Saya mau share tentang gas turbine di Pembangkit Listrik Tenaga Gas - Mobile Power Plant / PLTG MPP Suge 1x25 MW di tempat saya bekerja. Semoga bisa menambah khasanah keilmuan teman-teman pembaca dan juga manfaat buat saya untuk me refresh pengetahuan yang sudah dipelajari. Pertama-tama saya akan membahas info gas turbine diluar dari manual, agar kita lebih familiar tentang apa yang kita bahas. Selanjutnya saya akan lebih ke penjelasan teknis.
Dalam gas turbin terdapat empat fase: (1) Kompresi Udara, (2) Pembakaran Bahan Bakar, (3) Ekspansi Udara, (4) Pembuangan Panas. Fase Kompresi Udara dan Fase Pembakaran Bahan Bakar terjadi pada bagian Gas Generator, Fase Ekspansi Udara terjadi pada bagian Power Turbine, dan Fase Pembuangan Panas terjadi pada Exhaust. Keempat fase ini juga bisa dijelaskan menggunakan diagram pressure vs volume atau diagram Temperature vs entropy seperti gambar di atas.
Sebelum membahas fase pertama dan kedua, perlu diketahui bahwa bagian Gas Generator engine terdiri dari tiga bagian lagi yaitu (1) High Pressure Compressor/HPC, (2) Combustor dan (3) High Pressure Turbine/HPT. Pada fase Kompresi Udara, udara dihisap oleh High Pressure Compressor kemudian dimampatkan sampai pressure ratio 23:1. Compressor memiliki 17 stage turbine dalam proses memampatkan udara. Setelah udara dimampatkan, udara disalurkan ke Combustor untuk masuk ke fase Pembakaran Bahan Bakar. Pada fase ini disemprotkan bahan bakar dan diberikan percikan listrik untuk memicu ledakan api. Fungsi dari ledakan api ini adalah menambahkan energi panas (Qin) pada engine. Gas panas dari combustor kemudian dialirkan ke High Pressure Turbine. Fungsi dari HPT adalah untuk memanfaatkan energi dari gas panas untuk memutar kembali Rotor HPC, karena Rotor HPT & Rotor HPC terhubung dalam satu shaft. Rotor HPC bisa berputar secara terus menerus tanpa motor listrik eksternal, selama supply bahan bakar tidak terputus. HPT terdiri dari dua stage turbine.
Gas Turbine LM2500+G4 SAC buatan GE (General Electric) adalah jenis gas turbine yang digunakan di PLTG MPP Suge 1x25 MW. Gas Turbine seri LM2500 adalah turunan dari gas turbine GE seri CF6 yang digunakan pada pesawat terbang. Untuk seri LM2500 aplikasinya khusus digunakan untuk industri pembangkit atau turboshaft kapal. Seri LM2500 tersedia beberapa versi: Generasi 1, 3, dan 4 dengan power output yang berbeda-beda. Untuk di PLTG MPP Suge menggunakan Generasi 4 yang terbaru dengan kekuatan 46,000 SHP (shaft horsepower).
Referensi: https://en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_LM2500, https://en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_CF6
 |
| Gambar 1. Empat Bagian Utama Gas Turbine LM2500+G4 |
Gas Turbine LM2500+G4 SAC terdiri dari empat bagian utama: (1) Gas Generator, (2) Power Turbine, (3) Exhaust, (4) Flexible Coupling. Keempat bagian engine tersebut memiliki fungsi yang spesifik masing-masing, dan berkaitan erat dengan siklus Brayton. Siklus Brayton adalah prinsip kerja dari gas turbine, kurang lebih seperti ini penjelasannya:
 |
| Gambar 2. Siklus Brayton pada Gas Engine |
Dalam gas turbin terdapat empat fase: (1) Kompresi Udara, (2) Pembakaran Bahan Bakar, (3) Ekspansi Udara, (4) Pembuangan Panas. Fase Kompresi Udara dan Fase Pembakaran Bahan Bakar terjadi pada bagian Gas Generator, Fase Ekspansi Udara terjadi pada bagian Power Turbine, dan Fase Pembuangan Panas terjadi pada Exhaust. Keempat fase ini juga bisa dijelaskan menggunakan diagram pressure vs volume atau diagram Temperature vs entropy seperti gambar di atas.
 |
| Gambar 3. Explode View Engine LM2500 |
Sebelum membahas fase pertama dan kedua, perlu diketahui bahwa bagian Gas Generator engine terdiri dari tiga bagian lagi yaitu (1) High Pressure Compressor/HPC, (2) Combustor dan (3) High Pressure Turbine/HPT. Pada fase Kompresi Udara, udara dihisap oleh High Pressure Compressor kemudian dimampatkan sampai pressure ratio 23:1. Compressor memiliki 17 stage turbine dalam proses memampatkan udara. Setelah udara dimampatkan, udara disalurkan ke Combustor untuk masuk ke fase Pembakaran Bahan Bakar. Pada fase ini disemprotkan bahan bakar dan diberikan percikan listrik untuk memicu ledakan api. Fungsi dari ledakan api ini adalah menambahkan energi panas (Qin) pada engine. Gas panas dari combustor kemudian dialirkan ke High Pressure Turbine. Fungsi dari HPT adalah untuk memanfaatkan energi dari gas panas untuk memutar kembali Rotor HPC, karena Rotor HPT & Rotor HPC terhubung dalam satu shaft. Rotor HPC bisa berputar secara terus menerus tanpa motor listrik eksternal, selama supply bahan bakar tidak terputus. HPT terdiri dari dua stage turbine.
Selanjutnya masuk ke fase ketiga, fase Ekspansi Udara terjadi di Low Pressure Turbine/LPT. Gas Panas dari HPT kemudian disalurkan ke LPT. Perlu diketahui HPT dengan LPT shaftnya terpisah/tidak terhubung, sehingga kecepatan rotor HPT bisa berbeda dengan LPT. Istilahnya HPT dengan LPT itu "aerodynamically coupled" artinya LPT berputar karena "ditiup" gas panas dari HPT.
Pada fase keempat yaitu Pembuangan Panas, terjadi di sistem Exhaust, dimana gas panas yang sudah dimanfaatkan energi nya untuk memutar turbin, dibuang langsung ke lingkungan. Pada fase ini energi yang tersimpan di gas panas sudah berada di luar sistem engine (Qout) dan tidak dimanfaatkan lagi. Artinya prinsip kerja energi pada PLTG adalah open-loop, berbeda dengan PLTGU yang prinsip kerja energinya closed-loop. Pada PLTGU gas panas dari emisi engine dimanfaatkan kembali untuk memanaskan boiler di Heat Recovery Steam Generator (HRSG), tetapi itu pembahasan diluar topik kali ini.
Fungsi utama Engine TM2500+G4 SAC pada sistem PLTG adalah sebagai "prime mover" alias penggerak awal untuk memutar rotor generator listrik. Generator listrik adalah suatu alat yang bisa mengubah energi mekanik menjadi energi listrik, tetapi generator listrik ini tidak bisa berputar sendiri. Generator membutuhkan prime mover untuk mendapatkan energi mekanik. Di PLTG MPP Suge 1x25 MW, Generator nya terhubung langsung dengan engine tanpa ada gearbox. Generator terhubung dengan engine bagian LPT menggunakan "High-Speed Flexible Coupling". Coupling ini terdiri dari forward adapter, dua flexible coupling, distance piece, dan aft adapter. Shaft LPT terhubung ke forward adapter, sedangkan shaft generator terhubung dengan aft adapter. Karena coupling yang digunakan jenis flexible bukan rigid, maka tidak bermasalah jika ada minor deviation pada alignment antara shaft Generator dengan shaft LPT.
Referensi: Manual System Package Description: TM2500 Engine
Pada postingan seri Engine berikutnya, kita akan membahas tentang sistem-sistem auxiliary yang mendukung engine bekerja, terimakasih sudah membaca dan jika ada yang ingin didiskusikan silakan komentar di bawah ya..!
Pada fase keempat yaitu Pembuangan Panas, terjadi di sistem Exhaust, dimana gas panas yang sudah dimanfaatkan energi nya untuk memutar turbin, dibuang langsung ke lingkungan. Pada fase ini energi yang tersimpan di gas panas sudah berada di luar sistem engine (Qout) dan tidak dimanfaatkan lagi. Artinya prinsip kerja energi pada PLTG adalah open-loop, berbeda dengan PLTGU yang prinsip kerja energinya closed-loop. Pada PLTGU gas panas dari emisi engine dimanfaatkan kembali untuk memanaskan boiler di Heat Recovery Steam Generator (HRSG), tetapi itu pembahasan diluar topik kali ini.
 |
| Gambar 4. High-Speed Flexible Coupling & Exhaust System |
Fungsi utama Engine TM2500+G4 SAC pada sistem PLTG adalah sebagai "prime mover" alias penggerak awal untuk memutar rotor generator listrik. Generator listrik adalah suatu alat yang bisa mengubah energi mekanik menjadi energi listrik, tetapi generator listrik ini tidak bisa berputar sendiri. Generator membutuhkan prime mover untuk mendapatkan energi mekanik. Di PLTG MPP Suge 1x25 MW, Generator nya terhubung langsung dengan engine tanpa ada gearbox. Generator terhubung dengan engine bagian LPT menggunakan "High-Speed Flexible Coupling". Coupling ini terdiri dari forward adapter, dua flexible coupling, distance piece, dan aft adapter. Shaft LPT terhubung ke forward adapter, sedangkan shaft generator terhubung dengan aft adapter. Karena coupling yang digunakan jenis flexible bukan rigid, maka tidak bermasalah jika ada minor deviation pada alignment antara shaft Generator dengan shaft LPT.
Referensi: Manual System Package Description: TM2500 Engine
Pada postingan seri Engine berikutnya, kita akan membahas tentang sistem-sistem auxiliary yang mendukung engine bekerja, terimakasih sudah membaca dan jika ada yang ingin didiskusikan silakan komentar di bawah ya..!
Comments
Post a Comment