Sulthoni Catur Hariadi
INTRODUCTION
Prinsip Kerja PLTGU
PLTGU pada dasarnya merupakan penggabungan antara PLTG (Turbin Gas) dan PLTU (Turbin Uap). Turbin gas merupakan pembangkit yang mendapatkan energi panas dari proses pembakaran antara gas yang sudah dipanaskan dan udara terkompresi (bertekanan). Dari hasil pembakaran tersebut, gas buang yang masuk ke turbin memiliki temperatur sekitar 1100˚C yang selanjutnya akan melewati dan memutar sudu turbin yang sudah seporos dengan rotor generator sehingga generator turbin gas dapat menghasilkan listrik.
Dikarenakan gas buang yang sudah melewati sudu turbin masih memiliki temperature yang cukup panas sekitar 600*C, panas tersebut masih dapat dimanfaatkan untuk memanaskan air sehingga dapat digunakan untuk memutar turbin uap. Tempat untuk memanaskan air buangan dari turbin gas dikenal dengan istilah HRSG (Heat Recovery Steam Generator). PLTU atau Turbin Uap memanfaatkan energi panas dan uap dari gas buang hasil pembakaran di PLTG untuk memanaskan air di HRSG (Heat Recovery Steam Generator), hingga menjadi uap jenuh kering. Uap jenuh kering inilah yang akan digunakan untuk memutar sudu (baling-baling). Ada beberapa tingkatan uap jenuh kering (superheated steam), yaitu LP (Low Pressure), IP (Intermediate Pressure), dan HP (High Pressure). Uap yang telah melewati Turbin Uap akan didinginkan dengan air laut di ingwall dan berubah fasa dari gas menjadi cair.
Sama halnya dengan PLTU, bahan bakar PLTG bisa berwujud cair (BBM) maupun gas (gas alam). Penggunaan bahan bakar menentukan tingkat efisiensi pembakaran dan prosesnya. Pada PLTGU Priok, hanya Blok 1 dan 2 yang diijinkan menggunakan HSD (High Speed Diesel) atau BBM dan hanya pada kondisi -kondisi tertentu.
Siklus PLTGU
Siklus PLTGU terdiri dari gabungan siklus PLTG dan siklus PLTU. Siklus PLTG menerapkan siklus Brayton, sedangkan siklus PLTU menerapkan siklus ideal Rankine seperti gambar berikut :
Siklus Brayton
a. Langkah 1-2 : Udara luar dihisap dan ditekan di dalam kompresor, menghasilkan udara bertekanan (langkah kompresi)
b. Langkah 2-3 : Udara bertekanan dari kompresor dicampur dengan bahan bakar, terjadi reaksi pembakaran yang menghasilkan gas panas (langkah pemberian panas)
c. Langkah 3-4 : Gas panas hasil pembakaran dialirkan untuk memutar turbin (langkah ekspansi)
d. Langkah 4-1 : Gas panas dari turbin dibuang ke udara luar (langkah pembuangan)
Siklus Rankine
a. E – A : Kompresi isentropy, dimana nilai isentropy konstan, diikuti kenaikan pressure dan temperature akibat kompresi fluida. Peristiwa ini terjadi pada suplai air pengisi steam drum melalui pompa BFP ( Boiler Feed Pump )
b. A – B : Isobar dan isothermal, dimana tidak ada perubahan ( konstan ) pressure dan temperature fluida, yaitu kondisi ini menggambarkan adanya proses evaporasi fluida. Proses evaporasi terjadi akibat adanya peristiwa penyerapan panas laten fluida ( latent heat : panas yang dibutuhkan untuk mengubah fase fluida cair menjadi uap kering / dry steam ). Peristiwa ini terjadi pada pipa boiler ( wall tube dan wing wall evaporasi )
c. B – C : isobar ( tekanan konstan ), bisa dilihat kurva P – V ( pressure – volume ) dari siklus rankine di atas
d. C – D : isentropy , perubahan nilai entropi fluida konstan, peristiwa ini terjadi pada exhaust steam yang menuju ke kondensor. Tentunya nilai entropy sebenarnya tidaklah sama karena sifat exhaust steam tersebut sudah terkategori saturated steam. Ditambah adanya pemanfaatan panas exhaust steam untuk memanaskan air pengisi drum sehingga nilai entropi mengalami penurunan.
e. D – E : isothermal, yaitu penyerapan panas laten ( latent heat ) sehingga fluida uap terkondensasi menjadi air kondensat dan tertampung pada hot well condenser.
Water Balance System
Dalam konteks Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU), istilah "water balance" mengacu pada perencanaan dan manajemen penggunaan air dalam operasi PLTGU. Air digunakan dalam PLTGU dalam beberapa tahap proses, termasuk dalam sistem pendingin, pembentukan uap, dan pemurnian. Air digunakan dalam PLTGU dalam beberapa tahap proses, termasuk dalam sistem pendingin, pembentukan uap, dan pemurnian.
Dalam sebuah water balance system di PLTGU terdapat beberapa proses seperti yang terlihat pada gambar di bawah yang menunjukkan alur water balance pada block 3 dan 4 di PT PLN Indonesia Power Priok PGU
Proses pertama dari water balance adalah proses desalinasi yang terdapat pada desalination plant. Desalinasi adalah proses penghilangan garam dan mineral dari air laut atau air asin lainnya, sehingga menghasilkan air tawar yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan, termasuk dalam pembangkit listrik tenaga gas uap (PLTGU). Air yang telah melalui proses ini nantinya akan dipergunakan untuk sistem pengaman kebakaran dan juga akan diproses lebih lanjut dalam demineralized plant. Sisa air laut yang telah melewati desalination plant akan dibuang langsung ke outfall melalui pompa brine blowdown.
Proses berikutnya adalah proses demineralisasi. Proses demineralisasi adalah proses penghilangan mineral dan garam dari air lanjutan dari desalination plant, sehingga menghasilkan air yang sangat murni atau "demineralized water." Demineralisasi diperlukan untuk menghasilkan air murni yang akan digunakan dalam berbagai aspek operasional seperti pemasukan boiler, sistem pendingin, atau proses lain yang membutuhkan air berkualitas tinggi. Air yang telah dimurnikan kemudian dialirkan menuju Make Up Water Tank untuk kemudian dialirkan ke Gas Turbine, Condenser, Closed Cooling Water System, dan HSD Oil Treatment System.
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO
PLTMH adalah singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro. Ini merujuk kepada pembangkit listrik yang menggunakan energi kinetik air sungai atau aliran air kecil lainnya untuk menghasilkan listrik. Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) terdiri dari beberapa komponen utama yang bekerja bersama-sama untuk menghasilkan listrik dari energi kinetik air aliran sungai atau aliran air kecil. Berikut adalah beberapa komponen kunci yang terdapat dalam PLTMH:
1. Saluran Air (Intake): Ini adalah tempat di mana air dari sungai atau aliran air kecil diambil untuk digunakan dalam pembangkitan listrik. Intake sering dilengkapi dengan struktur seperti parit atau pipa untuk mengarahkan aliran air ke bagian berikutnya dari sistem.
2. Ruang Penstock: Ini adalah saluran berbentuk pipa besar yang mengalirkan air dari intake ke turbin. Penstock sering ditempatkan di bawah tanah atau ditanam dalam tanah untuk memaksimalkan tekanan air dan efisiensi aliran.
3. Turbin: Air yang mengalir melalui penstock masuk ke turbin, menggerakkan sudu-sudu turbin. Turbin mengubah energi kinetik air menjadi energi mekanik.
4. Generator: Energi mekanik yang dihasilkan oleh turbin diubah menjadi energi listrik oleh generator. Generator menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menghasilkan aliran listrik.
Proses dalam Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) melibatkan konversi energi kinetik air aliran sungai atau aliran air kecil menjadi energi listrik melalui beberapa tahap. Berikut adalah langkah-langkah umum yang terjadi dalam proses PLTMH:
1. Intake dan Penstock:Air diambil dari sungai atau aliran air kecil melalui intake.Air dialirkan melalui saluran besar yang disebut penstock, yang mengarahkan aliran air ke turbin.
2. Turbin:Aliran air yang masuk melalui penstock menggerakkan sudu-sudu turbin. Gerakan sudu-sudu turbin mengubah energi kinetik air menjadi energi mekanik rotasi.
3. Generator:Energi mekanik yang dihasilkan oleh turbin disalurkan ke generator.Di dalam generator, energi mekanik ini diubah menjadi energi listrik melalui prinsip elektromagnetik.
Seluruh proses ini berlangsung dengan mengambil energi kinetik yang terdapat dalam aliran air dan mengubahnya menjadi bentuk energi yang lebih bermanfaat, yaitu energi listrik. PLTMH adalah salah satu contoh sumber energi terbarukan yang dapat memainkan peran penting dalam menyediakan pasokan energi yang berkelanjutan dan ramah lingkungan
PLTMH OUTFALL BLOK 3 PT PLN INDONESIA POWER PRIOK PGU
PLTGU Priok Block 3 yang dikelola oleh PT PLN Indonesia Power Priok PGU memiliki Desalination Plant, yang berfungsi mengubah air laut menjadi air tawar. Pada Desalination Plant terdapat Brine Blowdown Pump yang berfungsi untuk membuang air laut yang tidak terkondensasi ke laut. Flow dan Pressure output dari Brine Blowdown Pump ini dapat dimanfaatkan untuk memutar turbin pada PLTMH sehingga dapat menghasilkan energi listrik yang dapat digunakan untuk efisiensi PS (Pemakaian Sendiri) pada PLTGU Tanjung Priok. Untuk dapat merancang PLTMH tersebut perlu diketahui spesifikasi pompa Brine Blowdown dan juga perhitungan desainnya.
SPESIFIKASI BRINE BLOWDOWN PUMP
Pada gambar di bawah ini ditunjukkan spesifikasi Brine Blowdown Pump yang berada pada Desal Plant Blok 3 PT PLN Indonesia Power Priok PGU yang memiliki kapasitas pompa sebesar 90 m^3/H dengan total head 24 m Pompa brine blowdown adalah jenis pompa Horizontal. Pompa ini adalah salah satu jenis pompa flow, dimana pompa ini mempunyai pressure rendah namun dengan kapasitas flow yang besar.
Data Spesifikasi pompa tersebut diperlukan untuk menentukan parameter-parameter piping, turbin, dan juga generator yang akan digunakan dalam perancangan PLTMH di blok 3 ini.
PIPING
Rangkaian piping perlu diperhitungkan untuk dapat mengetahui diameter, tebal, dan juga rugi-rugi yang didapat dari sistem pemipaan . File:PipingPLTMH.jpg
