PENDAHULUAN o 72,500 KVA @ 0.8 pf, 15 C cooling air, 11,500 volts, 50 Hz, mampu membangkitkan daya listrik pada kapasistas penuh

1. PENDAHULUAN o 72,500 KVA @ 0.8 pf, 15 C cooling air, 11,500 volts, 50 Hz, mampu membangkitkan daya listrik pada kapasistas penuh

Pembangkit listrik Tenaga Gas, PLTG kapasitas besar secara kontinyu pada berbagai kondisi temperatur biasanya menggunakan penggerak utama turbin gas untuk

lingkungan walaupun tanpa dilengkapi pengkondisian udara menggerakkan generatornya sehingga dihasilkan listrik.

Generator ini tidak memerlukan fan dan sistem pendingin air Bahan bakar yang dapat digunakan untuk mengoperasikan

siklus tertutup.

turbin gas adalah salah satu bahan bakar cair (Destilate oil) Turbin gas ini dilengkapi dengan sistem dua bahan bakar, atau gas alam (natural gas). Bahan bakar gas (BBG/natural

yaitu sistm bahan bakar cair dan gas yang dikontrol secara gas) harus melewati beberapa perlakuan (treatment) terlebih

elektronik. Untuk operasi beban penuh (full-load operation), dahulu sebelum disuplai langsung ke dalam ruang bakar

bahan bakar gas haruek disuplai pada tekanan 55.85 barg, 21 turbin gas untuk mengurangi berbagai kandungan partikel

C dan 57.23 barg, 121 C. Bahan bakar gas yang disuplai dan uap air yang terdapat di dalam BBG tersebut yang dapat

harus memenuhi spesifikasi sebagai berikut: menurunkan unjuk kerja turbin gas. Dengan proses perlakuan terhadap BBG ini, diharapkan nantinya keluaran daya turbin

Komposisi bahan bakar gas (% mol) untuk menggerakan generator dapat terjaga sesuai spesifikasi

- CH 4 : 80 - 99%.

turbin gas.

- C 2 H 6 : 5 - 20%

Dalam kegiatan ini telah dilakukan perancangan sistem

- C 3 H 8 : 5 - 20%

treatment BBG dan pemilihan peralatan utamanya (fuel gas

- C 4 H 10 : 5 - 10%

treatment unit , FGTU) untuk sistem turbin gas (PLTG) yang akan menghasilkan keluaran daya listrik minimal 40 MW.

Temperature 25 deg C

General Electric gas turbine model LM6000PG adalah

Wobbe: 45 - 60

mesin turbin gas dua poros yang terdiri atas kompressor

Specific Gravity: 0.6 – 0.7

tekanan rendah 14 tingkat, turbin dua tingkata tekanan tinggi dan turbin lima tingkat tekanan. Mesin ini dilengkapi dengan

Tekanan tingkat keadaan stedi: 5585 kPag untuk operasi filter udara yang terbuat dari stainless steel untuk proteksi

beban penuh. Black start: 1900 kPag. Variasi tekanan yang benda asing yang dapat masuk ke dalam turbin yang dapat

diizinkan: 2% of 5585 kPag +/-138 kPag (Peak to Peak) menyebabkan keruskan pada komponen turbin.

untuk frekuensi di atas 20 Hz. Frekuensi tidak diperbolehkan Generataor yang digunakan menggunkan tipe Air-cooled

pada 20 Hz dan di bawahnya.. Amplitudo fluktuasi tekanan open air, Brush 2-pole BDAX 7-340ERJ generator rated at

tidak boleh melebihi +/- 5%. Jika ada peningkatan tekanan

K-74

(seperti saat boot-strap start), maka laju kenaikan tekanan scrubber yang akan menahan berbagai kandungan tidak tidak boleh melebih 10 Psig per detik.

dikehendaki masuk ke dalam turbin gas, seperti kandungan Temperatur minimum: 28°C di atas dew point bahan

air, partikel dan minyak (oil). Jika suplai tekanan bahan bakar bakar gas. Temperatur maksimum: 121 deg C

gas masih rendah di bawah FGTU booster kompresor perlu Persyaratan filtrasi: 3 micron absolute.

disediakan.

Fuel Gas Purity Requirements: Pressure control valve, PCV dan kontroler harus Liquids: Bahan bakar yang disuplai harus 100% bebas

memberikan output variasi tekanan tidak lebih dari +/- 1% cairan (100% free of liquids).

dari harga normal yang diinginkan keluar dari FGTU. Particulates: Filter gas atas separasi inertial diperlukan

Selama kondisi operasi transien, seperti starting up, pada level filtrasi 5 micron atau di bawahnya pada efisiensi

acceleration, dan deceleration turbin gas, variasi tekanan 99.5%. Total partikel (particulate) tidak boleh melebihi 30

tidak boleh melebihi ± 5% dari harga nominal. ppm by weight. Pipa yang digunakan sebaiknya terbuat dari

Temperatur bahan bakar gas meninggalkan FGTU harus stainless steel pada sisi downstream.

memenuhi pesryaratan berikut: Temperatur 30° lebih tinggi Sulfur and alkali metals: Tidak ada spesifikasi kandungan

dari dew points air dan hydrocarbons pada kondisi operasi sulfur dalam bahan bakar gas. Kandungan sulfur dan alkali

antara starting up dan beban maksimum. Temperatur gas metal tidak berpengaruh langsung terhadap turbine gas

harus di atas 0°C dan di bawah 85°C. namun berkaitan dengan persyaratan emisi gas buang.

Tingkat pertama dari treatment gas adalah peralatan Bahan bakar gas yang disuplai harus 100% bebas

separasi. Filtrasi harus dipasang setelah PCV dan separator. kontimasi bahan berikut ini:

Scrubber harus dirancang untuk membuang 100% dari 10 - Tar, lamp black, coke

micron (atau lebih besar) droplets.

- Water, salt water Separator harus dilengkapi dengThe separators shall be n - Sand, clay

automatic drain valve, hand drains dan vent valves, beberapa - Rust

instrument seperti pressure dan temperatur indicator serta - Iron sulfide

differential pressure indikator.

- Scrubber oil or liquid Setiap filter harus dirancang untuk aliran maksimum di - Compressor lube oil

tambah 20% dan tidak memerlukan pemeliharaan sebelum - Naphthalene

4000 jam operasi, serta memungkinkan diganti tanpa - Gas hydrates

mengganggu operasi. Jika digunakan valve transfer intelok, maka jenis valve harus “tight shut off”.

Perancangan FGTU mengacu pada spesifikasi turbin gas Jenis filtrasi yang digunakan adalah coalescer dengan dari General Electric untuk mesin tipe LM6000PG seperti

spesifikasi:

telah dijelaskan di atas, standar atau General Specification - 100% efficiency untuk membuang solid dengan ukuran 3 tentang Fuel Gas Treatment Unit yang diterbitkan oleh Total

micron atau diatasnya.

Exploration and Production (TEPI, GS EP MEC 214), serta - 100% efficiency untuk membuang liquid droplets dengan ASME untuk pipa bertekanan, ASME B31.8.

ukuran 10 micron size dan di atasnya. Menurut GS EP MEC 214 tentang Fuel Gas Treatment,

- 99% efficiency untuk membuang liquid droplet dengan suplai tekanan gas keluar dari FGTU harus cukup untuk

ukuran 5 – 10 micron.

mengalirkan gas ke dalam turbin gas pada laju aliran minimal 120 % dari laju aliran bahn bakar gas normal.

Pemasangan booster compressor dipertimbangkan jika tekanan gas keluar FGTU masih dibawah tekanan gas masuk

turbn gas yang diinginkan. Menurut standard API, jenis kompresor yang dapat digunakan adalah kompresor sentry- fugal atau reciprocating. Tekanan keluar kompresor harus dapat diatur dengan ekpansi. Sedikitnya harus ada dua ekspansi yang harus disediakan, masing-masing dimensi harus dapat mengalirkan gas pada laju maksimum.

Penurunan temperatur gas dapat dilakukan menggunakan pendingin udara, satu pendingin udara atau penukar kalor sudah cukup untuk digunakan jika pendinginan mengguna- kan udara. Jika pendinginan menggunakan air yang diguna- kan, maka harus disediakan dua penukar kalor, masing -masing mempunyai kapasitas yang sama.

Jika diperlukan pemanas gas, maka jenis pemanas gas yang digunakan dapat secara elektrik atau menggunakan

Gambar 1. Fuel Gas Treatment Unit sederhana fluida yang bertemperatur lebih tinggi seperti minyak, uap, air atau gas). Pemanas gas harus dirancang untuk menaikkan

Gambar 1 di atas memperlihatkan fuel gas treatment temperature minimal 30°C aliran maksimum gas ditambah secara skematik. Fuel gas treatment terdiri atas berbagai

valve untuk mengatur laju aliran gas, valve untuk control FGTU harus berbentuk “single skid assembly” yang dapat tekanan, valve untuk keperluan safety, heater untuk me-

dipindahkan dengan mudah menggunakan satu alat angkat. manaskan gas hingga temperatur sekitar 60 C dan tabung

FGTU harus dirancang untuk operasi kontinyu dan untuk baja bertekanan tinggi yang dalamnya terdapat filter dan

minimal operasi sebagai berikut:

- 40000 jam untuk penggantian scrubber internals gas keluar kompresor dari 120 C menjadi 60 C. - 10000 jam untuk inspeksi pemeliharaan

- Pressure control valve, PCV, untuk menjamin tekanan gas - 4000 jam antara penggantian catridge filter.

keluar FGTU sebesar 56 – 58 barg. Isolasi diperlukan untuk semua perlatatan FGTU yang

FGTU ini dirancang untuk dapat melakukan proses temperaturnya di atas 50 C.

filtrasi partikel, minyak dan kandungan air. Sistem FGTU terdiri atas scrubber, filter, coalescer, booster compressor dan

2. METODOLOGI

proteksi keadaan darurat. FGTU yang dikaji dirancang untuk mengalirkan natural gas sebanyak 30 mmscfd, tekanan

Kegiatan ini telah dilakukan dengan langkah-langkah operasi turbin gas sekitar 60 barg dan temperatur BBG sebagai berikut:

masuk sebesar 30 C. Spesifikasi FGTU yang diinginkan - Studi spesifikasi turbin gas yang akan digunakan, yaitu

adalah dapat memfilter 100% 10 micron (atau lebih besar) turbin gas tipe GE LM6000 PG – 50 Hz.

droplet, 100% 3 micron (atau lebih besar) partikel padat - Mempelajari spesifikasi gas (gas analysis) yang akan

(solid).

disuplai ke turbin gas. Gas yang akan digunakan adalah disuplai dari Total E&P Indonesie.

4. KESIMPULAN

- Mempelajari spesifikasi perlatatan atau bahan yang akan dibutuhkan seperti scrubber, catridge filter, berbagai valve

Dari perancangan yang telah dilakukan dapat disimpulkan dan kontrol valve, dan booster kompressor.

sebagai berikut:

- Melakukan perancang untuk estimasi kapasitas FGTU,

a. Tekanan gas masuk 50 barg, sedangkan temperatur gas sizing tangki bertekanan, sizing pipa dan pemilihan pipa,

masuk 30 C.

pemilihan booster kompresor, dsb.

b. FGTU dirancang untuk mengalirkan gas hingga 24 mmcsfd.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

c. FGTU dilengkapi dengan booster kompresor untuk menaikkan tekanan daro 50 barg hingga 60 barg (rasio

Gambar 2 memperlihatkan skema FGTU yang dirancang.

kompresi 1.2).

FGTU terdiri atas:

d. Scrubber harus dapat membuang 100% droplets - Emergency shut down valve, yang berfungsi meng-

berukuran 10 micron atau di atasnya. hentikan aliran gas jika terjadi keadaan darurat seprti

e. Filter harus dapat membuang 100% partikel berukuran 3 turbin gas mati mendadak, ada sinyal kebakaran, dsb.

micron atau lebih besar.

- Dua tangki scubber filter untuk menfilter kadungan uap

f. Coalescer harus dapat membuat 100% oil/minyak air, partikel dan minyak yang masih terkadung dalam

droplets berukuran 10 micron atau di atasnya. bahan bakar gas.

g. Emergency Shut Down Valve, ESDV dipasang sebelum - Dua unit booster kompressor untuk menaikkan tekanan

filter untuk menghentikan aliran gas ketika terjadi gas dari 50 barg menjadi 60 barg.

keadaan darurat.

- Pendingin udara (air cooler), untuk menurunkan temperatur

Gambar 2. Skematik Fuel Gas Treatment

K-76

DAFTAR PUSTAKA

UCAPAN TERIMA KASIH

[1] GE Energy, 2xLM6000 PG – 50 Hz, Gas Turbine Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya Generator Package, 718251, R0, July, 2010.

kepada PT Teamworx Indonesia dan PT IMECO yang telah [2] Total E&P Indonesie, General Specification, GS EP

memberikan berbagai fasilitas kepada penulis untuk MEC 214, January, 2005

mempelajari dan merancang sistem fuel gas treatment ini. [3] Nayyar, Piping Handbook, 7 th

ed, Mc Graw Hill, 2000.