202
Pembangkitan Tenaga Listrik
Dalam pembangkitan tenaga listrik yang menggunakan mesin diesel, putaran mesin diesel harus konstan agar frekuensi yang didapat dari
generator selalu konstan 50 Hz atau 60 Hz sehingga untuk pengaturan daya keluar dari generator, yang dapat diatur hanya nilai BMER
Pengaturan nilai BMEP ini dilakukan dengan mengatur pemberian bahan bakar yang harus diikuti oleh pengaturan pemberian udara. Hal ini
disebabkan bahan bakar memerlukan udara untuk pembakaran. Terlalu banyak udara atau terlalu sedikit udara untuk pembakaran
menyebabkan pembakaran bahan bakar dalam silinder mesin diesel menjadi tidak efisien. Masalahnya, dalam mesin diesel yang putarannya
konstan, perubahan pemberian bahan bakar tidak dapat diikuti oleh perubahan pemberian udara pembakaran secara seimbang sehingga
nilai efisiensi maupun nilai BMEP tidak konstan sebagai fungsi beban. Oleh karena itu, unit pembangkit diesel sebaiknya dioperasikan dengan
beban konstan yang menghasilkan efisiensi maksimum, yaitu pada kira- kira beban 80.
Dalam perkembangan mesin diesel, pembuat pabrik berusaha membuat mesin diesel dengan daya sebesar mungkin tetapi dimensinya sekecil
mungkin sehingga dicapai ongkos pembuatan yang serendah mungkin, agar dapat bersaing dalam pasar. Untuk melaksanakan hal ini, para
pembuat mesin diesel berusaha menaikkan nilai BMEP dan nilai n. Usaha lainnya adalah menambah jumlah silinder.
Dalam praktek mesin diesel paling banyak mempunyai 16 buah silinder.
3. Operasi dan Pemeliharaan
Umumnya semua unit pembangkit
diesel dapat di-start tanpa memerlukan sumber tenaga listrik dari luar dapat melakukan black start.
Men-start mesin diesel dengan daya di bawah 50 kW dapat dilakukan dengan tangan melalui engkol. Untuk daya di atas 50 kW sampai kira-kira
100 kW, umumnya distart dengan menggunakan baterai aki. Sedangkan untuk mesin diesel dengan daya di atas 100 kW, umumnya digunakan
udara tekan.
Dari segi pemeliharaan dan perbaikan, unit pembangkit diesel tergolong unit yang banyak menimbulkan masalah, kbususnya yang menyangkut
mesin dieselnya. Hal ini disebabkan karena banyaknya bagian-bagian yang bergerak dan bergesek satu sama lain sehingga menjadi aus dan
memerlukan penggantian secara periodik. Untuk itu, diperlukan manajemen pemeliharaan beserta penyediaan suku cadang yang teratur
dan dicampur dengan bahan bakar yang telah dikabulkan oleh pengabut. Campuran ini kemudian meledak pada akhir langkah kompresi dan
menghasilkan daya dorong torak pada langkah tenaga.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik
203
Penggunaan turbocharger bersama intercooler dimaksudkan untuk mendapatkan berat udara yang sebesar mungkin untuk volume silinder
tertentu, sehingga bisa membakar meledakkan bahan bakar sebanyak mungkin sehingga didapat gas hasil pembakaran dengan tekanan yang
setinggi mungkin, yang berarti dicapai nilai BMEP yang setinggi mungkin. Tekanan gas hasil pembakaran yang mendorong torak piston tidak
konstan besarnya, nilai maksimum terjadi sewaktu torak ada pada posisi paling atas titik mati atas, kemudian menurun dengan menurunnya torak
dalam silinder, menurut hukum ekspansi adiabatis. Nilai rata-rata dari tekanan gas pembakaran ini yang diukur pada poros mesin diesel melalui
sistem rem brake disebut brake mean effective pressure BMEP dari mesin
diesel tersebut.
Gambar III. 44
PLTD Sungai Raya Pontianak Kalimantan Barat 4x8 MW di mana pondasi mesin berada di atas permukaan tanah dan jumlah silinder 16 dalam susunan V
Di unduh dari : Bukupaket.com
204
Pembangkitan Tenaga Listrik
a b c
Prinsip kerja pompa pengatur injeksi BBM yang ditunjukkan pada Gambar III.46 dapat dijelaskan sebagai berikut:
Pada posisi 1 plunyer belum menekan BBM. Posisi 2 plunyer menekan BBM ke pengabut karena lubang ke tangki telah ditutup oleh dinding
plunyer. Posisi 3, plunyer berhenti menekan dinding BBM gembos. BBM dapat menyelinap kembali ke tangki melalui alun tegak pada plunyer
terus ke lubang yang sekarang telah terbuka akibat adanya alur miring pada dinding plunyer.
Gambar III. 45
Kurva Efisiensi Unit Pembangkit Diesel
Gambar III. 46
Pompa pengatur injeksi BBM a Posisi 1, b Posisi 2, c Posisi 3
Di unduh dari : Bukupaket.com
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik
205 Plunyer bergerak dalam arah ke atas dan ke bawah. Pengaturan
banyaknya BBM yang dipompakan ke arah pengabut diatur dengan mengatur besarnya langkah efektif dari plunyer yaitu: besarnya diatur
dengan memutar plunyer pada sumbunya. Kalau dilihat dari atas:
Plunyer diputar : nilai p naik, BBM bertambah, daya mesin diesel naik Plunyer diputar : nilai p turun, BBM berkurang, daya mesin diesel turun
Gerak dilakukan oleh bubungan cam
Gerak diatur oleh fuel rack yang digerakkan oleh governor
Keterangan S = Saringan Udara;, K = Kompresor; T = Turbin Gas;
LC = Intercooler; P = Poros
Gambar III.47
Turbocharger Bersama Intercooler
Di unduh dari : Bukupaket.com
206
Pembangkitan Tenaga Listrik
b b
Pada unit PLTD, karena frekuensi yang dihasilkan generator nilainya harus konstan, maka putarannya juga harus konstan. Pengaturan daya
hanya bisa dilakukan dengan mengatur banyaknya bahan bakar yang disemprotkan ke dalam oleh pompa plunyer Gambar III.46. Jika dalam
pengaturan daya ini dilakukan penambahan bahan bakar dengan cara menarik fuel rack tekanan sehingga langkah efektif dari pompa plunyer
bertambah, maka dengan bertambahnya bahan bakar yang disemprotkan ke dalam silinder tekanan gas hasil pembakaran naik dan daya yang
dihasilkan mesin diesel naik. Kenaikan tekanan gas pembakaran ini akan diikuti dengan kenaikan tekanan gas buang
yang selanjutnya menyebabkan turbocharger yang digerakkan oleh gas buang akan naik
kecepatan putarannya sehingga tekanan udara jadi juga berat udara yang dihasilkan turbocharger juga akan naik. Hal ini diperlukan untuk
mengimbangi penambahan bahan bakar yang dibakar diledakkan dalam silinder.
Perubahan jumlah bahan bakar yang disemprotkan ke dalam silinder yang kemudian diikuti dengan perubahan tekanan berat udara
pembakaran yang dihasilkan, oleh turbocharger, tidak berlangsung proporsional. Hal ini menyebabkan karakteristik efisiensi terhadap beban
unit pembangkit nilainya tidak konstan seperti ditunjukkan oleh Gambar III.45. Efisiensi unit pembangkit tergantung kepada efisiensi pembakaran
yang terjadi dalam silinder. Sedangkan proses pembakaran dalam silinder akan paling efisien jika perbandingan berat bahan bakar dan
berat udara mencapai angka tertentu sehingga seluruh bahan bakar Gambar III.48
Gambar potongan dan rotor turbocharger buatan MAN a Kompresor b Turbin gas
Di unduh dari : Bukupaket.com
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik
207 terbakar meledak habis dengan tepat, tidak terjadi kekurangan atau
kelebihan udara. Kondisi ini tercapai pada titik efisiensi maksimum. Perkembangan lain dalam rangka menaikkan kemampuan mesin diesel
tanpa mengubah dimensinya adalah dengan menaikkan jumlah putarannya per menit rpm. Saat ini untuk frekuensi 50 Hertz sudah ada
unit PLTD dengan jumlah putaran 1500 rpm. Makin tinggi nilai rpm-nya makin pendek umur ekonomis unit PLTD. Unit PLTD dengan jumlah
putaran 1500 rpm sebaiknya tidak dioperasikan kontinu, melainkan sebagai unit cadangan atau unit beban puncak. Unit PLTD dengan nilai
rpm yang tinggi membutuhkan teknologi yang tinggi bagi bantalan- bantalannya dan bagi cincin toraknya piston ring.
Memperbesar kemampuan mesin diesel dengan cara memperbesar dimensinya dilakukan dengan memperbesar diameter silinder serta,
memperbanyak jumlah silinder yang disusun dalam susunan V. Susunan V ini bisa mencapai 16 silinder. Mesin diesel bisa juga menggunakan
bahan bakar gas. Apabila digunakan bahan bakar gas pengabut dan pompa bahan bakarnya perlu diganti.
Pada umumnya apabila dipakai gas alam, daya yang dihasilkan mesin diesel turun dibandingkan apabila memakai BBM, bisa sampai menjadi
80 tergantung nilai kalori dari gas yang dipakai. Mesin diesel bisa pula didesain untuk menggunakan BBM dan gas dual fuel.
a b
G. Pusat Listrik Tenaga Nuklir PLTN
