PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS PLTG (5)

PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA GAS (PLTG)

Prepared by: anonymous

Pendahuluan
PLTG
adalah
pembangkit
listrik
yang
menggunakan tenaga yang dihasilkan oleh hasil
pembakaran bahan bakar dan udara bertekanan
tinggi.

Flow Diagram PLTG
Energy Udara
& Bahan Bakar

Energy
Mekanik

Energy Gas

Energy
Listrik

Bahan Bakar

Combuster

Compressor

Gas Turbin

Stack

Generator

Prinsip Kerja PLTG
Generator

Turbin Gas
Combustion
Chamber
Kompressor
Menghisap udara
bebas yang masuk
melalui filter,
kemudian
menekannya ke
dalam ruang bakar

Udara bertekanan
dalam gas alam
dibakar didalam ruang
bakar dan
menghasilkan gas
panas bertekanan
tinggi

Turbin berputar akibat

pancaran gas panas
terarah pada sudusudunya, daya
putaran turbin
menggerakkan
generator

Generator yang
digerakkan oleh
turbin gas
menghasilkan energi
listrik

Proses Pembangkitan Listrik

Siklus Turbin Gas (Brayton Cycle)
Siklus ideal untuk kerja turbin gas adalah siklus
Brayton (Brayton cycle). Siklus ini terdiri dari dua
proses adiabatik mampu balik (isentropik) dan dua
proses tekanan tetap

T-s & P-v Diagram Siklus Brayton
• Proses 1—2, (Isentropic Compression);
Kompresi aktual pada kompresor
• Proses 2—3, (Pressure Constant Inlet)
Pemasukan kalor di Combustion Chamber.
• Proses 3—4, (Expansion Compression);
Ekspansi aktual pada turbin
• Proses 4—1, (Pressure Constant
Outlet); Jumlah kalor yang dilepas

Effisiensi Siklus Brayton

 Q 1-2 = Energi masuk
(Conditions 1 – 2)
 Q4-1= Energi keluar
(Condition 4 – 1)
 V2/V1 = Rasio kompresi
 k = Specific Heat Ratio = 1,3 – 1,4 (udara)

Klasifikasi Turbin Gas

Berdasarkan siklusnya:
1. Siklus Brayton Terbuka
(Open Cycle Gas Turbine)

2. Siklus Brayton Tertutup
(Close Cycle Gas Turbine)

1. Siklus Brayton Terbuka (Open Cycle Gas Turbine)
Udara segar pada kondisi ambien (atmosfir) disedot masuk
ke dalam kompresor, dimana terjadi peningkatan suhu
dan tekanan . Udara bertekanan tinggi diproses di dalam
ruang pembakaran, dimana bahan bakar dibakar pada
tekanan konstan. Gas temperatur tinggi yang dihasilkan
kemudian masuk turbin, di mana gas temperatur tinggi
dan bahan bakar dibakar pada tekanan atmosfer
sehingga menghasilkan tenaga.
Gas buang yang dihasilkan turbin dibuang keluar (tidak
disirkulasikan kembali), menyebabkan siklus harus
diklasifikasikan sebagai siklus terbuka.

2. Siklus Brayton Tertutup (Close Cycle Gas Turbine)
Cara kerja turbin gas siklus tertutup, secara keseluruhan
hampir sama dengan siklus terbuka, yaitu di sini proses
kompresi dan ekspansi tetap sama, akan tetapi proses
pembakaran digantikan oleh masukan kalor tekanan
konstan dari sumber eksternal, dan proses pembuangan
digantikan oleh pembuangan kalor tekanan konstan
pada suhu ambien.

Klasifikasi Turbin Gas
Berdasarkan Kapasitas:
1. Medium-range gas turbines
 Kapasitas berkisar antara 5000 – 15000 hp (3,7 – 11,2 MW).
 Memiliki efisiensi yang cukup tinggi.
 Pada kompresor terdapat 10-16 tingkat sudu, dengan
rasio tekanan sekitar 5-11.
 Biasanya menggunakan regenerator untuk
meningkatkan efisiensi

Klasifikasi Turbin Gas

2. Small gas turbines
 Biasanya menggunakan kompresor sentrifugal
 Kapasitas di bawah 500 hp (3,7 MW)
 Memiliki efisiensi sekitar 20 %, karena:
– Efisiensi kompresor sentrifugal yang digunakan
memiliki efisiensi lebih rendah dibanding kompresor
aksial
– Temperatur masuk pada turbin diusahakan tidak
melebihi 1700oF (927oC)

Peralatan Utama PLTG
Turbin gas merupakan peralatan pembangkit tenaga
yang memanfaatkan langsung tenaga panas yang
mengembang akibat pembakaran dari bahan bakar
dan udara yang dikompresikan. Adapun sistem turbin
gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen
utama
Compressor

Combustor

Turbine

Compressor Section
1. Compressor Rotor Assembly
2. Compressor Stator
• Inlet Casing
• Forward Compressor Casing
• Aft Casing
• Discharge Casing

Combustion Section
- Combustion Chamber

- Transition Pieces

- Combustion Liners

- Cross Fired Tubes

- Fuel Nozzle

- Flame Detector

- Ignitors (Spark Plug)

Turbine Section
• Turbine Rotor Case
• First Stage Nozzle
• First Stage Turbine Wheel
• Second Stage Nozzle and Diafragma
• Second Stage Turbine Wheel

Peralatan Pendukung PLTG
 Starting Equipment - untuk melakukan start up
sebelum turbin bekerja
 Coupling and Accessory Gear - untuk memindahkan
daya & putaran dari poros yang bergerak ke poros yang
akan digerakkan
 Lube Oil System - untuk melakukan pelumasan

secara kontinyu pada setiap komponen sistem turbin
gas
 Cooling System - sistem pendingin yang digunakan
pada turbin gas adalah air dan udara

Generator
Bagian-bagian utama generator :
Stator
• Berbentuk kumparan yang terdiri dari 2 lapisan.
• Terbuat dari tembaga berlapis rangkap dan tipis.
• Kumparan terletak dalam alur dengan posisi ujung yang dibalik untuk
mengurangi arus pusar.
Rotor
• Berbentuk silindris dan memiliki sepasang katup.
• Terbuat dari baja dengan kualitas tinggi.
• Mempunyai kumparan sebagai pembangkit medan utama
Bearing
• Terletak di bagian atas dan bagian bawah dengan sistem pelumasan
dan pendinginan oleh turbin.
• Kedua bearing dilengkapi hydraulic shaft lift oil system untuk mencegah

terjadinya gesekan saat start up.

Transformator
Adalah peralatan listrik yang dapat memindahkan dan mengubah
energi listrik dari salah satu atau lebih rangkaian listrik ke
rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan
berdasarkan prinsip induksi elektromagnet.
Alat ini berfungsi untuk pemilihan tegangan yang sesuai dan
ekonomis untuk tiap-tiap keperluan, misalnya kebutuhan akan
tegangan transmisi daya listrik jarak jauh.
Beberapa jenis transformator di PLTGU berdasarkan
penggunaannya :
• Generator step up transformator
• On load tap changer
• Unit auxiliary transformator
• Exitation transformator

Skema Proses Distribusi Listrik
220 V

Estate Consumption
20 KV
150 KV

Distribution
Transformator

20 KV
Step Down
Transformator

INDUSTRY CONSUMPTION

150 KV
Tower
Sub Station
INLET AIR

150 KV

STACK

FUEL

150 KV

COMBUSTOR
150 KV / 11 KV

Tower

GENERATOR
Step Up
Transformator

COMPRESSOR

TURBINE

11 KV

Kelebihan dan Kekurangan PLTG
Kelebihan:
 Proses instalasi yang mudah dan murah
 Start-up time yang cepat
 Tenaga darurat (back-up)
 Dapat menggunakan berbagai macam variasi
bahan bakar
 Ramah lingkungan
Kekurangan:
 Single-cycle memiliki efisiensi yang rendah