Upload
rizhanie-rusly
View
286
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
PLTD
Citation preview
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
BAHAN DAN PIRANTI
MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL (PLTD)
Oleh :
Fathin Izzuddin
1310131028
1 D4 A Teknik Elektro Industri
DEPARTMENT OF ELECTRO-INDUSTRIAL ENGINEERING
EEPIS-ITS
Desember 2013
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
Kata Pengantar
Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT. segala nikmat dan karunia yang telah diberikan kepada kita sehingga bisa menyelesaikan makalah dari mata kuliah Bahan dan Piranti tentang “Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)”.
Dalam penyusunan makalah ini, tidak sedikit hambatan yang kami hadapi. Namun penulis menyadari bahwa dalam penyusunan materi ini tidak lain berkat bantuan, dorongan dan bimbingan dari beberapa orang, sehingga kendala-kendala yang kami hadapi teratasi. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. ALLAH SWT yang telah memberikan kami rezeki, rahmat, dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik
2. Ummi dan Abi yang tiada henti-hentinya selalu mendukung dan mendoakan anaknya dalam menjalani segala urusan di perkuliahan dan untuk menjadi orang yang sukses dalam menggapai cita-citanya.
3. Bapak Ainur Rofiq Nansur, S.T,. M.T selaku dosen mata kuliah Bahan dan Piranti yang telah memberikan instruksi kepada kami sehingga kami termotivasi dan menyelesaikan tugas makalah ini.
4. Rekan sekelas yang telah turut membantu dan mengatasi berbagai kesulitan sehingga tugas ini selesai.
Dalam Penulisan makalah ini kami merasa masih banyak kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki penulis. Untuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini dan bila untuk makalah selanjutnya.
Semoga materi ini dapat bermanfaat dan menjadi sumbangan pemikiran bagi pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sehingga tujuan yang diharapkan dapat tercapai, Aamiiin.
Surabaya, 7 Desember 2013
Penulis
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
Daftar Isi
Halaman Judul……...…………………………………………………………………........ 1
Kata Pengantar…………………………………........………………………………….......2
Daftar Isi……..…………………………………………………………………………….. 3
BAB 1 Pendahuluan………………………………………………………………….......... 4-5
Latar Belakang……………………………………………………………………... i
Rumusan Masalah...................................................................................................... ii
Tujuan…………………………………………………...…………………………. iii
Manfaat…………………………………………………………………………….. iv
BAB 2 Pembahasan…………………….…………………………………………............... 6-18
Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)……………………......…... i
Penggunaan dan Faktor-faktor Pertimbangan Pilihan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)....................................................................................................................... ii
Jenis-jenis Mesin Diesel ………………..…………………………………………..iii
Jenis-jenis Mesin Injeksi Pada Mesin Diesel............................................................. iv
Komponen Perlengkapan PLTD dan Fungsinya ………………………………….. v
Komponen-komponen Penting Mesin PLTD............................................................ vi
Cara Kerja PLTD....................................................................................................... vii
Keunggulan dan Kekurangan PLTD.......................................................................... viii
BAB 3 Penutup…………………………………………………………………………....... 19-20
Kesimpulan……………………………....………………………………………… i
Saran…………………….…………………………………………………………. ii
Daftar Pustaka…………………………………………………………………………........21
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Di era modern seperti sekarang, listrik merupakan salah satu kebutuhan yang pokok
bagi kehidupan. Banyak daerah-daerah terpencil di Indonesia yang belum mendapat pasokan
energi listrik yang cukup untuk kebutuhan sehari-hari. Keterbatasan pasokan listrik ini
disebabkan penggunaan listrik yang berlebihan dalam kehidupan sehari-hari baik itu di
rumah tangga, perusahaan maupun industri.
Untuk menanggulangi keterbatasan pasokan listrik ini, maka banyak di dirikan
pembangkit-pembangkit listrik di Indonesia, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga
Diesel (PLTD). Pembangkit listrik ini (PLTD) biasanya menggunakan bahan bakar minyak
bumi. Sistem penggerak yang digunakan tanpa generator. Listrik yang dihasilkan dari
pembangkit ini mengalami proses siklus energi, yaitu dari bahan bakar (minyak bumi)
menjadi energi magnet, kemudian baru menghasilkan energi listrik. Energi arus panas yang
dihasilkan dari pembakaran bahan bakar (minyak bumi), diubah menjadi energi mekanikal
yang dapat menggerakan atau memutar generator.
Ada beberapa faktor yang dapat di jadikan pertimbangan dalam suatu siklus energi,
seperti halnya jenis sumber energi yang akan dipakai dalam proses pembakaran, dan juga
jenis mesin yang akan digunakan pada proses ini, apakah itu boiler uap atau motor diesel.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan didapat dari latar belakang tersebut antara lain
1. Menjelaskan pengertian PLTD
2. Mencari tahu jenis-jenis mesin diesel pada PLTD
3. Menyebutkan komponen atau perlengkapan dan fungsi PLTD
4. Menjelaskan cara kerja dari PLTD
5. Menjelaskan kelebihan dan kekurangan dari PLTD
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut
1. Mahasiswa mampu mengerti apa yang dimaksud dengan PLTD
2. Mahasiswa mampu memahami jenis-jenis mesin PLTD
3. Mahasiswa membedakan komponen-komponen yang terletak pada PLTD serta fungsinya
4. Mahasiswa memahami cara kerja dari PLTD
5. Mahasiswa memahami kelebihan dan kekurangan dari PLTD
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
1.4 Manfaat
Adapun manfaat dari penulisan ini adalah sebagi berikut:
A. Manfaat Teoritis
Makalah ini diharapkan dapat memberi sumbangan teoritis terkait Pembangkit Listrik
Tenaga Diesel (PLTD) pada mahasiswa dan khalayak umum supaya yang berkecimpung
dalam bidang listrik khusunya pada konsentrasi sistem tenaga listrik bisa lebih
memahami PLTD.
B. Manfaat Praktis
1. Mahasiswa dapat mengetahui kegunaan PLTD dan mampu mengoperasikan mesin
diesel
2. Mahasiswa dapat mengetahui proses siklus Usaha/Kerja pada mesin diesel pada
pengoperasian PLTD
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit listrik yang
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula (Prime Mover). Prime mover
merupakan alat yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk
memutar rotor generator.
PLTD merupakan suatu instalasi pembangkit listrik yang terdiri dari suatu unit
pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin Diesel adalah penggerak utama untuk
mendapatkan energi listrik yang kemudian dikeluarkan oleh Generator. Pada mesin Diesel
Energi Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses pembakaran di dalam
mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini sudah banyak mengalami perkembangan dalam
pemakaian untuk angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan dalam daya kecil dan
menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang menggunakannya.
Unit PLTD adalah kesatuan peralatan-peralatan utama dan alat-alat bantu serta
perlengkapannya yang tersusun dalam hubungan kerja, membentuk sistem untuk mengubah
energi yang terkandung didalam bahan bakar minyak menjadi tenaga mekanis dengan
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utamanya dan seterusnya tenaga mekanis
tersebut diubah oleh generator menjadi tenaga listrik.
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai puluhan MW. Jika
perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang
menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Untuk
melayani beban PLTD dengan kapasitas di atas 100 MW akan tidak ekonomis karena unitnya
menjadi banyak, mengingat unit PLTD yang terbesar di pasaran sekitar 12,5 MW.
Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk
frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit
(ppm). Dengan memperhatikan buku petunjuk pabrik, mesin-mesin yang mempunyai nilai
ppm rendah, sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak (BBM)
kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3 yaitu Marine Fuel Oil
(MFO). Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar tercapai viskositas yang
cukup rendah. Apabila menggunakan IDO, maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu.
Mesin diesel dengan ppm di atas 500 ppm harus menggunakan BBM kualitas No. 1 yaitu
High Speed Oil (HSO).
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
2.2 Penggunaan dan Faktor-faktor Pertimbangan Pilihan Pembangkit Listrik Tenaga
Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) biasanya digunakan untuk memenuhi
kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama di daerah-daerah yang terpencil atau
untuk listrik pedesaan dan bisa juga digunakan untuk memasok kebutuhan listrik di suatu
pabrik atau industri.
PLTD cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar rendah, persediaan air
terbatas, minyak sangat murah dibandingkan dengan batubara dan semua beban besarnya
adalah seperti yang dapat ditagani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta dapat
berfungsi dalam waktu yang singkat.
Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang dapat berfungsi untuk :
- Pusat pembangkitan
- Cadangan (Stand by plant)
- Beban puncak
- Cadangan untuk keadaan darurat (emergency)
Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan piihan sesuai untuk PLTD antara lain :
- Jarak dari beban dekat
- Persediaan areal tanah dan air
- Pondasi
- Pengangkutan bahan bakar
- Kebisingan dan kesulitan lingkungan
2.3 Jenis-jenis Mesin Diesel
2.3.1 Mesin Diesel 2 Langkah
Mesin diesel 2 langkah adalah mesin yang setiap langkahnya terjadi satu kali
langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil ledakan/pembakaran. Secara teoritis
mesin 2 Langkah dengan dimensi dan jumlah putaran per detik yang sama seperti
pada mesin 4 langkah, maka mesin 2 langkah ini akan menghasilkan daya 2 kali lebih
besar. Namun dalam praktik, angka 2 kali lebih besar untuk daya yang di dapat pada
mesin diesel 2 langkah tidak tercapai (hanya sekitar 1,8 kali). Hal ini disebabkan
karena pembilasan ruang bakar silinder mesin diesel 2 langkah tidak sebersih pada
mesin diesel 4 langkah sehingga proses pembakarannya tidak sempurna seperti pada
mesin diesel 4 langkah. Maka efisiensi mesin 2 langkah ini tidak sebaik efisiensi pada
mesin diesel 4 langkah. Pada pemakaian bensinnya pun lebih boraos dibanding mesin
diesel 4 langkah. Mesin 2 langkah ini biasanya lebih cocok digunakan pada keperluan
yang memerlukan penghematan ruangan, seperti pada lokomotif kereta api atau pada
kapal laut.
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
Adapun Cara kerja dari mesin diesel 2 langkah ini adalah sebagai berikut
1. Langkah 1A Charging
Pada permulaan gerakan, piston akan
bergerak keatas sedangkan P dan E
dalam keadaan terbuka. Udara
bertekanan dari karter akan masuk ke
silinder dan meniup sisa gas pembakaran
melalui E.
2. Langkah 1B Compression
Piston akan bergerak ke atas, P dan E dalam
keadaan tertutup oleh dinding piston. Udara
bersih yang berada dalam silinder akan
dimampatkan. Kemudian bahan bakar
disemprotkan dan akan terjadi ledakan.
3. Langkah 2A Combustion
Piston akan bergerak ke bawah dengan
dorongan gas yang diledakkan.
4. Langkah 2B Exhaust
Pada bagian akhir gerakan, piston akan bergerak
ke bawah dimana E sudah terbuka sehingga gas
hasil pembakaran mulai keluar karena efek dari
aktifitas pemompaan.
2.3.2 Mesin Diesel 4 Langkah
Mesin diesel 4 langkah merupakan mesin yang setiap 4 langkah terjadi satu
kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil pembakaran/ledakan. Atau dengan
kata lain prinsip kerja mesin diesel 4 langkah adalah proses kerja mesin untuk
menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4 kali. Gerakan torak
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
yang menghasilkan kerja atau usaha berlangsung secara berurutan dan terus menerus
maka kegiatan untu menghasilkan kerja/usaha tersebut disebut siklus. Proses
pembakaran pada mesin diesel 4 langkah lebih sempurna daripada mesin 2 langkah,
karena pada proses pembilasan ruang bakar di silinder mesinnya bersih. Pada mesin
diesel 4 langkah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan masalah ruangan pun
tidak menjadi soal.
Cara kerja mesin diesel 4 langkah adalah sebagai berikut:
1. Langkah Isap
Pada langkah ini piston
bergerak dari TMA ( Titik Mati
Atas ) ke TMB ( Titik Mati
Bawah ). Saat piston bergerak
ke bawah katup isap terbuka
yang menyebabkan ruang
didalam silinder menjadi
vakum, sehingga udara murni langsung masuk ke ruang silinder melalui filter
udara.
2. Langkah Kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup
tertutup. Karena udara yang
berada di dalam silinder didesak
terus oleh piston, menyebabkan
terjadi kenaikan tekanan dan
temperatur, sehingga udara di
dalam silinder menjadi sangat
panas. Beberapa derajat sebelum
piston mencapai TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh injector
yang berbentuk kabut.
3. Langkah Usaha
Pada langkah ini kedua katup masih tertutup, akibat semprotan bahan bakar di
ruang bakar akan menyebabkan
terjadi ledakan pembakaran yang
akan meningkatkan suhu dan
tekanan di ruang bakar. Tekanan
yang besar tersebut akan mendorong
piston ke bawah yang menyebkan
terjadi gaya aksial. Gaya aksial ini
dirubah dan diteruskan oleh poros
engkol menjadi gaya radial (putar).
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
4. Langkah Buang
Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di flywhell akan
menaikkan kembali piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu juga
katup buang terbuka sehingga udara sisa pembakaran akan di
dorong keluar dari ruang silinder menuju exhaust manifold. Begitu
seterusnya sehingga terjadi siklus pergerakan piston yang tidak
berhenti. Siklus ini tidak akan berhenti selama faktor yang
mendukung siklus tersebut tidak ada yang terputus.
2.4 Jenis-jenis Mesin Injeksi Pada Mesin Diesel
Electronic Petrol Injection (EPI) atau juga disebut Eletronic Fuel Injection (EFI)
adalah teknologi pengontrolan penginjeksian bahan bakar yang berkembang saat ini pada
mesin bensin menggantikan karburator. Umumnya system EPI/EFI terbagi atas 2 jenis yaitu
berdasarkan jumlah injectornya dan berdasarkan penempatan injectornya.
2.4.1 Berdasarkan jumlah injectornya mesin EPI atau EFI terdiri dari:
A. Single Point Injection (SPI)
Single Point Injection (SPI)
atau biasa disebut Throttle Body
Injection (TBI) atau Central Fuel
Injection System: yaitu hanya
menggunakan satu Fuel Injector untuk beberapa Cylinder. Injektornya dipasang
sebelum saluran isap yaitu di atas katup throttle. Prinsip kerjanya satu injektor
memasok bensin untuk keperluan beberapa silinder sekaligus.
B. Multi Point Fuel Injection (MPI).
Multi Point Fuel Injection
(MPI) disebut juga port fuel injection
(PFI), menempatkan injektor di atas
lubang isap (intake port). Setiap
silinder memiliki satu injektor. Jadi,
bila mesin terdiri dari 4 silinder berarti ada 4 injektor yang menyuplai bensin.
Konstruksi multi point fuel injection dapat dilihat pada gambar dibawah ini .
Teknologi injeksi MPI memiliki kelebihan dibandingkan dengan SPI antara lain :
1. Distribusi campuran udara-bahan bakarnya lebih seragam untuk masing-
masing silinder.
2. Respons terhadap perubahan posisi throttle pun lebih cepat.
3. Lebih akurat dalam mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sesuai
dengan kondisi operasi.
C. Gasoline Direct injection (GDI)
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
GDI yaitu Injector berada di dalam
ruang bakar, sehingga bensin
disemprotkan langsung ke ruang bakar
tanpa harus melalui Intake Valve.
Teknologi ini masih mahal, karena
material Fuel Injector Nozzle harus tahan
pada suhu tinggi di ruang bakar. Untuk
lebih memperjelas posisi dari ketiga jenis
posisi penempatan injektor, seperti gambar
disamping
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
2.4.2 Berdasarkan Penyalaan Bahan Bakar
A. Indirect Injection
Yaitu system penyemprotan bahan bakar
ke intake manifold seperti yang digunakan pada
system penginjeksian mesin bensin, bensin
disemprotkan tidak langsung ke dalam ruang
bakar.
B. Direct Injection
Yaitu system penyemprotan bahan bakar langsung ke dalam ruang bakar.
Injectornya berada di dalam ruang bakar,
sehingga bensin disemprotkan langsung ke ruang
bakar tanpa harus melalui Intake Valve.
Teknologi ini masih mahal, karena material Fuel
Injector Nozzle harus tahan pada suhu tinggi di ruang bakar.
2.5 Komponen Perlengkapan PLTD dan Fungsinya
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder head), Blok mesin
(engine block), Karter (carter/oil pan), dan generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan
tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.
Adapun bagian-bagian mesin pada PLTD secara garis besar adalah sebagai berikut :
2.5.1 Cylinder head (kepala silinder)
Fungsi :
1. Penutup Silinder
2. Menempatkan Rocker Arm
3. Menempatkan Valve Starting ( Katup Start )
4. Tempat Saluran Udara Masuk dan Gas Buang.
5. Menempatkan Injector
6. Menempatkan Katub
A. Komponen yang terdapat pada kepala silinder
1. Injector ( Pengabut ) :
Fungsi : Mengabutkan bahan bakar/ menyemburkan bahan bakar.
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
2. Rocker Arm ( Pelatuk )
Fungsi : Untuk Menggerakkan Katup
Buang dan Katup Isap.
3. Valve ( Katup )
Fungsi :
Menutup dan membuka saluran udara masuk dan saluran gas buang.
Kontruksi Katup :
Sudut Bidang Kontak : 300 dan 450 .
Tanpa Rotator dan dengan Rotator.
4. Starting Valve
Fungsi : Membuka dan menutup saluran udara start mesin.
2.5.2 Piston dan Connecting Rod
1. Piston ( Torak )
Fungsi :
Merapatkan Ruang Bakar
Menerima Tekanan Pembakaran
Menyerap Panas Hasil Pembakaran
Meneruskan Tekanan Hasil Pembakaran
Meneruskan Panas pembakaran ke liner
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
2. Piston Ring ( Ring Torak )
Fungsi :
Merapatkan torak dan liner
Memindahkan panas torak ke liner
Mencegah kebocoran tekanan diatas torak
3. Piston Pin ( Pena Torak )
Fungsi : Pena penghubung batang torak dengan torak
4. Connecting Rod ( Batang Torak )
Fungsi :
Meneruskan tekanan torak keporos engkol.
Meneruskan putaran poros engkol ke torak.
2.5.3 Cylinder Liner & Engine Block
A. ( Silinder & Rangka Mesin )
1. Cylinder Liner ( Silinder )
Fungsi :
Tempat terjadinya pembakaran
Tempat pergerakkan torak
Penghantar panas hasil pembakaran
2. Liner ( Silinder )
Liner basah :
Liner bersinggungan langsung dengan air pendingin mesin.
Antara liner dengan mesin menggunakan penyekat karet.
Tingkat korosi liner lebih tinggi
Liner kering :
Liner tidak bersinggungan langsung dengan air pendingin mesin
Pemasangan liner lebih sulit
Liner lebih tahan korosi
3. Engine Block ( Blok Mesin )
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
Fungsi :
Tempat kedudukan liner dan poros engkol
Tempat komponen disatukan
Rangka Utama Mesin
4. Frame ( Rangka )
Fungsi :
Rangka mesin adalah badan induk untuk mendukung semua bagian-bagian
mesin yang harus dapat menahan lendutan atau lengkungan akibat berat beban
komponen mesin.
2.5.4 Crank Shaft Dan Cam Shaft
A. Crank Shaft ( Poros Engkol )
Fungsi :
Merubah gerak lurus menjadi gerak bolak-balik atau sebaliknya.
Tempat bertumpunya batang torak.
B. Cam Shaft ( Poros Bubungan )
Fungsi :
Merubah gerak putar menjadi gerak lurus
Mengatur dan buka tutup katup
Penggerak pompa pengabutan bahan bakar.
2.5.5 Bearing ( Bantalan )
Fungsi :
Pelapis gerakan logam keras dengan
logam keras
Memudahkan pemeliharaan komponen mesin yang bergerak
Memperkecil biaya pemeliharaan komponen mesin yang bergerak
Mencegah komponen utamma yang bergesekan cepat rusak
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
2.5.6 Transmision Gear ( Roda Gigi Pengatur )
Fungsi :
Mengatur pergerakan membuka dan menutup katub.
Mengatur pergerakan pompa injeksi bahan bakar
Mengatur penyesuaian pergerakan langkah torak dengan pompa injeksi bahan,
pergerakan membuka dan menutup katub
Menghubungkan putaran poros engkol dengan komponen yang memerlukan
gerak putar
2.5.7 Bed Plate ( Lantai Mesin )
Fungsi :
Sebagai penyangga utama seluruh bagian
mesin dan generator untuk memudahkan
penempatan mesin dan generator.
2.5.8 Peralatan Tambahan (Alat Bantu) Pada Instalasi Mesin Diesel (PLTD)
1. Camshaft untuk mengatur gerakan
membukanya katup, mengatur pemompaan bahan bakar ke injector oleh pompa
injeksi.
2. Pompa injeksi (injection pump) untuk memberikan tekanan pada solar yang akan
diinjeksikan/disemprotkan oleh nozel.
3. Turbocharger untuk menaikkan daya mesin dengan meniupkan udara ke dalam
silinder dan mengeluarkan udara/gas buang ke cerobong buang.
4. Governor untuk mengatur putaran motor dengan cara mengatur volume bahan
bakar yang disemprotkan.
5. Saringan (filter) :
a. Membersihkan oil dari kotoran-kotoran berupa karbon dan serbuk-serbuk
lagom yaitu terjadi pada glacier. Dimana glacier ini berfungsi untuk
membersihkan oli dari serbuk-serbuk logam yang tercampur pada oil.
b. Memisahkan air yang terbawa dalam aliran oil yaitu terjadi pada purifier.
Dimana purifier ini berfungsi untuk memisahkan oil dan air yang tercampur.
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
2.6 Komponen-komponen Penting Mesin PLTD
1. Mesin / motor
Merupakan komponen dasar dari mesin yang memperkuat daya. Mesin tersebut dirangkai
dikopel langsung dengan generator.
2. Sistem Bahan Bakar (Fuel System)
Termasuk tangki bahan bakar, pompa pemindah bahan bakar, saringan alat pemanas dan
sambungan pipa kerja. Pompa pemindah bahn bakar membutuhkan pemindahan bahan
bakar dari ujung perantara ke tangki penyimpan dan dari tangki penyimpan ke mesin.
Saringan membutuhkan jaminan kebersihan bahan bakar. Alat pemanas untuk minyak
diperlukan untuk lokasi yang mempunyai temperature yang dingin yang menganggu
aliran fluida.
3. Sistem Udara Masuk
Termasuk saringan udara, saluran pompa kompresor (bagian integral dari mesin).
Kegunaan saringan udara adalah untuk membersihkan debu dari udara yang disuplai ke
mesin, juga semua ini dapat menimbulkan kenaikan daya keluaran.
4. Sistem Pembuangan Gas
Termasuk peredam dan penyambungan saluran. Temperatur pembuangan gas panasnya
cukup tinggi, gas ini merupakan pemanas minyak atau persediaan udara pada mesin.
Peredam mengurangi kegaduhan suara.
5. Sistem Pendinginan (Cooler System)
Termasuk pompa-pompa pendingin, menara pendingin, perawatan air atau mesin
penyaring dan sambungan pipa kerja. Kegunaan system pendinginan adalah untuk
meningkatkan panas dari mesin silinder yang menyimpan temperature sislinder dalam
tempat yang aman. Pompa mengedarkan air melewati silinder dan kepala selubung
mengangkut panas. Sistem pendinginan membutuhkan sumber air, sebuah pompa dan
tempat untuk pembuangan air panas, penyebaran air oleh mesin pendingin ini seperti
dalam alat radiator, pendingin uap, menara pendingin, penyemprot dan sebagainya.
6. Sistem Pelumasan (lube oil system)
Termasuk pompa minyak pelumas, tangki minyak, penyaring, pendingin, alat pembersih
dan sambungan pipa kerja. Fungsi sistem pelumasan yaitu untuk mengurangi pergeseran
dari bagian yang bergerak dan mengurangi pemakaian dan sobekan bagian-bagian mesin.
7. Sistem Penggerak Mula
Termasuk aki, tangki hampa udara, starter sendiri dan sebagainya. Fungsi sistem
penggerak mula adalah menjalankan mesin. Sistem ini memungkinkan mesin pada
awalnya berputar dan berjalan sampai terjadi pembakaran dan unit meninggalkannya
untuk memperoleh daya.
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
2.7 Cara Kerja PLTD
Keterangan
1. Tangki penyimpanan bahan bakar. 7. Penyaring gas pembuangan
2. Penyaring bahan bakar 8. Tempat pembuangan gas.
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara 9. Generator
4. Pengabut 10. Trafo
5. Mesin diesel. 11. Saluran transmisi
6. Turbo charger.
Prinsip Kerja
Bahan bakar didalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan kedalam tanki
penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian
disimpan didalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah
bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke Pengabut
(nozzel), disini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan
jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari dari daily tank dipompakan ke
convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.
Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan kedalam tangki udara start melalui
saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Didalam
turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang
dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.
Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan kedalam ruang bakar
(combustion chamber).
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian
diinjeksikan kedalam ruang bakar (combustion chamber)
Didalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara
murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 – 50 atm),
sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan
dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar
sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar.
Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros
engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan
udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan
batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-
balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan
sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada
langkah kompresi.
Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Oleh
generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya geral
listrik (ggl).
Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step up
agar energi listrik yang dihasilkan sampai kebeban.
Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan dikirim kebeban. Disisi beban
tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi
primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).
2.8 Keunggulan dan Kekurangan PLTD
2.8.1 Keunggulan PLTD
- Dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih tersediannya bahan bakar.
- Dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya PLTA.
- Investasi awal pembangunan PLTD relatif murah dibanding pembangkit listrik
lain.
2.8.2 Kekurangan PLTD
- Ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga
minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun.
- Menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran bahan bakar
konvensional yang kadang kurang sempurna.
- Memerlukan pemeliharaan rutin.
- Sistem operasi tidak efisien bahkan tergolong boros pada kondisi beban rendah.
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit listrik yang
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula (Prime Mover). Prime mover
merupakan alat yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk
memutar rotor generator. Pada mesin diesel, energi bahan bakar diubah menjadi energi
mekanik dengan proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri.
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai dengan puluhan MW. Jika
perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang
menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Unit
PLTD yang terbesar di pasaran adalah 12,5 MW. Unit-unit pembangkit diesel di pasaran
umumnya mempunyai putaran (untuk frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai
dengan 1.500 putaran per menit (ppm). Mesin-mesin yang mempunyai nilai ppm rendah,
sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak (BBM) kualitas No. 2
yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3 yaitu Marine Fuel Oil (MFO). Jika
memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar tercapai viskositas yang cukup rendah.
Apabila menggunakan IDO, maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu. Mesin diesel
dengan ppm di atas 500 ppm harus menggunakan BBM kualitas No. 1 yaitu High Speed Oil
(HSO).
Dalam Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) umumnya terdapat 2 jenis mesin
diesel yang di gunakan yaitu mesin 2 langkah dan mesin 4 langkah. Namun pada
kenyataannya pada PLTD mesin yang di gunakan adalah mesin 4 langkah, karena pada
proses kerja mesin ini untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4
kali. Pada mesin 4 langkah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan masalah ruangan pun
tidak menjadi soal, proses pembakaran pun lebih sempurna di banding dengan mesin diesel 2
langkah.
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder head), Blok mesin
(engine block), Karter (carter/oil pan), dan generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan
tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator. Adapun peralatan
tambahan pada instalasi mesin diesel adalah Camshaft, Pompa injeksi, Turbocharger,
Governor, Saringan (filter).
Komponen-komponen penting mesin yang ada di PLTD diantaranya adalah mesin
motor, sistem bahan bakar, sistem udara masuk, sistem pembuangan gas, sistem pendingin,
sistem pelumasan, sistem penggerak mula. Ketujuh komponen ini harus selalu ada dan tidak
boleh kurang satupun pada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
Secara umum proses kerja dari PLTD adalah pertama pada saat mesin di starter,
dinamo starter akan menyalakan mesin. Solar mengalir ke mesin. Mesin juga menghisap
oksigen untuk melakukan pembakaran. Solar dan oksigen masuk ke engine block.
Di dalam engine block terdapat piston atau silinder. piston ini berada di dalam engine
block dan terdapat sebuah ruangan berbenttuk tabung di dalam engine block sebagai tempat
piston ini bekerja. Di dalam ruangan ini terdapat 2 valve atau katup untuk membuka dan
menutup. Cara kerja mesin diesel ini terdapat 4 tahap yaitu intake, pencampuran, peledakan,
dan exhaust.
Pada saat salah satu katup membuka, mesin mengisap udara, lalu masuk tahap
pencampuran antara udara dan solar dan akhirnya menghasilkan energi yang membuat piston
naik. setelah itu katup satunya membuka dan masuk ke tahap pembuangan atau exhaust.
Kejadian ini terjadi berulang kali secara cepat. Prinsipnya seperti cara kerja mesin mobil.
Di bawah piston dipasang pipa panjang yang disebut crankshaft. Jika piston
bergerak maka crankshaft juga bergerak. Kemudian crankshaft ini disambungkan ke
generator. Di dalam generator tedapat magnet. Disekeliling magnet terdapat kumparan. Pada
saat pipa ini bergerak, magnet ikut berputar dan bergesekan dengan kumparan. Gesekan
antara magnet dan kumparan membuat terjadinya energi listrik. Listrik ini kemudian
disambung ke trafo trafo untuk penyaluran energi ke rumah-rumah.
PLTD sendiri mempunyai kelebihan dan kekurangan seperti halnya pada pembangkit-
pembangkit lain. Kelebihannya antara lain dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih
tersediannya bahan bakar, dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya
PLTA, investasi awal pembangunan PLTD relatif murah dibanding pembangkit listrik lain.
Sedangkan kekurangannya adalah Ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung
dengan perubahan harga minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun,
menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran bahan bakar konvensional
yang kadang kurang sempurna, memerlukan pemeliharaan rutin, sistem operasi tidak efisien
bahkan tergolong boros pada kondisi beban rendah.
3.2 Saran
Pada penggunaan PLTD alangkah baiknya menggunakan bahan bakar dari gas atau
menggunakan biogas karena ramah lingkungan dan dari segi pembakarannya lebih sempurna.
Di sisi lain karena pasokan BBM dari tahun ke tahun semakin berkurang. Selain dari
penggunaan biogas, model yang dipakai juga harus yang memiliki keuntungan murah secara
ekonomis yaitu dengan menggunakan model Combustion Air Gas Integration. Model ini
bekerja dengan mencampur udara-bahan bakar gas sebelum memasuki saluran isap atau
sebelum memasuki kompresor-turbocharger apabila mesin diesel yang digunakan adalah
Turbocharged system. Model ini tergolong model yang murah karena tidak menggunakan
injector maupun pompa bertekanan tinggi, tidak membutuhkan model yang rumit sehingga
apabila suplai gas habis atau tersendat system akan langsung bekerja dengan 100% bahan
bakar diesel.
Pembangkit listrik tenaga diesel | FATHIN IZZUDDIN
DAFTAR PUSTAKA
Dr. Suyitno M., M.Pd., 2011, Pembangkit Energi Listrik, Jakarta: Rineka Cipta
Ir. Djiteng Marsudi, 2005, Pembangkitan Energi Listrik, Jakarta: Erlangga
Ir. Sulasno, 1990, Pusat Pembangkit Tenaga Listrik, Semarang: Satya Wacana
http://irhamninuhardindm.blogspot.com/2011/11/pembangkit-listrik-tenaga-diesel.html
http://elektrojiwaku.blogspot.com/2011/04/pembangkit-listrik-tenaga-diesel-pltd.html
http://carapedia.com/kerja_diesel_info2560.html
http://eki.blog.ittelkom.ac.id/blog/2011/10/12/821/
http://otoboysworld.blogspot.com/2012/09/jenis-mesin-injeksi-mesin-diesel.html
http://armiyudha.blogspot.com/2012/05/komponen-utama-pltd.html