GAS REMOVAL SYSTEM PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS
BUMI Eka Prawira
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Insitut Teknologi Nasional, Bandung, Indonesia. Abstrak Resume ini memberikan memberikan deskripsi umum mengenai jenis-jenis jenis-jenis sistem pembuangan gas (gas (gas removal system) system) yang dipakai untuk membuang gas yang tak terkondensasi atau lebih dikenal dengan NCG ( noncondensable gases) gases )
pada pembangkit listrik tenaga tenaga panas bumi, serta prinsip kerja suatu alat
pembuangan gas yang ada dalam suatu sistem PLTP. NCG (Non-Condensable Gas) di dalam
dalam turbin, uap panas bumi dikondensasi
Uap Panas Bumi
oleh
NCG merupakan komponen alami dari
sementara NCG tetap dalam kondisi gas.
uap panas bumi. Komposisi NCG dalam isi uap
Akumulasi dari NCG di dalam kondensor
panas bumi bervariasi di seluruh dunia, dari
menyebabkan tekanan kondensor naik, yang
hampir nol sampai sebanyak 25% (wt).
pada gilirannya mengurangi output power dari dari
1.
air
pendingin
di
dalam
kondensor,
turbin. 2.
Pengaruh NCG pada PLTP
Uap panasbumi selalu mengandung noncondesable gas (NCG) dengan jumlah berbeda di
tiap
lapangan.
Kehadiran
NCG
akan
menyebabkan net power output menjadi menjadi turun. Gambar 1. Macam-macam NCG yang terkandung pada uap panas bumi
Untuk mengatasi permasalahan NCG ini, digunakanlah peralatan ekstraksi gas yang berfungsi menarik NCG dari kondesor sehingga
Uap panas bumi mengandung kotoran
daya turbin yang dihasilkan dapat optimal. Ada
seperti zat padat yang terlarut dan juga non-
beberapa jenis sistem ekstraksi gas yang
condensable gas (NCG). Kandungan NCG di
umumnya digunakan di PLTP, yaitu Steam Jet
dalam uap panas bumi bervariasi dari hampir
System
nol hingga 15 % berat tergantung lokasi dari
Compressor System (CS). System (CS).
sumur. Pada suatu PLTP, setelah diekspansi di
(SJES),
Hybrid
System System (HS)
dan
Tekanan kondenser (derajat kevakuman condenser ).
Jumlah laju alir massa gas yang akan diambil dari condenser.
Konsumsi energi yang dibutuhkan oleh peralatan gas ekstraksi.
Jumlah
massa
dan
temperatur
air
Gambar 2. Pengaruh persentase NCG terhadap exergy
pendingin
spesifik turbin
yang
dibutuhkan
dalam
condenser. Pengaruh
NCG
terhadap
kinerja
termodinamika pembangkit listrik panas bumi dianalisis untuk berbagai konten dan turbin
Pemilihan tipe gas removal system sangat penting
mengingat
cukup
tingginya
kandungan NCG dalam uap.
NCG suhu inlet. Hasil yang diperoleh dapat bermanfaat pada studi kelayakan pembangkit listrik
tenaga
panas
bumi
kilat
tunggal.
4.
Jenis-Jenis
Peralatan
Gas
Removal
System yang Dipakai pada PLTP
Tergantung pada konten NCG lapangan, kinerja
Ada beberapa peralatan gas removal
pembangkit listrik dapat ditentukan secara
system dalam suatu pembangkit listrik tenaga
kasar.
panas bumi yang paling sering digunakan, y aitu:
3.
A. Steam Jet Ejector
Pemilihan Gas Removal System
Untuk menjaga tekanan kondensor tetap
Steam
ejector bekerja
dengan
rendah, NCG harus dikeluarkan secara terus
memanfaatkan panas buang dari sistem
menerus
pembangkit daya.
dari
kondensor
dengan
menggunakan gas removal system. Dengan demikian, gas
removal
system merupakan
peralatan penting pada sistem PLTP, karena berfungsi vakum
di
untuk dalam
mengeluarkan
mempertahankan kondensor
NCG
dan
kondisi
dengan
cara
kondenser
dan
membuangnya langsung ke atmosfer. Kriteria utama dalam pemilihan peralatan gas removal system sebagai berikut :
Gambar 3. Steam Jet Ejector pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Steam jet ejector secara umum terdiri empat bagian utama yaitu:
Divergen Nosel (Primary Nozzle)
Ruang Hisap (Suction Chamber )
Throat Section / Mixing Tube
Diffuser
Gambar 5. Prinsip Kerja Steam Jet Ejector
Jadi
peran steam
jet
ejector disini
adalah sebagai pengganti kompresor pada siklus
kompresi
tekanan
uap
aliran
yaitu
menaikkan
dari
evaporator
melalui suction chamber. Tingkat kevakuman atau tekanan yang Gambar 4. Bagian-bagian Utama Steam Jet Ejector
dapat Prinsip kerja dari Steam Jet Ejector adalah sebagai berikut :
Prosesnya
dimulai
bertekanan
dan
dengan
uap
temperatur
tinggi
motive fluid masuk ke primary nozzle. Kemudian
ejector bervariasi
keluar
mencapai
kecepatan supersonic sehingga menarik secondary
akan
fliud yang
Bercampur di mixing chamber , sehingga
subsonic
ke diffuser dan meningkat.
akan
seiring
0,13
bara
Kebutuhan
uap
untuk motive
steam tergantung dari jumlah aliran gas yang
akan
diekstraksi.
Jika
terdapat moisture dalam steam, separator dan steam trap dapat ditambahkan untuk meningkatkan kualitas steam. Minimum dryness
steam yang
dianjurkan adalah 99.5%. Kualitas uap yang
dari suction chamber.
kecepatannya
antara
jet
bara untuk two stage steam jet ejector.
bertekanan dan temperatur rendah
oleh steam
untuk single stage sampai dengan 0,03
dari boiler yang biasa disebut dengan
dicapai
turun
menjadi
laju
aliran
tekanan
akan
buruk tidak akan membahayakan sistem, tetapi dapat menyebabkan erosi di steam nozzle dan diffuser. Beberapa keuntungan dari Steam Jet Ejector adalah sebagai berikut :
Biaya rendah
Tidak ada parts moving
Sederhana, konstruksi compact
membentuk lingkaran konsentris di
Handal, efisiensi yang tinggi
sekeliling casing dan melakukan kerja
Perlawanan Korosi dan Erosi
kompresi.
Instalasi yang Mudah
Vacuum High Performance
Fluida
yang
biasanya
air
akan
membentuk cincin silinder pada bagian dalam casing.
B. Liquid Ring Vacuum Pump (LRVP)
LRVP
merupakan
pompa positive
bagian antara baling-baling impeler
kelompok
yang membentuk ruang bertekanan.
displacement.
Karakteristik
pompa
menyalurkan
energi
ini
adalah
Cincin air ini menghasilkan sealing di
Posisi
impeler
terhadap
casing
dari impeler ke
menyebabkan melebarnya jarak antara
fluida yang dipompakan melalui cincin
blade impeler dengan casing di sisi inlet
cairan. LRVP terdiri atas rotor tunggal
dan
dengan satu set baling-baling di bagian
keluaran.
depannya.
menyempitnya
jarak
di
sisi
Eccentricity antara perputaran sumbu impeler casing volume
dengan
sumbu
menghasilkan ditutup
oleh
geometris
sebuah
siklus
baling-baling
dan liquid ring.
Gambar 6. Liquid Ring Vacuum Pump
Prinsip kerja LRVP adalah sebagai berikut :
Menaikkan
tekanan
gas
memutar
baling-baling
dengan impeler
(impeller vanes) dalam sebuah silinder
Gambar 7. Bagian-bagian LRVP
casing yang eksentris.
Ketika impeler dari pompa berputar, gaya sentrifugal akan melempar liquid
Kemudian gas ditarik masuk ke dalam pompa melalui inlet port di bagian akhir
casing. Gas selanjutnya terjebak di dalam ruang kompresi yang terbentuk oleh impeller
vanes dan liquid
ring.
Karena adanya putaran impeler, liquid ring akan
menekan
gas
dan
mendorongnya ke luar ke outlet port.
Cairan yang ada di bagian keluaran gas kemudian dipisahkan yang selanjutnya
Gambar 9. Liquid Ring Vacuum Pump pada PLTP
didinginkan atau disirkulasikan dalam sebuah sistem pemisahan.
C. Intercondenser dan Aftercondenser Intercondenser merupakan yang
dipasang
steam
setelah stage
kondenser pertama
jet
ejector ,
sementara aftercondenser dipasang setelah stage keduasteam
jet
ejector untuk ejector system. Gambar 8. Prinsip Kerja LRVP
LRVP memiliki kapasitas antara 3 - 27 3
m /jam dan pada umumnya digunakan untuk tekanan antara 0,13 - 5,5 bara bahkan adakalanya digunakan sampai pada tekanan 7 bara. LRVP biasanya digunakan sebagai peralatan gas
removal
system pada
Gambar 10. Intercondenser dan Aftercondenser pada PLTP
tekanan tingkat kedua mengikuti steam ejector tingkat pertama bila kapasitas fluida dari sumur yang masuk relatif rendah.
Tujuan
dari
pemasangan intercondenser dan aftercond enser ini
adalah
mengkondensasi motive
untuk steam dan
steam yang terikut dengan NCG pada proses pembuangan NCG.
5.
Kesimpulan
Uap panasbumi selalu mengandung non-condesable
gas
(NCG)
dengan
jumlah berbeda di tiap lapangan.
Kehadiran NCG akan menyebabkan net power output menjadi turun.
Kriteria
utama
dalam
pemilihan
peralatan gas removal system sebagai berikut : 1. Tekanan condenser. 2. Jumlah laju alir massa gas dari
Gambar 11. Prinsip Kerja Intercondenser dan
condenser.
Aftercondenser
3. Konsumsi energi yang dibutuhkan. Kondensat yang dihasilkan lalu dialirkan ke
kondenser
utama
sedangkan
4. Jumlah massa dan temperatur air
NCG
pendingin dalam condenser.
dibuang melalui cooling tower stack.
Beberapa peralatan gas removal system dalam suatu pembangkit listrik tenaga panas
bumi
yang
paling
sering
digunakan, yaitu: 1. Steam Jet Ejector 2. Liquid Vacuum Ring Pump 3. Intercondenser dan Aftercondenser
Pemilihan
tipe gas
removal
system sangat penting mengingat cukup tingginya kandungan NCG dalam uap.
Gambar 12. Intercondenser and Aftercondenser Stages
Referensi
http://www.aseanenergy.info/Abstract/3 2010124.pdf
http://fttm.lib.itb.ac.id/index.php?menu= library&action=detail&libraryID=5507
http://www.chemicalonline.com/doc/ste am-jet-ejector-vacuum-0001
http://ecanblue.wordpress.com/category /artikel-dan-modul-geothermal/
