TEORI DAN GAMBARAN UMUM PLTGU

GAMBARAN UMUM PLTGU

1. Tinjauan Umum

Pembangkit listrik atau yang sering juga disebut sebagai power plant system merupakan suatu sistem yang mengubah energi panas menjadi energi listrik. Komponen utamanya adalah heat exchanger, generator, turbin, condensor dan pompa. PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap) merupakan aplikasi dari siklus Brayton dan siklus Rankine pada teori thermodinamika. Siklus Brayton memanfaatkan gas untuk memutar turbin yang kemudian menggerakkan generator. Sedangkan siklus Rankine memanfaatkan panas uap (steam) untuk memutar turbin. Perpaduan dua siklus ini dalam menghasilkan listrik pada PLTGU dikenal dengan istilah combined cycle power plant.

2. Siklus Thermodinamika

2.1 Siklus Brayton pada PLTG

Turbin gas memiliki karakteristik ringan serta lebih ringkas jika dibandingkan dengan turbin uap. Turbin gas lazim digunakan sebagai pembangkit listrik stationery. Pembangkit tenaga turbin gas dapat dioperasikan baik pada sistem terbuka maupun sistem tertutup, namun sistem terbuka lebih umum dan banyak digunakan. Di dalam model ini, mesin menarik udara atmosfer secara terus menerus ke dalam kompresor, dimana udara dikompresi sehingga memiliki tekanan tinggi. Udara yang telah dikompresi tersebut kemudian masuk ke dalam ruang bakar (Combustor), dimana udara tersebut dicampur dengan bahan bakar dan proses pembakaran terjadi, yang menghasilkan produk pembakaran pada temperatur tinggi. Produk hasil pembakaran tersebut melakukan ekspansi melalui turbin. Sebagian dari kerja yang dihasilkan turbin digunakan untuk menggerakkan kompresor, sisanya digunakan untuk membangkitkan listrik.

2.2 Siklus Rankine pada PLTU

Dalam pengoperasian idealnya, PLTU menggunakan siklus tertutup (closed system). Air yang digunakan sebagai fluida kerjanya dapat digunakan kembali untuk proses berikutnya. Siklus PLTU mengikuti prinsip kerja siklus rankine, yaitu pemanasan suatu fluida (air) oleh heat exchanger kemudian berubah menjadi uap panas. Lalu uap panas tadi masuk ke dalam steam turbin sehingga dapat menggerakkan generator. Setelah itu uap yang keluar dari generator masuk dalam condensor dan berubah menjadi air kembali. Setelah itu air dipompa masuk ke dalam heat exchanger untuk dipanaskan. Dan seterusnya sehingga membentuk suatu siklus yang dinamakan siklus rankine.

Rankine Cycle :

1-2 Isentropic pump (constant pressure)

2-3 Heat addition

3-4 Superheater (constant pressure, heat addition)

4-5 Isentropic expansion 

5-1 Constant temperature (heat rejection)

3. Komponen-Komponen pada PLTGU

Proses pembangkitan listrik pada PLTGU dibagi menjadi dua macam, yaitu proses pembangkitan dengan energi primer dari gas (PLTG) dan proses pembangkitan listrik dengan energi primer dari uap (PLTU). Berikut komponen beserta sistem-sistem yang terdapat pada PLTG maupun PLTU yang dicombined pada PLTGU.

3.1 Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Gas

Starting motor yang seporos dengan turbin gas, generator, dan kompresor berputar sehingga kompresor menghisap udara. Selanjutnya, udara kompresi tersebut bercampur dengan bahan bakar dan dikabutkan dengan bantuan nozzle menuju ruang bakar. Lalu, dengan bantuan percikan api dari igniter, terjadilah pembakaran yang menghasilkan aliran gas panas dengan tekanan dan temperatur tinggi. Aliran gas panas ini memutar turbin hingga putaran 3000 rpm (rated speed) sehingga generator akan menghasilkan listrik. 

Komponen Pendukung Siklus Brayton pada PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas):

1. Transfer pump, pompa yang berfungsi untuk memindahkan fluida yang berupa HSD oil dari tank menuju ruang bakar.
2. Kompressor, mengambil udara atmosfer dan merubahnya menjadi udara bertekanan tinggi untuk membantu proses pembakaran di ruang bakar. Kompresor terdiri dari intake air filter, Inlet Guade Van (IGV), sudu-sudu tetap dan sudu-sudu jalan yang berjumlah 19 stages. Adapun fungsinya untuk menarik udara luar masuk ke ruang bakar sebagai proses pembakaran dan media pendingin. 
3. Combustion Chamber, ruang bakar yang berfungsi sebagai tempat pembakaran bahan bakar pada system turbin gas.
4. Turbine, gas turbin yang berfungsi untuk mengekspansi gas panas hingga menghasilkan energi mekanis untuk menggerakkan generator.
5. Generator, berfungsi untuk menghasilkan energi listrik. 

System Pendukung Gas Turbin : 

1) Fuel Oil System (Sistem Bahan Bakar)

HSD Oil (High Speed Diesel) digunakan sebagai bahan bakar pada sistem pembakaran pada PLTGU ini. Sistem pembakaran tersebut dimulai dari tangki penampungan (HSD Oil Tank) yang dipompa menggunakan Transfer Pump dengan melalui flowmeter untuk perhitungan pemakaiannya. Selanjutnya untuk mendapatkan hasil pembakaran menjadi lebih sempurna diperlukan tekanan cukup besar, untuk mendapatkan hasil tersebut digunakan Main Oil Pump yang terpasang dan berputar melalui hubungan poros turbin gas dengan Accesories Gear atau Load Gear. Untuk mengatur jumlah aliran bahan bakar yang masuk ke ruang bakar diatur dengan Control Valve (CV), selanjutnya aliran bahan bakar tersebut dikontrol lagi oleh kombinasi dari Primary Fuel Throttle Valve dan Secondary Fuel Throttle Valve.

2) Lube Oil System (Sistem Pelumasan)

Sistem pelumasan digunakan untuk melumasi bearing turbin gas, bearing generator, dan juga untuk menyuplai minyak untuk sistem hidraulik pada main stop pump (AOP). Main stop pump (AOP) distart untuk menyuplai minyak dalam bearing turbin gas dan generator, untuk selanjutnya turbin gas diputar pada putaran turning gear pada putaran ± 3 rpm. Hal ini bertujuan agar start up gaya geser (friction force) yang terjadi diantara metal bearing dengan poros turbin gas dan generator dapat dikurangi. Setelah turbin gas mulai start dan putaran mulai naik sampai putaran nominalnya, maka supply minyak pelumasan diambil alih dari AOP ke Main Lube Oil Pump (MOP). Dimana, Main Lube Oil Pump ini diputar melalui hubungan antara Accessories gear atau Load gear dengan poros turbin.

3) Hydroulic System (Sistem Hidraulik)

Sistem hidraulik digunakan untuk menggerakkan Main Stop Valve. Dan valve bahan bakar HSD (147 A&B) (135 A) dan valve bahan bakar gas (170)&(165).Dimana Main Stop Valve berfungsi untuk menghentikan laju aliran bahan bakar minyak saat unit terjadi gangguan dan atau untuk membuka saluran bahan bakar pada sistem pemipaan bahan bakar. Mekanisme pengoperasian (membuka dan menutup) Main Stop Valve diperlukan hydroulic system dengan minyak bertekanan, dimana supply minyak hidraulik diambil dari pipping system pelumas turbin gas.

4) Cooling System (Sistem Pendingin)

Tingginya temperatur minyak pelumas setelah digunakan melumasi bearing turbin dan bearing generator akan masuk ke lube oil cooler untuk didinginkan oleh sistem pendingin minyak pelumas dengan media pendinginnya adalah air. Setelah digunakan sebagai media pendingin minyak pelumas, air tadi akan berubah menjadi bertemperatur tinggi kemudian akan didinginkan di dalam ACWC (Air Cooler Water Cooler) yang sistemnya mirip dengan radiator.

5) Starting System (Sistem Start)

Peralatan Start (Starting System) di dalam turbin gas digunakan sebagai penggerak mula, hal ini diperlukan karena pada saat start kondisi turbin masih belum mampu menggerakkan generator dan kompressor dikarenakan belum terjadinya pembakaran. Starting turbin gas memerlukan momen yang besar karena berat dari turbin dan generator sehingga dipasang pony motor yang di pasang secara seri dengan staring motor. Mula-mula starting device dioperasikan untuk menggerakkan turbin gas dan generator. Pada putaran tertentu, kompressor telah menghasilkan udara bertekanan, dan pembakaran dilakukan di ruang bakar. Gas hasil pembakaran tersebut dapat menggerakkan turbin. Jika hal itu tercapai, maka starting device dilepas dari poros turbin dan generator.

• Bahan bakar yang digunakan berupa solar (HSD atau High Speed Diesel) dialirkan dari kapal tanker ke dalam rumah pompa BBM HSD kemudian dipompa lagi dengan pompa bahan bakar untuk dimasukkan dalam ruang bakar sehingga menghasilkan energi pemutar turbin gas. Penggerak awal turbin gas sebelum digerakkan oleh energi gas hasil pembakaran adalah motor listrik (starting motor) yang berfungsi memutar kompresor sebagai penghisap udara luar.
• Bahan bakar gas di suplay dari PT SANTOS

3.2. Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Uap

Gas bekas yang keluar dari turbin gas dimanfaatkan lagi setelah terlebih dahulu diatur oleh exhaust damper untuk dimasukkan ke dalam ketel (HRSG). Uap yang dihasilkan digunakan untuk memutar turbin uap agar menghasilkan tenaga listrik pada generator. Uap bekas dari turbin uap tadi diembunkan lagi ke kondensor kemudian kondensat dipompa ke dalam deaerator oleh CEP (Condensate Extraction Pump) dan dipompa lagi oleh BFP ( Boiler Feed Water Pump) ke dalam drum untuk kembali diuapkan.

Hasil dari listrik yang keluar dari masing-masing generator akan dikuatkan ke transformator 150/500 kV masing-masing yang seterusnya dialirkan melalui tiang transmisi ke switch yard dan kemudian dikirim ke gardu induk melalui transmisi tegangan tinggi dan tegangan rendah . PLTU menggunakan siklus tertutup (closed cycle) sehingga fluida dapat digunakan kembali untuk proses berikutnya. Siklus PLTU meliputi siklus Rankine yang desainnya dapat berupa superheating, regenerating, dan reheating.

Common Water Plant yang digunakan antara lain :

Ø Hidrogen Plant

H2 Plant dalam unit pembangkit dimaksudkan untuk menghasilkan hidrogen. Proses ini merupakan proses elektrolisa air dengan menggunakan arus tinggi. Air yang digunakan dalam proses ini disuplai dari make up water. Selanjutnya, hidrogen yang dihasilkan akan digunakan sebagai media pendingin generator.

Ø Chlorination Plant

Chlorination merupakan proses mengolah air laut dengan cara elektrolisis air laut untuk menghasilkan NaOCl. NaOCl digunakan untuk memabukkan ikan dan mencegah tiram, kerang dan biota laut masuk ke dalam pompa. 

Ø Desalination Plant

Desalination merupakan proses pengolahan air laut menjadi air tawar sehingga air hasil desalination plant memiliki konduktivitas ≤ 20 µms. Dimana suplai air laut diambil dari CWP (Circulation Water Pump). Media pemanas dalam proses ini diambilkan dari HRSG yaitu dari LP Aux Boiler dan HP Aux Boiler, apabila HRSG tidak beroperasi maka media pemanas diambilkan dari Aux Boiler. Air yang dihasilkan oleh proses ini disebut service water yang disimpan di raw water storage. Service water digunakan untuk proses lebih lanjut di demineralization plant. 

Ø Demineralization Plant

Demineralization merupakan proses pengolahan air yang digunakan untuk menambah air di HRSG, dimana air dari raw water tank diproses di dalam demin plant yang akan menghasilkan tingkat konduktivitas lebih rendah sehingga diharapkan tidak terjadi korosi di dalam tube HRSG dan aman untuk pemakaian sebagai air penambah HRSG. Hasil dari demineralization plant memiliki konduktivitas < 1 µms.

Ø Auxiliary Boiler

Auxiliary Boiler Steam digunakan untuk memanaskan make up water dalam proses desalinasi apabila HRSG tidak beroperasi.

Ø Waste Water Treatment Plant

Sisa air yang ditampung di sumpit ditampung di storage pound dan di blower. Kemudian dialirkan ke Netralizing Pit Unit, untuk mendinginkan digunakan blower. Setelah itu, air dinetralkan kadar pH dengan pemberian HCl dan NaOH di pH Control Pit. Setelah dinetralkan, pengendapan kotoran dilakukan di Coagulant Tank and Sedimentation dan dipisahkan antara yang bersih dan yang kotor. Yang bersih masuk ke Clear Water Pit dan pressure filter masuk ke oksidasi di oksidasion pit dan masuk di Purified Waste Water sehingga hasilnya dapat dibuang ke laut. Yang kotor masuk ke sludge enrichment tank untuk diendapkan lebih lanjut, bagian yang bersih diproses kembali mulai dari netralizing pit unit dan bagian yang kotor dialirkan ke sludge tank untuk diangkut oleh truk dalam jangka waktu tertentu.

Komponen utama yang menunjang pembangkitan listrik tenaga uap pada PLTGU Grati yaitu: 

v Condenser 

Berfungsi sebagai tempat pendinginan uap hasil ekspansi dari turbin uap (LP Turbin) dimana air laut yang dipompa oleh CWP (Circulation Water Pump) digunakan sebagai media pendinginnya 

v CEP

Berfungsi sebagai media penyuplai air dari condenser ke dalam inlet LP Economizer dan HP Economizer di dalam HRSG melalui BFP (Boiler Feedwater Pump) dan melalui Deaerator.

v Deaerator

Pada Deaerator terjadi proses menghilangkan kandungan O2 terlarut pada air.

v BFP (Boiler Feedwater Pump)

Terdapat 2 jenis BFP yaitu LP BFP yang menyalurkan air dari Deaerator menuju LP Economizer dan HP BFP yang menyalurkan air dari Deaerator menuju HP Economizer 1. 

v Heat Recovery Steam Generator (HRSG)

Berfungsi sebagai heat exchanger untuk menghasilkan uap high & low pressure yang digunakan untuk memutar turbin uap, yang nantinya akan memutar generator.

v LP Circulation Pump (LP BCP)

Berfungsi mensirkulasikan air antara LP Drum dengan LP Evaporator yang bertujuan untuk mendapatkan distribusi panas di dalam air yang homogen.

v HP Circulation Pump (HP BCP)

Berfungsi untuk mensirkulasikan air antara HP Drum dengan HP Evaporator dimana sirkulasi ini bertujuan untuk mendapatkan distribusi panas di dalam air secara homogen.

v Steam Turbine (Turbin Uap)

Berfungsi untuk mengekspansi udara panas sehingga menghasilkan energi mekanis untuk menggerakkan generator.

v Generator

Berfungsi sebagai perubah energi mekanis menjadi energi listrik.

· Adapun peralatan pendukung sistem turbin uap ini adalah :

Ø Sistem Minyak Pelumas Turbin Uap

Sistem ini digunakan untuk melumasi bearing turbin uap dan bearing generator, dimana pada sistem ini digunakan peralatan meliputi Main Lube Oil Pump (MOP), Auxiliary Oil Pump (AOP), Emergency Oil Pump dan Lube Oil Cooler.

Ø Sistem Pendingin Minyak Pelumas

Sistem ini digunakan untuk mendinginkan minyak pelumas yang bertemperatur tinggi setelah digunakan untuk melumasi bearing turbin uap dan generator yang mengalirkan masuk ke dalam Lube Oil Cooler, dimana menggunakan media pendingin berupa air. Air yang bertemperatur tinggi setelah digunakan untuk mendinginkan minyak pelumas didinginkan di dalam heat exchanger dengan media pendinginnya diambil dari aliran air laut melalui discharge Circulation Water Pump dan di naikan pressurenya oleh SWBP.

Ø Sistem Hidrolik

Sistem ini pada turbin uap digunakan untuk membuka dan menutup 4control valve pengatur steam pada pipa suplai uap superpanas untuk memutar turbin. Minyak yang digunakan untuk sistem hidrolik ini merupakan minyak hidrolik yang tertampung di dalam tangki dan disuplai dengan menggunakan Hidrolic Lube Oil Pump.

Ø Sistem Pendingin Siklus Tertutup

Peralatan pada sistem ini terdiri dari Closed Cycle Cooling Water heat exchanger (CCCW), Closed Cycle Cooling Water Pump (CCCWP). Sirkulasi air pendingin ini digunakan untuk mendinginkan steam turbine Lube Oil Cooler (LOC), steam turbine Generator Hydrogen Cooler (GHC) dan steam turbine Gland Exhauster (GE) dan untuk pendingin di commont plant. Air dari sisi outlet CCCW yang bertemperatur rendah setelah didinginkan dengan air laut yang diambil dari sisi discharge CWP akan digunakan sebagai media pendingin dalam LOC, GHC, dan GE. Selanjutnya dari sisi inlet peralatan ini, air bertemperatur lebih tinggi dipompa dengan menggunakan CCCWP masuk ke CCCW, demikian siklus air pendingin ini yang berlangsung tertutup.

Ø Sistem Common Water Plant

Meliputi Hidrogen Plant, Chlorination Plant, Desalination Plant, Demineralization Plant, Auxiliary Boiler, dan Waste Water Treatment Plant.

3.3. Proses Operasi PLTGU Grati

3.3.1 Proses Starting PLTGU

Blok 2 yang terdiri dari unit 4,5,dan 6 dirancang sebagai pembangkit pemikul beban puncak sehingga operasinya diharuskan untuk start-stop sesuai dengan permintaan dari P3B. Adapun prosedur untuk starting PLTGU dapat dilihat dari ruang CCR (Central Control Room) PLTGU Grati.

Ketika koordinasi antara ruang CCR dengan operator di lokal unit telah tercapai dalam arti telah siap untuk melakukan proses start PLTG, maka ruang CCR akan mengumumkan bahwa GT siap untuk start. Apabila Status Indicator menunjukkan Ready To Start maka GT siap untuk di start Indicator Turning Motor Run akan menyala yang artinya motor penyala telah dihidupkan dan saat lampu Status Indicator menunjukkan Start maka Pony Motor akan bekerja. Pony Motor berfungsi untuk mengurangi arus start pada Motor Starting yang biasanya nilainya cukup besar dan ini tidak diinginkan. Tak lama 10 menit kemudian, maka Starting Motor akan mulai bekerja untuk membantu memutar poros generator dari 0 sampai kira-kira 2000 rpm. Setelah itu, Control Oil Pump akan mulai bekerja menyediakan tekanan sebesar 100 kg/m3 pada control valve bahan bakar sehingga akan terdistribusi dengan baik.

Pada kecepatan 300 rpm dan Ignition Speed akan bekerja. Kira-kira selama 5 menit, Ignition Speed bekerja dengan tujuan agar udara yang masuk ke dalam Combuster dapat membuang sisa-sisa bahan bakar yang dapat mengganggu proses Starting. Pada putaran ±600 rpm, proses Ignition akan dimulai dimana Igniter yang terdapat pada nozzle nomor 11 dan 12 akan mulai bekerja seperti busi pada kendaraan bermotor agar pembakaran dapat terjadi. Syarat terjadinya pembakaran adalah ada api yang dihasilkan oleh Igniter, ada bahan bakar berupa HSD atau gas alam yang masuk ditandai dengan menyalanya lampu indikator Fuel On dan ada udara didalam Combuster. Pada proses ini PLTG sering mengalami gagal start, dimana ignitor gagal menghasilkan api sebagai salah satu syarat terjadinya pembakaran. Prosedur normalnya, igniter akan dibiarkan menyala selama satu menit apabila memakai bahan bakar HSD, 10 detik memakai bahan bakar gas dan apabila gagal maka proses starting PLTG akan di restart maksimal 3 kali. Apabila 3 kali tersebut tetap tidak mampu untuk menyalakan api pada ke-18 nozzlenya maka proses starting akan dihentikan dan biasanya yang pertama kali akan diperiksa adalah igniternya, mungkin disebabkan oleh adanya kotoran atau penyebab lainnya. Apabila pembakaran berhasil, maka sensor pendeteksi api Flame 2 dan Flame 3 akan menyalakan indikator Flame yang berarti ada api di ke-18 nozzlenya.

Ketika putaran poros mencapai 1000 rpm maka Jacking Oil Pump akan berhenti sebab generator sudah dianggap mampu untuk memutar dan mengangkat porosnya sendiri, Jacking Oil Pump sendiri merupakan pompa minyak bertekanan tinggi untuk melumasi bearing sebelum putaran 1000 rpm karena pada putaran dibawah 1000 rpm belum terbentuk lapisan film yang cukup untuk melumasi journal bearing. Ketika putaran telah mencapai 2010 rpm maka pony motor dan starting motor akan berhenti bekerja sebab turbin telah mampu untuk memutar poros tanpa bantuan penggerak mula akibat pengaruh momen inersia pada poros generator. Pada putaran 2775 rpm maka HP Bleed Valve dan LP Bleed Valve akan ditutup sehingga tidak terjadi pembuangan udara.

Pada putaran 2940 rpm, generator eksitasi akan bekerja, dimana selama 4 sekon pertama suplai DC akan diambil dari baterai aki sampai generator berhasil menghasilkan tegangan sendiri dan suplai DC berikutnya akan diambil dari keluaran generator sendiri setelah terlebih dahulu disearahkan oleh AVR.

Apabila kecepatan putaran poros generator telah mencapai nilai nominal yakni 3000 rpm, maka generator telah siap mensuplai daya ke dalam jaringan listrik interkoneksi Jawa Bali. Agar PLTG dapat menyalurkan dayanya ke jaringan terlebih dahulu dilakukan proses sinkronisasi melalui Generator Circuit Breaker (52G), dimana tegangan, fasa dan frekuensi dari generator harus sama dengan jaringan. Apabila telah sinkron maka daya listrik yang dihasilkan oleh pembangkit telah mampu mensuplai kebutuhan listrik jaringan interkoneksi Jawa Bali yang ditujukkan oleh lampu indikator 52G yang menyala. Adapun berapa daya yang harus disuplai ke dalam jaringan listrik interkoneksi diatur melalui komputer sesuai permintaan P3B.

3.3.2 Operasi Open Cycle

Setiap pada unit PLTGU Grati mampu untuk bekerja dengan open cycle, namun sesuai pertimbangan ekonomis bahwa gas buang dari PLTG masih sangat panas untuk memanaskan uap pada PLTU, maka unit 1, 2, dan 3 sangatlah jarang untuk melakukan operasi open cycle sebab unit-unit tersebut yang tergabung dalam blok 1 telah dirancang untuk mampu melakukan operasi combined cycle.

Proses pembangkitan diawali dengan menjalankan motor starter sebagai penggerak mula sampai udara masuk ruang compressor dan mengalami proses pemampatan sehingga menjadi udara bertekanan. Bersamaan dengan proses pemampatan udara, di ruang bakar diinjeksikan bahan bakar. Setelah udara bertekanan dan bahan bakar masuk , dinyalakan igniter yang berfungsi sebagai busi sehingga terjadi pembakaran yang mengakibatkan kenaikan temperatur dan tekanan dalam ruang bakar. Tekanan ini kemudian akan menekan sudu-sudu turbin gas sehingga timbul energi mekanis untuk memutar turbin dan generator yang nantinya akan merubah energi tersebut menjadi energi listrik. Kembali ke motor starting, pada putaran 2100 rpm, motor ini akan otomatis mati/lepas, yakni setelah hasil pembakaran di combuster mampu memutar compressor, turbin dan generator. Sementara itu, putaran compressor, turbin dan generator terus naik sampai putaran nominalnya 3000 rpm. Kemudian keluaran generator mengalami sinkronisasi dengan jaringan listrik Jawa-Bali. Adapun gas buang hasil pembakaran akan langsung dibuang ke udara melalui cerobong (Stack) yang sebetulnya masih memiliki nilai kalor yang tinggi untuk dimanfaatkan.

3.3.3. Operasi Combined Cycle

Operasi ini merupakan perpaduan antar operasi pembangkitan listrik gas dengan uap. Gas sisa pembakaran dari pembangkitan listrik dengan gas yang masih bertemperatur tinggi dilewatkan melalui HRSG untuk memanaskan air menjadi uap bertekanan tinggi (High Pressure/ HP) dan tekanan rendah (Low Pressure/LP). Ketel HRSG tanpa pembakaran, jadi murni menggunakan gas sisa pembakaran dari gas turbin. Karena suhu gas dari sisi turbin gas masih tinggi (± 500oC) maka akan lebih efisien jika digunakan untuk memanaskan untuk diubah menjadi uap.

Uap dari HRSG akan digunakan untuk menggerakkan sudu-sudu turbin uap. Uap yang dihasilkan oleh HRSG, sebagaimana penjelasan di atas, memiliki 2 kondisi yaitu HP dan LP.

Uap yang bertekanan tinggi akan masuk HP steam turbine dan kemudian tekanan dari uap tersebut akan menggerakkan sudu-sudu turbin sehingga dihasilkan energi mekanik. Energi mekanik ini diubah oleh generator menjadi energi listrik. Uap bertekanan rendah dari HRSG akan menggerakkan sudu-sudu turbin di LP Steam Turbine yang nanti juga akan menghasilkan energi mekanis yang akan diubah menjadi energi listrik oleh generator.

Untuk menjaga agar temperatur di dalam steam turbine tidak melebihi batas di ijinkan (set point temperature), dilakukan dengan mengatur suhu uap yang masuk dari HRSG. Pengamanan temperatur juga dilakukan dengan memberikan desuper heater unit Jadi jika terjadi kenaikan temperatur yang melebihi ambang batas, maka secara otomatis, desuper heater TVC akn mengatur temperatur uap sampai batas aman.

Sisa uap dari LP steam turbine akan masuk ke dalam condenser untuk mengalami proses kondensasi yang di tampung di hotwell. Apabila level air hotwell belum memenuhi maka dilakukan penambahan dengan air tambahan (make up water). Proses kondensasi dilakukan dalam ruang vakum agar terjadi perpindahan panas dari steam ke air. Kondensat yang dihasilkan akan disirkulasikan kembali ke HRSG untuk menjalani proses pemanasan sehingga menjadi uap kembali dan siap untuk menggerakkan steam turbine

3.4 Sistem Jaringan Kelistrikan PLTGU Grati

Kompleks PLTGU Grati terdiri dari 2 blok, Blok 1 yang merupakan pembangkit combined cycle mensuplai daya listrik yang dihasilkan ke jaringan listrik 500 kV Jawa-Bali sedangkan Blok 2 yang merupakan pembangkit open cycle menyuplai daya listrik 150 kV Jawa-Bali. Pembangkit blok 1 beroperasi penuh selama 24 jam kecuali jika sedang ada gangguan atau kegiatan perawatan sedangkan pembangkit blok 2 dirancang sebagai pembangkit cadangan ketika beban puncak sehingga operasinya disesuaikan dengan kebutuhan jaringan atas perintah P3B (Pusat Pengendalian dan Pengaturan Beban) selain karena pertimbangan ekonomis juga.

Ketika pembangkit belum beroperasi, untuk memenuhi kebutuhan daya yang diperlukan untuk proses starting pembangkit, disuplai oleh pembangkit lain yang terhubung dengan jaringan 150 kV. Untuk lebih jelasnya kita sederhanakan.

Daya yang disalurkan melalui jaringan 150 kV, diturunkan tegangannya menjadi 6 kV melalui trafo step down BCT. Pada PLTGU Grati memiliki 2 buah trafo step down BCT yakni SST1 dan SST2, yang masing-masing digunakan untuk kebutuhan PLTG dan PLTU. Tegangan 6 kV pada SGT digunakan untuk mensuplai daya pada motor-motor yang membutuhkan tegangan 6 kV seperti Pony Motor, Starting Motor, dan lainnya untuk digunakan pada proses starting.

Kemudian dari tegangan 6 kV diturunkan lagi menjadi 380 V melalui trafo step down SST. Tegangan 380V dipergunakan untuk mensuplai kebutuhan dari panel-panel pengendalian seperti PDC (Panel Distribution Centre) dan MCC (Motor Control Center) dan juga untuk mensuplai kebutuhan dari ruangan CCR (Central control Room) sehingga proses starting dapat dikendalikan dengan baik digunakan tegangan 220 KV DC 

Untuk mengoperasikan generator sehingga dapat menghasilkan tegangan sendiri, pertama kali dibutuhkan penguatan tegangan. Untuk itu dipergunakan kumparan eksitasi (penguatan) yang membutuhkan sumber tegangan DC sebagai catu dayanya. Sebagai sumber DC, ketika generator pertama kali start maka diambil dari baterai akinya yang berjumlah 104 buah dengan masing-masing tegangan ±2,2V sehingga diperoleh nilai tegangan ±238V. Setelah 4 sekon, generator dianggap sudah mampu untuk mensuplai penguatan sendiri dan kontak ke baterai aki akan terputus. Sebagai penggantinya diambil dari tegangan keluaran generator yang berupa sumber AC dengan tegangan 10,5kV untuk kemdian diturunkan tegangannya sesuai dengan kebutuhan eksitasi oleh trafo step down MKC yang lalu disearahkan oleh AVR, sehingga diperoleh tegangan keluaran berupa sumber DC yang mampu untuk mencukupi kebutuhan eksitasi generator.

Ketika generator sudah mampu beroperasi penuh, maka daya yang dihasilkan akan disalurkan ke GITET (Gardu Induk Tegangan Tinggi) setelah sebelumnya disinkronisasi sesuai dengan tegangan, frekuensi dan fasa dari jaringan interkoneksi Jawa Bali. Karena tegangan yang dihasilkan oleh Generator Turbin Uap hanya sebesar 15,75kV maka agar dapat disinkronkan dengan tegangan transmisi 500kV ataupun 150 kV dipergunakan Trafo Utama Step Up dengan kode BAT melalui Generator Circuit Breaker (52G). Pada PLTGU Grati terdapat 5 trafo dengan jenis ini, 3 unit trafo two winding dengan kode 11BAT01, 10BAT01, dan 21BAT01 yang dipergunakan untuk mensuplai daya dari unit GT 1.1, unit ST dan unit GT 2.1 ke jaringan dan 2 unit trafo three winding dengan kode 12BAT01 dan 22BAT01 masing-masing untuk mensuplai daya dari unit GT 1.2 dan GT 1.3 serta unit dari GT 2.2 dan GT 2.3.

Daya yang dihasilkan oleh generator tidak 100% dikirimkan ke jaringan tetapi ada yang dipergunakan untuk pemakaian sendiri melalui Trafo Step Down dengan kode BBT sehingga ketika generator sudah beroperasi penuh, sebagai penyuplai MMC, PDC maupun ruang kontrol CCR tidak dibutuhkan lagi suplai dari pembangkit luar tapi cukup dari daya yang dihasilkan sendiri.

4. Pemeliharaan Unit

Secara filosofi, terdapat 4 jenis pemeliharaan yaitu : 

• Break Down atau Corrective Maintanance
• Dasar dari filosofi dibalik break down maintenance adalah mengoperasikan peralatan sampai terjadi kerusakan dan hanya memperbaiki atau mengganti komponen yang rusak. Kekurangan perawatan jenis ini adalah merupakan jenis manajemen yang tidak terencana.

Preventive atau Time-Based Maintenance

Filosofi dibalik preventive maintenance adalah perawatan yang terjadwal dalam interval waktu tertentu, berdasarkan calendar desk atau run-time hours dari peralatan. Pada waktu tersebut dilakukan perbaikan atau penggantian komponen yang rusak sebelum terjadi masalah.

Predictive atau Condition-Based Maintenance

Kondisi operasi yang dilakukan pada predictive maintenance adalah mengamati peralatan secara periodik. Ketika terdeteksi trend yang berbahaya, komponen yang bermasalah pada peralatan diidentifikasi dan dijadwalkan untuk perbaikan. Peralatan tersebut akan dimatikan pada saat tersebut apabila masalah yang terjadi sangat darurat dan komponen yang rusak akan diganti.

Proactive atau Prevention Maintenance

Filosofinya adalah menganalisa kerusakan dan pengukuran proactive akan dilakukan agar kerusakan tidak terulang lagi.

Akan tetapi di dalam PLTGU Grati pemeliharaan yang dilakukan meliputi :

• Pemeliharaan Rutin
• Pemeliharaan ini dilakukan berulang dengan interval waktu maksimum satu tahun dan dapat dilaksanakan pada saat unit operasi maupun tidak operasi serta tidak tergantung pada pengoperasian mesin. Pemeliharaan mesin berjalan (on line maintenance) dilakukan pada kondisi unit operasi dan pemeliharaan rutin pencegahan (preventive maintenance) dilakukan dengan rencana dan waktu yang telah ditetapkan, misalnya harian, mingguan, atau bulanan dalam satu tahun.

Pemeliharaan Periodik

Pemeliharaan periodik dilakukan berdasarkan jam operasi peralatan (time based maintenance). Pemeliharaan ini dilakukan dalam kondisi unit / peralatan tidak beroperasi dengan sasaran untuk mengembalikan unit / peralatan pada performance semula (commissioning) atau lebih baik dari sebelumnya. Pemeliharaan yang dilaksanakan dalam periode lebih dari setengah tahun dan tergantung pada pengoperasian mesin.

Pemeliharaan Khusus

Pemeliharaan yang direncanakan dan dilaksanakan secara khusus berdasarkan kejadian khusus baik disebabkan oleh gangguan dengan sasaran untuk memperbaiki atau meningkatkan performance mesin / unit. Pemeliharaan khusus dapat dilaksanakan pada saat pemeliharaan periodik maupun di luar pemeliharaan periodik.

Pemeliharaan Prediktif (Predictive Maintenance) 

Ialah pemeliharaan yang berdasarkan atas analisa dan evaluasi kondisi operasi mesin dengan sasaran mengoptimalkan ketersediaan mesin pembangkit dan biaya pemeliharaan.

Pelaksanaan yang dilakukan dalam pemeliharaan prediktif antara lain:

• Mengadakan pemeriksaan dan monitoring secara kontinyu terhadap peralatan pada operasi atau pada waktu dilaksanakannya inspection.
• Mengadakan analisa kondisi peralatan atau komponen peralatan.
• Membuat estimasi sisa umur operasi peralatan sampai memerlukan perbaikan atau penggantian berikutnya.
• Mengevaluasi hasil analisa untuk menentukan interval inspection.

TEORI DAN GAMBARAN UMUM PLTGU 2017-03-04T00:44:00-08:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: frf