BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Listrik merupakan salah satu energi yang sangat dibutuhkan oleh manusia pada era modern ini. Tak terkecuali di Indonesia, negara ini sedang gencargencarnya melakukan pembangunan pembangkit listrik dengan target MW dari tahun Hal ini bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan dan menunjang aktivitas masyarakat di semua daerah, baik di daerah perkotaan maupun di daerah terpencil. Banyak kegiatan masyarakat maupun perusahaan yang sangat bergantung dengan adanya energi listrik, seperti untuk penerangan, pendingin ruangan, pemakaian peralatan elektronik, pemakaian peralatan produksi di perusahaan/pabrik, dsb. Dalam memenuhi kebutuhan energi listrik nasional, penyediaan tenaga listrik di Indonesia tidak hanya dilakukan oleh PT PLN (Persero) saja, tetapi juga oleh pihak swasta, yaitu Independent Power Producer (IPP), Private Power Utility (PPU) dan Ijin Operasi (IO) non BBM. Sebagaimana dikemukakan Sugiyono dkk. di dalam buku Outlook Energi Indonesia 2016, pada tahun 2014, total kapasitas pembangkit nasional (PLN, IPP, PPU, IO non BBM) adalah sebesar 52 GW. Kapasitas pembangkit listrik PLN masih mendominasi dengan pangsa lebih dari 76 % (39,3 GW), pembangkit listrik IPP di kisaran 15 % (7,9 GW), serta sisanya diisi pembangkit listrik PPU dan pembangkit listrik IO non BBM. Sekitar 74 % dari total kapasitas pembangkit nasional berada di wilayah Jawa-Bali, 16 % di wilayah Sumatera, 3 % di wilayah Kalimantan, dan sisanya di wilayah pulau lainnya (Sulawesi, Maluku, NTB-NTT, Papua). Hal ini sesuai dengan persebaran penduduk dan aktivitas ekonomi lainnya.

2 2 Dilihat dari segi input bahan bakar, pembangkit berbahan bakar batubara dan gas mempunyai pangsa yang paling tinggi, yaitu masing-masing sebesar 50 % (26 GW) dan 23 % (12 GW), diikuti pembangkit berbahan bakar minyak dengan pangsa sekitar 14 % (7,5 GW), energi terbarukan, seperti Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) dengan pangsa mendekati 3 % (1,3 GW), serta Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dengan pangsa di kisaran 10 % (5,1 GW). Di samping itu, pembangkit listrik dengan Energi Baru Terbarukan (EBT) sudah mulai banyak beroperasi dengan kapasitas total 96 MW. Salah satu jenis pembangkit listrik yang paling banyak ditemui saat ini adalah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Pada umumnya, PLTU bekerja dengan menggunakan siklus Rankine (Rankine Cycle). Komponen utama dari PLTU meliputi boiler, turbin uap, kondenser, dan pompa. Pada siklus Rankine sederhana, air dipanaskan di dalam boiler dan diubah menjadi uap. Uap ini memiliki tekanan yang tinggi dan digunakan untuk memutar turbin yang dikopel ke generator, kemudian menghasilkan energi listrik. Hasil ekspansi uap air dari turbin dikondensasikan di dalam kondenser, kemudian kondensat dipompa menuju boiler untuk diubah menjadi uap kembali. Saat ini, bahan bakar yang digunakan di PLTU antara lain yaitu batu bara, gas, dan Bahan Bakar Minyak (BBM). PLTU berbahan bakar batubara masih dominan dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis lain. Gambar 1.1 berikut menyajikan data tentang proyeksi kapasitas pembangkitan listrik di Indonesia :

3 3 Gambar 1.1. Proyeksi Kapasitas Pembangkitan Listrik (Outlook Energi Indonesia 2016) Dari informasi dan hal-hal yang disampaikan di atas, penulis tertarik untuk melakukan analisis termodinamika siklus Rankine pada PLTU (Steam Power Plant) di PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap. PT Pertamina merupakan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang melakukan eksplorasi dan produksi minyak untuk dijadikan sumber energi. Dalam memenuhi kebutuhan Bahan Bakar Minyak (BBM) di Indonesia, dilakukan pembangunanpembangunan kilang minyak di berbagai daerah. PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap merupakan salah satu dari tujuh kilang minyak milik PT Pertamina yang ada di Indonesia, dengan kapasitas produksi terbesar yang mencapai barel/hari. Kilang ini memasok 33,3 % kebutuhan BBM Nasional dan 60 % kebutuhan BBM di Pulau Jawa. Dalam kegiatan operasinya, PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap memiliki Steam Power Plant sendiri yang berfungsi untuk menyediakan energi listrik. Efisiensi energi listrik yang dihasilkan oleh Steam Power Plant, akan sangat dipengaruhi oleh unjuk kerja dari komponen-komponen utamanya, usia dari komponen-komponen tersebut, serta besar dan lama pembebanannya. Bahan bakar yang digunakan oleh boiler pada PT Pertamina (Persero) Refinery

4 4 Unit IV Cilacap adalah Bahan Bakar Minyak (BBM) dan gas. Pemakaian BBM sebagai bahan bakar dikarenakan PT Pertamina memproduksi minyak sendiri, sehingga relatif mudah didapatkan. Sedangkan gas yang dipakai sebagai bahan bakar boiler adalah gas jenis refinery blend yang merupakan hasil samping dari pengolahan minyak bumi. Gas ini memiliki nilai bakar yang cukup tinggi. Pemakaian gas sebagai bahan bakar juga sebagai upaya melakukan penghematan minyak yang cadangannya semakin menipis Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut : 1. Bagaimana perhitungan unjuk kerja dari tiap komponen utama di Steam Power Plant PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap? 2. Bagaimana perhitungan analisis efisiensi thermal Siklus Rankine pada Steam Power Plant PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap? 3. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi unjuk kerja dari komponenkomponen utama di Steam Power Plant PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap? 4. Bagaimana cara meningkatkan efisiensi thermal Steam Power Plant di PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap?

5 Batasan Masalah 1. Penelitian dilakukan di Utilities Area 05 PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap. 2. Penelitian hanya difokuskan pada Siklus Rankine Cogeneration yang ada di Utilities Area 05 PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap, tidak mencakup proses-proses lain. 3. Komponen-komponen yang diteliti adalah boiler, turbin uap, kondenser, process heater, pompa, dan deaerator. 4. Penelitian hanya difokuskan pada high pressure steam (HPS) menuju turbin uap 051TG101, serta medium pressure steam (MPS) yang diekstraksi dari turbin uap 051TG101 dan low pressure steam (LPS) yang diekspansi dari turbin uap 051TG Temperatur steam keluar boiler (HPS) menggunakan temperatur rata-rata dari tiga data temperatur HPS yang ada. 6. Mass flow rate dari treated water menuju deaerator menggunakan nilai ratarata dari dua data mass flow rate yang ada. 7. Mass flow rate dari desuperheater water menuju boiler menggunakan nilai rata-rata dari tiga data mass flow rate yang ada. 8. Diasumsikan kondisi operasi steady, pressure drop dan heat losses pada pipa diabaikan, serta perubahan energi potensial dan kinetik diabaikan Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui utilization factor pada Steam Power Plant dengan siklus Cogeneration di PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap dan juga mengetahui unjuk kerja equipment utama

6 6 steam power plant meliputi boiler, turbin uap, kondenser, dan pompa. Selain itu, hal yang tidak kalah penting adalah mengetahui apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi utilization factor dari Steam Power Plant dan bagaimana cara meningkatkan unjuk kerjanya Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini meliputi : 1. Bagi penulis, dapat meningkatkan pengalaman dan pengetahuan di bidang konversi energi khususnya di bidang Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). 2. Bagi perusahaan PT Pertamina (Persero) Refinery Unit IV Cilacap, data yang diperoleh dari hasil penelitian dapat digunakan sebagai database perusahaan dalam melakukan maintenance komponen-komponen utama Steam Power Plant dan juga sebagai acuan untuk meningkatkan efisiensi energi listrik yang dihasilkan. 3. Bagi universitas (khususnya di Program Studi Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada), dapat menjadi sumber ilmu dan informasi yang bermanfaat untuk insan akademisi baik itu dosen maupun mahasiswa.