PLTG

Dari singkatannya, sudah jelas, PLTG adalah Pembangkit Listrik Tenaga Gas. Banyak orang mengira PLTG adalah Pembangkit Listrik yang bahan bakarnya adalah gas. Bahkan beberapa teman yang nyata-nyata berasal dari Teknik Mesin dan Elektro juga berpendapat demikian . Tentu saja gas disini maksudnya merujuk pada gas alam. Benarkah?

Tidak sepenuhnya benar dan tidak sepenuhnya salah. Disini perlu dijelaskan bahwa salah besar jika menyebut jenis sebuah pembangkit listrik berdasarkan pada bahan bakarnya. Pada pembangkit, dua komponen yang paling utama dalam menghasilkan listrik adalah dua, mesin penggerak (biasanya berupa turbin atau motor pada pembangkit diesel) dan generator. Di semua jenis pembangkit listrik mulai dari PLTU, PLTA, PLTG, PLTP, PLT Angin, PLT Matahari, dll mempunyai turbin dan generator. Generator adalah penghasil listrik. Generator menghasilkan listrik karena berputar sehingga menghasilkan beda potensial pada medan magnetnya. Generator berputar karena Turbin berputar. Turbin dan generator adalah dua benda dengan satu poros yang sama, jadi jika turbin berputar otomatis generator berputar. Pertanyaan paling akhir, Apa yang membuat turbin berputar? Nah itu tergantung jenis pembangkit. Kalau PLTU ya berarti yang memutar turbin adalah uap. Kalau PLTA ya berarti air. Kalau PLT Angin ya berarti angin. Nah kalau PLTG ya berarti gas.

Oke, ini penjelasannya. Gas yang dimaksud disini, yang memutar turbin PLTG bukanlah murni gas alam, melainkan gas hasil sebuah proses pembakaran. Perlu diketahui, bahan bakar PLTG tidak hanya gas alam saja, tetapi bisa menggunakan BBM misalnya HSD (High Speed Diesel) ataupun MFO (Marine Fuel Oil). Lho kok bisa? Penjelasan lebih lengkap ada pada siklus PLTG dibawah ini.

Siklus PLTG dimulai dari pengambilan udara oleh compressor. Dalam compressor ini udara diolah sehingga tekanannya naik. Udara ini dimasukkan kedalam Combustion atau ruang bakar bersama dengan bahan bakar (gas / bbm). Pembakaran menghasilkan gas bertekanan dan bersuhu tinggi (Suhu sekitar 2000 derajat celcius). Gas bertekanan inilah yang memutar turbin gas (Nah sudah jelaskan, apa yg dimaksud dengan “gas”). Turbin berputar, generator ikut berputar dan listrik pun dihasilakn. Setelah memutar turbin, gas tersebut dibuang di atmosfer. Siklus selesai.

Sesederhana ini? Ya, siklus PLTG memang sederhana. Selain sederhana, satu unit PLTG juga tidak memakan tempat terlalu luas. Proses pembangunannya juga relatif lebih cepat daripada unit pembangkit lain. Biaya pembangunannya pun relatif juga lebih murah. Hanya saja karena bekerja pada suhu dan tekanan tinggi, komponen-komponen dari PLTG yang disebut Hot Parts menjadi cepat rusak sehingga memerlukan perhatian yang serius. Belum lagi hot parts tersebut kebanyakan berharga sangat mahal sehingga biaya pemeliharaan PLTG sangat besar.

Kembali pada siklus PLTG, siklus PLTG yang seperti ini sering disebut Open Cycle. Gas hasil pembakaran, masuk turbin, lalu dibuang. Suhu dan tekanan gas yang dibuang biasanya masih cukup tinggi. Berkisar antara 500 derajat celcius sehingga sebenarnya sayang jika langsung dibuang. Harusnya gas sepanas itu bisa untuk menguapkan air, lalu uapnya bisa digunakan untuk memutar turbin. Nah, atas pemikiran seperti itulah, muncul yang namanya PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap).

 
 

Siklus kerja awal sama seperti PLTG. Udara masuk melalui compressor. Tekanan dan suhunya dinaikkan, lalu dibakar bersama bahan bakar. Gas hasil pembakaran ini digunakan untuk memutar turbin. Setelah memutar turbin, gas buang ini masuk pada sebuah unit yang disebut HRSG (Heat Recovery Steam Generator). Pada PLTU, fungsi HRSG ini hampir sama dengan boiler. Hanya saja jika boiler terjadi proses pembakaran secara langsung, sedangkan pada HRSG yang terjadi hanya proses perpindahan panas memanfaatkan gas buang. Dari HRSG dihasilkan uap kering yang akan memutar turbin uap. Setelah memutar turbin, uap air diembunkan oleh kondensor dan masuk kembali ke hotwell.

Siklus kerja PLTGU seperti diatas sering juga disebut Combined Cycle. Dengan PLTGU maka biaya produksi listrik menjadi efisien. Tanpa perlu mengeluarkan biaya bahan bakar lagi, unit ini sanggup untuk menghasilkan listrik lagi. Nilai produksinya pun cukup besar. Daya maksimal yang bisa dihasilkan dari pemanfaatan gas buang ini bisa mencapai 60 % dari daya yang dihasilkan oleh turbin gas. Jadi permisalan, jika gas turbin menghasilkan listrik 100 MW, maka gas buang yang dimanfaatkan tadi bisa memproduksi listrik tambahan melalui turbin uap sebanyak 60 MW. Sungguh sangat efisien bukan?

PLTGU Muara Karang sendiri mengoperasikan PLTGU 1 blok yang terdiri dari 3 PLTG, 3 HRSG dan 1 Turbin Uap dengan kapasitas terpasang sekitar 500 MW. Masing-masing 108 MW untuk tiap-tiap PLTG (jadi total 324 MW) dan 180 MW untuk PLTU.

Proses Pembangkitan Listrik Tenaga Gas

Starting motor yang seporos dengan turbin gas, generator, dan kompresor berputar sehingga kompresor menghisap udara. Selanjutnya, udara kompresi tersebut bercampur dengan bahan bakar dan dikabutkan dengan bantuan nozzle menuju ruang bakar. Lalu, dengan bantuan percikan api dari igniter, terjadilah pembakaran yang menghasilkan aliran gas panas dengan tekanan dan temperatur tinggi. Aliran gas panas ini memutar turbin hingga putaran 3000 rpm (rated speed) sehingga generator akan menghasilkan listrik

                            Proses Produksi PLTG 

• Komponen Pendukung Siklus Brayton pada PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas):

1       1 )      Transfer pump, pompa yang berfungsi untuk memindahkan fluida yang berupa HSD oil dari tank menuju ruang bakar.

2          2 )      Kompressor, mengambil udara atmosfer dan merubahnya menjadi udara bertekanan tinggi untuk  membantu proses pembakaran di ruang bakar.Kompresor terdiri dari intake air filter, Inlet Guade Van (IGV), sudu-sudu tetap dan sudu-sudu jalan yang berjumlah 19 stages. Adapun fungsinya untuk menarik udara luar masuk ke ruang bakar sebagai proses pembakaran dan media pendingin. 

3)      Combustion Chamber, ruang bakar yang berfungsi sebagai tempat pembakaran bahan bakar pada system turbin gas.

4)      Turbine, gas turbin yang berfungsi untuk mengekspansi gas panas hingga menghasilkan energi mekanis untuk menggerakkan generator.

5)      Generator, berfungsi untuk menghasilkan energi listrik.

• System Pendukung Gas Turbin  :

1)            Fuel Oil System (Sistem Bahan Bakar)

HSD Oil (High Speed Diesel) digunakan sebagai bahan bakar pada sistem pembakaran pada PLTGU ini. Sistem pembakaran tersebut dimulai dari tangki penampungan (HSD Oil Tank) yang dipompa menggunakan Transfer Pump dengan melalui flowmeter untuk perhitungan pemakaiannya. Selanjutnya untuk mendapatkan hasil pembakaran menjadi lebih sempurna diperlukan tekanan cukup besar, untuk mendapatkan hasil tersebut digunakan Main Oil Pump yang terpasang dan berputar melalui hubungan poros turbin gas dengan Accesories Gear atau Load Gear. Untuk mengatur jumlah aliran bahan bakar yang masuk ke ruang bakar diatur dengan Control Valve (CV), selanjutnya aliran bahan bakar tersebut dikontrol lagi oleh kombinasi dari Primary Fuel Throttle Valve dan Secondary Fuel Throttle Valve.

2)            Lube Oil System (Sistem Pelumasan)

Sistem pelumasan digunakan untuk melumasi bearing turbin gas, bearing generator, dan juga untuk menyuplai minyak untuk sistem hidraulik pada main stop pump (AOP). Main stop pump (AOP) distart untuk menyuplai minyak dalam bearing turbin gas dan generator, untuk selanjutnya turbin gas diputar pada putaran turning gear pada putaran ± 3 rpm. Hal ini bertujuan agar start up gaya geser (friction force) yang terjadi diantara metal bearing dengan poros turbin gas dan generator dapat dikurangi. Setelah turbin gas mulai start dan putaran mulai naik sampai putaran nominalnya, maka supply minyak pelumasan diambil alih dari AOP ke Main Lube Oil Pump (MOP). Dimana, Main Lube Oil Pump ini diputar melalui hubungan antara Accessories gear atau Load gear dengan poros turbin.

3)            Hydroulic System (Sistem Hidraulik)

Sistem hidraulik digunakan untuk menggerakkan Main Stop Valve. Dan valve bahan bakar HSD (147 A&B) (135 A) dan valve bahan bakar gas (170)&(165).Dimana Main Stop Valve berfungsi untuk menghentikan laju aliran bahan bakar minyak saat unit terjadi gangguan dan atau untuk membuka saluran bahan bakar pada sistem pemipaan bahan bakar. Mekanisme pengoperasian (membuka dan menutup) Main Stop Valve diperlukan hydroulic system dengan minyak bertekanan, dimana supply minyak hidraulik diambil dari pipping system pelumas turbin gas.

4)            Cooling System (Sistem Pendingin)

Tingginya temperatur minyak pelumas setelah digunakan melumasi bearing turbin dan bearing generator akan masuk ke lube oil cooler untuk didinginkan oleh sistem pendingin minyak pelumas dengan media pendinginnya adalah air. Setelah digunakan sebagai media pendingin minyak pelumas, air tadi akan berubah menjadi bertemperatur tinggi kemudian akan didinginkan di dalam ACWC (Air Cooler Water Cooler) yang sistemnya mirip dengan radiator.

5)            Starting System (Sistem Start)

Peralatan Start (Starting System) di dalam turbin gas digunakan sebagai penggerak mula, hal ini diperlukan karena pada saat start kondisi turbin masih belum mampu menggerakkan generator dan kompressor dikarenakan belum terjadinya pembakaran. Starting turbin gas memerlukan momen yang besar karena berat dari turbin dan generator sehingga dipasang pony motor yang di pasang secara seri dengan staring motor. Mula-mula starting device dioperasikan untuk menggerakkan turbin gas dan  generator. Pada putaran tertentu, kompressor telah menghasilkan udara bertekanan, dan pembakaran dilakukan di ruang bakar. Gas hasil pembakaran tersebut dapat menggerakkan turbin. Jika hal itu tercapai, maka starting device dilepas dari poros turbin dan generator.

Bahan bakar untuk pengoperasian PLTG      

Bahan bakar yang digunakan berupa solar (HSD atau High Speed Diesel) dialirkan dari kapal tanker ke dalam rumah pompa BBM HSD kemudian dipompa lagi dengan pompa bahan bakar untuk dimasukkan dalam ruang bakar sehingga menghasilkan energi pemutar turbin gas. Penggerak awal turbin gas sebelum digerakkan oleh energi gas hasil pembakaran adalah motor listrik (starting motor) yang berfungsi memutar kompresor sebagai penghisap udara luar.