ANALISIS MAIN CONDENSER PADA PEMBANGKIT

LISTRIK TENAGA PANAS BUMI

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I

pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Oleh :

AHMAD NUR CAHYO DWI SAPUTRO

D 200 160 232

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2021

i

HALAMAN PENGESAHAN

ANALISIS MAIN CONDENSER PADA PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA PANAS BUMI

OLEH

AHMAD NUR CAHYO DWI SAPUTRO

D 200 160 232

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Pada hari Rabu, 6 Janari 2021

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Dewan Penguji :

1. Ir. Subroto, M.T (......................)

(Ketua Dewan Penguji)

2. Kholqillah Ardhian Ilman, S.T., M.Eng. (......................)

(Sekertaris Dewan Penguji)

3. Ir. Sunardi Wiyono, M.T. (......................)

(Anggota Dewan Penguji)

Dekan,

Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., IPM

ii

iii

1

ANALISIS MAIN CONDENSER PADA PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA PANAS BUMI

Abstrak

Kondensor adalah suatu alat pengembun uap dari turbin dengan kondisi tekanan vacum. Uap bekas dari turbin masuk dari sisi atas kondensor, kemudian

mengalami proses kondensasi yang mana terjadi perubahan fasa dari uap air menjadi air (air kondensat). Kondensor di PT. Indonesia Power Kamojang POMU

menggunakan kondensor tipe direct contact. Uap keluaran turbin masuk ke dalam kondensor untuk proses kondensasi. Kinerja kondensor diketahui dari perhitungan efektivitas kondensor dengan parameter laju massa dan temperatur air

pendingin. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh tekanan uap masuk kondensor dan perubahan temperatur air pendingin. Dengan begitu dapat

diketahui bagaimana efektivitas dari kondensor, apakah sudah berjalan dengan baik atau belum. Dari hasil perhitungan diperoleh bahwa efektivitas kondensor

saat ini masih beroperasi dengan baik dengan nilai efektivitas tertinggi sebesar 87,5%.

Kata kunci : kondensor uap, efektivitas, tekanan vacum, direct contact

Abstract

The condenser is a means of condensing steam from a turbine under vacuum

pressure conditions. The used steam from the turbine enters from the top side of the condenser, then undergoes a condensation process in which a phase change

occurs from water vapor to water (condensate water). Condenser at PT. Indonesia Power Kamojang POMU uses a direct contact type condenser. The turbine output

steam enters the condenser for the condensation process. Condenser performance is known from the calculation of the effectiveness of the condenser with the mass

rate and cooling water temperature parameters. This study aims to analyze the effect of steam pressure entering the condenser and changes in cooling water temperature. That way it can be seen how the effectiveness of the condenser,

whether it is running well or not. From the calculation results, it is found that the current condenser effectiveness is still operating well with the highest

effectiveness value of 87.5%.

Keyword : steam condenser, effectiveness, vacuum pressure, direct contact

2

1. PENDAHULUAN

Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya sumber daya

panas bumi (geothermal). Sumber daya panas bumi merupakan sumber daya

alam yang terbarukan dan lebih ramah lingkungan dibanding minyak bumi.

Potensi panas bumi di indonesia merupakan salah satu yang terbesar di

dunia. Hingga saat ini telah teridentifikasi 265 lokasi sumber energi panas

bumi Indonesia dengan potensi mencapai sekitar 28,1 GW atau setara

dengan 12 (duabelas) milyar barel minyak bumi untuk masa pengoperasian

30 tahun, menempatkan Indonesia sebagai salah satu negara terkaya akan

potensi energi panas bumi.

Di Indonesia pembangkit listrik tenaga panas bumi baru terlaksana pada

tahun 1983 di Kamojang dengan potensi sebesar 30 MW. Selanjutnya mulai

didirikan PLTP lainnya seperti di G.Salak, Sibayak, Darajat, Dieng, Wayang

Windu dan Lahendong. Hingga saat ini baru 1189 Mw listrik yang telah

diproduksi dari tujuh lapangan. Ketujuh lapangan panas bumi tersebut

adalah Sibayak (12 MW), G. Salak (375 MW), Kamojang (200 MW),

Darajat (255 MW), Wayang Windu (227 MW), Dieng (60 MW), dan

Lahendong (60 MW). Namun pemanfaatan energi panas bumi di indonesia

belum terlalu dimaksimalkan. Pemanfataan energi fosil (batu bara dan gas

bumi) ternyata masih sangat besar di Indonesia. Hingga tahun 2018 lalu,

total kapasitas listrik di Indonesia mencapai 12.939 MW. Kapasitas sebesar

ini 55 persen disumbang oleh PLTU (uap/batubara) dengan kapasitas 34.431

MW, 26 persen oleh gas bumi (PLTG) dengan kapasitas 16.458 MW, dan

diesel sebesar 6 persen dengan kapasitas 4.022 MW. Sisanya, pembangkit

panasbumi sebesar 3 persen dengan total kapasitas 1.948,5 MW, PLTA

(air) sebesar 9 persen dengan total kapasitas 5.733 MW, pembangkit EBT

lainnya sebesar 1 persen dengan kapasitas 390,1 MW.(Kementerian ESDM,

2017)

Penggunaan panas bumi sebagai salah satu sumber tenaga listrik memiliki

banyak keuntungan di sektor lingkungan maupun ekonomi. Bila

3

dibandingkan sumber daya lainya seperti batu bara, minyak bumi,

nuklir, dan lain sebagainya. Sifat panas bumi sebagai tenaga yang digunakan

untuk penggerak akan selalu tersedia dan tidak akan mengalami penurunan

jumlah.

Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik di rumah-rumah dan industri

maka energi listrik diperoleh melalui proses konversi yang kompleks.

Di Indonesia, pembangkitan tenaga listrik salah satunya dilakukan oleh PT.

Indonesia Power Kamojang POMU yang mengkonversi uap hasil pemanasan

di dalam bumi menjadi listrik. Karena menggunakan uap panas bumi, maka

pembangkit ini disebut Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).

Pada sistem pembangkit listrik, kondensor merupakan komponen utama

pada siklus Rankine yang dapat mempengaruhi efisiensi suatu pembangkit.

Main Condenser adalah alat pendingin utama yang digunakan untuk

merubah uap bekas turbin menjadi air. Uap setelah melakukan kerja didalam

turbin didinginkan dengan air pendingin sehingga terkondensasi menjadi air.

Air kondensat ini selanjutnya digunakan lagi didalam siklus sebagai air

pendingin di kondensor dan selebihnya akan digunakan untuk diinjeksikan

lagi ke dalam sumur injeksi.

2. METODE

2.1 Langkah Penelitian

Penelitian ini adalah penelitian yang besifat kualitatif. Penelitian

yang digunakan yaitu penelitian kualitatif deskriptif. Penelitian kualitatif

deskriptif adalah berupa penelitian dengan metode atau pendekatan studi

kasus (case study). Penelitian ini memusatkan pada satu obyek tertentu

untuk dipelajarinya sebagai suatu kasus. Data studi kasus dapat diperoleh

dari semua pihak yang bersangkutan, dengan kata lain dalam studi ini

dikumpulkan dari berbagai sumber. Agar mudah dalam memberikan

gambaran dalam melakukan urutan penelitian, dapat dilihat pada gambar

2.1.

4

Gambar 2.1 Diagram Alir

Pada langkah awal, penulis menentukan alat dan bahan apa saja yang

dibutuhkan untuk menyelesaikan analisis unjuk kerja dari sebuah kondensor.

Alat yang dipakai yaitu kondensor pada PT. Indonesia Power Kamojang

Mulai

Pengambilan data teknis pada

control room :

1. Tekanan uap masuk kondensor

2. Suhu uap masuk dan keluar

kondensor

3. Suhu air pendingin masuk dan

keluar kondensor.

Selesai

Kesimpulan

dan Saran

Alat dan

Bahan

Perhitungan Unjuk Efektivitas

Kondensor

Pembuatan Grafik Hubungan antara Tekanan uap

masuk kondensor dan perubahan suhu air pendingin

dengan Efektivitas Kondensor.

5

POMU. Bahan yang dibutuhkan antara lain data Log Sheet harian karyawan

dan data design dari manual book.

Tahap selanjutnya yaitu tahap pengumpulan data. Data dikumpulkan

dari control room PT. Indonesia Power Kamojang POMU. Data-data yang

dikumpulkan meliputi tekanan uap masuk kondensor (P), temperatur uap

masuk kondensor (Thi), temperatur uap keluar kondensor (Tho), temperatur air

masuk kondensor (Tci) dan temperatur air keluar kondensor (Tco).

Setalah semua data terkumpul, tahap selanjutnya yaitu tahap

perhitungan unjuk efektivitas kondensor. Dalam tahap ini penulis menghitung

laju perpindahan fluida panas, laju aliran air masuk kondensor, laju

perpindahan panas maksimum dan efektifitas kondensor. Setelah perhitungan

selesai, tahap selanjutnya adalah pembuatan grafik hubungan antara Pengaruh

Tekanan Vakum terhadap Efektivitas Main Condenser dan perubahan suhu

air (ΔT) Terhadap Efektivitas Main Condenser

2.2 Tempat dan Waktu

Penelitian dilaksanakan di PT. Indonesia Power Kamojang POMU.

Waktu penelitian selama 1 bulan yaitu tanggal 1 November 2019-30

November 2019.

2.3 Alat dan Bahan

2.3.1 Alat

Alat-alat yang digunakan dalam proses penelitian adalah:

1. Kondensor

Kondensor yang digunakan ialah kondensor yang berada di

PT. Indonesia Power Kamojang POMU dengan spesifikasi

kondensor seperti ditunjukkan dibawah ini :

6

Tabel 2.1 Spesifikasi Kondensor

Manufaktur Mitsubishi Heavy Industry. Ltd

Tipe Direct Contact

Tekanan 0.1 bar

Suhu Air Pendingin 29 °C

Suhu Air Keluar 48.5 °C

Level Maximum 1800 mm

Gambar 2.2 Kondensor

(Sumber PT. Indonesia Power Kamojang POMU)

2.3.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam proses penelitian ini antara lain

adalah :

a. Data Log Sheet harian karyawan.

b. Data design dari manual book.

7

2.4 Metode Pengumpulan Data

Metode-metode yang dilakukan dalam rangka memperoleh data-data

dan informasi yang diperlukan adalah sebagai berikut :

1. Data Teknis

Pengumpulan data dilakukan dengan cara pengamatan secara

langsung terhadap alat yang dijadikan objek permasalahan. Data-data

yang dikumpulkan meliputi tekanan uap masuk kondensor (P),

temperatur uap masuk kondensor (Thi), temperatur uap keluar

kondensor (Tho), temperatur air masuk kondensor (Tci) dan temperatur

air keluar kondensor (Tco).

2. Metode literatur

Pengumpulan data diperoleh dari buku design manual

sistem pembangkit dan buku-buku pendukung lainnya yang tersedia di

perpustakaan PT Indonesia Power Kamojang POMU.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 3.1 Skema Kondensor

Hotwell

Steam (Thi)

(Tci)in

Cooling water

inlet (Tci)

water

outlet (Tco)

Air outlet

(Tho)

8

Tabel 3.1 Data Teknis pada Control Room

Jam

Tek.vakum

kondesor

(bar)

Thi

(C)

Tho

(C)

Tci

(C)

Tco

(C)

ṁh

(kg/s)

00.00 0,077 56 44 32 51 117,2

06.00 0,079 55 43 32 52 92,2

12.00 0,082 56 44 33 53 119,4

18.00 0,083 56 45 33 54 119,4

Tabel 3.2 Data Hasil Perhitungan

Jam Tek.

Vakum

(bar)

Tc0 – Tci

(ºC)

ṁc

(kg/s)

Q

(kW)

Qmax

(kW)

Ɛ

(%)

00.00 0,077 19 33,6497 2671,8200 3373,9305 79,17

06.00 0,079 20 25,1283 2100,2234 2415,2569 86,96

12.00 0,082 20 32,5732 2722,4706 3130,8412 86,96

18.00 0,083 21 31,0484 2724,7724 3114,0256 87,50

3.1 Pengaruh Tekanan Vakum terhadap Efektivitas Main Condenser

Pengaruh tekanan vakum terhadap efektivitas main condenser

ditunjukan oleh gambar 3.2.

9

Gambar 3.2 Pengaruh Tekanan Vakum terhadap Efektivitas di Main

Condenser

Berdasarkan gambar 3.2, pada saat tekanan vakum 0,077 bar nilai

efektivitas main condenser yang dihasilkan sebesar 79,19 %. Pada

tekanan vakum 0,079 bar nilai efektivitas main condenser yang

dihasilkan mengalami kenaikan yang cukup signifikan yaitu sebesar

86,96 %. Pada tekanan vakum 0.082 bar nilai efektivitas yang

dihasilkan main condenser seebesar 86,96 %, dan pada tekanan vakum

0,083 bar nilai efektivitas main condenser yang dihasilkan yaitu

sebesar 87,5 %, kenaikan efektivitas yang terjadi tidak banyak atau

cukup stabil. Sehingga dari gambar 3.2 dapat disimpulkan bahwa

semakin tinggi nilai kevakuman didalam kondensor maka semakin

tinggi pula efektivitas kondensor yang dapat dihasilkan.

3.2 Pengaruh Perbedaaan Suhu Air Pendingin Terhadap Efektivitas

Main Condenser

Pengaruh perbedaan temperatur air pendingin terhadap efektivitas

main condenser ditunjukkan oleh gambar 3.3

79,17

86,96 86,96 87,5

74

76

78

80

82

84

86

88

90

0,077 0,079 0,082 0,083

Efe

kti

vit

as(

%)

Tekanan Vakum (bar)

10

Gambar 3.3 Pengaruh Perbedaan Temperatur Air Pendingin

Terhadap Efektivitas Main Condenser

Tidak hanya tekanan vakum yang mempengaruhi kinerja main

condenser tetapi perbedaan temperature air masuk dan air keluar

kondensor juga mempengaruhi kinerja dari main condenser. Gambar

3.3, memperlihatkan pada saat beda temperatur yaitu 19 ºC, efektivitas

yang dapat dihasilkan sebesar 79,17 %. Sedangkan pada beda

temperatur terbesar yaitu 21 ºC, efektivitas yang dapat dihasilkan

sebesar 87,5 %. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar perbedaan

temperatur air masuk dan keluar kondensor maka efektivitas dari

kondensor yang dapat dihasilkan akan semakin besar.

4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan analisis data dan pembahasan maka dapat disimpulkan

sebagai berikut:

1. Ketika tekanan vakum uap masuk kondensor sebesar 0,077 bar sampai

0,079 bar kenaikan efektivitas kondensor sangat signifikan dan ketika

tekanan 0,079 bar sampai 0,083 bar efektivitas kondensor mengalami

kenaikan yang sedikit. Dari data tersebut dapat dikatakan bahwa

79,17

86,96 86,96 87,5

70

75

80

85

90

95

100

19 20 20 21

Efe

kti

vit

as(

%)

ΔT (ºC)

11

efektivitas akan meningkat pada tekanan vakum 0.079 bar sampai 0.083

bar, hal ini menunjukkan bahwa meningkatnya nilai kevakuman di dalam

kondensor pada tekanan tertentu akan meningkatkan efektivitas kondensor.

2. Semakin tinggi nilai perbedaan temperatur air masuk kondensor dan air

keluar kondensor maka efektivitas kondensor yang dihasilkan akan

meningkat. Efektivitas Kondensor Akan meningkat pada perbedaan

temperatur 20ºC sampai 21ºC. Hal ini dapat membuktikan bahwa

temperatur uap yang masuk ke dalam kondensor dapat di dinginkan secara

maksimal.

4.2 Saran

1. Melakukan pengecekan secara berkala pada instrumen-instrumen

kondensor dan melakukan pergantian perangkat yang sudah rusak atau

kurang optimal kinerjanya.

2. Upaya dalam menjaga tekanan vakum uap supaya konstan sangat

diperlukan supaya efektivitas kondensor maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

Adi, Yongki. (2016). Penguasaan Teknologi Energi Panas Bumi Indonesia.

Yogyakarta: Universitas Gajah Mada.

Ardhito, D. D. L., (2015), Analisis Pengaruh Kevakuman Kondenosor

Terhadap Laju Perpindahan Panas dan Efektivitas pada PLTU

Rembang Unit 10, Tugas Akhir , Universitas Gadjah Mada.

Direktorat Panas Bumi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Indonesia.

(2017). Potensi Panas Bumi Indonesia Jilid 1. Kementerian Energi dan

Sumber Daya Mineral: Jakarta.

Elia, Imam. (2015). Kondensor dan Prinsip Kerjanya Handout. Jakarta

Hidayat, A. (2016). Analisa efektivitas Condenser Direct Contact Unit 3 PT.

Indonesia Power (UPJP) Kamojang. Majalengka: Universitas Majalengka

Kamojang Geothermal Power Station Unit I dan Unit II, Design Manual Vol. TD

01 Rev.2, 1984. Mitshubisi Heavy Industries, Ltd Yokohama Japan

12

Rosyada, A. (2017). Analisa Kinerja Kondensor Unit IV Sebelu dan Sesudah

Overhaul. Jakarta: Politeknik Negeri Jakarta.

Suryanti, Andriya, (2007). Perhitungan Efektivitas Kondensor Menggunakan

Metode Heat Balance Pada Unit 2 Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

PT Indonesia power UPJP Kamojang. Politeknik Negeri Jember.

Tunggul M. Sitompul. (1993), Alat Penukar Kalor, edisi 1. Cet . 1. Rajawali

Pers, Jakarta