Analisa Stabilitas Breakwater Pada Kolam Labuh Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Sudimoro Pacitan - ITS Repository

Gratis

0
0
94
3 days ago
Preview
Full text

TUGAS AKHIR - MO 141326

  Pada tugas akhir ini dilakukan analisa berat dan tipe untuk pemecah gelombang di PLTU Sudimoro supaya breakwater bisa armour berfungsi lagi. Jenis BPPT-Lock lebih ringandibandingankan dengan yang lain karena mempunyai nilai koefisien KD yang tinggi yaitu 17 untuk bagian lengan dan 13 untuk bagian kepala.

SUDIMORO PACITAN

  Pada tugas akhir ini dilakukan analisa berat dan tipe untuk pemecah gelombang di PLTU Sudimoro supaya breakwater bisa armour berfungsi lagi. Jenis BPPT-Lock lebih ringandibandingankan dengan yang lain karena mempunyai nilai koefisien KD yang tinggi yaitu 17 untuk bagian lengan dan 13 untuk bagian kepala.

KATA PENGANTAR

  Alhamdulillah, sagala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikanTugas Akhir yang berjudul “Analisa Stabilitas Breakwater pada Kolam Labuh Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Sudimoro Pacitan” dengan baik. Maka dari itu penulismengharapkan adanya saran yang membangun untuk menyempurnakan laporanTugas Akhir ini ataupun untuk penelitian selanjutnya.

UCAPAN TERIMA KASIH

  Sehubungan dengan terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini, pertama penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada Allah SWT karena dengan izinnyapenulis dapat menyelesaikan tugas akhir beserta laporannya, serta pihak-pihak yang telah membantu, maka dalam lembar ini saya mengucapkan terimakasih kepada: 1. Kedua orang tua penulis yang selalu menyayangi, menodoakan, dan memberikan motivasi dan dukungan secara moral maupun materialkepada penulis sehingga mampu menyelesaikan perkuliahan tahap sarjana serta Tugas Akhir ini dengan baik.

1.1. Latar Belakang Permasalahan

  Berdasarkan permasalahan kerusakan susunan di breakwater PLTU Sudimoro, perlu adanya evaluasi kembali terkaitbesarnya gelombang disekitar breakwater, tinggi gelombang yang menghantam breakwater , dan juga berat armour penyusun breakwater yang akan digunakan. Manfaat Manfaat dari penulisan tugas akhir ini yaitu untuk mencari penyebab rusaknya susunan breakwater dan memberikan salah satu solusi untuk mengatasikerusakan susunan breakwater yang ada di PLTU Pacitan.

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

1.1. Tinjauan Pustaka

  Bangunan perlindung pantai yang sering digunakanyaitu breakwater, breakwater atau pemecah gelombang berfungsi untuk melindungi kolam labuh dari serangan gelombang (Triatmodjo, 2002) sehinggakapal bisa bersandar di jetty dengan mudah.adalah struktur yang dirancang untuk melindungi daerah Breakwater sepanjang garis pantai dari hempasan gelombang laut. Berdasarkan permasalahan kerusakan susunan di breakwater PLTUSudimoro, perlu adanya evaluasi kembali terkait besarnya gelombang disekitar breakwater, tinggi gelombang menghantam breakwter, dan juga berat dan tipe armour penyusun breakwater yang akan digunakan.

2.1.1 Pemecah gelombang adalah bangunan yang digunakan untuk melindungi daerah perairan pelabuhan dari serangan gelombang (Triatmodjo, 2002)

  Bangunan ini memisahkan daerah perairan dari laut bebas, sehingga perairan pelabuhan tidak banyak dipengaruhi oleh gelombang besar dari laut. Breakwater adalah struktur yang dirancang untuk melindungi daerah sepanjang garis pantai dari hempasan gelombang laut.

2.1.2 Dari data angin yang diperoleh kemudian akan digunakan untuk

  Grafik hubungan kecepatan angin di laut dan di darat (Sumber: Triatmodjo, 1999) Dengan:RL = koreksi terhadap pencatan angin yang dilakukan di daratUW = kecepatan angin di ukur di darat dekat lautUL = kecepatan angin di ukur di darat Dalam peramalan gelombang maka kecepatan angin tersebut harus diubah ke dalam Wind Stress Faktor, UA, dengan menggunakan formulasi padapersamaaan berikut ini. (2) dengan:U = kecepatan angin (m/second)U A = wind stress factor Tinggi gelombang signifikan (HS), periode signifikan (TS) didapatkan dengan cara memasukkan nilai wind stress factor, UA, panjang fetch effektif(Feff) pada grafik SPM (Shore Protection Manual) atau dengan memasukkan nilai-nilai tersebut kedalam formulasi persamaan forecasting gelombang lautdalam berikut ini yang merupakan formulasi pendekatan dari grafik menurut SPM, 1984 vol.

2.1.3 Analisis Kala Ulang

  Misalkan apabila T = 30, gelombang yang diperkirakan adalah gelombang 30 tahunan ataugelombang dengan periode ulang 30 tahun, artinya bahwa gelombang tersebut diharapkan disamai atau dilampaui rata Ekstrapolasi adalah proses memperkirakan, di luar jangkauan pengamatan asli, nilai variabel atas dasar hubungannya dengan variabel lain. Keterangan yang paling mendasar dari gelombangsinusoidal yang menjadi acuan dari teori gelombang ini adalah gelombang panjang (L), tinggi gelombang (H), periode (T) dan kedalaman air (d).

2.2.4.3. Pendangkalan Gelombang (wave shoaling)

  Kecepatan gerak gelombang juga berkurang seiring dengan pengurangan kedalaman dasar laut, sehingga menyebabkan puncak gelombang yang ada diair dangkal bergerak lebih lambat dibandingkan puncak gelombang yang berada di perairan yang lebih dalam. Maka tinggi gelombang pada kedalaman H o akibat adanya refraksi dan shoaling adalah : o H = tinggi gelombang di laut dalam.

2.2.4.5. Difraksi Gelombang

  Perairan yang jauh dari penghalang akanmemiliki energi lebih banyak (energi gelombang awal) dibandingkan perairan di belakang penghalang yang semula tenang (tidak ada energi karena tidakada gelombang), terjadilah proses pemindahan energi di panjang puncak gelombang tersebut ke arah daerah yang terlindung bangunan pantai. Tinggi gelombang di suatu tempat di daerah terlindung tergantung pada jarak titik tersebut terhadap ujung rintangan r, sudut antar rintangan dan garis  yang menghubungkan titik tersebut dengan ujung rintangan , dan sudut  antara arah penjalaran gelombang dan rintangan , dan perbandingan antara tinggi gelombang di titik yang terletak di daerah terlindung dan tinggigelombang datang (r/L) disebut koefisien difraksi K d .

2.2.4.6. Refleksi Gelombang

  Suatu bangunan yang mempunyai sisi miring dan terbuat dari tumpukan batu akan bisa menyerap energi gelombang lebih banyakdibandingkan bangunan tegak dan masif. Apabila cos kx = cos 2H i , yang berarti bahwa tinggi gelombang didepan bangunan vertikal bisa mencapai dua kali tinggi gelombang datang.

2.2.5 Perencanaan Dimensi Breakwater

Pemecah gelombang tumpukan batu (Roubble mount breakwater) yaitu suatu struktur yang terdiri dari lapisan bawah (bedding layer) dan inti(core) yangterdiri batu pecah (quarry stone) yang ditutupi satu atau dua lebih lapisan batu yang lebih besar, bisa batu pecah atau cetakan beton (concrete armour unit).Ada beberapa pertimbangan penting dalam perencanaan breakwater

2.2.5.1 Penentuan elevasi puncak breakwater

  Penentuan elevasi puncak pemecah gelombang sangat tergantung pada tinggi muka air maksimum, tinggi gelombang rencana pada lokasi breakwater, wave run-up dan overtopping. Adapun tinggi rayapan tersebut tergantung pada bentuk struktur, kekasaranpermukaan kedalaman ujung bawah brekwater, karakteristik gelombang datang, bila gelombang yang mengenai breakwater adalah gelombang pecah.

2.2.5.2 Berat butir lapis pelindung

  Untuk breakwater type rouble mound yang terdiri dari batuan-batuan yang dissusun bertumpuk yang memungkinkan batuan-batuan ini akan dapat terlepas dari susunannya. Lebar puncak pemecah gelombang ditentukan berdasarkan jumlah armour unit yang akan diletakkan pada puncaknya untuk n=3 (minimum) (SPM Vol 2, 1984).

2.2.6. Jenis Batu Pelindung

2.2.6.1 Dolos

  Saat mendesain struktur perlindungan pantai di daerah dengan gelombang yang besar maka menggunakan armour unit supaya biayanya lebih terjangkau. Sejak diperkenalkan jenis armour unit dengan jumlah banyak berbentuk khusus pada tahun 1950 yaitu Tetrapod, concrete armour unit dikembangkan dan yangbaru-baru yaitu Dolos.

2.2.6.2 BPPT-lock

  Pengujian dilaksanakan secara mandiri dan dengan membandingkan performanya dengan unit lapis lindung yang sudah ada(existing) baik yang bertipe lapis ganda maupun lapis tunggal. Kekuatan Struktur Kekuatan struktur BPPT-lock lebih dari cukup untuk menerima gaya yang terutama berasal dari serangan gelombang laut.

2.2.7 Software SMS (Surface Water Modeling System)

  Surface Modeling System (SMS) adalah salah satu software untuk pemodelan lingkungan dengan model satu, dua atau tiga dimensi yangdikembangkan oleh Environmental Modeling Research Laboratory (EMRL) diBrigham Young University (lebih dikenal dengan Engineering ComputerGraphics Laboratory) bekerjasama dengan the U. Selain itu, aplikasi tambahan yang juga termasukdalam Surface Modeling System adalah model dari perpindahan intrusi air laut, sedimen transppport (baik yang scouring atau depositan), disperse energygelombang, propertis gelombang (arah, amplitude).

2.2.7.1 CGWAVE

  Persamaan pengatur dalam CGWAVE adalah persamaan gelombang mild-slope duadimensi yang telah dimodifikasi. Fase gelombang dipermukaan perairanData yang diperlukan untuk CGWAVE yaitu : 1.

METODOLOGI PENELITIAN

  Pengumpulan DataData-data yang digunakan dalam pengerjaan laporan ini merupakan data sekunder yang didapatkan dari hasil pengkururan dan penelitian pihak lain. Pemodelan gelombang dengan Menggunakan Software CGWAVE SMS a) Input ModelDalam pemodelan dengan menggunakan CGWAVE SMS, data lingkungan yang dimasukkan antara lain: 1.

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1. Daerah Penelitian

  Karena letak PLTU yang ada di pantai selatan maka diperlukan yang berfungsi untuk menahan serangan gelombang yang cukup tinggi breakwater supaya perairan di kolam labuh tetap tenang untuk proses bongkar muat batubara. Lokasi breakwater PLTU Sudimoro Pacitan (Sumber: www.google.co.id/maps) Breakwater yang sudah ada sejak pembangunan PLTU mengalami kerusakan sehingga mengganggu proses bongkar muat batu bara karena gelombang di sekitar kolam labuh cukup tinggi.

4.2. Arah dan Kecepatan Angin Setiap Bulan

  Pada hasil plotting dapat dilihat pada bulan April sampai Juni angin dominan berhembus dari arah timur dengan kecepatan mencapai 10-12,5 m/s dan kecepatanangin dari arah timur rata-rata 7,5-10 m/s. Pada bulan Juli terjadi peralihan dari arah timur ke arah tenggara sampai bulan November dengan kecepatan angin mencapai10-12,5 m/s dan kecepatan angin dari arah tenggara rata-rata 5-7,5 m/s.

4.3. Arah dan Kecepatan Angin Setiap Tahun

  Pada hasil plotting dapat dilihat pada bulan April sampai Juni angin dominan berhembus dari arah timur dengan kecepatan mencapai10-12,5 m/s dan kecepatan angin dari arah timur rata-rata 7,5-10 m/s. Pada tahun 2004 sampai 2009 dan 2012 sampai 2015 angin dominan berhembus dari arahtenggara dengan kecepatan angin mencapai 10-12,5 m/s dan kecepatan rata-rata dari arah tenggara 5-7,5 m/s.

4.4. Fecth Setiap Tahun

  Hubungan antara kecepatan angin di laut dan darat RL = = 1.22 W U = RL X UL = 1.22 X 8.6 = 10.492 m/d 1.23 = U A = 0.71 U W 12.79 m/d A Hasil nilai dari U dimasukkan ke grafik peramalan gelombang untuk mendapatkan nilai panjang fetch yang tidak mengenai pulau. Grafik peramalan gelombang Dalam gambar 4.8 dibawah ini merupakan hasil dari penarikan garis setiap 6 sebanyak 7 kali dari 0 menuju arah tenggara dengan bantuan software AutoCad.

4.5. Tinggi Gelombang dari Peramalan Data Angin

  Untuk menghitung tinggi gelombang signifikan dan periode gelombang dibutuhkan data panjang fetch dan juga kecepatan angin sesuai range pengolahandata angin. Kecepatan angin sesuai dengan hasil dari wr plot yaitu 2,5 sampai dengan 12,5 untuk arah dari tenggara.

0.33 T = 6.238 x 10 x (U A

X F) 1

2 Hrms =

  Pada tabel dibawah ini merupakan hasil dari perhitungan tinggi gelombang signifikan dan periode setiap tahun dari arah tenggara, selatan dan jugadari arah barat daya Tabel 4.7. Tinggi gelombang signifikan dan periode setiap tahun dari arah arat 8.76 2008 daya Tahun Hs [m] Ts [s] 2004 2.40 9.11 2005 2.38 9.18 2006 2.37 9.14 2007 2.19 2.24 8.76 Dari tabel diatas dapat dilihat tinggi gelombang dan periode yang paling besar berasal dari arah tenggara pada tahun 2008 yaitu 5,16 m dan periode 13,34 detik.

4.6. Analisa Kala Ulang

  Terdapat 4 metode yang digunakan untuk menentukan tinggi gelombang desain yaitu Log Normal, Weibull, Gumbel. Nilai konstanta c1 dan c2 Pada tabel 4.11 dibawah ini merupakan dari nilai H (tinggi gelombang) danW (Weibull reduce variate) dari metode Weibull yang digunakan sebagai nilai X dan Y yang digunakan untuk mencari persamaan garis, nilai dari persamaan garisdigunakan untuk mencari nilai dan .

i H [m] Q W

  5.16 0.49 7 4.51 0.64 0.62 8 4.51 0.74 9 0.55 4.49 0.84 0.36 10 4.47 0.93 0.21 0.74 4.72 0.06 0.26 1.82 2 5.03 0.16 1.43 3 4.84 1.20 6 4 4.84 1 1.03 5 4.80 0.45 0.88 0.35 reduce variate ) dari metode Gumbel yang digunakan sebagai nilai X dan Y yang digunakan untuk mencari persamaan garis, nilai dari persamaan garis digunakan untuk mencari nilaidan . Tabel 4.12.

i H [m] Q P G

  Metode Log NormalLog Normal 0.06 0.25 5 0.84 0.65 0.35 4.84 4 1.23 0.75 4.84 0.45 3 1.79 0.85 0.15 5.03 2 2.87 0.94 4.80 0.55 digunakan untuk mencari persamaan garis, nilai dari persamaan garis digunakan untuk mencari nilailn dan ln . 4.51 variate ) dari metode Log Normal yang digunakan sebagai nilai X dan Y yang 1 4.47 10 0.85 0.15 -0.63 4.49 9 0.75 0.25 -0.32 8 0.51 0.65 0.35 -0.04 4.51 7 0.23 0.45 0.55 4.72 6 0.94 0.06 -1.06Pada tabel 4.13 dibawah ini merupakan hasil dari nilai H dan Z (Reduce , , , , ln , danln .

2.50 R² = 0.9373

  Hasil analisa kala ulang gelombang dari arah tenggaraWeibull Return Period Lam Al Beta Gamma 1.50 Pada tabel 4.15 didapatkan nilai, , , , ln , dan ln yang digunakan untuk menghitung periode ulang. Untuk membuat meshing data yang digunakan yaitu batimetri, data batimetri yang digunakan yaitu batimetriJawa Timur yang selanjutnya didigitasi untuk mendapatakan batimetri lokasi studi dalam bentuk koordinat X, Y, dan Z.

4.7. Membuat Model dalam SMS 12.2

4.7.1. Meshing Lokasi Studi

  Interpolasi kontur kedalaman laut di lokasi studi [m] Untuk mengetahui hasil interpolasi dari meshing dapat dilihat pada gambar 4.12. Kedalaman di sekitar breakwater yang panjang (dekat dengan jetty) mencapai 21 m sedangkan disekitar breakwateryang dekat dengan temporary jetty yaitu 1,8 m.

4.7.2. Pemodelan dari Arah Tenggara

  Hasil meshing yang sudah selesai dikerjakan bisa digunakan untuk pemodelan gelombang. Data yang digunakan untuk diinputkan meliputi arah,periode, dan amplitude.

4.7.3. Pemodelan Gelombang dari Arah Selatan

  Untuk pemodelan gelombang dari arah barat menggunakan step yang sama, dengan data arah Selatan periode 11.11 detik dan amplitudo 1.79 m. Elevasi permukaanl laut arah selatan [m] Gambar 4.16.

4.7.4. Pemodelan Gelombang dari Arah Barat Daya

  Perbandingan tinggi gelombang [m] 2.3 3.3 1.7 3.4 2.6 5.1 2.8 barat daya 2.8 3.3 3.4 3.2 3.3 3.1 3.8 3.2 1 2 3 4 5 6 7 tenggara selatan barat daya 3.8 2.9 selatan Hasil pemodelan tinggi gelombang yang menghantam breakwater (tepat di depan breakwater) sebagai berikut :Arah tenggara = 6,4 mArah selatan = 5,1 mArah barat daya = 3.8 m 3 Dari hasil tersebut, untuk menghitung berat armour menggunakan tinggi gelombang rencana tertinggi yaitu 6.4 m dari arah datang gelombang dominantenggara. Jika berat armour lebih dari 11 ton dengan tinggi gelombang yang didapatkan dari hasil pemodelansetinggi 6.4 meter maka diganti dengan tipe BPPT-lock karena mempunya nilai K D yang lebih besar daripada tipe Dolos dan juga tipe BPPT-lock mengunakan single layer .

4.8. Perhitungan Berat Unit Armour Tipe Dolos

  233  W W = 21,72 Ton Dari hasil pemodelan didapatkan tinggi gelombang mencapai 6,4 m dari arah tenggara, 5,12 m dari arah selatan, dan 4 m dari arah barat daya.      cot = 1.025 (ton/m 133  D r r S K H W Dengan :W = berat butir batu (ton) r  = 2.4 (ton/m 3 )  a 3 1 )H = 6.4 (m)K D badan = 15,8K D kepala = 8S r = 2.34 cot = 1,5Menghitung berat armour tipe Dolos bagian badan (trunk) :      cot 133  D r r S K H W    5 .

4.9. Analisa Penyebab Kerusakan

  Arah gelombang menuju breakwater Pada gambar 4.21 dapat dilihat jika gelombang menuju breakwater terus menerus dari arah tenggara, selatan, dan barat daya. Spesifikasi breakwater pada kolam labuh PLTU Pacitan (Sumber: LPPM ITS, 2015)Dalam tabel diatas dapat dilihat jika dolos yang digunakan 4-20 ton per unit, dengan mengasumsikan berat dolos yang digunakan di lengan breakwater 1 yaitu 10,6 ton atau dibulatkan menjadi 11 ton (perhitungan manual dari dimensi dolos yang ada di lengan breakwater 2) dalam kenyataanya mengalami kerusakan.

4.10. Perhitungan Berat Unit Armour Berbagai Jenis Rubblemound

  Perbandingan nilai K D armour sesuai dengan tipe rubblemound bagian lenganUntuk perhitungan berat unit armour berbagai jenis rubblemound bagian kepala (head) mempunyai nilai yang lebih besar karena nilai K D yang lebih kecildibandingkan dengan bagian lengan. Perbandingan nilai K D armour sesuai dengan tipe rubblemound bagian kepala 0.00 2.00 6.00 7.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 1.20 2.00 Bagian Kepala Breakwater (Head) armour BPPT-lock mempunyai interlocking dan juga hanya satu layer, sehingga 133  D r r 2 17 6.4 4 .

KESIMPULAN DAN SARAN

  Berdasarkan pemodelan dari CGWAVE tinggi gelombang yang menghantam breakwater (tepat di depan breakwater) dari arah tenggarasetinggi 6,4 m, dari arah selatan setinggi 5,1 m, dari arah barat daya setinggi 3,8 m. Dari semua jenis batu pelindung yang ada, batu pelindung jenis BPPT-lock yang paling stabil karena mempunyai nilai KD paling tinggi yaitu 17 untukbagian lengan breakwater dan 13 untuk bagian kepala breakwater, mempunyai keunggulan pada interlocking, dan hanya satu lapis.

DAFTAR PUSTAKA

  Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (LPPM) ITS. Perencanaan Pemecah Gelombang pada Pintu Masuk Kolam Labuh Pangkalan Pendaratan Ikan (PPI) Pugar-Jember.

Dokumen baru

Aktifitas terkini

Download (94 Halaman)
Gratis

Tags

Dokumen yang terkait

Analisis Pengolahan Limbah pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Labuhan Angin di Kabupaten Tapanuli Tengah
82
367
115
Studi Keandalan (Reliability) Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Labuhan Angin Sibolga
32
152
72
Rancangan Kondensor Yang Dipergunakan Sebagai Pengumpan Boiler Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Berdaya 61 MW
4
56
66
Perancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Dengan Daya 80 Mw Pada Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Uap
2
54
110
02 Pengaruh Penambahan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Teluk Sirih
0
3
9
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (26)
0
1
21
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (25)
0
1
10
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (6)
0
0
15
II. Identitas Responden - Analisis Pengolahan Limbah pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Labuhan Angin di Kabupaten Tapanuli Tengah
0
3
29
7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
0
0
42
Pemodelan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Sebagai Pemanfaatan Air Keluaran Discharge Channel Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Dengan Simulink - ITS Repository
0
0
76
Analisis dan Evaluasi Sistem Koordinasi Proteksi pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Paiton 1 dan 2 - ITS Repository
0
0
92
LEMBAR JUDUL - Optimasi Perancangan Coal Dryer Dengan Memanfaatkan Steam Dari Keluaran Turbin Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap Paiton - ITS Repository
0
0
122
Studi Pengendalian Frekuensi Dan Tegangan Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap Suralaya Menggunakan Kontrol Adaptif Swa-Tala - ITS Repository
0
0
116
Prediksi Pencampuran Batubara Menggunakam Pendekatan Jaringan Syaraf Tiruan (JST) pada Proses Pembakaran di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) - ITS Repository
0
0
159
Show more