BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi pengambilan data merupakan ilmu yang mempelajari metodemetode pengambilan data, ilmu tentang bagaimana cara-cara dalam pengambilan data. Dalam bab ini dijelaskan metode yang digunakan dalam penelitian. Dari data-data yang diperoleh lalu diolah dalam perhitungan kemudian dilakukan analisis data hasil perhitungan sehingga bisa didapatkan kesimpulan dari penelitian ini. Tempat dan waktu penelitian adalah di PT. PLN (PERSERO) Sektor Pembangkitan PLTGU Cilegon. Studi kepustakaan dilakukan di perpustakaan PLTGU Cilegon, manual book, data yang ada pada Center Control Room (CCR). Data operasi turbin gas yang diambil untuk penelitian ini yaitu data dari bulan Desember 2011 sampai September 2012 yang diunduh dari komputer perekam data operasi (Accessories Data Computer System). Perbedaan waktu dalam data ini bertujuan untuk memperoleh contoh variasi beban yang lebih akurat dalam memperoleh perbedaan beban yang lebih variatif. Objek

penelitian

yang

dilakukan

dalam

tugas

akhir

ini

adalah

membandingkan efisiensi turbin gas terhadap beban untuk mencari kinerja turbin yang optimal dan beberapa hal yang menyebabkan perbedaan efisiensi turbin gas.

3.1. Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan antara lain : 1.

Metode Studi Kepustakaan Metode ini dilakukan dengan mempelajari literatur dan buku referensi. Buku referensi didapatkan di perpustakaan PLTGU Cilegon yaitu dari manual book dan performance test report GT M701F serta materi yang didapatkan selama belajar di kampus.

2.

Metode Lapangan Yaitu dengan pengamatan secara langsung sistem turbin gas yang ada di PLTGU Cilegon beserta parameter-parameter operasinya.

25

http://digilib.mercubuana.ac.id/

3.

Metode Observasi Yaitu untuk mencari data-data yang diperlukan dalam penelitian tugas akhir yang kemudian digunakan untuk melakukan perhitungan dan menganalisa hasil perhitungan.

4.

Metode Wawancara Yaitu pengajuan pertanyaan dan diskusi dengan pihak yang lebih ahli dalam bidang turbin gas untuk memperkuat data-data yang sudah didapatkan pada proses observasi.

3.2. Urutan Pelaksanaan Penelitian START

Studi Pustaka, Observasi, Wawancara & Bimbingan Tabulasi Data Perhitungan Unjuk Kerja

Analisa Data ya

Kesimpulan END

Gambar 3.1 Urutan Pelaksanaan Penelitian •

Studi Kepustakaan Yaitu mencari landasan teori dan metode perhitungan yang dibutuhkan dalam

penyusunan tugas akhir dengan judul yang telah ditentukan. Landasan teori diperoleh dari perpustakaan PLTGU Cilegon, buku kuliah dan browsing di internet.

26


•

Observasi Yaitu mencari dan mengumpulkan data-data yang diperlukan untuk proses

perhitungan dengan tujuan mengetahui hasil perhitungan efisiensi turbin gas terhadap beban. •

Wawancara & Bimbingan Yaitu dengan melakukan wawancara dan diskusi dengan personil bidang

operasi dan pihak lain yang lebih ahli mengenai data aktual yang telah didapatkan dan melakukan bimbingan kepada dosen untuk mengetahui dasar perhitungan secara teoritis. •

Pengolahan Data (Tabulasi dan Perhitungan) Yaitu memasukkan data yang didapatkan secara aktual di tempat magang ke

dalam metode perhitungan yang telah didapat menggunakan rumus yang telah ditentukan untuk mengetahui hasil perhitungan performa turbin gas. •

Analisa Data Yaitu menganalisa data-data dengan membuat grafik hubungan efisiensi

turbin gas terhadap beban, sehingga mengetahui performa turbin gas dan mengetahui faktor yang mempengaruhi performa turbin gas. •

Kesimpulan Yaitu pembahasan akhir yang diambil dari semua proses yang telah dilewati

dalam penyusunan Tugas Akhir.

3.3. Parameter Data Yang Dibutuhkan Parameter yang dibutuhkan untuk menganalisa unjuk kerja turbin gas antara lain: •

T1 = Temperatur udara masuk kompresor Yaitu temperatur udara masuk kompresor dalam derajat Celcius (oC). Data didapatkan dari komputer monitoring di Center Control Room (CCR).

•

T2 = Temperatur udara keluar kompresor Yaitu temperatur udara hasil kompresi dalam derajat Celcius (oC). Data didapatkan dari komputer monitoring di Center Control Room (CCR).

27


•

T4 = Temperatur gas keluar turbin Yaitu temperatur gas keluar turbin dalam derajat Celcius (oC). Data didapatkan dari komputer monitoring di Center Control Room (CCR).

•

P1 = Tekanan masuk kompresor Yaitu tekanan udara pada saat masuk kompresor dengan satuan kg/cm2. Data didapatkan dari komputer monitoring di Center Control Room (CCR).

•

P2 = Tekanan keluar kompresor Yaitu tekanan hasil kompresi dengan satuan kg/cm2. Data didapatkan dari komputer monitoring di Center Control Room (CCR).

•

cpg = Panas spesifik gas Yaitu nilai panas spesifik gas hasil pembakaran di ruang bakar dengan satuan kJ/Kg°C. Data didapatkan dari manual book Operation & Maintenance.

•

k = Rasio panas spesifik Yaitu rasio panas spesifik. Data didapatkan dari buku referensi.

•

ṁbb = Laju aliran massa bahan bakar Yaitu laju aliran massa bahan bakar pada ruang bakar dalam Nm3/h. Data didapatkan dari komputer monitoring di Center Control Room (CCR).

•

Air Fuel Ratio Yaitu perbandingan antara laju bahan bakar gas dengan laju udara. Data didapatkan dari manual book Operation & Maintenance. [4]

•

Komposisi Bahan Bakar Yaitu komposisi bahan bakar yang digunakan untuk pembakaran. Data didapatkan dari Laboratorium PLTGU Cilegon.

•

Nilai kalor bahan bakar rendah (LHV) Yaitu nilai nilai kalor bahan bakar pada setiap komposisi bahan bakar yang digunakan dalam kJ/kg.

•

Beban Beban (Aktual load) yaitu beban pada PLTG saat beroperasi dengan satuan (MW). Data didapatkan dari komputer monitoring di Center Control Room (CCR).

28


3.4. Variabel Beban Beban sistem tenaga listrik berubah dari menit ke menit dan akan berubah karena adanya perubahan pola konsumsi penyaluran. Pola beban ini sangat menentukan kombinasi pengoperasian jenis pembangkit, yang tentunya berujung pada biaya pembangkitan. Pada turbin gas yang mempunyai kapasitas 240 MW perbedaan beban saat beroperasi akan mempengaruhi performa turbin gas itu sendiri. Oleh sebab itu penelitian unjuk kerja turbin gas ini menggunakan variasi beban yang dimulai dari beban 50% sampai dengan 100%. Untuk beban dibawah 50% sangat jarang ditemukan karena permintaan sistem penyaluran. Variasi beban yang digunakan oleh penulis antara lain: 

Beban PLTG 50 % = 120 MW















Beban PLTG 100 % = 240 MW Untuk beban dibawah 50% sangat jarang ditemukan karena permintaan

sistem penyaluran itu sendiri dan seringnya PLTGU Cilegon beroperasi sebagai base load.

3.5. Data Penelitian Data yang diperoleh selama melakukan observasi di PT. PLN (PERSERO) Sektor Pembangkitan PLTGU Cilegon di Central Control Room yaitu :

Tabel 3.1 Data Air Fuel Ratio Beban (%) 100 90 80 70 60 50

AFR 1 : 40 1 : 41.6 1 : 43.2 1: 45,2 1: 47.6 1 : 50

29


Tabel 3.1 di atas merupakan data dari perbandingan udara dengan bahan bakar yang digunakan. Perbandingan tersebut sudah ada pada desain pabrikan mesin yang terdapat dalam manual book Operation & Maintenance.

Tabel 3.2 Data Nilai Kalor Bahan Bakar Rendah (Low Heating Value) Komposisi Carbon dioxide Nitrogen Methane Ethane Propane N-butane Iso butane I-pentane N-pentane N-hexane

Berat Molekul (kg/kmol)

Rumus Kimia CO2 N2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C4H10 C5H12 C5H12 C6H14

44,010 28,013 16,043 30,071 44,099 58,126 58,126 72,150 72,150 86,180

LHV kJ/liter

kJ/kg

33496 60618 87501 114191 113901 135911 136246 161930

49994 47489 46370 45768 45652 45258 45370 45156

Tabel 3.2 di atas merupakan tabel dari nilai kalor bahan bakar yang digunakan pada turbin gas yang dalam hal ini adalah komposisi Natural Gas. Data tersebut diperoleh dari lampiran III Tabel Nilai-Nilai Low Heating Value.

Tabel 3.3 Data Komposisi Bahan Bakar Rumus Kimia

Mol (%)

Carbon dioxide Nitrogen Methane

CO2 N2 CH4

5 0,61 84,49

Ethane

C2H6

4,91

Propane

C3H8

2,88

N-butane

C4H10

0,6

Iso butane

C4H10

0,79

I-pentane

C5H12

0,27

N-pentane

C5H12

0,17

N-hexane

C6H14

0,15

Komposisi

30


Tabel 3.3 merupakan data dari jumlah mol yang terkandung di dalam properties bahan bakar pada PLTGU Cilegon. Data pada tabel 3.3 didapat dari laboratorium dengan melakukan analisa pada bahan bakar gas yang digunakan oleh staf laboratorium. Tabel 3.4 Data Operasi Turbin Gas Pada Temperatur Ambient 28 oC Waktu

Beban

T2

P2a

P2b

P2c

T4

ṁbb

Operasi 6/12/2012 8:45 6/16/2012 9:43 6/8/2012 9:29 12/18/2011 14:02 12/18/2011 12:55 12/16/2011 22:07

(MW)

(oC)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

(oC)

(Nm3/h)

239,17

440,67

16,06

16,06

16,048

603,902

63847,89

216,77

431,7

14,742

14,746

14,82

592,701

59882,71

191,07

419,58

13,65

13,578

13,582

578,007

54741,82

168,27

408,14

12,65

12,586

12,592

568,195

55142,07

144,21

398,27

11,622

11,568

11,566

553,065

44243,2

120,96

394,6

11,022

10,966

10,968

545,533

56460,8

Table 3.4 di atas berisi data operasi pada temperatur ambient 28oC, dengan beban yang berbeda-beda. Data tersebut diambil dari alat ukur yang terintegrasi pada komputer di control room secara real time saat mesin beroperasi. Data pada tabel 3.4 telah dipilih sesuai kebutuhan untuk analisa yang akan dilakukan. Tabel 3.5 Data Operasi Turbin Gas Pada Temperatur Ambient 30 oC T4

ṁbb

(oC)

(Nm3/h)

15,874

606,404

65007,98

15,124

15,136

609,139

58938,13

13,808

13,808

13,806

587,16

53900,63

413,78

12,742

12,668

12,674

566,809

49158,57

144,66

405,77

11,65

11,584

11,586

558,974

42977,2

120,15

391,94

10,548

10,554

10,616

560,253

39902,09

Waktu

Beban

T2

P2a

P2b

Operasi 6/11/2012 9:46 9/24/2012 14:22 6/12/2012 11:31 9/17/2012 14:07 9/22/2012 14:08 6/17/2012 18:51

(MW)

(oC)

(kg/cm2)

238,11

447,41

15,88

15,878

215,76

441,87

15,204

191,46

427,37

169,41

P2c

(kg/cm2) (kg/cm2)

31


Tabel 3.5 merupakan data yang diambil pada temperatur ambient 30oC. Untuk urutan data yang diambil sama dengan Tabel 3.4, yang membedakan hanya temperatur ambientnya.

32


BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Recommend Documents