ANALISA PENGARUH TEMPERATUR AMBIENT TERHADAP KERJA KOMPRESOR SCREW (ULIR) DI PLTU LABUHAN ANGIN 2 X 115 MW
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI MEKANIK
Oleh:
DEVI ASMARA SARAGIH 1205052065
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan anugerah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini merupakan bukti pertanggung jawaban atas pendidikan yang telah dijalani selama 3 tahun di Politeknik Negeri Medan dan sebagai salah satu syarat untuk meyelesaikan pendidikan Program Studi Teknik Energi Mekanik Politeknik Negeri Medan. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah “ANALISA PENGARUH TEMPERATUR AMBIENT TERHADAP KERJA KOMPRESOR SCREW (ULIR) DI PLTU LABUHAN ANGIN 2 x 115 MW”. Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan bantuan baik moral maupun materil dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. M. Syahruddin, S.T.,M.T, Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Idham Kamil, S.T., M.T, Ketua Jurusan Teknik Mesin; 3. Ir. Abdul Razak, M.T, Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik; 4. Faisal Fahmi Hasan, S.T.,M.T, Dosen pembimbing penulis yang telah membantu penulis dengan memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini; 5. Ir.Rufinus Nainggolan, M.T, selaku Dosen wali EN-6B yang memberikan motivasi; 6. Seluruh dosen dan staff Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan yang telah memberikan banyak ilmu kepada penulis; 7. Orang tua tercinta (Ayahanda W. Saragih dan Ibunda T. Silalahi) dan adikadik saya Eka Febrianto dan Rejeki Pranatha yang telah mendoakan, memberikan dukungan baik secara moril dan material
v
8. Teman-teman Sekelas EN-6D dan teman satu stambuk 2012 merupakan keluarga baru buat saya yang selalu bersama-sama selama 3 tahun untuk menuntut ilmu, canda tawa,semangat dan dukungan; 9. Sahabat- sahabat penulis yang selalu memberikan semangat dan dukungan kepada penulis ( Triyan, Fitri, Margareth, Wahyuni, Riwando, Henny, Kak Berenita, Mona, Ita,Tika, Loren, Bg Hemat); 10. Teman-teman satu PKL ( Fitri, Margareth, Amril, Ramdes); 11. Seluruh Staf HAR BOILER, bg Leo DCS Turbine, bg Indra dan bg Franky DCS Boiler di PLTU Labuhan Angin yang telah mengajari penulis dan memberi semangat serta membantu dalam pengambilan data. Akhir kata, penulis berharap agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kemajuan dan perkembangan wawasan bagi para pembaca. Penulis menyadari bahwa tiada karya yang sempurna tanpa uluran tangan para pemerhatinya. Oleh sebab itu, kritik dan saran untuk menyempurnakan tugas akhir ini senantiasa menjadi harapan untuk penulis. .
Medan, Agustus 2015 Penulis
Devi Asmara Saragih NIM . 1205052065
v
INTISARI
PLTU Labuhan Angin – Tapanuli Tengah adalah pembangkit listrik tenaga Uap yang menggunakan bahan bakar batu bara dengan daya terpasang 2 x 115 MW. PLTU Labuhan Angin ini terdiri dari berbagai komponen utama dan pendukung. Salah satu komponen pendukung yang keberadaannya harus selalu aktif di PLTU adalah Kompresor. Kompresor berfungsi untuk menghasilkan udara bertekanan yang digunakan untuk udara instrument dan udara service. Analisa ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh dari temperature ambient terhadap kerja kompresor pada waktu yang berbeda. Dengan menganalisa kerja kompresor pada siang hari maupun malam hari serta pada cuaca hujan dan cerah, didapat hasil perbandingannya yaitu kompresor bekerja lebih besar pada malam hari karena pada malam hari temperature udara lebih rendah dari pada siang hari sehingga molekul udara pada malam hari akan rapat
dan membuat kerja kompresor maksimal. Salah satu
perhitungan kerja kompresor yaitu pada tanggal 06 Maret 2015 pukul 13.00 Wib didapat Wk 53.3161 kJ/s dan pada tanggal yang sama dan waktu yang berbeda yaitu pukul 22.00 Wib didapat Wk 60.69421 kJ/s.
Kata kunci : kompresor, kerja, udara instrument, udara service.
vi
ABSTRACT
Tapanuli Tengah- Labuhan Angin is steam power plant use of coal fuel with an installed 2 x 115 MW power. Labuhan Angin steam power plant consisting of various major components and supporting components.. on of the supporting components the existence should be active in the steam power plant is Compressor. The Function of compressor are produce compressed air be used for instrument air and service air. Aim of this analysis is to analyze temperature ambient effect for work of compressor at different times by analyzing work of compressor during the day or night as well as on rainy and sunny weather obtained results of the comparison, namely, compressor work at night bigger because at night the air temperature is lower than the daytime so that air moleculs will be solid at night and make maximum compressor work. One of calculation on 06 March 2015 at 13.00 pm obtained Wk 53.3161 kJ/s and of the same date and a different time of 22.00 pm obtained Wk 60.69421 kJ/s. Key words : Compressor,Work,instrument air,service air.
vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah PT PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Labuhan Angin merupakan pembangunan proyek PLTU yang dilakukan di bawah koordinasi PT PLN (Persero) Pikitring Sumut, Aceh dan Riau yang dalam hal ini ditunjuk Pejabat Site Project Manager, dibantu oleh Konsultan PT Prima Layanan Nasional Enginering (PLN-E) untuk melakukan pekerjaan supervise konstruksi dengan Kontraktor Pelaksana China National Machinery & Equipment Import & Export Corporation. Pembangunan
PLTU
Labuhan
Angin
merupakan
komitmen
Pemerintah Republik Indonesia dan PT PLN (Persero) berdasarkan UU No.15 tahun 1985 tentang kelistrikan. Total investasi mencapai US$ 182 juta, dimana 85% diperoleh dari Bank Exim China dan 15% merupakan anggaran PLN. PLTU Labuhan Angin terdiri dari 2 unit dengan kapasitas 2 x 115 MW yang telah terkoneksi pada sistem jaringan Sumatera, Aceh dan Riau. Tipe boiler yang digunakan mengadopsi teknologi CFB (Circulating Fluidized Bed). Tidak seperti teknologi steam generator yang lainnya, dalam furnace boiler CFB tidak terdapat flame. Bahan bakar yang digunakan adalah batubara lignite golongan low rank coal. Nilai kalor yang direkomendasikan adalah pada range 4200 s.d. 4800 kcal/kg. CFB juga membutuhkan pasir dan limestone dengan spersifikasi tertentu sebagai bed material. Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), kompresor biasa digunakan sebagai alat pensuplay udara untuk penggunaan pneumatic valve yang banyak di temui di dalam pembangkit dan sebagai udara service.
1
Dalam sistem pengoperasian PLTU terdapat perbedaan nilai kerja kompresor yang dipengaruhi suhu udara masukan (temperatur ambient). Banyak faktor yang dapat mempengaruhi perbedaan kerja tersebut, salah satunya adalah kerapatan udara (density). Kerapatan udara dapat didefenisikan sebagai massa per satuan volume. Kerapatan udara pada waktu malam hari cenderung lebih tinggi dibandingkan kerapatan udara pada waktu siang hari. Berdasarkan proses observasi pada saat magang di PT PLN (Persero) Sektor Pembangkitan PLTU Labuhan Angin, diperoleh topik
yang sangat
menarik yaitu ANALISA PENGARUH TEMPERATUR AMBIENT TERHADAP KERJA KOMPRESOR SCREW (ULIR) DI PLTU LABUHAN ANGIN 2 x 115 MW. Alasan pengambilan judul ini adalah untuk mengetahui penyebab mengapa kerja kompresor pada saat siang hari berbeda dengan malam hari. Selain itu, untuk mengetahui penyebab mengapa kerja kompresor pada saat cuaca hujan (dingin) itu berbeda dengan cuaca cerah. Hal ini tentunya salah satu akibat dari adanya perbedaan suhu udara masukan ke kompresor.
1.2 Perumusan Masalah Tugas Akhir ini membahas secara rinci mengenai : 1. Kerja kompresor saat waktu siang, dan malam hari di PLTU Labuhan Angin. 2. Kerja kompresor pada waktu cuaca cerah, dan hujan. 3. Faktor–faktor yang mempengaruhi perbedaan kerja kompresor pada saat waktu siang hari, dan malam hari. 4. Faktor–faktor yang mempengaruhi perbedaan kerja kompresor pada saat cuaca cerah, dan hujan.
2
1.3 Batasan Masalah Batasan masalah untuk penelitian ini adalah : 1. Hanya menghitung kerja kompresor di PLTU Labuhan Angin. 2. Analisis dan perhitungan kerja kompresor dengan pendekatan termodinamika berdasarkan variasi temperatur udara yang masuk ke kompresor pada waktu tertentu dan cuaca tertentu. 3. Pengkajian kompresor dan sistem udara tekan. 4. Tidak membahas rugi–rugi baik dalam segi biaya maupun energinya. 5. Deskripsi kompresor ulir (screw).
1.4 Tujuan Penulisan Tugas Akhir Tujuan dari penulisan tugas akhir yang dilakukan ini terbagi menjadi dua, yaitu secara umum dan secara khusus. 1.4.1 Tujuan Umum Tujuan umum dalam penulisan tugas akhir ini adalah untuk melengkapi salah satu syarat kelulusan mahasiswa menempuh program Diploma III Politeknik Negeri Medan. Selain itu, sebagai aplikasi keilmuan yang didapat mahasiswa selama masa studi sampai dengan semester akhir, berdasarkan pada cara berpikir ilmiah dan kreatif dalam menghadapi perkembangan sistem pembangkitan listrik. 1.4.2 Tujuan Khusus Tujuan khusus penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: a. Memahami tentang sistem pembangkitan PLTU. b. Memberikan gambaran dan wawasan tentang kerja kompresor. c. Menghitung dan menganalisis kerja kompresor dari variasi temperatur udara yang masuk kompresor. d. Memahami penyebab perbedaan kerja kompresor pada waktu dan cuaca tertentu.
3
1.5 Manfaat Penulisan Tugas Akhir Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui perbedaan kerja kompresor yang dioperasikan pada waktu siang, dan malam hari dengan cuaca tertentu. 2. Menganalisis penyebab terjadinya perbedaan kerja kompresor pada saat siang, dan malam hari dengan cuaca tertentu. 3. Dapat memberi rekomendasi mengenai langkah–langkah yang dapat dilakukan agar kerja kompresor pada saat waktu siang, dan malam hari dapat relatif sama.
1.6 Metode Penulisan Metode penulisan yang digunakan oleh penulis antara lain sebagai berikut : 1. Metode Studi Kepustakaan Metode ini digunakan untuk mendapatkan referensi materi dan pemecahan masalah dari berbagai media seperti buku penunjang dan internet. 2. Metode Bimbingan Metode ini digunakan untuk mendapatkan bimbingan dan pengarahan terhadap materi dan pemecahan masalah oleh pembimbing tugas akhir. 3. Metode Praktek Kerja Lapangan Pada metode ini penulis melaksanakan praktek kerja lapangan di PT PLN (Persero) Sektor Pembangkitan PLTU Labuhan Angin untuk mendapatkan materi dan data-data yang diperlukan untuk penyusunan tugas akhir ini.
4
1.7 Sistematika Penulisan Laporan Secara garis besar, sistematika penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I
: PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penulisan laporan, metode penulisan, dan sistematika penulisan laporan.
BAB II
: TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi landasan teori tentang kompresor serta rumus perhitungan teoritis tentang kerja kompresor.
BAB III : METODE PENGAMBILAN DATA Bab ini berisi tentang cara atau metode pengambilan data-data yang diperlukan dalam penyusunan tugas akhir ini.
BAB IV : PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA Bab ini berisi pengolahan data yang telah didapat dan analisis dari perhitungan teoritis yang dilakukan terhadap data yang telah didapatkan.
BAB V
: PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari penulis.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
5
6
