Teknik Tenaga Listrik Pembangkit Listrik Tenaga Uap
Disusun oleh : Kelompok 2 (6-10) Sidik Permana Zultri Memori Muhammad Naufal Jamris Muhammad Ihsan Wili Pratama
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI PADANG JURUSAN TEKNIK MESIN 2015
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Kebutuhan listrik pada saat ini dirasa cukup banyak. Sebagai negara kepulauan, Indonesia memiliki luas wilayah yang cukup besar. Seiring dengan tidak meratanya jumlah kelahiran dan persebaran penduduk pada setiap wilayah atau pulau yang ada di Indonesia mengakibatkan konsentrasi kepadatan penduduk hanya terdapat pada beberapa tempat saja, secara khusus hanya terdapat pada kota-kota besar saja. Inilah yang menyebabkan kebutuhan energi listrik diperkotaan sangat dibutuhkan. Banyaknya pembangkit listrik yang ada seperti PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) harus menghasilkan jumlah tenaga lisrik dalam jumlah yang cukup besar. Seperti yang dicanangkan oleh PLN bahwa melalui PLTU ditargetkan dapat tercapai produksi tenaga listrik sebesar 10.000MW dengan membangun PLTU sebanyak 35 buah yang nantinya akan ditempatkan di jawa dan luar jawa. Sebagai sumber energi sebuah PLTU adalah batu bara. Sebuah pembangkit listrik jika dilihat dari bahan baku untuk memproduksinya, maka Pembangkit Listrik Tenaga Uap bisa dikatakan pembangkit yang berbahan baku Air. Kenapa tidak UAP? Uap disini hanya sebagai tenaga pemutar turbin, sementara untuk menghasilkan uap dalam jumlah tertentu diperlukan air. Menariknya didalam PLTU terdapat proses yang terus menerus berlangsung dan berulang-ulang. Prosesnya antara air menjadi uap kemudian uap kembali menjadi air dan seterusnya. Proses inilah yang dimaksud dengan Siklus PLTU. Air yang digunakan dalam siklus PLTU ini disebut Air Demin (Demineralized), yakni air yang mempunyai kadar conductivity (kemampuan untuk menghantarkan listrik) sebesar 0.2 us (mikro siemen). Sebagai perbandingan air mineral yang kita minum sehari-hari mempunyai kadar conductivity sekitar 100 – 200 us. Untuk mendapatkan air demin ini, setiap unit PLTU biasanya dilengkapi dengan Desalination Plant dan Demineralization Plant yang berfungsi untuk memproduksi air demin ini.
Secara sederhana bagaimana siklus PLTU itu bisa dilihat ketika proses memasak air. Mula-mula air ditampung dalam tempat memasak dan kemudian diberi panas dari sumbu api yang menyala dibawahnya. Akibat pembakaran menimbulkan air terus mengalami kenaikan suhu sampai pada batas titik didihnya. Karena pembakaran terus berlanjut maka air yang dimasak melampaui titik didihnya sampai timbul uap panas. Uap ini lah yang digunakan untuk memutar turbin dan generator yang nantinya akan menghasilkan energi listrik.
B. Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan pembuatan makalah ini antara lain, yaitu: 1. Sebagai bahan kajian para mahasiswa mengenai PLTU 2. Sebagai metode pengumpulan data tentang PLTU 3. Sebagai pemenuhan tugas Mata Kuliah Operasi Sistem Tenaga Listrik
BAB II PEMBAHASAN
A. Pengertian / Definisi PLTU Suatu sistem pembangkit tenaga listrik yang mengkonversikan energi kimia listrik dengan menggunakan uap air sebagai fluida kerjanya, yaitu dengan memanfaatkan energi kinetik uap untuk menggerakkan poros sudu - sudu turbin. Sudu -sudu turbin mengerakkan poros turbin, untuk selanjutnya poros turbin mengerakkan generator. Dari generator inilah kemudian dibangkitkan energi listrik.
B. Cara Kerja PLTU Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet). Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, sehingga temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara bertekanan ini masuk kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengan cara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar. Proses pembakaran tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudusudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang (exhaust). Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai berikut: 1. Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan 2. Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar dengan udara kemudian di bakar. 3. Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar melalui nozel (nozzle).
4. Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran pembuangan.
Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi kerugiankerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas. Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain: 1. Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan (pressure losses) di ruang bakar. 2. Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin. 3. Berubahnya nilai Cp dari fluida kerja akibat terjadinya perubahan temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja. 4. Adanya mechanical loss, dsb.
C. Komponen Utama dan Fungsi
1. BOILER Boiler yang umumnya disebut ketel uap merupakan satu bagian utama dari PLTU yang fungsinya adalah untuk memproduksi uap yang selanjutnya uap tersebut dialirkan ke turbin. a. Boiler terdiri dari dua komponen utama yaitu: Ruang bakar sebagai alat untuk mengubah energi kimia menjadi energi panas. Alat penguapan terdiri dari pipa-pipa penguap yang mengubah energi pembakaran (energi kimia) menjadi energi potensial uap, (energi panas). b. Konstruksi boiler dari beberapa bagian antara lain : Tube Wall Tube Wall adalah merupakan pipa yang dirangkai membentuk dinding dan dipasang secara vertikal pada 4 (empat) sisi, sehingga membentuk ruangan persegi
empat yang disebut ruang bakar. Fungsi tube wall adalah alat pemanas air dengan bidang yang luas sehingga mempercepat proses penguapan. Burner (Alat Pembakaran) Burner pada boiler dilengkapi dengan Nozzle dan Diffusor udara sehingga dengan kedua peralatan tersebut terjadi pengabutan bahan bakar dan udara bercampur untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna.
Boiler Drum Boiler drum terbuat dari plat baja yang berbentuk silinder dan dipasang mendatar
di atas rangkaian pipa-pipa pemanas. Fungsi Boiler Drum adalah untuk menampung air pengisi dan uap basah dari Tube Wall sekaligus untuk pemisah antara uap dan air. Super heater (Pemanas Lanjut) Super Heataer adalah suatu alat yang kontruksinya merupakan rangkaian pipapipa yang berbentuk spiral diletakkan di bagian atas ruang pembakaran. Fungsi dari Super Heater adalah untuk memanaskan uap basah menjadi uap kering. Economizer Economiser adalah suatu alat yang konstruksinya merupakan rangkaian pipapipa yang berbentuk spiral dan dipasang pada saluran gas bekas yang berfungsi untuk memanaskan air sebelum masuk ke Boiler Drum. Air heater (Pemanas Udara) Air Hetaer adalah suatu alat yang konstruksinya dapat dibuat dari pipa lurus yang disusun pada saluran gas bekas dan berfungsi untuk memanaskan udara pembakar.
Komponen Pendukung Boiler 1) Forced Draft Fan Alat yang berupa fan (kipas) ini berfungsi untuk memasukkan udara pembakaran secara paksa ke dalam furnace, terpasang pada bagian ujung saluran air intake boiler dan digerakkan oleh motor listrik. 2) MFO Heater MFO Heater merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan bahan bakar berupa MFO dengan tujuan menurunkan viskositas dari MFO. Hal ini perlu dilakukan
karena MFO memiliki viskositas yang relatif tinggi (satu tingkat di bawah aspal) sehingga sulit untuk teratomisasi di burner. Dengan proses pemanasan maka viskositas MFO dapat diturunkan sehingga dapat teratomisasi dengan baik dan menghasilkan pembakaran yang baik. 3) Air Preheat Coil Alat yang berfungsi untuk memanaskan udara sebelum memasuki Air Heater dengan sumber panas berasal dari air Deaerator. Udara yang akan memasuki Air Heater harus dipanaskan terlebih dulu agar tidak terjadi thermal stress akibat perbedaan suhu yang ekstrim. 4) Air Heater Air Heater merupakan alat pemanas udara, dimana panas diambil dari gas buang hasil pembakaran sebelum masuk ke cerobong (stack). Dengan pemanfaatan gas buang ini, maka dapat menghemat biaya bahan bakar sehingga bisa meningkatkan efisiensi pembakaran. Air Heater yang digunakan pada PLTU adalah tipe Ljungstrom. Tipe ini paling banyak digunakan di dunia karena performa dan ketahanannya yang telah teruji. Selain itu tipe ini dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama sebelum dilakukan overhaul. Perbaikan dan perawatan berkala mudah dilakukan pada Air Heater tipe ini karena desainnya yang sederhana. Air Heater terdiri dari hot end element dan cold end element. Air Heater yang digunakan di PLTU merupakan Air Heater jenis Regenerative, yaitu gas sisa pembakaran dilalukan pada sebuah selubung tertutup
untuk
memanaskan sebagian dari elemen air heater, dan elemen yang dipanaskan ini, diputar ke selubung yang lain dimana disini dilalukan udara yang akan dipanaskan, sehingga terjadi perpindahan panas secara konduksi. 5) Burner Alat yang berfungsi untuk membakar campuran antara bahan bakar (fuel) dengan udara (air) di dalam ruang bakar (furnace) pada boiler. 6) Gas Recirculating Fan Alat ini berfungsi untuk mengarahkan sebagian flue gas (gas sisa pembakaran) kembali ke furnace untuk meningkatkan efisiensi boiler.
7) Soot Blower Sootblower merupakan peralatan tambahan boiler yang berfungsi untuk membersihkan kotoran yang dihasilkan dari proses pembakaran yang menempel pada pipa-pipa wall tube, superheater, reheater, economizer, dan air heater . Tujuannya adalah agar perpindahan panas tetap berlangsung secara baik dan efektif . Sebagai media pembersih digunakan uap. Suplai uap ini diambil dari primary superheater melalui suatu pengaturan tekanan PVC yang diset pada tekanan 40 kg/cm 2. Setiap sootblower dilengkapi dengan poppet valve untuk mengatur kebutuhan uap sootblower. Katup ini membuka pada saat sootblower dioperasikan dan menutup kembali saat lance tube dari sootblower tersebut mundur menuju stop. Dilihat dari cara kerja/mekanisme pengoperasiannya sootblower dibagi atas : Short Retractable Sootblower / Furnace Wall Blower , digunakan untuk membersihkan pipa-pipa penguap (wall tube) pada daerah furnace. Long Retractable Sootblower,
digunakan untuk membersihkan pipa-pipa
superheater, dan reheater. Air Heater Sootblower, digunakan untuk membersihkan elemen-elemen air Heater. 8) Safety Valve Valve berfungsi sebagai pengaman ketika terjadi tekanan uap yang berlebih yang dihasilkan oleh boiler. Tekanan berlebih ini dapat terjadi karena panas boiler yang berlebihanatau adanya penurunan beban turbine secara drastis.
2. TURBIN Turbin adalah suatu perangkat yang mengkonversikan energi uap yang bertemperatur tinggi dan tekanan tinggi menjadi energi mekanik (putaran). Ekspansi uap yang dihasilkan tergantung dari sudu-sudu (nozzle) pengarah dan sudu-sudu putar. Ukuran nozzle pengarah dan nozzle putar adalah sebagai pengatur distribusi tekanan dan kecepatan uap yang masuk ke Turbin. Turbin uap berkapasitas besar memiliki lebih dari satu silinder cashing. Hal ini dapat kita lihat dari macam silinder casing pada Turbin:
1) Cross Compound Dimana HP (High Pressure) dan LP (Low Pressure) turbinnya terpisah dan masing-masing dikopel dengan satu generator. 2) Tandem Compound Dimana HP dan IP (Intermediet Pressure) turbinnya terpisah dengan LP Turbin tetapi masih dalam satu poros.
Prinsip Kerja Steam Turbine Steam Turbine adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi panas dalam uap menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Konstruksinya terdiri dari rumah turbin dan rotor. Pada rotor turbin ditempatkan rangkaian sudu-sudu jalan secara berjajar. Dalam pemasangannya, rangkaian sudu tetap dan rangkaian sudu jalan dipasang berselang-seling. Energi panas dalam uap mula-mula diubah menjadi energi kinetik oleh nozzle, selanjutnya uap dengan kecepatan tinggi ini akan mengenai sudu-sudu jalan pada rotor turbin yang akhirnya mengakibatkan putaran rotor. Pada PLTU, Turbine dibagi menjadi tiga tingkatan, yaitu : 1) High Pressure (HP) Turbine HP Turbine mengekspansikan uap utama yang dihasilkan dari superheater dengan tekanan 169 kg/cm2 dan temperatur 538oC, kemudian uap keluar HP Turbin (41 kg/cm2) dengan temperatur 336oC dipanaskan kembali pada bagian reheater diboiler untuk menaikkan entalpi uap. Uap reheat lalu diekspansikan di dalam Intermediate Pressure (IP) turbine. Data HP Turbin: a. Jumlah sudu : 1 pasang sudu impuls (tingkat 1) 14 pasang sudu reaksi b. Arah uap ke Pedestal c. Jumlah 1 buah 2) Intermediate Pressure (IP) Turbine IP Turbine mengekspansikan uap reheat dengan tekanan 39 kg/cm2 dan temperatur 538oC, sedang uap keluarnya bertekanan 8 kg/cm2 dan suhunya sekitar 330oC. Data IP Turbine: a. Jumlah sudu : 12 pasang sudu reaksi
b. Arah ekspansi berkebalikan dengan HP Turbin c. Jumlah 1 buah 3) Low Pressure (LP) Turbine LP Turbine mengekspansikan uap bertekanan 8 kg/cm2 dan temperatur 330oC, dan tekanan uap keluar dari LP Turbin pada tekanan 56 mmHg (Vaccum), kondisi vakum ini diciptakan di dalam condenser dengan temperatur 40oC. Data LP Turbine: a. Jumlah sudu : 8 pasang per turbin b. Arah ekspansi uap saling berlawanan c. Jumlah : 1 buah
Komponen-komponen Turbin Uap Komponen utama turbin uap: 1) Sudu-sudu turbin PLTU memiliki sudu-sudu turbin yang terdiri dari satu tingkat impuls dan 14 tingkat reaksi tekanan tinggi, 12 reaksi pada tekanan menengah, 2 x 8 reaksi pada turbin tekanan rendah. 2) Sudu tetap dan sudu jalan turbin Uap yang berasal dari boiler dialirkan melalui nozzel. Karena adanya penyempitan pada aliran nozel, maka tekanan uap menurun dan kecepatannya bertambah. Sudu tetap mempunyai fungsi antara lain: a. Untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik b. Untuk mengarahkan uap ke sudu jalan turbin Nozzel pada sudu tetap dipasang pada casing dan fixed, sedangkan sudu jalan dipasang pada rotor turbin dan berputar jika dilalui uap. Sudu jalan berfungsi untuk mengubah energi kinetik uap menjadi energi mekanis. Jarak antara sudu-sudu jalan sangat kecil sekali kurang lebih 0,6 mikrometer. 3) Poros (shaft) Poros merupakan salah satu bagian dari turbin yang menjadikan rotor-rotor berbagai tingkat turbin menjadi satu kesatuan. Poros ini juga mentransmisikan torsi rotor turbin untuk memutar bagian dari rotor generator listrik.
4) Casing (Rumah Turbin) Casing berfungsi untuk melindungi proses ekspansi uap oleh turbin agar tidak terjadi kebocoran dari dan kearah luar. 5) Katup-katup pengatur beban Katup pengatur beban pada turbin disebut juga governor valve yang mengatur jumlah aliran uap masuk ke turbin PLTU Semarang. Pembukaan dari tiap katup tergantung kebutuhan beban. 6) Bantalan aksial turbin Aliran uap yang memutar turbin mengakibatkan turbin bergerak kearah aksial (searah sumbu). Jika gerakan kearah aksial ini melewati batas yang dizinkan, maka terjadilah gesekan antar rotor turbin dengan statornya. Jarak antara sudu tetap dan sudu jalan dibuat kecil sekali yang berguna untuk menghindari gesekan. Bantalan aksial ditempatkan pada bagian bantalan nomor 1 turbin (dekat dengan pedetsal) untuk memonitor gerakan ke arah aksial dan dilengkapi dengan minyak yang mengalir dan dipancarkan ke torak. Dengan bergeraknya torak ke arah aksial, maka tekanan minyak ini diteruskan ke rangkaian trip turbin. PLTU Semarang mempunyai batasan pada tekanan minyak 2,4 kg/cm2 dan trip pada 5,6 kg/cm2. 7) Bantalan turbin Untuk menumpu rotor turbin dengan satu silinder casing diperlukan bantalan utama (main bearing) sebanyak dua buah, sedangkan pada turbin yang mempunyai lebih dari satu silinder casing bantalannya lebih dari dua buah.
Peralatan Bantu Turbin Uap Peralatan bantu turbin merupakan serangkaian sistem yang mendukung operasi turbin agar dalam pengoperasiannya dapat berjalan dengan baik. Peralatan bantu turbin antara lain: 1. Sistem Pelumasan, fungsi sistem pelumasan turbin antara lain: a) Mencegah korosi b) Mencegah keausan pada bagian turbin yang bergerak c) Sebagai pengangkut partikel kotor yang timbul karena gesekan d) Sebagai pendingin terhadap panas yang timbul akibat gesekan
2. Sistem perapat/seal Sistem perapat digunakan untuk mencegah kebocoran uap dari dalam turbin ke udara luar atau sebaliknya melewati kelenjar-kelenjar perapat (gland seal) sepanjang poros turbin. 3. Sistem turning gear Turning gear merupakan alat bantu turbin yang berfungsi mensukseskan operasi turbin pada saat start up dan shut down. Fungsi turning gear untuk menghindari melengkungnya poros turbin terutama pada saat temperatur poros masih tinggi, ketika turbin baru saja shut down. Turning gear digerakan oleh motor listrik AC yang memutar poros turbin 3 rpm. Dengan demikian terjadilah pendinginan yang merata untuk menghindari terjadinya defleksi (lendutan) poros. 4. Sistem governor Governor adalah suatu alat pengatur putaran. Setiap turbin uap memerlukan governor, baik turbin yang digunakan untuk menggerakan generator listrik, pompa air pengisi maupun menggerakan blower. Tipe governor yang biasa digunakan yaitu elektronik dan hidrolik-mekanik. 5. Sistem proteksi Sistem proteksi turbin merupakan serangkaian peralatan baik mekanis, hidrolis dan elektris yang dirancang mampu mengamankan operasi turbin dalam segala kondisi terburuk sekalipun. 6. Condenser Condenser berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas menjadi uap air pengisi boiler, dimana uap bekas dari LP Turbin masuk ke kondenser melalui pipa-pipa kondensor yang di dalamnya berisi fluida kerja (biasanya berupa sea water atau fresh water).
Sistem Valve pada Turbin Sistem valve pada turbin berfungsi mengatur laju aliran uap ke dalam turbin. Sistem valve digerakkan oleh servo valve actuator dan minyak hidrolik sebagai penggerak valve. Valve turbin terdiri dari:
1. MSV (Main Stop Valve) MSV merupakan valve yang membuka dan menutup aliran uap utama (main steam) masuk ke HP Turbin. Pada saat start up, MSV berfungsi mengatur laju aliran uap yang masuk ke HP Turbin dan juga sebagai proteksi saat turbin trip. 2. GV (Governor Valve) GV bekerja setelah terjadinya valve transfer dari MSV ke GV yang berfungsi mengatur laju aliran uap utama pada HP dan juga sebagai pengontrol beban (setelah disinkronisasi sampai beban normal). 3. RSV (Reheat Stop Valve) RSV merupakan valve yang membuka dan menutup aliran uap reheat yang masuk ke IP Turbin. Pada saat start up RSV sudah dalam kondisi membuka penuh, jadi tidak berperan dalam pengaturan laju aliran uap reheat dan juga sebagai alat proteksi saat turbin trip. 4. ICV (Interceptor Valve) Pada saat start up, ICV berperan seperti MSV yaitu mengatur aliran uap reheat pada IP Turbin.
Pengendalian Katup Uap Turbin Salah satu hal yang juga sangat penting dalam pengontrolan turbin uap adalah pengaturan putarannya dengan mengatur prosentase buka tutup katup. Sistem katup uap (governor valve) pada dasarnya mempunyai fungsi sebagai berikut: a. Sebagai pengendali putaran turbin sebelum generator on line. b. Sebagai pengendali setelah generator sinkron dengan jaringan lokal dimana unit sebagai master (island operator) c. Sebagai pengendali beban yang dibangkitkan generator apabila generator sinkron dengan jaringan. Sistem pengatur ini bekerja berdasarkan speed drop yang telah ditentukan untuk mengatur frekuensi jaringan. d. Sebagai peralatan proteksi yang menjamin bekerjanya turbin dengan aman. e. Sebagai sarana pengaturan secara jarak jauh dari pusat pengukur beban. Fungsi-fungsi
trip
yang
telah
kita
bicarakan
sebelumnya
juga
sangat
berhubungan dengan governor ini karena ketika terjadi trip, governor- governor yang
ada akan secara otomatis menutup laju uap yang menuju ke Turbin, sehingga turbin akan berhenti bekerja. Mekanisme pengendalian buka tutup katup dapat dilakukan sebagai berikut: 1) Sistem pengendalian dengan governor motor Pada sistem ini pengaturan pembukaan governor valve selain diperintah oleh tekanan minyak governor motor, juga dipengaruhi oleh putaran turbin (frekuensi). Hal ini dapat terjadi karena tekanan minyak governor motor berhubungan dengan tekanan discharge impeller serta putaran turbin. Sistem pengaturan ini disebut juga free governor action. Karena pembukaan governor dipengaruhi oleh perubahan frekuensi. Tekanan minyak pada governor diatur oleh servo motor yang dikerjakan oleh operator dari control room. 2) Sistem pengendalian secara elektronik Pada sistem ini pengaturan governor dilakukan secara hidraulik diperintahkan oleh suatu perangkat elektronik yang disebut electro hydraulic converter. 3) Sistem pengendalian dengan load limit Pegaturan governor load limit adalah pengaturan pembukaan govenor yang hanya dikontrol oleh tekanan minyak. Load limit frekuensi tidak bisa mempengaruhi pembukaan governor valve, kecuali jika terjadi tekanan frekuensi yang tinggi sehingga pengendalian minyak dari governor motor akan menurunkan tekanan minyak
3. KONDENSOR Kondensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengkondensasikan
uap
bekas dari turbin menjadi air. Kondensor terbuat dari plat baja berbentuk silinder yang diletakkan secara mendatar dan didalamnya dipasang pipa-pipa pendingin yang terbuat dari kuningan paduan. Peralatan pada Kondensor a. Ejector Fungsinya adalah untuk membuat ruangan kondensasi di dalam kondensor menjadi vaccum (Hampa) sehingga uap bekas dari turbin mengalir ke ruang kondensor tersebut dengan cepat dan bersinggungan terhadap pipa-pipa pendingin kondensor yang akhirnya uap tersebut menjadi air kondensat.
b. Pompa Air Kondensat (Condensat Pump) Pompa
tersebut
untuk
memompakan
air
kondensat
dari
dalam
bak
penampungan (Hotwell) ke tanki air pengisi. c. Pompa Air Pendingin (Cooling Water Pump) Pompa tersebut untuk memompakan air kedalam kondensor dan lat pendingin lainnya yang dipompakan dari sungai, laut atau bak penampungan bagi unit yang menggukan pendingin tertutup.
4. GENERATOR Generator adalah suatu alat untuk merubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik. Generator terdiri dari dua bagian utama yaitu : a. Stator Stator adalah bagian yang diam terdiri dari kumparan-kumparan tembaga dan inti besi. b. Rotor Rotor pada generator adalah bagian yang berputar terdiri dari lilitan dan kutubkutub magnet. Untuk menunjang operasional, generator dilengkapi dengan Exciter yang terdiri dari pilot exciter dan main exciter.
5. PERALATAN BANTU a. BFP dan feed water pump Fungsi utama feed water system pada PLTU adalah untuk melayani kebutuhan air pada boiler agar tetap tersedia dengan cukup. Komponen Utama Feed Water Sistem pada PLTU terdiri dari : 1) Tangki Air Pengisi (FWT) 2) Pompa Air Pengisi (FWP) 3) Pemanas Tekanan Tinggi (HPH) 4) Ekonomizer 5) Boiler Drum Sirkulasi feed water pump
a. Mula-mula air dalam tanki (FWT) dialirkan ke pompa air pengisi (FWP) b. Kemudian air dipompakan ke boiler melalui HPH, di dalam alat tersebut air dipanasi dengan uap yang dialirkan dari turbin c. Dari HPH air dialirkan ke economizer air masuk ke boiler drum dan selanjutya masuk ke tube wall melalui pipa down comer.
b. FD.FAN DAN SYTEM UDARA Fungsi utama system udara adalah system yang dilengkapi dengan peralatan hingga mendapat udara panas yang dibutuhkan untuk proses pembakaran dengan sempurna di dalam boiler. Komponen Utama pada sistem udara antara lain : a) FD. Fan (Kipas Tekan Paksa) FD. Fan adalah suatu alat Bantu boiler yang berfungsi untuk menghisap udara luar dan ditekan ke burner. b) Steam Air Heater Steam Air Heater adalah suatu alat untuk memanaskan udara dengan menggunakan uap sebagai pemanas. c) Air Heater (Pemanas Udara) Air Heater adalah suatu alat yang dipasang pada saluran gas bekas dan berfungsi untuk memanaskan udara dengan menggunakan gas bekas sebagai pemanas. d) Burner (Pembakar) Burner adalah suatau alat yang dipasang pada pendingin Boiler yang berfungsi untuk mencampur udara dengan bahan bakar dan tempat berlangsungnya pembakaran.
c. FAN DAN SISTEM GAS BEKAS Fungsi utama ID Fan adalah untuk menghisap gas bekas hasil pembakaran di dalam ruang bakar boiler sambil mengatur tekanan agar tetap konstan sebelum dikeluarkan ke cerobong terlebih dahulu digunakan memanasi air pengisi dan udara pembakar.
Komponen utam pada system gas bekas dapat kita lihat pada lembar peraga yang terdiri dari : 1) Super Heater 1a, 1b -1b, 2 2) Air Heater 2 3) Economizer 4) Air Heater 1 5) ID. Fan 6) Cerobong
Sirkulasi gas bekas 1) Mula-mula gas panas dari hasil pembakaran di dalam ruang baker boiler mengalir ke atas dan memanasi pipa-pipa super heater 2. 2) Dari Super Heater 1a gas terus mengalir dan memanasi air heater 2 kemudian mengalir ke arah bawah dan memanasi air heater 1 dan selanjutnya ke ID. Fan. 3) Dari ID. Fan gas bekas dikeluarkan melalui cerobong ke udara bekas. 4) Pengeluaran gas bekas diatur dengan pembukaan klap yang dipasang pada saluran seblum gas buang.
d. SISTEM BAHAN BAKAR Fungsi bahan bakar pada PLTU adalah untuk memanasi air di boiler hingga menjadi uap. Jenis bahan bakar yang digunakan ada tiga macam yaitu : minyak residu, minyak solar, dan gas alam. Sistem pembakaran
Sistem pembakaran pada PLTU keramasan dilakukan di dalam boiler yang letaknya terpisah dari turbin atau dapat disebut mesin pembakar luar.Sistem pembakaran pada PLTU keramasan dapat menggunakan bahan bakar residu dan gas.Untuk bahan bakar residu dan solar dipompakan ke dalam burner melalui heater dan filter. Untuk bahan bakar gas dialirkan ke burner melalui scrubber dan reducing station.
e. SISTEM PELUMASAN Fungsi pelumasan pada alat bantu adalah untuk mencegah kerusakan pada bagian-bagian yang bergerak. Fungsi pelumasan pada turbin adalah untuk pendinginan dan pelumasan pada bantalan dan rotor turbin minyak pelumas pada turbin juga digunakan untuk system pengaturan. Jenis pelumas yang dipakai pada peralatan PLTU terdiri dari dua macam yaitu pelumas cair dan padat. 1. Pelumas Cair adalah Oli SAE 30 dan 40 2. Pelumas Padat adalah Grease 3. Oli SAE 30 digunakan pada turbin dan bearing-bearing alat Bantu diantaranya pompa-pompa dan mesin compressor, sedangkan Oli SAE 40 digunakan pada mesin diesel PBK (Pemadam Bahaya Kebakaran) 4. Pemakaian Grease di PLTU dibedakan menjadi beberapa macam diantaranya : a) Alfania Grease Pelumas tersebur digunakan pada motor – motor listrik putaran tinggi b) Darina Grease Pelumas tersebut digunakan pada motor-motor listrik putaran rendah c) Alfania Grease Ep 2 Pelumas tersebut digunakan untuk melumasi bearing di dalam air, diantaranya bearing Cooling Water Pump.
f. SISTEM UDARA KONTROL DAN UDARA SERVICE 1) Sebagai Media Alat Ukur Satuan yang digunakan bar dan psi berasal dari udara compressor. Satuan yang digunakan mmWC dan Nm3/h berasal dari udara FD. Fan. 2) Sebagai Penggerak Sumbernya berasal dari compressor
udara, digunakan pada katup/valve gas
dan ignitor burner. 3) Sebagai Pendingin Sumbernya berasal dari FD. Fan digunakan pada flame detector burner. 4) Udara control dan pelayanannya didapat dari dua sumber udara yaitu :
Kompressor FD. Fan (Force Draught Fan)
D. Kekurangan dan Kelebihan PLTU 1. Kelebihan Efisiensi tinggi dengan metode Waste Heat Utilization. Hasil pembangkitan steam dapat digunakan untuk proses produksi Mill. Biaya bahan bakar lebih murah. Biaya pemeliharaan lebih murah. 2. Kekurangan Membutuhkan penanganan air umpan yang akan masuk ke dalam boiler. Menghasilkan limbah batu-bara yang memerlukan penanganan khusus. Menghasilkan polutan-polutan yang lebih tinggi. Membutuhkan area yang lebih luas. Kurang responsif terhadap fluktuasi.
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) adalah Suatu sistem pembangkit tenaga listrik yang mengkonversikan energi kimia listrik dengan menggunakan uap air sebagai fluida kerjanya, yaitu dengan memanfaatkan energi kinetik uap untuk menggerakkan poros sudu - sudu turbin. Sudu-sudu turbin mengerakkan poros turbin, untuk selanjutnya poros turbin mengerakkan generator. Dari generator inilah kemudian dibangkitkan energi listrik. Sehingga cara kerja Pembangkit Listrik tenaga Uap (PLTU) adalah sebagai berikut: 1. Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet). Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, sehingga temperatur udara juga meningkat. 2. Kemudian udara bertekanan ini masuk kedalam ruang bakar. 3. Di
dalam
ruang
bakar
dilakukan
proses
pembakaran
dengan
cara
mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar. 4. Proses pembakaran tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. 5. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. 6. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik, dll. 7. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang (exhaust).
DAFTAR PUSTAKA
1.
http://chekaproject.wordpress.com/2010/05/25/sistem-pltu-berbahan-bakargasoil/
2.
http://chekaproject.wordpress.com/2010/05/25/sistem-pltu-berbahan-bakargasoil/
3.
http://febriantara.files.wordpress.com/2008/11/session-2.pdf
4.
Marsudi Djiteng. 2008. Operasi Sistem Tenaga Listrik. Jakarta. Graha Ilmu.
5.
Muslim Supari, dkk. 2008. Teknik Pembangkit Tenaga Listrik. Direktorat
Pendidikan SMK.
Jakarta.
