Rahmad Sugiharto : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Sistem Tekanan Uap Dua Tingkat Kapasitas Daya Pembangkitan 77 MW, 2010.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Siklus Kombinasi
Dewasa ini hasil penelitian telah banyak mendapatkan kemajuan dalam melakukan kombinasi pada siklus Brayton turbin gas dengan siklus Rankine
tenaga uap sehingga menjadi siklus gabung atau kombinasi combined cycle. Siklus gabung adalah suatu siklus yang memanfaatkan gas buang dari turbin gas
untuk memanaskan air yang dalam hal ini digunakan ketel atau pembangkit uap boiler. Pembangkit uap ini dikenal dengan Heat Recovery Steam Generator
HRSG. Prinsip kerja HRSG hampir sama dengan ketel uap pada umumnya, hanya
saja media yang digunakan untuk memanaskan air hingga menjadi uap panas lanjut adalah gas panas buangan turbin gas yang masih memiliki temperatur
sangat tinggi. Gas buang yang keluar dari turbin gas umumnya adalah di atas 500
o
C. Gas buang ini masih mengandung banyak oksigen karena sistem turbin gas menggunakan campuran bahan bakar – udara yang miskin. Karena itu dapat
digunakan untuk membakar bahan bakar di dalam ruang bakar HRSG. Dengan adanya siklus gabungan tersebut maka diperoleh 2 dua
keuntungan yaitu menambah daya listrik dan menghemat biaya bahan bakar. Penambahan daya listrik tanpa menambah bahan bakar berarti akan menaikkan
efisiensi termal. Besarnya peningkatan efisiensi siklus gabung tergantung dari temperatur air pendingin yang digunakan pada PLTU dan besarnya temperatur gas
buang PLTG dan HRSG. Makin dingin temperatur air pendingin dan makin tinggi
Rahmad Sugiharto : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Sistem Tekanan Uap Dua Tingkat Kapasitas Daya Pembangkitan 77 MW, 2010.
temperatur gas buang turbin gas serta makin rendahnya temperatur gas buang HRSG sesuai dengan spesifikasi yang diizinkan, maka efisiensinya juga semakin
besar. Alasan lain pemilihan PLTGU adalah waktu konstruksi yang cepat
sehingga bila ada lonjakan permintaan tenaga listrik yang harus dipenuhi dalam waktu singkat maka dapat dibangun PLTGU secara bertahap. Tahap pertama
dibangun PLTG untuk memenuhi lonjakan permintaan, sedangkan HRSG dan PLTU dibangun dan dioperasikan kemudian bila permintaan tenaga listrik sudah
meningkat. PLTGU dapat dioperasikan sebagai pembangkit untuk beban puncak maupun beban dasar. Yang perlu dipertimbangkan pada beban puncak adalah
waktu start – up mulai operasi dari PLTGU. PLTG mempunyai waktu start – up yang cepat sedangkan PLTU mempunyai waktu start – up yang lambat bila dalam
kondisi cold start – up atau operasi yang dimulai dengan kondisi temperatur fluida yang masih rendah. Sehingga untuk melayani beban puncak perlu beroperasi
secara warm start – up pemanasan bertahap. HRSG umumnya mempunyai 2 dua drum uap, yaitu 1 satu untuk
tekanan rendah low pressure atau LP dan 1 satu lagi untuk tekanan tinggi high pressure atau HP. HRSG dalam perkembangannya dapat terdiri dari 3 tiga
drum uap dengan tekanan uap yang berbeda yaitu tekanan tinggi, tekanan menengah intermediate pressure atau IP dan tekanan rendah.
Peningkatan efisiensi HRSG juga dipengaruhi dengan jumlah tekanan uap yang digunakan. HRSG pada umumnya ada yang menggunakan 2 dua atau 3
tiga tingkat tekanan, tapi dengan semakin banyaknya jumlah tingkat tekanan,
Rahmad Sugiharto : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Sistem Tekanan Uap Dua Tingkat Kapasitas Daya Pembangkitan 77 MW, 2010.
maka biaya investasi semakin besar. Maka dalam pertimbangan hal ini maka umumnya dipilih HRSG dengan tekanan 2 dua tingkat.
Gambar 2.1. Instalasi PLTGU
Gambar 2.1. di atas menunjukkan sistem instalasi dari komponen – komponen PLTGU di mana HRSG yang digunakan dengan menggunakan tekanan
uap 2 dua tingkat. Pembangkit daya seperti ini di samping menghasilkan efisiensi yang tinggi dan keluaran daya yang lebih besar, siklus gabung ini bersifat
luwes dan dan mudah dioperasikan dengan beban tak penuh, cocok untuk operasi beban dasar dan turbin bersiklus dan mempunyai efisiensi yang tinggi dalam
daerah beban yang luas. Kelemahannya berkaitan dengan keruwetannya karena pada dasarnya instalasi ini menggabungkan 2 dua teknologi di dalam satu
kompleks pembangkit daya. Untuk meningkatkan efisiensi siklus kombinasi, salah satunya adalah
dengan meminimalkan panas yang terbuang melalui gas buang. Suhu gas buang pada cerobong atau bagian akhir HRSG harus serendah mungkin. Walau
Rahmad Sugiharto : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Sistem Tekanan Uap Dua Tingkat Kapasitas Daya Pembangkitan 77 MW, 2010.
demikian, suhu tersebut tidak boleh terlalu rendah sehingga uap air akan mengembun pada dinding cerobong. Hal ini penting bagi bahan bakar yang
mengandung sulfur dimana pada suhu rendah akan mengakibatkan korosi titik embun sulfur. Oleh karena bahan bakar PLTG adalah gas alam dan sebagai
cadangan biasanya menggunakan minyak bakar HSD. Dari buku manual HRSG ketika survei, diperoleh informasi kandungan SO
2
pada gas buang kecil sekali yaitu hanya sekitar 0,049 . Selain itu untuk meningkatkan efisiensi siklus
adalah dengan menaikkan temperatur masuk udara ke turbin gas atau dengan mengurangi temperatur kondensasi pada turbin uap.
Dalam tugas sarjana berupa perancangan ini, dipilih siklus gabungan dengan regenerasi karena siklus ini lebih efisien digunakan jika dibandingkan
dengan siklus gabungan lainnya dalam menghasilkan daya listrik dengan menggunakan masing – masing 1 satu unit turbin gas dan 2 dua turbin uap
yaitu turbin uap tekanan tinggi dan tekanan rendah. Di samping itu, adanya pemanasan air umpan atau regenerasi akan lebih mengefektifkan kerja HRSG.
HRSG yang dirancang menghasilkan uap yang terdiri dari 2 dua tekanan yaitu tekanan tinggi high pressure atau HP dan tekanan rendah low pressure
atau LP. Adapun komponen utama HRSG adalah pemanas awal kondensat condensate preheater atau CPH, LP evaporator, LP Drum, LP superheater, HP
ekonomiser, HP evaporator, HP drum dan HP superheater.
Rahmad Sugiharto : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Sistem Tekanan Uap Dua Tingkat Kapasitas Daya Pembangkitan 77 MW, 2010.
2.2. Siklus Turbin Gas
