Pusat Listrik Tenaga Gas Permasalahan Pada Pusat Listrik Tenaga Gas

Pusat Listrik Tenaga GasPermasalahan Pada Pusat Listrik Tenaga GasOleh kelompok 3 :Mohamad Javad Faruqi,M. Ridwan Gaffari,Fauzan Hadisyahputra,Hayatul Ilahi,Muhammad Jubbari Fikri,Nofri AffandiPusat Listrik Tenaga GasPembangkit listrik tenaga gas (PLTG) merupakan sebuah pembangkit energi listrik yang menggunakan peralatan /mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya.Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana dimana energi panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi mekanis dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik atau energi lainnya sesuai dengan kebutuhannya.

Prinsip KerjaPertama, turbin gas berfungsi menghasilkan energi mekanik untuk memutar kompresor dan rotor generator yang terpasang satu poros, tetapi pada saat start up fungsi ini terlebih dahulu dijalankan oleh penggerak mula (prime mover).Setelah kompresor berputar secara kontinu, maka udara luar terhisap hingga dihasilkan udara bertekanan pada sisi discharge (tekan) kemudian masuk ke ruang bakar. Kedua, proses selanjutnya pada ruang bakar, jika start up menggunakan bahan bakar cair (fuel oil) maka terjadi proses pengkabutan (atomizing) setelah itu terjadi proses pembakaran dengan penyala awal dari busi, yang kemudian dihasilkan api dan gas panas bertekanan. Gas panas tersebut dialirkan ke turbin sehingga turbin dapat menghasilkan tenaga mekanik berupa putaran. Selanjutnya gas panas dibuang ke atmosfir dengan temperatur yang masih tinggi. Proses seperti tersebut diatas merupakan siklus turbin gas, yang merupakan penerapan Siklus Brayton. Siklus tersebut dapat digambarkan sebagai berikut :Gambar 1 diagram P-v dan diagram T-s

Langkah 1-2 : Udara luar dihisap dan ditekan di dalam kompresor, menghasilkan udara bertekanan (langkah kompresi)Langkah 2-3: Udara bertekanan dari kompresor dicampur dengan bahan bakar, terjadi reaksi pembakaran yang menghasilkan gas panas (langkah pemberian panas)Langkah 3-4: Gas panas hasil pembakaran dialirkan untuk memutar turbin (langkah ekspansi)Langkah 4-1: Gas panas dari turbin dibuang ke udara luar (langkah pembuangan)

Permasalahan dalam pltgSecara umum ada beberapa permasalahan yang sering terjadi pada PLTG :1. Pengoperasian pembangkit LTG dalam waktu yang lama secara terus menerus, dengan kondisi lingkungan yang berdebu (lingkungan tropis) semakin mempercepat penurunan kinerja kompresor ditandai dengan menurunnya tekanan.Kinerja kompresor dapat menerun dikaranakan adnya kontaminan deposit yang menempel pada kompresor dan inlet guide vane. Semakin tebal deposit yang menempel semakin menurun unjuk kerja kompresor.2. Penurunan kinerja kompresor mengakibatkan penurunan output turbin gas, yang mana menjadikan kinerja turbin gas mejadi menurun. Dengan menurunnya kinerja kompresor dan turbin gas sangat mempegaruhi efisiensi pembangkit.Permasalahan tersebut diatas dapat ditanggulangi lagi dengan melakukan pembersihan pada kompresor (Compressor C leaning) atau pasir halus.

Dari segi operasi,Permasalahan yang sering terjadi dalam unit PLTG ini yaitu kegagalan start pada saat unit PLTG akan dioperasikan. Kegagalan start tersebut terjadi dikarenakan adanya kegagalan ataupun kerusakan pada komponen-komponen yang ada didalam unit PLTG. Dimana dampak dari kegagalan tersebut dapat menyebabkan unit PLTG mengalami trip dan tidak dapat melakukan produksi listrik. Dari sinilah timbul gagasan untuk melakukan evaluasi kinerja unit PLTG ini dari segi keandalannya.

Proses start-stop akan mempercepat proses kerusakan (keretakan), karena proses start-stop menyebabkan proses pemuaian dan pengerutan yang tidak kecil. Hal ini disebabkan sewaktu unit dingin, suhunya sama dengan suhu ruangan (sekitar 300C sedangkan sewaktu operasi, akibat terkena gas hasil pernbakaran dengan suhu sekitar 1.3000C.Gangguan pada generator dapat diklasifikasikan sebagai berikut :Gangguan Listrik (electric fault)Gangguan Mekanis/Panas (mechanical thermal fault)Gangguan Sistem (system fault)

Gangguan Listrik (electrical fault)Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul dan terjadi akibat gangguan padabagian listrik dari generator.Gangguanini meliputi :A. Hubung singkat tiga fasaB. Hubung singkat dua fasaC. Hubung singkat belitan statorke tanah (Statorground fault) Kerusakan pada gangguan dua fasa dapat diperbaiki dengan menyambung (laping)atau menggantisebagiandarikonduktor,tetapikerusakanakibat gangguan satufasaketanahyangbungaapidanmerusak isolasisertaintibesi. Kerusakan ini sangat fatal dan memerlukan perbaikan total.

7D. Hubung singkat belitan rotorhubung tanah (rotorground fault) Jikaterjadihubung singkat satu titikketanahbelummemberikanpengaruh terhadap roror, namun jika hubung singkat ketanah terjadi pada dua titik maka akan seolah-olah hubung sinkat antara dua belitan. Pengaruh dari hubung singkat dua titik adalah :Gaya tarik rotor menjadi tidak seimbang sehingga putarannya menjadi berayunMempercepat kerusakanbantalan.Bisa menyebabkan gesekan antara rotor dan stator, yang menyebabkanpemanasanpadabagianyangbergesek,sehinggadapatmeyebabkan sifatisolasi dari belitan stator berubah. Dan selanjutnya mentebabkan hubung singkat antarabelitan atau hung tanah pada statorE. Kehilangan arus eksitasi (loss excitation) Hilangnya arus eksitasi dapat menyebabkan putaran mesin menjadi naik dan mengubah fungsi generator sinkron menjadi generator induksi. Kondisi ini akan menyebabkan pemanasan lebih pada rotor akibat arus induksi yang bersirkulasipada rotor.F. Tegangan lebih (overvoltage) Tegangan yang berlebih yang melampaui dari batas maksimum yang diijinkan dapat menyebabkan kerusakan isolasi sari belitan stator dan berakibat pada hubung singkat antara belitan. Selain itu overvoltage dapat mengakibatkan terjadinya overspeed dan merusak pengatur tegangan otomatis (AVR).

2. Gangguanmekanis/panas (mechanicalorthermalfault)Jenis-jenis gangguan mekanis atau panas adalah :A. Generator berfungsi sebagai motorMotoring adalah peristiwa berubahnya fungsi generator menjadi motor akibat adanya daya balik (reverse power) Daya balik (reverse power) terjadi akibat turunnya daya masukan dari penggerakutama (prime mover). Sehingga torka listrik lebih besar dari torka mekanik, hal ini mengakibatkan terjadi perubahan bentuk dari sudu-sudu turbin (kavitasi sudu-sudu turbin).B. PemanasanlebihpadastatorPemanasan lebih pada stator meyebabkan : Kerusakanlaminasi Kendornya bagian-bagian tertentu pada generator seperti pasak pasak stator(stator wedges), terminal /ujung belitan dan sebagainya.C. Kesalahan paralel Kesalahan dalam memparalelkan generator karena syarat-syarat paralel tidakterpenuhi mengakibatkan kerusakan pada bagian poros dan kopling generatordan penggerak utama karena terjadinya momen puntir.D. Gangguan pada pendingin statorGangguan pada pendingin stator (pendingin dengan media udara, hydrogen atau air) menyebabkan kenaikan suhu belitan stator dan berakibat pada isolasi belitan.3. Gangguan sistem (system fault)Gangguan pada system yang berakibat pada generator yaitu : Terjadinya pelepasan beban secara mendadak ;Terjadinya gangguan hubung singkat baik itu tiga fasa, dua fasa, dua fasa ketanah, satu fasa ketanah dan open circuit menyebabkan bekerjanya relayproteksidanberakibatpadapelepasanbeban.Pelepasanbebanmengakibatkandaya yang dibangkitkan lebih besar dari daya yang beban, akibatnya torkamekanik lebih besar dari torka listrik sehingga frekuensi dan tegangan generatormenjadi naik. Lepas sinkron (loss of syncronization)Apabila kondisi pada point a. berlanjut terus maka akan mengakibatkan ketidakstabilan sistem. Hal ini mengakibat stress pada belitan generator dan gaya punteryang berfluktuasi dan beresonansi, sehingga akan merusak turbine darigenerator. Pada kondisi ini Generator harus dilepas dari sistem.

KERUSAKAN PADA ACCESSORY GEAR DAN SOLUSINYA.Accessory Gear adalah alatbantu pada turbin gas yang fungsinya sebagai penggerak untuk beberapaperalatan bantu lainnya, seperti Main Oil Pump, Mainhydraulic Pump, Main Atomizing Compressor maupun Main FuelPump.

1. over heatingNoHal yang harus diperiksaSolusi1Kinerja pendingin minyak pelumasPeriksa peralatan Oil Cooler, periksa venting udara pada Oil Cooler. Suhu minyak pelumas yang masuk kedalam unit harus sekitar 120 f. 2Periksa level minyakPastikan minyak pelumas telah terisi hingga level yang telah ditentukan. 3Apakah bearing terpasang dengan benar?Bearing tidak boleh terjepit. Bearing harus memiliki clearens yang sesuai.4Grade of oilOil harus memiliki grade sesuai dengan petunjuk dari manufaktur. Jika terjadi kesalahan penggunaan minyak lakukan penggantian. 5Kondisi minyak pelumasPeriksa tentang kemungkinan terjadinya oksidasi, kotor atau terdapatnya lumpur pada minyak, ganti minyak pelumas dan bersihkan filter.6Periksa system pelumasanPastikan pompa minyak berfungsi dengan baik. Pastikan pemipaan yang dilalui pelumas bersih. 7Coupling Alignment.periksa alignment. Lakukan alignment ulang sesuai kebutuhan.

2. Kegagalan Bearing

Gambar kerusakan bantalanbearing

NoHal yang harus diperiksaSolusi1Terjadi ketidakseimbangan (unbalance)Kurangi kondisi unbalance, catatan: Pengantian kopling membutuhkan balancing ulang.2Kecepatan putar yang berlebihanKurangi kecepatan atau ganti sistem penggerak sehingga didapatkan kecepatan yang sesuai.3Coupling AlignmentPeriksa alignment. Lakukan alignment ulang sesuai kebutuhan.4Jarak antar Coupling Atur jarak (gap) antar kopling setiap peralatan untuk mengurangi end pressure pada poros. Ganti kopling dengan jenis yang sesuai untuk mendapatkan jarak (gap) yang cukup.5Apakah bearing terpasang dengan benar?Bearing tidak boleh terjepit. Bearing harus memiliki clearens yang sesuai. Setiap poros harus dapat berputar dengan bebas saat tidak ter-couple.6Pelumas BearingPeriksa pelumasan bearing, pelumasan yang tidak benar menyebabkan keausan.7Bearing terkena abrasiBersihkan menyeluruh dan tambahkan minyak pelumas baru.3. Keausan Gear

Gambar kerusakan gear

NoHal yang harus diperiksaSolusi1Misalignment pada gearPeriksa kontak antar gear.2Housing mengalami distorsi bentukPeriksa kondisi shim (landasan) atau kekakuan pondasi3Periksa level minyakPastikan minyak pelumas telah terisi hingga level yang telah ditentukan.4Apakah bearing terpasang dengan benar?Bearing tidak boleh terjepit. Bearing harus memiliki clearens yang sesuai. Setiap poros harus dapat berputar dengan bebas saat tidak ter-couple.5Grade of oilOil harus memiliki grade sesuai dengan petunjuk dari manufaktur. Jika terjadi kesalahan penggunaan minyak lakukan penggantian.6Kondisi minyak pelumasPeriksa tentang kemungkinan terjadinya oksidasi, kotor atau terdapatnya lumpur pada minyak, ganti minyak pelumas dan bersihkan filter.7Periksa sistem pelumasanPastikan pompa minyak berfungsi dengan baik. Pastikan pemipaan yang dilalui minyak bersih. Periksa nozzle, dan filter untuk memastikan bebas dari halangan.SaranSaran yang dapat diberikan sehubungan dengan kendala-kendala dalam tahappelaksanaan pembangunan danpengoperasiannya adalah sebagai berikut:1.Penetapan lokasi/lahan pembangunan pembangkit seperti PLTG sebaiknya pada area kosong sehingga pada saat transportasi peralatan dan pemasangan tidakmendapat hambatan berarti.2.Lokasi yang berdampingan seperti halnya PLTU dan PLTG Tello Makassarmenyebabkan reposisi pipa intake PLTU. Oleh karenanya, sebaiknya menjadipertimbangan seksama sebelumpelaksanaan pembangunannya3. Saat dilakukan pemeriksaan, hal-hal yang perlu mendapat perhatian khusus adalah bagian-bagian yang terkena aliran gas hasil pembakaran yang suhunya mencapai 1.300 0C, seperti: ruang bakar, saluran gas panas (hot gas path),dan sudu-sudu turbin. Bagian-bagian ini umumnya mengalami kerusakan (retak) sehingga perlu diperbaiki (dilas) atau diganti.