steam turbine generator

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1            Data dan Hasil Perhitungan Steam Turbine Generator (STG)

4.1.1            Data Performance Test STG

            Berdasarkan hasil performance test pada Steam Turbine Generator 51-G-101 A/B/C/D/E yang dilakukan tanggal 21 Januari 2011 di Unit Utilitas Pertamina RU VI Balongan, maka diperoleh data kondisi operasi dan daya yang dihasilkan, ditabulasi pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data Hasil Performance Test STG (51-G-101 A/B/C/D/E)

Jenis STG 51-G-101 A/B/C/D/E		P inlet (kPa)	Steam Flow (kg/jam)	T inlet (0C)	Power (kW)
STG A (GE = 0)	12 MW	59700	4190,350	370	12030
	14 MW	70300	4179,563	370	14010
	16 MW	81000	4171,718	370	16222
	18 MW	90000	4167,795	370	18030
STG B (GE = 0)	12 MW	61900	4138,375	370	11900
	14 MW	72200	4132,491	370	14160
	16 MW	81900	4124,646	370	16060
	18 MW	91200	4116,801	370	17900
STG C (GE = 0)	12 MW	58100	4185,447	370	12080
	14 MW	68500	4168,776	370	14010
	16 MW	77200	4157,008	370	15910
	18 MW	87000	4145,240	370	18000
STG D (GE = 0)	12 MW	56300	4223,692	370	12040
	14 MW	65200	4214,867	370	14000
	16 MW	74200	4211,925	370	15910
	18 MW	83500	4203,099	370	17990
STG E (GE = 0)	12 MW	63000	4099,149	373	12070
	14 MW	74000	4099,149	373	14120

Keterangan : GE = Generator Extraction

                Untuk STG E maksimal power yang dapat dihasilkan (load maximal) = 14 MW

              Data pada Tabel 4.1 digunakan untuk menghitung nilai efisiensi yang akan dijadikan parameter dalam menunjukkan kinerja STG aktual.

4.1.2              Hasil Perhitungan Efisiensi STG

                            Setelah dilakukan perhitungan, maka didapatkan hasil berupa nilai efisiensi turbin dan theoritical steam rate (TSR) dari masing-masing STG. Tabel 4.2 menunjukkan nilai efisiensi turbin pada performance test STG

Tabel 4.2 Nilai Efisiensi Turbin pada Performance Test STG

Jenis STG (51-G-101 A/B/C/D/E)		Actual Steam Rate	Theoritical Steam Rate	Efisiensi Turbin (%)
		(kg/kW.jam)	(kg/kW.jam)
STG Desain (GE = 0)	22 MW	97.000	78799,990	80,237
STG A  (GE = 0)	12 MW	59700	43166,776	72,306
	14 MW	70300	51435,204	73,165
	16 MW	81000	60431,244	74,606
	18 MW	90000	67833,338	75,370
STG B (GE = 0)	12 MW	61900	41478,424	67,009
	14 MW	72200	47582,457	65,904
	16 MW	81900	54913,636	67,050
	18 MW	91200	62660,915	68,707
STG C (GE = 0)	12 MW	58100	42523,275	73,190
	14 MW	68500	50008,689	73,005
	16 MW	77200	57456,068	74,425
	18 MW	87000	65780,406	75,610
STG D (GE = 0)	12 MW	56300	40722,369	72,331
	14 MW	65200	47376,006	72,663
	16 MW	74200	53842,626	72,564
	18 MW	83500	61953,028	74,195
STG E (GE = 0)	12 MW	63000	43897,645	69,679
	14 MW	74000	52244,376	70,601

Keterangan : GE = Generator Extraction

          Berdasarkan data hasil perhitungan efisiensi pada Tabel 4.2, dapat diketahui bahwa kebutuhan steam untuk mengoperasikan STG sudah melebihi dari kebutuhan steam teoritis. Hal ini terjadi karena suatu STG tidak dioperasikan dalam kondisi isentropik, dimana keadaan tersebut merupakan kondisi ideal suatu sistem turbin. STG secara aktual dioperasikan pada keadaan adiabatik ireversibel. Oleh karena itu, terdapat perbedaan jumlah kebutuhan steam aktual dengan teoritis. Perbedaan tersebut akan menunjukkan seberapa besar kinerja dari suatu STG yang biasa dikenal dengan sebutan efisiensi. Terdapat dua jenis efisiensi pada suatu sistem turbin, yaitu efisiensi termal dan efisiensi turbin.

            Untuk meninjau lebih jauh mengenai kinerja STG pada Unit 51 RU VI Balongan, maka parameter yang dapat dijadikan indikator adalah perbandingan nilai efisiensi aktual dan desain serta perbandingan kebutuhan steam aktual dengan kebutuhan steam desain.

 Steam Turbine Generator (STG) 51-G-101 A/B/C/D/E) merupakan unit pembangkit listrik tenaga uap yang dioperasikan pada Unit Utilitas (Unit 51) Pertamina RU VI Balongan. Alat ini berfungsi memproduksi energi listrik untuk menyuplai seluruh kebutuhan operasional kilang Balongan. Umpan STG adalah High Pressure Steam (HPS) yang diperoleh dari unit boiler.

Berikut grafik 4.1 menunjukkan hubungan kebutuhan steam dengan daya/power yang dihasilkan pada masing-masing STG.

             Berdasarkan Gambar 4.1 dapat diketahui bahwa pada saat STG dioperasikan tanpa ada steam yang diekstrak (Generator Extraction = 0), kebutuhan steam untuk mengoperasikan STG A,B,C,E pada kondisi aktual lebih besar dari pada kebutuhan steam pada kondisi desain.

             Hal yang tidak berbeda jauh juga terjadi pada STG yang didalamnya dilakukan proses ekstraksi steam. Proses ekstraksi ini dilakukan untuk mendapatkan MPS (Medium Pressure Steam) yang dibutuhkan untuk unit-unit lainnya. Jumlah steam yang terekstrak bervariasi, yaitu mulai dari 10 hingga 30 ton/jam. Khusus untuk STG E RU VI Balongan, load/power maksimal yang dapat dioperasikan adalah sebesar 18 MW. Hal itu dikarenakan adanya keterbatasan kondisi pada STG tersebut.

             Berdasarkan hasil perhitugan pada Tabel 4.2 dapat diketahui bahwa efisiensi rata-rata turbin aktual (71,791%) lebih kecil dari efisiensi turbin desain (81,237%). Angka tersebut menunjukkan terjadinya penurunan jumlah energi yang dimanfaatkan secara efektif oleh sudu turbin untuk menghasilkan energi listrik yang berarti kinerja/performanya telah mengalami penurunan. Penurunan kinerja STG juga didukung oleh data bahwa untuk menghasilkan power sebesar 18 MW dengan ekstraksi steam sebesar 30 ton/jam, jumlah kebutuhan steam aktual (113.350 kg/kW.hr) lebih besar dari jumlah kebutuhan steam desain (117.772 kg/kW.hr).

             Hal yang dapat menyebabkan penurunan kinerja STG pada Unit Utilitas di RU VI Balongan terdiri dari dua faktor utama, yaitu faktor eksternal dan internal. Faktor eksternal mengacu pada kualitas steam yang masuk kedalam turbin sementara faktor internal mengacu pada penurunan perubahan entalpi (∆H) uap yang berhubungan langsung dengan penurunan tekanan steam pada saat masuk.