PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP PLTU (2)
MAKALAH
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP
(PLTU)
Disusun Oleh :
FANDY TRISNA SAPUTRA
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA
SURABAYA
2016
BAB I
PENDAHULUAN
Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah pembangkit yang mengandalkan
energi kinetik dari uap untuk menghasilkan energi listrik. Bentuk utama dari
pembangkit listrik jenis ini adalah Generator yang dihubungkan ke turbin yang
digerakkan oleh tenaga kinetik dari uap panas/kering. Pembangkit listrik tenaga
uap menggunakan berbagai macam bahan bakar terutama batu bara dan minyak
bakar serta MFO (Marine Fuel Oil) untuk start up awal.
PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak
digunakan, karena efisiensinya baik dan bahan bakarnya mudah didapat sehingga
menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi
energi yang merubah energi kimia dalam bahan bakar menjadienergi listrik.
BAB II
DIAGRAM KERJA PLTU
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) terdiri dari beberapa komponen, yaitu :
Keterangan :
1. Cooling tower
2. Cooling water pump
3. Transimission line 3 phase
4. Transformer 3-phase
5. Generator Listrik 3-phase
6. Low pressure turbine
7. Boiler feed pump
8. Kondensor
9. Intermediate pressure turbine
10. Steam governor valve
11. High pressure turbine
12. Deaerator
13. Feed heater
14. Conveyor batubara
15. Penampung batubara
16. Pemecah batubara
17. Tabung Boiler
18. Penampung abu batubara
19. Pemanas
20. Forced draught fan
21. Preheater
22. combustion air intake
23. Economizer
24. Air preheater
25. Precipitator
26. Induced air fan
27. Cerobong
2.1.
KOMPONEN UTAMA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP
(PLTU)
2.1.1. Boiler
Boiler berfungsi untuk mengubah air(feedwater) menjadi uap panas lanjut
(superheated steam) yang akan digunakan untuk memutar turbin.
Boiler (Steam Generator)
Sesuai dengan namanya, boiler house steel structure adalah bangunan
struktur rangka baja, di mana di dalamnya terpasang semua peralatan
steam generator. Bangunan rangka baja ini tingginya antara 50 m (PLTU
kapasitas 65 MW) hingga 100 m (PLTU kapasitas 600 MW).
Pressure part system adalah bagian utama dari steam generator. Bagian
inilah yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap bertekanan tinggi
(superheated steam) dengan temperatur antara 500 - 600 derajat C.
Air yang disuplai ke boiler, pertama kali masuk ke economizer inlet
header, terus didistribusikan ke economizer elements, berkumpul kembali
di eco outlet header lalu disalurkan ke steam drum. Economizer terletak di
dalam backpass area (di bagian belakang boiler house), sementara steam
drum ada di bagian depan roof area. Dinamakan economizer karena bagian
ini berfungsi untuk menaikkan temperatur air yang baru masuk boiler
dengan cara memanfaatkan gas buang dari pembakaran batu bara di
furnace area (combustion chamber). Dengan pemanasan awal di
economizer ini effisiensi ketel uap dapat ditingkatkan.
Akibat pemanasan secara konveksi di daerah furnace dan karena gaya
gravitasi, air di dalam steam drum air mengalami sirkulasi turun ke water
wall lower header melalui pipa downcomers. Dari waterwall lower header
air kembali mengalami sirkulasi karena panas, naik menuju water wall
upper header melalui tube-tube water wall panel. Kemudian dari waterwall
upper header air dikembalikan ke steam drum melalui riser pipes.
Jadi akibat panas pembakaran batu bara air mengalami sirkulasi terus
menerus. Sirkulasi ini menyebabkan air di water wall panel & steam drum
sebagian berubah menjadi uap.
Pada PLTU berkapasitas besar, sirkulasi tersebut dibantu oleh Boiler water
Circulating Pump yang terpasang pada pipa downcomers bagian bawah.
Sirkulasi yang lebih cepat akan menyebabkan kecepatan perubahan air
menjadi uap juga lebih besar.
Di dalam steam drum terdapat separator yang berfungsi untuk
memisahkan uap dari air. Uap yang sudah dipisahkan tersebut, dari steam
drum disalurkan ke roof steam inlet header yang terhubung ke boiler roof
panel. Boiler roof panel ini yang membawa uap ke belakang menuju
backpass panel.
Dari backpass panel, uap disalurkan ke Low Temperature Superheater
(LTS) yang ada di dalam backpass area, di atas economizer elements. dari
LTS uap disalurkan ke Intermediate Temperature Superheaters (ITS).
Selanjutnya melalui pipa superheater-desuperheater, uap dibawa ke High
Temperature Superheater (HTS) elements untuk menjalani proses
pemanasan terakhir menjadi superheated steam.
ITS dan HTS elements lokasinya berada di dalam furnace (ruang
pembakaran batu bara) bagian atas. Beberapa boiler manufacturers
memberikan nama yang berbeda kepada LT, IT dan HT superheater.
Dari High Temperature Superheater outlet header, superheated steam
dengan temperature 500-600 derajat C dan tekanan sangat tinggi
disalurkan ke steam turbine melalui pipa main steam.
Pada PLTU berkapasitas kecil, uap tersebut masuk ke High Pressure
Turbine, terus ke Low Pressure Turbine dan keluar menuju kondensor.
Sedangkan pada PLTU berkapasitas besar, setelah memutar HP turbine uap
tersebut dibawa kembali ke boiler melalui pipa cold reheat.
Di dalam boiler uap tersebut mengalami pemanasan kembali di dalam
Reheater elements. Reheater elements ini biasanya terletak di antara
furnace area dan backpass area.
Setelah mengalami pemanasan kembali, reheated steam disalurkan ke
Intermediate Pressure Turbine melalui pipa Hot Reheat. Setelah memutar
Intermediate dan Low Pressure Turbine, baru uap keluar ke kondensor.
2.1.2. Turbin uap
Turbin uap berfungsi untuk mengkonversi energi panas yang dikandung
oleh uap menjadi energiputar (energi mekanik). Poros turbin dikopel
dengan poros generator sehingga ketika turbinberputar generator juga ikut
berputar.
Turbin Uap
Ekspansi uap yang dihasilkan oleh turbin 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 sudusudu 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.
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.
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 kondensor dengan
temperatur 40oC.
2.1.3. Kondensor
Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas dari turbin (uap
yang telah digunakanuntuk memutar turbin). Kondensor terbuat dari plat
baja berbentuk silinder yang diletakkan secara mendatar dan didalamnya
dipasang pipa-pipa pendingin yang terbuat dari kuningan paduan.
Kondensor memerlukan air pendingin untk mengubah uap menjadi air.
Beberapa PLTU memanfaatkan air laut sebagai pendingin kondensor,
sementara PLTU yang lain mempergunakan cooling tower untuk
mendinginkan air kondensor yang diputar terus menerus dalam sistem
tertutup (closed loop).
Kondensor system terdiri dari beberapa peralatan utama, yaitu kondensor
itu sendiri, kondensor tube cleaning system, kondensor vaccum system
dan condensate pump. Kondensor vaccum system berfungsi untuk
menjaga agar tekanan di dalam kondensor selalu lebih kecil dari tekanan
atmosfer. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan plant efficiency dari
PLTU.
2.1.4. Generator
Generator berfungsi untuk mengubah energi putar dari turbin menjadi
energi listrik.
2.2.
KOMPONEN PENUNJANG PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
UAP (PLTU)
2.2.1. Desalination Plant (Unit Desal)
Peralatan ini berfungsi untuk mengubah air laut (brine) menjadi air tawar
(fresh water) denganmetode penyulingan (kombinasi evaporasi dan
kondensasi). Hal ini dikarenakan sifat air laut yangkorosif, sehingga jika
air laut tersebut dibiarkan langsung masuk ke dalam unit utama, maka
dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan PLTU. Reverse
2.2.2. Osmosis (RO)
Mempunyai fungsi yang sama seperti desalination plant namun metode
yang digunakan berbeda.Pada peralatan ini digunakan membran semi
permeable yang dapat menyaring garam-garam yangterkandung pada air
laut, sehingga dapat dihasilkan air tawar seperti pada desalination plant.
2.2.3. Demineralizer Plant (Unit Demin)
Berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral (ion) yang terkadung dalam
air tawar. Air sebagaifluida kerja PLTU harus bebas dari mineral, karena
jika air masih mengandung mineral berartikonduktivitasnya masih tinggi
sehingga dapat menyebabkan terjadinya GGL induksi pada saat air
tersebut melewati jalur perpipaan di dalam PLTU. Hal ini dapat
menimbulkan korosi pada peralatan PLTU.
2.2.4. Hidrogen Plant (Unit Hidrogen)
Pada PLTU digunakan hydrogen (H2) sebagai pendingin Generator.
2.2.5. Chlorination Plant (Unit Chlorin)
Berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (NaOCl) yang
digunakan untuk memabukkan/melemahkan/mematikan sementara mikro
organisme laut pada area water intake.Hal ini dimaksudkan untuk
menghindari terjadinya pengerakkan (scaling) pada pipa-pipa kondensor
maupun unit desal akibat perkembangbiakan mikro organisme laut
tersebut.
2.2.6. Auxiliary Boiler (Boiler Bantu)
Pada umumnya merupakan boiler berbahan bakar minyak (fuel oil), yang
berfungsi untukmenghasilkan uap (steam) yang digunakan pada saat boiler
utama start up maupun sebagai uapbantu (auxiliary steam).
2.2.7. Coal Handling (Unit Pelayanan Batubara)
Merupakan unityang melayani pengolahan batubara yaitu dari proses
bongkar muat kapal (ship unloading) di dermaga, penyaluran ke coalyard
sampai penyaluran ke coal bunker.
2.2.8. Ash Handling (Unit Pelayanan Abu)
Merupakan unit yang melayani pengolahan abu baik itu abu jatuh
(bottom ash) maupun abu terbang (fly ash) dari Electrostatic Precipitator
hopper dan SDCC (Submerged Drag Chain Conveyor) pada unit utama
sampai ke tempat penampungan abu (ash valley/ash yard).
BAB III
SKEMA KERJA PLTU
Berikut ini skema kerja dari pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) :
1.
Air laut dipompa kemudian dialirkan melalui pipa dan masuk ke proses
desalinasi Dalam proses ini air laut yang mengandung garam-garam
maka akan dipisahkan garamnya, sehingga air yang sudah didesalinasi
2.
tidak mengandung garam-garam.
Setelah air tidak mengandung garam maka air akan dipompa menuju
tanki make up water tank. Setelah dari Make Up water tank kemudian air
3.
dipompa menuju Demin Water Tank.
Dari demin water tank maka air akan dipompa kemudian melewati
kondensor,di dalam kondensor air yang berasal dari water demin tank
4.
kemudian akan bercampur dengan air yang berasal dari uap air sisa turbin.
Setelah air keluar dari kondensor kemudian air dipompa menuju LP
Heater. LP Heater adalah Low Pressure Heater,fungsinya untuk
memanaskan air supaya suhunya layak untuk dip roses di Daerator. Agar
proses pelepasan ini berlangsung sempurna, suhu air harus memenuhi suhu
yang disyaratkan. Oleh karena itulah selama perjalanan menuju
Dearator, air mengalamai beberapa proses pemanasan oleh peralatan
yang disebut LP (Low Pressure Heater). Daerator biasanya terletak di
5.
lantai atas PLTU,tapi bukan lantai yang paling atas.
Dari dearator, air turun kembali ke Ground Floor. Sesampainya di
Ground Floor, air langsung dipompakan oleh Boiler Feed Pump / BFP
(Pompa air pengisi) menuju Boiler atau tempat ³memasak´ air. Bisa
dibayangkan Boiler ini seperti panci, tetapi panci berukuran raksasa.
Air yang dipompakan ini adalah air yang bertekanan tinggi, karena itu
syarat agar uap yang dihasilkan juga bertekanan tinggi. Karena
itulah konstruksi PLTU membuat dearator berada di lantai atas dan
BFP
berada di lantai dasar. Karena dengan meluncurnya air dari
ketinggian membuat air menjadi bertekanan tinggi.
6.
Sebelum masuk boiler air mengalami beberapa proses pemanasan di
HP (High Pressure) Heater. Setelah itu barulah air masuk boiler untuk
7.
dilakukan pemanasan lebih lanjut.
Setelah air masuk ke dalam Boiler maka air akan dipanaskan sampai
terbentuk uap. Untuk menguapkan air tersebut maka dibutuhkan
Boiler,boiler tersebut untuk menghasilkan api menggunakan bahan
bakar,bahan bakar tersebut bisa berupa batu bara / minyak & gas. Untuk
membantu proses pemanasan digunakan juga FDF ( Force Draft
Fan),FDF akan menghisap
dipanaskan
dan
udara
udara tersebut
luar,udara
tersebut
akan disemprotkan
kemudian
di
sekitar
boiler,sehigga pemanasan akan lebih optimum. Dari pemanasan tersebut
akan terdapat sisa-sisa pembakaran yang berua gas,gas sisa tersebut akan
8.
dibuang melalui cerobong asap.
Setelah terbentuk uap,maka uap tersebut masih berupa uap jenuh,uap
tersebut tidak akan kuat untuk menghasilkan turbin. Sebelumnya uap
tersebut akan disimpan di dalam steam drum yang berfungsi sebagai
penampungan uap air sebelum menuju super heater. Supaya uap
tersebut bisa menggerakan turbin sehinngga uap akan dialirakan
menuju Super Heater. Dalam Super heater uap tersebut akan dihilangkan
kadar airnya,sehingga uap tersebut benar-benar
boiler
juga
terdapat
economizer,economizer
kering.
Di
dalam
berfungsi
untuk
menyerap gas hasil pemanasan super heater yang akan digunakan untuk
9.
memanaskan air pengisi sebelum masuk ke main drum.
Setelah itu uap dari Super heater akan mengalir menuju HP
Turbin dan kemudian menggerakan turbin tersebut,setelah itu sisa uap
akan kembali menuju reheater dalam boiler untuk kembali dipanaskan
10.
supaya uapnya kuat untuk menggerakkan LP Turbin.
Setelah uap dari reheater maka uap akan menuju LP Heater dan
menggeerakan turbin tersebut,karena poros-poros HP Turbin & LP Turbin
terhubung ke Generator maka jika kedua turbin ikut berputar maka
generator juga ikut berputar. Putaran generator inilah yang akan
menghasilkan
perbedaan
potensial
listrik
yang
kemudian
menghasilkan
11.
listrik. Kemudian listrik akan ditampung dan kemudian
akan disalurkan.
Dari LP Turbin masih terdapat sedikit sisa uap,dari sisa tersebut
maka
uap
air
akan dikondensasi oleh
kondensor,sehingga
akan
menjadi cair kembali dan akan digunakan kembali dan ada yang
3.1.
dibuang kembali ke laut.
KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA UAP (PLTU)
3.1.1. Kelebihan PLTU
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) memiliki beberapa keunggulan
dibandingkan dengan jenis pembangkit listrik lainnya:
1. Dapat dioperasikan menggunakan berbagai jenis bahan bakar (padat,
cair dan gas).
2. Dapat dibangun dengan kapasitas yang bervariasi
3. Dapat dioperasikan dengan berbagai mode pembebanan
4. Kontinyuitas operasinya tinggi
5. Usia pakai (life time) relatif lama
3.1.2. Kekurangan PLTU
Listrik Tenaga Uap (PLTU) memiliki beberapa kekurangan / kerugian,
diantaranya :
1. Sangat tergantung pada tersedianya pasokan bahan bakar
2. Tidak dapat dioperasikan (start) tanpa pasokan listrik dari luar
3. Memerlukan tersedianya air pendingin yang sangat banyak dan
kontinyu
4. Investasi awalnya mahal
5. Menghasilkan polusi udara yaitu gas sisa hasil pembakaran bahan
bakar (gas CO2, NOX, SOX dan debu batu bara)
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP
(PLTU)
Disusun Oleh :
FANDY TRISNA SAPUTRA
INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA
SURABAYA
2016
BAB I
PENDAHULUAN
Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah pembangkit yang mengandalkan
energi kinetik dari uap untuk menghasilkan energi listrik. Bentuk utama dari
pembangkit listrik jenis ini adalah Generator yang dihubungkan ke turbin yang
digerakkan oleh tenaga kinetik dari uap panas/kering. Pembangkit listrik tenaga
uap menggunakan berbagai macam bahan bakar terutama batu bara dan minyak
bakar serta MFO (Marine Fuel Oil) untuk start up awal.
PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak
digunakan, karena efisiensinya baik dan bahan bakarnya mudah didapat sehingga
menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi
energi yang merubah energi kimia dalam bahan bakar menjadienergi listrik.
BAB II
DIAGRAM KERJA PLTU
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) terdiri dari beberapa komponen, yaitu :
Keterangan :
1. Cooling tower
2. Cooling water pump
3. Transimission line 3 phase
4. Transformer 3-phase
5. Generator Listrik 3-phase
6. Low pressure turbine
7. Boiler feed pump
8. Kondensor
9. Intermediate pressure turbine
10. Steam governor valve
11. High pressure turbine
12. Deaerator
13. Feed heater
14. Conveyor batubara
15. Penampung batubara
16. Pemecah batubara
17. Tabung Boiler
18. Penampung abu batubara
19. Pemanas
20. Forced draught fan
21. Preheater
22. combustion air intake
23. Economizer
24. Air preheater
25. Precipitator
26. Induced air fan
27. Cerobong
2.1.
KOMPONEN UTAMA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP
(PLTU)
2.1.1. Boiler
Boiler berfungsi untuk mengubah air(feedwater) menjadi uap panas lanjut
(superheated steam) yang akan digunakan untuk memutar turbin.
Boiler (Steam Generator)
Sesuai dengan namanya, boiler house steel structure adalah bangunan
struktur rangka baja, di mana di dalamnya terpasang semua peralatan
steam generator. Bangunan rangka baja ini tingginya antara 50 m (PLTU
kapasitas 65 MW) hingga 100 m (PLTU kapasitas 600 MW).
Pressure part system adalah bagian utama dari steam generator. Bagian
inilah yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap bertekanan tinggi
(superheated steam) dengan temperatur antara 500 - 600 derajat C.
Air yang disuplai ke boiler, pertama kali masuk ke economizer inlet
header, terus didistribusikan ke economizer elements, berkumpul kembali
di eco outlet header lalu disalurkan ke steam drum. Economizer terletak di
dalam backpass area (di bagian belakang boiler house), sementara steam
drum ada di bagian depan roof area. Dinamakan economizer karena bagian
ini berfungsi untuk menaikkan temperatur air yang baru masuk boiler
dengan cara memanfaatkan gas buang dari pembakaran batu bara di
furnace area (combustion chamber). Dengan pemanasan awal di
economizer ini effisiensi ketel uap dapat ditingkatkan.
Akibat pemanasan secara konveksi di daerah furnace dan karena gaya
gravitasi, air di dalam steam drum air mengalami sirkulasi turun ke water
wall lower header melalui pipa downcomers. Dari waterwall lower header
air kembali mengalami sirkulasi karena panas, naik menuju water wall
upper header melalui tube-tube water wall panel. Kemudian dari waterwall
upper header air dikembalikan ke steam drum melalui riser pipes.
Jadi akibat panas pembakaran batu bara air mengalami sirkulasi terus
menerus. Sirkulasi ini menyebabkan air di water wall panel & steam drum
sebagian berubah menjadi uap.
Pada PLTU berkapasitas besar, sirkulasi tersebut dibantu oleh Boiler water
Circulating Pump yang terpasang pada pipa downcomers bagian bawah.
Sirkulasi yang lebih cepat akan menyebabkan kecepatan perubahan air
menjadi uap juga lebih besar.
Di dalam steam drum terdapat separator yang berfungsi untuk
memisahkan uap dari air. Uap yang sudah dipisahkan tersebut, dari steam
drum disalurkan ke roof steam inlet header yang terhubung ke boiler roof
panel. Boiler roof panel ini yang membawa uap ke belakang menuju
backpass panel.
Dari backpass panel, uap disalurkan ke Low Temperature Superheater
(LTS) yang ada di dalam backpass area, di atas economizer elements. dari
LTS uap disalurkan ke Intermediate Temperature Superheaters (ITS).
Selanjutnya melalui pipa superheater-desuperheater, uap dibawa ke High
Temperature Superheater (HTS) elements untuk menjalani proses
pemanasan terakhir menjadi superheated steam.
ITS dan HTS elements lokasinya berada di dalam furnace (ruang
pembakaran batu bara) bagian atas. Beberapa boiler manufacturers
memberikan nama yang berbeda kepada LT, IT dan HT superheater.
Dari High Temperature Superheater outlet header, superheated steam
dengan temperature 500-600 derajat C dan tekanan sangat tinggi
disalurkan ke steam turbine melalui pipa main steam.
Pada PLTU berkapasitas kecil, uap tersebut masuk ke High Pressure
Turbine, terus ke Low Pressure Turbine dan keluar menuju kondensor.
Sedangkan pada PLTU berkapasitas besar, setelah memutar HP turbine uap
tersebut dibawa kembali ke boiler melalui pipa cold reheat.
Di dalam boiler uap tersebut mengalami pemanasan kembali di dalam
Reheater elements. Reheater elements ini biasanya terletak di antara
furnace area dan backpass area.
Setelah mengalami pemanasan kembali, reheated steam disalurkan ke
Intermediate Pressure Turbine melalui pipa Hot Reheat. Setelah memutar
Intermediate dan Low Pressure Turbine, baru uap keluar ke kondensor.
2.1.2. Turbin uap
Turbin uap berfungsi untuk mengkonversi energi panas yang dikandung
oleh uap menjadi energiputar (energi mekanik). Poros turbin dikopel
dengan poros generator sehingga ketika turbinberputar generator juga ikut
berputar.
Turbin Uap
Ekspansi uap yang dihasilkan oleh turbin 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 sudusudu 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.
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.
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 kondensor dengan
temperatur 40oC.
2.1.3. Kondensor
Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas dari turbin (uap
yang telah digunakanuntuk memutar turbin). Kondensor terbuat dari plat
baja berbentuk silinder yang diletakkan secara mendatar dan didalamnya
dipasang pipa-pipa pendingin yang terbuat dari kuningan paduan.
Kondensor memerlukan air pendingin untk mengubah uap menjadi air.
Beberapa PLTU memanfaatkan air laut sebagai pendingin kondensor,
sementara PLTU yang lain mempergunakan cooling tower untuk
mendinginkan air kondensor yang diputar terus menerus dalam sistem
tertutup (closed loop).
Kondensor system terdiri dari beberapa peralatan utama, yaitu kondensor
itu sendiri, kondensor tube cleaning system, kondensor vaccum system
dan condensate pump. Kondensor vaccum system berfungsi untuk
menjaga agar tekanan di dalam kondensor selalu lebih kecil dari tekanan
atmosfer. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan plant efficiency dari
PLTU.
2.1.4. Generator
Generator berfungsi untuk mengubah energi putar dari turbin menjadi
energi listrik.
2.2.
KOMPONEN PENUNJANG PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
UAP (PLTU)
2.2.1. Desalination Plant (Unit Desal)
Peralatan ini berfungsi untuk mengubah air laut (brine) menjadi air tawar
(fresh water) denganmetode penyulingan (kombinasi evaporasi dan
kondensasi). Hal ini dikarenakan sifat air laut yangkorosif, sehingga jika
air laut tersebut dibiarkan langsung masuk ke dalam unit utama, maka
dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan PLTU. Reverse
2.2.2. Osmosis (RO)
Mempunyai fungsi yang sama seperti desalination plant namun metode
yang digunakan berbeda.Pada peralatan ini digunakan membran semi
permeable yang dapat menyaring garam-garam yangterkandung pada air
laut, sehingga dapat dihasilkan air tawar seperti pada desalination plant.
2.2.3. Demineralizer Plant (Unit Demin)
Berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral (ion) yang terkadung dalam
air tawar. Air sebagaifluida kerja PLTU harus bebas dari mineral, karena
jika air masih mengandung mineral berartikonduktivitasnya masih tinggi
sehingga dapat menyebabkan terjadinya GGL induksi pada saat air
tersebut melewati jalur perpipaan di dalam PLTU. Hal ini dapat
menimbulkan korosi pada peralatan PLTU.
2.2.4. Hidrogen Plant (Unit Hidrogen)
Pada PLTU digunakan hydrogen (H2) sebagai pendingin Generator.
2.2.5. Chlorination Plant (Unit Chlorin)
Berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (NaOCl) yang
digunakan untuk memabukkan/melemahkan/mematikan sementara mikro
organisme laut pada area water intake.Hal ini dimaksudkan untuk
menghindari terjadinya pengerakkan (scaling) pada pipa-pipa kondensor
maupun unit desal akibat perkembangbiakan mikro organisme laut
tersebut.
2.2.6. Auxiliary Boiler (Boiler Bantu)
Pada umumnya merupakan boiler berbahan bakar minyak (fuel oil), yang
berfungsi untukmenghasilkan uap (steam) yang digunakan pada saat boiler
utama start up maupun sebagai uapbantu (auxiliary steam).
2.2.7. Coal Handling (Unit Pelayanan Batubara)
Merupakan unityang melayani pengolahan batubara yaitu dari proses
bongkar muat kapal (ship unloading) di dermaga, penyaluran ke coalyard
sampai penyaluran ke coal bunker.
2.2.8. Ash Handling (Unit Pelayanan Abu)
Merupakan unit yang melayani pengolahan abu baik itu abu jatuh
(bottom ash) maupun abu terbang (fly ash) dari Electrostatic Precipitator
hopper dan SDCC (Submerged Drag Chain Conveyor) pada unit utama
sampai ke tempat penampungan abu (ash valley/ash yard).
BAB III
SKEMA KERJA PLTU
Berikut ini skema kerja dari pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) :
1.
Air laut dipompa kemudian dialirkan melalui pipa dan masuk ke proses
desalinasi Dalam proses ini air laut yang mengandung garam-garam
maka akan dipisahkan garamnya, sehingga air yang sudah didesalinasi
2.
tidak mengandung garam-garam.
Setelah air tidak mengandung garam maka air akan dipompa menuju
tanki make up water tank. Setelah dari Make Up water tank kemudian air
3.
dipompa menuju Demin Water Tank.
Dari demin water tank maka air akan dipompa kemudian melewati
kondensor,di dalam kondensor air yang berasal dari water demin tank
4.
kemudian akan bercampur dengan air yang berasal dari uap air sisa turbin.
Setelah air keluar dari kondensor kemudian air dipompa menuju LP
Heater. LP Heater adalah Low Pressure Heater,fungsinya untuk
memanaskan air supaya suhunya layak untuk dip roses di Daerator. Agar
proses pelepasan ini berlangsung sempurna, suhu air harus memenuhi suhu
yang disyaratkan. Oleh karena itulah selama perjalanan menuju
Dearator, air mengalamai beberapa proses pemanasan oleh peralatan
yang disebut LP (Low Pressure Heater). Daerator biasanya terletak di
5.
lantai atas PLTU,tapi bukan lantai yang paling atas.
Dari dearator, air turun kembali ke Ground Floor. Sesampainya di
Ground Floor, air langsung dipompakan oleh Boiler Feed Pump / BFP
(Pompa air pengisi) menuju Boiler atau tempat ³memasak´ air. Bisa
dibayangkan Boiler ini seperti panci, tetapi panci berukuran raksasa.
Air yang dipompakan ini adalah air yang bertekanan tinggi, karena itu
syarat agar uap yang dihasilkan juga bertekanan tinggi. Karena
itulah konstruksi PLTU membuat dearator berada di lantai atas dan
BFP
berada di lantai dasar. Karena dengan meluncurnya air dari
ketinggian membuat air menjadi bertekanan tinggi.
6.
Sebelum masuk boiler air mengalami beberapa proses pemanasan di
HP (High Pressure) Heater. Setelah itu barulah air masuk boiler untuk
7.
dilakukan pemanasan lebih lanjut.
Setelah air masuk ke dalam Boiler maka air akan dipanaskan sampai
terbentuk uap. Untuk menguapkan air tersebut maka dibutuhkan
Boiler,boiler tersebut untuk menghasilkan api menggunakan bahan
bakar,bahan bakar tersebut bisa berupa batu bara / minyak & gas. Untuk
membantu proses pemanasan digunakan juga FDF ( Force Draft
Fan),FDF akan menghisap
dipanaskan
dan
udara
udara tersebut
luar,udara
tersebut
akan disemprotkan
kemudian
di
sekitar
boiler,sehigga pemanasan akan lebih optimum. Dari pemanasan tersebut
akan terdapat sisa-sisa pembakaran yang berua gas,gas sisa tersebut akan
8.
dibuang melalui cerobong asap.
Setelah terbentuk uap,maka uap tersebut masih berupa uap jenuh,uap
tersebut tidak akan kuat untuk menghasilkan turbin. Sebelumnya uap
tersebut akan disimpan di dalam steam drum yang berfungsi sebagai
penampungan uap air sebelum menuju super heater. Supaya uap
tersebut bisa menggerakan turbin sehinngga uap akan dialirakan
menuju Super Heater. Dalam Super heater uap tersebut akan dihilangkan
kadar airnya,sehingga uap tersebut benar-benar
boiler
juga
terdapat
economizer,economizer
kering.
Di
dalam
berfungsi
untuk
menyerap gas hasil pemanasan super heater yang akan digunakan untuk
9.
memanaskan air pengisi sebelum masuk ke main drum.
Setelah itu uap dari Super heater akan mengalir menuju HP
Turbin dan kemudian menggerakan turbin tersebut,setelah itu sisa uap
akan kembali menuju reheater dalam boiler untuk kembali dipanaskan
10.
supaya uapnya kuat untuk menggerakkan LP Turbin.
Setelah uap dari reheater maka uap akan menuju LP Heater dan
menggeerakan turbin tersebut,karena poros-poros HP Turbin & LP Turbin
terhubung ke Generator maka jika kedua turbin ikut berputar maka
generator juga ikut berputar. Putaran generator inilah yang akan
menghasilkan
perbedaan
potensial
listrik
yang
kemudian
menghasilkan
11.
listrik. Kemudian listrik akan ditampung dan kemudian
akan disalurkan.
Dari LP Turbin masih terdapat sedikit sisa uap,dari sisa tersebut
maka
uap
air
akan dikondensasi oleh
kondensor,sehingga
akan
menjadi cair kembali dan akan digunakan kembali dan ada yang
3.1.
dibuang kembali ke laut.
KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA UAP (PLTU)
3.1.1. Kelebihan PLTU
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) memiliki beberapa keunggulan
dibandingkan dengan jenis pembangkit listrik lainnya:
1. Dapat dioperasikan menggunakan berbagai jenis bahan bakar (padat,
cair dan gas).
2. Dapat dibangun dengan kapasitas yang bervariasi
3. Dapat dioperasikan dengan berbagai mode pembebanan
4. Kontinyuitas operasinya tinggi
5. Usia pakai (life time) relatif lama
3.1.2. Kekurangan PLTU
Listrik Tenaga Uap (PLTU) memiliki beberapa kekurangan / kerugian,
diantaranya :
1. Sangat tergantung pada tersedianya pasokan bahan bakar
2. Tidak dapat dioperasikan (start) tanpa pasokan listrik dari luar
3. Memerlukan tersedianya air pendingin yang sangat banyak dan
kontinyu
4. Investasi awalnya mahal
5. Menghasilkan polusi udara yaitu gas sisa hasil pembakaran bahan
bakar (gas CO2, NOX, SOX dan debu batu bara)