JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN:

dokumen-dokumen yang mirip
Analisa Pengaruh Variasi Pinch Point dan Approach Point terhadap Performa HRSG Tipe Dual Pressure

PENGARUH BYPASS RATIO OVERALL PRESSURE RATIO, DAN TURBINE INLET TEMPERATURE TERHADAP SFC PADA GAS-TURBINE ENGINE

ANALISIS PENGARUH COMPRESSOR WASHING TERHADAP EFISIENSI KOMPRESOR DAN EFISIENSI THERMAL TURBIN GAS BLOK 1.1 PLTG UP MUARA TAWAR

ANALISIS SUDU KOMPRESOR AKSIAL UNTUK SISTEM TURBIN HELIUM RGTT200K ABSTRAK ABSTRACT

Analisis Pengaruh Rasio Reheat Pressure dengan Main Steam Pressure terhadap Performa Pembangkit dengan Simulasi Cycle-Tempo

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

KARAKTERISASI UNJUK KERJA SISTEM DUAL FUEL GASIFIER DOWNDRAFT SERBUK KAYU DAN DIESEL ENGINE GENERATOR SET 3 KW

ANALISIS TERMODINAMIKA PERFORMA HRSG PT. INDONESIA POWER UBP PERAK-GRATI SEBELUM DAN SESUDAH CLEANING DENGAN VARIASI BEBAN

STUDI KOMPARASI KINERJA MESIN BERBAHAN BAKAR SOLAR DAN CPO DENGAN PEMANASAN AWAL SKRIPSI

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: B-169

Analisa Termoekonomi Pada Sistem Kombinasi Turbin Gas Uap PLTGU PT PJB Unit Pembangkitan Gresik

ANALISIS EFISIENSI TURBIN GAS TERHADAP BEBAN OPERASI PLTGU MUARA TAWAR BLOK 1

PEMODELAN SISTEM KONVERSI ENERGI RGTT200K UNTUK MEMPEROLEH KINERJA YANG OPTIMUM ABSTRAK

TURBIN GAS. Berikut ini adalah perbandingan antara turbin gas dengan turbin uap. Berat turbin per daya kuda yang dihasilkan lebih besar.

BAB III SISTEM PLTGU UBP TANJUNG PRIOK

dan bertempat di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Labuhan Angin Sibolga digunakan adalah laptop, kalkulator, buku panduan perhitungan NPHR dan

ANALISA HEAT RATE DENGAN VARIASI BEBAN PADA PLTU PAITON BARU (UNIT 9)

Analisa Pengaruh Penambahan Regenerator Pada Sistem Turbin Gas Siklus Terbuka Sederhana (Studi Kasus PT. Indonesia Power UBP Pemaron Singaraja Bali)

Studi Eksperimen Pemanfaatan Panas Buang Kondensor untuk Pemanas Air

ANALISIS PERFORMANSI MOTOR BAKAR DIESEL SWD 8FG PLTD AYANGAN TAKENGON ACEH TENGAH

Analisa Efisiensi Isentropik dan Exergy Destruction Pada Turbin Uap Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap

BAB III ANALISA DAN PERHITUNGAN COGENERATION PLANT. oleh Gas turbin yang juga terhubung pada HRSG. Tabel 3.1. Sample Parameter Gas Turbine

EFISIENSI GAS ENGINE PADA BERBAGAI PUTARAN: STUDI EKSPERIMEN PADA JES GAS ENGINE J208GS

Analisis Pengaruh Tekanan Fluida Pemanas pada LPH terhadap Efisiensi dan Daya PLTU 1x660 MW dengan Simulasi Cycle Tempo

BAB III METODE PENELITIAN. fenomena serta hubungan-hubunganya. Tujuan penelitian kuantitatif adalah

DAFTAR ISI. KATA PENGANTAR... i. ABSTRAK... iii. DAFTAR GAMBAR... viii. DAFTAR TABEL... x. DAFTAR NOTASI... xi Rumusan Masalah...

ANALISIS PERFORMA ENGINE TURBOFAN PESAWAT BOEING

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Prinsip Pembangkit Listrik Tenaga Gas

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS (PLTG) Prepared by: anonymous

ANALISIS PERFORMA ENGINE TURBOFAN PESAWAT BOEING

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISA HEAT RATE PADA TURBIN UAP BERDASARKAN PERFORMANCE TEST PLTU TANJUNG JATI B UNIT 3

BAB V TURBIN GAS. Berikut ini adalah perbandingan antara turbin gas dengan turbin uap. No. Turbin Gas Turbin Uap

BAB II LANDASAN TEORI

Kunci Jawaban Latihan Termodinamika Bab 5 & 6 Kamis, 12 April 2012 W NET

ANALISIS PENGARUH PEMAKAIAN BAHAN BAKAR TERHADAP EFISIENSI HRSG KA13E2 DI MUARA TAWAR COMBINE CYCLE POWER PLANT

Pengaruh Angka Mach terhadap Karakteristik Turbin Gas Cussons P.9005 Berporos Ganda

PERANCANGAN KOMPRESSOR SENTRIFUGAL PADA TURBOCHARGER UNTUK MENAIKAN DAYA MESIN BENSIN 1500cc SEBESAR 25%

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENGARUH STUDI EKSPERIMEN PEMANFAATAN PANAS BUANG KONDENSOR UNTUK PEMANAS AIR

Analisa Termodinamika Pengaruh Penurunan Tekanan Vakum pada Kondensor Terhadap Performa Siklus PLTU Menggunakan Software Gate Cycle

Analisis Perbandingan Emisi Gas Buang Mesin Diesel Menggunakan Bahan Bakar Solar dan CNG Berbasis Pada Simulasi

BAB II LANDASAN TEORI

SKRIPSI / TUGAS AKHIR

METODELOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan di PLTG unit pembangkit PT. Dian Swastatika

Prediksi Performa Linear Engine Bersilinder Tunggal Sistem Pegas Hasil Modifikasi dari Mesin Konvensional Yamaha RS 100CC

ANALISA EFISIENSI PERFORMA HRSG ( Heat Recovery Steam Generation ) PADA PLTGU. Bambang Setyoko * ) Abstracts

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Tenaga Uap (PLTU). Salah satu jenis pembangkit PLTU yang menjadi. pemerintah untuk mengatasi defisit energi listrik khususnya di Sumatera Utara.

MODUL V-C PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS UAP (PLTGU)

OLEH : Willhansen Sindhu Kamarga

Perhitungan Unjuk Kerja Turbin Gas SOLAR SATURN Pada Unit

Pengaruh Penggunaan Bahan Bakar Premium, Pertamax, Pertamax Plus Dan Spiritus Terhadap Unjuk Kerja Engine Genset 4 Langkah

TURBIN UAP & GAS ANALISA PENGARUH WATER WASH TERHADAP PERFORMANSI TURBIN GAS PADA PLTG UNIT 7 PAYA PASIR PT.PLN SEKTOR PEMBANGKITAN MEDAN SKRIPSI

Perhitungan Daya Turbin Uap Dan Generator

KARAKTERISASI UNJUK KERJA SISTEM DUAL FUEL GASIFIER DOWNDRAFT SERBUK KAYU DAN DIESEL ENGINE GENERATOR SET 3 KW

UJI PERFORMANSI MESIN OTTO SATU SILINDER DENGAN BAHAN BAKAR PREMIUM DAN PERTAMAX PLUS

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA

Program Studi DIII Teknik Mesin Kelas Kerjasama PT PLN (PERSERO) Fakultas Teknologi Industri. OLEH : Ja far Shidiq Permana

Udara. Bahan Bakar. Generator Kopel Kompresor Turbin

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1 (Sept, 2012) ISSN: B-38

ANALISIS SIKLUS KOMBINASI TERHADAP PENINGKATAN EFFISIENSI PEMBANGKIT TENAGA

BAB II DASAR TEORI BAB II DASAR TEORI

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) B-91

BAB III METODE PENELITIAN. Sebelum pengambilan data dimulai, turbin gas dioperasikan sampai dengan

PENGARUH PENURUNAN VACUUM PADA SAAT BACKWASH CONDENSER TERHADAP HEAT RATE TURBIN DI PLTU

STUDI NUMERIK VARIASI INLET DUCT PADA HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR

Studi Variasi Flowrate Refrigerant Pada Sistem Organic Rankine Cycle Dengan Fluida Kerja R-123

ANALISA EFISIENSI EXERGI PADA HRSG (HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR) DI PLTGU

PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN BAHAN BAKAR SOLAR-BIODIESEL (MINYAK JELANTAH) TERHADAP UNJUK KERJA PADA MOTOR DIESEL

AUDIT ENERGI PADA WHB (WASTE HEAT BOILER) UNTUK PEMENUHAN KEBUTUHAN PADA PROSES UREA (STUDI KASUS PADA PT PETROKIMIA GRESIK-JAWA TIMUR).

PERANCANGAN ULANG SUDU KOMPRESOR AKSIAL PADA MESIN TURBOPROPELER PT6A-27 DENGAN PUTARAN POROS RPM

PENGARUH PENGGUNAAN TURBOCHARGER DENGAN INTERCOOLER TERHADAP PERFORMANSI MOTOR BAKAR DIESEL

Jurnal FEMA, Volume 1, Nomor 3, Juli Kajian Analitis Sistem Pembangkit Uap Kogenerasi

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXIII Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Agustus 2015

Analisa Energi, Exergi dan Optimasi pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap Super Kritikal 660 MW Nasruddin*, Pujo Satrio

ANALISIS KERUGIAN ENERGI SISTEM TURBIN GAS DI PLTGU BLOK III PT. X, CIKARANG, BEKASI

ANALISIS UNJUK KERJA HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR (HRSG) PADA PLTGU MUARA TAWAR BLOK 5 ABSTRAK

ANALISA TERMODINAMIKA PADA SISTEM PEMBANGKIT TENAGA UAP DENGAN VARIASI PEMBEBANAN DI UNIT PEMBANGKIT TENAGA UAP PT

PENGARUH PERUBAHAN BEBAN TERHADAP SISTEM UAP EKSTRAKSI PADA DEAERATOR PLTU TANJUNG JATI B UNIT 2

PENGOPERASIAN OPTIMUM SISTEM TENAGA LISTRIK

UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH PENAMBAHAN BIOETANOL PADA BAHAN BAKAR PERTALITE TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR BAKAR BENSIN

ANALISA COOLING SISTEM GE FRAME 9 PLTG SICANANG 120MW

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISIS KINERJA ENGINE TURBOPROP ROLLS-ROYCE TP400-D6 PADA KONDISI CHOKED DAN UNCHOKED. Skripsi

Tekad Sitepu, Sahala Hadi Putra Silaban Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

PRINSIP KONSERVASI ENERGI PADA TEKNOLOGI KONVERSI ENERGI. Ir. Parlindungan Marpaung HIMPUNAN AHLI KONSERVASI ENERGI

Uji Eksperimental Pertamina DEX dan Pertamina DEX + Zat Aditif pada Engine Diesel Putaran Konstan KAMA KM178FS

METODELOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan di PLTG unit pembangkit PT. Dian Swastatika

PENGARUH VARIASI RASIO UDARA-BAHAN BAKAR (AIR FUEL RATIO) TERHADAP GASIFIKASI BIOMASSA BRIKET SEKAM PADI PADA REAKTOR DOWNDRAFT SISTEM BATCH

STUDI PERANCANGAN PLTGU SEBAGAI ALTERNATIF DALAM MEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK UNIVERSITAS INDONESIA

ANALISIS PERHITUNGAN DAYA TURBIN YANG DIHASILKAN DAN EFISIENSI TURBIN UAP PADA UNIT 1 DAN UNIT 2 DI PT. INDONESIA POWER UBOH UJP BANTEN 3 LONTAR

ANALISA ENERGI DAN EKSERGI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP BANTEN 3 LONTAR

Bagaimana perbandingan unjuk kerja motor diesel bahan bakar minyak (solar) dengan dual fuel motor diesel bahan bakar minyak (solar) dan CNG?

Reka Integra ISSN: Jurusan Teknik Industri Itenas No. 02 Vol. 02 Jurnal Online Institut Teknologi Nasional April 2014

PROGRAM STUDI DIII TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

ANALISIS PERFORMA UNTUK SISTEM TURBIN DAN KOMPRESOR. Oleh Sri Sudadiyo Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir - BATAN

Transkripsi:

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271 1 Analisa Termodinamika Pengaruh Ambient Temperature Terhadap Unjuk Kerja Turbin Gas TEG 6210 dan TEG 6220 (Tipe Centaur 40-4501) Pada Tambora Field Operation, Total E&P Indonesie Alfina Widyastuti dan Wawan Aries Widodo Laboratorium Mekanika dan Mesin-Mesin Fluida, Bidang Studi Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: wawanaries@me.its.ac.id Abstrak Turbine Engine Generator (TEG) 6210 dan 6220 merupakan turbin gas tipe Centaur 40-4501 yang digunakan sebagai supply energi listrik di Central Processing Unit (CPU) Tambora, salah satu lapangan operasi milik Total E&P Indonesie. Power output maksimum turbin gas saat dilakukan testing & comissioning adalah sebesar 2,5 MW e. Power output yang dihasilkan oleh kedua turbin gas menurun ketika dilakukan tes unjuk kerja. Data operasi menunjukkan bahwa ambient temperature pada keadaan existing lebih tinggi daripada keadaan testing & comissioning. Kenaikan ambient temperature adalah salah satu faktor yang menyebabkan penurunan power output turbin gas. Oleh sebab itu, digunakan analisa termodinamika untuk mengetahui seberapa besar penurunan unjuk kerja turbin gas yang disebabkan oleh kenaikan ambient temperature. Parameter unjuk kerja turbin gas yang diteliti thermal efficiency, power output, specific fuel consumption, dan heat rate. Variasi penelitian yang dipilih adalah ambient tempeature dan base load. Berdasarkan variasi penelitian yang telah dilakukan, pengaruh dari kenaikan ambient temperature terhadap keempat parameter unjuk kerja turbin gas dapat diketahui. Kenaikan ambient temperature menyebabkan penurunan power output dan thermal efficiency. Di sisi lain, kenaikan ambient temperature juga menyebabkan peningkatan specific fuel consumption dan juga heat rate. Secara umum, kenaikan ambient temperature dapat menyebabkan penurunan unjuk kerja turbin gas apabila dilihat dari keempat parameter unjuk kerja turbin gas tersebut. Kata Kunci Turbin Gas, Unjuk Kerja, Ambient Temperature, Base Load C I. PENDAHULUAN entral Processing Unit (CPU) adalah salah satu lapangan operasi tempat pengolahan gas alam milik Total E&P Indonesie yang berada di wilayah Tambora. Dalam proses pengolahan gas alam, diperlukan peralatanperalatan seperti pompa, gycol contactor, kompresor gas, dan lain-lain. Peralatan-peralatan tersebut membutuhkan energi listrik guna menunjang proses produksi. Energi listrik di CPU tidak hanya digunakan pada area proses saja. Energi listrik juga diperlukan sebagai penerangan di area camp dan kantor. Kebutuhan energi listrik di CPU dihasilkan oleh Turbine Engine Generator (TEG) 6210 dan TEG 6220. TEG 6210 dan TEG 6220 adalah turbin gas poros tunggal penggerak generator dengan tipe Centaur 40-4501. Turbin gas ini terdiri dari tiga komponen utama, yaitu kompresor aksial, ruang bakar, dan turbin aksial. Keberadaan TEG 6210 dan TEG 6220 sangat vital baik untuk penghasil energi listrik pada kehidupan sehari-hari di CPU, maupun untuk kelangsung proses produksi. Oleh sebab itu, unjuk kerja kedua TEG diharapkan tetap berada pada kondisi optimal. Power output yang dapat dihasilkan oleh masing-masing TEG 6210 dan TEG 6220 pada saat testing & comissioning adalah sebesar 2,5 MW e. Power output kedua TEG mengalami penurunan ketika dilakukan tes unjuk kerja pada keadaan existing. Salah satu perbedaan kondisi operasi saat testing & comissioning dan existing adalah ambient temperature-nya. Ambient temperature pada saat existing lebih tinggi dari pada saat testing & comissioning. Turbin gas merupakan pesawat mesin konversi energi yang menghasilkan kerja berupa putaran poros untuk menggerakkan beban [1]. Untuk turbin gas berporos tunggal, beban yang digerakkan adalah generator listrik. Turbin gas mampu menghasilkan daya yang cukup besar dengan ukuran yang kompak. Alhasil, turbin gas banyak digunakan sebagai penghasil sumber daya listrik untuk industri proses serta industri pengolahan minyak dan gas alam yang pada umumnya terletak di lepas pantai. Turbin gas sederhana terdiri dari tiga komponen utama yaitu, kompresor aksial, ruang bakar dan turbin aksial. Ibrahim dan Rahman [2] melakukan sebuah penelitian berjudul Effect Operation Conditions on The Performance of A Gas Turbine Power Plant. Penelitian ini menggunakan analisa termodinamika siklus Brayton.. Subjek penelitian adalah turbin gas SIEMENS SGT 94.2. yang beroperasi di DEWA, salah satu pembangkit listrik di Al Aweer, Dubai. Variasi penelitian yang dipilih adalah ambient temperature dan base load. Parameter unjuk kerja yang dilihat adalah thermal efficiency dan power output. Hasil yang didapat adalah kenaikan ambient temperature menyebabkan penurunan nilai thermal efficiency dan power output turbin gas. Setiap kenaikan 1 o C dari keadaan ISO (15 o C), turbin gas mengalami penurunan 0,1% dari sisi thermal efficiency dan 1,47MW e untuk power output yang dihasilkan. Sebuah penelitian lebih lanjut mengenai efek ambient temperature terhadap unjuk kerja turbin gas dilakukan oleh Za dan Zubaidy [3]. Za dan Zubaidy meneliti tentang pengaruh kondisi operasi lapangan terhadap unjuk kerja turbin gas. Kondisi operasi lapangan yang dimaksud adalah ambient temperature. Variabel penelitian yang dipilih adalah ambient temperature dan turbine inlet temperature. Output penelitiannya adalah thermal effiiciency dan power output turbin gas. Kesimpulan yang didapat adalah sebagai

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271 2 Tabel 1. Input dan Output Penelitian. Pemilihan variabel penelitian didasarkan pada kajian penelitian terdahulu dan kondisi lapangan yang ada. Variabel Kontrol Turbine Inlet Temperature (T 3) T 3,100%= 925 o C T 3,80% = 790 o C T 3, 40% = 570 o C Input Penelitian Output Penelitian Variabel Bebas Ambient Temperature 20 o C, 25 o C,30 o C, 35 o C, 40 o C Base Load 100%, 80%, 40% Gambar. 1. Sistem TEG 6210 dan TEG 6220 [4.].Sistem yang dianalisa akan dimodelkan seperti gambar ini. -Thermal Efficiency( η th) -Heat Rate(HR) -Specific Fuel Consumption (sfc) -Power Output(P out) berikut. Peningkatan ambient temperature pada turbine inlet temperature yang dijaga konstan menyebabkan peningkatan specific fuel consumption yang dibutuhkan oleh turbin gas. Namun, peningkatan thermal efficiency pada turbine inlet temperature yang dijaga konstan juga diikuti dengan penurunan thermal efficiency. Penelitian-penelitian terdahulu telah menyebutkan mengenai pengaruh dari ambient temperature terhadap unjuk kerja turbin gas. ASME PTC 22 [5] membuat standar mengenai parameter unjuk kerja yang harus dilitihat ketika turbin gas beroperasi. Terdapat empat parameter, antara lain themal efficiency, power output, specific fuel consumption, dan heat rate. Melalui keempat parameter tersebut, turbin gas dapat dinilai secara kuantitatif apakah telah terjadi penurunan unjuk kerja atau tidak. Penelitian ini menggunakan pendekatan analisis termodinamika untuk melihat unjuk kerja dari TEG 6210 dan TEG 6220. Variabel bebas dari penelitian ini adalah ambient temperature dan base load. Variabel konstannya adalah turbine inlet temperature. Keempat parameter unjuk kerja yang dilihat mengacu pada standar yang ditetapkan ASME PTC 22, yaitu thermal efficiency, power output, specific fuel consumption, dan heat rate. Data yang diolah terbagi menjadi dua, yaitu data testing & comissioning dan existing. Data testing & comissioning adalah data yang diambil ketika turbin gas pertama kali diuji coba. Data existing adalah data yang diambil ketika TEG 6210 dan TEG 6220 dilakukan tes unjuk kerja. Perencanaan input dan output penelitian ditunjukkan pada tabel 1. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja existing dari TEG 6210 dan TEG 6220 dilihat dari keempat parameter unjuk kerja turbin gas seperti yang telah diutarakan oleh ASME PTC 22. Selanjutnya, unjuk kerja pada keadaan existing tersebut dibandingkan dengan unjukkerja pada saat tesing & comissioning untuk dilihat persentase penurunannya. II. METODE PENELITIAN Penelitian ini merupakan yang berbasis studi kasus yang terjadi di lapangan, dalam hal ini adalah penurunan power output saat exisiting pada turbin gas di CPU, Tambora. Metode penelitian dilakukan dengan pendekatan termodinamika. Penelitian yang dilakukan diawali dengan pemodelan sistem TEG 6210 dan TEG 6220, perhitungan unjuk kerja pada kedua TEG untuk testing & comissioning dan existing, anaisis terhadap T-s diagram yang dihasilkan, yang terakhir adalah studi variasi ambient temperature dan base load terhadap keempat parameter unjuk kerja turbin gas. A. Pemodelan Sistem TEG 6210 dan TEG 6220 Pemodelan kedua turbin gas dilakukan untuk mempermudah analisis sistem. TEG 6210 dan TEG 6220 dimodelkan seperti siklus turbin gas sederhana atau yang lebih dikenal dengan siklus Brayton. Gambar 1 adalah salah contoh pemodelan untuk sistem TEG 6210 pada kondisi testing & comissioning. Udara atmosfer dengan ambient temperature 32 o C masuk kompresor dan terkompresi. Udara bertekanan memasuki ruang bakar dan bercampur dengan bahan bakar berupa natural gas membentuk flue gas. Flue gas keluar dari ruang bakar mempunyai temperatur sebesar 930 o C. Flue gas berekspansi ke turbin aksial sehingga tekanan dan temperaturnya turun. Sebelum keluar ke atmosfer, flue gas masuk ke exhaust terlebih dahulu. Di exhaust, flue gas mengalami pressure losses sebesar 0,11 bar dan kemudian keluar ke atmosfer. Kerja neto yang dihasilkan oleh turbin gas digunakan untuk memutar poros. Poros turbin berputar dengan kecepatan yang lebih tinggi daripada kecepatan putar generator. Oleh karena itu, reduction gearbox digunakan untuk mereduksi kecepatan putar poros turbin gas sehingga sinkron dengan kecepatan putar generator sehingga mempunyai putaran yang sama dengan putaran generator. Generator merubah energi mekanik putaran poros menjadi energi listrik. Daya yang dihasilkan oleh TEG 6210 adalah 2.555,9 kw e. B. Perhitungan Unjuk Kerja Turbin Gas Perhitungan unjuk kerja turbin gas dimulai dengan perhitungan di area kompresor, kemudian ruang bakar, dan selanjutnya adalah turbin gas. Kerja kompresor dan turbin gas ditunjukkan dengan perumusan berikut ini, [ ] (1) dan [ ] (2) W c = kerja kompresor aksial per massa udara [kj/kg]

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271 3 Gambar. 2. Grafik termodnimaika T-s diagaram dari TEG 6210. Garis merah mewakili kondisi existing. Garis biru mewakili kondisi testing & comissioning. *s = entropi [kj/kg.k] * p= pressure losses [bar] h T c p r pc = entalpi spesifik [kj/kg] = temperatur [K] = kalor spesifik pada tekanan konstan [kj/kg.k] = rasio kompresi dari kompresor aksial r et = rasio ekpansi dari turbin aksial η cs = efisiensi isentropik dari kompresor aksial [%] n = indeks politropik Subscripts 1 = sisi inlet kompresor aksial 2 = sisi discharge kompresor aksial a = udara g = flue gas Hasil dari persamaan (1) dan (2) disubtitusikan ke persamaan berikut, (3) dengan W net adalah kerja neto yang dihasilkan oleh turbin gas dengan satuan kj/kg. Persamaan unjuk kerja turbin gas dimulai dengan menghitung thermal efficiency, power output turbin gas, specific fuel consumption, dan yang terakhir adalah heat rate.persamaan yang digunakan untuk menghitung thermal efficiency turbin gas adalah sebagai berikut, th = thermal efficiency [%] Q in = kalor input [kj/kg] Setelah nilai dari thermal efficiency diketahui dengan persamaan (4), dilakukan perhitungan untuk mencari nilai power output. Persamaan yang digunakan untuk menghitung power output turbin gas adalah sebagai berikut, (5) P out = daya yang dihasilkan [KWe] ṁ 4 = laju aliran massa exhaust [kg/s] g = efisiensi generator [%] Perumusan yang digunakan untuk mencari specific fuel consumption adalah sebagai berikut, dimana, (4) (6) Tabel 1. Nilai constant ratio untuk berbagai kombinasi pasangan BL TAMB ΗTH SFC PO HR [%] [ O C] [%] [KGF/ [KJ [KWE] KW.H] /KWE.H] 20 50,09 0,41 2.744 17.759 100 25 50,19 0,42 2.649 18.407 30 49,92 0,44 2.535 19.233 35 49,62 0,46 2.443 19.960 20 45,51 0,37 2.253 16.056 80 25 45,50 0,38 2.165 16.708 30 45,38 0,40 2.077 17.414 35 45,18 0,41 2.021 17.896 20 34,24 0,32 1.341 14.077 40 25 33,78 0,34 1.261 14.967 30 33,28 0,37 1.181 15.977 35 32,06 0,39 1.099 17.176 sfc = specific fuel consumption [kg/kwh] f = fuel to air ratio [kg fuel/kg air] Dan yang terakhir adalah perumusan untuk menghitung nilai heat rate. (7) HR = Heat Rate [kj/kw e. h] P out = Power output [kw e ] ṁ f = laju alir bahan bakar [kg f /h] LHV= Lower Heating Value [kj/kg] III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. T-s Diagram Sistem TEG 6210 dan TEG 6220 Analisis termodinamika terhadap sistem TEG 6210 dan TEG 6220 dilakukan dengan membuat grafik T-s diagram. Dari T-s diagram tersebut, kerja yang dihasilkan oleh kedua TEG saat testing & comissioning dapat diidentifikasi dan diketahui perbedaannya. Gambar 2 merupakan satu contoh T-s diagram dari TEG 6210. Hanya saja, gambar 2 tersebut sengaja tidak dibuat dengan skala yang tepat supaya perbedaaan dan proses yang terjadi pada setiap titik kerja dapat terlihat. Berdasarkan T-s diagram, terlihat bahwa kurva yang dihasilkan oleh TEG 6220 saat kondisi testing & comissioning berbeda dengan existing. Luasan area di bawah kurva untuk kondisi testing & comissioning lebih besar dari pada kondisi existing. Dalam prinsip termodinamika, integrasi dari luasan di bawah mengindikasikan kerja neto yang dihasilkan oleh turbin gas. Hal ini menunjukkan bahwa kerja neto yang dihasilkan oleh TEG 6220 pada kondisi existing lebih kecil dari pada testing & comissioning. Pada pembahasan awal disebutkan bahwa salah satu faktor pembeda dari kedua kondisi tersebut adalah nilai ambient temperature. Ambient temperature untuk kondisi existing lebih tinggi dari pada kondisi testing & comissioning. Oleh sebab itu, peningkatan ambient temperature yang terjadi dapat menyebabkan penurunan kerja neto yang dihasilkan oleh turbin gas.

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271 4 Gambar. 3. Contoh grafik yang menerangkan tentang pengaruh perubahan ambient temperature terhadap thermal efficiency TEG 6210. Trendline yang sama juga didapatpada grafik pengaruh perubahan ambient temperature terhadap thermal efficiency TEG 6220. Gambar. 5. Contoh grafik yang menerangkan tentang pengaruh perubahan ambient temperature terhadap specific fuel consumption TEG 6210. Trendline yang sama juga didapatpada grafik pengaruh perubahan ambient temperature terhadap specific fuel consumption TEG 6220. Dari analisa termodinamika yang telah dilakukan, semua mengacu pada satu pernyataan. Peningkatan ambient temperature dapat menyebabkan penurunan unjuk kerja turbin gas. Kasus ini berlaku baik pada TEG 6210 maupun TEG 6220. Pernyataan ini diperkuat dengan data-data yang didapat dari perhitungan serta interpretasi secara grafik melalui T-s diagram. B. Variasi Ambient gtemperature terhadap Unjuk Kerja TEG 6210 dan TEG 6220 Dengan melakukan variasi penelitian seperti yang ada pada tabel 1, akan didapatkan empat grafik sebagai berikut: 1) Grafik th = f (T amb, % base load) TEG 6210 2) Grafik P o = f (T amb, % base load) TEG 6210 3) Grafik sfc= f (T amb, % base load) TEG 6210 4) Grafik HR = f (T amb, % base load) TEG 6210 Penjelan dari gambar 3 adalah sebagai berikut. Kenaikan ambient temperature menyebabkan penurunan thermal efficiency pada ketiga base load. Trendline grafik di atas menggambarkan bahwa penurunan thermal efficiency yang terjadi tidak terlalu signifikan untuk base load 100% dan 80%. Penurunan thermal efficiency akibat kenaikan ambient temperature lebih signifikan untuk base load yang rendah. Perbedaan utama antara base load 100%, 80%, dan 40% terletak pada kecepatan putar rotor. Base load 40% mempunyai kecepatan putar yang terendah dan yang tertinggi adalah base load 100%. Hal ini mempunyai Gambar. 4. Contoh grafik yang menerangkan tentang pengaruh perubahan ambient temperature terhadap power output TEG 6210. Trendline yang sama juga didapat pada grafik pengaruh perubahan ambient temperature terhadap power output TEG 6220. pengertian bahwa tingkat kebutuhan bahan bakar yang terendah dimiliki oleh base load 100%. Pada base load 100%, kerja neto yang dihasilkan lebih besar namun tingkat kebutuhan bahan bakarnya lebih rendah daripada kedua base load lainnya Hal inilah yang menyebabkan penurunan thermal efficiency yang terjadi akibat kenaikan thermal efficiency tidak terlalu signifikan pada base load dengan putaran tinggi, contohnya pada base load 100% dan 80% Dari gambar 4 diketahui sebuah hubungan bahwa pada persentase base load yang sama, peningkatan ambient temperature menyebabkan penurunan power output yang dihasilkan oleh turbin gas. Trendline yang memiliki nilai power output yang paling tinggi adalah pada base load 100%. Trendline yang paling rendah dimiliki oleh base load 40%. Power output merupakan indikasi dari kemampuan yang dimiliki turbin gas dalam menghasilkan daya listrik. Penurunan power output yang terjadi akibat kenaikan ambient temperature memberi informasi bahwa turbin gas sudah tidak mampu lagi beropasi secara optimal. Dari gambar 5, dapat diketahui hubungan antara variasi ambient temperature terhadap specific fuel consumption. Pada persentase base load yang sama, kenaikan ambient temperature diiringi dengan kenaikan specific fuel consumption. Pada base load 40%, nilai specific fuel consumption dengan ambient temperature sebesar 20 o C adalah 0,32 kg f /kwh. Pada ambient temperature 30 o C, nilai specific fuel consumption-nya adalah 0,37 kg f /kwh. Trendline yang memiliki nilai specific fuel consumption yang paling tinggi adalah pada base load 100% dan trendline yang memiliki nilai paling rendah adalah pada base load 40%. Specific fuel consumption menyatakan banyaknya kilogram bahan bakar yang dibutuhkan tiap satuan daya yang dihasilkan oleh turbin gas. Idealnya, diinginkan nilai heat rate yang minimal untuk dapat menghasilkan daya yang maksimal. Peningkatan nilai specific fuel consumption menyebabkan pemakaian bahan bakar meningkat. Dari gambar 6, dapat diketahui hubungan antara variasi ambient temperature terhadap heat rate. Pada persentase base load yang sama, semakin tinggi ambient temperature, semakin besar heat rate yang dibutuhkan oleh turbin gas. Trendline yang memiliki nilai heat rate yang paling tinggi adalah pada base load 100%. Base load dengan nilai heat rate paling rendah dimiliki oleh base load 40%. Nilai heat rate untuk ambient temperature 20 o C dan

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271 5 E&P Indonesie selaku perusahaan tempat mengambil data yang digunakan dalam penelitian ini. Ucapan terimakasih juga penulis haturkan kepada Bapak Wawan Aries Widodo selaku pembimbing penelitian serta Bapak Heru Mirmanto selaku reviewer dalam penulisan jurnal ilmiah ini. Gambar. 5. Contoh grafik yang menerangkan tentang pengaruh perubahan ambient temperature terhadap heat rate TEG 6210. Trendline yang sama juga didapat pada grafik pengaruh perubahan ambient temperature terhadap heat rate TEG 6220. base load 40% adalah 14.077,76 kj/kwe.h. Pada ambient temperature 30 o C, nilai heat rate-nya adalah 15.977,11 kj/kwe.h. Heat rate menyatakan besarnya energi kalor yang dibutuhkan untuk menghasilkan listrik tiap 1 kwe.h. Uji heat rate berguna untuk menghitung biaya operasional selama turbin gas beroperasi. Nilai heat rate ini berkaitan erat dengan specific fuel consumption. Nilai heat rate yang meningkat mengindikasikan kebutuhan energi kalor yang semakin besar untuk menghasilkan daya yang sama. Heat rate diinginkan seminimal mungkin untuk Idealnya, diinginkan nilai heat rate yang minimal untuk dapat menghasilkan daya yang maksimal. Peningkatan energi kalor mempunyai arti bahwa bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan daya listrik yang sama akan semakin besar. Biaya yang dikeluarkan untuk memasok bahan bakar akan semakin meningkat pula. IV. KESIMPULAN/RINGKASAN Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, ambient temperature mempunyai pengaruh terhadap keempat parameter unjuk kerja turbin gas, baik thermal efficiency, power output, specific fuel consumption, dan heat rate. TEG. Peningkatan ambient temperature dari 32 o C menjadi 35 o C pada TEG 6210 dan TEG 6220 menyebabkan power output turbin gas turun sebesar 20,9 dan 21,0%. Unjuk kerja yang dihasilkan pada keadaan testing & comissioning dengan unjuk kerja yang dihasilkan pada keadaan existing.. Hasil yang didapatkan dari studi variasi ambient temperature terhadap unjuk kerja turbin gas adalah sebagai berikut: 1. Peningkatan ambient temperature menyebabkan thermal efficiency dan power output turbin gas menurun. Artinya, kerugian energi yang terjadi ketika sistem beroperasi semakin besar sehingga kemampuan turbin gas dalam menghasilkan daya menurun. 2. Peningkatan ambient temperature menyebabkan specific fuel consumption dan heat rate yang dibutuhkan semakin besar. Artinya, energi kalor yang dibutuhkan turbin gas semakin besar sehingga, konsumsi bahan bakarnya meningkat. DAFTAR PUSTAKA [1] Boland, O., 2010. Thermal Power Generation. Amsterdam: Elsevier Academic Press [2] Ibrahim, T., Rahman, M., 2010. Effect of Operation Conditions on Performance of A Gas Turbine Power Plant. 2nd National Conference in Mechanical Engineering Research and Postgraduate Studies, pp. 135-134, ISBN: 978-967-0120-04-1. [3] Sa, A.D., Zubaidy, S.A., Gas Turbine Performance at Varying Ambient Temperature. Applied Thermal Engineering 31 (2011) 2735-2739. [4] Knodle, M.S., 1998. Centaur 40, Centaur 50, and Taurus 50 Gas Turbine Product Technology Update. California: Cat and Catterpillar Inc. [5] ASME,. Performance Test Code on Gas Turbines. Errata to ASME PTC 22, 1997.W.-K. Chen, Linear Networks and Systems (Book style). Belmont, CA: Wadsworth (1993) 123 135. [6] Burn, K., Kurz, R., 2000. Degradation in Gas Turbine Systems. Journal of Associated of Mechanical Engineering. [7] Cohen, H,. Rogers, dan G.F.C., Savaranamutto, H.I.H., 1972. Gas Turbine Theory. Essex: Longman House. [8] Dixon, S.L., 1978. Fluids Mechanics, Thermodynamics of Turbomachinery Fourth Edition. Liverpool: Reed Educational and Professional Publishing Ltd. [9] Djojodihardjo, H., 1994. Dasar-Dasar Termodinamika Teknik. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. [10] Farouq, N., Hayat,. Q, Sheng,. L., January 2013. Effect of Ambient Temperature on the Performance of Gas Turbines Power Plant. International Journal Computer and Science International Vol.10, Issue 1, No.3. [11] Memon, A.G., Memon, R.A., Harijan, K., Uqaili, M.A., Thermo- Environmental Analysis of An Open Cycle Gas Turbine Plant with Regression Modeling and Optimization, Energy Insititute xxx (2014) 1-8. [12] Cohen, H,. Rogers, dan G.F.C., Savaranamutto, H.I.H., 1972. Gas Turbine Theory. Essex: Longman House. [13] Dixon, S.L., 1978. Fluids Mechanics, Thermodynamics of Turbomachinery Fourth Edition. Liverpool: Reed Educational and Professional Publishing Ltd. [14] Moran, M.J., Saphiro, H.N., 2006. Fundamental Engineering of Thermodynamics Fifth Edition. Sussex: John Willey & Sons Inc. [15] Allen, R.P.,. Performance Test Code on Gas Turbines. ASME PTC 22, 1997. [16] Solar Technical Training and Installation and Operation Instructions, CENTAUR 40 Turbine-Driven Generator Set Serial Numbers TEG 6210, TEG 6220 for Tambora-Tunu Phase Project,Total E&P Indonesie [17] Kurz,.R, 2005. Gas Turbine Performance. Proceeding of The Thirty-Fourth Turbomachinery Symposiums 2005. California: San Diego UCAPAN TERIMA KASIH Penulis A.W. mengucapkan terima kasih kepada Total