Aplikasi Sistem Kontrol Modulasi Pada Pe
Aplikasi Sistem Kontrol Modulasi
Pada Pembangkit Listrik Tenaga
Uap
BY ONNY APRIYAHANDA ·
Sistem kontrol modulasi yang paling penting pada sebuah
pembangkit listrik tenaga uap adalah sistem kontrol padaboiler.
Tujuannya adalah untuk mengatur masuknya bahan bakar ke
dalam furnace agar sesuai dengan beban listrik yang diminta,
serta menjaga parameter-parameter kritis seperti tekanan uap,
temperatur uap, level air di dalam drum, supaya tetap sesuai
dengan desain boiler tersebut.×
Sistem Kontrol Boiler
Bahan bakar (sepertibatubara) dibakar di dalamfurnace untuk
menghasilkan uap air yang selanjutnya menggerakkan sudu-sudu
turbin. Putaran rotor turbin sekaligus memutar
rotorgenerator yang selanjutnya membangkitkan energi listrik
dengan besaran tertentu.
Pembangkit listrik adalah pabrik yang unik. Dimana hasil produksi
pabriknya (yaitu listrik) pada saat itu juga secara realtime langsung digunakan oleh konsumennya. Selain itu, besar
megawatt yang dihasilkan oleh pembangkit listrik juga
secara real-time, sama persis dengan kebutuhan konsumen, tidak
lebih dan tidak kurang.
Pembangkit listrik tidak dapat mengatur besar konsumsi listrik
yang ada. Justru pembangkit listrik lah yang secara fleksibel harus
dapat menyesuaikan beban listrik yang ada. Konsumen dapat
dengan “semaunya sendiri” menggunakan listrik, dan pembangkit
listrik lah yang harus menyediakan kebutuhan tersebut.
Jika terjadi perbedaan nilai antara beban listrik dari konsumen
dengan listrik yang dihasilkan oleh pembangkit, akan
menyebabkan perubahan frekuensi listrik yang berbeda dengan
yang seharusnya. Di Indonesia besar frekuensi listrik standard
adalah 50Hz, yang berarti putaran generator yaitu sebesar
3000rpm. Pada saat beban listrik lebih besar daripada listrik yang
dihasilkan oleh pembangkit, maka nilai frekuensi akan lebih
rendah daripada 50Hz. Sedangkan jika beban listrik lebih rendah
daripada yang dihasilkan oleh pembangkit, besar frekuensi listrik
akan lebih besar daripada 50Hz.
Sistem kontrol yang kompleks digunakan oleh pembangkit listrik
untuk memenuhi kebutuhan listrik konsumen secara “real-time“.
Secara umum sistem kontrol permintaan beban listrik (load
demand) pada pembangkit listrik dibagi menjadi tiga, yaitu Boiler
Follow,Coordinate Control, dan Turbine Follow.
Boiler Follow
Sistem kontrol ini sudah dikenal dan diterapkan sejak awal-awal
penerapan pembangkit listrik tenaga uap. Pada kontrol ini, sistem
turbin dan boiler berada pada dua skema kontrol yang berbeda.
Pada saat permintaan beban listrik dengan besar tertentu muncul,
sinyal tersebut digunakan sebagai input pada sistem
kontrol turbin uap. Valve kontrol yang men-supply uap air ke
dalam turbin membuka dengan besar tertentu sesuai dengan
sinyal kebutuhan beban listrik yang diterima. Hal ini akan
menyebabkan terjadinya perubahan tekanan dan debit uap air
yang dialirkan ke dalam turbin. Sensor tekanan dan debit uap air
membaca terjadinya error set point, yang artinya tekanan dan
debit uap tidak sesuai dengan nilai set pointyang telah
ditentukan. Sinyal error tersebut menjadi sinyal input bagi boiler,
untuk menambah atau mengurangi tekanan uap air dengan jalan
menambah atau mengurangi proses pembakaran di
dalamfurnace. Sedangkan error set point pada debit uap, akan
dikompensasi oleh jumlah air (feedwater) yang masuk ke dalam
boiler.
Skema Sistem Kontrol Boiler Follow
×Ads by HDV2.2V22.10
Kelebihan dari sistem kontrol ini adalah respons yang cepat
terhadap perubahan beban listrik. Alasan pertama yaitu
karena valve kontrol uap air masuk ke turbin langsung merespons
setiap terjadinya perubahan beban listrik, dan alasan yang kedua
adalah karena boiler yang juga bersifat sebagai reservoir energi
panas yang dapat digunakan pada saat terjadi perubahan
kebutuhan uap air. Namun di sisi lain, kekurangan dari sistem
kontrol ini adalah akan terjadi perubahan sesaat spesifikasi uap
air (tekanan dan debit) yang akan masuk ke turbin uap. Hal ini
beresiko timbulnya kondensasi uap air yang tentu akan
berbahaya bagi sudu-sudu turbin uap.
Coordinate Control
Prinsip dari sistem kontrol ini adalah dengan menggunakan sinyal
input kebutuhan beban listrik sebagai sinyal feedforward ke
sistem kontrol boiler dan turbin secara paralel. Tujuannya adalah
untuk lebih meminimalisir terjadinya interaksi antara variabelvariabel kontrol boiler dengan turbin, serta dapat lebih simultan
mengontrol besar pembakaran pada furnace dan besar
bukaan valve kontrol turbin untuk setiap perubahan beban listrik.
Sistem Kontrol Koordinat (Coordinate Control)
Ads by HD-V2.2V22.10
Sinyal beban listrik yang masuk ke dalam sistem kontrol koordinat
menjadi menjadi sinyal input untuk mengatur besar pembakaran
di boiler dan besar bukaan valve kontrol uap air pada turbin.
Sistem kontrol koordinat merupakan sistem close-loop, yang
artinya ada beberapa parameter yang digunakan sebagai sinyal
balik masuk ke sistem kontrol untuk digunakan sebagai
parameter kontrol proses agar selalu sesuai dengan perintah
kontrol. Sinyal balik yang digunakan antara lain adalah
parameter-parameter kualitas uap air yang keluar dari
boiler (tekanan, debit, temperatur, dan lain sebagainya) serta
besar MegaWatt yang dihasilkan oleh generator. Sinyal-sinyal
input balik tersebut, digunakan kembali oleh sistem kontrol
sebagai sinyal input untuk meminimalisir set-point error.
Turbine Follow
Mode kontrol beban listrik terakhir adalah sistem kontrol Turbine
Follow. Kontrol ini kebalikan dari sistem kontrol Boiler Follow.
Sinyal kebutuhan beban listrik dikirimkan ke sistem kontrol boiler
untuk selanjutnya diatur besar pembakaran di dalamnya agar
sesuai dengan kebutuhan, dan besar bukaan valve kontrol uap air
pada turbine sesuai dengan besar tekanan pada pipa uap air.
Sistem Kontrol Turbine Follow
Sistem kontrol Turbine Follow memiliki respons yang lambat pada
saat terjadinya perubahan beban listrik. Namun sistem kontrol ini
dibutuhkan oleh PLTU pada saat terjadi masalah pada boiler,
misalnya terjadi gangguan pada salah satu dari dua force draft
fansehingga proses pembakaran harus turun ke 50% kemampuan
maksimal. Di saat inilah mode kontrol menggunakan Turbine
Follow.
Pada Pembangkit Listrik Tenaga
Uap
BY ONNY APRIYAHANDA ·
Sistem kontrol modulasi yang paling penting pada sebuah
pembangkit listrik tenaga uap adalah sistem kontrol padaboiler.
Tujuannya adalah untuk mengatur masuknya bahan bakar ke
dalam furnace agar sesuai dengan beban listrik yang diminta,
serta menjaga parameter-parameter kritis seperti tekanan uap,
temperatur uap, level air di dalam drum, supaya tetap sesuai
dengan desain boiler tersebut.×
Sistem Kontrol Boiler
Bahan bakar (sepertibatubara) dibakar di dalamfurnace untuk
menghasilkan uap air yang selanjutnya menggerakkan sudu-sudu
turbin. Putaran rotor turbin sekaligus memutar
rotorgenerator yang selanjutnya membangkitkan energi listrik
dengan besaran tertentu.
Pembangkit listrik adalah pabrik yang unik. Dimana hasil produksi
pabriknya (yaitu listrik) pada saat itu juga secara realtime langsung digunakan oleh konsumennya. Selain itu, besar
megawatt yang dihasilkan oleh pembangkit listrik juga
secara real-time, sama persis dengan kebutuhan konsumen, tidak
lebih dan tidak kurang.
Pembangkit listrik tidak dapat mengatur besar konsumsi listrik
yang ada. Justru pembangkit listrik lah yang secara fleksibel harus
dapat menyesuaikan beban listrik yang ada. Konsumen dapat
dengan “semaunya sendiri” menggunakan listrik, dan pembangkit
listrik lah yang harus menyediakan kebutuhan tersebut.
Jika terjadi perbedaan nilai antara beban listrik dari konsumen
dengan listrik yang dihasilkan oleh pembangkit, akan
menyebabkan perubahan frekuensi listrik yang berbeda dengan
yang seharusnya. Di Indonesia besar frekuensi listrik standard
adalah 50Hz, yang berarti putaran generator yaitu sebesar
3000rpm. Pada saat beban listrik lebih besar daripada listrik yang
dihasilkan oleh pembangkit, maka nilai frekuensi akan lebih
rendah daripada 50Hz. Sedangkan jika beban listrik lebih rendah
daripada yang dihasilkan oleh pembangkit, besar frekuensi listrik
akan lebih besar daripada 50Hz.
Sistem kontrol yang kompleks digunakan oleh pembangkit listrik
untuk memenuhi kebutuhan listrik konsumen secara “real-time“.
Secara umum sistem kontrol permintaan beban listrik (load
demand) pada pembangkit listrik dibagi menjadi tiga, yaitu Boiler
Follow,Coordinate Control, dan Turbine Follow.
Boiler Follow
Sistem kontrol ini sudah dikenal dan diterapkan sejak awal-awal
penerapan pembangkit listrik tenaga uap. Pada kontrol ini, sistem
turbin dan boiler berada pada dua skema kontrol yang berbeda.
Pada saat permintaan beban listrik dengan besar tertentu muncul,
sinyal tersebut digunakan sebagai input pada sistem
kontrol turbin uap. Valve kontrol yang men-supply uap air ke
dalam turbin membuka dengan besar tertentu sesuai dengan
sinyal kebutuhan beban listrik yang diterima. Hal ini akan
menyebabkan terjadinya perubahan tekanan dan debit uap air
yang dialirkan ke dalam turbin. Sensor tekanan dan debit uap air
membaca terjadinya error set point, yang artinya tekanan dan
debit uap tidak sesuai dengan nilai set pointyang telah
ditentukan. Sinyal error tersebut menjadi sinyal input bagi boiler,
untuk menambah atau mengurangi tekanan uap air dengan jalan
menambah atau mengurangi proses pembakaran di
dalamfurnace. Sedangkan error set point pada debit uap, akan
dikompensasi oleh jumlah air (feedwater) yang masuk ke dalam
boiler.
Skema Sistem Kontrol Boiler Follow
×Ads by HDV2.2V22.10
Kelebihan dari sistem kontrol ini adalah respons yang cepat
terhadap perubahan beban listrik. Alasan pertama yaitu
karena valve kontrol uap air masuk ke turbin langsung merespons
setiap terjadinya perubahan beban listrik, dan alasan yang kedua
adalah karena boiler yang juga bersifat sebagai reservoir energi
panas yang dapat digunakan pada saat terjadi perubahan
kebutuhan uap air. Namun di sisi lain, kekurangan dari sistem
kontrol ini adalah akan terjadi perubahan sesaat spesifikasi uap
air (tekanan dan debit) yang akan masuk ke turbin uap. Hal ini
beresiko timbulnya kondensasi uap air yang tentu akan
berbahaya bagi sudu-sudu turbin uap.
Coordinate Control
Prinsip dari sistem kontrol ini adalah dengan menggunakan sinyal
input kebutuhan beban listrik sebagai sinyal feedforward ke
sistem kontrol boiler dan turbin secara paralel. Tujuannya adalah
untuk lebih meminimalisir terjadinya interaksi antara variabelvariabel kontrol boiler dengan turbin, serta dapat lebih simultan
mengontrol besar pembakaran pada furnace dan besar
bukaan valve kontrol turbin untuk setiap perubahan beban listrik.
Sistem Kontrol Koordinat (Coordinate Control)
Ads by HD-V2.2V22.10
Sinyal beban listrik yang masuk ke dalam sistem kontrol koordinat
menjadi menjadi sinyal input untuk mengatur besar pembakaran
di boiler dan besar bukaan valve kontrol uap air pada turbin.
Sistem kontrol koordinat merupakan sistem close-loop, yang
artinya ada beberapa parameter yang digunakan sebagai sinyal
balik masuk ke sistem kontrol untuk digunakan sebagai
parameter kontrol proses agar selalu sesuai dengan perintah
kontrol. Sinyal balik yang digunakan antara lain adalah
parameter-parameter kualitas uap air yang keluar dari
boiler (tekanan, debit, temperatur, dan lain sebagainya) serta
besar MegaWatt yang dihasilkan oleh generator. Sinyal-sinyal
input balik tersebut, digunakan kembali oleh sistem kontrol
sebagai sinyal input untuk meminimalisir set-point error.
Turbine Follow
Mode kontrol beban listrik terakhir adalah sistem kontrol Turbine
Follow. Kontrol ini kebalikan dari sistem kontrol Boiler Follow.
Sinyal kebutuhan beban listrik dikirimkan ke sistem kontrol boiler
untuk selanjutnya diatur besar pembakaran di dalamnya agar
sesuai dengan kebutuhan, dan besar bukaan valve kontrol uap air
pada turbine sesuai dengan besar tekanan pada pipa uap air.
Sistem Kontrol Turbine Follow
Sistem kontrol Turbine Follow memiliki respons yang lambat pada
saat terjadinya perubahan beban listrik. Namun sistem kontrol ini
dibutuhkan oleh PLTU pada saat terjadi masalah pada boiler,
misalnya terjadi gangguan pada salah satu dari dua force draft
fansehingga proses pembakaran harus turun ke 50% kemampuan
maksimal. Di saat inilah mode kontrol menggunakan Turbine
Follow.