## ANALISIS PERBANDINGAN PERFORMANSI PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA GAS TM 2500 JAKABARING UNIT 2 DAN UNIT 3

## PADA WAKTU BEBAN PUNCAK
*Hendra Dwipayana, M Alf Akbar Baraf Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tamansiswa Palembang
*) hrd_dwipayana@yahoo.co.id

## ABSTRACT
The need for electricity supply in the city of Palembang is currently increasing, this is due to the rapid economic growth in Palembang city after the ASIAN GAMES 2018 event. One of them is the presence of new  LRT  transportation  modes,  and  also  the  Jakabaring  sport  City  integrated  sports  complex.  PLTG Jakabaring itself was built to meet the community's demand for electricity supply at the peak load time between 17.00 WIB - 23.00 WIB. By relying on Compressed Natural Gas (CNG) of 3000 MMBTU per day PLTG Jakabaring is unable to operate 24 hours continuously, and is only operated to meet electricity needs at peak load times.Before calculating Jakabaring unit 2 and unit 3 gas turbine performance, data collection was carried out for 2 weeks at each point in the gas turbine cycle. Next, Jakabaring unit 2 and unit 3 gas turbine performance will be calculated. The performance that will be calculated include the compressor power, turbine power, net power, specific fuel consumption (SFC), back work ratio, compressor efficiency, turbine efficiency, and cycle efficiency.After calculation, it can be concluded that unit 2 is the most efficient unit and the use of specific fuel is lower than unit 3
Keywords: Gas turbine, peak load time, gas turbine performance, gas turbine efficiency

## ABSTRAK
Kebutuhan pasokan listrik di kota palembang saat ini semakin meningkat, hal ini disebabkan oleh pesatnya pertumbuhan ekonomi di kota palembang pasca perhelatan ASIAN GAMES 2018. Salah satunya dengan kehadiran moda transportasi baru LRT, dan juga komplek olahraga terpadu Jakabaring sport City. PLTG Jakabaring sendiri dibangun untuk memenuhi kebutuhan masyarakat akan pasokan listrik di Waktu Beban Puncak  antara  pukul  17.00  WIB  -  23.00  WIB.  Dengan  mengandalkan  Compressed  Natural  Gas  (CNG) sebesar 3000 MMBTU perharinya PLTG Jakabaring tidak mampu beroperasi kontinyu 24 jam, dan hanya dioperasikan untuk memenuhi kebutuhan listrik di Waktu beban puncak.Sebelum menghitung performansi turbin gas Jakabaring unit 2 dan unit 3, terlebih dahulu dilakukan pengumpulan data selama 2 minggu pada masing - masing titik di siklus turbin gas. Selanjutnya akan dihitung performansi turbin gas Jakabaring unit 2 dan unit 3. performansi yang akan dihitung meliputi adalah daya kompressor, daya turbin, daya bersih, konsumsi bahan bakar spesifik (SFC), back work ratio, Efisiensi kompressor, efisiensi turbin, dan efisiensi siklus.Setelah dilakukan perhitungan dapat disimpulkan bahwa unit 2 adalah unit yang paling efisien dan pemakaian bahan bakar spesifik lebih rendah dibandingkan dengan unit 3
Kata Kunci : Turbin gas, Waktu Beban puncak, Performansi Turbin gas, Efisiensi Turbin gas

## 1. LATAR BELAKANG
Kebutuhan  pasokan  listrik  di  kota  palembang  saat  ini  semakin  meningkat,  hal  ini disebabkan  oleh  pesatnya  pertumbuhan  ekonomi  di  kota  palembang.  Salah  satunya  dengan kehadiran moda transportasi baru LRT ( Light Rail Transit ), dan juga Komplek Olahraga Terpadu Jakabaring Sport City. Selain itu juga bertambahnya jumlah pembangunan hotel, restoran, cafe,
dan pertokoan pasca perhelatan Asian Games 2018 membuat pemakaian listrik di kota palembang meningkat. Kebutuhan listrik disaat Waktu Beban puncak untuk kota palembang sendiri berkisar antara  450MW-500MW,  dan  beban  puncak  kebutuhan  listrik  di  provinsi  Sumatera  Selatan berkisar anatara 1000MW-1200MW.
Di provinsi Sumatera Selatan sendiri terdapat banyak sumur-sumur gas alam, akan tetapi karena banyaknya perusahaan yang mengelola maupun memerlukan pasokan gas tersebut maka untuk  PLTG  Jakabaring  sendiri  hanya  menggunakan  gas  lebih  ( Make  up) 3000  MMBTU perharinya.  Dengan  pasokan  gas  yang  terbatas  maka  untuk  pengoperasian  PLTG  Jakabaring sendiri  hanya  dilakukan  ketika  Waktu  Beban  Puncak  sore  hari  antara  pukul  17.00  WIB  - 23.00WIB.
Waktu beban puncak adalah waktu dimana pemakaian listrik sedang berada di puncaknya. Waktu beban puncak terjadi yaitu antara pukul 17.00 WIB sampai dengan 23.00 WIB. Di antara waktu  tersebut  pemakaian listrik memang  sedang  di puncaknya  dikarenakan  konsumen  rumah tangga sudah berada dirumah dan melakukan aktifitas yang tak terlepas dari pemakaian peralatan yang  membutuhkan  sumber  listrik.  Waktu  beban  puncak  berakhir  di  jam  23.00  WIB  ketika konsumen  rumah  tangga  sudah  mematikan  semua  lampu  dan  peralatan  rumah  tangga  dan beristirahat malam hari atau tidur.
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Gas  (PLTG)  merupakan  pembangkit  Listrik  yang memanfaatkan gas yang dipanaskan untuk memutar turbin dan generator melalui energi aliran, dengan  menghubungkan  kompressor,  turbin  dan  generator  pada  satu  poros.  PLTG  sendiri memiliki  konstruksi  yang  jauh  lebih  simpel  dibandingkan  dengan  PLTD,  PLTU,  PLTGU, maupun  PLTN.  Selain  itu  keuntungannya  adalah  lebih  mudah  dalam  pemasangannya,  proses kerjanya tidak ruwet, dan juga memiliki dimensi yang kecil.

## 2. TEORI DASAR

## 2.1. Pengertian turbin gas
Turbin  adalah mesin  penggerak mula  dimana fluida kerjanya yang menghasilkan  energi kinetis diarahkan langsung ke sudu turbin untuk mendapatkan energi mekanis. Fluida kerjanya dapat berupa air, udara panas, ataupun uap air
Turbin gas adalah mesin penggerak mula yang menggunakan gas bertekanan tinggi sebagai fluida  kerjanya.  Turbin  gas  bekerja  dengan  cara  merubah  energi  kinetik  pada  gas  bertekanan tinggi tersebut menjadi energi mekanik yang akan menggerakkan sudu-sudu turbin yang terdapat pada poros. Turbin gas merupakan salah satu komponen dari suatu sistem turbin gas yang paling sederhana, terdiri dari tiga komponen utama yaitu kompressor, ruang bakar, dan juga turbin gas. Oleh  sebab  itu  didalam  sistem  turbin  gas terjadi tiga proses  pokok  untuk  memproduksi energi yaitu :
1. Proses kompresi udara
2. Proses pembakaran udara-bahan bakar
3. Proses eksperimen gas hasil pembakaran.

## A. Klasifikasi Turbin Gas
Secara umum turbin gas dapat diklasifikasikan menjadi 2 (dua) bagian, yaitu:
1. Turbin Impuls
2. Turbin Reaksi

## B. Klasifikasi Sistem Turbin Gas Berdasarkan Konstruksinya
1. Turbin gas Berporos Tunggal ( Single Shaft )
Turbin  gas  ini  hanya  memiliki  satu  poros  saja,  tetapi  pada  poros  tersebut  terdapat beberapa komponen utama turbin gas. Seperti sudu turbin dan sudu kompressor. Jenis ini  yang  paling  banyak  digunakan  di  industri  pembangkit  listrik  selain  karena  lebih simpel turbin jenis ini daya beban torsi konstan.
2. Turbin Gas Berporos Ganda ( Multi shaft )
Turbin jenis ini digunakan untuk menahan beban torsi yang bervariasi. Poros pertama turbin dikopel langsung dengan poros aksial. Turbin dengan tekanan tinggi berfungsi untuk menggerakkan kompressor, mensuplai gas panas untuk masuk ke turbin tekanan rendah. Turbin tekanan rendah untuk memutar generator listrik.

## C. Klasifikasi Turbin Gas Menurut Arah Alirannya
1. Turbin Axial
Disebut  turbin  axial  karena  arah  aliran  fluida  kerjanya  sejajar  dengan  poros  turbin. Penggunaan turbin gas axial dapat ditemukan pada pembangkit tenaga listrik
2. Turbin Radial
Disebut  turbin  radial  karena  arah  aliran  gas  tegak  lurus  terhadap  poros  turbin.  Dapat ditemukan penggunaannya pada pesawat kecil.

## D. Siklus - siklus pada Turbin Gas
1) Siklus Ericson
Merupakan  siklus  mesin  kalor  yang  dapat  balik  ( reversible )  yang  terdiri  dari  dua proses  isotermis  dapat  balik  ( reversible  isotermic )  dan  dua  proses  isobarik  dapat  balik ( reversible isobaric ). Proses perpindahan panas pada proses isobarik berlangsung di dalam komponen siklus internal (regenerator), dimana effisiensi termalnya adalah :
ηth =
3 1 3 T T T −

## 2) Siklus Stirling
Merupakan siklus mesin kalor dapat balik, yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik  (isotermal  reversible)  dengan  volume  tetap  (isovolum)Efisiensi  termalnya  sama dengan efisiensi termal pada siklus Ericson.
3) Siklus Bryton
Siklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan oleh pembuat mesin turbine atau manufacturer dalam  analisa  untuk  up-grading  performance.Siklus  Brayton  ini  terdiri  dari  proses kompresi isentropik yang diakhiri dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan.

## 3. METODE PENELITIAN

## 3.1. Alat dan Bahan
Penelitian ini menggunakan alat dan bahan antara lain:
1. Manual Book PLTG Jakabaring
2. Logsheet Turbin Gas Unit 2
3. Data report Central Control Room
4. Tabel konversi satuan

## 3.2. Prosedur penelitian

## Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

## 4. ANALISA HASIL PENELITIAN

## 4.1. Perhitungan data PLTG Unit 2 minggu pertama
Rumus untuk mencari massa bahan bakar udara adalah sebagai berikut: ṁ udara = A/F x ṁ bb
Untuk mendapatkan harga dari ṁ bb maka dapat digunakan persamaan sebagai berikut: ṁ bb = fuel gas flow x r bahanbakar
MULAI
Studi Literatur tentang performansi turbin gas
Survei Lapangan dan Pengumpulan Data
Perhitungan Data 1. Siklus Bryton 2. Kerja kompressor ( Ẇ 𝑲 ) 3. Kerja Turbin ( Ẇ 𝑻 )
4. Kerja netto sistem ( Ẇ 𝒏𝒆𝒕𝒕 )
5. Air Fuel Ratio( 𝑨 𝑭 )
6. Spesific Fuel Consumption ( SFC)
7. Back work ratio ( bwr) 8. Efisiensi turbin( 𝜼 𝒕𝒖𝒓𝒃𝒊𝒏 ) 9. Efisiensi kompressor ( 𝜼 𝒌𝒐𝒎𝒑 ) 10. Efisiensi Siklus ( 𝜼 𝒔𝒊𝒌𝒍𝒖𝒔 )
Analisa dan Pembahasan
Kesimpulan dan saran SELESAI
Berdasarkan data komposisi bahan bakar, didapat harga Spesific grafity bahan bakar yaitu sebesar 0.6636 pada kondisi 14.7 psi. Massa jenis bahan bakar dapat dihitung dengan cara sebagai berikut:
r udara = 1,2 kg/m 3 dalam 14.7 psi r bb = Spesific Gravity x r udara = 0.6636 x 1,2 kg/m 3 = 0.79632 kg/m 3
Dari hasil perhitungan r bb maka harga ṁ bb dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut: Q bb = 2560 SCFM = 4108,8 Nm 3 /hr = 4,1088 kNm 3 /hr
ṁ bb = Q bb x r bb = 4,10 kNm 3 /h x 0.79632 kg/m 3 x h/3600s x 1000/k = 0,906 kg/s
Untuk mendapatkan laju aliran massa udara ṁ udara , maka terlebih dahulu dicari Air Fuel Ratio A/F dengan perhitungan sebagai berikut:
Ẇ Gt = ( Ẇ T - Ẇ K ) = = (ṁ bb + ṁ udara ) (h 3 – h 4 ) - ṁ udara (h 2 – h 1 ) = ṁ bb (h 3 – h 4 ) - ṁ bb (h 2 – h 1 ) = 0,906 kg/s (2259,50 kJ/kg–1320,78 kJ/kg) - 0,9  06 kg/s (720,84 kJ/kg– 316,86 kJ/kg) 16276,70 KW = 0,906 kg/s x (938,72 kJ/kg) - 0,906 kg/s x (403,98 kJ/kg) 16276,70 KW = 850,48 kJ/s - 366,00 kJ/s
16276,70 KW = 850,48 kJ/s – 366,00 kJ/s x
=
=
= 46,795
Dari hasil perhitungan maka harga ṁ udara dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut: ṁ udara = A/F x ṁ bahanbakar = 46,795 x 0,906 kg/s = 42,396 kg/s

## 4.2. Perhitungan Data Entalpi PLTG Unit 2 minggu pertama
a) Entalpi h 1 Pada Temperatur 108 F atau sama dengan 315.37 K, h 1 dapat dicari dengan cara sistem interpolasi menggunakan tabel gas ideal A-22:
T 1 = 315.37 K
h 1 = ℎ 𝑎𝑡𝑎𝑠 − ℎ 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ 𝑇 𝑎𝑡𝑎𝑠 − 𝑇 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ 𝑥 (𝑇 1 − 𝑇 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ ) +   ℎ 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ
= ( 320.29 𝑘𝐽 𝑘𝑔 −315.27 𝑘𝐽 𝑘𝑔 320 𝐾−315 𝐾 )  𝑥 (315.37 𝐾 − 315 𝐾) + 315.27 𝑘𝐽/𝑘𝑔
= 316.861 kJ/kg
b) Entalpy h 2
Pada Temperatur 813 F atau sama dengan 707.03 K, h 2 dapat dicari dengan cara sistem interpolasi menggunakan tabel gas ideal A-22:
T 2 = 707.03 K
h 2 = ℎ 𝑎𝑡𝑎𝑠 − ℎ 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ 𝑇 𝑎𝑡𝑎𝑠 − 𝑇 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ 𝑥 (𝑇 2 − 𝑇 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ ) +   ℎ 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ
= ( 724.04 𝑘𝐽 𝑘𝑔 −713.27 𝑘𝐽 𝑘𝑔 710 𝐾−700 𝐾 )  𝑥 (707.03 𝐾 − 700 𝐾) + 713.27 𝑘𝐽/𝑘𝑔
= 720.841 kJ/kg
Karena pada proses 2 ini berlangsung proses kompresi isentropik maka: P 1 = 14.7 Psi = 101.3 kPa
P 2 = 225 Psi = 1551.3 kPa
Rasio Kompresi (r p ) r p = 𝑃 2 𝑃 1
= 1551,3 𝑘𝑃𝑎 101,3 𝑘𝑃𝑎 = 15,3139 T 2s = T 1 (𝑟 𝑝 ) 𝑘−1 𝑘 = 315,37 K (15,3139) 1,4−1 1,4 = 670,79 K
c) Entalpy h 3 Dengan nilai Cp = 2.08605 kJ/kg dan nilai T 3 = 1490 F atau 1083.15 K
maka h 3 dapat dicari dengan cara h 3 = Cp x T 3 : h 3 = Cp x T 3 = 2,08605 kJ/kg x 1083,15 K = 2259,505 kJ/kg
d) Entalpy h 4 Dengan nilai Cp =  2.08605 kJ/kg dan nilai T 4 = 680 F atau 633.15 K
maka h 3 dapat dicari dengan cara h 3 = Cp x T 4 :
h 4 = Cp x T 4 = 2.08605 kJ/kg x 633.15K = 1320.782 kJ/kg
Karena pada proses 4 ini berlangsung proses kompresi isentropik maka:
T 4s = T 3 ( 𝑃 1 𝑃 2 ) 𝑘−1 𝑘
= 1083.15 K ( 101.3 𝑘𝑃𝑎 1551,3 𝑘𝑃𝑎 ) 1,4−1 1,4 = 1083.15 K x 0,23
= 258,87 K
4.3. Perhitungan performansi Turbin gas PLTG Unit 2 Minggu pertama
a) Kerja kompressor
Ẇ kompresor = ṁ udara x (h 2 – h 1 ) = 42,396 kg/s x (720,841 kJ/kg – 316,861 kJ/kg) = 17127,13 kJ/s
b) Kerja Turbin Ẇ turbin
= (ṁ udara + ṁ bb ) x (h 3 – h 4 ) = (42,396 kg/s + 0,906 kg/s) x (2259,50 kJ/kg – 1320,78 kJ/kg)
= 40648,45 kJ/s c) Kerja Netto (Ẇnett) Ẇ nett = Ẇ turbin - Ẇ kompressor = 40648,45 kJ/s – 17127,13 kJ/s = 23521,32 kJ/s
d) Spesific Fuel Consumption (SFC)
SFC = ṁ 𝑏𝑏 Ẇ 𝑛𝑒𝑡𝑡
= 0,906 kg/s x 3600 s/h 23521,32 𝑘𝑗/𝑠 = 0,138 kg/kWh
e) Back Work Ratio (BWR) BWR = Ẇ 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟 Ẇ 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛
= 17127,13  kJ/s 40648,45 kJ/s x 100%
= 42,13 %
f) Efisiensi Kompressor
η kompresso  r = 𝑇 2𝑠 − 𝑇 1 𝑇 2 − 𝑇 1 x 100%
= 670,79 K−315,37 𝐾 707,03 𝐾−315,37 𝐾 x 100 %
= 90,7 %
g) Efisiensi Turbin
η turbin = 𝑇 3 − 𝑇 4 𝑇 3 − 𝑇 4𝑠 x 100 %
= 1083,15 K − 633,15 K 1083.15 𝐾− 258.87 K x 100 %
= 54,5 %

## h) Efisiensi Siklus
Untuk perhitungan efiiensi siklus, kita terlebih dahulu harus mencari besar panas yang masuk ke dalam turbin (Qin). Dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut:
Qin
= LHV x ṁ 𝑏𝑏 = 46364,78 kJ/kg x 0,906 kg/s = 42006,49 kJ/s
Selanjutnya mencari harga efisiensi siklus dengan cara sebagai berikut:
η siklus = Ẇ 𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 𝑄𝑖𝑛 x 100%
= 23521,32 kJ/s 42006,49 kJ/s x 100 %
= 55,99 %

## 4.4. Perhitungan data PLTG Unit 3 (minggu pertama)
Perhitungan mencari massa bahan bakar udara adalah sebagai berikut: ṁ udara = A/F x ṁ bb
Untuk mendapatkan harga dari ṁ bb maka dapat digunakan persamaan sebagai berikut: ṁ bb = fuel gas flow x  bahanbakar
Berdasarkan data komposisi bahan bakar, didapat harga Spesific grafity bahan bakar yaitu sebesar 0.6636 pada kondisi 14.7 psi. Massa jenis bahan bakar dapat dihitung dengan cara sebagai berikut:
 udara = 1,2 kg/m 3 dalam 14.7 psi  bb = Spesific Gravity x  udara = 0.6636 x 1,2 kg/m 3 = 0.79632 kg/m 3
Dari hasil perhitungan  bb maka harga ṁ bb dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut: Q bb
= 2703 SCFM = 4263 Nm 3 /hr = 4,2630 kNm 3 /hr
ṁ bb = Q bb x  bb = 4,26 kNm 3 /h x 0.79632 kg/m 3 x h/3600s x 1000/k = 0,942 kg/s
Untuk mendapatkan laju aliran massa udara  ṁ udara , maka terlebih dahulu dicari Air Fuel Ratio A/F dengan perhitungan sebagai berikut:
Ẇ Gt = ( Ẇ T - Ẇ K ) = Ẇ 𝑔𝑒𝑛 𝜂 𝑔𝑒𝑛 Ẇ 𝑔𝑒𝑛 𝜂 𝑔𝑒𝑛 = (ṁ bb + ṁ udara ) (h 3 – h 4 ) - ṁ udara (h 2 – h 1 ) 18,8 𝑀𝑊 0.983 = [1 + ( 𝐴 𝐹 )] ṁ bb (h 3 – h 4 ) - ( 𝐴 𝐹 ) ṁ bb (h 2 – h 1 ) 18.8 𝑀𝑊 0.983 = [1 + ( 𝐴 𝐹 )] 0,942 kg/s (2272,29 kJ/kg–1355,53 kJ/kg)
- ( 𝐴 𝐹 ) 0,942 kg/s(755,03 kJ/kg–310,04 kJ/kg)
19125,12 KW = [1 + ( 𝐴 𝐹 )] 0,942 kg/s x (916,76 kJ/kg) - ( 𝐴 𝐹 ) 0,906 kg/s x  (444,99 kJ/kg)
19125,12 KW = [1 + ( 𝐴 𝐹 )] 863,58 kJ/s - ( 𝐴 𝐹 ) 403,16 kJ/s
19125,12 KW = 863,58 kJ/s – 403,16 kJ/s x ( 𝐴 𝐹 )
( 𝐴 𝐹 ) = 19125,12 𝑘𝑗 𝑠 +863,58 𝑘𝑗 𝑠 403,16 𝑘𝑗/𝑠
( 𝐴 𝐹 ) = 19988,7 𝑘𝑗 𝑠 403,16 𝑘𝑗/𝑠 =  49,580
Dari hasil perhitungan ( 𝐴 𝐹 ) maka harga ṁ udara dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut: ṁ udara = A/F x ṁ bahanbakar
= 49,580 x 0,906 kg/s = 44,919 kg/s
4.5. Perhitungan data entalpi PLTG Unit minggu pertama
a) Entalpi h 1
Pada Temperatur 98 F atau sama dengan 309,81 K, h 1 dapat dicari dengan cara sistem interpolasi menggunakan tabel gas ideal A-22:
T 1 = 309,81 K
h 1 = ℎ 𝑎𝑡𝑎𝑠 − ℎ 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ 𝑇 𝑎𝑡𝑎𝑠 − 𝑇 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ 𝑥 (𝑇 1 − 𝑇 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ ) +   ℎ 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ
= ( 310,24 𝑘𝐽 𝑘𝑔 −305,22 𝑘𝐽 𝑘𝑔 310 𝐾−305 𝐾 )  𝑥 (309,81 𝐾 − 305 𝐾) + 305,22 𝑘𝐽/𝑘𝑔
= 1,004 x 4,81 + 305,22 kJ/kg
= 310,049 kJ/kg
b) Entalpy h 2 Pada Temperatur 870 F atau sama dengan 738,70 K, h 2 dapat dicari dengan cara sistem interpolasi menggunakan tabel gas ideal A-22:
T 2 = 738,70 K
h 2 = ℎ 𝑎𝑡𝑎𝑠 − ℎ 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ 𝑇 𝑎𝑡𝑎𝑠 − 𝑇 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ 𝑥 (𝑇 2 − 𝑇 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ ) +   ℎ 𝑏𝑎𝑤𝑎ℎ
= ( 756,44 𝑘𝐽 𝑘𝑔 −745,62 𝑘𝐽 𝑘𝑔 740 𝐾−730 𝐾 )  𝑥 (738,70 𝐾 −  730 𝐾) + 745.62 𝑘𝐽/𝑘𝑔
= 1,082 x 8,7 + 745,62 kJ/kg = 755,033 kJ/kg
Karena pada proses 2 ini berlangsung proses kompresi isentropik maka: P 1 = 14.7 Psi = 101.3 kPa
P 2 = 240 Psi = 1654,7 kPa
Rasio Kompresi (r p )
r p = 𝑃 2 𝑃 1 = 1654,7 𝑘𝑃𝑎 101,3 𝑘𝑃𝑎 = 16,3346 T 2s = T 1 (𝑟 𝑝 ) 𝑘−1 𝑘 = 309,81 K x (16,3346) 1,4−1 1,4 = 688,45 K
c) Entalpy h 3 Dengan nilai Cp
= 2.08605 kJ/kg dan nilai T 3
= 1501 F atau 1089.26 K
maka h 3 dapat dicari dengan cara h 3 = Cp x T 3 : h 3 = Cp x T 3 = 2,08605 kJ/kg x 1089,28 K = 2272,292 kJ/kg
d) Entalpy h 4 Dengan nilai Cp = 2.08605 kJ/kg dan nilai T 4 = 710 F atau 649,81 K
maka h 3 dapat dicari dengan cara h 3 = Cp x T 4 : h 4 = Cp x T 4 = 2.08605 kJ/kg.K x 649,81 K = 1355,536 kJ/kg
Pada proses 4 ini berlangsung proses kompresi isentropik maka:
T 4s = T 3 ( 𝑃 1 𝑃 2 ) 𝑘−1 𝑘
= 1089,26 K ( 101.3 𝑘𝑃𝑎 1654,7 𝑘𝑃𝑎 ) 1,4−1 1,4 = 253,79 K
4.6. Perhitugan performansi Turbin gas PLTG Unit 3 Minggu pertama
a) Kerja kompressor
Ẇ kompresor = ṁ udara x (h 2 – h 1 ) = 44,919 kg/s x (755,033 kJ/kg – 310,049 kJ/kg) = 19988,23 kJ/s
b) Kerja Turbin Ẇ turbin = (ṁ udara + ṁ bb ) x (h 3 – h 4 ) = (44,919 kg/s + 0,942 kg/s) x (2272,292 kJ/kg – 1355,536 kJ/kg) = 42043,34 kJ/s
c) Daya Netto (Ẇnett)
Ẇ nett = Ẇ turbin - Ẇ kompressor = 42043,34 kJ/s – 19988,23 kJ/s = 22055,11 kJ/s
d) Spesific Fuel Consumption (SFC)
SFC = ṁ 𝑏𝑏 Ẇ 𝑛𝑒𝑡𝑡 = 0,942 kg/s x 3600 s/h 22055,11 𝑘𝑗/𝑠
= 0,153 kJ/s
= 0,153 kg/kWh
e) Back Work Ratio (BWR)
BWR  = Ẇ 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟 Ẇ 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛 = 19988,23 kJ/s 42043,34 kJ/s
= 47,54 %
f) Efisiensi Kompressor
η kompressor = 𝑇 2𝑠 − 𝑇 1 𝑇 2 − 𝑇 1 x 100%
= 688,45 K−310,049 𝐾 738,70 𝐾−310,049 𝐾 x 100 %
= 378,401 K 428,651 K x 100%
= 88,2 %
g) Efisiensi Turbin
η turbin = 𝑇 3 − 𝑇 4 𝑇 3 − 𝑇 4𝑠 x 100 %
= 1087,26 K − 649,81 K 1087,26 𝐾− 253,79 K x 100 %
= 437,45 K 833,47 K x 100%
= 52,4 %

## h) Efisiensi Siklus
Untuk perhitungan efiiensi siklus, kita terlebih dahulu harus mencari besar panas yang masuk ke dalam turbin (Qin). Dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut:
Qin = LHV x ṁ 𝑏𝑏 = 46364,78 kJ/kg x 0,942 kg/s = 43675,62 kJ/s
Selanjutnya mencari harga efisiensi siklus dengan cara sebagai berikut: η siklus = Ẇ 𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 𝑄𝑖𝑛 x 100%
= 22055,11 kJ/s 43675,62 kJ/s x 100 %
= 50,49 %

## Gambar 2. Perbandingan Entalpi
Gambar 2. diatas menunjukkan entalpi turbin gas unit 3 lebih tinggi dibandingkan turbin gas unit 2 kecuali pada entalpi h 1, entalpi unit 3 lebih tinggi karena unjuk kerja tiap komponen unit 3 lebih tinggi sehingga menghasilkan temperatur tiap komponen lebih tinggi pula. Sehingga menghasilkan  daya  yang  lebih  besar  dibandingkan  unit  2  yaitu  sebesar  18.8  MW.  Pada  titik entalpi h 1 yaitu titik pengukuran temperatur masuk kompressor, temperatur T 1 untuk unit 2 lebih besar daripada unit 3 sehingga menghasilkan entlpi yang lebih besar juga. T 1 unit 2 lebih besar karena  jumlah  udara  yang  diserap  oleh  kompressor  lebih  sedikit  sehingga  menghasilkan temperatur udara yang tinggi.

## 4.7. Perbandingan Kerja (Ẇ)
Gambar 3. Performansi Turbin Gas 0 500 1000 1500 2000 2500 entalpi 1 entalpi 2 entalpi 3 entalpi 4 k J /k g ENTALPI Unit 2 Unit 3 0 10000 20000 30000 40000 50000 Ẇ komp Ẇ turbin Ẇ nett kJ /s Kerja Turbin gas Gambar 3. Performansi Turbin Gas UNIT 2 UNIT 3
Gambar  3.  diatas  menunjukkan  kerja  masing-masing  komponen  yaitu  kompressor  dan turbin unit 3 lebih besar dibandingkan kompressor dan turbin unit 2 hal tersebut disebabkan oleh perbedaan daya yang dihasilkan unit 3 lebih besar dibandingkan unit 2 yaitu sebesar 18,8 MW. Sehingga menyebabkan kerja pada tiap komponen lebih besar pula. Sedangkan pada kerja netto sistem unit 2 lebih tinggi dibandingkan unit 3, hal tersebut dikarenakan selisih kerja kompressor dan turbin unit 2 lebih besar dibandingkan unit 3 sehingga menghasilkan kerja netto sistem yang besar juga.
Gambar 4. . Spesification Fuel
Grafik 4 diatas menunjukkan Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) unit 2 lebih rendah dibandingkan dengan unit 3 hal itu terjadi karena laju aliran bahan bakar, konsumsi bahan bakar, dan juga beban yang dihasilkan oleh unit 2 lebih rendah dibandingkan dengan unit 3. Sehingga SFC unit 2 lebih rendah.
Gambar 4.  Efisiensi
Grafik  5  diatas  menunjukkan  Efisiensi  masing  masing  komponen  unit  2  lebih  tinggi dibandingkan  unit  3.  Hal  tersebut  dikarenakan  daya  yang  dihasilkan  oleh  unit  2  lebih  rendah, sehingga kerja (Ẇ) kompressor dan turbin unit 2 lebih rendah, dan juga pemakaian bahan bakar yang lebih rendah sehingga menghasilkan efisiensi yang tinggi.
0,138 0,153 0,13 0,135 0,14 0,145 0,15 0,155 SFC kgK Wh UNIT 2 UNIT 3 90,7 54,5 55,99 88,2 52,4 50,49 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 η komp η turbin
η siklus
PE R SE N % UNIT 2 UNIT 3

## Gambar 5.  Back Work Ratioi
Grafik  diatas  menunjukkan  perbandingan  kerja  spesifik  yang  digunakan  untuk menggerakkan kompressor (BWR), dari grafik diatas BWR unit 3 lebih tinggi dibandingkan unit 2 dikarenakan kerja yang dihasilkan kompressor unit 3 lebih besar dibandingkan dengan kerja yang dihasilkan oleh unit 2. Sehingga menghasilkan nilai BWR yang besar pula.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan data hasil perhitungan dan analisis performansi turbin gas unit 2 dan unit 3 dengan data beban 16,1 MW dan beban 18,8 MW, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1) Entalpi  unit  3  lebih  besar  dibandingkan  entalpi  unit  2  dikarenakan  kerja  (Ẇ)  masing- masing  komponen,  kerja  kompressor  dan  kerja  turbin  unit  3  lebih  besar  sehingga temperatur yang lebih besar sehingga di dapat nilai entalpi (h) pada tabel gas ideal A-22 lebih  besar.  Sedangkan  pada  h 1 unit  2  entalpi  nya  lebih  besar  dibandingkan  unit  3 dikarenakan temperatur masuk kompressor lebih besar, karena jumlah udara yang diserap komopressor lebih sedikit sehingga temperaturnya tinggi.
2) Unjuk kerja (Ẇ) kompressor dan turbin unit 3 lebih tinggi dibandingkan unit 2, hal tersebut dikarenakan  daya  yang  dihasilkan  oleh  unit  3  lebih  tinggi  dibanding  unit  2  sehingga menghasilkan unjuk kerja yang lebih tinggi juga. Spesific Fuel Consumption (SFC) Unit 3 lebih tinggi dibandingkan dengan unit 2, hal tersebut dikarenakan laju aliran bahan bakar (Qbb), dan laju aliran massa bahan bakar (ṁ bb ) unit 3 lebih tinggi dibandingkan dengan unit 2
3) Efisiensi  unit  2  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  unit  3  dikarenakan  unjuk  kerja  yang dihasilkan  unit  2  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  unit  3  sehingga  menghasilkan temperatur  actual dan ideal pada sisi kompressor, turbin, ruang bakar, dan gas buang yang lebih rendah, sehingga efisiensinya lebih tinggi.
Back Work Ratio (BWR) Unit 3 lebih besar dibanding unit 2 karena untuk mendapatkan kerja spesifik yang digunakan untuk menggerakkan kompressor yang besar maka diperlukan pula kerja kompressor (Ẇkomp) yang besar juga.
42,13 47,54 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 BWR PE R SE N (% ) UNIT 2 UNIT 3

## DAFTAR PUSTAKA
Boyce, P. Mehewan. 2012. Gas Turbine Engineering Handbook 4 th Edition . The  boyce Consultancy  Fellow,  A merican  Society  of  Mechanical  Engineers (ASME). United Kingdom.
Faizal, Mohamad. 2017. Analisis Performance TM2500 Gas turbine generator   package PLTG X pada factory test dan site test . Jurnal Bina Teknika Vol 13 No.2.   Institut  Sains dan Teknologi Nasional. Jakarta.
Firmansyah, Fikri Logi. 2017. Analisa perbandingan performa turbin gas PLTGU
unit 1.2 dan 1.3 pada beban 50 MW dan 100 MW. Institut Teknologi Sepuluh   November. Surabaya.
Moran,  Michael.  J  and  Howard  N.  Shapiro.  2014. Fundamental  of  Engineering Thermodynamic . 8 th edition .Wiley. USA.
Sastrawan,  Hendra  Kurnia.  2018.  Anlaisis  Performansi  PLTG  PT.  Indonesia  Power Pemaron. Jurnal ilmiah Prosiding KNEP IX. Universitas Udayana. Bali.
Saputra, M. Rio Rizky. 2017. Pengaruh penggantian Combustion Liner terhadap  performa turbin gas PLTGU Unit 2 beban 25 MW di PT. PLN (Persero)   Pembangkitan
Sumatera bagian selatan sektor pengendalian pembngkitan keramasan. Universitas Gunadarma. Jakarta.
Senjaya, Febri Dwi. 2013. Analisa pengaruh water wash terhadap performansi   turbin  gas pada PLTG unit 7 Paya Pasir PT. PLN (Persero) Sektor   pembangkitan medan.   Jurnal E-Dinamis VOL. 7 No.3. Universitas Sumatera   Utara. Medan.
V. Ganesan. 2010. Gas turbines 3 rd edition. Tata McGraw-Hill. New delhi