Suatu peralatan atau sistem yang menghasilkan output yang diinginkan misalnya listrik, uap, gerak, dan lainnya tentunya memiliki performa terukur. Nilai performa ini didefinisikan sebagai perbandingan antara usaha yang dilakukan dibandingkan dengan nilai posistif yang didapatkan. Misalnya pada pompa diukur dengan effisiensinya, Air conditioner (AC) performanya diukur berdasarkan Coefficient of performance (COP) , begitupun pembangkit listrik tentu ada suatu nilai performa yang diukur.
Suatu pembangkit listrik diukur performanya berdasarkan suatu nilai yang disebut dengan Heat rate dengan satuan yang biasa digunakan adalah kKal/kW h. Parameter tersebut merepresentasikan nilai energi input dibandingkan dengan energi yang dihasilkan dalam kilo watt hour (kWh). Misalkan suatu PLTU memiliki heatrate 3000 kkal/ kW h artinya PLTU tersebut membutuhkan bahan bakar dengan energi sebesar 3000 kkal untuk menghasilkan 1 kWh.
Pada PLTU ada beberapa heatrate berdasarkan posisi pengambilan titik pengukurannya:
- Turbine Heat rate (THR)
- Gross Plant Heat rate (GPHR)
- Nett Plant Heat Rate (NPHR)
Representasi dari ketiga titik ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Dimana:
Eff B : Effisiensi Boiler
GT : generator transformer
UAT : Unit Auxiliary transformer
Dari gambar diatas dapat dilihat definisi beberapa istilah heatrate dan dapat diformulasikan sebagai berikut:
- Turbine heat rate (THR)= Laju heat yang masuk ke Siklus Uap/Generator Output
Laju heat yang masuk ke siklus uap dapat di hitung dari perbedaan parameter fluida yang masuk ke boiler dan steam yang keluar boiler, sehingga jika kita mengambil contoh heat & Mass Balance Diagram postingan sebelumnya, maka dapat diformulasikan menjadi:
THR = m1 (H1 – H2)/ Gross Output
Dimana:
- H1 = Enthalpy Steam Out Boiler (kJ/kg)
- H2 = Enthalpy Water In Boiler(kJ/kg)
- M1 = Laju Aliran massa fluida (kg/h
- Gross Output = Power output generator (kW)
Sehingga
THR = 35.9 ton/h* (3400-635.9 )kJ/kg ÷ 8500 kW
= 35900 kg/h *(2764.1) kJ/kg ÷ 8500 kW= 11674.26 kJ/kW.h
= 2788.35 kKal/ kW.h
Formula tersebut hanya berlaku untuk boiler yang tidak menggunakan reheater, jika menggunakan reheater, maka laju heat yang masuk ke reheater pun harus ditambahkan kedalam formula.
- Gross Plant Heat rate (GPHR) = Laju heat yang masuk ke Boiler/Generator Output
Laju heat yang masuk kedalam siklus uap tentu berbeda dengan laju heat yang masuk ke Boiler. Setiap boiler memiliki nilai effisiensi sehingga tidak 100% heat yang masuk ke boiler akan terserap kedalam siklus uap, sehingga jika dihitung secara termal saja dari Turbine Heatrate (THR) dalam menghitung bahan bakar yang dibutuhkan tentunya tidak akan cukup untuk menghasilkan daya (kW) yang sama sesuai Heat & mass balance diagram.
Untuk menghitung laju heat yang masuk ke Boiler, tinggal kita hitung Bahan bakar yang dimasukkan kedalam boiler, sehingga dapat diformulasikan sebagai berikut:
GPHR = Cv bahan bakar * Flowrate / gross Out (KW)
Dimana:
Cv bahan bakar = Nilai Kalori Bahan bakar (kkal/kg)
Flowrate = laju aliran bahan Bakar (kg/h)
Akan tetapi formula ini hany bisa dipakai pada saat performance test, dimana parameter bahan bakar terutama pengukuran flowrate bahan bakar sudah dilakukan, sedangkan pada saat tahap desain, dapat menggunakan formula sebagai baerikut:
GPHR = THR ÷ Eff Boiler
Dimana : Efisiensi Boiler diestimasikan terlebih dahulu oleh engineer desain, tentunya harus dengan pengalaman dan perhitungan yang matang, sehingga tidak meleset jauh dari desain yang diinginkan. Karena biasanya parameter GPHR ini dalam proyek EPC Powerplant menjadi suatu garansi performance, jika tidak tercapai akan terkena denda performance.
kemudian sesuai dengan perhitungan THR diatas didapatkan THR =2788.35 kKal/ kW.h, dan estimasi effisiensi Boiler 79% (HHV Basis)
Sehingga
GPHR = 2788.35 kKal/ kWh ÷ 79%
=3529. 56 kkal/kWh
- Nett Plant Heat Rate (NPHR = Laju Heat yang masuk ke Boiler/ Nett Output
Laju heat yang masuk ke boiler sama dengan penjelasan diatas, sedangkan yang dimaksud dengan Nett Output adalah Daya (power) yang dihasilkan suatu pembangkit listrik setelah dikurangi daya yang dipakai sendiri oleh pembangkit tersebut (Auxiliary Power) untuk menjalankan berbagai peralatan didalamnya seperti pompa, motor-motor, Kompressor, Water treatment, dan lainnya. Sehingga dapat diformulasikan sebagai berikut
NPHR = GPHR ÷ (1- Aux. Power/Gross output)
Diimana :
- GPHR = 3529. 56 kkal/kWh
- Aux Power: asumsi 15% dari Gross Output 8500 kW = 1275 kW
Maka
NPHR = 3529. 56 kkal/kWh ÷ (1-0.15) =4152. 4 kkal/kwh
mukhlasonMarch 31, 2015 at 9:26 am
mantab !!
Wawang_MS98December 11, 2015 at 5:08 pm
Cihuuy juga
abdul mananDecember 14, 2015 at 9:38 am
Silahkan Rekan-rekan senior jika ada koreksi ataupun tambahan bisa disampaikan. atau jika berkenan untuk menjadi kontributor di website ini sangat terbuka
yuliadi yunusOctober 19, 2016 at 3:57 pm
bagaimana dengan effisiensinya?apakah jadi faktor utk performance suatu pembangkit, dan bagaimana rumusnya?
Abdul MananOctober 20, 2016 at 11:09 am
Heat Rate (kCal/kW hour) adalah representasi lain dari effisiensi pembangkit tersebut. HR jika diubah menjadi Effisiensi (%) maka rumusnya menjadi
Effisiensi (%) = 860 /Heat rate
JayaNovember 16, 2016 at 6:50 am
860 tu dapat dari mana ya?
Abdul MananNovember 17, 2016 at 1:03 pm
1 kiloWatt-hour (kWh) = 860 kilo kalori
ridho harliJanuary 21, 2016 at 7:29 pm
Mantab mas .
Mas sya ada pertanyaan sedikit kompleks . Buat bahan skripsi saya bpleh minta kontaknya mas
abdul mananFebruary 3, 2016 at 12:46 pm
Mas Ridho silahkan kontak Via gmail saya atau link facebook diatas
yandhaMay 24, 2016 at 10:21 am
mas mau nanya dong
beda pengertian heat rate dan heat balance apa ya?
teoritisnya bagaimana?
terima kasih
Abdul MananJune 6, 2016 at 8:59 pm
Heat Rate adalah parameter performance seperti yang sudah dijelaskan di artikel diatas, yaitu energi input dibandingkan energi listrik yang dihasilkan
sedangkan heat balance, terkait dengan kekekalan massa dan energi dalam suatu sistem
Addin AdityaJuly 22, 2016 at 9:23 pm
mas mau tanya, untuk menghitung daya yang dibangkitkan oleh sebuah PLTU berdasarkan heat rate di atas itu kita menghitung dengan salah satu rumus heat rate di atas atau digabungkan mas?
Abdul MananJuly 23, 2016 at 5:54 pm
Mas Addin Aditya, Daya yang dibangkitkan PLTU atau Gross Output pada aktualnya bukan dihitung tetapi diukur. karena kapasitas pembangkit itu sudah tertentu atau sudah ditentukan saat membangun PLTU Tersebut.
heat rate bukan untuk menghitung daya Pembangkit listrik, tetapi merupakan parameter effisiensi pembangkit listrik. untuk menghitung atau mengestimasi daya pembangkit, bisa menggunakan sofware thermal untuk membuat heat balance diagram (HBD)
Dea FarhaniSeptember 9, 2016 at 11:41 am
Mas websitenya sangat membantu pembelajaran saya , saya mau nanya mas perihal perhitungan effisiensi,heat rate dll apakah ada standar yang digunakan ASME atau lain sebagainya?
Abdul MananSeptember 10, 2016 at 3:09 am
untuk perhitungan performance test, mas dea dapat lihat sbb:
– ASME PTC 4.1 Perhitungan effisiensi Boiler
– ASME PTC 6 Performance Test Steam Turbin
– ASME PTC 46 Perhitungan Performance Test Plant
Dea FarhaniJanuary 28, 2017 at 7:43 am
Copy that sir thank you
suwardiOctober 18, 2016 at 1:41 pm
GPHR = T.TR / Boiler Eff
Untuk boiler eff apakah harus memakai metode Heat Loss ?
Boleh nggak dalam menghitung GPHR boiler eff nya menggunakan Metode Input-Output Pak ? Mohon penjelasan.
Abdul MananOctober 20, 2016 at 10:40 am
boleh saja, tergantung kesepakatan didalam kontraknya. secara teknis keduanya ada diatur di ASME PTC
Mochammad ThohirNovember 5, 2016 at 6:25 pm
Mas Abdul Manan ,saya mau nanya perhitungan NPHR untuk Pembangkit PLTU yang berusia 35 tahun ke atas apa perlu dibandingkan dengan data saat comisioning bagaimana dengan losses (rugi rugi)panas yang hilang apa gak diperhitungkan untuk menghitung efisiennya?
Abdul MananNovember 9, 2016 at 5:58 pm
Dear Pak Thohir, saya kira terkait Pembangkit yang berusia lama boleh saja jika mau dibandingkan dengan data saat komisioning yang tentunya akan berbeda, disamping itu per equipment harus diassest apakah masih layak operasi karena sudah melewati umur pakainya karena terkait safety pengoperasiannya.
terkait perhitungan NPHR, saya kira baik pembangkit lama maupun baru prosedur pengukurannya sama saja, rugi2 panas yang bapak maksud sudah ada di dalam metoda perhitungan sebelum menghitung NPHR, yaitu pada step menghitung Turbine Heat Rate dan Boiler Effisiensi
ginaNovember 25, 2016 at 5:17 am
kak , saya ingin bertanya. selain heatrate, parameter kinerja dari suatu PLTU dapat ditentukan dengan apa ?
Abdul MananNovember 29, 2016 at 5:02 pm
beberapa parameter operasi pembangkit selain heat rate diantaranya dayanya yaitu Gross output dan net output
GilangNovember 29, 2016 at 7:42 am
Mas contoh perhitungan PLTU yang mana ya mas ??
Abdul MananNovember 29, 2016 at 5:06 pm
contoh perhitungan untuk PLTU skala kecil 8.5 MW Gross Output silahkan diklik di link Heat & Mass Balance diagram
hari fJanuary 18, 2017 at 1:14 pm
Mas saya sedang menyusun skripsi tentang performance PLTGU, mohon bantuan nya mas buku atau bacaan apa ya yang menyebutkan Baik atau buruk nya Nilai dari Efisiensi PLTGU ?
misal nilai efisiensi PLTGU nya 45% nah apakah itu baik atau sudah jelek..?
lalu misal efisiesi Desainnya 48% kemudian dalam jangka 2 tahun ternyata efisiensi nya turun jadi 32% nah apakah itu dikatakan penurunan yang wajar atau tidak?
adakah buku atau bacaan nya mas yang membahas seperti itu..
mhon bantuan nya mas terima kasih ..
Abdul MananJanuary 31, 2017 at 10:08 pm
Dear Mas Hari F, normalnya nilai effisiensi pembangkit selama 5 tahun pertama tidak akan turun significant selama maintenancenya terjaga, berhubung saya bukan operator pembangkit, saya tidak terlalu mendalaminya dan buku terkait hal tersebut pun saya kurang tau, saya lebih ke arah membangun pembangkit dan memprediksi performancenya
Nur azisJanuary 31, 2017 at 8:25 am
Mas mau nanya kalo untuk mengurangi nilai NPHR selain dari cara mengontrol nilai kalori batubara yang masuk ke pembakaran apa mas..??
Abdul MananJanuary 31, 2017 at 10:15 pm
yang berpengaruh terhadap NPHR diantaranya:
– Auxiliary Power, pemakaian daya sendiri, dikurangi untuk hal-hal yng tidak perlu
– coal specification, mempengaruhi effisiensi boiler akan tetapi ini pun terbatas karena boiler dibangun pada suatu nilai bataubara, sebainya batubara yang masuk disesuaikan dengan desainnya
– P,T, dan flow pada siklus termal dijaga pada perbaiki sesuai kondisi desainnya
AgusFebruary 15, 2017 at 9:16 am
Mas saya kurang begitu paham mengenai arti dari nilai batubara, boleh diberikan contoh konkret untuk ini? Misalnya spesifikasi seperti apa batubara dan spesifikasi seperti apa boilernya
Nuhun
Abdul MananFebruary 15, 2017 at 5:02 pm
Silahkan baca artikel saya sebelumnya https://www.pembangkitlistrik.com/batu-bara-sebagai-bahan-bakar-pltu/
ishariyantoFebruary 13, 2017 at 10:16 am
maaf mas mau tanya, klo misal tidak diketahui flowrate bahan bakar, gmn caranya menghitung GPHR nya ya, makasih mas sebelumnya
Abdul MananFebruary 13, 2017 at 9:10 pm
Silahkan dibaca lagi artikelnya dengan teliti, sudah saya jelaskan jika tidak diketahui bisa diestimasikan menggunakan formula THR÷effisiensi boiler
Gina Egiyana Fauzi AMarch 2, 2017 at 9:53 am
mas, kalau standar efisiesi dan heat rate PLTU berapa ya ? apakah ada buku yang menjelaskan standar efisiensi dan heatrate PLTU ?
Badja sihombingMarch 8, 2017 at 7:30 am
Untuk hitung cost per kilogram steam pada pltu gmna ya? Thanks.
Abdul MananMarch 9, 2017 at 6:14 am
Di PLTU tidak dikenal istilah cost per kg steam seperti di geothermal, karena steam di PLTU hanya berputar-putar di dalam siklus peralatannya.
Istilah cost adalah dari sumber utama, misal utk pltu adalah batubara untuk geothermal adalah steam jadi istilah coat per kg steam hanya cocok untuk geothermal saja.
Badja sihombingMarch 8, 2017 at 7:30 am
Untuk hitung cost per kilogram steam pada pltu gmna ya? Thanks.
Rahmad SasmitaMarch 31, 2017 at 7:27 pm
Mas, saya sedang menyusun laporan tugas akhir saya.
Rencana Mau bandingin NPHR PLTU yg menggunakam boiler CFB dgn PLTU yg memakai boiler PC. Kira2 parameter2 pembanding apa saja yg perlu dicari?
Dan Ada artikel yg bahas masalah tersebut tidak mas? Mohon bantuan nya mas.
Abdul MananApril 1, 2017 at 8:52 pm
Dear Mas Rahmad, mohon maaf saya belum menulis artikel khusus utk CFB atau PC. pada prinsipnya perbedaan Circulating Fluidized Bed (CFB) Boiler dan Pulverized Coal (PC) Boiler adalah pada prinsip pembakarannya,
– pada PC Boiler batubara di pulverized hingga halus lalu dibakar, jika sulfur content pada batubara tinggi, diperlukan peralatan tambahan Flue Gas Desulfurization (FGD) untuk menurunkan emisi sulfurnya
– pada CFB Boiler, batubara tidak dipulverized (sekitar 10-30 mm) selain itu terdapat bed material (pasir) dan Limestone jika dibutuhkan untuk menurunkan emisi sulfur pada flue gasnya ( tidak memerlukan FGD lagi)
sedangkan secara effisiensi, jika spesifikasi batubaranya sama, antara PC maupun CFB relatif sama effisiensinya, sehingga Gross Plant Heat Rate (GPHR) akan relatif sama. perbedaan mendasar untuk membandingkan adalah Auxiliary Power:
– pada CFB terdapat peralatan seperti HP Blower, Fan-Fan (PAF, FDF, IDF)
– pada PC terdapat peralatan seperti Coal mill, FGD (jika Sulfur content tinggi), Fan-fan (PAF,FDF,IDF)
peralatan-peralatan tersebut harus dapat dibandingkan power consumptionnya, dan pada akhirnya akan mementukan perbedaan Nett Plant Heat Rate (NPHR) antara PLTU CFB dan PLTU PC
NugrohoApril 1, 2017 at 6:11 pm
Mas Abdul Manan mau tanya Enthalpy h1 dan h2 itu dapet dari mana ya mas? untuk h1 enthalpynya steam out dan h2 enthalpy nya water (feedwater) mohon pencerahannya mas? maksudnya nilainya dapat darimana gtu, apa ada perhitungannya.., Terimakasih mas Abdul Manan..
Abdul MananApril 1, 2017 at 8:58 pm
Mas Nugroho, silahkan di cek di artikel saya sebelumnya https://www.pembangkitlistrik.com/heat-and-mass-balance-diagram/
dari Heat & Mass balance Diagram dapat dilihat nilai entalpi h1 dan h2
ishariyantoApril 4, 2017 at 8:03 am
maaf mas mau tanya, klo kita mau mengubah satuan tekanan menjadi satuan heatrate (kkal/kwh), misalnya deviasi tekanan 0,28 MPa. gmn kita mengubah dalam satuan heatrate mas. makasih
Abdul MananApril 4, 2017 at 8:53 am
Oh.. maksud bapak deviasi tekanan terhadap designnya berpengaruh terhadap heatrate harus disimulasikan pada heat balance diagramnya dengan software
ishariyantoApril 4, 2017 at 9:53 am
maksud sya gmn caranya mengkonversi satuan Mpa atau derajat celcius kedalam satuan heatrate mas. agar diketahui besar deviasi terhadap heatrate (rupiah)
ishariyantoApril 4, 2017 at 2:36 pm
pake software apa pak ya
Rahmad SasmitaApril 11, 2017 at 8:51 pm
Maaf mas nanya lagi, kalo perhitungan NPHR dengan metode Heat loss nya gmna ya? Apa rumus nya sama dengan yg diatas? Apa saja yg dijadikan parameter pengukuran, Dan kalau melalui performance test Juga bisa tidak pkai perhitungan yg diatas?
Terimakasih
Abdul MananApril 12, 2017 at 1:51 pm
Metode heat loss itu untuk menghitung effisiensi boiler, ASME PTC.4
Perhitungan diatas hanya penyederhanaan, detail untuk Performance Test untuk NPHR dapat merujuk ke ASME PTC 46
Rahmad SasmitaApril 13, 2017 at 9:35 am
Bisa Minta tlong share file ASME PTC nya mas ke email madsasmita3@gmail.com
Dody yuwantoApril 29, 2017 at 1:06 pm
Maaf mas mau tanya.. nubie dlm power plant bisa saya mnta fb mas kah…