Perancangan Sistem Pengendalian Level Air Steam Drum Pada Sistem Boiler PLTU Berbasis Model Reference Adaptive Control (MRAC)

YUDA GURUH SAPUTRA, Isnan Nur Rifa’i, S.Si., M.Eng., Ph.D.

2024 | Tugas Akhir | D4 Teknologi Rekayasa Instrumentasi dan Kontrol

Steam Drum merupakan komponen penting dalam sistem boiler yang digunakan untuk memisahkan antara uap produksi dan air umpan. Steam drum bertanggung jawab atas kebutuhan uap produksi untuk memutar turbin, mengingat frekuensi tegangan listrik yang digunakan di Indonesia adalah 50Hz, dalam operasionalnya untuk menghasilkan frekuensi tegangan 50Hz turbin harus berputar secara konstan pada kecepatan 3000rpm. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi perputaran turbin salah satunya adalah level pada steam drum. Level steam drum harus dijaga pada kondisi normal atau titik amannya, yaitu 50?ri ketinggian total drum. Oleh karena itu, diperlukan sistem pengendalian level steam drum dengan laju aliran feedwater sebagai variabel kontrol yang akan menyesuaikan terhadap perubahan laju aliran uap yang bergantung pada permintaan beban, ketika permintaan beban tinggi ini akan menyebabkan fluktuasi pada laju aliran uap, sehingga untuk mempertahankan level air pada steam drum akan semakin sulit. Pengendalian adaptif menggunakan metode model reference adaptive control diterapkan dengan skema kestabilan Lyapunov, nilai gain adaptasi ?1= -1 dan ?2= 0,01 mampu membuat sistem mengikuti respon model referensi dengan nilai root mean square error (RMSE) sebesar 0,015 pada single elemen control, dan 0,0085 pada three element control. Pengujian menunjukkan bahwa kendali Model Reference Adaptive Control (MRAC) memberikan waktu pemulihan cepat ketika terjadi perubahan beban boiler, dengan waktu 265 detik untuk kembali stabil tanpa menyebabkan penurunan level secara drastis. Implementasi kendali MRAC pada skema three element control terbukti efektif dalam menjaga kestabilan dan meningkatkan kinerja sistem. Penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan kendali MRAC dengan parameter yang tepat dapat meningkatkan keandalan operasional boiler.

Steam Drum merupakan komponen penting dalam sistem boiler yang digunakan untuk memisahkan antara uap produksi dan air umpan. Steam drum bertanggung jawab atas kebutuhan uap produksi untuk memutar turbin, mengingat frekuensi tegangan listrik yang digunakan di Indonesia adalah 50Hz, dalam operasionalnya untuk menghasilkan frekuensi tegangan 50Hz turbin harus berputar secara konstan pada kecepatan 3000rpm. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi perputaran turbin salah satunya adalah level pada steam drum. Level steam drum harus dijaga pada kondisi normal atau titik amannya, yaitu 50?ri ketinggian total drum. Oleh karena itu, diperlukan sistem pengendalian level steam drum dengan laju aliran feedwater sebagai variabel kontrol yang akan menyesuaikan terhadap perubahan laju aliran uap yang bergantung pada permintaan beban, ketika permintaan beban tinggi ini akan menyebabkan fluktuasi pada laju aliran uap, sehingga untuk mempertahankan level air pada steam drum akan semakin sulit. Pengendalian adaptif menggunakan metode model reference adaptive control diterapkan dengan skema kestabilan Lyapunov, nilai gain adaptasi ?1= -1 dan ?2= 0,01 mampu membuat sistem mengikuti respon model referensi dengan nilai root mean square error (RMSE) sebesar 0,015 pada single elemen control, dan 0,0085 pada three element control. Pengujian menunjukkan bahwa kendali Model Reference Adaptive Control (MRAC) memberikan waktu pemulihan cepat ketika terjadi perubahan beban boiler, dengan waktu 265 detik untuk kembali stabil tanpa menyebabkan penurunan level secara drastis. Implementasi kendali MRAC pada skema three element control terbukti efektif dalam menjaga kestabilan dan meningkatkan kinerja sistem. Penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan kendali MRAC dengan parameter yang tepat dapat meningkatkan keandalan operasional boiler.

Kata Kunci : Kontrol Adaptive, MRAC, Steam Drum