Draft buku final kecil (1)

SELAYANG PANDANG
PERFORMANCE TEST
PROYEK PLTU

Ariandiky E. Setyawan
Bagus A. Saputra
Rizal Nurjaman

Pembimbing:
Septa Hamid
Parlindungan Sihombing



PUSAT SERTIFIKASI

SELAYANG PANDANG

PERFORMANCE TEST PROYEK PLTU

PUSAT SERTIFIKASI

Selayang Pandang Performance Test proyek PLTU

Disusun oleh : Ariandiky, Bagus Adi, Rijal N
Dibimbing oleh : Septa Hamid

Parlindungan Sihombing

Penerbit : PLN PUSAT SERTIFIKASI
Alamat : Jl. Laboratorium Duren Tiga

Deskripsi Jakarta Selatan 12760
Tlp. (021) 7900034 Fax. (021) 7994149
Email : [email protected], [email protected]
Website : www.pln-jaser.co.id
: Edisi Pertama I PLN Pusat Sertifikasi 2020 I

Hak Cipta di lindungi Undang-Undang
All Right Reserved

Dilarang mengutip, memfotocopy dan memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku dalam bentuk
apapun tanpa izin tertulis dari PUSERTIF.

ii

PUSAT SERTIFIKASI

KATA PENGANTAR

P

iii

PUSAT SERTIFIKASI
iv

PUSAT SERTIFIKASI

SEKAPUR SIRIH

v

PUSAT SERTIFIKASI
vi

PUSAT SERTIFIKASI

A

vii

PUSAT SERTIFIKASI
Jakarta, 24 November 2020

Wassalam
Septa Hamid
General Manager
PLN Pusat Sertifikasi

viii

PUSAT SERTIFIKASI

D

ix

PUSAT SERTIFIKASI

Jakarta, 19 November 2020
Parlindungan Sihombing

Senior Manager Sistem Pembangkit

x

PUSAT SERTIFIKASI

DISCLAIMER

“Buku ini hanya untuk keperluan knowledge sharing dalam rangka menambah wawasan
pembaca terkait performance test pada fase komisioning PLTU,

data atau pernyataan di dalamnya tidak untuk digunakan sebagai dokumen terkait
Kontraktual ataupun masalah hukum.”

xi

PUSAT SERTIFIKASI
xii

PUSAT SERTIFIKASI

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR....................................................................................... iii
SEKAPUR SIRIH ............................................................................................v
DISCLAIMER ................................................................................................ xi
DAFTAR ISI ................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xvii
DAFTAR TABEL .........................................................................................xxiii
BAB I PENDAHULUAN................................................................................... 1

I.1 Sejarah Perjalanan PLN Pusat Sertifikasi ......................................................................1
I.2 Proyek PLTU FTP-1 ...........................................................................................................6
I.3 Peran PLN Pusat Sertifikasi dalam Proyek Ketenagalistrikan di PLN .......................8
I.4 Dasar Pelaksanaan Performance Test dalam Kontrak Proyek PLTU .......................9
I.5 Ruang Lingkup ..................................................................................................................14
I.6 Metode Umum Pelaksanaan Performance Test..........................................................18

BAB II SEKILAS DASAR THERMODINAMIKA ...................................................19

II.1 Proses Termodinamika....................................................................................................20
II.2 Siklus Rankine...................................................................................................................23
II.3 Perpindahan Panas..........................................................................................................24

BAB III TEKNOLOGI PLTU.............................................................................29

III.1 Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) ..................................................................................29
III.1.1 Prinsip Kerja PLTU .................................................................................. 31
III.1.2 Komponen Utama pada PLTU................................................................. 33
III.1.3 Komponen Bantu dan Pendukung pada PLTU ........................................ 34

III.2 Steam Generator (Boiler) ................................................................................................36
III.2.1 Prinsip Kerja Steam Generator (Boiler) ................................................... 36

xiii

PUSAT SERTIFIKASI
III.2.2 Klasifikasi Boiler....................................................................................... 36
III.2.3 Batubara .................................................................................................. 43
III.2.4 Proses Pembakaran Batubara di dalam Boiler ........................................ 48
III.3 Steam Turbine...................................................................................................................49
III.3.1 Prinsip Kerja Steam Turbin ...................................................................... 50
III.3.2 Klasifikasi Steam Turbine ........................................................................ 52
III.4 Generator dan Transformator .........................................................................................54
III.4.1 Generator ................................................................................................ 54
III.4.2 Penguatan Generator (eksitasi) ............................................................... 55
III.4.3 Transformator (transformer) .................................................................... 56
III.5 Contoh PLTU di Indonesia ..............................................................................................65

BAB IV METODE PERHITUNGAN .................................................................101

IV.1 Boiler Efficiency...............................................................................................................101
IV.1.2 Direct Method (Input Output) ................................................................. 104
IV.1.3 Indirect Method (Energy Balance) ......................................................... 105

IV.2 Turbine Heat Rate ..........................................................................................................128
IV.2 Electrical Power Test .....................................................................................................144

IV.2.1 Unit auxiliary power consumption .......................................................... 144
IV.2.2 Common auxiliary power consumption .................................................. 146
IV.2.3 Transformer losses ................................................................................ 147
IV.2.4 Gross power output ............................................................................... 149
IV.2.5 Net power output ................................................................................... 153
IV.2 Plant Performance..........................................................................................................154
IV.3 Bonafide Test ..................................................................................................................155

BAB V PELAKSANAAN PERFORMANCE TEST...............................................161

V.1 Finalisasi Prosedur .........................................................................................................161
V.2 Durasi Pelaksanaan .......................................................................................................163
V.3 Peralatan yang Digunakan............................................................................................165

xiv

PUSAT SERTIFIKASI
V.4 Persiapan Pelaksanaan.................................................................................................171
V.5 Pelaksanaan....................................................................................................................177

BAB VI PERHITUNGAN DAN PELAPORAN PERFORMANCE TEST....................204

VI.1 PLTU dengan Boiler Tipe Stoker .................................................................................204
VI.2 PLTU dengan Boiler Tipe CFB .....................................................................................216
VI.3 PLTU dengan Boiler Tipe Pulverized (Sub critical)...................................................249
VI.4 PLTU dengan Boiler Tipe Pulverized (Ultra super critical) ......................................263
VI.5 Quality Control Laporan Performance Test................................................................286

BAB VII LESSON LEARNED.........................................................................288
BAB VIII HASIL PERFORMANCE TEST PLTU (KOMISIONING) .........................306
BAB VIII PENUTUP.....................................................................................310
AKRONIM…………………………………………………………………………..312
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................314
BIOGRAFI PENULIS ...................................................................................316
LAMPIRAN .... ……………………………………………………………………..318

xv

PUSAT SERTIFIKASI
xvi

PUSAT SERTIFIKASI

DAFTAR GAMBAR

Gambar - 1 : Sejarah PT. PLN (Persero) Pusat Sertifikasi................................................................. 2
Gambar - 2 : Periode General Manager PLN Pusat Sertifikasi ......................................................... 3
Gambar - 3 : Peran PT PLN Pusertif ......................................................................................................... 5
Gambar - 4 : Ruang Lingkup PLN Pusertif .............................................................................................. 6
Gambar - 5 : Proses Bisnis Inti PLN Pusertif .......................................................................................... 6
Gambar - 6 : Contoh Klausul Kontrak Schedule 6 Plant Performance Guarantee ....................10
Gambar - 7 : Contoh klausul kontrak General Technical Requirements .......................................11
Gambar - 8 : ASME PTC 6 – 2004 Steam Turbine .............................................................................12
Gambar - 9 : ASME PTC 4 – 2013 Steam Generator .........................................................................13
Gambar - 10 : ASME PTC 4.1 1964-1991 Steam Generator Units.................................................14
Gambar - 11 : Grafik Hubungan Tekanan (P) dan Volume (V) pada Proses Isobarik...............20
Gambar - 12 : Grafik Hubungan Tekanan (P) dan Temperatur (V) pada Proses Isobarik........21
Gambar - 13 : Grafik Hubungan Tekanan (P) dan Temperatur (V) pada Proses Isobarik ......22
Gambar - 14 :Siklus Rankine Sederhana ...............................................................................................23
Gambar - 15 : Heat Exhanger U-Shell and Tube .................................................................................26
Gambar - 16 : Ilustrasi Aliran Udara di Dalam Air Preheater (APH)...............................................27
Gambar - 17 : Alur Kerja Sistem Pembangkit Tenaga Listrik............................................................30
Gambar - 18 : Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) ..................................................................................30
Gambar - 19 : Sistem Kerja PLTU .............................................................................................................31
Gambar - 20 : Siklus Air dan Uap Pada PLTU.......................................................................................32
Gambar - 21 : PLTU Tipe Boiler Stoker – Sintang (3 x 7 MW) .........................................................37
Gambar - 22 : Boiler Tipe Stoker ...............................................................................................................37
Gambar - 23 : Sistem DCS pada Boiler Tipe Stoker............................................................................38
Gambar - 24 : PLTU Tipe Boiler CFB – Punagaya (2 x110 MW).....................................................39
Gambar - 25 : Boiler Tipe Fluidized Bed..................................................................................................40
Gambar - 26 : Sistem DCS pada Boiler Tipe CFB................................................................................40
Gambar - 27 : PLTU Dengan Boiler Tipe Pulverized–Tanjung Awar-awar (2x350 MW) ..........41

xvii

PUSAT SERTIFIKASI

Gambar - 28 : Boiler Tipe Pulverized........................................................................................................42
Gambar - 29 : Sistem DCS pada Boiler Tipe Pulverized ....................................................................42
Gambar - 30 : Reaksi Kimia dalam Pembakaran Batubara...............................................................48
Gambar - 31 : Excess Air .............................................................................................................................49
Gambar - 32 : Turbin pada PLTU Paiton Baru (Unit 9) .......................................................................49
Gambar - 33 : Rotor Turbin..........................................................................................................................50
Gambar - 34 : Proses Perubahan Energi pada Turbin........................................................................51
Gambar - 35 : Proses Kerja Sudu Turbin ................................................................................................53
Gambar - 36 : Kaidah Tangan Kanan.......................................................................................................54
Gambar - 37 : Generator PLTU ..................................................................................................................55
Gambar - 38 : Eksitasi pada Generator ...................................................................................................56
Gambar - 39 : Transformator.......................................................................................................................57
Gambar - 40 : Prinsip Kerja Transformator.............................................................................................58
Gambar - 41 : Pendinginan Tipe ONAN ..................................................................................................60
Gambar - 42 : Pendinginan Tipe ONAF...................................................................................................60
Gambar - 43 : Pendinginan Tipe OFAF ...................................................................................................61
Gambar - 44 : Metode Pengukuran No Load Losses Menurut IEC 60076.1................................63
Gambar - 45 : Pengukuran Load Losses Menggunakan Instrument Transformer .....................64
Gambar - 46 : Metode Pengukuran Load Losses Menurut IEC 60076.1 ......................................64
Gambar - 47 : PLTU Nagan Raya (2 x 110 MW) ..................................................................................65
Gambar - 48 : PLTU Pangkalan Susu (2 x 275 MW)...........................................................................67
Gambar - 49 : PLTU Tenayan (2 x 110 MW) .........................................................................................69
Gambar - 50 : PLTU Teluk Sirih (2 x 110 MW)......................................................................................71
Gambar - 51 : PLTU Suralaya (1 x 625 MW) .........................................................................................73
Gambar - 52 : PLTU Labuan (2 x 300 MW)............................................................................................75
Gambar - 53 : PLTU Belitung (2 x 16,5 MW) .........................................................................................77
Gambar - 54 : PLTU Indramayu (3 x 330 MW)......................................................................................79
Gambar - 55 : PLTU Lontar (3 x 315 MW) ..............................................................................................81
Gambar - 56 : PLTU Palabuhan Ratu (3 x 350 MW) ...........................................................................84
Gambar - 57 : PLTU Adipala (1 x 600 MW)............................................................................................86
Gambar - 58 : PLTU Sanggau (2x7MW) .................................................................................................88
Gambar - 59 : PLTU Berau (2 x 7 MW)....................................................................................................90
Gambar - 60 : PLTU Gorontalo (2 x 25 MW)..........................................................................................92

xviii

PUSAT SERTIFIKASI

Gambar - 61 : PLTU Ampana (2 x 3 MW) ...............................................................................................94
Gambar - 62 : PLTU Ende (2 x 7 MW) .....................................................................................................96
Gambar - 63 : PLTU Holtekamp (2 x 10 MW) ........................................................................................98
Gambar - 64 : Contoh Hasil Analisa Batubara Masih Berbasis Adb .............................................102
Gambar - 65 : Heat Balance di Steam Generator (Boiler)................................................................106
Gambar - 66 : Diagram Heat Balance di Steam Generator (Boiler) ..............................................107
Gambar - 67 : Grafik Menentukan Nilai Specific Heat (Cp) .............................................................111
Gambar - 68 : Psychrometric Chart.........................................................................................................112
Gambar - 69 : Grafik ABMA sesuai ASME PTC 4.1 ..........................................................................114
Gambar - 70 : Contoh Kurva Koreksi Perhitungan Efisiensi Boiler dari Nilai Kalor Batubara

..............................................................................................................................................128
Gambar - 71 :Tipikal Jenis Heat Rate Pembangkit ............................................................................130
Gambar - 72 : Titik Pengukuran dan Pengambilan Data ..................................................................131
Gambar - 73 : Hubungan Nilai Tekanan ................................................................................................132
Gambar - 74 : Heat Mass Balance pada Heater No 1.......................................................................135
Gambar - 75 : Heat Mass Balance pada Heater No 2.......................................................................136
Gambar - 76 :Heat Mass Balance pada Heater No 3........................................................................136
Gambar - 77 : Heat Mass Balance pada Deaerator...........................................................................137
Gambar - 78 : Contoh Kurva Koreksi (Exhaust Pressure Vs Heat Rate) ....................................142
Gambar - 79 : Contoh Kurva Koreksi (Main Steam Pressure Vs Output Power)......................143
Gambar - 80 : Unit Auxiliary Power .........................................................................................................144
Gambar - 81 : Common Power System .................................................................................................147
Gambar - 82 : Jenis Transformer Losses yang Digaransikan di Buku Kontrak FTP1 .............148
Gambar - 83 : Contoh Hasil FAT Untuk Load Losses dan No Load Loss...................................148
Gambar - 84 : Sistem DCS untuk Generator Power Output............................................................151
Gambar - 85 : Contoh Pengukuran Daya Dengan Pengukuran Arus, Tegangan dan Faktor

Daya ....................................................................................................................................152
Gambar - 86 : Contoh Titik Pengukuran Daya.....................................................................................152
Gambar - 87 : 2 Kondisi pengukuran Gross Power Output (GPO)................................................153
Gambar - 88 : Titik Pengukuran Elektrik Power Output. ...................................................................154
Gambar - 89 : Contoh Heat Balance Plant Minimum Load..............................................................157
Gambar - 90 : Pengaturan MSV dan GV di DEH Saat Pengujian VWO......................................158
Gambar - 91 : Contoh Heat Balance Plant Maximum Load (VWO) ..............................................158

xix

PUSAT SERTIFIKASI

Gambar - 92 : Pola Pengoperasian HP Heater Saat Pengujian HP Heater Cut Off ................159
Gambar - 93 : Contoh Heat Balance HP Heater Cut Off ..................................................................160
Gambar - 94 : Format Review Prosedur Performance Test ............................................................161
Gambar - 95 : Contoh Prosedur Final yang Telah Disetujui PLN Pusertif ..................................162
Gambar - 96 : Pola Pembebanan Saat Kondisi Pengujian 100% MCR.......................................164
Gambar - 97 : Pressure Transmitter .......................................................................................................165
Gambar - 98 : Temperature Transmitter................................................................................................166
Gambar - 99 : Power Meter .......................................................................................................................166
Gambar - 100 : Magnetic Level Gauge...................................................................................................167
Gambar - 101 : Instalasi ASME Flow Nozzle........................................................................................167
Gambar - 102 : Flow Nozzle tipe Plate Flow Straighttener yang direkomendasikan ASME..168
Gambar - 103 : Nozzle.................................................................................................................................168
Gambar - 104 : Spesiifikasi Nozzle..........................................................................................................169
Gambar - 105 : Flue Gas Analyzer (1)....................................................................................................169
Gambar - 106 : Flue Gas Analyzer (2)....................................................................................................170
Gambar - 107 : Psychrometer dan Barometer. ....................................................................................170
Gambar - 108 : Clamp Meter .....................................................................................................................171
Gambar - 109 : Pengecekan Instrument yang Akan Digunakan dalam Performance Test....172
Gambar - 110 : Pengukuran Water Leg pada Nozzle........................................................................173
Gambar - 111 : Pemeriksaan Nilai atau Parameter pada DCS dan Data Logger .....................174
Gambar - 112 : Kick Off Meeting Pelaksanaan Performance Test ................................................176
Gambar - 113 : Contoh Formulir Pemeriksaan Kondisi Analisa Kimia (Feed Water) ..............181
Gambar - 114 : Contoh Formulir Pemeriksaan Kondisi Analisa Kimia (Boiler Water) .............182
Gambar - 115 : Proses Pengecekan Isolation System.........................................................................183
Gambar - 116 : Drain Valve yang Telah Tertutup ...............................................................................184
Gambar - 117 : Contoh Pemeriksaan Isolation System Sebelum Performance Test ..............186
Gambar - 118 : Contoh Formulir Pemeriksaan Kondisi Sebelum Pengujian (Boiler)...............187
Gambar - 119 : Contoh Formulir Pemeriksaan Kondisi Sebelum Pengujian (Turbin) .............188
Gambar - 120 : Proses Pengambilan Sampel Batubara di Coal Feeder .....................................190
Gambar - 121 : Pengambilan Data Temperature Awal Batubara di Coal Feeder.....................191
Gambar - 122 : Pengambilan Sampel Bottom Ash .............................................................................191
Gambar - 123 : Pengambilan sampel fly ash........................................................................................192
Gambar - 124 : Pengambilan Data Ambient Condition .....................................................................193

xx

PUSAT SERTIFIKASI
Gambar - 125 : Monitoring Parameter Operasi Boiler .......................................................................193
Gambar - 126 : Proses Pengambilan Data Flue Gas Temperature...............................................194
Gambar - 127 : Titik Pengambilan Data Flue Gas Temperature ....................................................194
Gambar - 128 : Pengambilan Data Flue Gas Parameter..................................................................195
Gambar - 129 : Monitoring Parameter Operasi Sistem Turbin........................................................196
Gambar - 130 : Pengukuran Auxiliary power pada transformer......................................................198
Gambar - 131 : Pengukuran Unit Auxiliary Power ..............................................................................198
Gambar - 132 : Pencatatan Data Unit Auxiliary Power......................................................................199
Gambar - 133 : Data Logger DCS............................................................................................................200
Gambar - 134 : Pencatatan Manual.........................................................................................................201
Gambar - 135 : Metode Preparasi Sampel Batubara Berdasarkan ASME PTC 3.2 ................201
Gambar - 136 : Proses Pendataan Sampel Sebelum Diajukan ke Laboratorium Terakreditasi

di Indonesia.......................................................................................................................203
Gambar - 137 : PLTU Tembilahan (2 x 7 MW).....................................................................................204
Gambar - 138 : PLTU Parit Baru Site Bengkayang (2 X 50 MW)...................................................216
Gambar - 139 : PLTU Punagaya (2 x 110 MW)...................................................................................237
Gambar - 140 : PLTU Tanjung Awar-awar (2 x 350 MW).................................................................249
Gambar - 141 : PLTU JAWA 7 ( 2 x 1000 MW) ...................................................................................263
Gambar - 142 : Quality Control Engineering Meeting (QCE-ME) logo .........................................287
Gambar - 143 : Forum QCE-ME...............................................................................................................287
Gambar - 144 : Buku Kontrak II Klausul 4.3 General Technical Requirements.........................290
Gambar - 145 : Klausul Kontrak Terkait Kelas Akurasi Coal Feeder Measurement ................291
Gambar - 146 : Klausul Kontrak Terkait Uncounted Losses Boiler 1% ........................................292
Gambar - 147 : Klausul Kontrak Mengenai Unaccounted Losses .................................................293
Gambar - 148 : Duty Factor dalam ASME PTC 46 .............................................................................294
Gambar - 149 : Common Power System di Dalam Buku Kontrak .................................................294
Gambar - 150 : Batasan nilai exhaust pressure sesuai ASME PTC 6..........................................296
Gambar - 151 : Kurva Koreksi Exhaust Pressure ...............................................................................296
Gambar - 152 : Persyaratan Leakage Sesuai ASME PTC 6 ...........................................................298
Gambar - 153 : Spesifikasi dalam Buku Kontrak.................................................................................300

xxi

PUSAT SERTIFIKASI
xxii

PUSAT SERTIFIKASI

DAFTAR TABEL

Tabel - 1 : Daftar Pembangkit FTP 1........................................................................................................ 8
Tabel - 2 : Liquidates damage ...................................................................................................................12
Tabel - 3 : Parameter Plant Performance Guarantee Test Sesuai Kontrak ................................15
Tabel - 4 : Parameter Performance Bonafide Test Sesuai Kontrak...............................................16
Tabel - 5 : Parameter Other Equipment Guarantee Sesuai Kontrak .............................................17
Tabel - 6 : Klasifikasi Batubara Berdasarkan Standar ASTM ..........................................................43
Tabel - 7 : Analisa Ultimate Batubara Berdasarkan Standar ASTM ..............................................46
Tabel - 8 : Tabel Konversi Antar Basis Analisa Batubara ...............................................................102
Tabel - 9 : Perbedaan Direct dan Indirect Method.............................................................................104
Tabel - 10 : Contoh Pengukuran APC untuk Equipment Boiler Feed Pump .............................145
Tabel - 11 : Perbandingan metode pengukuran auxiliary power system....................................146
Tabel - 12 : Contoh Pengukuran Common Power untuk Sistem WTP........................................147
Tabel - 13 : Contoh Perhitungan Aux Power untuk Transformer ..................................................149
Tabel - 14 : Contoh Pengukuran GPO dengan Energi Meter.........................................................151
Tabel - 15 : Durasi Pelaksanaan Performance Test Secara Umum ............................................163
Tabel - 16 : Deviasi Parameter Operasi Boiler ...................................................................................179
Tabel - 17 : Deviasi Parameter Operasi Turbin ..................................................................................180
Tabel - 18 : Perbandingan Spesifikasi Heat Balance dengan Name Plate ................................300
Tabel - 19 : Hasil Performance Test (Komisioning) PLTU FTP 1 .................................................308

xxiii

PUSAT SERTIFIKASI
xxiv

PUSAT SERTIFIKASI

BAB I PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

Perjalanan panjang PT. PLN (Persero) Pusat Sertifikasi atau yang dikenal dengan
PLN Pusertif berawal sejak tahun 1961 yaitu dibentuknya organisasi
Laboratorium PLN yang berlokasi di Duren Tiga Jakarta Selatan.

I.1 Sejarah Perjalanan PLN Pusat Sertifikasi

Organisasi Laboratorium PLN terus berkembang seiring dengan dinamika
perkembangan sektor ketenagalistrikan di Indonesia. Pada tanggal 25 Juni 1965 menjadi
salah satu milestone penting dimana organisasi berubah menjadi Lembaga Masalah
Ketenagaan atau dikenal dengan LMK yang hingga saat ini brand LMK sangat dikenal
oleh masyarakat ketenagalistrikan di Indonesia.
Selanjutnya pada tahun 2003 yaitu tepatnya pada tanggal 19 November 2003, PT PLN
(Persero) Pusat Sertifikasi yang dibentuk melalui Surat Keputusan Direksi PT PLN
(Persero) No 292.K/010/DIR/2003. Sampai tahun 2014 terdapat perubahan dalam
struktur organisasi melalui Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No.
018.K./010/DIR/2007 tanggal 29 Januari 2007, Keputusan Direksi PT PLN (Persero)
No.594.K./DIR/2012 tanggal 04 Desember 2012 dan Keputusan Direksi PT PLN
(Persero) No. 230.K/DIR/2014 tanggal 30 Mei 2014.. Pada fase ini organisasi yang
menjalankan fungsi sertifikasi terpisah dengan organisasi yang menjalankan fungsi
penelitian dan pengembangan.
Pada tahun 2015, PT PLN (Persero) Jasa Sertifikasi berubah nama menjadi PT PLN
(Persero) Pusat Sertifikasi. Penetapan perubahan nama tersebut dilakukan melalui
Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No. 025.P/DIR/2015 tanggal 31 Agustus 2015.
Pada tahun 2016 dilakukan perubahan struktur organisasi yang ditetapkan melalui
Peraturan Direksi PT PLN (Persero) No 0262.P/DIR/2016 tanggal 22 Juni 2016.

1

PUSAT SERTIFIKASI

Gambar - 1 : Sejarah PT. PLN (Persero) Pusat Sertifikasi
Pada tahun 2018 terjadi perubahan cukup besar dimana proses penilaian kesesuaian
pengujian dan kalibrasi yang sebelumnya merupakan proses yang dimiliki oleh PT PLN
(Persero) Pusat Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan dialihkan ke Pusertif
melalui SK Direksi No No 040.P/DIR/2018 mengenai Organisasi PT PLN (Persero) Pusat
Sertifikasi tanggal 21 Mei 2018 yang diperbarui dengan SK Direksi No 1554.P/DIR/2018
mengenai Susunan Organisasi dan Formasi Jabatan PT PLN (Persero) Pusat Sertifikasi
tanggal 27 Juli 2018, maka cakupan proses bisnis inti PLN Pusat Sertifikasi bertambah
menjadi inspeksi instalasi ketenagalistrikan, sertifikasi manajemen, sertifikasi produk,
kalibrasi dan pengujian peralatan ketenagalistrikan (sejak Agustus 2018).
PT PLN (Persero) Pusat Sertifikasi dipimpin oleh seorang General Manager sebagai
manajemen puncak. Tugas Pokok dan fungsi seorang General Manager adalah
bertanggung jawab memastikan tersedianya analisa, mitigasi risiko dan kepatuhan, serta
proses bisnis, pengelolaan pengusahaan melalui optimalisasi seluruh sumber daya
secara efektif, efisien dan sinergis dalam pengembangan sertifikasi, pengujian dan
kalibrasi sesuai dengan misi Pusertif, mengelola bidang usaha di unit Pusertif,

peningkatan kualitas pelayanan serta memastikan terlaksananya Good Corporate
Governance (GCG).

2

PUSAT SERTIFIKASI

Gambar - 2 : Periode General Manager PLN Pusat Sertifikasi
Sesuai dengan SK General Manager PLN Pusat Sertifikasi No. 0008.K/GM2020 tanggal
18 Maret 2020, PLN Pusertif telah memiliki visi dan misi baru, yaitu :
Visi

Menjadi penyedia jasa inspeksi, pengujian dan sertifikasi kelas dunia yang unggul
dan terpercaya

3

PUSAT SERTIFIKASI

Misi

1. Menjalankan bisnis sertikasi di bidang ketenagalistrikan yang meliputi Sertikasi
produk, Sistem Manajemen Mutu, Lingkungan, K3 dan Sertikasi Kelaikan Instalasi
(Inspeksi Teknik) secara baik sesuai standar dan ketentuan /ketentuan yang berlaku
dengan kaidah bisnis yang sehat guna menjamin keberadaan dan
pengembangannya dengan moto faster, better and competitive.

2. Mewujudkan inovasi dan kreativitas dalam pengembangan produk dan jasa serti-
kasi di bidang ketenagaliistrikan sesuai standar internasional dan perkembangan
teknologi untuk fasilitas sertikasi serta mempertahankan sentuhan lokal untuk
memenuhi standar mutu dan kualitas.

3. Memenuhi tuntutan pasar dengan mengutamakan kepuasan pelanggan serta
memberikan hasil terbaik kepada pegawai dan stakeholder.

4. Menjalankan kegiatan pengujian, kalibrasi, dan konsultasi teknik dibidang
ketenagalistrikan yang melipurti penguian pembangkit, transmisi dan distribusi guna
memenuhi kebutuhan PT PLN (Persero).

Dengan penambahan lingkup layanan PLN Pusertif sejak Agustus 2018, maka layanan
PLN Pusertif mencakup semua hal yang terkait dengan layanan PLN secara
keseluruhan, mulai yang berhubungan dari hulu hingga hilir proses bisnis PLN. Dibawah
ini merupakan 17 layanan dari PLN Pusat Sertifikasi :

1. Inspeksi Kelaikan Operasi Instalasi Ketenagalistrikan
a. Pembangkit
b. Transmisi (JTT / JTET) dan Gardu Induk
c. Distribusi
d. Pemanfaatan Tegangan Tinggi dan Tegangan Menengah

2. Sertifikasi Sistem Manajemen Dan Produk
a. Sistem Manajemen (Mutu ISO 9001; Lingkungan ISO 14001; K3 ISO 45001 dan Aset ISO 55001)
b. Sertikasi Produk SNI

3. Laboratorium Pengujian dan Kalibrasi
a. Pengujian Produk Tegangan Menengah dan Tinggi
b. Pengujian Produk Tegangan Rendah
c. Pengujian Sistem Pembangkit
d. Pengujian Sistem Transmisi dan Gardu Induk
e. Kalibrasi

4

PUSAT SERTIFIKASI
4. Jasa lainnya

a. Supervisi Pembangkit (Komisioning; Uji Unjuk Kerja/Performance Test dan Net Dependable
Capacity (NDC) Test)

b. Asesmen Pembangkit
c. Asesmen Elektrikal
d. Asesmen Sipil
e. Sistem Pengawasan Mutu (SPM), dan
f. Audit Sistem Manajemen K3 PP 50 Tahun 2012
Dalam menjalankan fungsi inspeksi, PLN Pusertif mendapat akreditasi sebagai Lembaga
Inspeksi Teknik dari pemerintah Republik Indonesia c.q Kementrian ESDM Direktorat
Jenderal Ketenagalistrikan (DJK) dan akreditasi ISO 17020:2012 dari Komite Akreditasi
Nasional (KAN).

Gambar - 3 : Peran PT PLN Pusertif

5

PUSAT SERTIFIKASI

Gambar - 4 : Ruang Lingkup PLN Pusertif

Gambar - 5 : Proses Bisnis Inti PLN Pusertif

I.2 Proyek PLTU FTP-1

Pada tahun 2006 pemerintah Republik Indonesia mencanagkan program percepatan
pembangunan sektor ketenagalistrikan yang dikenal dengan fast track program tahap 1
atau FTP-1. Pemerintah menugaskan PT PLN (Persero) untuk membangun pembangkit
listrik berbahan bakar batubara untuk memperbaiki fuel mix dan sekaligus juga

6

PUSAT SERTIFIKASI

memenuhi kebutuhan listik di seluruh Indonesa melalui Peraturan Presiden Nomor 71
Tahun 2006 tentang Penugasan kepada PT Perusahaan Listrik Negara (Persero) untuk
melakukan percepatan pembangunan pembangkit tenaga listrik yang menggunakan batu
bara dengan total kapasitas 10.000 MW.

Proyek pembangunan PLTU FTP-1 yang berlokasi tersebar di seluruh Indonesia dengan
kapasitas dari 7 MW hingga 660 MW per unit pembangkit.

NO. Nama pembangkit Kapasitas Tahun COD

1. PLTU 2 Banten Labuan (MW) 2009-2010
2. PLTU 1 Jabar Indramayu 2011
3. PLTU 1 Banten Suralaya 8 2 x 300 2011
4. PLTU 3 Banten 3 x 330
5. PLTU 2 Jabar Lontar 1 x 625 2011 – 2012
6. PLTU 1 Jateng Palabuhan Ratu 3 x 315 2013 – 2014
7. PLTU 2 Jateng 3 x 350
8. PLTU 1 Jatim Rembang 2 x 315 2011
9. PLTU 2 Jatim Adipala 1 x 660 2016
10. PLTU 3 Jatim Pacitan 2 x 315 2016
11. PLTU Aceh Paiton 9 2012
12. PLTU 2 Sumut Tanjung Awar-awar 660 2014 – 2016
13. PLTU 1 Riau Nagan Raya 2 x 350 2014
14. PLTU Riau Pangkalan Susu 2 x 110 2016
15. PLTU Kepri Bengkalis 2 x 220 Batal
16. PLTU 4 Babel Tenayan 2 x 10 2016
17. PLTU 3 Babel Tanjung Balai 2 x 110 2014 – 2015
18. PLTU 2 Riau Belitung 2x7 2015 - 2016
19. PLTU 2 Kalbar Air Anyir 2 x 16,5 2014 – 2016
20. PLTU Sumbar Selat Panjang 2 x 30 Batal
21. PLTU Lampung Pantai Kura-kura 2x7 2019 – 2020
22. PLTU 1 Kalbar Teluk Sirih 2 x 27,5 2013 – 2014
23. PLTU Kaltim Tarahan Baru 2 x 112 2014
24. PLTU 1 Kalteng Parit Baru 2 x 100 2019
25. PLTU Kalsel Teluk Balikpapan 2 x 50 2016
26. PLTU 2 Sulut Pulang Pisau 2 x 110 2016 – 2017
27. PLTU Gorontalo Asam-asam 2 x 60 2013
28. PLTU Maluku Utara Amurang 2 x 65 2012
29. PLTU 2 Papua Anggrek 2 x 25 2019
Tidore 2 x 25 2016
Jayapura/Holtekamp 2x7 2017
2 x 10

7

PUSAT SERTIFIKASI

NO. Nama pembangkit Kapasitas Tahun COD
(MW)

30. PLTU 1 Papua Timika 2x7 Batal
31. PLTU Maluku Ambon 2 x 15 2026
32. PLTU Sultra Kendari 2 x 10 2012 – 2014
33. PLTU Sulsel Barru 2 x 50 2012 – 2013
34. PLTU Sulsel Punagaya 2 x 110 2015 – 2016
35. PLTU 2 NTB Lombok 2 x 25 2016 – 2018
36. PLTU 1 NTT Ende 2x7 2015 – 201
37. PLTU 2 NTT Kupang 2 x 16,5 2014
38. PLTU 1 NTB Bima 2 x 10 2021
39. PLTU 1 Sulut 2 x 25 2021 – 2022
40. PLTU 2 Kalteng 2x7 Batal

Tabel - 1 : Daftar Pembangkit FTP 1

(sumber : RUPTL 2019-2028)

I.3 Peran PLN Pusat Sertifikasi dalam Proyek Ketenagalistrikan di PLN

Dalam proyek ketenagalistrikan milik PLN khususnya pembangkit, PLN Pusertif
mendapat penugasan untuk melakukan supervisi komisioning untuk memastikan bahwa
pelaksanaan proyek telah sesuai dengan persyaratan kontraktual antara PLN dan
kontraktor. Untuk proyek pembangkit PLTU beberapa tahapan yang dilakukan setelah
kontrak ditandatangani oleh kedua belah pihak adalah engineering, procurement dan
construction. Pada tahapan konstruksi, pekerjaan komisioning dilakukan untuk menguji
kesiapan peralatan untuk beroperasi sesuai persyaratan standard atau kriteria yang
ditetapkan. Sebelum serah terima proyek antara kontraktor dan PLN, maka dilakukan uji
untuk kerja atau Performance Test untuk memastikan kesesuaian kriteria operasi
pembangkit telah memenuhi apa yang dipersyaratkan dalam kontrak seperti kapasitas
output pembangkit, efisiensi, dan keandalan atau reliability.

PLN Pusertif berperan sebagai pihak yang melakukan supervisi komisioning proyek
instalasi pembangkit, inspeksi laik operasi hingga Performance Test. PLN Pusertif
bertanggung jawab sebagai owner representatif PLN untuk melaksanakan supervisi
kegiatan PerformanceTest berdasarkan Buku Kontrak dan standar yang disepakati.
Dalam pelaksanaannya, PLN Pusertif sebagai Lembaga Inspeksi Teknik yang
terakreditasi harus menerapkan kaidah-kaidah yang tercantum dalam ISO 17020

8

PUSAT SERTIFIKASI

khususnya pelaksanaan inspeksi dengan kompeten dengan prinsip integritas dan
ketidakberpihakan, guna menjaga mutu PLN Pusat Sertifikasi itu sendiri..

Pada umumnya, PLN Pusat Sertifikasi dalam melaksanakan kegiatan supervisi
performance test akan menugaskan tim yang biasanya terdiri dari

1. 1 orang sebagai Koordinator Tim Supervisi Performance Test (dapat merangkap sebagai
pengawas pengujian)

2. 2 orang sebagai pengawas pengujian boiler
3. 1 orang sebagai pengawas pengujian turbin
4. 2 orang sebagai pengawas pengujian elektrik
5. 1 orang sebagai pengawas pengujian kimia dan lingkungan
Lingkup penugasan tim performance test, antara lain :
1. Melakukan review dan approval prosedur uji unjuk kerja (Performance Test) sesuai dengan

peraturan dan standar yang berlaku.
2. Melakukan koordinasi dengan pihak terkait dalam pelaksanaan performance test.
3. Menyaksikan dan mengikuti kegiatan performance test.
4. Melakukan perhitungan dan evaluasi hasil performance test.
5. Membuat laporan hasil performance test.

I.4 Dasar Pelaksanaan Performance Test dalam Kontrak Proyek PLTU

Pelaksanaan performance test suatu proyek PLTU merupakan suatu kewajiban
kontraktor yang tertuang dalam buku kontrak suatu proyek pembangkit. Secara umum
pada Buku Kontrak proyek-proyek pembangkit tertuang pada beberapa klausul kontrak,
antara lain :

1. Contract Book I General Condition Conditions of Contract
Pada klausul ini disebutkan definisi dari performance test, yang telah kami
sampaikan pada sub-bab sebelumnya, dan disebutkan pula bahwa performance
test ini merupakan salah satu syarat dari pelaksanaan “Commercial Operation”
yang umumnya dikenal dengan istilah Commercial Operation Date (COD).

“Performance Test” means those tests carried out on the Plant to compare actual
performance with performance data supplied and guaranteed by the Bidder to be
performed prior to Taking Over.”

(Sumber : Buku kontrak proyek pembangkit FTP 1)

Seperti yang tercantum pada klausul definisi dalam Buku Kontrak di atas,
performance test merupakan pengujian yang dilaksanakan untuk mengetahui
kinerja suatu pembangkit dan selanjutnya dibandingkan dengan data kinerja yang

9

PUSAT SERTIFIKASI
digaransikan oleh Kontraktor sebelum dilakukan proses serah terima suatu
proyek.
2. Contract Book I Schedule 6 Plant Performance Guarantee
Schedule 6 terkait Plant performance guarantee dalam buku kontrak suatu proyek
merupakan klausul sangat penting yang berhubungan dengan Performance Test,
pada klausul tersebut disebutkan hal-hal yang digaransi kontraktor terhadap
performa dari unit tersebut baik kondisi operasi secara umum maupun parameter
garansi nya.

Gambar - 6 : Contoh Klausul Kontrak Schedule 6 Plant Performance Guarantee
(Sumber : Buku kontrak proyek pembangkit FTP 1)

PLN Pusat Sertifikasi harus memperhatikan parameter maupun nilai yang
tercantum dalam klausul ini, yang akan dijadikan sebagai referensi baik dalam

10

PUSAT SERTIFIKASI
pembahasan prosedur performance test, pelaksanaan, perhitungan maupun
evaluasi terhadap hasil akhir performance test.
3. Contract Book II, Part 4 Technical Requirement, Section 4-3 General Technical
Requirements, Sub-section 4.3.6 Performance testing, Guarantees and First
Inspection.

Gambar - 7 : Contoh klausul kontrak General Technical Requirements
(Sumber : Buku kontrak proyek pembangkit FTP 1)

Pada klausul ini umumnya berisi tentang perihal-perihal teknis yang digunakan
dalam performance test, seperti standard yang digunakan, prosedur pelaksanaan,
ruang lingkup, formula-formula utama, correction curve, instrument yang
digunakan dan ketentuan tambahan lainnya.
4. Contract Book III, Part 4 Technical Requirement, Section 4.9 Erection and
Commissioning, Sub-section 4.9.9 Reliability Run, Performance Testing and First
Year Inspection.

11

PUSAT SERTIFIKASI

5. Contract Book I, Part 3 Special Condition of Contract, 3.4 Liquidates Damage.

Pada klausul ini dijelaskan terkait hal-hal yang dikenakan pada kontraktor, jika
hasil performance test tidak memenuhi ketentuan yg disebut dalam Schedule 6
Plant Performance Guarantee.
Umumnya yang parameter yang dikenakan denda antara lain :

No Parameter Unit
1 Net Plant Heat Rate Per 1 kcal/kWh
2 Reduction of Gross Power Output Per kW
3 Increase in Auxiliary Demand Per kW
4 Transformer Losses (GT and UAT) Per kW

Tabel - 2 : Liquidates damage

6. ASME Performance Test Code (PTC) 6 – Steam Turbine

Standar ASME PTC 6 merupakan standar yang digunakan dalam pengujian
performance test turbin, di dalam standar ini telah dijelaskan secara detail
bagaimana persyaratan kondisi, aturan untuk peralatan, pelaksanaan dan juga
metode perhitungannya.

Gambar - 8 : ASME PTC 6 – 2004 Steam Turbine
12

PUSAT SERTIFIKASI
7. ASME Performance Test Code (PTC) 4.1 dan 4 – Steam Generator

Standar ASME PTC 4 merupakan standar yang digunakan dalam pengujian
performance test boiler, seperti halnya ASME PTC 6 di dalam standar ini juga
dijelaskan secara detail terkait persyaratan kondisi pengujian, aturan untuk
peralatan, pelaksanaan dan metode perhitungannya .

Gambar - 9 : ASME PTC 4 – 2013 Steam Generator
ASME PTC 4.1 merupakan standar yang telah direvisi oleh ASME dengan standar
ASME PTC 4, namun sebagian besar proyek FTP 1 mencantumkan standar yang

dipakai dalam pengujian performance test sesuai kontrak adalah ASME PTC 4.1
dan dengan alasan dari kontraktor bahwa boiler di desain dengan ASME PTC 4.1
dan di dalam kontrak pun disebutkan hal yang sama, maka perhitungan
dilaksanakan dengan metode sesuai ASME PTC 4.1.

13

PUSAT SERTIFIKASI

Gambar - 10 : ASME PTC 4.1 1964-1991 Steam Generator Units

I.5 Ruang Lingkup

Tujuan pelaksanaan Performance Test adalah untuk mengetahui nilai performa suatu
unit pembangkit yang selanjutnya dibandingkan dengan nilai yang digaransikan
Kontraktor pada Buku Kontrak. Selesainya Performance Test ini juga merupakan salah
satu syarat Commercial Operation Date (COD) yaitu waktu dimana unit diserah terimakan
dari Kontraktor kepada Pemilik (Owner) dan secara mailstone proyek, performance test
mempunyai bobot yang cukup besar dalam suatu penyelesaian proyek oleh kontraktor
tersebut.
PLN Pusat Sertifikasi selaku pelaksana supervisi komisioning dan performance test
dalam proyek pembangkit FTP 1 milik PLN bertugas untuk melaksanakan supervisi
kegiatan tersebut, guna memastikan pelaksanaannya sesuai kontrak, standar dan
prosedur yang ada sehingga didapatkan hasil yang valid dan dapat dipercaya.
Adapun untuk pelaksanaan pengujian performance test pembangkit, ada beberapa item
yang pada umumnya harus dilaksanakan berdasarkan kontrak proyek tersebut, baik

14

PUSAT SERTIFIKASI

berupa pengujian terkait garansi, bonafide, balance of plant dan juga terkait dampak
terhadap lingkungan.

Dibawah ini merupakan rincian singkat terkait ruang lingkup supervisi pengujian
performance test proyek pembangkit, walaupun tidak mengikat kesamaannya antara
proyek pembangkit yang satu dengan yang lainnya baik secara mata uji ataupun nilai
garansi yang tercantum.

1. Plant performance guarantee test

No Parameter Pengujian Satuan

1. Gross power output (GPO) kW
2. Gross plant heat rate (GPHR) kkal/kWh

3. Auxiliary power consumption (APC) kW
4. Common power consumption kW

5. Net plant output (NPO) kW

6. Net plant heat rate (NPHR) kkal/kWh

7. Main transformer losses

• Iron losses kW

• Copper losses kW
• Auxiliary power kW

8. Unit auxiliary transformer losses

• Iron losses kW
• Copper losses kW

• Auxiliary power kW

9 Plant operating availability %

Tabel - 3 : Parameter Plant Performance Guarantee Test Sesuai Kontrak

2. Performance bonafide test Satuan
No Parameter Pengujian
kkal/kWh
1. Steam turbine heat rate kkal/kWh
• 100% MCR kkal/kWh
• 75% MCR
• 50% MCR

15

PUSAT SERTIFIKASI

No Parameter Pengujian Satuan

2. Plant maximum load

• Generator output kW

3. Turbine capability at TMCR kW

• Generator output kW

• Steam turbine heat rate kkal/kWh

4. Plant minimum load

• Generator output kW

5. Steam generator efficiency

• BMCR %

• 100% MCR %

• 75% MCR %

• 50% MCR %

6. Maximum steam generator capability

• Main steam flow kg/h

7. HP heater cut off

• Generator output kW

8. Boiler excess air %

9. Furnace leakage %

Tabel - 4 : Parameter Performance Bonafide Test Sesuai Kontrak

3. Other equipment guarantee Satuan
No Parameter Pengujian
%
1. Environment control
a. Electrostatic Precipitator (ESP) efficiency mg/m3
b. Emission mg/m3
• Sulfur dioxide (SO2) mg/m3
• Nitrogen dioxide (NO2)
• Particulate %
• Opacity dB
c. Noise

16

PUSAT SERTIFIKASI

No Parameter Pengujian Satuan

2 Equipment guarantee

a. Ship unloading rated capacity t/h

b. Coal handling capacity t/h

c. Fly ash handling capacity t/h

d. Desalination plant

• Net capacity t/day

• TDS ppm

• Fe mg/L

• pH /

e. Water treatment plant

• Capacity t/day

• Conductivity μs/cm

• pH /

• SiO2 Ppm

f. Waste Water Treatment Plant

• Capacity m3/h

• Dissolved iron concentration mg/L

• SS mg/L

• COD mg/L

• BOD mg/L

g. Chlorination system

• Capacity（Cl2） kg/h

• Chlorination quality: NaClO ppm
concentration (cooling water inlet pipe)

h. Hydrogen production system

• Capacity Nm3/h

Tabel - 5 : Parameter Other Equipment Guarantee Sesuai Kontrak

Tabel-tabel diatas merupakan data yang sangat lengkap sesuai yang terdapat pada buku
kontrak klausul Schedule 6 Plant Performance Guarantee, namun pada kesempatan ini

17

PUSAT SERTIFIKASI
penulis hanya menyampaikan penjelasan terkait guarantee test dan bonafide test,
adapun untuk other equipment guarantee akan kami sampaikan di lain kesempatan.

I.6 Metode Umum Pelaksanaan Performance Test

Pada dasarnya untuk pengujian performance test turbin dan boiler, metode yang
digunakan adalah sesuai yang tercantum dalam Buku Kontrak suatu proyek yaitu standar
ASME yang telah kami sebutkan dalam sub bab 1.4 Dasar pelaksanaan Performance
Test dalam Kontrak, namun terkadang hal-hal teknis yang detail dan tidak diatur dalam
Kontrak harus diperjelas dalam suatu prosedur pengujian yang disepakati bersama.
Proses pelaksanaan Performance Test pada dasarnya hampir sama, khususnya untuk
pengujian antara beban 100% MCR, 50% MCR dan 75% MCR, sedangkan untuk
pengujian lain seperti bonafide test yang tidak menghitung nilai turbine heat rate maupun
boiler efficiency, menggunakan metode khusus yang akan kami jelaskan pada bab
selanjutnya.

18

PUSAT SERTIFIKASI

BAB II SEKILAS DASAR THERMODINAMIKA

SEKILAS DASAR TERMODINAMIKA

Kata termodinamika berasal dari Yunani yaitu kata thermos yang berarti panas and
dynamic yang berarti perubahan, perubahan yang dimaksud disini adalah
perubahan fisika energi, panas, entropi dan juga proses. Jadi definisi
termodinamika adalah ilmu yang menggambarkan dan mendefinisikan
transformasi/perubahan dari suatu bentuk energi ke bentuk energi lainnya khususnya
antara energi termal dan energi mekanik.
“Thermodynamics is a science which studies the changes in temperature, pressure, and

volume on physical systems on the macroscopic scale by analyzing the collective
motion of their particles through observation and statistics.”

(sumber : www.universalclass.com)
Cakupan pembahasan termodinamika meliputi variabel temperatur, volume dan tekanan.
Energi sendiri adalah suatu besaran kapasitas atau kemampuan untuk melakukan
kerja/usaha. Bentuk energi antara lain seperti energi potensial, kinetik, termal, kimia, dan
nuklir. Proses perpindahan energi melalui dua cara yaitu berupa panas maupun kerja.
Panas (Q) adalah bentuk perpindahan energi dari suatu benda atau sistem kepada benda
atau sistem lainnya melaui kontak termal ketika keduanya memiliki perbedaan
temperatur. Kerja adalah bentuk perpindahan energi dari suatu benda atau sistem
kepada benda atau sistem lainnya besarnya diukur dari perubahan pada batasan
mekanis yang umum seperti tekanan, volume. Titik tolak pembahasan termodinamika
adalah hukum termodinamika yang menyatakan bahwa energi dapat dipertukarkan
diantara beberapa system fisik sebagai panas maupun usaha atau kerja.

19

PUSAT SERTIFIKASI

Secara umum Termodinamika dapat dimanfaatkan untuk :

1. Menjelaskan kerja beberapa sistem termodinamis.
2. Menjelaskan mengapa suatu sistem termodinamis tidak bekerja sesuai dengan yang

diharapkan.
3. Menjelaskan mengapa suatu sistem termodinamis sama sekali tidak mungkin dapat

bekerja.
4. Landasan teoritis dalam mendesain suatu sistem termodinamika

II.1 Proses Termodinamika

Proses termodinamika didefinisikan sebagai perubahan bentuk energi suatu system
termodinamika dari kondisi awal hingga mencapai kondisi akhir. Setiap proses
termodinamika diklasifikasikan berdasarkan parameter yang mana yang dijaga konstan.
Proses yang dikenal dalam pembahasan termodinamika meliputi:

1. Proses isobarik (tekanan selalu konstan)

Proses isobarik merupakan proses perubahan sistem pada tekanan tetap. Jika

sejumlah kalor diberikan kepada sistem dengan tekanan tetap, volumenya akan

bertambah seiring pertambaham kalor yang masuk. Ini berarti sistem melakukan

usaha. Berdasarkan uraian tersebut, pada proses isobarik berlaku persamaan:

2 = 1
2 1

dimana :

1,2 : Volume
1,2 : Temperature

Gambar - 11 : Grafik Hubungan Tekanan (P) dan Volume (V) pada Proses Isobarik
(Sumber : www.kemendikbud.go.id)

20

PUSAT SERTIFIKASI

Sedangkan besarnya usaha yang dilakukan = luasan yang diarsir grafik p-V di atas,

formula usahanya :

= ∆ = ( 2 − 1)

Perubahan energi dalam sistem dinyatakan dengan persamaan berikut.

∆ = −

2. Proses isotermik (temperatur selalu konstan)
Proses perubahan keadaan sistem pada suhu tetap. Menurut Hukum Boyle, pada
proses ini berlaku persamaan berikut.

=
1 × 1 = 2 × 2
Berdasarkan persamaan perubahan energi dalam (ΔU = Q - W ), didapatkan bahwa
usaha yang dilakukan sama dengan jumlah kalor yang diberikan. Karena suhunya
tetap maka pada proses isotermis ini tidak terjadi perubahan energi dalam.

Gambar - 12 : Grafik Hubungan Tekanan (P) dan Temperatur (V) pada Proses Isobarik
(Sumber : www.kemendikbud.go.id)

Sedang usahanya dapat dihitung dari luas daerah di kurva di atas, besarnya seperti

berikut.

= = ln 2
1

3. Proses adiabatik

21

PUSAT SERTIFIKASI
Proses adiabatik adalah proses perubahan sistem tanpa ada kalor yang masuk atau
keluar dari sistem. Walaupun tidak ada kalor yang masuk atau keluar, tetapi
suhunya tidak tetap. Proses adiabatik dapat dilakukan dengan cara menutup sistem
serapat-rapatnya, sehingga tidak ada pertukaran kalor dengan lingkungan.
Jadi, pada proses adiabatik berlaku persamaan berikut:
∆ = − , dan = 0 karena tidak ada kalor yang masuk dan keluar dari sistem
∆ = 0 − ,
∆ = − .

Gambar - 13 : Grafik Hubungan Tekanan (P) dan Temperatur (V) pada Proses Isobarik
(Sumber : www.kemendikbud.go.id)

4. Proses Isokhorik (Volume selalu Konstan)
Pada proses isokhorik, sistem tidak mengalami perubahan volume, walaupun
sejumlah kalor memasuki atau keluar sistem. Ini memberikan pengertian bahwa
sistem tidak melakukan atau menerima usaha. Dengan kata lain, usaha yang
dilakukan sistem atau yang dilakukan lingkungan pada sistem sama dengan nol
(W= 0).
Jadi, pada proses isokhorik berlaku persamaan:
∆ = − , dan = 0 karena tidak melakukan kerja terhadap sistem, maka :
∆ = − 0,
∆ = .

22

PUSAT SERTIFIKASI

II.2 Siklus Rankine

Dalam Termodinamika dikenal siklus Rankine yang merupakan gambaran prinsip kerja
dari siklus PLTU ideal. Ideal disini berarti tidak terdapat rugi-rugi akibat perubahan energi
kinetik dan energi potensial, serta gesekan diabaikan.
Skema siklus rankine dapat di tunjukkan pada gambar berikut :

Gambar - 14 :Siklus Rankine Sederhana
Penjelasan gambar 14 diatas, Siklus Rankine ideal terdiri dari 4 proses :

• 1 – 2 merupakan proses kompresi isentropik dengan pompa.
• 2 – 3 Penambahan panas dalam boiler pada tekanana = konstan.
• 3 – 4 Ekspansi isentropik kedalam turbin.
• 4 – 1 Pelepasan panas didalam kondenser pada tekanan = konstan.
Dengan memperhatikan gambar di atas, maka prinsip kerja dari PLTU dapat dijelaskan
sebagai berikut :
a) Air masuk pompa pada kondisi 1 pada fase cair jenuh (saturated liquid) dan
dikompresi sampai tekanan operasi boiler. Temperatur air akan meningkat
selama kompresi isentropik yang disebabkan oleh terjadinya penurunan volume
spesifik air. Jarak vertikal antara 1 - 2 pada TS diagram tersebut dilebih-lebihkan
supaya dapat dilihat dengan jelas.

23

PUSAT SERTIFIKASI

b) Air memasuki boiler sebagai cairan terkompresi pada kondisi 2 dan akan menjadi
uap superheated pada kondisi 3. Dimana panas diberikan oleh boiler ke air pada
tekanan konstan (isobar). Boiler dan seluruh bagian yang menghasilkan uap ini
disebut sebagai steam generator.

c) Uap superheated pada kondisi 3 kemudian akan memasuki turbin untuk
diekspansi secara isentropik dan akan menghasilkan kerja untuk memutar shaft
yang terhubung dengan generator listrik sehingga dihasilkanlah listrik. Tekanan
dan temperatur uap akan turun selama proses ini menuju keadaan 4 dimana uap
akan masuk condenser dan biasanya sudah dalam fase campuran jenuh (liquid–
vapor mixture).

d) Uap yang masuk ke kondensor akan dikondensasikan pada P konstan didalam
kondenser dan akan meninggalkan kondenser sebagai cairan jenuh yang akan
masuk pompa kembali, begitu seterusnya.

II.3 Perpindahan Panas

Perpindahan panas (heat transfer) adalah ilmu untuk memprediksi perpindahan energi
yang terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara benda atau material. Ilmu
perpindahan panas tidak hanya menjelaskan bagaimana energi kalor itu berpindah dari
suatu benda ke benda lain, tetapi juga dapat memprediksi laju perpindahan yang terjadi
pada kondisi kondisi tertentu. Perbedaan ilmu perpindahan panas dengan ilmu lain
adalah dapat menganalisis laju perpindahan panasnya yang disebabkan karena pada
waktu proses perpindahan itu berlangsung, sistem tidak berada dalam keadaan
seimbang, contohnya suatu batangan besi panas dicelupkan ke dalam air, ilmu
perpindahan panas dapat memprediksi berapa lama suhu batangan besi atau air
mengalami keseimbangan atau pada suhu berapa besi atau air mengalami
keseimbangan. (J.P. Holman, 1994)

24