## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322
Studi Numerik Pengaruh Penambahan Turning Vane Terhadap Bentuk Aliran dan Distribusi Temperatur di Heat Recovery Steam Genertor
(HRSG)
Suprapto 1 , Prabowo 2
Institut Teknologi Sepuluh November 1.2
mr.prapt@gmail.com 1 , prabowo@me.its.ac.id 2

## ABSTRACT
Tanjung  Uncang  Power  Plant  is  one  of  the  facilities  in  Indonesia  that  utilizes  CCGT (Combined Cycle Gas Turbine). This cycle uses an HRSG (Heat Recovery Steam Generator) to heat steam using the exhaust gases from the gas turbine. At Tanjung Uncang's HRSG, the SOP requires that the gas turbine exhaust during cold start conditions must be below 400°C. Meanwhile, the gas turbine at Tanjung Uncang has a base load of 5 MW with a temperature range of 560°C - 580°C. Therefore, an asynchronous process is necessary to reach the FSNL (Full Speed No Load) condition for the gas turbine, with the damper angles set at 51°, 68°, and 90° for 45 minutes. Additionally, to achieve optimal conditions with the gas turbine running at 45 MW, a time span of 8 hours is required, which results in losses of up to 700 million. The extended time required can be  due  to  uneven  flue  gas  distribution,  necessitating  time  for  the  HRSG  to  reach  optimal conditions. This underscores the need to analyze the effects of adding turning vanes with angles of 35°, 53°, and 71°, and inlet temperatures of 400°C and 580°C on the characteristics of flue gas distribution.  The  analysis  was  conducted  using  CFD  with  ANSYS  Fluent  2021  software.  The simulation  outputs  include  velocity  vectors,  velocity  contours,  and  temperature  distribution contours .
Keywords: Heat Recovery Steam Generator, Superheater, Turning Vane, Full Speed No Load

## ABSTRAK
PLTGU  Tanjung  Uncang  menjadi  salah  satu  pembangkit  di  Indonesia  yang menggunakan  CCGT  ( Combined  Cycle  Gas  Turbine ).  Siklus  ini  menggunakan  HRSG  yang berfungsi untuk memanaskan steam menggunakan gas buang panas dari turbin gas. Pada HRSG tanjung uncang memiliki SOP yang mengatur gas buang turbin gas pada saat kondisi cold start harus pada temperature dibawah 400°C. Sedangkan, turbin gas PLTGU tanjung uncang memiliki base load 5 MW dengan temperatur 560°C - 580°C. Oleh karena itu, diperlukan asinkron untuk mencapai kondisi FSNL ( Full Speed No Load ) pada turbin gas  dengan  bukaan  damper  diatur sudut 51°, 68°, dan 90° selama 45 menit. Selain itu, untuk mencapai kondisi optimal dengan gas  turbin 45 MW dibutuhkan waktu  8 jam yang mengakibatkan  kerugian  hingga  700  juta. Lama waktu yang dibutuhkan dapat terjadi dikarenakan adanya distribusi flue gas yang tidak merata  sehingga  diperlukan  waktu  untuk  HRSG  mencapai  kondisi  optimal.  Hal  tersebut melatarbelakangi diperlukannya analisis pengaruh penambahan turning vane dengan sudut 35°,  53°,  dan  71°  dan  inlet  temperature  dengan  variasi  400°C  dan  580°C  terhadap karakteristik  distribusi flue  gas .  Analisis  dilakukan  dengan  CFD)  dengan  software  ANSYS Fluent  2021.  Output  dari  simulasi  adalah  vektor  kecepatan,  kontur  kecepatan,  dan  kontur distribusi temperatur.
Kata Kunci : Heat Recovery Steam Generatore, Superheater, Turning Vane, Full Spead No load

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322

## PENDAHULUAN
Pemenuhan kebutuhan listrik yang semakin tahun terus mengalami kenaikan maka  dibangunlah  pembangkit  di  berbagai  daerah  Indonesia.  Jenis  pembangkit umumnya mengikuti salah satu ataupun 2 siklus yaitu rankine cycle dan braytin cycle. Pada pembangkit siklus gabungan memiliki sistem pembangkit listrik CCGT ( Combined Cycle Gas Turbine ). Pada pembangkit CCGT uap gas akan memutar turbin gas untuk menghasilkan  listrik.  Bahan  bakar  yang  digunakan  antara  lain  HSD  (High  Speed Diesel), MFO (Marine Fuel Oil) , CNG (Compressed Natural Gas). Gas buang panas dari turbin gas kemudian digunakan kembali untuk menghasilkan uap dalam HRSG (Heat Recovery Steam Generator)(Tambunan, et al., 2020).

## Gambar 1. Konsumsi Listrik di Indonesia
Sumber : (DataIndonesia.id, 2023)
Potensi  penggunaan  HRSG  di  Indonesia  cukup  besar.  Berdasarkan  PT (Persero)  PLN (Perusahaan  Listrik  Negara)  Jumlah  PLTGU  (Pembangkit  Listrik Tenaga Gas Uap) di Indonesia mencapai kapasitas sebesar 11.764,85 MW pada tahun 2022. Pemerintah Indonesia telah menetapkan target untuk meningkatkan kapasitas terpasang  pembangkit  listrik  sebesar  7.688  MW  hingga  tahun  2030.  Target  ini mendorong pembangunan PLTGU baru yang mana sebagian besar akan menggunakan HRSG.  Gambar  1.1  merupakan  jumlah  kapasitas  pembangkit  yang  terpasang berdasarkan jenisnya.
Gambar 1. Kapasitas dan Jenis Tembangkit Listrik PLN

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322
Terdapat beragam konfigurasi HRSG salah satunya konfigurasi dengan tiga tingkatan tekanan ( triple pressure). Pada konfigurasi ini uap yang dihasilkan akan menjadi tiga kondisi berbeda yaitu High pressure (HP) , intermediate pressure (IP) , dan low Pressure (LP). Pada HRSG terdapat reheater yang digunakan untuk memanaskan uap  air  yang  telah  melalui  turbin  dengan intermediate  pressure .  Setelah masuk kedalam reheater, uap yang dibahaskan kembali akan masuk kedalam turbin dengan low pressure .
Penggunaan  HRSG  tentu  saja  dapat  meningkatkan  efisiensi.  Akan  tetapi, terdapat sejumlah faktor yang dapat mempengaruhi kinerja HRSG di  antaranya laju massa dan gas buang, temperatur gas buang, uap keluar turbin, tekanan, komposisi gas buang, air yang digunakan, Geometri pada HRSG, kondisi turbin, dan pemerataan persebaran laju massa dari gas turbin (Nordin et al., 2015).
Pada saat start  up  HRSG memiliki 3  jenis startup yaitu cold,  warm dan hot startup. Pemilihan startup akan  mempengaruhi  pola  aliran  dan  biaya  bahan  bakar. Pada proses start up cold , HRSG membutuhkan lebih banyak bahan bakar dan waktu yang lama untuk pemanasan yang awal. Hal ini karena komponen heating part harus dinaikkan suhunya menjadi suhu lingkungan ke suhu operasi. Oleh karena itu, cold startup dalam bahan bakar dan waktu lebih banyak daripada yang lainnya.
PLTGU  Tanjunguncang  merupakan  pembangkit  dengan  sistem  CCGT  yang berkapasitas 120 MW yang terletak di Batam. Dalam pengoperasiannya PLTGU ini, menggunakan  HRSG  untuk  memanaskan  air  sehingga  dapat  digunakan  untuk memutar  turbin  uap.  Akan  tetapi,  HRSG  yang  dimiliki  oleh  PLTGU  tanjunguncang memiliki  kendala.  Sesuai  dengan  SOP  pabrikan  HRSG  menyatakan  bahawa temperatur exhaus pada saat open damper di bawah 400ᵒC. Akan tetapi, gas turbin dengan beban initial load 5MW memiliki temperatur exhaust diatas 560ᵒC. Sehingga, pada  saat  start  up  HRSG  harus  dilakukan  pelepasan  beban  gas  turbin  (FSNL). Pelepasan tersebut membutuhkan waktu 45 menit agar dihubungkan dengan turbin uap. Adapun tahapan yang digunakan untuk mensinkronkan antara temperatur HRSG dan temperatur uap gas antara lain : Open damper 51ᵒ dilakukan selama 25 menit, 68ᵒ dilakukan  selama  5  menit  dan  terak hir  90ᵒ  ( full  open )  dilakukan  selama  15  menit dengan pressure  steam diatur  pada  tekanan  32  barg.  HRSG  dapat  Dengan  adanya pelepasan beban gas turbin (FSNL) tentu saja akan mengurangi produksi yang ada. Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  dampak  penambahan turning vane terhadap penyebaran aliran dan distribusi temperatur pada HRSG.

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
METODE PENELITIAN Flowchart Penlitian
Gambar 3. Flowchart Penelitian
Gambar 4. Flowchart Perhitungan
Mulai - Mass flow steam
- Jumlah Tube - Inner diameter tube - Steam temperature, pressure, dynamic viscosity, conductivity, Prandl number

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322
Data yang diperlukan dalam penelitian ini berupa data dimensi HRSG, dimensi inlet duct, dimensi keseluruhan heating part pada high pressure , dan kondisi operasi pembangkit meliputi steam flow , temperature heating part , Komposisi bahan bakar dan lainnya.  Data  geometri  yang  ada  akan  dibuat  permodelann  desain  3D  melalui software
SOLIDWORKS.  Setelah  dilakukan  permodelan  3D,  digunakann  untuk melakukan meshing dan simulasi dengan menggunakan software ANSYS.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Temperature Inlet 580⁰ C

## Perhitungan Koefesien Konveksi Steam
Input Data - Mass Flow : 11,67 Kg/s
- Jumlah Tubes : 94 tube
- Inner Diameter Tube  : 0,0266 m

## kalkulasi reynold number
𝑅𝑒 = 𝜌𝑉 𝐼𝐷 𝜇
kalkulasi nusselt number 𝑁𝑢 = 0.023 𝑥 𝑅𝑒 0.8 𝑥 𝑃𝑟 0.4
kalkulasi convection coefficient ℎ = 𝑁𝑢𝑘 𝐷 Selesai

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322
- Area Tube : 𝝅× 𝑰𝑫 𝟐 𝟒× 𝑵 𝒕𝒖𝒃𝒆𝒔 = 𝝅× 𝟎,𝟎𝟐𝟔𝟔 𝟐
𝟒× 𝟗𝟒 =   𝟎. 𝟎𝟓𝟐𝟐𝟒 𝒎 𝟐 - Velocity : 𝒎 𝝆 .  𝑨 = 𝟏𝟏.𝟔𝟕 𝒌𝒈/𝒔 𝟐.𝟏𝟔𝟑 𝒌𝒈/𝒎 𝟑 .  𝟎.𝟎𝟓𝟐𝟐𝟒 𝒎 𝟐 =  𝟏𝟖. 𝟒𝟎𝟖 𝒎/𝒔 Data Steam Properties - T average : 513.5 o C - Pressure : 4.27 MPa - Dynamic Viscosity : 2.92 x 10 -5 Ns/m 2 - Conductivity : 0.071674  W/m K - Prandl Number : 0.93710 - Density :12.163 kg/m^3

## 1. Kalkulasi Reynold Number
𝑅𝑒 = 𝜌𝑉 𝐼𝐷 𝜇 𝑅𝑒 = 12.163 kg m 3 ×  18.408 𝑚 𝑠 × 0,0266 m
2.92 x 10 −5 Ns/m2
𝑅𝑒 =  166.747,05

## 2. Kalkulasi Nusselt Number
𝑁𝑢 = 0.023 𝑥 𝑅𝑒 0.8 𝑥 𝑃𝑟 0.4
𝑁𝑢 = 0.023 𝑥 166.747,05 0.8 𝑥 0.93710 0.4
𝑁𝑢 =  395.240

## 3. Kalkulasi Heat Transfer Koefisien
ℎ𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚 = 𝑁𝑢𝑘 𝐷 ℎ𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚 = 395.240 × 0.071674 0,0266 m ℎ𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚 =  1064.98 𝑊/𝑚²𝐾 Kalkulasi Thermal Resistance Konveksi dari Steam Input data: - Inner Radius Tube : 0.0266 m
- Panjang Tube : 12.5m - Steam Koefesien Konveksi : 1064.98 W/m2K

## 4. Kalkulasi Koefesien Konveksi Thermal Resistan
𝑅 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 = 1 (2𝜋𝑟𝐿)ℎ

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
𝑅 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 = 1
(𝜋 . 0.0266 m  . 12,5 𝑚) ×  1064.98 W/m2K
𝑅 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 =  0.000899 𝐾/𝑊 Kalkulasi Resistansi Termal Konduksi dari Steam
Input data :
- Inner Diameter Tube   : 0.0266 m
- Outer Diameter Tube   : 0.0318 m
- Panjang Tube : 12.5 m - Metal Conductivity : 29.99 W/m
2 Ks

## 5. Kalkulasi Konduksi Thermal Resistan
𝑅 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 = ln ( 𝑂𝐷 𝐼𝐷 ) 2𝜋𝐿𝑘 𝑅 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 = ln ( 0.0318 0.0266) 2𝜋. 12.5𝑚 . 29.99 W/m2Ks 𝑅 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 =  7.58. 10 −5 𝐾/𝑊 Kalkulasi Koefesien Konveksi dari Flue Gas
Input data
- Mass Flow Flue Gas   : 12.66 Kg/s
- Area Flue Gas : 42.5 m^2
- Outer Diameter Tube   : 0.0318 m - Transverse Pitch : 0.0726  m - Longitudinal Pitch : 0.111 m - Diagonal Pitch : 0.13263 m - Velocity : 𝒎 𝝆 .  𝑨 = 𝟏𝟐.𝟔𝟔 𝑲𝒈/𝒔
𝟎.𝟒𝟎𝟖 𝒌𝒈/𝒎 𝟑 .  𝟒𝟐.𝟓 𝒎 𝟐 =  𝟎. 𝟕𝟑 𝒎/𝒔

## Data Flue Properties
- Dynamic Viscosity : 3.91090 10^-6 Ns/m 2 - Conductivity : 0.058 W/ m K - Prandl Number : 0.73684 - Density : 0.408 kg/m^3 6. Kalkulasi Velocity Max Pada Tubes Arrangement
Check nilai velocity maximum terjadi pada jarak melintang (Sd) atau
Transverse (St)
a. Melintang 𝑽 𝒎𝒂𝒙 = 𝑺𝒕 𝟐(𝑺𝒅 − 𝑶𝑫) 𝑽 𝑉 𝑚𝑎𝑥 = 0.0724 𝟐(𝟎. 𝟏𝟑𝟐𝟔𝟑 − 𝟎. 𝟎𝟑𝟏𝟖) 𝟎. 𝟕𝟑 𝒎/𝒔 𝑉 𝑚𝑎𝑥 =  0.2628 m/s

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
b. Transverse
𝑉 𝑚𝑎𝑥 = 𝑆𝑡 𝑆𝑡 − 𝑂𝐷 𝑉 𝑉 𝑚𝑎𝑥 = 0.0724 0.0724 −  0.0318 . 𝟎. 𝟕𝟑 𝒎/𝒔
𝑉 𝑚𝑎𝑥 =   1.302 𝑚 𝑠
Oleh  karena  itu  Vmax  terjadi  pada  jarak  transverse  yaitu sebesar 1,302 m/s

## 7. Kalkulasi Reynold Number
𝑅𝑒 𝑚𝑎𝑥 = 𝜌𝑉 𝑚𝑎𝑥 𝑂𝐷 𝜇 𝑹𝒆 𝒎𝒂𝒙 = 𝟎. 𝟒𝟎𝟖 𝒌𝒈/𝒎 𝟑 .  𝟏. 𝟑𝟎𝟐 𝒎 𝒔  𝟎. 𝟎𝟑𝟏𝟖 𝒎 𝟑. 𝟗𝟏𝟎𝟗𝟎 𝟏𝟎 −𝟔 𝑵𝒔/𝒎𝟐 𝑅𝑒 𝑚𝑎𝑥 =  430.994

## 8. Kalkulasi Nusselt Number
Gambar 5. Kalkulasi Nusselt Number

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322
𝑵𝒖 = 𝟎. 𝟑𝟓. ( 𝑺𝒕 𝑺𝒍 ) 𝟏 𝟓 . 𝑹𝒆 𝒎𝒂𝒙 𝟎.𝟔 . 𝑷𝒓 𝟎.𝟑𝟔 . ( 𝑷𝒓 𝑷𝒓 𝒔 ) 𝟏 𝟒
𝑵𝒖 = 𝟎. 𝟑𝟓. ( 𝟎. 𝟎𝟕𝟐𝟔 𝟎. 𝟏𝟏𝟏 ) 𝟏 𝟓 . 𝟒𝟑𝟎. 𝟗𝟗𝟒 ⬚ 𝟎.𝟔 . 𝟎. 𝟕𝟑𝟔𝟖𝟒 𝟎.𝟑𝟔 . ( 𝟎. 𝟕𝟑𝟔𝟖𝟒 𝟎. 𝟕𝟑𝟖 ) 𝟏 𝟒
𝑵𝒖 =  𝟏𝟎. 𝟗𝟔𝟒
9. Kalkulasi Koefesien Konveksi
ℎ 𝑓𝑙𝑢𝑒 = 𝑁𝑢𝑘 𝐷 ℎ 𝑓𝑙𝑢𝑒 = 10.964 ×   0.058 W/ m K 0.0318 m 𝒉 𝒇𝒍𝒖𝒆 =  𝟏𝟗. 𝟗𝟗𝟔 𝑾/𝒎²𝑲 Kalkulasi Termal Resistan  dari Flue Gas Input data: - Outer Diameter Tube : 0.0318 m - Panjang Tube : 12.5m
- Flue Gas Koefesien Konveksi  :  19.996 W/m2K
10. Kalkulasi Koefesien Konveksi Thermal Resistan 𝑅 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 = 1 (2𝜋𝑟𝐿)ℎ 𝑅 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 = 1 (𝜋 . 0.0318 m  . 12,5 𝑚) ×  19.996 W/m2K 𝑅 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 =  0.040046 𝐾/𝑊 Kalkulasi Heat Transfer pada 1 High Pressure Superheater Input data: • Mass Flow Steam : 11.67 kg/s • Mass Flow Steam tiap tubes : 11.67/94 kg/s = 0.124 kg/s • Temperature Steam Masuk : 499⁰C • Temperature Steam Keluar : 528⁰C

## Data steam propertis
• Specific Heat capacity : 2.2972 KJ/kg K

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## 11. Kalkulasi Heat Transfer
𝑸 =  𝒎 𝑪𝒑 (𝑻 𝒐𝒖𝒕 −    𝑻 𝒊𝒏 )
𝑸 =  𝟎. 𝟏𝟐𝟒 𝒌𝒈 𝒔 × 𝟐. 𝟐𝟗𝟕𝟐 𝑲𝑱/𝒌𝒈 𝑲 ×   (𝟓𝟐𝟖 − 𝟒𝟗𝟗) 𝑸 =  𝟕𝟕𝟖, 𝟑𝟖𝟗 𝑾 Kalkulasi Temperatur Wall Inner dan Outer Input data : - Q recieved : 8280.73 W - Thermal Resistan Konveksi Steam :  0.000899 K/W - Thermal Konduksi : 7.58.10^(-5)  K/W - T steam : 513.5 ⁰ C = 787.65 K
12. Kalkulasi Temperature Wall Inner
𝑸 𝑹𝒆𝒄𝒊𝒆𝒗𝒆𝒅 = (𝑻 𝒘𝒂𝒍𝒍 𝒊𝒏𝒏𝒆𝒓 − 𝑻 𝒔𝒕𝒆𝒂𝒎 )
𝑹 𝑲𝒐𝒏𝒗𝒆𝒌𝒔𝒊
(𝑻 𝒘𝒂𝒍𝒍 𝒊𝒏𝒏𝒆𝒓 − 𝟓𝟏𝟑. 𝟓) = 𝟖𝟐𝟖𝟎. 𝟕𝟑 𝑾 ×  𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟖𝟗𝟗 𝑲/𝑾
𝑻 𝒘𝒂𝒍𝒍 𝒊𝒏𝒏𝒆𝒓 =  𝟓𝟐𝟎. 𝟗𝟒 𝑪
13. Kalkulasi Temperature Wall Outer
𝑸 𝑹𝒆𝒄𝒊𝒆𝒗𝒆𝒅 = (𝑻 𝒘𝒂𝒍𝒍 𝑶𝒖𝒕𝒆𝒓 − 𝑻 𝒘𝒂𝒍𝒍 𝒊𝒏𝒏𝒆𝒓 )
𝑹 𝑲𝒐𝒏𝒗𝒆𝒌𝒔𝒊 (𝑻 𝒘𝒂𝒍𝒍 𝑶𝒖𝒕𝒆𝒓 − 𝟓𝟐𝟎. 𝟗𝟒) = 𝟖𝟐𝟖𝟎. 𝟕𝟑 𝑾 ×  𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟕𝟓𝟖 𝑲/𝑾
𝑻 𝒘𝒂𝒍𝒍 𝒊𝒏𝒏𝒆𝒓 =  𝟓𝟐𝟏. 𝟓𝟕 𝑪

## Validasi
Validasi  dilakukan  dengan  membandingkan  nilai  perhitungan  dan  simulasi pada dua parameter yaitu yaitu Koefesien Koveksi dan Equivalent Stress, yang mana pada  kondisi  HRSG  bukaan  damper  90⁰  dan  Temperature  inlet  580⁰  C  yang ditunjukkan pada tabel X.X.
Parameter Value Units Koefisien Konveksi Kalkulasi 19.996 W/m2K Simulasi 20.848 C Error 4.09%

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322

## Analisa Kontur Velocity pada Varias Bukaan Damper
Gambar 6. Kontur Kecepatan Pada Variasi Tempratur Inlet 580⁰C
Pada  Gambar  6  menunjukkan  Kontur  Velocity  variasi  pada  sudut turning guide  vane 36⁰,53⁰  dan  71⁰  dengan  jumlah  2  turning  vane.  Pada  turning  vane  35⁰ aliran  gas  buang  turbin  memiliki  pola  aliran  yang  sama  dengan  aliran  sebelum diberikan turning vane. Penambahan turning vane dengan sudut 35⁰ memiliki pola aliran yang sama pada saat HRSG tanpa penambahan turning guide vane. Aliran yang terbentuk  hanya  memiliki  perubahan  kenaikan  yang  tidak  signifikan  dan  memiliki kecepatan aliran sebesar 1,26 m/s – 2,52 m/s.
Karakteristik  aliran yang terjadi pada variasi turning guide vane 53⁰. Aliran yang mengalir pada HRSG lebih cenderung dibelokkan ke atas sehingga aliran HRSG yang mengalir sedikit pada bagian bawah. Penyebab dari hal ini, penggunaan turning guide vane yang sama membuat sebagian besar arah aliran mengikuti bentuk turning guide van . Sedangkan, pada bagian bawah fluegas hanya teralirkan fluegas yang tidak melalui turning guide vane.
Karakteristik    aliran  yangg  terjadi  pada  variasi turning  guide  vane 71⁰. Pembentukan turning guide vane 71⁰ dibuat dengan mengikuti dimensi dari HRSG. Aliran yang mengalir pada HRSG dibelokkan tajam ke  atas. Hal ini mengakibatkan pada  bagian  tengah  HRSG  tidak  terdistribusi  fluegas  dengan  baik.  Sehingga,  aliran

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322
yang terjadi memiliki velocity rendah yaitu sebesar m/s.

## Gambar 7. Grafik Kecepatan Terhadap Elevasi Pada Inlet 580⁰C
Pada  Gambar  7  menunjukkan  grafik  kecepatan  terhadap  elevasi  dengan temperatur inlet 580⁰C. Pada grafik terlihat aliran terjadi pada elevasi 4 – 11 m. Pada variasi turning  guid  vane 36⁰  (garis  biru)  aliran  terjadi  sepanjang  elevasi  4  – 9  m dengan  kecepatan  tertinggi  terjadi  pada  elevasi  4  m  yaitu  sebesar  6,21  m/s.  Pada variasi turning guid vane 53⁰  (garis jingga) aliran terjadi sepanjang elevasi 4 – 10 m dengan kecepatan tertinggi pada elevasi 4 m yaitu sebesar 7,49 m/s. Nilai ini paling tinggi  diantara  variasi  bukaan  damper  lainya.  Pada  variasi turning  guid  vane 71⁰ (garis  hijau)  aliran  terjadi  sepanjang  elevasi  4 – 11  m  dengan  kecepatan  tertinggi terjadi pada elevasi 4 m yaitu sebesar 5,73 m/s. Dari ketiga variasi tersebut dapat dilihat pada grafik, elevasi 11 – 16 m memiliki kecepatan sangat rendah yaitu sebesar ±0 m/s. Oleh karena itu, aliran tidak terjadi pada elevasi atas.

## Analisa Kontur Temperature Pada Variasi Sudut Turning Guide Vane
Gambar 8. Kontur Temperature Pada Variasi Temperatur Inlet 580⁰C

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322
Pada  Gambar  8  menunjukan  kontur  temperatur  variasi  temperature  inlet 580⁰C pada Turning Guide Vane 36⁰, 53⁰, dan 71⁰. Dari hasil terebut terlihat bahwa turning guide vane dengan variasi sudut 53⁰ memiliki distribusi temperatur yang lebih baik dibandingkan dengan variasi lainnya. Pada Turning Guide Vane 36⁰ panas cenderung dominan pada bagian bawah HRSG sehingga pada bagian atas HRSG masih dalam kondisi dingin. Pada Turning Guide Vane 71⁰ distribusi panas terpecah menjadi dua  bagian  atas  dan  bawah.  Sedangkan  pada  bagian  tengah  HRSG  panas  tidak terdistribusi  secara  baik  yang  menyebabkan  temperatur  pada  bagian  HRSG  dalam kondisi dingin. Hal ini berkaitan dengan aliran dari gas buang turbin yang mengarah pada area bagian bawah superheater juga.

## Gambar 9. Grafik Temperatur Terhadap Elevasi Pada Inlet 580⁰C
Hasil tersebut secara grafik  dapat dilihat pada gambar 10 yang mana diambil pada sumbu Z - 9,2 m. Dari grafik tersebut dapat dilihat panas sebesar 500⁰C - 580⁰C hanya terdistribusi hingga 4 - 12 m. Pada variasi Turning Guide Vane 36⁰  temperatur maksimum terjadi pada elevasi 4,5 m yaitu sebesar yaitu sebesar 559,54⁰C. Panas dari gas bung turbin terdistribusi sepanjang 4,5 – 8,52 m dengan rata – rata temperatur gas  buang  turbin    523⁰  C  .  Pada  variasi Turning  Guide  Vane 53⁰    temperature maksimum  terjadi  pada  elevasi  4,5m  yaitu  sebesar  580⁰  C.  Panas  dari  gas  buang turbin terdistribusi sepanjang 4,5 – 9,64 m dengan rata – rata temperatur gas buang turbin  542,6⁰ C . Hal ini terjadi pada variasi Turning Guide Vane 71⁰   yang mana panas

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies
DOI: 47467/eduinovasi.v4i2.4322
dari  gas  buang  turbin  terdistribusi  sepanjang  4,5 – 10,18  m  dengan  rata – rata temperatur gas buang turbin  507⁰ C. Dengan demikian pengaruh bentuk geometri cukup  signifikan  yang  mana  distribusi  temperatur  yang  mengenai  jajaran High Pressure superheater menjadi tidak merata. Hal ini dapat menyebabkan produksi dari steam superhetar menjadi lebih lama sehingga untuk memulai rolling steam turbin juga semakin lama.

## KESIMPULAN
PLTGU  Tanjung  Uncang  menjadi  salah  satu  pembangkit  di  Indonesia  yang menggunakan  CCGT  ( Combined  Cycle  Gas  Turbine ).  Siklus  ini  menggunakan  HRSG yang berfungsi untuk memanaskan steam menggunakan gas buang panas dari turbin gas. Pada HRSG tanjung uncang memiliki SOP yang mengatur gas buang turbin gas pada saat kondisi cold start harus pada temperature dibawah 400°C. Sedangkan, turbin gas PLTGU tanjung uncang memiliki base load 5 MW dengan temperatur 560°C - 580°C. Oleh karena itu,  diperlukan asinkron untuk  mencapai  kondisi  FSNL  ( Full  Speed  No Load ) pada turbin gas dengan bukaan damper diatur sudut 51°, 68°, dan 90° selama 45  menit.  Selain  itu,  untuk  mencapai  kondisi  optimal  dengan  gas  turbin  45  MW dibutuhkan waktu 8 jam yang mengakibatkan kerugian hingga 700 juta. Lama waktu yang  dibutuhkan  dapat  terjadi  dikarenakan  adanya  distribusi flue  gas yang  tidak merata  sehingga  diperlukan  waktu  untuk  HRSG  mencapai  kondisi  optimal.  Hal tersebut  melatarbelakangi  diperlukannya  analisis  pengaruh  penambahan  turning vane dengan sudut 35°, 53°, dan 71° dan inlet temperature dengan variasi 400°C dan 580°C  terhadap  karakteristik  distribusi flue  gas .  Analisis  dilakukan  dengan  CFD) dengan software ANSYS Fluent 2021. Output dari simulasi adalah vektor kecepatan, kontur kecepatan, dan kontur distribusi temperatur.

## EduInovasi:  Journal of Basic Educational Studies

## DAFTAR PUSTAKA
Ainul.  (2015).AliranFluida Internal dan Eksternal. Simdos.Unud.Ac.Id . https://simdos.unud.ac.id/uploads/file_pendidikan_1_dir/39d7c80c5870c9
a22e522c0e43652f18.pdf
Andi Rachmat Fawzi, M., Pembimbing Eng Prabowo, D., & Jurusan Teknik Mesin, Me. (2016). Studi Numerik Pengaruh Perubahan Dimensi Inlet Duct Hrsg Pt Alstom Terhadap Bentuk Aliran Dan Heat Transfer Di Superheater Tube . Boiler, N. (2023). Designing a Turning Guide Vane Using CFD for an Economizer . 1 – 13. Crystallography, X. D. (2016). 済無 No Title No Title No Title .
Eriksen,  V.  (2017).  Heat  Recovery  Steam  Generator  Technology.  In Woodhead Publishing Series in Energy .
Geometri, A., Heat, P., & Steam, R. (2014). STUDI NUMERIK VARIASI INLET DUCT PADA HEAT . 1 (2), 1 – 5.
Gusnita, N., & Said, K. S. (2017). Analisa Efisiensi dan Pemanfaatan Gas Buang Turbin Gas  Alsthom  Pada  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Gas  Kapasitas  20  Mw. Sains, Teknologi Dan Industri , 14 (2), 209 – 218. Helwig, N. E., Hong, S., & Hsiao-wecksler, E. T. (n.d.). No 主観的健康感を中心とした在
宅高齢者における健康関連指標に関する共分散構造分析 Title .
Lei,  J.,  Su,  P.,  Xie,  G.,  &  Lorenzini,  G.  (2016).  The  effect  of  a  hub  turning  vane  on turbulent  flow  and  heat  transfer  in  a  four-pass  channel  at  high  rotation numbers. International  Journal  of  Heat  and  Mass  Transfer , 92 ,  578 – 588. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.08.034
Nordin, A., Amin, M., & Majid, A. (2015). PERFORMANCE ASSESSMENT OF HEAT
RECOVERY STEAM Adzuieen Nordin and Mohd Amin Abd Majid . 10 (21), 10196 – 10199. Pendidikan, P., & Pelatihan, D. A. N. (n.d.). 3 . HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR (
HRSG ) . 37 – 52.
Sarkar, D. K. (2015). Gas Turbine and Heat Recovery Steam Generator. In Thermal Power Plant . https://doi.org/10.1016/b978-0-12-801575-9.00007-x Suryady, S., & Susanto, T. (n.d.). Sistem Kerja Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
terhadap Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap ( PLTGU) .