867

37

4.2 Pengolahan Data

Berdasarkan data Performance Mentoring akan digunakan untuk menghitung

daya turbin, efisiensi turbin, dan efektivitas kondensor pada Steam Turbine

Generator PLTGU Blok I Muara Karang.

4.2.1 Perhitungan Efisiensi Isentropik Turbin

Pada tanggal 01 September 2019

• Perhitungan HP turbine

Untuk mencari efisiensi isentropik turbin, maka terlebih dahulu mencari nilai

enthalpy inlet (h1). Nilai enthalpy inlet dicari menggunakan aplikasi Steam Calculator

dengan mengimput nilai HP steam inlet pressure 63,263 bar.

Penggunaan aplikasi didapat nilai enthalpy inlet (h1) 3454,3 kJ/kg dan nilai

entropy inlet (𝑠1) 6,8992 kJ/kg.

38

Gambar 4.1 Pencarian Nilai Enthalpy dan Entropy

Pencarian nilai enthalpy isentropik berdasarkan data performance montoring

dicari menggunakan parameter tekanan dengan nilai tekanan pada tabel A3

menggunakan persamaan (4),

𝑷𝟏(𝒙) =𝒚𝟏 − 𝒚𝟎

𝒙𝟏 − 𝒙𝟎

(𝒙 − 𝒙𝟎) + 𝒚𝟎

Dengan pengguanaan 𝑃1(𝑥) adalah parameter yang dicari, 𝑥0 tekanan

sebelum x, dan 𝒙𝟏 tekanan setelah nilai x. 𝒚𝟎 adalah batas nilai sebelum 𝑃1(𝑥), dan

𝒚𝟏 adalah batas nilai setelah 𝑃1(𝑥).

𝑇2(𝑥) =(158,830𝐶 − 151,830𝐶)

(6000𝐶 − 5000𝐶)(562,30𝐶 − 5000𝐶) + 151,830𝐶

39

𝑇2(𝑥) = 156,3130𝐶

ℎ𝑓 = 664,872 kJ/kg

ℎ𝑓𝑔 = 2034,185 kJ/kg

ℎ𝑔 = 2754,767 kJ/kg

𝑠𝑓 = 1,918 kJ/kg

𝑠𝑔 = 6,754 kJ/kg

• Perhitungan LP turbine



menggunakan persamaan (4)

𝑇𝟐(𝒙) =(91,76⁰𝐶 − 81,32⁰𝐶)

(0,075 𝑏𝑎𝑟 − 0,05 𝑏𝑎𝑟)(0,0562 𝑏𝑎𝑟 − 0,05 𝑏𝑎𝑟) + 81,32⁰𝐶

𝑇𝟐(𝒙) = 35,21⁰𝐶

ℎ𝑓 = 146,306 kJ/kg

ℎ𝑓𝑔 = 2418,145 kJ/kg

ℎ𝑔 = 2564,371kJ/kg

𝑠𝑓 = 0,504 kJ/kg

𝑠𝑔 = 8,354 kJ/kg

Nilai entropy digunakan untuk mencari nilai fraksi uap (x) adalah 𝑠1 = 𝑠2

seperti pada persamaan (2)

𝑥2 =𝑠2 − 𝑠𝑓

𝑠𝑔 − 𝑠𝑓

40

𝑥2 =(6,8992

𝑘𝐽𝑘𝑔⁄ − 0,504

𝑘𝐽𝑘𝑔⁄ )

(8,354𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 0,504𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )

𝑥2 = 0,815

Enthalpy isentropik (ℎ2𝑠) ditentukan dengan persamaan (3),

ℎ2𝑠 = ℎ𝑓 + 𝑥2ℎ𝑓𝑔

ℎ2𝑠 = 146,306𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ + (0,815) (2418,145𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )

ℎ2𝑠 = 2116,260 kJ/kg

Efisiensi isentropik turbin dicari menggunakan persamaan (1),


(Ẇ𝒕/ṁ)𝒔

= 𝒉𝟏 − 𝒉𝟐

𝒉𝟏 − 𝒉𝟐𝒔× 𝟏𝟎𝟎%

𝛈𝒕 =(3454,3 𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2564,371 𝑘𝐽𝑘𝑔⁄ )

(3454,3 𝑘𝐽𝑘𝑔⁄ − 2116,260 𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )× 100%

𝛈𝒕 = 66,51%

Perhitungan Daya Actual Turbin

Ẇ𝑡 = Ẇ𝑡 𝐻𝑃 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑒 + Ẇ𝑡 𝐿𝑃 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑒

Ẇ𝑡 = 𝑚(ℎ1 − ℎ2) + 𝑚(ℎ1 − ℎ2)

Ẇ𝑡 = 41,05𝑘𝑔

𝑠⁄ (3454,3𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2564,371𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ ) + 51,11𝑘𝑔

𝑠⁄ (2977,6𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2654,371𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )

Ẇ𝑡 = 49.84 𝑀𝑊

41


• HP turbine




Penggunaan aplikasi didapat nilai enthalpy inlet (h1) 3437,5 kJ/kg dan nilai entropy

inlet (𝑠1) 6,8779 kJ/kg.





42

𝑇2(𝑥) =(158,830𝐶 − 151,830𝐶)

(6000𝐶 − 5000𝐶)(560,30𝐶 − 5000𝐶) + 151,830𝐶

𝑇2(𝑥) = 156,1480𝐶

ℎ𝑓 = 664,580 kJ/kg

ℎ𝑓𝑔 = 2089,907 kJ/kg

ℎ𝑔 = 2754,691 kJ/kg

𝑠𝑓 = 1,917 kJ/kg

𝑠𝑔 = 6,755 kJ/kg





𝑇𝟐(𝒙) =(91,76⁰𝐶 − 81,32⁰𝐶)

(0,075 𝑏𝑎𝑟 − 0,05 𝑏𝑎𝑟)(0,056 𝑏𝑎𝑟 − 0,05 𝑏𝑎𝑟) + 81,32⁰𝐶

𝑇𝟐(𝒙) = 34,91⁰𝐶

ℎ𝑓 = 146,686 kJ/kg

ℎ𝑓𝑔 = 2418,469 kJ/kg

ℎ𝑔 = 2564,105 kJ/kg

𝑠𝑓 = 0,502 kJ/kg

𝑠𝑔 = 8,357 kJ/kg

43

Nilai entropy digunakan untuk mencari nilai fraksi uap (x) adalah 𝑠1 = 𝑠2

seperti pada persamaan (2)

𝑥2 =𝑠2 − 𝑠𝑓


𝑥2 =(6,916

𝑘𝐽𝑘𝑔⁄ − 0,502


(8,357𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 0,502𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )

𝑥2 = 0,817



ℎ2𝑠 = 145,686𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ + (0,817) (2418,469𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )

ℎ2𝑠 = 2120,370 kJ/kg



(Ẇ𝒕/ṁ)𝒔

= 𝒉𝟏 − 𝒉𝟐

𝒉𝟏 − 𝒉𝟐𝒔× 𝟏𝟎𝟎%

𝛈𝒕 =(3437,4 𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2564,105 𝑘𝐽𝑘𝑔⁄ )

(3437,4 𝑘𝐽𝑘𝑔⁄ − 2120,370 𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )× 100%

𝛈𝒕 = 66,31%



Ẇ𝑡 = 𝑚(ℎ1 − ℎ2) + 𝑚(ℎ1 − ℎ2)

Ẇ𝑡 = 36,76𝑘𝑔

𝑠⁄ (3437,4𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2754,691𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ ) + 48,95𝑘𝑔

𝑠⁄ (3004𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2564,105𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )

44

Ẇ𝑡 = 46,63 𝑀𝑊


• HP turbine




Penggunaan aplikasi didapat nilai enthalpy inlet (h1) 3437,5 kJ/kg dan nilai entropy

inlet (𝑠1) 6,8779 kJ/kg.


45




𝑇2(𝑥) =(158,830𝐶 − 151,830𝐶)

(6000𝐶 − 5000𝐶)(560,30𝐶 − 5000𝐶) + 151,830𝐶

𝑇2(𝑥) = 156,1480𝐶

ℎ𝑓 = 664,580 kJ/kg

ℎ𝑓𝑔 = 2089,907 kJ/kg

ℎ𝑔 = 2754,691 kJ/kg

𝑠𝑓 = 1,917 kJ/kg

𝑠𝑔 = 6,755 kJ/kg





𝑇𝟐(𝒙) =(91,76⁰𝐶 − 81,32⁰𝐶)

(0,075 𝑏𝑎𝑟 − 0,05 𝑏𝑎𝑟)(0,058 𝑏𝑎𝑟 − 0,05 𝑏𝑎𝑟) + 81,32⁰𝐶

𝑇𝟐(𝒙) = 35,85⁰𝐶

ℎ𝑓 = 148,166 kJ/kg

ℎ𝑓𝑔 = 2417,053 kJ/kg

ℎ𝑔 = 2565,169kJ/kg

𝑠𝑓 = 0,510 kJ/kg

46

𝑠𝑔 = 8,346 kJ/kg

Nilai entropy digunakan untuk mencari nilai fraksi uap (x) adalah 𝑠1 = 𝑠2 seperti pada

persamaan (2)

𝑥2 =𝑠2 − 𝑠𝑓


𝑥2 =(6,895

𝑘𝐽𝑘𝑔⁄ − 0,510


(8,346𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 0,510𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )

𝑥2 = 0,815



ℎ2𝑠 = 148,166𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ + (0,815) (2417,053𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )

ℎ2𝑠 = 2117,782 kJ/kg



(Ẇ𝒕/ṁ)𝒔

= 𝒉𝟏 − 𝒉𝟐

𝒉𝟏 − 𝒉𝟐𝒔× 𝟏𝟎𝟎%

𝛈𝒕 =(3450,7 𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2565,169 𝑘𝐽𝑘𝑔⁄ )

(3450,7𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2117,782𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )× 100%

𝛈𝒕 = 66,44%



Ẇ𝑡 = 𝑚(ℎ1 − ℎ2) + 𝑚(ℎ1 − ℎ2)

47

Ẇ𝑡 = 37,22𝑘𝑔

𝑠⁄ (3450,7𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2754,692𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ ) + 49,52𝑘𝑔

𝑠⁄ (3003,4𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ − 2565,169𝑘𝐽

𝑘𝑔⁄ )

Ẇ𝑡 = 47,61 𝑀𝑊

4.2.2 Perhitungan ∆𝑻𝒍𝒎𝒕𝒅


∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 =(𝑇ℎ𝑖 − 𝑇𝑐𝑜) − (𝑇ℎ𝑜 − 𝑇𝑐𝑖)

𝐼𝑛 ((𝑇ℎ𝑖 − 𝑇𝑐𝑜)(𝑇ℎ𝑜 − 𝑇𝑐𝑖)

)

∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 =(37,98 𝐶 − 31,57 𝐶) − (35,23 𝐶 − 29,83 𝐶)

𝐼𝑛 ((37,98 𝐶 − 31,57𝐶)(35,23𝐶 − 29,83𝐶)

)

∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 = 5,891 𝐶




)

∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 =(37,98𝐶 − 31,27𝐶) − (35,06𝐶 − 28,63𝐶)

𝐼𝑛 ((37,98𝐶 − 31,27𝐶)(35,06𝐶 − 28,63𝐶)

)

∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 = 6,569𝐶




)

48

∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 =(37,98𝐶 − 32,37𝐶) − (35,85𝐶 − 30,63𝐶)

𝐼𝑛 ((37,98𝐶 − 32,37𝐶)(35,85𝐶 − 30,63𝐶)

)

∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 = 5,412 𝐶

4.2.3 Perhitungan Laju Perpindahan Panas


Untuk menghitung laju perpindahan panas harus dicari terlebih dahulu nilai faktor

koreksi (F). untuk mencari nilai faktor koreksi harus mengetahui nilai P dan R.

𝑃 =𝑡2 − 𝑡1

𝑇1 − 𝑡1

𝑃 =31,51𝐶 − 29,83𝐶

37,98𝐶 − 31,51𝐶

P = 0,21

𝑅 =𝑇1 − 𝑇2

𝑡2 − 𝑡1

𝑅 =37,98𝐶 − 35,23𝐶

31,51𝐶 − 29,83𝐶

𝑅 = 1,58

Maka nilai F adalah

F = 1

Setalah didapat nilai F, maka laju perpindahan panas dapat dicari. Laju perpindahan

panas sebagai berikut:

q = 𝑈. 𝐴. 𝐹. ∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑

49

𝑞 = 3230,566244 W/𝑚2

. K × 14708,10993 × 1 × 5,890575823 C

q = 279893793,7




𝑃 =𝑡2 − 𝑡1

𝑇1 − 𝑡1

𝑃 =31,27𝐶 − 28,63𝐶

37,98𝐶 − 31,27𝐶

P = 0,28

𝑅 =𝑇1 − 𝑇2

𝑡2 − 𝑡1

𝑅 =37,98𝐶 − 35,06𝐶

31,27𝐶 − 28,63𝐶

𝑅 = 1,106

Maka nilai F adalah

F = 1




q = 3227,237832 W/𝑚2. K x 14708,10993 x 6,56900546 C

q = 311808149,7

50




𝑃 =𝑡2 − 𝑡1

𝑇1 − 𝑡1

𝑃 =32,37𝐶 − 30,06𝐶

37,98𝐶 − 32,37𝐶

P = 0,24

𝑅 =𝑇1 − 𝑇2

𝑡2 − 𝑡1

𝑅 =37,98𝐶 − 35,85𝐶

32,37𝐶 − 30,06𝐶

𝑅 = 1,22

Maka nilai F adalah

F = 1




q = 3243,787867 x 14708,10993 x 5,41265847 C

q = 258237873,6

51

4.2.4 Perhitungan Efektivitas Condensor

Untuk menghitung nilai efektivitas diperlukan nilai NTU (Number of Transfer Unit).

Untuk mencari nilai NTU diperlukan nilai Cmin, dimana Cmin adalah nilai terkecil

antara heat capacity fluida dingin dan fluida panas.

Dengan temperature inlet condenser sebesar 37,98 ⁰C, maka nilai Cp–nya adalah

1,929 kJ/kg.

Dan dengan temperature inlet cooling water :

• Tanggal 01 September 2019 : 29,83 ⁰C, maka nilai Cp = 1,918 kJ/kg.



Sehingga, nilai heat capacity adalah :

• Condenser

➢ Tanggal 01 September 2019

m = 51104,75694 kg/s

Cc = m x Cp

= (51104,75694 kg/s) . (1,929 kJ/kg)

= 98581,07615 kJ/kg


m = 48947,67361 kg/s

Cc = m x Cp

= (48947,67361 kg/s) . (1,929 kJ/kg)

= 94420,0624 kJ/kg


m = 49514,66146 kg/s

Cc = m x Cp

= (49514,66146 kg/s) . (1,929 kJ/kg)

= 95513,78195 kJ/kg

52

• Cooling Water


m = 16594,0549 kg/s

Cc = m x Cp

= (16594,0549 kg/s) . (1,918 kJ/kg)

= 31827,39731 kJ/kg


m = 16967,43707 kg/s

Cc = m x Cp

= (16967,43707 kg/s) . (1,916 kJ/kg)

= 32509,60942 kJ/kg


m = 16265,59353 kg/s

Cc = m x Cp

= (16265,59353 kg/s) . (1,919 kJ/kg)

= 31213,67399 kJ/kg

Sehingga nilai Cmin sebagai berikut :

• Tanggal 01 September 2019, Cmin = 31827,39731 kJ/kg



Dan untuk nilai Cmax sebagai berikut :

• Tanggal 01 September 2019, Cmax = 98581,07615 kJ/kg



53

Number of Transfer Unit (NTU)

• Tanggal 01 September 2019

𝑁𝑇𝑈 = 𝐴 × 𝑈

𝐶𝑚𝑖𝑛

𝑁𝑇𝑈 = 14708,10993 𝑚2 × 3230,566244 𝑊/𝑚2. 𝐾

31827,39731 kJ/kg

𝑁𝑇𝑈 = 1492,912631



𝐶𝑚𝑖𝑛

𝑁𝑇𝑈 = 14708,10993 𝑚2 × 3227,237832 𝑊/𝑚2. 𝐾

32509,60942 kJ/kg

𝑁𝑇𝑈 = 1460,078102



𝐶𝑚𝑖𝑛

𝑁𝑇𝑈 = 14708,10993 𝑚2 × 3243,787867 𝑊/𝑚2. 𝐾

31213,67399 kJ/kg

𝑁𝑇𝑈 = 1528,496407


𝐶 = 𝐶𝑚𝑖𝑛

𝐶𝑚𝑎𝑥

𝐶 = 31827,39731 kJ/kg

98581,07615 kJ/kg

𝐶 = 0,322855

Ɛ = 1 − exp{−1

𝐶 [ 1 − exp(−𝐶 × 𝑁𝑇𝑈)]}

54

Ɛ = 1 − exp{−

1

0,322[1 − exp(−0,322 × 149,2)]}

Ɛ = 0,954

Pada tangga 15 September 2019


𝐶𝑚𝑎𝑥

𝐶 = 32509,60942 kJ/kg

94420,0624 kJ/kg

𝐶 = 0,34431

Ɛ = 1 − exp{−1

𝐶 [ 1 − exp(−𝐶 × 𝑁𝑇𝑈)]}

Ɛ = 1 − exp{−1

0,344 [ 1 − exp(−0,344 × 146,01)]}

Ɛ = 0,945



𝐶𝑚𝑎𝑥

𝐶 = 31213,67399 kJ/kg

95513,78195 kJ/kg

𝐶 = 0,32679

55

Ɛ = 1 − exp{−1

𝐶 [ 1 − exp(−𝐶 × 𝑁𝑇𝑈)]}

Ɛ = 1 − exp{−1

0,3267 [ 1 − exp(−0,3267 × 152,84)]}

Ɛ = 0,953

4.2 Hasil Perhitungan

Hasil perhitungan kerja turbin dapat dilihat pada Tabel 4.2, hasil perhitungan

laju perpindahan panas dan efektivitas kondensor dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Kerja Turbin







HP main outlet enthalpy (hf) kJ/kg 664,872 664,580 664,580

HP main outlet enthalpy (hfg) kJ/kg 2034,185 2089,907 2089,907

HP main outlet enthalpy (hg) kJ/kg 2754,767 2754,691 2754,691

HP main outlet entropy (sf) kJ/kg 1,918 1,917 1,917

HP main outlet entropy (sg) kJ/kg 6,754 6,755 6,755





LP main outlet enthalpy (hf) kJ/kg 146,306 145,686 148,166

LP main outlet enthalpy (hfg) kJ/kg 2418,145 2418,469 2417,053

56

LP main outlet enthalpy (hg) kJ/kg 2564,371 2564,105 2565,169

LP main outlet entropy (sf) kJ/kg 0,504 0,502 0,510

LP main outlet entropy (sg) kJ/kg 8,354 8,357 8,346

Fraksi Uap (x) 0,815 0,817 0,815

Efisiensi isentropik turbin % 66,51 66,31 66,44

Daya Turbin MW 49,84 46,63 47,61

Tabel 4.3 Perhitungan Laju Perpindahan Panas Kondensor Dan Nilai Efektivitas

Kondensor


condensor inlet temp C 37,98 37,98 37,98

condensor outlet temp C 35,23 35,06 35,85

cw inlet temp C 29,83 28,63 30,63

cw outlet temp C 31,57 31,27 32,37

mass flow cond kg/s 51104,75694 48947,66146 49514,66146

mass flow cw kg/s 0 0

A 14708,10993

U W/ . K 3230,566244 3227,237832 3243,787867

∆𝑇𝑙𝑚𝑡𝑑 C

q 279893793,7 311808149,7 258237873,6

Ɛ 0,954 0,945 0,953

57

4.3 Analisa

Berdasarkan hasil perhitungan yan diperoleh, dapat dibandingkan bahwa :

Table 4.4 Perbandingan Tekanan Kevakuman Kondensor Terhadap Kerja Turbin

dan Kondensor

Tanggal Tekanan Kevakuman

Kondensor (mmHg)

Daya Turbin

(MW)

Efisiensi

Turbin

Efektivitas

Kondensor

01/09/19 717,75 41,14 83,20% 0.954

15/09/19 687,93 38,11 86,19% 0,945

28/09/19 715,3 38,30 85,57% 0,953

Berdasarkan Tabel 4.4 dapat digambarkan grafik perbandingan tekanan kevakuman

kondensor terhadap kerja turbin

Gambar 4.4 Grafik Tekanan Vacuum Condenser vs Daya Turbin

45

46

47

48

49

50

51

687,93 715,3 717,75

Daya

Tu

rbin

(M

W)

Tekanan Vacuum Condenser (mmHg)

Grafik Tekanan Vacuum Condenser (mmHg) vs Daya Turbin (MW)

58

Berdasarkan gambar 4.4 dapat dilihat bahwa kevakuman kondensor

berbanding lurus dengan daya yang dihasilkan turbin. Pada tekanan vacuum

condenser 687,93 mmHg daya turbin sebesar 46,63 MW. Pada tekanan vacuum

condenser 715,3 mmHg daya turbin yang dihasilkan sebesar 47,61 MW. Pada

tekanan vacuum condenser 717,75 mmHg daya turbin yang dihasilkan sebesar

49,84 MW.

Gambar 4.5 Grafik Tekanan Vacuum Condenser vs Efisiensi Turbin

Berdasarkan gambar 4.5 dapat dilihat bahwa nilai kevakuman kondensor

berbanding lurus dengan nilai efisiensi turbin. Efisiensi turbin terus bertambah

dengan kenaikan nilai kevakuman kondensor. Pada tekanan vacuum condenser

687,93 mmHg efisiensi isentropik turbin sebesar 66,31%. Pada Tekanan vacuum

687,93 715,3 717,75

Series 1 66,31 66,44 66,51

66,2

66,25

66,3

66,35

66,4

66,45

66,5

66,55

Efisie

nsi Is

en

tro

pik

Tu

rbin

(%

)


Grafik Tekanan Vacuum Condenser vs Efisiensi Turbin

59

condenser 715,3 efisiensi isentropik turbin sebesar 66,44%. Pada tekanan vacuum

condenser 717,75 mmHg efisiensi isentropik turbin sebesar 66,51%.

Penurunan tekanan vacuum condenser dapat mempengaruhi kinerja turbin

uap. Dengan menurunnya tekanan vacuum condenser, daya yang dihasilkan oleh

turbin uap akan menurun juga. Saat tekanan vacuum condenser naik dan dengan

energi yang masuk ke turbin uap tinggi akan menghasilkan daya yang tinggi pula.

Selain itu penurunan dan kenaikan kevakuman condenser berpengaruh terhadap

nilai efisiensi turbin. Semakin tinggi nilai kevakuman kondensor (semakin vacuum

condenser) semakin baik kinerja turbin maka nilai efisiensi turbin tinggi. Sebaliknya

semakin rendah nilai kevakuman kondensor, semakin rendah kinerja turbin makan

nilai efisiensi turbin akan turun.

Gambar 4.6 Grafik Tekanan Vacuum Condenser vs Efektivitas Kondensor

0,945

0,9530,954

0,94

0,942

0,944

0,946

0,948

0,95

0,952

0,954

0,956

687,93 715,3 717,75

Efe

ktivita

s K

on

de

nso

r


Grafik Tekanan Vacuum Condenser vs Efektivitas Condenser

60

Dari gambar 4.6 dapat dilihat bahwa nilai tekanan vacuum condenser

berbanding lurus dengan nilai efektivitas kondensor. Semakin tinggi nilai kevakuman

kondensor semakin tinggi efektivitas kondensor. Pada tekanan vacuum condenser

687,93 mmHg nilai efektivitas kondensor sebesar 0,945. Pada tekanan vacuum

condenser 715,3 mmHg nilai efektivitas kondensor sebesar 0,953. Pada tekanan

vacuum condenser sebesar 717,75 mmHg nilai efektivitas kondensor sebesar

0.954.

Kevakuman kondensor juga mempengaruhi kinerja kondensor. Dengan

tekanan vakum kondensor tinggi akan mempercepat proses kondensasi uap yang

masuk ke dalam kondensor. Proses kondensasi yang cepat akan meningkatkan

kinerja dari turbin uap. Dan sebaliknya apabila nilai kevakuman kondensor rendah

akan menyebabkan proses kondensasi akan lambat dan menambah beban kinerja

dari turbin uap sehingga daya yang dihasilkan turbin uap turun. Penurunan nilai

efektivitas kondensor seiring penurunan kevakuman kondensor terjadi dikarenakan

meningkatnya massa uap yang akan dikondensasikan sementara laju aliran air

pendingin yang konstan.

4.4 Analisis Masalah Menggunakan Diagram Fishbone

Berdasarkan Performance Mentoring yang dilakukan PT. PJB UP Muara

Karang pada bulan September 2019 dengan variasi kevakuman kondensor.

Mengakibatkan permasalahan yang terjadi pada perubahan nilai parameter dari

beberapa komponen di Steam Turbine Generator.

61

Gambar 4.4 Diagram Fishbone Daya Output STG Berubah

Diduga Penyebab Analisis Keterangan

Lingkungan

Pasang surut air laut Pasang surut air laut

mempunyai pengaruh

pada tinggi rendahnya

kevakuman kondensor

yang berkaitan dengan

flow air pendingin

kondensor. Saat air laut

pasang, flow air

pendingin kondensor

akan konstan, namun

pada saat air laut surut

Penyebab

Pasang surut air laut

sampah

Lingkungan Steam inlet

flow turbin

Parameter

Tube kondensor kotor

Peralatan

Kemampuan komptensi

SDM

Perawatan Kesalahan operasi

Metode

Daya

Output

Steam

Turbine

Generator

62

flow air pendingin

kondensor dapat

berkurang.

Sampah Sampah yang ikut

masuk kedalam

kondensor dapat

menyebabkan proses

kondensai terganggu.

Dengan adanya

tumpukan sampah yang

tersangkut di dalam

kondensor dapat

menyebabkan terjadinya

plugging di dalam

kondensor. Adanya

plugging dapat

menyebabkan proses

perpindahan panas di

dalam kondensor

terganggu dan kinerja

kondensor akan

bertambah sehingga

dapat menurunnya

kevakuman kondensor

Penyebab

Steam inlet flow turbine

berubah

Pada saat kevakuman

kondensor meningkat,

laju aliran steam yang

masuk turbin akan

meningkat. Hal ini

Penyebab

63

berpengaruh pada

perhitungan kerja turbin

dan nilai efisiensi turbin.

Peralatan

Parameter Kerusakan pada

beberapa peralatan

menyebabkan

pembacaan parameter

peralatan tersebut tidak

dapat dibaca (kurang

valid).

Penyebab

Tube kondensor kotor Banyaknya sampah dan

kotoran – kotoran yang

melewati bar screen

akan ikut masuk

kedalam aliran air

pendingin kondensor.

Sampah dan kotoran ini

apabila tertinggal di

dalam tube – tube

kondensor akan

menyebabkan plugging.

Plugging dapat

menyebabkan proses

perpindahan panas

terganggu, akibatnya

temperature kondensor

akan naik dan

Penyebab

64

kevakuman kondensor

akan turun

Sumber Daya Manusia

Kompetensi Para karyawan PT. PJB

UP Muara Karang

khusunya bagian

operator dan

pemeliharaan telah

mengikuti uji kompetensi

sehingga dianggap layak

untuk mengoperasikan

PLTGU Blok I Muara

Karang

Bukan Penyebab

Metode

Perawatan Perawatan dan

pemeliharaan yang

dilakukan di PT. PJB UP

Muara Karang

dilaksanaan secara

Preventive Maintenance

oleh operator dan HAR

mekanik untuk menjaga

keandalan peralatan

pada PLTGU Blok I

Muara Karang

khususnya peralatan

Bukan Penyebab

65

kondensor dan turbin

uap.

Kesalahan operasi Operator dan HAR

mekanik yang bekerja di

PLTGU Blok I Muara

Karang telah mengikuti

uji kompetensi dan

dianggap layak untuk

megoperasikan PLTGU

Blok I Muara Karang.

Dan para mekanik dan

operator menjalankan

PLTGU Blok I Muara

Karang sesuai dengan

SOP yang ada, sehingga

kemungkinan terjadi

kesalahan operasi

sangat kecil.

Bukan Penyebab

66

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan perhitungan – perhitungan yang diperoleh dapat disimpulkan :

1. Berdasarkan perhitungan, daya yang dibangkitkan turbin uap berbanding

lurus dengan nilai kevakuman kondensor. Daya tertinggi yang dibangkitkan

turbin terjadi pada tekanan vakum kondensor 717,75 mmHg sebesar 49,84

MW. Dan daya terendah yang dibangkitkan turbin pada tekanan vakum

kondensor 687,93 mmHg sebesar 46,63 MW.

2. Berdasarkan perhitungan, nilai efisiensi turbin tertingi terjadi pada tekanan

717,75 mmHg sebesar 66,51%. Dan efisiensi turbin terendah terjadi pada

tekanan 687,93 mmHg sebesar 66,31%.

3. Berdasarkan perhitungan, nilai efektivitas kondensor berbanding lurus

dengan kevakuman kondensor. Nilai efektivitas teringgi kondensor terjadi

pada tekanan vakum kondensor 717,75 mmHg sebesar 0,954. Dan nilai

efektivitas terendah kondensor terjadi pada tekanan vakum kondensor

687,93 mmHg sebesar 0,945.

67

5.2 Saran

Beberapa saran yang dapat diberikan penulis setelah melaksanakan

penelitian tentang pengaruh vacuum condenser terhadap daya output steam turbine

generator sebagai berikut :

1. Perlu dilakkukan perbaikan pada beberapa lat ukur yang mengalami

pembacaan yang tidak valid.

2. Dilakukan pembersihan pada tube – tube kondensor agar proses

perpindahan panas dapat dilakukan lebih optimal.

3. Dilakukan pemeliharaan dan perawatan pada peralatan utama dan

peralatan bantu Steam Turbine Generator secara rutin sesuai Standar

Operasi.

68

DAFTAR PUSTAKA

Apollo, Mulyadi, M., Issaniyah, A. Y., & Surahman, F. M. (2016). Efektivitas

Kondensor Pltu Barru Unit 1. Sinergi, 2(1), 181–191.

Branch, M., Branch, M., & Branch, S. (2011). Improvement Power Plant

Efficiency with Condenser Pressure. 38–43.

Gunarto, G., Riyanto, R., & Irawan, D. (2019). Studi Kasus Variasi

Perubahan Tekanan Vakum Terhadap Performance Kondensor

Pada Pltu Di Pt. Ica Tayan Kalimantan Barat. Prosiding Seminar

Nasional Penelitian Dan Pengabdian Pada Masyarakat, 3, 182–

186.

Jamaludin, & Kurniawan, I. (2004). Analisis Perhitungan Daya Turbin

Yang Dihasilkan Dan Efisiensi Turbin Uap Pada Unit 1 Dan Unit 2

Di Pt. Indonesia Power Uboh Ujp Banten 3 Lontar. Journal Teknik

Mesin Universitas Muhammadiyah Tanggerang, 1–8.

Komponen, W. (2014). Analisis Perubahan Tekanan Vakum Kondensor

Terhadap Kinerja Kondensor Di Pltu Tanjung Jati B. 10(2), 65–71.

69

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

a. Data Personal

NIM : 2016 – 12 – 007

Nama : ARLINDA DWI JUNIARTI SAPUTRI

Tempat/Tgl. Lahir : KUPANG, 21 Juni 1996

JenisKelamin : Perempuan

Agama : Islam

Status Perkawinan : Belum Kawin

Program Studi : S1 Teknik Mesin

Alamat Rumah : Desa Sidamulih RT 02 / RW 07, Rawalo, Banyumas,

Jawa Tengah

Telp : 082133168885

Email : [email protected]

b. Pendidikan

Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun

Lulus

SD SD N 1 SIDAMULIH - 2008

SMP SMP N 1 JATILAWANG - 2011

SMA SMA NEGERI JATILAWANG IPA 2014

Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.

70




Arlinda Dwi

Juniarti Saputri

71

LAMPIRAN

72

Lampiran 1. Data Performance Steam Turbine Generator











Condensor Inlet Temp C 37,98 37,98 37,98

Condensor Outlet Temp C 35,23 35,06 35,85

Cooling Water Inlet Temp C 29,83 28,63 30,63

Cooling Water Outlet Temp C 31,57 31,27 32,37

Mass Flow Cond kg/s 51104,7569 48947,6615 49514,6614

Mass Flow Cooling Water kg/s 16594,0549 16967,437 1625,59353

A

14708,10993

U

W/ .K

3230,566244 3227,237832 3243,787867

76

Lampiran 2 Surat Pernyataan Pengambilan Data

SURAT PERNYATAAN PENGAMBILAN DATA

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Aris Kurniawan

Jabatan : Spv HAR Mesin PLTGU Blok 1

Dengan ini menyatakan bahwa :

Nama Mahasiswa : Arlinda Dwi Juniarti Saputri

NIM : 201612007

Program Studi : S1 Teknik Mesin

Perguruan Tinggi : Institut Teknologi PLN

Judul Skripsi : Analisis Pengaruh Vacuum Condenser Terhadap Daya Output

Steam Turbine Generator Blok 1 PLTGU Muara Karang

Lokasi Penelitian : PT. PJB UP Muara Karang.

Adalah benar telah melakukan pengambilan data :

1. Data Performance HRSG

2. Data Performance Steam Turbine Generator

3. Data Performance Condenser

Sebagaimana terlampir untuk digunakan dalam penyelesaian skripsi sebagai syarat

kelulusan di Fakultas Teknologi Bisnis dan Energi program Studi Teknik Mesin Institut

Teknologi PLN pada tanggal 03 Februari 2020 sampai dengan 17 Maret 2020.

Demikian surat ini kami sampaikan, agar dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

Jakarta, 9 Juli 2020

Aris Kurniawan

Spv HAR Mesin

77

Lampiran 1 Rangkuman Daftar PerbaikanSkripsi

FORMULIR Kode

Semester Genap

RANGKUMAN PERBAIKAN SIDANG PROYEK AKHIR /SKRIPSI

Thn Akademik 2019/2020

Halaman 1 Dari 1 Halaman

Sidang Skripsi : Sabtu, 29 Agustus 2020 Jam : 09.00-10.00 Nama Mahasiswa : ARLINDA DWI JUNIARTI SAPUTRI NIM : 201612007 Judul : ANALISIS PENGARUH VACUUM CONDENSER TERHADAP DAYA

OUTPUT STEAM TURBINE GENERATOR BLOK I PLTGU MUARA KARANG

Oleh sidang ditetapkan bahwa mahasiswa y.b.s harus menyempurnakan Proyek Skripsi

dalam waktu satu minggu, yaitu pada tanggal 05 September 2020 dengan perbaikan-

perbaikan sbb :

1. Rekomendasi dari Pak Eri 4 buah

2. Rekomendasi dari Pak Prayudi 4 buah

3. Rekomendasi dari Pak Arief 5 buah

Agar diperbaiki dengan baik

Apabila dalam jangka waktu tersebut mahasiswa y.b.s tidak dapat menyelesaikan REVISI

harus kembali mengulang mengikuti ujian siding Proyek Skripsi di periode selanjutnya.

Mahasiswa Pembimbing Ketua Sidang

Arlinda Dwi Juniarti S. Sudirmanto, Ir.,M.M Prayudi, Drs, M.M, M.T

Proyek Akhir/Skripsi telah diperbaiki sesuai yang ditetapkan, pada hari Selasa 01

September 2020.

Mahasiswa Pembimbing Ketua Sidang

Arlinda Dwi Juniarti S. Sudirmanto, Ir.,M.M Prayudi, Drs, M.M, M.T


Arlinda Dwi

Juniarti Saputri


Arlinda Dwi

Juniarti Saputri


Prayudi


PrayudiIr_ Sudirmanto, M_M_I am approving this documentTangerang2020-09-12 18:45:50


78

FORMULIR Kode

Semester Genap




SidangSkripsi : Sabtu, 29 Agustus 2020 Jam : 09.00-10.00 Nama Mahasiswa : ARLINDA DWI JUNIARTI SAPUTRI NIM : 201612007 Judul : ANALISIS PENGARUH VACUUM CONDENSER TERHADAP DAYA


Oleh penguji yang bertandatangan dibawah ini ditetapkan bahwa mahasiswa y.b.s

harusmenyempurnakan skripsinya dalam waktu satu minggu, yaitu pada tanggal 05

September 2020 dengan perbaikan-perbaikan sbb :

1. Rumusan masalah satu saja, di jawab di kesimpulan

2. Belah ketupat direvisi

3. Fishbone direvisi

4. Perbaiki grafik, satuan, hitungan

Apabila dalam jangka waktu tersebut saya tidak dapat menyelesaikan REVISI dan saya

bersedia kembali mengulang mengikuti ujian siding Proyek Akhir/Skripsi/Tesis.

Mahasiswa Penguji

Arlinda Dwi Juniarti S Eri Prabowo, Dr. Ir., M.Kom

Proyek Akhir/Skripsi telah diperbaiki sesuai yang ditetapkan, pada hari Selasa 01

September 2020.

Mahasiswa Penguji

Arlinda Dwi Juniarti S. Eri Prabowo, Dr. Ir., M.Kom


Arlinda Dwi

Juniarti Saputri


Arlinda Dwi

Juniarti Saputri


Eri Prabow

o


Eri Prabow

o

79

FORMULIR Kode

Semester Genap




Sidang Skripsi : Jumat, 29 Agustus 2020 Jam : 09.00-10.00 Nama Mahasiswa : ARLINDA DWI JUNIARTI SAPUTRI NIM : 201612007 Judul : ANALISIS PENGARUH VACUUM CONDENSER TERHADAP DAYA


Oleh penguji yang bertandatangan dibawah ini ditetapkan bahwa mahasiswa y.b.s harus

menyempurnakan skripsinya dalam waktu satu minggu, yaitu pada tanggal 05 September

2020 dengan perbaikan-perbaikan sbb :

1. Rumusan masalah diperbaiki

2. Grafik analisis diperbaiki

3. Data mentah dilampirkan



Mahasiswa Penguji

Arlinda Dwi Juniarti S. Arief suardi NC, S.T., M.T.

Proyek Akhir/ Skripsi telah diperbaiki sesuai yang ditetapkan, pada hari Selasa, 01

September 2020.

Mahasiswa Penguji

Arlinda Dwi Juniarti S. Arief Suardi NC, S.T.,M.T.


Arlinda Dwi

Juniarti Saputri


Arlinda Dwi

Juniarti Saputri


Arief Suardi Nur

Chairat


Arief Suardi Nur

Chairat

80

FORMULIR Kode

Semester Genap




Sidang Skripsi : Jumat, 29 Agustus 2020 Jam : 09.00-10.00 Nama Mahasiswa : ARLINDA DWI JUNIARTI SAPUTRI NIM : 201612007 Judul : ANALISIS PENGARUH VACUUM CONDENSER TERHADAP DAYA


Oleh penguji yang bertandatangan dibawah ini ditetapkan bahwa mahasiswa y.b.s harus

menyempurnakan skripsinya dalam waktu satu minggu, yaitu pada tanggal 05 September

2020 denganperbaikan-perbaikan sbb :

1. Hitung ulang Wt, karena salah, buat dulu

2. PIP diagram. Hitung efisiensi turbin, diagram turbin

3. Massa flow, enthalpy, hitung salah

4. Hitung ulang perhitungan, data salah

5. Efisiensi isentropic ekstraksi



Mahasiswa Penguji

Arlinda Dwi Juniarti S. Prayudi, Drs, M.M, M.T

Proyek Akhir/Skripsi/Tesis telah diperbaiki sesuai yang ditetapkan, pada hari Selasa, 01

September 2020.

Mahasiswa Penguji

Arlinda Dwi Juniarti S. Prayudi, Drs, M.M, M.T


Arlinda Dwi

Juniarti Saputri




Prayudi


Prayudi

81

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI

1. Nama Mahasiswa : Arlinda Dwi Juniarti Saputri

2. NIM : 2016-12-007

3. Fakultas : Teknologi dan Bisnis Energi

4. Program Studi : S1Teknik Mesin

5. Dosen Pembimbing : Sudirmanto, Ir.,M.M

6. Judul : Analisis Pengaruh Vacuum Condenser Terhadap

Daya Output Steam Turbine Generator Blok I PLTGU

Muara Karang

No Tanggal Materi Bimbingan

1 25 maret 2020 Bimbingan judul skripsi

2 26 maret 2020 Bimbingan bab 1 skripsi

3 10 April 2020 Bimbingan rumus-rumus yang digunakan untuk

efisiensi turbin uap dan efektivitas kondensor

4 11 Mei 2020 Bimbingan mengenai data dan referensi jurnal yang

digunakan

5 12 Juni 2020 Bimbingan mengenai data yang digunakan

82

6 08 Agustus 2020 Bimbingan mengenai perhitungan pada bab 4

7 14 Agustus 2020 Bimbingan mengenai skripsi secara keseluruhan

8 24 Agustus 2020 Bimbingan mengenai materi yang akan disajikan saat

presentasi siding skripsi

9 30 Agustus 2020 Bimbingan mengenai data dan rumus yang

digunakan untuk mencari efisiensi turbin uap dan

efektivitas kondensor

10 31 Agustus 2020 Bimbingan mengenai perbaikan revisi dari penguji

siding skripsi

11 01 September 2020 Bimbingan mengenai Latar Belakang Permasalahan

Bab 1

12 02 September 2020 Bimbingan bab 1-5 yang telah direvisi setelah skripsi


Dosen Pembimbing

Sudirmanto, Ir.,M.M


analisis pengaruh vacuum condenser terhadap …

Documents