Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Pembangkit
Listrik Tenaga Gas (PLTG)
PLTG adalah
sebuah pembangkit energi listrik yang menggunakan peralatan/mesin turbin gas
sebagai penggerak generatornya. Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip
kerja yang sederhana dimana energi panas yang dihasilkan dari proses pembakaran
bahan bakar diubah menjadi energi mekanis dan selanjutnya diubah menjadi energi
listrik atau energi lainnya sesuai dengan kebutuhannya. Tetapi dengan tingkat
efisiensi yang rendah hal ini merupakan salah satu kekurangan sebuah turbin gas
juga dan pada perkembangannya untuk menaikkan efisiensi dapat diatur/diperbaiki
temperature kerja siklus dengan menggunakan material turbin yang mampu bekerja
pada temperature tinggi dan dapat juga untuk menaikkan efisiensinya dengan menggabungkan
antara pembangkit turbin gas dengan pembangkit turbin uap.
PLTG adalah Pembangkit Listrik yang bahan bakarnya
adalah gas. Tentu saja gas disini maksudnya merujuk pada gas alam.Tidak
sepenuhnya benar dan tidak sepenuhnya salah. Disini perlu dijelaskan bahwa
salah besar jika menyebut jenis sebuah pembangkit listrik berdasarkan pada
bahan bakarnya. Pada pembangkit listrik, dua komponen yang paling utama dalam
menghasilkan listrik adalah dua, mesin penggerak (biasanya berupa turbin atau
motor pada pembangkit diesel) dan generator. Di semua jenis pembangkit listrik
mulai dari PLT Uap, PLT Air, PLT Gas, PLTP, PLT Angin, PLT Matahari, dll
mempunyai turbin dan generator.
Generator adalah penghasil listrik. Generator
menghasilkan listrik karena berputar sehingga menghasilkan beda potensial pada
medan magnetnya. Generator berputar karena Turbin berputar. Turbin dan
generator adalah dua benda dengan satu poros yang sama, jadi jika turbin
berputar otomatis generator berputar. Apa yang membuat turbin berputar? Nah itu
tergantung jenis pembangkit. Kalau PLTU ya berarti yang memutar turbin adalah
uap. Kalau PLTA ya berarti air. Kalau PLT Angin ya berarti angin. Nah kalau
PLTG ya berarti gas.
Gas yang dimaksud disini, yang memutar turbin PLTG
bukanlah murni gas alam, melainkan gas hasil sebuah proses pembakaran. Perlu
diketahui, bahan bakar PLTG tidak hanya gas alam saja, tetapi bisa menggunakan
BBM misalnya HSD (High Speed Diesel) ataupun MFO(Marine Fuel Oil).
Siklus PLTG
Siklus PLTG dimulai dari pengambilan udara oleh
compressor. Dalam compressor ini udara diolah sehingga tekanannya naik. Udara
ini dimasukkan kedalam Combustion atau ruang bakar bersama dengan bahan bakar
(gas / bbm). Pembakaran menghasilkan gas bertekanan dan bersuhu tinggi (Suhu
sekitar 2000 derajat celcius). Gas bertekanan inilah yang memutar turbin gas
(Nah sudah jelaskan, apa yg dimaksud dengan “gas”). Turbin berputar, generator
ikut berputar dan listrik pun dihasilakn. Setelah memutar turbin, gas tersebut
dibuang di atmosfer. Siklus selesai.
Siklus PLTG memang sederhana. Selain sederhana, satu
unit PLTG juga tidak memakan tempat terlalu luas. Proses pembangunannya juga
relatif lebih cepat daripada unit pembangkit lain. Biaya pembangunannya pun
relatif juga lebih murah. Hanya saja karena bekerja pada suhu dan tekanan
tinggi, komponen-komponen dari PLTG yang disebut Hot Parts menjadi cepat rusak
sehingga memerlukan perhatian yang serius. Belum lagi hot parts tersebut
kebanyakan berharga sangat mahal sehingga biaya pemeliharaan PLTG sangat besar.
Siklus PLTG yang seperti ini sering disebut Open
Cycle. Gas hasil pembakaran, masuk turbin, lalu dibuang. Suhu dan tekanan gas
yang dibuang biasanya masih cukup tinggi. Berkisar antara 500 derajat celcius
sehingga sebenarnya sayang jika langsung dibuang. Harusnya gas sepanas itu bisa
untuk menguapkan air, lalu uapnya bisa digunakan untuk memutar turbin. Nah,
atas pemikiran seperti itulah, muncul yang namanya PLTGU (Pembangkit Listrik
Tenaga Gas Uap).
PLTG yang prinsip kerjanya pengkompresian udara dan
pemanasan udara tersebut dengan penambahan bahan bakar , gas panas tersebut
digunakan untuk memutar turbin , sebagai pengerak mula pemutar generator
pembangkit. Gas panas yang dihasilkan dalam ruang bakar dapat meningkatkan
temperatur hingga 1100 derajat celcius, berkenaan dengan temperatur yang
sedemikian tinggi tersebut perlu dilakukan pemilihan matrial hot gas patch.
Prinsip kerja PLTG adalah dengan mamanfaatkan tekanan
aliran udara ungtuk menggerakkan turbin. Pertama-tama udara dinaikkan tekanannya
dengan menggunakan kompresor dan kemudian dibakar di ruang pembakaran untuk
meningkatkan energinya. Pembakaran dilakukan dengan menggunakan bahan bakar gas
(bisa juga digunakan MFO atau HSDO, tapi dengan efisiensi yang lebih rendah).
Udara yang sudah bertekanan tinggi kemudian dialirkan melalui turbin dan
menggerakkan generator, sehingga dihasilkanlah listrik. Keuntungan lain
menggunakan PLTG adalah gas yang dipakai bisa dibilang lebih mudah untuk
disiapkan daripada uap, sehingga PLTG bisa mulai berproduksi dengan cepat dari
keadaan ‘dingin’ dalam hitungan menit, jauh lebih cepat daripada PLTU.
Gas yang dihasilkan dalam ruang bakar pada pusat
listrik tenaga gas (PLTG) akan menggerakkan turbin dan kemudian generator, yang
akan mengubahnya menjadi energi listrik. Sama halnya dengan PLTU, bahan bakar
PLTG bisa berwujud cair (BBM) maupun gas (gas alam). Penggunaan bahan bakar
menentukan tingkat efisiensi pembakaran dan prosesnya.
Prinsip kerja PLTG adalah sebagai berikut, mulamula
udara dimasukkan dalam kompresor dengan melalui air filter/penyaring udara agar
partikel debu tidak ikut masuk dalam kompresor tersebut. Pada kompresor tekanan
udara dinaikkan lalu dialirkan ke ruang bakar untuk dibakar bersama bahan
bakar. Di sini, penggunaan bahan bakar menentukan apakah bisa langsung dibakar
dengan udara atau tidak.
Proses Pembangkitan / Produksi Listrik Turbin Gas ( PLTG )
Sebagai pemutar awal saat turbin
belum menghasilkan tenaga, motor mulai berputar dengan menggunakan energi
listrik yang diambil dari jaringan listrik 150 KV / 500 KV Jawa – Bali. Motor
cranking ini berfungsi memutar kompressor sebagai penghisap udara luar dan
menaikkan tekanan udara, dengan terlebih dahulu melalui air filter.
Disisi lain bahan bakar berupa
solar / HSD (High Speed Diesel) dialirkan dari kapal/ tongkang ke dalam rumah
pompa BBM HSD kemudian di pompa lagi dengan pompa bahan bakar dimasukkan ke
dalam ruang bakar/ combustion chamber.
Pada saat bahan bakar yang berasal
dari pompa bahan bakar dan udara yang berasal dari compressor bercampur dalam
combustion chamber, maka bersamaan dengan itu busi (spark plug) mulai
memercikkan api sehingga menyulut pembakaran. Gas panas yang dihasilkan dari
proses pembakaran inilah yang akan digunakan sebagai penggerak / pemutar turbin
gas. Sehingga listrik dapat dihasilkan setelah terlebih dahulu diolah pada
generator (ditunjukkan gambar 10). Daya yang dihasilkan mencapai 100 MW untuk
tiap gas turbine generator. Pada PLTGU memiliki dua buah blok dengan
masing-masing blok terdiri dari 3 buah gas turbine generator. Karena tegangan
yang dihasilkan dari generator masih rendah maka pada tahap selanjutnya
tegangan ini akan disalurkan ke trafo utama untuk dinaikkan menjadi 150 KV.
Jadi pada proses open cycle maka gas buangan dari turbin gas akan langsung dibuang
malalui exhaust stack.
Komponen
· Kompresor Utama
· Combustion Chamber
· Turbin Gas
· Load Gear
· Generator dan Exciter
· Alat Bantu
· Kontrol, Instrumentasi, dan
Pengaman
· Peralatan listrik
Kompresor
Utama
Kompresor utama adalah kompesor aksial yang berguna
untuk memasok udara bertekanan ke dalam ruang bakar yang sesuai dengan
kebutuhan. Kapasitas kompresor harus cukup besar karena pasokan udara lebih
(excess air) untuk turbin gas dapat mencapai 350 %. Disamping untuk mendapatkan
pembakaran yang sempurna, udara lebih ini digunakan untuk pendingin dan
menurunkan suhu gas hasil pembakaran.
Inlet Guide
Vanes (IGV)
Pada kompresor berkapasitas besar, diisi udara masuk
kompresor, yaitu pada inlet guide vanes dipasang variabel IGV,
sedangkan pada kompresor berukuran kecil umumnya dipasang Fixed Guide
Vanes. Variabel IGV berfungsi untuk mengatur volume udara yang dikompresikan
sesuai dengan kebutuhan atau beban turbin. Pada saat Start Up, IGV juga berfungsi
untuk mengurangi surge. Pada saat stop dan selama start up, IGV tertutup ( pada
unit tertentu, posisi IGV 34-48% ), kemudian secara bertahap membuka seiring
dengan meningkatnya beban turbin. Pada beban turbin tertentu, IGV terbuka penuh
(83-92%). Selama stop normal IGV perlahan-lahan ditutup bersamaan dengan
turunnya beban, sedangkan pada stop emergency, IGV tertutup bersamaan dengan
tertutupnya katup bahan bakar.
Combustion
Chamber
Combustion Chamber adalah ruangan tempat proses
terjadinya pembakaran. Ada turbin gas yang mempunyai satu atau dua Combustion
Chamber yang letaknya terpisah dari casing turbin, akan tetapi yang lebih
banyak dijumpai adalah memiliki Combustion Chamber dengan beberapa buah
Combustion basket, mengelilingi sisi masuk (inlet) turbin. Di dalam Combustion
Chamber dipasang komponen-komponen untuk proses pembakaran beserta sarana
penunjangnya, diantaranya: Fuel Nozzle, Combustion Liner, Transition Piece,
Igniter, Flame Detektor
Turbin Gas
Turbin Gas berfungsi untuk membangkitkan energi
mekanis dari sumber energi panas yang dihasilkan pada proses pembakaran.
Selanjutnya energi mekanis ini akan digunakan untuk memutar generator listrik
baik melalui perantaraan Load Gear atau tidak, sehingga diperoleh energi
listrik. Bagian-bagian utama Turbin Gas adalah: Sudu Tetap, Sudu Jalan, Saluran
Gas Buang, Saluran Udara Pendingin, Batalan, Auxiallary Gear
Load Gear
Load Gear atau main Gear adalah roda gigi penurun
kecepatan putaran yang dipasang diantara poros Turbin Compressor dengan poros
Generator. Jaringan listrik di Indonesia. Memilii frekwensi 50 Hz, sehngga
putaran tertinggi generator adalah 3000 RPM, sedangkan putaran turbin ada yang
4800 RPM atau lebih.
Alat Bantu
Pada saat muai start up, belum tersedia udara untuk
pembakaran. Udara pembakaran disuplai oleh kompresor aksial, sedangkan
kompresor aksial harus diputar oleh turbin yang pada saat start up belum
menghasilkan tenaga bahkan belum berputar. Oleh karenanya, pada saat start
up perlu ada tenaga penggerak lain yang dapat diperoleh dari : Motor generator,
Motor Listrik, Mesin Diesel.
Persiapan Pengoperasian
Parameter PLTG yang perlu dipersiapkan meliputi :
Sistem Kontrol dan Pengaman
Sistem Bahan Bakar
Sistem Hidrolik
Sistem Pelumas
Sistem air Pendingin
Sistem Pendingin Udara Generator dan Hidrogen
Sistem Eksitasi
Sistem Penggerak Mula
Kondisi Lingkungan
Trafo dan pemutus Tenaga
Sinkronisasi
Untuk melakukan sinkronisasi PLTG harus sudah FSNL dan persyaratan berikut
harus sudah terpenuhi :
Tegangan
Frekwensi
Sudut/Urutan Fasa
Antara generator dan jaringan harus sudah sama.
Perawatan / Pemeliharaan
Kondisi temperature kerja yang sedemikian tinggi ini akan berdampak
terhadap umur dari material hot gas patch gas turbin tersebut, untuk itu sangat
perlu sekali penentuan jam operasi pembangkit sebagai acuan penentuan
pelaksanaan pemeliharaan periodic unit pembangkit. Faktor utama penentuan
pelaksanaan Pemeliharan periodic gas turbin adalah jam operasi pembangkit .
Adapun jenis pemeliharaan gas turbin adalah Combustion inspection/ minor inspection
, hot gas patch inspection dan over haul. Combustion inspection/minor
inspection dilaksanakan setiap 4000-8000 jam, hotgaspatch inspection
dilaksanakan setiap 33000 jam operasi dan major over haul dilaksanakan setiap
66000 jam operasi. Penentuan jam operasi PLTG tidak hanya ditentukan oleh lama
pembangkit tersebut beroperasi, tetapi juga harus ditambahkan dengan suatu
faktor operasi sehingga dapat mencerminkan umur operasi pembangkit tersebut
secara tepat. Faktor koreksi tersebut merupakan fungsi dari fluktuasi
temperature yang telah terjadi pada unit operasi yang diakibatkan oleh tripnya
unit pembangkit atau disebabkan oleh fluktuasi beban yang sedemikian tinggi
serta fluktuasi temperature yang disebabkan oleh start up PLTG, kualitas bahan
baker yang dipergunakan. Jam operasi pembangkit yang merupakan gabuangan dari
lama pembangkit beroperasi dan factor factor koreksi disebut jam equivalent
operasi pembangkit (Equivalent operating hours, EOH), Ketepatan penentuan jam
opersi pembangkit akan sangat menentukan sekali besar efisiensi operasi
pembangkit , keandalan operasi pembangkit serta besar biaya yang dikeluarkan
dalam pengoperasian unit pembangkit tersebut sebagai dampak dari kemunduran
jadwal pemeliharaan periodic pembangkit.
Kelemahan PLTG
Kendala utama perkembangan pembangkit ini di Indonesia
adalah pada proses penyediaan bahan bakar gas itu sendiri. Pemeriksaan BPK
menemukan bahwa jumlah kebutuhan gas bumi untuk sejumlah pembangkit PLN di Jawa
dan Sumatera sebanyak 1.459 juta kaki kubik per hari, sedangkan pasokan gas
yang disediakan oleh para pemasok sebanyak 590 juta kaki kubik per hari. Dengan
demikian terjadi kekurangan pasokan gas sebanyak 869 juta kaki kubik per hari
Letak PLTG di Indonesia
Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Alurcanang di Provinsi Jawa Barat
Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Dieng di Provinsi Jawa Tengah
Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Grati di Provinsi Jawa Timur
Pembangkit Listrik Tenaga Gas PUG Karnojang di Provinsi Jawa Barat
Comments
Post a Comment