SEMINAR TUGAS AKHIR STUDI PADA PENGARUH FWH7 TERHADAP EFISIENSI DAN BIAYA KONSUMSI BAHAN BAKAR PLTU DENGAN PEMODELAN GATECYCLE Disusun oleh : Sori Tua Nrp : 21.11.106.006 Dosen pembimbing : Ary Bacthiar K.P, S.T, M.T, Ph.D
CONTOH POWERPLANT LATAR BELAKANG APA SIH PLTU.
CONTOH POWERPLANT LATAR BELAKANG EFEK FWH..
Permasalahan dalam power plant LATAR BELAKANG Efisiensi Fuel
RUMUSAN MASALAH
RUMUSAN MASALAH
TUJUAN TUJUAN PENELITIAN INI ADALAH Mengetahui analisa termodinamika powerplant kondisi bypass FWH 7 Mengetahui pemodelan bypass FWH7 powerplant dengan gatecycle software Mengetahui variasi pemodelan powerplant saat kondisi normal Mengetahui pengaruh bypass FWH 7 terhadap efisiensi powerplant 2 kondisi normal dengan gatecycle software Mengetahui kebutuhan bahan bakar Mengetahui biaya akibat FWH7 tidak difungsikan
BATASAN MASALAH PENELITIAN INI ADALAH BATASAN MASALAH Analisa berdasarkan data operasi di salah satu PLTU Jumlah Feedwater heater yang digunakan sebanyak tujuh buah, dengan FWH 7 yang tidak difungsikan Siklus yang bekerja di asumsikan dalam keadaan tunak (steady state). Perubahan energi kinetik dan energi potensial diabaikan Rugi-rugi panas di instalasi pipa tidak di perhitungkan Kebocoran pada sistem di asumsikan tidak ada Sesuatu yang berhubungan dengan analisa kimiawi diabaikan Asumsi kondisi pada FWH berada pada kondisi isobar atau tekanan konstan. Power Netto kondisi bypass FWH7 bernilai 436986 KW Bahan bakar untuk memanaskan air yang digunakan pada boiler adalah batu bara Sampling dan Analisis batubara yang dipakai jenis Prima Coal. Biaya transportasi dan biaya penyimpanan batubara diabaikan
Batubara Batubara yang dipilih * Sumber : DITJEN MINERBA
PENELITIAN TERDAHULU KESETIMBANGAN MASSA DAN KALOR SERTA EFISIENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP PADA BERBAGAI PERUBAHAN BEBAN DENGAN MENVARIASIKAN JUMLAH FEEDWATER HEATER (Dendi Junaidi, I Made Suardjaja, Tri Agung Rohmat: 2010 ) Kesimpulan Pengurangan suplai kalor akan membuat system instalasi akan lebih menguntungkan secara ekonomis karena akan mengurangi pemakaian bahan bakar untuk instalasi pembangkit listrik tersebut, baik bahan bakar itu berupa minyak bumi, diesel, nuklir dan batubara.
PENELITIAN TERDAHULU Kesimpulan Penambahan jumlah FWH akan menaikan efisiensi instalasi pembangkit listrik. Kenaikan efisiensi akan semakin turun dan cenderung stabil pada penambahan antara lima dan tujuh buah FWH, bahkan FWH diatas tujuh buah tidak akan memperbaiki efisiensi instalasi pembangkit listrik
PENELITIAN TERDAHULU ANALISIS KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP DENGAN MENGGUNAKAN METODE LEAST SQUARE (Cahyo Adi Basuki, Ir. Agung Nugroho, Ir. Bambang Winardi: 2011 ) Kesimpulan Katup uap (steam valve) pada boiler memproduksi uap lebih besar seiring dengan kenaikan beban. Artinya jumlah kebutuhan kalor bahan bakar meningkat karena produksi uap yang meningkat guna mendorong turbin.
PENELITIAN TERDAHULU Kesimpulan semakin bertambahnya daya yang dibangkitkan oleh generator maka tara kalor (heatrate) semakin menurun. Kesimpulannya besarnya efisiensi termal tergantung beban, semakin tinggi beban semakin besar efisiensinya Kesimpulannya Tara kalor (heatrate) berbanding terbalik dengan efisiensi termal, artinya semakin rendah HR semakin tinggi efesiensinya.
PENELITIAN TERDAHULU Kesimpulan Biaya bahan bakar HSD dan MFO masih berada diatas biaya tarif rumah tangga. Sedangkan, biaya bahan bakar LNG dan batubara masih berada di bawah tarif listrik rumah tangga. Secara operasional PLTU yang beroperasi dengan menggunakan bahan bakar minyak (HSD dan MFO) mengalami kerugian. Hal ini nampak jelas dari selisih harga yang sangat besar antara biaya bahan bakar HSD dan MFO produksi energi listrik dibandingkan harga jual listrik rumah tangga Gambar. Harga biaya pembangkitan per kwh HSD, MFO, LNG, dan batubara untuk beban 140 MW
METODOLOGI METODOLOGI PENELITIAN Start Perumusan Masalah Mencari data input disetiap komponen PLTU Studi Literatur Analisa termodinamika kondisi BYPASS FWH 7 Pemodelan Powerplant di Gate Cycle
METODOLOGI Pemodelan kondisi bypass FWH 7 METODOLOGI PENELITIAN Pemodelan 2 kondisi normal Analisa Konsumsi dan biaya Bagaimana pengaruh FWH 7 off terhadap kondisi 2 pemodelan normal Kesimpulan Finish
Flowchart Analisa Thermodinamika Bypass FWH 7 Start METODOLOGI Input : Entalphy komponen : h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,h8,h9,h10,h11,h12, h13,h14,...h35 Power Netto : 436968 KW Analisa Termodinamika Menghitung nilai entalpi keluaran pompa 2 : Menghitung nilai entalpi keluaran pompa 3 : Menghitung nilai entalpi masukan kondensor : Nilai fraksi pada FWH 7 : Menghitung nilai entalpi keluaran pompa 1 : A
Lanjutan Flowchart Analisa Thermodinamika METODOLOGI A Nilai fraksi pada FWH 3 : Nilai fraksi pada FWH 7 : Nilai fraksi pada FWH 6 : Nilai fraksi pada FWH 2 : Nilai fraksi pada FWH 1 : Nilai fraksi pada FWH 5 : Nilai fraksi pada Daeration : Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dikeluarkan high turbin : B
Lanjutan Flowchart Analisa Thermodinamika B Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dikeluarkan intermediate turbin : METODOLOGI Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dibutuhkan pompa 3 : Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dikeluarkan lp 1 turbin 3 : Menghitung nilai kalor per satuan massa yang dibutuhkan boiler : Menghitung nilai laju aliran massa yang masuk dalam turbin pertama : Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dikeluarkan lp 2 turbin 4 : Menghitung nilai efisiensi thermal siklus power plant : Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dibutuhkan pompa 1 : Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dibutuhkan pompa 2 : Output : Laju aliran massa yang masuk dalam turbin pertama Efisiensi Thermal siklus power plant Kalor yang dibutuhkan dalam boiler End
T-S Diagram Kondisi Bypass FWH 7 METODOLOGI
Permodelan Gate Cycle METODOLOGI
Permodelan Gate Cycle METODOLOGI
Data Dependent dan Independent pada Gate Cycle Parameter Input * Data Dependent * Data Independent No Nama Komponen Variabel Input Data Metode 1 HP,IP,LP1,LP2 (Turbine) Tekanan Input,ekstrasi, Outlet Input inlet pressure Entalphi input, Input exit entalphies ekstrasi,outlet Laju Aliran massa ekstrasi 2 Boiler Temperature outlet Steam Outlet Temperature 3 Pump I,II,III Tekenan Ouput Fixed Control Valve Outlet Pressure 4 Condenser Tekanan Desired Pressure No Nama Komponen Variabel Input Data Metode 1 Boiler Kalor yang dibutuhkan Heat Load, LHV 2 FWH 1-6 Accept incoming steam Drain Colling approach temperature 3 FWH 7 Drain Colling approach temperature Aktif Accept incoming steam Non Aktif Bypass steam flow = 0 5 System 436986 KW (kondisi bypass FWH 7) 4 Splitter Remider Flow Specify flow
Permodelan Gate Cycle Bypass FWH 7 Running
Perbandingan hasil analisa secara Termodinamika dan hasil Gate Cycle Hasil No Komponen Satuan Gate cycle Thermodinamika 1 Steam turbin 1 (HP) KW 104,068.58 103,622.63 2 Steam turbin 2 (IP) KW 131,269.50 131,617.74 3 Steam turbin 3 (LP) KW 104,866.33 105,344.57 4 Steam turbin 4 (LP) KW 105,868.57 106,502.19 5 Pump 1 KW -145.76-145.27 6 Pump 2 KW -19.74-19.44 7 Pump 3 KW -9,981.01-9,936.42 8 Mass. Flowrate Kg/hr 1,220,561 1,220,540 9 Q boiler Kcal/hr 946,474,160 949,382.528 10 effisiensi % 39.70 43.90 Cycle nett. MW 436.986 436.986
Pemodelan Pembangkit dalam Gate Cycle Pemodelan Pemodelan dengan BYPASS FWH 7 Pemodelan dengan Variasi Normal Satu Pemodelan dengan Variasi Normal Dua
BYPASS FWH 7
Normal Satu
Normal Dua
Hasil No Nama Komponen Satuan Kondisi Bypass Normal 1 Normal 2 1 Steam turbin 1 kw 104,068.58 107,687.31 118,700.34 2 Steam turbin 2 kw 131,269.50 123,739.85 136,726.56 3 Steam turbin 3 kw 104,866.33 98,309.77 108,125.41 4 Steam turbin 4 kw 105,868.57 96,220.29 106,102.26 5 Pump 1 kw -145.76-131.40-146.66 6 Pump 2 kw -19.74-17.19-19.74 7 Pump 3 kw -9,981.01-8,485.76-9,991.01 8 Mass. Flowrate kg/hr 1,220,561 1,220,561 1,349,310
Cyclinder Chart Cylinder Chart Daya Vs F (Kondisi) Cylinder Chart Efisiensi Vs F (Kondisi) 470 460 460.095 40.5 40.2 40.47 40.10 Daya (MW) 450 440 430 420 436.986 417.289 Efisiensi (%) 39.9 39.6 39.3 39.70 410 400 Kondisi Bypass Normal 1 Normal 2 39.0 Kondisi Bypass Normal 1 Normal 2
Cyclinder Chart Cylinder Chart Q boiler Vs F (Kondisi) Cylinder Chart Konsumsi Vs F (Kondisi) 1,000,000,000 986,430,064 3,720,000 3,714,998.63 Q boiler (kcal/hr) 970,000,000 940,000,000 910,000,000 880,000,000 946,474,160 886,498,700 Konsumsi (Kg/D) 3,650,000 3,580,000 3,510,000 3,440,000 3,370,000 3,564,520.88 3,338,646.75 850,000,000 Kondisi Bypass Normal 1 Normal 2 3,300,000 Kondisi Bypass Normal 1 Normal 2
Cyclinder Chart Cyclinder Chart Biaya ($/D) Vs F (Kondisi) Kondisi $261,215.72 $278,888.11 $290,661.49 Cyclinder Chart Resiko Biaya ($/D) Vs F (Bypass) $260,000.00 $270,000.00 $280,000.00 $290,000.00 $- Bypass Normal 1 Normal 2 $(17,672.39) Kondisi $11,773.38 $(18,000.00) $(11,000.00) $(4,000.00) $3,000.00 $10,000.00 Bypass Normal 1 Normal 2
Kesimpulan 1. Pemodelan sistem pembangkit pada Gate Cycle di setiap komponen adalah convergent 2. Beberapa hasil pemodelan sistem pembangkit di Gate Cycle yang penulis buat : Kondisi bypass Daya : 436,986 kw Effisiensi sistem pembangkit : 39.69 % Q boiler yang dibutuhkan : 946,474,160 kcal/kg Kebutuhan bahan bakar : 3,564,520.88 kg/d Biaya bahan bakar : 278,888.11 US$/D Kondisi normal 1 Daya : 417,289 kw Effisiensi sistem pembangkit : 40.47 % Q boiler yang dibutuhkan : 886,498,700 kcal/kg Kebutuhan bahan bakar : 3,338,646.75 kg/d Biaya bahan bakar : 261,215.72 US$/D
Kesimpulan Kondisi normal 2 Daya : 460,095 kw Effisiensi sistem pembangkit : 40.10 % Q boiler yang dibutuhkan : 986,430,064 kcal/kg Kebutuhan bahan bakar : 3,714,998.63 kg/d Biaya bahan bakar : 278,888.11 US$/D 3. Adanya penurunan efisiensi sistem pembangkit bypass jika kondisi normal satu yang digunakan dengan nilai 0.78 %, dan mengalami kenaikan kebutuhan kalor didalam boiler sebesar 39,955,904 kcal/hr sehingga penambahan jumlah kebutuhan bahan bakar yang dibutuhkan sebesar 225,874.13 kg/d dengan biaya kerugian sebesar 17,672.39 (US$/D).
Kesimpulan 4. Adanya penurunan efisiensi sistem pembangkit bypass jika kondisi normal satu yang digunakan dengan nilai 0.78 %, dan mengalami kenaikan kebutuhan kalor didalam boiler sebesar 39,955,904 kcal/hr sehingga penambahan jumlah kebutuhan bahan bakar yang dibutuhkan sebesar 225,874.13 kg/d dengan biaya kerugian sebesar 17,672.39 (US$/D) 5 Adanya penurunan efisiensi sistem pembangkit bypass jika kondisi normal kedua yang digunakan dengan nilai 0.41 %, namun mengalami penurunan kebutuhan kalor didalam boiler sebesar 59,975,460 kcal/hr sehingga pengurangan jumlah kebutuhan bahan bakar yang dibutuhkan sebesar 376,351.88 kg/d dengan pengurangan biaya sebesar 11,773.38 (US$/D).