Analisis Termodinamika Perbandingan antara Steam Jet Ejector dan Hybrid System pada PLTP Lahendong, Sulawesi Utara

DHANIMSYA HUDASAPUTRA, Dr. Eng. Khasani, S.T., M.Eng.

2017 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Performa keseluruhan dari sebuah pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) bergantung kepada performa dari kondensernya. Di sisi lain, fluida panas bumi yang pada umumnya mengandung non-condensable gas (NCG) akan mempengaruhi kerja kondenser. Perhitungan dan perancangan yang tepat perlu dilakukan supaya listrik yang dapat dihasilkan maksimal. Salah satu yang paling sering dijadikan bahan pertimbangan adalah pemilihan jenis Gas Extracting System (GES). Pemilihan serta pengaturan pengoperasian sistem GES yang tepat akan menghasilkan produksi listrik sebuah PLTP menjadi maksimal. Sebuah studi kasus dilakuan pada PLTP Lahendong, Sulawesi utara untuk mengamati kerja dari beberapa jenis sistem GES. Data yang digunakan adalah data kondisi operasi PLTP Lahendong. Penelitian kali ini akan melakukan analisis termodinamika pada sistem GES untuk mendapatkan hasil kerja pembangkit optimum. Akan dibandingkan sistem GES Double Stage Steam Jet Ejector (DSJE) dengan sistem Hybrid System (HS) yang menggunakan liquid ring vacuum pump (LRVP). Analisis termodinamika yang dilakukan adalah analisis energi dan eksergi tiap komponen dalam sistem pembangkit. Perhitungan juga dilakukan dengan memvariasikan tekanan dalam kondenser utama serta memvariasikan konsentrasi gas NCG dalam uap. Akan dilihat bagaimana pengaruh dua variabel tersebut pada kinerja pembangkit pada tiap sistem. Perhitungan dan analisis yang dilakukan menggunakan bantuan software EES. Sebelum dilakukan perhitungan untuk penelitian, program EES tersebut akan diverifikasi dengan hasil penelitian peneliti lain dan data kondisi riil PLTP Lahendong. Didapatkan hasil bahwa pembangkit yang menggunakan sistem HS akan menghasilkan daya listrik yang lebih banyak dari pada sistem DSJE. Dengan menggunakan data PLTP Lahendong, sistem HS memiliki daya listrik 415 kW lebih tingi dari sistem DSJE. Efisiensi pembangkit sistem HS adalah 59,52% sedangkan sistem DSJE adalah 58,2%. Diketahui pula bahwa semakin besar konsentrasi gas NCG dan semakin tinggi tekanan kondenser akan membuat daya listrik bersih yang dihasilkan pada kedua sistem menurun. Didapatkan tekanan pengoperasian optimal pada kondenser utama PLTP Lahendong antara 0,1 bar hingga 0,12 bar, dimana menghasilkan daya antara 19 MW hingga 20 MW.

The overall performance of geothermal power plant depends on the performance of the condenser. However, the geothermal fluid that generally contains Non-Condensable Gas (NCG) affects the condenser. Correct calculations and designs need to be done to get maximum power output. One of the most commonly taken into consideration is the system for removing the non-condensable gas from main condenser, Gas Extraction System (GES). The right GES selection will produce maximum power output. A case study was conducted at Lahendong Geothermal Power Plant, North Sulawesi for several types of GES systems. The data used for calculation is obtained from actual condition on Lahendong Geothermal Power Plant. This research going to compare the Double Stage Steam Jet Ejector (DSJE) system with Hybrid System (HS) system, which uses liquid ring vacuum pump (LRVP). The thermodynamic analysis consist of the energy and exergy analysis of each component in the power plant system. Calculations are also performed by varying the pressure in the main condenser and varying the concentration of the NCG gas in the steam. This variation is used to analyze these two variables influence on the power plant performance. Calculation and analysis are performed using EES software. Before performing calculations, the EES program were verified with another research results and actual conditions data on Lahendong geothermal power plant. The result showed that generator using the HS system will generate more power than DSJE system. By using Lahendong PLTP data, the HS system has 415 kW of higher power than the DSJE system. The efficiency of HS system is 59.52% while the DSJE system is 58.2%. It is also known that the greater the concentration of NCG gas and the higher the condenser pressure, the net electrical power generated on both systems will decrease. The optimum pressure on the Lahendong Power Plant main condenser is between 0.1 bar to 0.12 bar, which generates power between 19 MW to 20 MW.

Kata Kunci : Geothermal Power Plant, Gas Extraction System, Steam Jet Ejector, Liquid Ring Vacuum Pump