Upload
idah-ismael
View
216
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/19/2019 APA YA222.docx
1/13
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Kerja Praktek
Ilmu yang diperoleh mahasiswa dari bangku kuliah pada umumnya hanya
bersifat teori. Namun lebih dari itu, ilmu-ilmu tersebut pada dasarnya mengacu
pada keadaan ideal yang seringkali berbeda dengan keadaan di lapangan. Oleh
karena itu suatu ilmu belumlah sempurna jika belum diterapkan dalam keadaan
sebenarnya di lapangan. Seperti yang telah diketahui bahwa hampir semua disiplin
ilmu dipakai di suatu pabrik atau industri, diantaranya ilmu eknik !esin
"permesinan#.
$erja praktek merupaka salah satu mata kuliah wajib di %urusan eknik
!esin &ni'ersitas Sriwijaya yang harus ditempuh oleh mahasiswa %urusan eknik
!esin sebagai salah satu syarat penyelesaian kurikulum. (alam pelaksanaan kerja
praktek ini mahasiswa diharapkan dapat langsung mengaplikasikan ilmu yang
didapat untuk diterapkan dalam perusahaan dan industri. &ntuk itu melalui kerja
praktek diharapkan mahasiswa dapat mengetahui kondisi perusahaan secara
umum misalnya perkembangan perusahaan, organisasi dan kegiatan-kegiatan
perusahaan. !elalui pengalaman ini pula diharapkan dapat menambah wawasan
mahasiswa sehingga memiliki daya nalar dan pemahaman mengenai pengetahuan
eknik !esin yang terarah, sehingga selanjutnya mahasiswa dapat membuat suatu
perencanaan secara teknis, mencari solusi masalah keteknikan dalam lingkungan
suatu perusahaan.
&ntuk mempersiapkan tenaga ahli tersebut seperti yang diatas, sangat
diperlukan kerja sama yang erat antara perguruan tinggi dengan instansi perusahaan, dalam hal ini kalangan industri yang bersangkutan adalah PT
CHEVRON PACIFIC INDONESIA. $erjasama tersebut diwujudkan dengan
adanya kerja praktek bagi mahasiswa eknik !esin &ni'ersitas Sriwijaya di
perusahaan industri yang bersangkutan, guna menghasilkan mahasiswa yang
berkualitas dan handal.
PT CHEVRON PACIFIC INDONESIA sebagai sebuah perusahaan yang
bergerak di bidang eksplorasi dan produksi minyak dan gas "oil and gascompany# memiliki berbagai peralatan mesin bertaraf internasional yang
dioperasikan secara efisien dan optimal di perusahaan tersebut sehingga sesuai
8/19/2019 APA YA222.docx
2/13
untuk dijadikan sebagai lokasi kerja praktek. Sebagai sebuah perusahaan yang
sudah berdiri lama, tentunya problem-problem yang terjadi di dalamnya pun
menjadi lebih ber'ariatif.
)tas pertimbangan tersebut, maka saya mengajukan permohonan untuk
dapat melakukan kerja praktek di PT CHEVRON PACIFIC INDONESIA
selama dua bulan. Sangat besar harapan saya untuk dapat melakukan kerja praktek
di PT CHEVRON PACIFIC INDONESIA agar dapat saya jadikan bekal dalam
menghadapi dunia kerja nantinya.
1.2. R!"an #a"ala$
&ntuk mempermudah melakukan kerja praktek ini maka dirumuskan
beberapa rumusan masalah yang menjadi acuan dalam penelitian ini. )dapun
rumusan masalah tersebut antara lain *
1. !ekanisme pengoperasian pada + + /02ON +)SI3I
IN(ON0SI).
4. /asil perhitungan dan analisa data jumlah kerja kompresor dan turbin gas.
5. 0fisiensi thermal siklus + + /02ON +)SI3I IN(ON0SI).
6. )pa parameter 7 parameter yang mempengaruhi performansi siklus turbin
gas.
8. 9agaimana cara meningkatkan performansi siklus turbin gas pada +
+ /02ON +)SI3I IN(ON0SI).
1.%. Bata"an #a"ala$
(alam penelitian ini, untuk lebih memfokuskan kegiatan kerja praktek
maka pembahasan dibatasi pada hal-hal yang berkaitan dengan *
1. !enghimpun data-data yang 'alid tentang faktor-faktor yang
mempengaruhi performansi siklus turbin gas pada + !IN)S +
/02ON +)SI3I IN(ON0SI).4. )nalisis performansi siklus turbin gas melalui data-data yang didapat dari
apangan dan Sistem ontrol urbin + !IN)S + /02ON
+)SI3I IN(ON0SI).
1.&. Tjan
ujuan $erja praktek yaitu *
8/19/2019 APA YA222.docx
3/13
1. !enganalisis performansi sistem turbin gas pada + !IN)S +
/02ON +)SI3I IN(ON0SI) dan perkembangannya selama selang
waktu yang telah ditentukan.
4. !enganalisis efisiensi siklus + !IN)S + /02ON +)SI3I
IN(ON0SI).
5. !enerapkan ilmu hermodinamika dalam menganalisa performansi siklus
turbin gas pada + !IN)S + /02ON +)SI3I IN(ON0SI).
1.'. #an(aat
)dapun manfaat yang dapat diambil dari kegiatan kerja praktek yang
mengambil judul )nalisa +erformansi Siklus urbin as pada +embangkit
istrik enaga as " !inas # + /02ON +)SI3I IN(ON0SI), 2iau *
1. !enambah wawasan mahasiswa tentang disiplin ilmu eknik !esin yang
diperoleh di perguruan tinggi dengan kondisi nyata : industri.
4. !emahami secara umum kegiatan-kegiatan yang ada di perusahaan,
khusunya di bidang mechanical engineering.
5. !eningkatkan pengalaman, wawasan dan daya nalar mahasiswa tentang
pengoperasian mesin-mesin dan aspek-aspek keteknikan dalam
aplikasinya dalam suatu industri.
6. !eningkatkan profesionalisme mahasiswa eknik !esin dengan adanyatransfer informasi dari kalangan dunia industri kepada mahasiswa.
BAB 2
TEORI DASAR
2.1. Pengert)an Tr*)n +a"
8/19/2019 APA YA222.docx
4/13
urbin adalah salah satu mesin termal, dimana energi panas "heat energy#
yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar "umumnya cair atau gas#
ditransformasikan ke roda turbin "rotor # yang menghasilkan putaran dan kerja
"mekanikal#. urbin gas adalah suatu penggerak mula yang memanfaatkan gas
sebagai fluida kerja. (i dalam turbin gas energi kinetik dikon'ersikan menjadi
energi mekanik berupa putaran yang menggerakkan roda turbin sehingga
menghasilkan daya. 9agian turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin dan
bagian turbin yang diam disebut stator atau rumah turbin. 2otor memutar poros
daya yang menggerakkan beban "generator listrik, pompa, kompresor atau yang
lainnya#. urbin gas merupakan salah satu komponen dari suatu sistem turbin gas.
Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu
kompresor, ruang bakar dan turbin gas.
+enggunaan turbin gas dibagi menjadi dua, yaitu *
1. )'iasi "penerbangan#, digunakan sebagai mesin yang menghasilkan daya
dorong pada pesawat terbang "aeroderi'atif#.
4. urbin gas digunakan untuk menggerakkan bermacam-macam peralatan,
seperti pompa, generator listrik, dan kompresor.
2.2. Kla")()ka") Tr*)n +a"
urbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya, kontruksi poros dan
lainnya. !enurut siklusnya turbin gas terdiri dari*
1. urbin gas sistem tertutup "close cycle#.
4. urbin gas sistem terbuka "open cycle#.
8/19/2019 APA YA222.docx
5/13
+a!*ar 2.1 * urbin as Sistem erbuka dan urbin as Sistem ertutup
(alam industri turbin gas umumnya diklasifikasikan dalam dua jenis yaitu*
1. urbin as +oros unggal "Single Shaft #. urbin jenis ini digunakan untuk
menggerakkan generator listrik yang menghasilkan energi listrik untuk
keperluan proses di industri.
4. urbin as +oros anda " Double Shaft #. urbin jenis ini merupakan
turbin
gas yang terdiri dari turbin bertekanan tinggi dan turbin bertekanan
rendah,
dimana turbin gas ini digunakan untuk menggerakkan beban yang berubah
seperti kompresor pada unit proses.
2.%. K,!-,nen Tr*)n +a"
)da tiga komponen utama yang menunjang kerja turbin gas, yaitu *
1. $ompresor )ksial "Compressor #
;ang dimaksud aliran aksial adalah bahwa jalan aliran udara arahnya
paralel atau memanjang searah dengan shaft dari rotor. $ompresor aksial terdiri
dari beberapa tingkat "dapat mencapai 5< tingkat#, masing-masing tingkat terdiri
dari satu baris sudu gerak pada rotor, dan satu baris sudu tetap pada stator untuk
memperoleh efisiensi yang tinggi diperlukan rasio kompresi yang tinggi.
$omponen utama sebuah kompresor aksial adalah rotor dengan sudu7sudu gerak
dan stator dengan sudu7sudu tetap. +enampang sudu berbentuk airfoil. 9iasanya
sudu dipasangkan longgar pada rotor untuk memberi ruang pemuaian saat sudah
panas ketika beroperasi.
4. 2uang 9akar "Combustor #
2uang bakar sangat menentukan mutu gas pembakaran, bukan hanya dari
segi energi yang disediakan tetapi juga emisi gas buangnya. )da beberapa jenis
ruang bakar, yaitu ruang bakar tubular, ruang bakar anular dan ruang bakar
turboanular:kanular. &ntuk menjamin hal tersebut maka ruang bakar turbin gas
harus memenuhi syarat-syarat berikut ini *
1# 0fisiensi pembakaran yang tinggi, bahan bakar harus terbakar sempurna
sehingga semua energi kimia dapat dikon'ersi menjadi energi panas.
4# (istribusi temperatur keluar ruang bakar yang sama.
8/19/2019 APA YA222.docx
6/13
5# 0misi polutan "O, NO=, SO=# dan asap yang rendah
6# /arga yang murah dan mudah perawatannya. !aka konstruksi harus
sederhana serta dibuat dari material yang tidak mahal.
5) ahan lama, konstruksi dan material yang baik serta pendinginan yang baik.
5. urbin )ksial
9agian turbin merubah panas dari pembakaran diruang bakar menjadi
tenaga putar mekanis. Sama seperti kompresor, bagian turbin juga terdiri dari
beberapa deret sudu-sudu yang berputar dan tidak berputar. Sudu-sudu yang
berputar tersebut disebut rotorblade dan sudu-sudu yang tidak berputar pada
turbin disebut nozzle. $arena proses aliran gas didalam turbina dalah ekspansi,
sudu turbin dapat dibuat dengan sudut belok lebih besar daripada sudu kompresor.
/al tersebut memungkinkan kon'ersi energi pertingkat yang lebih besar pula.
6. $omponen +endukung urbin as
1# ariable Inlet uide ane "I# terletak pada satu atau dua tingkat sudu
stator pertama sebuah kompresor, berfungsi mengatur aliran massa udara
supaya bisa menyesuaikan dengan keadaan pada saat mulai, akselerasi dan
deselerasi kompresor.
4# Bleed Valve, terletak dikompresor dan sebelum diatas rumah ruang
pembakaran dan mempunyai saluran untuk membuang aliran udara
kompresor dengan tidak melewati ruang bakar dan bagian turbin.
9erfungsi untuk mengurangi tekanan balik atau back pressure pada
kompresor dan juga mengurangi beban yang diterima turbin.
5# (ifuser adalah alat atau saluran yang berfungsi menaikkan tekanan fluida
dengan jalan menurunkan kecepatannya. )tau difuser adalah alat yang
mengubah energi kinetik menjadi tekanan. (ifuser tidak menghasilkan
atau memerlukan kerja mekanik.
6# Nozzle adalah alat atau saluran yang berfungsi menaikkan kecepatan fluida
dengan jalan menurunkan tekanannya. )tau, nozzle adalah alat untuk
mengekspansikan fluida sehingga kecepatannya bertambah besar.
2.&. Pr)n")- Kerja Tr*)n +a"
&dara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara " inlet #.
$ompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut,
sehingga temperatur udara juga meningkat. $emudian udara bertekanan ini masuk
8/19/2019 APA YA222.docx
7/13
kedalam ruang bakar. (i dalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengan
cara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar. +roses pembakaran
tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan
ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. as hasil pembakaran tersebut
dialirkan ke turbin gas melalui suatu nosel yang berfungsi untuk mengarahkan
aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. (aya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut
digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya
seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang
keluar melalui saluran buang "exhaust #. urbin gas bekerja secara kontinyu tidak
bertahap, semua proses yaitu hisap kompresi, pembakaran dan buang adalah
berlangsung bersamaan.
Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah
sebagai berikut*
1. +emampatan "compression# udara di hisap dan dimampatkan.
4. +embakaran "combustion# bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar
dengan udara kemudian di bakar.
5. +emuaian "expansion# gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar
melalui nosel "nozzle#.
4. +embuangan gas "exhaust # gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat
saluran pembuangan.
2.'. S)kl" Brat,n
Siklus 9rayton, merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin
gas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan oleh pembuat
mesin turbin atau manufacturer dalam analisa untuk performance upgrading .
Siklus 9rayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri dengan
proses pelepasan panas pada tekanan konstan. +ada siklus 9rayton tiap-tiap
keadaan proses dapat dianalisa secara berikut.
8/19/2019 APA YA222.docx
8/13
+a!*ar 2.2 *
Skema Siklus 9rayton, (iagram +-' dan (iagram -s
2umus yang digunakan dalam siklus 9rayton dijelaskan sebagai berikut *
1. +roses 1 7 4 "kompresi isentropik #. $erja yang dibutuhkan kompresor *
"4.1#
4. +roses 4 7 5, pemasukan bahan bakar pada tekanan konstan. %umlah kalor
yang dihasilkan *
"4.4#
5. +roses 5 7 6, ekspansi isentropik di dalam turbin. (aya yang dibutuhkan
turbin *
"4.5#
6. +roses 6 7 1, pembuangan panas pada tekanan konstan ke udara. %umlah
kalor yang dilepas *
"4.6#
2./. E()")en") Tr*)n +a"+emakaian turbin gas banyak menguntungkan sebagai pengganti sumber
penggerak lain, seperti yang sudah diuraikan di atas, yaitu turbin gas bentuknya
lebih simpel dan tidak banyak memakan tempat. $alau dibandingkan dengan
turbin uap, turbin gas lebih mudah dioperasikan, mudah dikendalikan dan
instalasinya lebih sederhana. )kan tetapi, secara aktual efisiensi turbin gas masih
rendah. Sudah banyak metode yang digunakan untuk menaikkan efisiensi
tersebut.
W c=ma (h2−h1 )(kJ )
Q¿=(ma+m (h3−h2 ( kJ )
W t =(ma+mf (h3−h4 ( kJ )
Q R=(ma+m (h4−h1 (kJ )
8/19/2019 APA YA222.docx
9/13
(ari diagram +-' dan -s, dapat dilihat bahwa pemasukan panas
berlangsung pada tekanan tetap *
"4.8#
+engeluaran panas juga pada tekanan konstan yaitu *
"4.>#
Sehingga, kerja yang dipergunakan dapat dirumuskan sebagai berikut *
"4.?#
0fisiensi didefinisikan sebagai perbandingan kerja yang berguna dengan energi
kalor yang masuk, dirumuskan sebagai berikut *
"4.@#
(imana c p merupakan kapasitas jenis pada tekanan konstan *
"4.A#
BAB %
#ETODOLO+I KER0A PRAKTEK
(engan tujuan memperoleh data yang diperlukan dalam penyusunan laporan kerja
praktek ini, maka digunakan beberapa metode*
%.1. St) Ke-"takaan
q¿=mc p (T 3−T 2 )(kJ )
qout =mc p (T 4−T 1 )(kJ )
W use=q¿−qout =(mc p (T 3−T 2 ))−(mc p (T 4−T 1 ))(kJ )
η=
W use
q¿ =
q¿−qout q¿
γ =c p
c
8/19/2019 APA YA222.docx
10/13
$egiatan yang dilakukan bertujuan untuk menghimpun informasi yang
rele'an dengan judul atau topik kerja praktek, informasi itu dapat diperoleh dari
buku-buku ilmiah, laporan penelitian, karangan-karangan ilmiah, tesis dan
disertasi, ensiklopedia, dan sumber-sumber tertulis baik tercetak maupun
elektronik lainnya.
%.2. Or)enta") U!!
!erupakan masa perkenalan dan penjajakan tempat kerja praktek. Selama
satu minggu awal kita dituntut saling mengenal agar tercipta hubungan yang baik
antara peserta kerja praktek dengan teknisi serta staff yang ada di perusahaan
tersebut. )dapun sasaran utama lokasi kerja praktek adalah P,er an Stea!
+enerat),n 3P4S+5 De-arte!en P,er +enerat),n an Tran"!)""),n
3P+4T5 PT.CHEVRON PACIFIC INDONESIA6 #)na" 7 R)a.
%.%. Peng!-lan Data
ahapan pengumpulan data-data yang terkait sistem + dan
perancangan konstruksi selama kegiatan kerja praktek berlangsung. +ada tahap ini
peserta kerja praktek bertugas untuk mengamati proses pengoperasian yang ada di
lokasi kerja praktek sehingga mendapatkan data yang rele'an. (alam hal ini yang
dilakukan oleh peserta kerja praktek adalah *
1. !engumpulkan data 7 data yang diperlukan untuk melakukan analisa
peformansi siklus turbin gas .
4. !engamati proses pengoperasian dan perawatan +.
5. !emahami prinsip kerja +.
6. !encari tahu spesifikasi lengkap turbin dan kompresor yang digunakan
pada + .
8. !engamati sifat 7 sifat hermodinamika fluida kerja pada +.
>. !engumpulkan data tentang daya keluaran dari +
%.&. Anal)")" an Pengel,la$an Data
)nalisis dan pembahasan yang dilakukan selama kegiatan kerja praktek
berlangsung di buat ke dalam bentuk format tabel, grafik dan angka-angka pasti
hasil perhitungan menggunakan ilmu dan rumus hermodinamika siklus 9rayton
dan rumus lainnya yang rele'an
%.'. Ke")!-lan an Saran
8/19/2019 APA YA222.docx
11/13
Setelah melakukan percobaan-percobaan tersebut maka kita dapat menarik
sebuah kesimpulan, yang berarti kita sudah mendapatkan hasil dari apa yang telah
kita kerjakan dalam kerja praktek tersebut. $ita juga dapat mengajukan saran-
saran yang bertujuan untuk lebih meningkatkan efisiensi + tersebut
%./. Pen"nan La-,ran
+enyusunan hasil penelitian di dalam kegiatan kerja praktek tentang siklus
turbin gas ke dalam bentuk laporan kerja praktek. )dapun tahap-tahap penelitian
dan pengambilan data yang dilakukan dapat dilihat pada diagram alir berikut ini *
%.8. Penjela"an D)agra! Al)r
)dapun penjelasan dari diagram alir di atas adalah sebagai berikut *
%.8.1. Data 9 Data O-era") an #a)ntenan:e 3In-t5
Setelah mengenal komponen-komponen pada sistem turbin gas dan proses
pengoperasiannya serta pemeliharaan yang telah dilakukan sebelumnya, barulah
kita mencari data-data operasi dan maintenance "Input# B
1. (ata teknis sistem + meliputi * input-output kerja, efisiensi alat, sifat-
sifat fluida kerja, dan berbagai data penunjang penelitian.
!ulai
1.+engenalan struktur dan management perusahaan
4.+engenalan komponen-komponen di dalamsistem + secara keseluruhan.
5.+emahaman mekanisme dan prinsip kerja.
(ata-data operasi dan maintenance "input# *1. (ata teknis sistem + meliputi * input-output kerja, efisiensi alat, sifat-sifat fluida kerja,
dan berbagai data penunjang penelitian.
4. (ata lapangan.
5. Spesifikasi setiap komponen untuk mengetahui performance komponen sebelum dan sesudahdi analisis.
+erhitungan *(ari analisa peformansi siklus turbi gas akan dihitung antara lain * efisiensi termal siklus + ,
besar kerja kompresor, besar kerja turbin dan daya yang dihasilkan +.
/asil output*
1.abel hasil perhitungan
4.$esimpulan dan saran
Selesai
8/19/2019 APA YA222.docx
12/13
4. (ata lapangan.
5. Spesifikasi setiap komponen untuk mengetahui performance komponen
sebelum dan sesudah di analisis.
%.8.2. Per$)tngan
Setelah mendapatkan data-data diatas barulah kita bisa melakukan
pengkajian data dan perhitungan : analisa. )dapun hal 7 hal yang di analisa adalah
efisiensi termal siklus + , besar kerja kompresor, besar kerja turbin dan daya
yang dihasilkan +.
%.8.%. Ha")l Ot-t
+ada akhir kerja praktek penulis harus membuat hasil laporan dari pengambilan data dan pengkajian yang telah dilakukan. /asil output tersebut di
antaranya*
1. abel hasil perhitungan.
4. $esimpulan dan saran.
%.;.
8/19/2019 APA YA222.docx
13/13
>. +enyusunan laporan kerja praktek
$eterangan *
* * +elaksanaan kegiatan
* idak ada kegiatan
empat kegiatan kerja praktek ini akan dilaksanakan di (epartemen +ower
eneration and ransmission "+ D # + /02ON +)SI3I
IN(ON0SI), !inas 7 2iau.
%.=. PENUTUP
(emikianlah proposal $erja +raktek ini dibuat sebagai bahan
pertimbangan bagi 9apak:Ibu pimpinan + he'ron +acific Indonesia untuk
dapat menerima kami melaksanakan $erja +raktek. Selanjutnya besar harapan
kami semoga pihak perusahaan dapat memberikan pengarahan dan bimbingan
selama pelaksanaan $erja +raktek ini.