STUDI PADA PENGARUH FWH7 TERHADAP EFISIENSI DAN BIAYA KONSUMSI BAHAN BAKAR PLTU

DENGAN PEMODELAN GATECYCLE

Disusun oleh : Sori Tua

Nrp : 21.11.106.006

Dosen pembimbing : Ary Bacthiar K.P, S.T, M.T, Ph.D

SEMINAR TUGAS AKHIR

LATAR BELAKANGCONTOH POWERPLANT

APA SIH

PLTU….

LATAR BELAKANGCONTOH POWERPLANT

EFEK

FWH …..

LATAR BELAKANGPermasalahan dalam power plant

Efisiensi

Fuel

RUMUSAN MASALAH

RUMUSAN MASALAH

TUJUAN

TUJUAN PENELITIAN INI ADALAH

Mengetahui analisatermodinamika powerplant

kondisi bypass FWH 7

Mengetahui pengaruhbypass FWH 7 terhadapefisiensi powerplant 2 kondisi normal dengan

gatecycle® software

Mengetahui kebutuhanbahan bakar

Mengetahui pemodelanbypass FWH7 powerplant

dengan gatecycle® software

Mengetahui biaya akibatFWH7

tidak difungsikan

Mengetahui variasipemodelan powerplant saat

kondisi normal

BATASAN MASALAH

BATASAN MASALAH PENELITIAN INI ADALAH

Analisa berdasarkan data operasi di salah satu PLTU Jumlah Feedwater heater yang digunakan sebanyak tujuh buah,

dengan FWH 7 yang tidak difungsikan Siklus yang bekerja di asumsikan dalam keadaan tunak (steady state). Perubahan energi kinetik dan energi potensial diabaikan Rugi-rugi panas di instalasi pipa tidak di perhitungkan Kebocoran pada sistem di asumsikan tidak ada Sesuatu yang berhubungan dengan analisa kimiawi diabaikan Asumsi kondisi pada FWH berada pada kondisi isobar atau tekanan

konstan. Power Netto kondisi bypass FWH7 bernilai 436986 KW Bahan bakar untuk memanaskan air yang digunakan pada boiler

adalah batu bara Sampling dan Analisis batubara yang dipakai jenis Prima Coal. Biaya transportasi dan biaya penyimpanan batubara diabaikan

Batubara

* Sumber : DITJEN MINERBA

Batubara yang dipilih

PENELITIAN TERDAHULU

KESETIMBANGAN MASSA DAN KALOR SERTA EFISIENSI

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP PADA BERBAGAI

PERUBAHAN BEBAN DENGAN MENVARIASIKAN JUMLAH

FEEDWATER HEATER

(Dendi Junaidi, I Made Suardjaja, Tri Agung Rohmat: 2010 )

Kesimpulan

Pengurangan suplai kalor akan membuat system

instalasi akan lebih menguntungkan secara

ekonomis karena akan mengurangi pemakaian

bahan bakar untuk instalasi pembangkit listrik

tersebut, baik bahan bakar itu berupa minyak

bumi, diesel, nuklir dan batubara.

PENELITIAN TERDAHULU

Kesimpulan

Penambahan jumlah FWH akan

menaikan efisiensi instalasi pembangkit

listrik. Kenaikan efisiensi akan semakin

turun dan cenderung stabil pada

penambahan antara lima dan tujuh buah

FWH, bahkan FWH diatas tujuh buah

tidak akan memperbaiki efisiensi

instalasi pembangkit listrik

PENELITIAN TERDAHULU

ANALISIS KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

DENGAN MENGGUNAKAN METODE LEAST SQUARE

(Cahyo Adi Basuki, Ir. Agung Nugroho, Ir. Bambang Winardi: 2011 )

Kesimpulan

Katup uap (steam valve) pada boiler

memproduksi uap lebih besar seiring

dengan kenaikan beban. Artinya jumlah

kebutuhan kalor bahan bakar meningkat

karena produksi uap yang meningkat

guna mendorong turbin.

PENELITIAN TERDAHULU

Kesimpulan

• semakin bertambahnya daya yang

dibangkitkan oleh generator maka

tara kalor (heatrate) semakin

menurun.

Kesimpulannya

• besarnya efisiensi termal tergantung

beban, semakin tinggi beban semakin

besar efisiensinya

Kesimpulannya

• Tara kalor (heatrate) berbanding

terbalik dengan efisiensi termal,

artinya semakin rendah HR semakin

tinggi efesiensinya.

PENELITIAN TERDAHULU

Kesimpulan

• Biaya bahan bakar HSD dan MFO masih

berada diatas biaya tarif rumah tangga.

Sedangkan, biaya bahan bakar LNG dan

batubara masih berada di bawah tarif

listrik rumah tangga.

• Secara operasional PLTU yang

beroperasi dengan menggunakan bahan

bakar minyak (HSD dan MFO)

mengalami kerugian. Hal ini nampak

jelas dari selisih harga yang sangat besar

antara biaya bahan bakar HSD dan MFO

produksi energi listrik dibandingkan

harga jual listrik rumah tangga

Gambar. Harga biaya pembangkitan per kWh HSD,

MFO, LNG, dan batubara untuk beban 140 MW

METODOLOGI

METODOLOGI PENELITIAN

Start

PerumusanMasalah

StudiLiteratur

Mencari data input disetiap komponen

PLTU

Analisa termodinamikakondisi BYPASS FWH 7

PemodelanPowerplant di

Gate Cycle

METODOLOGI

METODOLOGI PENELITIAN

Pemodelan kondisibypass FWH 7

Pemodelan2 kondisinormal

AnalisaKonsumsidan biaya

Bagaimana pengaruh FWH 7 off terhadap kondisi 2

pemodelan normal

Kesimpulan

Finish

METODOLOGI

Flowchart Analisa Thermodinamika Bypass FWH 7

A

Nilai fraksi pada FWH 7 :

Menghitung nilai entalpi keluaran

pompa 2 :

Menghitung nilai entalpi keluaran

pompa 3 :

Start

Input :

Entalphy komponen :

h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,h8,h9,h10,h11,h12,

h13,h14,…...h35

Power Netto : 436968 KW

Analisa Termodinamika

Menghitung nilai entalpi

masukan kondensor :

Menghitung nilai entalpi keluaran

pompa 1 :

METODOLOGI

Lanjutan Flowchart Analisa Thermodinamika

Nilai fraksi pada FWH 7 :

Nilai fraksi pada FWH 6 :

Nilai fraksi pada FWH 5 :

Nilai fraksi pada Daeration :

A

Menghitung nilai kerja per satuan massa

yang dikeluarkan high turbin :

Nilai fraksi pada FWH 3 :

Nilai fraksi pada FWH 2 :

Nilai fraksi pada FWH 1 :

B

METODOLOGI

Lanjutan Flowchart Analisa Thermodinamika

Menghitung nilai kerja per satuan massa

yang dikeluarkan intermediate turbin :

Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dikeluarkan lP 1 turbin 3 :

Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dikeluarkan lP 2 turbin 4 :

Menghitung nilai kerja per satuan massa yang

dibutuhkan pompa 1 :

Menghitung nilai kerja per satuan massa yang

dibutuhkan pompa 2 :

B

Menghitung nilai kerja per satuan massa yang

dibutuhkan pompa 3 :

Menghitung nilai kalor per satuan massa yang

dibutuhkan boiler :

Menghitung nilai laju aliran massa yang masuk

dalam turbin pertama :

Menghitung nilai efisiensi thermal siklus power plant :

Output :

Laju aliran massa yang masuk

dalam turbin pertama

Efisiensi Thermal siklus power

plant

Kalor yang dibutuhkan dalam

boiler

End

METODOLOGI

T-S Diagram Kondisi Bypass FWH 7

METODOLOGIPermodelan Gate Cycle

METODOLOGIPermodelan Gate Cycle

Parameter InputData Dependent dan Independent

pada Gate Cycle

* Data Dependent * Data Independent

No Nama KomponenVariabel Input

Data Metode

1 HP,IP,LP1,LP2

(Turbine)

Tekanan

Input,ekstrasi,

Outlet

Input inlet pressure

Entalphi input,

ekstrasi,Outlet

Laju Aliran

massa ekstrasi

Input exit entalphies

2 Boiler Temperature

outlet

Steam Outlet

Temperature

3 Pump I,II,III Tekenan Ouput Fixed Control Valve

Outlet Pressure

4 Condenser Tekanan Desired Pressure

5 System

436986 KW

(kondisi bypass

FWH 7)

No Nama KomponenVariabel Input

Data Metode

1 Boiler Kalor yang

dibutuhkan

Heat Load, LHV

2 FWH 1-6 Accept incoming

steam

Drain Colling

approach

temperature

3 FWH 7 Drain Colling

approach

temperature

Aktif Accept incoming

steam

Non Aktif Bypass steam flow =

0

4 Splitter Remider Flow

Specify flow

RunningPermodelan Gate Cycle Bypass FWH 7

HasilPerbandingan hasil analisa secara

Termodinamika dan hasil Gate Cycle

No Komponen Satuan Gate cycle Thermodinamika

1 Steam turbin 1 (HP) KW 104,068.58 103,622.63

2 Steam turbin 2 (IP) KW 131,269.50 131,617.74

3 Steam turbin 3 (LP) KW 104,866.33 105,344.57

4 Steam turbin 4 (LP) KW 105,868.57 106,502.19

5 Pump 1 KW -145.76 -145.27

6 Pump 2 KW -19.74 -19.44

7 Pump 3 KW -9,981.01 -9,936.42

8 Mass. Flowrate Kg/hr 1,220,561 1,220,540

9 Q boiler Kcal/hr 946,474,160 949,382.528

10 effisiensi % 39.70 43.90

Cycle nett. MW 436.986 436.986

Pemodelan

Pemodelan Pembangkit dalam Gate Cycle

Pemodelan dengan

BYPASS FWH 7

Pemodelan

dengan Variasi

Normal Dua

Pemodelan

dengan Variasi

Normal Satu

BYPASS FWH 7

Normal Satu

Normal Dua

Hasil

NoNama

KomponenSatuan

Kondisi

Bypass Normal 1 Normal 2

1 Steam turbin 1 kW 104,068.58 107,687.31 118,700.34

2 Steam turbin 2 kW 131,269.50 123,739.85 136,726.56

3 Steam turbin 3 kW 104,866.33 98,309.77 108,125.41

4 Steam turbin 4 kW 105,868.57 96,220.29 106,102.26

5 Pump 1 kW -145.76 -131.40 -146.66

6 Pump 2 kW -19.74 -17.19 -19.74

7 Pump 3 kW -9,981.01 -8,485.76 -9,991.01

8 Mass. Flowrate kg/hr 1,220,561 1,220,561 1,349,310

Cyclinder Chart

400

410

420

430

440

450

460

470

Kondisi

436.986

417.289

460.095

Daya (

MW

)

Cylinder Chart

Daya Vs F (Kondisi)

Bypass Normal 1 Normal 2

39.0

39.3

39.6

39.9

40.2

40.5

Kondisi

39.70

40.47

40.10

Efi

sien

si(%

)

Cylinder Chart

Efisiensi Vs F (Kondisi)

Bypass Normal 1 Normal 2

Cyclinder Chart

850,000,000

880,000,000

910,000,000

940,000,000

970,000,000

1,000,000,000

Kondisi

946,474,160

886,498,700

986,430,064

Q b

oil

er (

kca

l/h

r)

Cylinder Chart

Q boiler Vs F (Kondisi)

Bypass Normal 1 Normal 2

3,300,000

3,370,000

3,440,000

3,510,000

3,580,000

3,650,000

3,720,000

Kondisi

3,564,520.88

3,338,646.75

3,714,998.63

Kon

sum

si (

Kg/D

)

Cylinder Chart Konsumsi Vs F (Kondisi)

Bypass Normal 1 Normal 2

Cyclinder Chart

$260,000.00 $270,000.00 $280,000.00 $290,000.00

Kondisi

$290,661.49

$261,215.72

$278,888.11

Cyclinder Chart Biaya ($/D) Vs F (Kondisi)

Bypass Normal 1 Normal 2

$(18,000.00) $(11,000.00) $(4,000.00) $3,000.00 $10,000.00

Kondisi

$11,773.38

$(17,672.39)

$-

Cyclinder Chart Resiko Biaya ($/D) Vs F (Bypass)

Bypass Normal 1 Normal 2

Kesimpulan

1. Pemodelan sistem pembangkit pada Gate Cycle di setiap komponen adalah convergent

2. Beberapa hasil pemodelan sistem pembangkit di Gate Cycle yang penulis buat :

Kondisi bypass

Daya : 436,986 kW

Effisiensi sistem pembangkit : 39.69 %

Q boiler yang dibutuhkan : 946,474,160 kcal/kg

Kebutuhan bahan bakar : 3,564,520.88 kg/D

Biaya bahan bakar : 278,888.11 US$/D

Kondisi normal 1

Daya : 417,289 kW

Effisiensi sistem pembangkit : 40.47 %

Q boiler yang dibutuhkan : 886,498,700 kcal/kg

Kebutuhan bahan bakar : 3,338,646.75 kg/D

Biaya bahan bakar : 261,215.72 US$/D

Kesimpulan

Kondisi normal 2

Daya : 460,095 kW

Effisiensi sistem pembangkit : 40.10 %

Q boiler yang dibutuhkan : 986,430,064 kcal/kg

Kebutuhan bahan bakar : 3,714,998.63 kg/D

Biaya bahan bakar : 278,888.11 US$/D

Adanya penurunan efisiensi sistem pembangkit bypass jika kondisi normal satu yang

digunakan dengan nilai 0.78 %, dan mengalami kenaikan kebutuhan kalor didalam

boiler sebesar 39,955,904 kcal/hr sehingga penambahan jumlah kebutuhan bahan

bakar yang dibutuhkan sebesar 225,874.13 kg/D dengan biaya kerugian sebesar

17,672.39 (US$/D).

3.

Kesimpulan

Adanya penurunan efisiensi sistem pembangkit bypass jika kondisi normal satu

yang digunakan dengan nilai 0.78 %, dan mengalami kenaikan kebutuhan

kalor didalam boiler sebesar 39,955,904 kcal/hr sehingga penambahan jumlah

kebutuhan bahan bakar yang dibutuhkan sebesar 225,874.13 kg/D dengan

biaya kerugian sebesar 17,672.39 (US$/D)

Adanya penurunan efisiensi sistem pembangkit bypass jika kondisi normal kedua

yang digunakan dengan nilai 0.41 %, namun mengalami penurunan kebutuhan

kalor didalam boiler sebesar 59,975,460 kcal/hr sehingga pengurangan jumlah

kebutuhan bahan bakar yang dibutuhkan sebesar 376,351.88 kg/D dengan

pengurangan biaya sebesar 11,773.38 (US$/D).

4.

5