Abstrak—Feedwater  heater  yang  digunakan  pada  sistem pembangkit tenaga uap adalah low pressure heater (LPH), high pressure  heater  (HPH),  dan  deaerator.  PLTU  Paiton  Unit  9 menggunakan 4  LPH, 3  HPH, dan  1  deaerator.  High  Pressure Heater  (HPH)  berfungsi  meningkatkan  temperatur  feedwater yang  akan  dipanaskan  di  dalam  boiler  sehingga  penggunaan bahan  bakar  lebih  sedikit.  Pada  kondisi  aktual  HPH  sering menghadapi  masalah  sehingga  harus  dilakukan  perbaikan, yang  mengharuskan  HPH  dalam  kondisi  off  service.  Kondisi tersebut  memengaruhi  daya  netto,  net  plant  heat  rate,  dan efisiensi sistem pembangkit. Pada PLTU Paiton Unit 9, apabila salah satu HPH mengalami kerusakan maka seluruh HPH tidak beroperasi  karena  by  pass  dipasang  dari  deaerator  langsung menuju ke boiler. Oleh karena itu, dilakukan studi lebih lanjut mengenai pengaruh kondisi off service HPH terhadap performa pembangkit. Analisis dilakukan pada software Cycle Tempo 5.0 dan menggunakan data operasi aktual. Setelah itu memvariasikan  simulasi  dengan  mengatur  kondisi  operasi HPH, dilakukan dengan mengatur bukaan valve yang masuk ke sisi  tube  HPH.  Hasil  penelitian  dari  variasi  kondisi  HPH  off service  yaitu  kondisi  yang  paling  optimal  adalah  kondisi eksisting dengan nilai NPHR terendah yaitu 2452,047 kCal/kWh dan nilai efisiensi sistem tertinggi yaitu 35,236%. Variasi yang paling  merugikan  adalah  variasi  HPH  1,2,3  off  dengan  nilai NPHR  terbesar  yaitu  2513,818  kCal/kWh  dan  nilai  efisiensi sistem terendah yaitu 34,37%. Dari hasil perhitungan kecepatan fluida  di  dalam  pipa  dan  beban  pemanasan  HPH  didapatkan hasil bahwa pada variasi kondisi HPH 2 off, HPH 3 off, HPH 2 dan HPH 3 off, serta HPH 1 dan HPH 3 off , terdapat kecepatan fluida ekstraksi ke HPH melebihi kecepatan desain dan beban pemanasan  HPH  melebihi  beban  pemanasan  maksimum.  Hal ini karena laju massa uap ekstraksi ke HPH bertambah secara signifikan, beban pemanasan dari HPH meningkat akibat dari temperatur feedwater yang masuk ke HPH semakin rendah.
Kata Kunci— Performa Pembangkit, HPH Off Service, Software Cycle Tempo 5.0

## I. PENDAHULUAN
FFISIENSI sistem pembangkit dapat dinaikkan dengan cara menambahkan regenerative system yaitu feedwater heater, sumber  energi  untuk  pemanasan  pada feedwater heater berasal dari uap yang di ekstraksi dari turbin uap [1]. Feedwater  heater yang  digunakan  pada  sistem  pembangkit tenaga uap adalah low pressure heater (LPH) , high pressure heater (HPH), dan deaerator . PT PJB UBJOM Paiton Unit 9 menggunakan 4 LPH, 3 HPH, dan 1 deaerator . High  Pressure  Heater (HPH)  berfungsi  meningkatkan temperatur feedwater yang akan dipanaskan di dalam boiler sehingga penggunaan bahan bakar lebih sedikit. Pada kondisi aktual  HPH  sering  menghadapi  masalah  sehingga  harus dilakukan  perbaikan,  yang  mengharuskan  HPH  dalam
kondisi off service . Kondisi tersebut memengaruhi daya netto, net  plant  heat  rate ,  dan  efisiensi  sistem  pembangkit.  Pada PLTU  Paiton  Unit  9,  apabila  salah  satu  HPH  mengalami kerusakan maka seluruh HPH tidak beroperasi karena by pass dipasang dari deaerator langsung menuju ke boiler . Kondisi tersebut memengaruhi daya netto, net plant heat rate ,  dan  efisiensi  sistem  pembangkit.  Pada  PLTU  Paiton Unit 9, apabila salah satu HPH mengalami kerusakan maka seluruh  HPH  tidak  beroperasi  karena by pass  dipasang  dari deaerator langsung menuju ke boiler .
Oleh  karena  itu  melalui  tugas  akhir  ini,  dilakukan  studi lebih  lanjut  mengenai  pengaruh  kondisi off  service HPH terhadap  performa  pembangkit.  Parameter  performa  yang akan  di  analisa  adalah net  plant  heat  rate, efisiensi  sistem pembangkit,  fraksi  massa,  kecepatan  fluida  dalam  pipa  dan beban pemanasan HPH. Proses mencari performa pembangkit  tersebut  menggunakan software  Cycle-Tempo 5.0.

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Objek Penelitian
Objek pada penelitian ini adalah PLTU PT. PJB UBJOM Paiton  Unit  9,  terletak  di  kabupaten  Probolinggo.  Bahan bakar yang digunakan adalah batu bara, daya yang dihasilkan turbin sebesar 660 MW.

## B. Pengumpulan Data
Data yang digunakan pada penelitian tugas akhir ini adalah data  operasi  aktual  PLTU  Paiton  Unit  9.  Data  yang didapatkan  berupa  data  teknis,  spesifikasi apparatus, dan Piping  and  Instrumentation  Diagram (P&ID) . Dari  P&ID didapatkan data propertis berupa laju massa, temperatur, dan tekanan  pada  tiap-tiap apparatus PLTU. Salah  satu  P&ID yang  digunakan  adalah  P&ID  PLTU  Paiton  Unit  9  seperti Gambar 1.

## Simulasi Cycle Tempo Pengaruh Kondisi Operasi HPH Off Service terhadap Performa PLTU Paiton Unit 9
Narumi Dwi Ramadhanti dan Ary Bachtiar Krishna Putra Departemen Teknik Mesin,Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : aribach@me.its.ac.id
E
Gambar 1. P&ID PLTU Paiton Unit 9
Tabel  1  adalah  spesifikasi  HPH  yang  digunakan  pada PLTU PT.PJB UBJOM Paiton Unit 9. Data spesifikasi HPH ini digunakan sebagai acuan dalam menentukan apakah HPH dapat beroperasi dengan baik apabila dilakukan variasi.
Beban pemanasan maksimum pada HPH dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 3 adalah parameter pada pipa yang digunakan pada PLTU  PT.PJB  UBJOM  Paiton  Unit  9.  Data  parameter  pipa ini  digunakan  sebagai  acuan  dalam  menentukan  apakah kecepatan  fluida  yang  mengalir  pada  pipa  melebihi  nilai maksimum.

## C. Permodelan dan Simulasi
Tahap selanjutnya adalah dilakukan pemodelan menggunakan software  cycle  tempo 5.0 berdasarkan  data propertis  yang  sudah  didapatkan  dari control  room. Cycle Tempo 5.0  adalah  sebuah software yang  digunakan  untuk membantu  perhitungan  performa  PLTU. Cycle  Tempo 5.0 melakukan  analisa  termodinamika  pada  berbagai close
system seperti  PLTU.  Input  data  yang  dibutuhkan  dalam pemodelan  adalah  temperatur,  tekanan  dan  efisiensi isentropik pada tiap apparatus.
Pada  penelitian  ini  dilakukan  analisa  pengaruh  HPH off service, variasi dilakukan dengan menambahkan valve pada sisi feedwater (sisi tube). Variasi  kondisi off  service HPH dilakukan dengan mengatur bukaan valve yang masuk ke sisi tube HPH.  Pada  penelitian  ini  daya  yang  dihasilkan  turbin dijaga  tetep  yaitu  660MW.  Pemodelan  PLTU  seperti  pada gambar  2  yang  terdiri  dari  3  tingkat  turbin  uap,  boiler, kondenser, pompa, dan feedwater heater.
Pada gambar 2 adalah pemodelan pembangkit menggunakan software  cycle  tempo diawali  dengan memasukkan  data  yang  kita  peroleh  dari  data  aktual pembangkit.

## D. Perhitungan Termodinamika
Perhitungan  manual  performa  dari  PLTU  menggunakan acuan  data  DCS.  Perhitungan  dilakukan  dengan  beberapa langkah,  langkah  pertama  adalah  menghitung    kalor  yang dibutuhkan boiler ,  dan reheater, kemudian  mencari  daya gross  turbin  di  setiap  tingkatan  turbin  uap  ( high  pressure, intermediate pressure, low pressure ), serta menghitung daya pompa.  Perhitungan  tersebut  digunakan  untuk  menghitung NPHR  dan  efisiensi  sistem.  Gambar  3  di  bawah  ini  adalah skema sistem pembangkit yang digunakan untuk mempermudah perhitungan termodinamika
Perhitungan  menggunakan  persamaan  energi  sebagai berikut[1]
• Q boiler
𝑄 𝑏𝑜𝑖𝑙𝑒𝑟 =   𝑚̇ 1 (ℎ 1 − ℎ 24 ) (1)
• Q reheater
Gambar  2.  Pemodelan  PLTU  Paiton  Unit  9  menggunakan software Cycle Tempo 5.0
Gambar 3. Skema sistem PLTU Paiton Unit 9
Tabel 1. Spesifikasi HPH Parameter Unit HPH 1 HPH 2 HPH 3 Quantity set 1 1 1 Total area m2 2200 2170 1650 Design  pressure  at  shell side C 410/325 360265 460/220 Tube side design pressure   MPa 28 28 28 Tube side design temperature C 325 285 240 Shell side testing pressure MPa 12,165 7,2 3,45 Tube side testing pressure MPa 42 42 42 Feedwater  terminal temp difference (TTD) C -1.7 0 0 Drainage terminal difference (DCA) C 5,6 5,6 5,6 Tabel 2. Beban pemanasan maksimum HPH HPH Beban Pemanasan Maks (Q maks) HPH 1 120292,92 kW HPH 2 125153,24 kW HPH 3 156684,566 kW Tabel 3. Parameter desain pipa Item Tekanan (bar) Temp (C) Velocity (m/s) Pipe size (di x t) mm Main steam pipe 174,4 546 58,91 (495x50) Reheat pipe 47,53 546 68,81 (933x50) Inlet  pipe of LP bypass 47,53 546 65,67 (933x50) HP feedwater pipe 240 281,4 4,79 (508x40) 1st extraction 71,49 414,37 47,43 (245x12) 2nd extraction 45,42 352,66 51,13 (273x11) 4th extraction 21,66 462,6 45,04 (377x13)
𝑄 𝑟𝑒ℎ𝑎𝑡𝑒𝑟 =   𝑚̇ 4 (ℎ 5 − ℎ 4 ) (2)
• Q total
𝑄 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄 𝑏𝑜𝑖𝑙𝑒𝑟 + 𝑄 𝑟𝑒ℎ𝑒𝑎𝑡𝑒𝑟 (3)
• Daya HP turbin
𝑊 𝐻𝑃 = (𝑚̇ 1 ℎ 1 ) − (𝑚̇ 2 ℎ
2 ) − (𝑚̇ 3 ℎ
3 ) − (𝑚̇ 4 ℎ 4 ) (4)
• Daya IP turbin
𝑊 𝐼𝑃 = (𝑚̇ 5 ℎ 5 ) − (𝑚̇ 6 ℎ 6 ) − (𝑚̇ 7 ℎ 7 ) − (𝑚̇ 8 ℎ 8 ) (5)
• Daya LP turbin
𝑊 𝐿𝑃 = (𝑚̇ 8 ℎ 8 ) − (𝑚̇ 9 ℎ 9 ) − (𝑚̇ 10 ℎ 10 ) − (𝑚̇ 11 ℎ 11 ) − (𝑚̇ 12 ℎ 12 ) − (𝑚̇ 13 ℎ 13 ) (6)
• Daya pompa
𝑊 𝑝𝑢𝑚𝑝 = 𝑚̇ 1 (ℎ 21 − ℎ 20 ) + 𝑚̇ 14 (ℎ 15 − ℎ 14 ) (7)
• Daya netto
𝑊 𝑛𝑒𝑡 = 𝑊 𝐻𝑃 + 𝑊 𝐼𝑃 + 𝑊 𝐿𝑃 − 𝑊 𝑝𝑢𝑚𝑝 (8)
Setelah menghitung daya turbin, dilakukan perhitungan net plant heat rate (NPHR). NPHR adalah perbandingan jumlah bahan bakar yang dibutuhkan pembangkit dibanding jumlah daya  yang  dihasilkan  pembangkit,  dimana  pembangkit dikatakan  baik  ketika  heat  rate  mempunyai  nilai  rendah. Perhitungan heat rate dilakukan seperti dibawah ini:
𝑁𝑃𝐻𝑅 = 𝑄 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑊 𝑛𝑒𝑡 (9)
Setelah  melakukan  perhitungan  NPHR  selanjutnya dilakukan perhitungan efisiensi pembangkit. fSebaliknya dari heat  rate,  pembangkit  dikatakan  baik  apabila  memiliki
efisiensi  pembangkit  yang  tinggi.  Perhitungan  efisiensi pembangkit dilakukan seperti di bawah ini[1].
𝐸𝑓𝑓 = 𝑊 𝑛𝑒𝑡 𝑄 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑥 100 (10)

## E. Validasi Data
Data aktual yang telah disimulasikan dan dihitung secara termodinamika,  hasilnya  dibandingkan  untuk  mengetahui penyebab adanya deviasi antar kedua hasil. Berikut tabel hasil perbandingan
Dari  perbandingan  beberapa  parameter  diatas  didapatkan deviasi yang besar pada daya yang dihasilkan turbin. Hal ini dikarenakan  tidak  diketahui  data  laju  massa  uap  masuk  IP turbin,  LP  turbin,  dan  LPH  6  sehingga  diasumsikan berdasarkan mass balance.

## F. Variasi Penelitian
Penelitian  dilakukan  dengan  memvariasikan  kondisi operasi  HPH  untuk  mengetahui  pengaruhnya  terhadap NPHR, efisiensi sistem pembangkit, fraksi massa, kecepatan fluida  dalam  pipa,  dan heating  duty HPH.  Simulasi  pada software  cycle  tempo 5.0  ditambahkan valve pada  sisi feedwater (sisi tube ),  untuk  variasi  dilakukan  dengan mengatur bukaan valve yang masuk ke sisi tube HPH.
Gambar  4  merupakan  urutan  letak  HPH  yang  akan dilakukan variasi. HPH 1 terletak yang paling dekat dengan boiler.

## III. HASIL DAN ANALISA
A. Hasil Simulasi
Laju  massa  uap  ekstraksi  pada  HPH  berbeda  karena  laju massa main  steam mengalami  perubahan  akibat  terdapat massa uap ekstraksi menuju HPH yang ditutup ( off service ) dan daya  turbin  yang dihasilkan  dijaga  tetap.  Apabila  salah
Gambar 4. Urutan HPH pada sistem
Tabel 4.
Propertis laju massa sebelum dan setelah dilakukan variasi
No m out boiler (kg/s) m HPH 1 (kg/s) m HPH 2 (kg/s) m in reheater (kg/s) m HPH 3 (kg/s) m in DA (kg/s) m output IP turbin (kg/s) 1 568,706 39,67 35,777 479,66 30,426 26,998 410,935 2 536,045 0 36,428 486,017 27,394 31,613 415,7 3 569,794 74,152 0 482,06 27,168 30,662 412,902 4 575,399 40,137 66,47 455,192 0 31,113 412,769 5 508,634 0 0 495,034 27,747 32,878 423,099 6 578,312 104,563 0 460,15 0 31,257 417,582 7 542,886 0 67,636 461,65 0 32,086 418,254 8 489,973 0 0 476,373 0 34,02 431,043 Tabel 5. Deviasi hasil simulasi dan perhitungan termodinamika Parameter Simulasi Perhitungan Termodinamika Deviasi (%) Main steam 568,706 569,750 0,18 Daya HP turbin 184,384 183,583 0,43 Daya IP turbin 189,224 189,066 0,08 Daya LP turbin 293,057 282,778 3,51 Q fuel 1880,209 1873,912 0,33 Net power 657,785 654,160 0,55 Net eff 34,985 34,837 0,42 NPHR 2469,653 2475,021 0,22 Tabel 6. Variasi kondisi operasi HPH Variasi Kondisi Eksisting HPH 1,2,3 on service
Variasi 1 HPH 1 off service, HPH 2 dan HPH 3 on service Variasi 2 HPH 2 off servic e, HPH 1 dan HPH 3 on service Variasi 3 HPH 3 off servic e, HPH 1 dan HPH 2 on service Variasi 4 HPH 1 dan HPH 2 off servic e, HPH 3 on service Variasi 5 HPH 2 dan HPH 3 off servic e, HPH 1 on service Variasi 6 HPH 1 dan HPH 3 off servic e, HPH 2 on service Variasi 7 HPH 1,2,3 off service
satu  atau  dua  HPH off maka  terdapat  massa  uap  ekstraksi masuk ke HPH lain yang beroperasi dan ada massa masuk ke turbin tingkat yang lebih rendah. Setiap variasi kondisi HPH off  service memiliki  performa  pembangkit  yang  berbeda, berikut penjelasan hasil simulasi

## Net Plant Heat Rate (NPHR)
Berdasarkan  gambar  5  dapat  dilihat  bahwa  nilai  NPHR mengalami  fluktuasi  setelah  dilakukan  beberapa  variasi. Setelah dilakukan variasi, nilai NPHR cenderung mengalami peningkatan apabila dibandingkan dengan kondisi eksisting. Nilai NPHR terendah pada kondisi eksisting yaitu 2452,047 kCal/kWh. Sedangkan nilai NPHR tertinggi pada kondisi saat semua  HPH  dalam  keadaan off  service yaitu  2513,818 kCal/kWh.
Nilai NPHR menyatakan performa dari suatu pembangkit. NPHR  adalah  perbandingan  antara  kalor  yang  diperlukan boiler untuk  memanaskan feedwater atau  konsumsi  bahan bakar untuk proses pembakaran di boiler dengan daya netto yang` dihasilkan turbin tetap. Semakin tinggi nilainya maka semakin  buruk  performa  pembangkit  tersebut.  Nilai  NPHR pada variasi kondisi HPH off service mengalami peningkatan disebabkan daya netto turbin yang dihasilkan tetap dan tidak sebanding  dengan  kenaikan  jumlah  konsumsi  bahan  bakar, maka  variasi  kondisi  HPH off  service ini  akan  mengalami kerugian.  Keadaan  ini  disebabkan  oleh  penggunaan  bahan bakar yang lebih besar karena temperatur feedwater ke boiler mengalami penurunan. Semakin banyak HPH dalam keadaan off service maka nilai NPHR semakin besar.
Nilai  NPHR  tertinggi  terjadi  pada  kondisi  ketiga  HPH mengalami off  service, yaitu  kondisi  ketika  sistem by  pass HPH  langsung  ke boiler, karena  pada  saat  kondisi  tersebut feedwater tidak  mengalami  pemanasan  awal  oleh  HPH sedangkan  temperatur outlet  boiler dijaga  tetap  agar  daya yang  dihasilkan  turbin  tetap. Hal  ini  membuktikan  bahwa sistem by pass yang dimiliki oleh PLTU Paiton Unit 9 saat ini menghasilkan  performa  sistem  pembangkit  yang  kurang maksimal.  Nilai  NPHR  tertinggi  ketika  kondisi  1  HPH off adalah kondisi HPH 1 off service , karena HPH 1 terletak yang paling  dekat  dengan boiler sehingga  ketika  HPH  1 mengalami off  service maka  temperatur feedwater yang masuk  ke boiler lebih  rendah  dan  beban  pemanasan  yang ditanggung boiler untuk  menaikkan  temperatur feedwater lebih besar. Hal ini menyebabkan konsumsi bahan bakar lebih besar sedangkan daya yang dihasilkan turbin tetap, kenaikan jumlah bahan bakar yang tidak sebanding dengan daya yang dihasilkan turbin menyebabkan nilai NPHR naik. Hal ini juga
berlaku ketika 2 HPH off service, NPHR tertinggi terjadi pada kondisi  HPH  1  dan  2 off yang  mana  HPH  1  dan  HPH  2 terletak yang paling dekat dengan boiler.

## Efisiensi Sistem Pembangkit
Berdasarkan  gambar 6  dapat dilihat  bahwa nilai  efisiensi sistem  pembangkit  mengalami  fluktuasi  setelah  dilakukan beberapa  variasi.  Pada  kondisi  HPH  yang  divariasikan cenderung mengalami penurunan efisiensi apabila dibandingkan  dengan  kondisi  eksisting.  Nilai  efisiensi tertinggi  pada  kondisi  eksisting  yaitu  35,236%,  sedangkan nilai efisiensi  terendah pada kondisi saat semua HPH dalam keadaan off service yaitu 34,37%.
Nilai  efisiensi  sistem  pembangkit  juga  menyatakan performa dari pembangkit tersebut. Semakin tinggi nilainya maka  semakin  baik  performa  pembangkit  tersebut. Berdasarkan  teori,  nilai  efisiensi  sistem  pembangkit dikatakan  berbanding  terbalik  dengan  NPHR  yaitu perbandingan  antara  daya  netto  yang  dihasilkan  turbin dengan kalor yang diperlukan boiler untuk memanaskan air atau  konsumsi  bahan  bakar  untuk  proses  pembakaran  di boiler . Nilai efisiensi sistem pembangkit pada variasi kondisi HPH off  service mengalami  penurunan  disebabkan  daya turbin  yang  dihasilkan  tetap  dan  tidak  sebanding  dengan kenaikan jumlah konsumsi bahan bakar, maka variasi kondisi HPH off  service ini  akan  mengalami  kerugian.  Semakin banyak HPH dalam keadaan off service maka nilai efisiensi semakin rendah karena temperatur feedwater masuk ke boiler semakin rendah.
Nilai  efisiensi  sistem  pembangkit  terendah  terjadi  pada kondisi  ketiga  HPH  mengalami off  service ,  yaitu  kondisi ketika sistem by pass HPH langsung masuk ke boiler, karena pada  saat  kondisi  tersebut feedwater tidak  mengalami pemanasan  awal  oleh  HPH  sedangkan  temperatur outlet boiler dijaga  tetap  agar  daya  yang  dihasilkan  turbin  tetap sehingga  penggunaan bahan bakar menjadi  lebih besar. Hal ini  membuktikan  bahwa  sistem by  pass yang  dimiliki  oleh PLTU Paiton Unit 9 saat ini menghasilkan performa sistem pembangkit  yang  kurang  optimal.  Nilai  efisiensi  terendah ketika kondisi 1 HPH off adalah kondisi HPH 1 off service , karena  HPH  1  terletak  yang  paling  dekat  dengan boiler sehingga  ketika  HPH  1  mengalami off  service maka temperatur feedwater yang masuk ke boiler lebih rendah dan beban pemanasan yang ditanggung boiler untuk menaikkan temperatur feedwater lebih besar. Hal tersebut menyebabkan konsumsi  bahan  bakar  lebih  besar  sedangkan  daya  yang dihasilkan  turbin  tetap,  kenaikan  jumlah  bahan  bakar  yang
Gambar 6, Grafik efisiensi pembangkit (%) pada kondisi sebelum dan sesudah dilakukan variasi
Gambar  5.  Grafik  NPHR  (kCal/kWh)  pada  kondisi  sebelum  dan sesudah dilakukan variasi
tidak  sebanding  dengan  daya  yang  dihasilkan  turbin menyebabkan efisiensi sistem pembangkit turun. Hal ini juga berlaku  ketika  2  HPH off  service ,  efisiensi  terendah  terjadi pada kondisi HPH 1 dan 2 off yang mana HPH 1 dan HPH 2 terletak yang paling dekat dengan boiler .

## Fraksi Massa
Berdasarkan gambar 7 dan gambar 8 dapat dilihat bahwa fraksi  massa  pada  setiap apparatus mengalami  perubahan karena perubahan  kondisi  HPH off  service. Laju massa  uap ekstraksi  pada apparatus di  setiap  variasi  yang  dilakukan akan  berbeda  karena  laju  massa main  steam mengalami perubahan akibat terdapat massa uap ekstraksi menuju HPH yang  ditutup  ( off  service) .  Pada  saat  HPH  1 off ,  laju  massa main  steam berkurang  karena  HPH  1  yang  paling  dekat dengan boiler sehingga apabila HPH 1 tidak beroperasi maka tidak ada tambahan beban pemanasan untuk HPH yang lain, namun  beban  pemanasan  akan  bertambah  di boiler. Hal  ini menyebabkan massa uap yang masuk ke HPH lain cenderung lebih  sedikit  sehingga main  steam mengalami  penurunan. Pada saat HPH 2 off , laju massa uap ekstraksi yang menuju ke  HPH  1  bertambah  secara  signifikan  dikarenakan  beban pemanasan  dari  HPH  1  meningkat  akibat  dari  temperatur feedwater yang masuk ke HPH 1 semakin rendah atau dengan kata  lain Δ T feedwater ( Δ Tw)  semakin  besar  sehingga dibutuhkan massa uap ekstraksi yang besar. Pada HPH 3 off, laju massa uap ekstraksi yang menuju ke HPH 2 bertambah secara signifikan dikarenakan beban pemanasan dari HPH 2 meningkat akibat dari temperatur feedwater yang masuk ke HPH 2 semakin rendah atau dengan kata lain Δ Tw semakin besar sehingga dibutuhkan massa uap ekstraksi yang besar.
Pada HPH 1 dan HPH 2 off, laju massa uap ekstraksi yang menuju ke HPH 3 cenderung konstan karena HPH 1 dan HPH
2  paling  dekat  dengan boiler sehingga  apabila  HPH  1  dan HPH  2  tidak  beroperasi  maka  tidak  ada  tambahan  beban pemanasan  untuk  HPH  3,  namun  beban  pemanasan  akan bertambah di boiler . Pada HPH 2 dan HPH 3 off, laju massa uap  ekstraksi  yang  menuju  ke  HPH  1  bertambah  secara signifikan  dikarenakan  beban  pemanasan  dari  HPH  1 meningkat akibat dari temperatur feedwater yang masuk ke HPH 1 semakin rendah atau dengan kata lain Δ Tw semakin besar  sehingga  dibutuhkan  massa  uap  ekstraksi  yang  besar. Pada  HPH  1  dan  HPH  3 off, laju  massa  uap  ekstraksi  yang menuju ke HPH 2 bertambah secara signifikan dikarenakan beban  pemanasan  dari  HPH  2  meningkat  akibat  dari temperatur feedwater yang masuk ke HPH 2 semakin rendah atau  dengan  kata  lain Δ Tw  semakin  besar  sehingga dibutuhkan massa uap ekstraksi yang besar.
Nilai  fraksi  massa  menyatakan  perbandingan  laju  massa masuk  dengan  laju  massa  keluar.  Laju  massa  uap  ekstraksi HPH  1,  HPH  2,  BFPT  1  dan  laju  massa  uap  ke reheater dibandingkan dengan laju massa uap total masuk HP turbin. Laju massa uap ekstraksi HPH 3, deaerator, BFPT 2 dan laju massa uap output IP turbin dibandingkan dengan laju massa uap  total  masuk  IP  turbin.  Dari  hasil  perbandingan  tersebut didapatkan fraksi massa seperti gambar 4.5 di atas.

## Kecepatan Fluida Dalam Pipa
Dari  gambar  9  menunjukkan  bahwa  saat  variasi  kondisi HPH  2  off,  kecepatan  fluida  ekstraksi  ke  HPH  1  melebihi kecepatan desain. Pada variasi kondisi HPH 3 off, kecepatan fluida  ekstraksi  ke  HPH  2  melebihi  kecepatan  desain.  Pada variasi  kondisi  HPH  2  dan  HPH  3  off,  kecepatan  fluida ekstraksi ke HPH 1 melebihi kecepatan desain. Pada variasi kondisi HPH 1 dan HPH 3 off , kecepatan fluida ekstraksi ke HPH 2 melebihi kecepatan desain. Hal ini dikarenakan  laju massa  uap  ekstraksi  ke  HPH    bertambah  secara  signifikan, beban pemanasan dari HPH meningkat akibat dari temperatur feedwater yang masuk ke HPH  semakin rendah.
Kecepatan desain adalah kecepatan yang disarankan untuk dioperasikan di sistem pembangkit. Apabila kecepatan fluida di dalam pipa melebihi kecepatan desain akan menyebabkan pipa  mengalami  erosi  (kebocoran  pipa).  Oleh  karena  itu apabila variasi kondisi HPH 2 off, HPH 3 off, HPH 2 dan 3 off, serta HPH 1 dan 3 off  dioperasikan dalam tempo waktu yang lama akan menyebabkan kerusakan pada pipa-pipa yang beroperasi  dengan  kecepatan  fluida  melebihi  kecepatan
Gambar  9.  Grafik  kecepatan  fluida  dalam  pipa  pada  kondisi  sebelum dan sesudah dilakukan variasi
Gambar 7. Grafik fraksi massa HPH 1, HPH 2, HPH 3, dan deaerator pada kondisi sebelum dan sesudah dilakukan variasi
Gambar  8.  Grafik  fraksi  massa  reheater  dan  output  IP  turbin  pada kondisi sebelum dan sesudah dilakukan variasi
desainnya  sehingga  performa  pembangkit  akan  mengalami penurunan.Kecepatan  fluida  di  dalam  pipa  di  dapatkan persamaan[2].
𝑣 = 𝑚̇ 𝜌 𝑥 𝐴 (11)

## Beban Pemanasan HPH (Q)
Dari gambar  10 menunjukkan bahwa saat variasi kondisi HPH  2 off, beban  pemanasan  dari  HPH  1  melebihi  beban pemanasan  maksimum.  Pada  variasi  kondisi  HPH  3 off, beban  pemanasan  dari  HPH  2  melebihi  beban  pemanasan maksimum.  Pada  variasi  kondisi  HPH  2  HPH  3 off, beban pemanasan  dari  HPH  1  melebihi  beban  pemanasan maksimum.  Pada  variasi  kondisi  HPH  1  HPH  3 off, beban pemanasan  dari  HPH  2  melebihi  beban  pemanasan maksimum.  Hal  ini  dikarenakan  temperatur feedwater yang masuk ke HPH semakin rendah.
Beban  pemanasan  maksimum  adalah  beban  pemanasan untuk  HPH  yang  diijinkan  untuk  dioperasikan  di  sistem pembangkit.  Ketika  HPH  dioperasikan  dengan  beban pemanasan  melebihi  beban  pemanasan  maksimum  maka akan mempengaruhi life time HPH, mempercepat kerusakan tube HPH. Oleh karena itu apabila variasi kondisi HPH 2 off, HPH  3 off, HPH  2  dan  3 off, serta  HPH  1  dan  3 off dioperasikan  dalam  tempo  waktu  yang  lama  akan menyebabkan kerusakan pada tube HPH dan perlu dilakukan perbaikan.
Beban pemanasan HPH di dapatkan persamaan
𝑄 =   𝑚̇ 𝑥 (ℎ𝑜𝑢𝑡 − ℎ𝑖𝑛) (12)
Dimana 𝑚̇ adalah  laju  massa  fluida, ℎ𝑖𝑛 adalah  entalpi feedwater pada  tekanan  dan  temperatur  tertentu  saat  masuk pipa, ℎ𝑜𝑢𝑡 adalah  entalpi feedwater pada  tekanan  dan temperatur tertentu saat keluar pipa.

## IV. KESIMPULAN
Dari  hasil  analisa  yang  telah  dilakukan  maka  didapatkan kesimpulan  bahwa  kondisi  yang  paling  optimal  adalah kondisi eksisting dengan nilai NPHR terendah yaitu 2452,047 kCal/kWh dan nilai efisiensi sistem tertinggi yaitu 35,236%, karena feedwater sebelum  masuk  ke boiler mengalami pemanasan awal oleh 3 buah HPH sehingga konsumsi bahan bakar  di boiler tidak  bertambah  dan  daya  turbin  yang dihasilkan  tetap. Variasi  yang  paling  merugikan  adalah
variasi  HPH  1,2,3 off dengan  nilai  NPHR  terbesar  yaitu 2513,818 kCal/kWh dan nilai efisiensi sistem terendah yaitu 34,37%, kondisi ini terjadi karena feedwater tidak mengalami pemanasan awal oleh HPH  sehingga konsumsi bahan bakar boiler meningkat  sedangkan  daya  yang  dihasilkan  turbin tetap.  Kondisi  tersebut  merugikan  pihak  perusahaan  karena semakin  besar  konsumsi  bahan  bakar  maka  semakin  besar biaya  operasional  perusahaan  untuk  membangkitkan  daya 660MW.  Serta  dari  hasil  perhitungan  kecepatan  fluida  di dalam  pipa  dan  beban  pemanasan (Q)  dapat  disimpulkan bahwa pada variasi kondisi HPH 2 off, HPH 3 off , HPH 2 dan HPH  3 off, serta  HPH  1  dan  HPH  3 off kecepatan  fluida ekstraksi  dan  beban  pemanasan  HPH  melebihi  maksimum. Hal tersebut terjadi karena temperatur feedwater yang masuk ke  HPH  tersebut  semakin  rendah.  Oleh  karena  itu,  apabila variasi tersebut dioperasikan dalam tempo waktu yang lama akan  menyebabkan  kerusakan  pada tube HPH  dan  perlu dilakukan  perbaikan.  Apabila  lebih  dari  10%  jumlah tube pada  HPH  sudah  pernah  dilakukan  perbaikan  maka  HPH harus  diganti,  sehingga  PT.  PJB  memerlukan  biaya  lebih untuk perbaikan dan pergantian HPH.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] M.  J.  Moran,  “Engineering  thermodynamics,”  in The Mechatronics Handbook , CRC Press, 2002, pp. 12-1-12–32.
[2] F. P. Incropera, Fundamentals of Heat and Mass Transfer , 6th ed. England: John Wiley & Sons Inc, 2006.
m aks
Gambar 10. Beban pemanasan (Q) di setiap HPH sebelum dan sesudah dilakukan variasi