ANALISA PEMAKAIAN BAHAN BAKAR SOLAR (HIGH SPEED DIESEL) PADA GT.11 PLTGU SICANANG BELAWAN. LAPORAN TUGAS AKHIR. Program Studi Teknik Konversi Energi

Transkripsi

1 ANALISA PEMAKAIAN BAHAN BAKAR SOLAR (HIGH SPEED DIESEL) PADA GT.11 PLTGU SICANANG BELAWAN. LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Konversi Energi Oleh: RIZKI AFNIMAISYA NIM JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013 vi

2 KATA PENGANTAR Puji serta syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia Nya sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Laporan yang berjudul ANALISA PEMAKAIAN BAHAN BAKAR SOLAR (HIGH SPEED DIESEL) PADA GT.11 PLTGU SICANANG BELAWAN ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Studi Diploma 3 Program Studi Teknik Energi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. Laporan ini disusun berdasarkan hasil riset di lapangan bertujuan untuk mengetahui berapa banyak pemakaian Bahan Bakar pada sebuah Turbin Gas, mempelajari prinsip kerja ruang bakar dan mengetahui unsur kandungan pada HSD. Itu merupakan pengalaman yang sangat berharga bagi penulis karena sebelumnya penulis belum mengetahui berapa banyak konsumsi bahan bakar yang digunakan pada sebuah pembangkit. Dalam penulisan tugas akhir ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak maka dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak M. Syahruddin, ST, MT, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Bapak Ir. Gidion Sembiring, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. 3. Bapak Ir. Isman Harianda, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Medan. 4. Bapak Penteris R.P. Naibaho,B.Eng,MT, selaku Dosen Pembimbing yang telah meluangkan banyak waktu serta menyumbangkan ilmu dan nasehat kepada penulis sepanjang pengerjaan tugas akhir ini hingga selesai. 5. Bapak Ir. Hairanus Tarigan, MT selaku wali kelas EN 6A 6. Bapak/Ibu Dosen di Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Medan yang telah mendidik penulis selama kuliah. vii

3 7. Bapak/Ibu staff pegawai di Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Medan. 8. Kepada kedua orang tua terkhusus kepada ibunda saya Hj. Yuniati Siregar yang telah mendukung penulis dan tidak pernah bosan memberi nasehat dan doa kepada penulis. 9. Abang dan kakak penulis, Hatta Aulia, ST dan Fitria Mailiza, Amd yang telah memberikan dorongan moril dan materil kepada penulis. 10. Sahabat sahabat super penulis Widia Wardah Husnannisa, Rakhmat Fauzan, Yudhi Permadi yang selama ini tidak pernah lelah memberi motivasi penulis, terimakasih untuk semuanya. 11. Karyawan karyawan PT.PLN (Persero) Sektor Belawan yang selama ini bersedia memberikan bimbingan kepada penulis semasa PKL. 12. Rekan rekan mahasiswa kelas EN 6A Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Medan 2010, terimakasih atas kerjasama, persahabatan, solidaritas dari kalian semua. 13. Sahabat sahabat penulis para Choco Mutz dari setiap Program Studi terutama Dewi, Tia, Fathin, Ina yang telah memberikan penulis begitu banyak motivasi kehidupan. 14. dan seluruh teman teman lainnya yang mengenal saya dan telah memberikan semangat motivasi kepada saya. viii

4 Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan dari segi sistematika maupun referensi berhubung karena keterbatasan waktu, pengetahuan dan tenaga. Untuk itu diharapkan partisipasi semua pihak dalam menyumbang pikiran atau ide demi perbaikan ke arah yang lebih sempurna. Semoga laporan ini bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya. Terima Kasih Medan, 30 Agustus 2013 Hormat Penulis Rizki Afnimaisya NIM ix

5 DAFTAR ISI Halaman SPESIFIKASI TUGAS AKHIR... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR LAMPIRAN... ix DAFTAR TABEL... x DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN... xi INTISARI... xii ABSTRACT...xiii BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Batasan masalah... 1 C. Tujuan Tugas Akhir... 1 D. Manfaat Tugas Akhir... 2 E. Teknik Pengumpulan Data... 2 BAB II Dasar Teori... 3 A. Pembentukan Minyak Bumi... 3 B. Komposisi Minyak Bumi...6 C. Komponen Hidrokarbon... 8 D. Defenisi dan Terminologi Pembakaran E. Definisi dan Karakteristik Bahan Bakar...11 F. Perbandingan Udara Bahan Bakar...12 G. Kandungan Energi Bahan Bakar...13 H. Klassifikasi Bahan Bakar...13 I. Bahan Bakar Cair Pembakaran Bahan Bakar Cair...14 J. Spesific Fuel Consumption...17 x

6 K. Effisiensi Thermal...17 L. Heat Rate...18 BAB III Metode Penelitian A. Pengambilan Data B. Gambaran Umum PLTGU C. Sejarah Turbin Gas D. Prinsip Kerja Ruang Bakar...22 E. Combution Chamber...22 F. Komponen-komponen yang mendukung combution chamber Pressure Jacket Internal Parts Burner Assembly Air Mixing Adjustment Manhole with Inspecting Tube...30 G. Sistem Pembakaran pada PLTG...31 H. Fuel Oil...31 I. Siklus Bryton Pada Turbin Gas...32 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN A. Proses Pembakaran B. Analisa data pada GT C. Menghitung SFC bahan bakar HSD...35 D. Menghitung Qin,Effisiensi dan Heat Rate HSD...38 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA...41 LAMPIRAN xi

7 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1 Fosil Molekul Minyak Bumi... 4 Gambar 2 Proses Geologi Minyak Bumi... 5 Gambar 3 Pembakaran pada Karburator Gambar 4 Stratified-charge combustion Gambar 5 Prinsip Atomisasi Miknyak dan Udara Gambar 6 Proses Konversi Energi Gambar 7 Turbin Gas GT.11 Siemens V Gambar 8 Chombution Chamber di lapangan Gambar 9 Combution Chamber Gambar 10 Pressure Jacket Gambar 11 Internal Parts Gambar 12 Batu Tahan Api dalam combution chamber Gambar 13 Burner Assembly untuk Gas dan HSD Gambar 14 Burner Gambar 15 Burner Gambar 16 Air Mixing Adjustment Gambar 17 Manhole with Inspecting Tube Gambar 18 Siklus Turbin Gas Gambar 19 Diagram aliran bahan bakar xii

8 Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 DAFTAR LAMPIRAN Grafik SFC, Effisiensi dan Heat Rate Tabel Logsheet PLTGU Sicanang Belawan Spesifikasi HSD Tabel nilai kalori xiii

9 DAFTAR TABEL Tabel 1. Tipikal komposisi dan kandungan energi dari bahan bakar cair Tabel 2. Tabel spesifikasi Turbin CCPP xiv

10 DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN C = Celcius [ o ] Cp = Kalor spesifik [kj/kg o K] h = Entalpi spesifik [kj/kg] HRSG = Heat Recovery Steam Generator SFC = Spesific Fuel Consumption [kg/kwh] HR = Heat Rate [kwh/kj] K = Kelvin ṁ = Laju aliran massa [kg/s] PLTG = Pembangkit Listrik Tenaga Gas PLTGU = Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap Qin = Jumlah kalor bahan bakar [kj/kwh] Qf = Konsumsi bahan bakar [kg/h] T = temperatur [ o C, o K] P = Output energi atau daya akitf yang dihasilkan generator [kw] xv

11 INTI SARI Pembangkit listrik merupakan objek vital sekaligus menjadi parameter pertumbuhan ekonomi sebuah negara. Harga minyak dunia yang semakin melangit serta belum maksimalnya pemanfaatan natural gas untuk penggantian / diserfikasi bahan bakar menjadikan pembangkit listrik tenaga gas berbahan bakar HSD (High Speed Diesel) dengan rumus kimia C12 H26 dan Qinput yang dipasok ke siklus sebesar ,0564 kj/s merupakan langkah yang dinilai tepat digunakan oleh PLN Sektor Belawan. HSD sebagai bahan bakar utama sekitar 70% dan natural gas hanya sebagai pemantik awal untuk memulai produksi listrik. Berdasarkan hasil pengolahan data, maka analisa pemakaian bahan bakar HSD pada GT.11 PLGU Sicanang Belawan pada beban yang berbeda didapat nilai SFC (Spesific Fuel Consumtion) yanag bervariasi mulai dari beban 98 MW sebesar 0,363 kg/kwh, beban 99 MW sebesar 0,437 kg/kwh dan beban 100 MW sebesar 0,602 kg/kwh. Maka dengan analisa tersebut penulis dapat mengetahui bahwa SFC meningkat seiring penambahan beban. Kata kunci : HSD, Effisiensi, SFC xvi

12 ABSTRACT The power plant is a vital object as well as a parameter of economic growth of a country. world oil prices are getting soar and not maximal utilization of natural gas for replacement / disertification fuel gas makes power plants fueled HSD (High Speed Diesel) with the chemical formula C12 H26 and Qinput in supply to cycle is ,0564 kj/s. is a step that is a considerated appropriate used by PLN Belawan Power Sector. HSD as the primary fuel or approximaly 70% and natural gas just as beginning lighter to start power production. Based on the results of data processing, the analysis of fuel consumtion of HSD at Belawan Sicanang PLTGU GT.11 at diffrent load values obtained SFC (Spesific Fuel Consumtion) are also varied ranging from 98 MW load at 0,363kg/kWh, load 99 MW at 0,437 kg/kwh and the load 100 MW of 0,602 kg/kwh. So with this analysis the author may know that the SFC increases with increasing load. Keywords : HSD, Efficiency, SFC xvii