Februari 4, 2013

Sistem Utama sebuah Pusat Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG)

Posted in Catatan Seorang Engineer pada 9:19 pm oleh syofuan

“…dari satu sisi di timur pulau Sumatera, di tepian sungai Mandau, Bengkalis, Riau..22 September 2013(R.1)…”

Setelah sekilas mengenal sistem-sistem yang menjadi penunjang (balance of plant – BoP) pada sebuah PLTMG, sekarang saatnya sedikit menelisik mengenai sistem utama (main system) dari sebuah PLTMG. Sistem utama ini biasanya disuplai oleh pabrikan Mesin Gas (Gas Engine manufacturer). Sistem utama ini meliputi gabungan antara pekerjaan makanikal-elektrikal-instrumen dan kontrol.

Pekerjaan mekanikal dari sistem utama ini, bisa dikelompokkan menjadi beberapa bagian, antara lain:

  1. Sistem Bahan Bakar (Fuel System),
  2. Sistem Pelumas (Lubrication System),
  3. Sistem Pendingin (Cooling System),
  4. Sistem Udara Mesin (Engine Air System),
  5. Sistem Udara Terkompresi (Compressed Air System),
  6. Sistem Pemipaan (Piping System), dan
  7. Unit Mesin Gas (Gas Engine unit).

Pekerjaan elektrikal, dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, yaitu:

  1. Pekerjaan Instalasi Listrik dan Penerangan
  2. Pekerjaan Elektrikal Sistem Bahan Bakar
  3. Pekerjaan Eletrikal Sistem Pelumas,
  4. Pekerjaan Elektrikal Sistem Pendingin,
  5. Pekerjaan Elektrikal Sistem Udara Mesin,
  6. Pekerjaan Elektrikal Sistem Udara Terkompresi,
  7. Pekerjaan Elektrikal Sistem Perlindungan dari Kebakaran,
  8. Unit Generator Black Start,
  9. Unit Auxiliary Transformer (UAT) & Generator Transformer (GT),
  10. Unit Generator Engine,
  11. Sistem Pentanahan dan Penyalur Petir (Grounding & Lightning Protection System),
  12. Sistem DC (DC System), dan
  13. Sistem Proteksi.

Pekerjaan instrumentasi-kontrol adalah pekerjaan penunjang dari pekerjaan mekanikal dan elektrikal dengan bantuan alat-alat ukur dan kontroler, sehingga unit PLTMG bisa berfungsi dengan baik dan lebih mudah dalam pengoperasiannya. Adapun jika dikelompokkan, pekerjaan instrumentasi-kontrol adalah sebagai berikut:

  1. Pekerjaan Instalasi Intrumen Lapangan dan Komunikasi Data (Field Instrument & Data Communication System),
  2. Pekerjaan Instrumen Sistem Bahan Bakar
  3. Pekerjaan Instrumen Sistem Pelumas,
  4. Pekerjaan Instrumen Sistem Pendingin,
  5. Pekerjaan Instrumen Sistem Udara Mesin,
  6. Pekerjaan Instrumen Sistem Udara Terkompresi,
  7. Pekerjaan Instrumen Sistem Kelistrikan,
  8. Pekerjaan Pendeteksi Kebakaran (Fire & Gas Detection and Alarm System),
  9. Pekerjaan Closed Circuit Tele Vision (CCTV),
  10. Pekerjaan Sistem Telepon Internal (Plant Internal Telephone System – PABX)
  11. Pekerjaan Instrumentasi-Kontrol Unit Mesin Gas (Gas Engine Intrument & Control System), dan
  12. Sistem Kontrol (Control System),

Pekerjaan Mekanikal

1.  Sistem Bahan Bakar (Fuel System)

PLTMG di Indonesia umumnya menggunakan mesin dengan dua bahan bakar, baik dengan konfigurasi dual-fuel, ataupun bi-fuel. Karena umumnya mesin yang dipakai menggunakan dua (2) bahan bakar, oleh karena itu sistem bahan bakarnya juga harus bisa mengakomodir kedua bahan bakar tersebut. Bahan bakar yang umumnya digunakan adalah gas alam (natural gas) dan minyak diesel (HSD/MFO).

Bahan bakar gas umumnya didapatkan dari stasiun gas terdekat. Sebelum masuk ke area pembangkit, gas dari sumber ini dilewatkan area pembersih terlebih dahulu, atau yang lebih sering kita kenal dengan istilah Scrubber. Pada area ini, gas umumnya dipersiapkan baik dari sisi kebersihan, kadar air, ataupun tekannya, agar dapat/siap jika diumpankan langsung ke unit mesin gas.

Sebelum diumpankan langsung ke dalam mesin, gas disaring lagi menggunakan sebuah filter. Umumnya posisi filter ini akan duduk bersama beberapa instrumen lapangan (field instrument) yang tergabung dalam sebuah modul gas (gas module), yang tugas utamanya adalah untuk pengaturan volume, keamanan sistem dan untuk memastikan bahwa gas siap diumpankan ke mesin.

Bahan bakar minyak diesel biasanya digunakan untuk dua (2) fungsi, yaitu untuk bahan bakar awalan (pilot fuel) dan bahan bakar utama (main fuel). Fungsi bahan bakar utama (main fuel) digunakan jika dan hanya jika mesin gas dioperasikan menggunakan bahan bakar minyak solar sebagai bahan bakar utamanya, atau pada kondisi mesin sebelum switch-over bahan bakar ke sistem gas. Sedangkan fungsi sebagai bahan bakar awalan (pilot fuel) akan selalu digunakan pada setiap upaya operasi mesin (starting & operation engine).

Sebelum diumpankan ke dalam mesin, bahan bakar minyak akan disaring terlebih dahulu menggunakan sebuah filter. Posisi filter bisa berada sebelum mesin, ataupun digabung dalam sebuah modul pada posisi dekat dengan pompa pengumpan (feed pump).

Bahan bakar solar yang ada saat ini umumnya sudah baik, sehingga tidak diperlukan pengolahan lebih lanjut menggunakan fasilitas pengolahan bahan bakar minyak (advance fuel oil treatment plant).

  Sistem Bahan bakar R.1

Gambar 1. Skematik sistem bahan bakar pada PLTMG

2.  Sistem Pelumas (Lubrication System)

Pelumas sangat penting bagi sebuah mesin. Dengan adanya pelumas, gesekan bisa dikurangi dengan cukup signifikan. Selama operasi, jumlah pelumas dalam mesin mengalami sedikit pengurangan dan bekerja dalam siklus tertutup.

Karena melindungi bagian mesin dari gesekan secara lagsung, pelumas memiliki temperatur yang cukup tinggi. Untuk mengembalikan temperaturnya ke keadaan normal, digunakan bantuan alat penukar panas (heat exchanger), yang menukar panas dari pelumas ke air pendingin. Selanjutnya air pendingin yang telah naik temeraturnya ini, didinginkan kembali dengan bantuan radiator.

Pada saat mesin mengalami perawatan (maintenance), pelumas yang masih baik kondisinya dapat dipompa dan dikumpulkan ke dalam tangki pelumas servis (service lube oil tank). Harapannya, pelumas ini bisa dipergunakan kembali setelah mesin melakukan perawatan.

Pelumas-pelumas yang tertumpah di ruang mesin utama (engine hall) dan ceceran bahan bakar minyak (HSD/MFO/LFO) akan dikumpulkan pada bak penampung (drain pan) yang ada di masing-masing modul dan selanjutnya dipompa untuk ditampung dalam tangki bahan limbah (sludge tank). Sisa-sisa pelumas dan minyak yang ditampung dalam tangki bahan limbah selanjutnya akan dikirim ke tempat penampungan dan pengolahan bahan limbah berbahaya terdekat, dengan menggunakan mobil truk pengangkut.

Sebelumnya diumpankan ke dalam mesin dan turbocharger, pelumas akan disaring terlebih dahulu menggunakan sebuah filter. Umumnya posisi filter ini akan duduk bersama beberapa instrumen lapangan (field instrument) yang tergabung dalam sebuah modul pelumas (lube oil module).

Sistem Pelumas R.1

Gambar 2. Skematik sistem pelumas pada PLTMG

 

3.  Sistem Pendingin (Cooling System)

Sistem pendingin utama pada sebuah Pusat Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG) biasanya berupa instalasi tower pendingin (cooling tower) ataupun berupa radiator. Kedua peralatan tersebut berfungsi untuk menurunkan temperatur air pendingin (cooling water) yang dipergunakan untuk mendinginkan bagian mesin gas, pelumas dan turbocharger.

Baik tower pendingin ataupun radiator, untuk proses pendinginannya, umumnya menggunakan metode penggerak paksa (forced draft), yang dapat berupa kipas pendingin (cooling fan). Pilihan ini cukup masuk akal dalam rangka memperkecil biaya investasi awal, yaitu dengan cara mengurangi luas lahan dan biaya konstruksi, bila dibandingkan dengan menggunakan alat serupa dengan metode penggerak alami (natural forced).

Sumber air untuk sebuah PLTMG dapat berupa air baku yang bisa berasal dari laut, sungai dan sumur dalam (deep well) yang sebelumnya diolah melalui sebuaah sistem pengolahan air, ataupun berupa air olahan yang berasal dari perusahaan pengelola air setempat.

Walaupun air dalam sistem pendingin ini bekerja dalam siklus tertutup, akan tetapi selama operasi tetap ada sebagian kecil air yang menguap. Untuk itu tetap diperlukan penambahan air, untuk menjaga agar unjuk kerja sistem dapat tetap dijaga.

Untuk meningkatkan unjuk kerja dan umur dari peralatan, lebih disarankan jika dalam periode operasional, digunakan air olahan dengan kualitas yang baik, sedikit penambahan inhibitor kimia untuk mencegah lumut dan karat, serta perawatan yang teratur.

Sistem Pendingin

Gambar 3. Skematik sistem pendingin pada PLTMG

4.  Sistem Udara Mesin (Engine Air System)

Sistem udara untuk mesin gas, secara kasar dapat dikelompokkan menjadi dua (2) bagian, yaitu : sistem udara pembakaran (charge air) dan sistem udara sisa pembakaran (exhaust air).

Sistem udara pembakaran (charge air) adalah sistem yang mengatur banyaknya udara yang dibutuhkan oleh mesin, termasuk menyesuaikan spesifikasinya agar sesuai dengan kebutuhan mesin.

Sebelum masuk kedalam mesin, dilakukan penyaringan (filtration) terhadap debu dan kotoran dan reduksi level kebisingan (noise level). Selanjutnya, untuk meningkatkan efisiensi mesin, udara sebelum memasuki ruang bakar akan ditingkatkan tekananan dan temperaturnya agar sedekat mungkin kepada tekanan dan temperatur bakarnya. Untuk itu, digunakan alat bantu yang bernama turbocharger.

Pada proses pembakaran yang melibatkan udara, tentunya akan dihasilkan udara sisa pembakaran (exhaust air) yang juga harus diolah dan disalurkan dengan bijak. Karena terjadi sebagai hasil dari sebuah proses pembakaran, umumnya udara sisa pembakaran ini memiliki temperatur yang cukup tinggi. Oleh karena itu, umumnya saluran untuk udara tipe ini selalu dilapisi dengan isolasi penahan panas dan dilengkapi dengan sambungan mampu ekspansi (expantion joint) dan katup pelepas kelebihan tekanan (rupture disk).

Udara sisa pembakaran ini juga digunakan lebih lanjut sebagai tenaga pemutar turbin yang dikopel dengan compressor pada turbocharger. Udasa sisa pembakaraan ini selanjutnya dilepas ke atmosfer pada ketinggian tertentu merujuk kepada peraturan yang berlaku. Khusus untuk mesin dengan kapasitas unit lebih besar atau sama dengan 25 MW, diwajibkan untuk menggunakan sistem monitor emisi gas buang (continuous emission monitoring system – CEMS), sesuai dengan Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 21 Tahun 2008, mengenai Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak Bagi Usaha dan atau Kegiatan Pembangkit Tenaga Listrik Termal.

Semakin besar kapasitas sebuah mesin, tentunya jumlah udara pembakaran (charge air) dan/atau udara sisa pembakaran (exhaust air) yang dibutuhkan dan/atau dihasilkan akan semakin banyak. Hal ini akan mempengaruhi kepada besarnya ukuran penyaring (filter), saluran (ducting) dan pereduksi kebisingan (silencer) yang akan digunakan.

Sistem Udara Bakar

Gambar 4. Skematik sistem udara mesin pada PLTMG

5.  Sistem Udara Terkompresi (Compressed Air System)

Sistem udara terkompresi (compressed air) adalah sistem pembantu dalam bagian utama pusat listrik. Udara terkompresi ini dimanfaatkan setidaknya untuk beberapa fungsi, antara lain : untuk menghidupkan mesin (starting engine), untuk keperluan penggerak instrumen (instrument air), dan untuk keperluan servis (service/working air).

Untuk mengurangi jam operasi dari unit compressor, digunakan bantuan tabung udara terkompresi (air bottle) untuk menampung udara bertekanan dalam jumlah dan tekanan tertentu.

Khusus untuk udara penggerak instrumen (instrument air), udara terkompresi perlu diberi perlakuan tambahan, yaitu dengan penambahan pengering udara (air drier). Harapannya, udara yang digunakan untuk penggerak instrument, semisal katup kontrol (control valve), sudah cukup kering dan terbebas dari uap air, yang dapat merusak peralatan kontrol, semisal pengarah bukaan katup (valve positioner).

Sistem Udara Terkompresi

Gambar 5. Skematik sistem udara terkompresi pada PLTMG

6.  Pemipaan (Piping)

Pipa-pipa digunakan sebagai media perantara antar fluida sehingga bisa saling menunjang operasi dari sebuah mesin gas. Pipa-pipa didesain dan diatur sedemikian rupa, harapannya dapat menyalurkan fluida kerja kepada tujuannya dengan jumlah dan tekanan yang tepat.

Jenis pipa dan sambungan pipa akan sangat bergantung kepada penggunaan dari fluida yang bersangkutan. Semisal untuk fluida gas, pipa yang digunakan harus memenuhi standar API 5L, dilas dengan mengikuti standar API 1104 dan AWS, serta dilakukan pengetesan seperti yang dipersyaratkan oleh pemberi kerja.

7.  Unit Mesin Gas (Gas Engine Unit)

Unit mesin gas yang akan digunakan disesuaikan dengan kapasitas yang dibutuhkan. Perencana (desain engineer) yang menentukan konfigurasi dan spesifikasi mesin yang akan digunakan, dengan dukungan data-data terkait dari pemberi kerja. Kriteria itu antara lain mengatur mengenai berapa unit mesin yang akan digunakan, berapa kapasitas masing-masing unit mesin, penggunaannya untuk beban dasar (base load) atau untuk beban puncak (peak load), serta bahan bakar utama yang akan digunakan.

Mengenai desain mesin dan hal-hal lain yang cukup spesifik terhadap mesin, umumnya sangat bergantung pada produsen dari mesin yang bersangkutan (engine manufacturer). Pihak pabrikan dianggap lebih mengetahui mengenai detail dari mesin yang bersangkutan, karena merekalah yang mengadakan proses riset dan pengembangan terhadap mesin tersebut.

 

unduh tulisan

Januari 31, 2013

Pusat Pembangkitan Tenaga Listrik

Posted in Catatan Seorang Engineer pada 10:03 pm oleh syofuan

“Setelah sekian lama vakum dalam kegiatan menulis, terinspirasi dari istri tercinta yang mulai menggalakkan lagi kebiasaan menulis, mulai hari ini akan kembali kucoba mengungkapkan kembali hasil pengolahan data, pengamatan, pemikiran dan pengalaman aktual dilapangan dalam sebuah bentuk tulisan…dari satu sisi di timur pulau Sumatera, di tepian sungai Mandau, Bengkalis, Riau..31 Januari 2013”

Ada banyak jenis dari Pusat Pembangkitan Tenaga Listrik yang beroperasi di Indonesia. Secara garis besar, dapat dikelompokkan menjadi dua (2) kelompok besar, yaitu Pusat Pembangkitan Listrik Termal, dan Pusat Pembangkitan Non-Termal.

Pusat Listrik Termal adalah pusat pembangkitan tenaga listrik yang melibatkan proses panas (thermal) dalam pembangkitan tenaga listriknya, umumnya tipe pembangkitan ini membutuhkan bahan bakar yang berasal dari bahan bakar fosil. Pusat listrik tipe ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa jenis, yaitu :

  1. Pusat Listrik Tenaga Uap – Batubara / Coal Fired Power Plant (PLTU – Batubara / CFPP),
  2. Pusat Listrik Tenaga Diesel / Diesel Engine Power Plant (PLTD / DEPP),
  3. Pusat Listrik Tenaga Gas / Gas Turbine Power Plant (PTLG / GTPP),
  4. Pusat Listrik Tenaga Mesin Gas / Gas Engine Power Plant (PLTMG / GEPP),
  5. Pusat Listrik Tenaga Gas Uap / Combined Cycle Power Plant (PLTGU / CCPP),
  6. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi / Geothermal Power Plant (PLTPB / GPP), dan
  7. Pusat Listrik Tenaga Gasifikasi Batu Bara / Coal Gasification Power Plant (PLTGB / CGPP).

Selain Pusat Pembangkitan Listrik Termal, masih ada juga pusat pembangkitan lainnya, yaitu Pusat Pembangkitan Listrik Non-Termal, dimana dalam proses pembangkitan tenaga listrik, menggunakan sumber energi lain (alternatif) selain bahan bakar fosil, sehingga tidak melibatkan proses panas (thermal) didalamnya. Adapun pusat listrik yang termasuk dalam jenis ini antara lain :

  1. Pusat Listrik Tenaga Air / Hydro Power Plant (PLTA / HPP),
  2. Pusat Listrik Tenaga Surya / Solar Cell Power Plant (PLTS / SCPP), dan
  3. Pusat Listrik Tenaga Angin (Bayu) / Wind Turbine Power Plant (PLTB / WTPP).

Pusat Listrik Tenaga Mesin Gas / Gas Engine Power Plant (PLTMG / GEPP)

 Dari sekian banyak jenis pusat pembangkitan listrik, salah satu jenis yang masih cukup banyak dioperasikan dan dibangun di Indonesia adalah Pusat Listrik Tenaga Mesin Gas / Gas Engine Power Plant (PLTMG / GEPP). Pilihan jatuh pada PLTMG dikarenakan beberapa alasan, antara lain:

  • Ketersediaan bahan bakar gas alam (natural gas), yang dari segi ekonomis lebih baik jika dibandingkan dengan bahan bakar minyak (HSD/MFO/LFO).
  • Kapasitas unit pembangkitan yang bisa disesuaikan dengan kebutuhan,
  • Pengerjaan, pengoperasian dan pemeliharaan yang relatif sederhana,
  • Bisa digunakan untuk pemasok daya pada saat beban puncak (peaker).

Pada sebuah PLTMG, sistemnya tidak terlalu rumit. Terdiri dari satu bagian utama (main equipment), yang berupa mesin dan pelengkap (engines and auxiliary), dan sistem pendukung (balance of plantBoP).

Bagian utama PLTMG umumnya adalah paket mesin dan pelengkapnya. Bagian mesin yang dikopel dengan generator, dibantu sistem pelengkap yang mengatur pendingin (pelumas/lube oil, air pendingin/cooling water dan alat penukar panas/radiator-cooling tower-heat exchanger), sistem udara pembakaran (charge air), sistem udara terkompresi untuk menghidupkan mesin dan kebutuhan instrumen (starting & instrument air), sistem udara sisa pembakaran (exhaust air), sistem pemipaan-instrumen (piping and instrument system), sistem listrik (electrical system) dan sistem instrumentasi-kontrol (instrumentation-control system).

Selain terdiri atas sistem utama, unit PLTMG juga dilengkapi dengan sistem pendukung, yang terdiri atas sistem bahan bakar (fuel system – gas/HSD/MFO/LFO), sistem air baku (water treatment system), dan sistem proteksi terhadap kebakaran (fire protection system).

Sistem utama pada PLTMG umumnya disuplai oleh sebuah pemasok utama (main vendor) yang biasanya adalah produsen/pabrikan dari mesin gas (Ex. Wartsila, Roll-Royce, Kawasaki Heavy Industries, GE Jenbachner, Caterpillar, Perkins, etc). Sisanya, semua pekerjaan sipil dan sistem pendukung, dikerjakan oleh kontraktor pelaksana.

Sistem Bahan Bakar

Sistem bahan bakar untuk sebuah PLTMG didesain berdasarkan jenis mesin yang dipakai, apakah mesin  hanya satu (1) bahan bakar atau mesin dengan dua (2) bahan bakar (bi-fuel / dual fuel).

Untuk Indonesia, umumnya mesin-mesin yang diplih adalah mesin dengan dua (2) sumber bahan bakar, bisa gas alam (natural gas) ataupun minyak (HSD/MFO/LFO), baik dengan konfigurasi kedua bahan bakar masuk bergantian (dual fuel) ataupun masuk serempak (bi-fuel). Secara umum, perlakuan terhadap kedua bahan bakar ini tidak bisa disamakan. Oleh karena itu, sistem bahan bakar sendiri biasanya akan terdiri atas sistem bahan bakar gas (fuel gas system) dan sistem bahan bakar minyak (fuel oil system).

Sistem Bahan Bakar Gas (Fuel Gas System)

Untuk sistem bahan bakar gas (fuel gas system), biasanya akan dimulai semenjak titik sambung bahan bakar gas (fuel gas tapping station). Pada tempat penyambungan gas (gas tapping station), perlu dilihat skope pekerjaan yang ada, apakah hanya sebatas penyambungan (tapping) dari katup (valve) yang sudah disediakan, ataukah meliputi semua pekerjaan stasiun penyambungan gas (gas tapping station) termasuk pipa pengumpul utama (main header pipe) dan unit pengukuran (metering station).

Hal-hal yang perlu diingat dalam perancangan/desain sistem bahan bakar gas adalah sistem pengaman (protection) dan pengukuran (metering). Jika  merujuk kepada National Fire Protection Asosiation (NFPA), peralatan yang digunakan untuk pengaman (protection) dan pengukuran (metering) haruslah instrumen yang berbeda.

Penekanan seberapa penting sebuah besaran untuk diamati akan sangat bergantung kepada skala besar dan pentingnya  suatu proses. Oleh karena itu, sudah menjadi sebuah aturan dalam proses desain, gambar yang terbit pertama-tama adalah gambar proses. Seorang enjinir proses (process engineer)  biasanya akan menggambarkan proses dalam sistem kedalam Diagam Alir Proses (Process Flow Diagram – PFD).

Diagram alir proses ini selanjutnya akan diinterpretasikan lebih lanjut oleh seorang enjinir instrumen-kontrol (Instrument-Control Engineer) kedalam Diagram Pemipaan dan Instrumen (Piping & Instrumentation Diagram – P&ID). Gambar 1 menyajikan salah satu contoh P&ID untuk sebuah sistem bahan bakar gas pada sebuah Pusat Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG).

PID Fuel Gas System

Gambar 1. P&ID sistem bahan bakar gas pada PLTMG

Dari Gambar 1, dapat diketahui sebagai contoh kasus, bahwa sistem bahan bakar gas dari tempat penyambungan (tapping point) menuju ke gedung mesin pembangkit (engine hall) melalui beberapa tahapan.

Perlengkapan pengukuran yang diperlukan pada sistem ini antara lain adalah sistem pengaman jika keadaan darurat dimana suplai gas harus segera dihentikan (shut-off valve), sistem pengaman terhadap ketinggian level air didalam scrubber, sistem pengaman tekanan dalam scrubber, serta sistem pengaman atas level air dalam tangki kondensat.

Pada sistem gas, selain sistem untuk pengaman, diperlukan juga pengamatan atas beberapa besaran, antara lain : tekanan dan temperatur gas masuk ke sistem, tekanan dan level dalam scrubber, serta level pada tangki kondensat.

Besaran-besaran tersebut ada yang cukup dimonitor di lapangan (field mounted) dan ada juga yang perlu dipantau hingga ke ruang kontrol utama (central control room – CCR). Semua symbol yang ada

pada sebuah P&ID sudah selayaknya adalah simbol-simbol standar. Acuan yang sering digunakan adalah standar  ANSI/ISA-S5.1-1984 (R 1992), “Instrumentation Symbols and Identification”.

Sistem Bahan Bakar Minyak (Fuel Oil System)

Berbeda dengan sistem bahan bakar gas pada PLTMG yang umumnya mengalir langsung (pass through), sistem bahan bakar minyak umumnya membutuhkan tempat penampungan (storage tank).

Di Indonesia, bahan bakar minyak seringnya didistribusikan melalui jalaur darat, dengan bantuan mobil truk pengangkut. Oleh karena itu, sistem bahan bakar minyak yang ada di PLTMG-pun umumnya disesuaikan dengan kondisi tersebut.

Untuk tahapan bongkar minyak dari tangki, digunakan bantuan gaya gravitasi, dimana bahan bakar dari truk pengangkut akan dikumpulkan terlebih dahulu pada sebuah tangki bawah tanah (underground fuel tank). Minyak dari tangki bawah tanah ini kemudian dipompakan ke tangki penampungan utama (main storage tank), dengan bantuan pompa (un-loading pump).

Dari tangki penampungan utama, bahan bakar minyak didistribusikan ke tangki harian (daily tank), menggunakan bantuan pompa transfer (transfer pump). Dari tangki harian, dengan bantuan pompa pengumpan (feed pump), bahan bakar minyak akan diumpankan ke mesin. Gambar 2, menyanjikan salah satu contoh P&ID untuk sistem bahan bakar minyak pada sebuah PLTMG.

PID Fuel Oil System

Gambar 2. P&ID sistem bahan bakar minyak pada PLTMG

 

Pengukuran (monitoring), pengontrolan (control) dan pengaman (protection) terhadap sistem tetap dilakukan. Pengukuran dilakukan dimulai pada saat pertama kali bahan bakar minyak masuk kedalam sistem. Harapannya akan didapatkan data aktual bahan bakar yang masuk ke sistem.

Karena banyak melibatkan bahan yang mudah terbakar, menyebabkan proses pengukuran dan perlindungan akan menjadi perhatian. Terlebih lagi sistem ini fungsinya cukup strategis yaitu memastikan mesin mendapat pasokan bahan bakar yang cukup, sehingga bisa beroperasi. Akibatnya, ketersediannya harus senantiasa termonitor. Fungsi-fungsi pengaman dalam bentuk sinyal alarm, pengamatan akan besaran level terhadap fluida minyak, serta monitoring operasional pompa-pompa, akan diperlukan.

Sentuhan kontrol otomatis berbasis relay-kontaktor ataupun PLC yang dibenamkan pada sistem kontrol pompa-pompa yang ada, harapannya dapat meningkatkan keandalan sistem. Operator bahan bakar yang sebelumnya harus disediakan khusus untuk pekerjaan ini, sudah bisa dioptimalkan jam kerjanya untuk menangani urusan lain yang lebih penting.

Sistem Air Baku (Water Treatment System)

Air dengan kualitas dan jumlah yang memadai akan sangat berperan dalam menunjang operasi sebuah PLTMG. Bagaimana tidak, kebutuhan untuk pendinginan sistem tetap bergantung pada ketersediaan air. Bahkan, karena perannya yang cukup krusial, sistem air baku terkadang memprasyaratkan banyak hal. Oleh karena itu, untuk sebagain produsen mesin-gas (gas engine manufacturer), sistem air baku ini langsung mereka tangani dan terintegrasi dalam peralatan utama (main equipment).

Pada dasarnya, air pada sebuah PLTMG digunakan untuk pendinginan selimut mesin-gas (gas engine jacket) dan minyak pelumas (lubrication/lube oil). Sebagai media pendingin, biasanya digunakan bantuan alat pemindah panas (heat exchanger) baik yang berupa radiator ataupun cooling tower.

Sumber air dapat berasal dari laut, sungai, danau ataupun dari sumur dalam (deep well). Air diolah hingga mempunyai spesifikasi tertentu. Pengolahan air menjadi air baku dapat dilakukan melalui beberapa cara, antara lain : Multi-stage Flash Distillation (MSF), Multi-effect Distillation (MED), ataupun dengan sistem Reverse Osmosis (RO). Masing-masing metode mempunyai kelebihan dan kekurangan tersendiri.

MSF

Gambar 3. Multi-stage Flash Distillation (MSF)

MED

Gambar 4. Multi-effect Distillation (MED)

RO

Gambar 5. Reverse Osmosis (RO)

Karena prinsip operasinya yang sangat sederhana, kebanyakan PLTMG menggunakan sistem Reverse Osmosis (RO) sebagai metode pengolahan air bakunya.

Sistem Proteksi Terhadap Kebakaran (Fire Protection System)

Sistem proteksi terhadap kebakaran adalah salah satu penunjang utama pada sebuah fasilitas pusat listrik, termasuk pusat listrik tenaga mesin gas (PLTMG). Tanpa dilengkapi dengan sistem pengaman terhadap bahaya kebakaran, sebuah pusat listrik bisa dipastikan tidak akan memperoleh izin untuk beroperasi.

Analogi sederhananya adalah sebagai berikut, sebuah pusat listrik adalah sebuah fasilitas vital yang berkaitan dengan bahan bakar, panas, listrik tegangan tinggi, tekanan yang besar, dll, yang mempunyai potensi bahaya terbakar cukup tinggi. Oleh karena itu, fasilitas perlindungan pertama terhadap potensi tersebut adalah sebuah keharusan.

Sistem proteksi terhadap bahaya kebakaran pada pusat listrik umumnya bisa dikelompokkan menjadi dua (2) kelompok besar, yaitu sistem pemadam kebakaran (firefighting system – FF) dan sistem pendeteksi kebakaran (fire alarm system – FA).

Sistem Pemadam Kebakaran (Firefighting System)

Sistem pemadam kebakaran pada pusat listrik hampir sama dengan sistem pemadam kebakaran pada kebanyakan fasilitas lainnya, seperti pabrik dan bangunan gedung. Sistem utamannya adalah instalasi pemipaan yang siap dengan air bertekanan tertentu, yang sewaktu-waktu dapat dipergunakan untuk memadamkan api jika terjadi kebakaran.

Sistem didukung oleh pompa-pompa pemadam kebakaran dengan kapasitas (flowrate) dan tekanan (head pressure) tertentu. Konfigurasi pompa-pompa adalah terdiri atas Pompa Pemadam – Listrik, Pompa Pemadam – Diesel, serta Pompa Jockey. Masing-masing pompa, penggerak (motor listrik dan diesel engine), serta panel listriknya harus terstandar National Fire Protection Asosiation (NFPA), Underwriters Laboratories Inc. (UL) dan Factory Mutual (FM).

Untuk bagian-bagian tertentu dari sebuah pusat listrik, semisal PLTMG, ada beberapa tambahan untuk sistem pemadam kebakarannya, antara lain : alat pemadam api ringan / APAR (fire extinguisher) dan sistem cairan busa (foam system).

Alat pemadam api ringan (APAR) umumnya ditempatkan pada tempat-tempat tertentu yang dikhawatirkan jika pemadaman menggunakan air, dapat merusak peralatan, semisal pada ruang panel (switchgear room). Sedangkan untuk sistem cairan busa biasanya ditempatkan pada tangki-tangki bahan bakar.

Layout FF

Gambar 6. Gambar layout instalasi pemadam kebakaran pada sebuah PLTMG

Sistem Pendeteksi Kebakaran (Fire Alarm System)

Sistem pendeteksi kebakaran pada sebuah pusat listrik semacam PLTMG akan memfokuskan pendeteksiannya pada daerah gedung mesin pembangkit, ruang panel (switchgear room), ruang kontrol utama (central control room), gedung administrasi, serta untuk unit generator transformer.

Pendeteksian kebakaran difokuskan kepada pendeteksian panas (heat detection), pendeteksian asap (smoke detection), serta pendeteksian gas (gas detection), khususnya pada area gedung mesin pembangkit.

 

Mau mengunduh file diatas, klik dibawah

download full text

Februari 14, 2011

Pengkondisi Udara (Air Conditioning) – Catatan Seorang Engineer (1)

Posted in Catatan Seorang Engineer pada 10:10 pm oleh syofuan

Perubahan cuaca yang ekstrim belakangan ini semakin memicu manusia untuk berlomba-lomba menciptakan lingkungan yang nyaman bagi mereka. Terlebih di kota-kota besar, yang nota bene temperatur lingkungan (ambient) lebih tinggi bila dibandingankan dengan temperatur ambient di lingkungan kampung atau pedesaaan.

Belum lagi tren bangunan yang lebih memilih bentuk “meninggi” dari pada “meluas”, karena keterbatasan lahan, menyebabkan bertaburannya bangunan-bangunan tinggi (high rise buiding), hingga ke level gedung pencakar langit.

Sebagai konsekuensi logisnya, dibutuhkan teknik yang dapat membuat lingkungan baru (rumah, high rise building, ataupun gedung pencakar langit) agar nyaman untuk ditempati.

Pengkondisian udara, atau yang lebih kita kenal dengan istilah air conditioning (AC), adalah salah satu upaya akal budi manusia untuk membuat ruangan menjadi lebih nyaman secara termal, dengan jalan menghilangakan panas laten udara ke lingkungan luar dengan bantuan siklus refrigerasi (pada umumnya) atau dengan evaporasi, adalah salah satu jawabannya.

AC masuk dan dikenal untuk bangunan tinggi di Indonesia pertama kali pada proyek pembangunan Hotel Indonesia, tahun 1961. Pada saat itu, bidang pengkondisian udara ini belum banyak dipelajari, apalagi dikembangkan.

Setelah sekian dasawarsa berlalu, bidang yang spesifik untuk mempelajari pengkondisian lingkungan atau yang di luar lebih dikenal dengan Heat, Ventilating & Air Conditioning (HVAC) ini telah semakin berkembang dan semakin mapan ditataran disiplin ilmu teknik atau rekayasa.

Siklus refrigerasi adalah salah satu metode yang paling banyak digunakan untuk pengkondisian udara. Siklusnya sederhana, melibatkan kondenser, katub ekspansi (expantion valve), evaporator dan kompressor.

Evaporator adalah bagian yang berfungsi untuk mengambil panas laten dari udara dalam ruangan. Panas laten udara dalam ruangan digunakan untuk memanaskan refrigerant cair hingga menjadi uap.

Uap refrigerant ini kemudian diteruskan ke kompressor, disini uap refrigerant dinaikkan tekanannya melalui proses kompresi.

Setelah tekanannya naik, uap refrigerant lalu masuk ke kondensor. Di kondensor, uap refrigerant berubah fase manjadi cair dengan melepaskan panas ke lingkungan luar.

Keluar dari kondensor, refrigerant cair ini menuju expantion valve untuk diturunkan tekanannya. Selepas dari expantion valve, refrigerant kembali masuk ke evaporator, dan begitulah siklus ini terus-menerus berulang.

Ada beberapa jenis alat pengkondisi udara / AC yang relatif sering kita jumpai, antara lain:

1. AC Windows

Sesuai dengan namanya, windows, maka AC ini letaknya di jendela. Pada unit AC ini, semua komponen siklus refrigerasi terletak dalam satu paket. Itulah salah satu kelebihan AC jenis ini, bentuknya yang compact, karena semuanya tergabung dalam satu paket.

Tetapi, karena semua komponen terletak dalam satu paket ini juga, AC jenis ini membutuhkan ruang yang relatif besar (minimal sebesar jendela), akibatnya harus ada bobokan dinding yang besar. Selain itu, AC ini juga relatif bising, karena komponen yang menyumbangkan kebisingan (kompressor) ada didekat kita (user).

2. AC Split

Sesuai namanya, split, konsep utama AC jenis ini adalah memisahkan antara bagian siklus yang bisa ditoleransi untuk penempatan didalam ruangan, dengan bagian yang relatif tidak tepat untuk berada di dalam ruangan (karena bising atau menjadi sumber panas).

Di sistem AC ini dikenal bagian AC yang ditempatkan didalam ruangan (indoor unit), dan bagian yang diletakkan di luar ruangan (outdoor unit).

Bagian indoor unit, hanya berisikan komponen evaporator. Sedangkan bagian outdoor unit, berisikan kompressor, kondenser dan expantion valve.

Antara indoor dan outdoor unit, dihubungkan oleh pipa tembaga (copper pipe) yang besar dan panjang maksimalnya relatif terhadap besar kecilnya kapasitas pendinginan AC tersebut.

AC Split juga terdiri atas beberapa tipe, antara lain :

a. AC Split Wall


Sesuai namanya, AC jenis ini menempel di dinding (wall). Jenis AC ini paling cocok untuk rumah tinggal (residential), kamar hotel, ataupun apartemen.

b. AC Split Ceiling Casette

AC tipe ini digunakan untuk mengakali minimnya ruang dalam plafon. Paling cocok untuk ruang pertemuan, restaurant, ruang tunggu, dll.

c. AC Split Ceiling Suspended

AC ini bentuknya menyerupai tipe Wall, tapi sebenarnya ia menggantung di langit-langit (ceiling suspended). Paling cocok untuk ruang pertemuan, restaurant, dll.

d. AC Split Floor Standing

AC ini bentuknya menyerupai tipe Wall, tapi sebenarnya ia berdiri diatas lantai (floor standing). Paling cocok untuk ruang pertemuan, restaurant, dll.

e. AC Split Duct

Februari 6, 2011

Catatan seorang engineer – Valve (Part 2)

Posted in Catatan Seorang Engineer, kerja pada 2:22 pm oleh syofuan

Valve (Part 2)

Hari Ke-2

 

Berdasarkan standar pembuatannya, valve kita kategorikan ke dalam :

a. Standar ANSI (America National Standards Institute)

b. Standar DN (Deutsches Institut für Normung = Institut Standar Jerman)

c. JIS (Japanese Industrial Standards), dll

secara umum, pembuatan valve didasarkan pada standar-standar yang ada didunia. Untuk di Indonesia, barang-barang yang beredar kebanyakan standar ANSI dan JIS, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk standar DIN juga masuk.

Yang perlu diingat, walaupun terdengar sangat sederhana, pemilihan valve berdasarkan standar ini juga sangat penting, karena akan menyangkut ke material bantunya, yaitu Flange/Thread dan juga jenis dan banyaknya Mur-Baut.

Belajar dari pengalaman, pemilihan suatu standar produksi sangat tergantung dari Client/User/Owner yang bersangkutan. Misal, untuk User dengan kebangsaan Jepang, tentunya jepang-minded, begitu juga untuk Client yang bersal dari eropa, standar eropa adalah harga mati.

Quote :

Faiz : “Lah kog ga ada standard Indonesia ya bii???

Abi Faiz : “Sakjane kui ono kak, SNI = Standar Nasional Indonesia..tapi yo gimana lagi, SNI yang ada ae suangat banyak merujuke atau bahkan salin-tempel (copy-paste) dari standar-standar yang sudah baku di Indonesia. Selain itu, orang Indonesia juga memang sangat “bangga” dengan produk-produk luar, sangat beda dengan orang Jepang misale…Untuk produk, mereka sangat Japan-minded…Misal : Mobil harus Toyota, AC harus Panasonic, dll…lah kalo Indonesia…ya malu…

Berdasarkan kelas kerjanya, valve dikelompokkan menjadi :

a. Kelas JIS 10 K / ANSI 150 PSI

b. Kelas JIS 16 K / ANSI 230 PSI

c. Kelas JIS 20 K / ANSI 300 PSI, dll

sangat tergantung pada kelas pipa yang digunakan.

Berdasarkan material utamanya, valve-valve secara umum dapat kita kelompokkan menjadi :

a. Valve Brass (Kuningan) / Bronze (Perunggu)

b. Valve Cast Iron ( Besi tuang)

c. Ductile Iron (Besi yang dapat dibentuk)

d. Stainless Steel, dll

Seleksi valve berdasarkan materialnya ini sangat penting mengingat perbedaan kondisi kerja, semisal valve yang akan digunakan untuk air limbah sebisa mungkin berbahan dasar Stanless Steel ketimbang Cast Iron, dll

Quote :

Faiz : “Untuk valve ae kog kedengeran ne nakutin yo bii, buanyak banget???”

Abi Faiz : “Lah itu belum seberapa kak, asli ne yo kalo mau lebih mendalam yo bisa lebih buanyak lagi….hehehehehehe

Februari 5, 2011

Catatan seorang engineer – Valve

Posted in Catatan Seorang Engineer, kerja pada 11:06 pm oleh syofuan

Valve (part 1)

Tak terasa sudah 3 bulan ini begitu banyak waktu kuhabiskan dikeriuhan yang sepi dalam lingkungan “under construction”. Terngiang dengan jelas statement seorang senior se-almamater di milis alumni : “Dengan menulis kita akan membawa EPOS (Energi Positif), dan yang paling penting, menulis dapat membawa kebahagian..bagaimana mungkin????karena dengan menulis…kita memberi kesesama kita…sembawa senyum, kebahagiaan dan kepuasan spiritual…”

Mangstab…malam ini, dari tepian Kali Malang, Cikarang, Bekasi, kugerakkan tangan ini untuk memulai menuangankan catatan harian ku – Catatan seorang Engineer –

Hari Ke-1

Begitu banyak istilah di dunia engineering, salah satu istilah yang paling sering sering kita dengar adalah valve.

Valve, atau yang bila kita terjemahkan bebas kedalam bahasa Indonesia, dapat diartikan sebagai katup atau pembatas. Sesuai arti katanya, valve mempunyai tugas utama yaitu untuk membatasi atau mengatur lalu lintas fluida dalam suatu saluran atau pipa.

Ada beberapa pembagian kelompok untuk valve, antara lain adalah :
1. Berdasarkan cara kerjanya untuk membatasi,
2. Berdasarkan kegunaan/pemanfaatannya,
3. Berdasarkan penggeraknya,
4. Berdasarkan standar pembuatannya,
5. Berdasarkan kelas kerjanya,
6. Berdasarkan materialnya, dll

Berdasarkan cara kerjanya, valve dapat kita kelompokkan menjadi :
a. Gate Valve (Katup tipe pintu)

Valve tipe ini adalah salah satu jenis valve yang paling banyak kita jumpai. Cara kerjanya sangat sederhana, yaitu membatasi aliran fluida dengan cara membuka atau menutup pintu utama keatas dan kebawah. Cara yang sama seperti yang diadopsi untuk membatasi aliran pada kanal atau irigasi di sawah.

b. Butterfly Valve (Katup tipe kupu-kupu)


Sesuai dengan namanya, valve tipe ini cara kerjanya adalah dengan memutar piringan (disk) pada sumbu utamanya untuk membuka atau menutup jalan fluida. Gerakan memutar ini mirip dengan gerakan mengepak pada kupu-kupu, sehingga dinamakan butterfly valve, atau katup tipe kupu-kupu.

c. Ball Valve (katup tipe bola)

Untuk valve jenis ini, metode buka-tutup jalur menggunakan bola (disk pada butterfly valve) berlubang ditengahnya. Jika posisi bola ada dijalur, valve dalam kondisi tertutup, dan sebaliknya, jika posisi lubang ditengah bola yang ada di jalur, valve dalam posisi terbuka.

Ada 2 tipe Ball Valve, pertama, ukuran lubang di bolanya ada yang full (penuh) dengan ukuran diameter rumahnya (koneksinya), yang kemudian disebut Full Bore,

dan ada juga yang ukuran lubangnya yang lebih kecil dari ukuran diameter rumahnya (koneksinya), yang dikenal dengan nama Reduced Bore.

d. Globe Valve
Valve yang satu ini menciptakan jalur khusus dalam rumah valve, dimana aliran fluida masuk, kebawah, naik keatas dan keluar.

Pada posisi fluida dari bawah keatas inilah metode buka-tutup jalur dilaksanakan, dengan bantuan penyumbat yang bergerak turun-naik.


Dengan metode ini, aliran fluida tidak bergejolak terlalu besar, sehingga tidak menimbulkan turbulensi.

Quote :
# Faiz : “Lah, kira-kira valve jenis apa yang paling buanyak digunakan bi???”
# Abi Faiz : “Tergantung, kak…tergantung peruntukannnya…tapi kira-kira seperti ini…

Dari beberapa metode buka-tutup jalur ini, terdapat nilai lebih dan kekurangan pada masing-masing tipe, yaitu antara lain :

* Butterfly valve adalah valve yang secara konstruksi paling sederhana. Oleh karena itu, dari segi biaya pembuatan juga yang paling murah. Dilain sisi, karena konstruksi yang sangat sederhana, valve tipe ini juga kekuatan tahan alirannya juga yang paling rendah.

* Ball valve adalah jenis valve yang mempunyai respon waktu buka-tutup paling singkat, oleh karena itu paling pas untuk penggunaan yang membutuhkan respon cepat, semisal untuk fluida udara/gas.

* Globe valve, dengan konstruksinya yang kokoh, mempunyai kekuatan tahan yang paling baik. Tapi, karena konstruksinya yang kokoh itu juga, pembuatannya jadi lebih sulit sehingga membutuhkan biaya yang lebih tinggi.

* Untuk level pembukaan valve yang paling lebar, Gate valve adalah pilihan yang pas. Selain itu, cara kerjanya yang sederhana juga menyebabkan biaya produksinya tidak terlalu mahal, sehingga menempatkan valve jenis ini sebagai valve yang paling banyak digunakan.

Quote :
# Abi Faiz : “Wis ngerti durung kuwe, kak…???”
# Faiz : “!@#$%^&*()…..”

Berdasarkan kegunaan/penggunaannya, valve bisa kita kelompokkan manjadi :
a. Maintenance Valve
Untuk kegunaan jenis inilah valve paling umum diadakan, untuk mempermudah proses perawatan.

b. ByPass Valve
Pada kondisi ini valve umumnya bekerja Normally Closed (NC), dan hanya akan digunakan (open), ketika valve pada jalur utama sedang bermasalah atau diperbaiki, dengan harapan sistem tetap bekerja dengan baik.

c. Safety Valve
Valve yang satu ini di desain untuk memastikan bahwa tekanan didalam jalur berada pada tekanan normalnya, ketika tekanan dalam jalur naik melebihi set point, maka valve akan bekerja untuk membuang kelebihan tekanan ke udara luar.

Berdasarkan penggeraknya, valve dapat dikelompokkan menjadi :

a. Manual Valve
valve jenis ini menggunakan 100% usaha manusia untuk buka-tutup nya atau dengan kata lain, manual pengoperasiannya.

b. Motorized Valve
untuk tipe ini, batang (stem) valve dihubungkan (joint/couple) dengan penggerak (aktuator) yang berupa motor listrik. Pada pelaksanaannya, ada yang menggunakan listrik AC (alternating current = listrik arus bolak-balik) dan ada juga yang menggunakan listrik DC (direct current = listrik arus searah).

c. Solenoid Valve
pada jenis valve ini, penggerak buka-tutup valve adalah rangkaian elektro-magnet yang ditimbulkan oleh kumparan yang dilalui arus listrik.

d. Hidraulic Valve
untuk jenis ini, penggerak utama valve adalah fluida cairan (hidro), bisa berupa oli ataupun yang lainnya.

e. Pneumatic Valve
pada Pneumatic valve, sumber penggerak utama adalah fluida udara/gas, yang umumnya berupa udara bertekanan (compressed air).

Quote :
# Faiz : “Nek valve-valve ini, opoo beda ne dengan valve yang dah dijelaskan diatas, bii???
# Abi Faiz : “Yo, asli ne ra beda, kak…Valve-valve e, jenis e yo tetep seperti yang dah dijelasin sebelum e, tapi untuk penggerak e ditambah aktuator iku kui…”

# Faiz : “Lah, trus sing paling akeh digunak ne, sing dhi bii???”
# Abi Faiz : “Lah pertanyaan ne kog podho…piye yo nek njelasno…ngene…

* Manual valve paling sederhana
* Motorized valve paling mudah digunakan, tinggal dihubungkan dengan sumber power, langsung Jreeeenng
* Solenoid valve lebih murah dibandingkan dengan Motorized valve, karena tidak menggunakan motor, hanya kumparan saja
* Hidraulic valve tentunya memberikan kekuatan yang paling besar, dan sebaliknya, juga membutuhkan biaya yang besar dari instalasi dan pemeliharaan
* Pnuematic valve, biaya relatif lebih murah bila dibandingkan Hidraulic, instalasi lebih sederhana (fluida udara/gas), lebih cepat responnya, tetapi kekuatannya lebih lemah jika dibandingkan dengan Hidraulic valve

Quote :
# Abi Faiz : “Piye, wis mudeng durung ???”
# Faiz : “kuuuk…….kuuukkkkk”
# Abi Faiz : “Dasar si kakak…tijelasin malah Abi ditinggal turu,,,”