Komponen – komponen Utama dan Prinsip Kerja PLTU
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) terdiri dari
beberapa sistem utama, yaitu :
1. Boiler
Boiler adalah ketel uap yang berfungsi untuk merubah air
menjadi uap superheat yang bertemperatu dan bertekanan tinggi. Proses
memproduksi uap ini disebut ‘Steam Raising’ (pembuat uap).
2. Turbin
Turbin adalah mesin rotasi yang berfungsi untuk merubah
energi panas menjadi energi mekanik. Uap berekspansi diturbin dengan urutan
dari boiler dengan tekanan dan suhu tinggi mengalir melalui nozzle sehingga
kecepatannya naik sedangkan tekanannya akan turun. Disini energi potensial
dirubah menjadi energi kinetik. Uap dengan kecepatan tinggi diarahkan untuk
mendorong sudu – sudu gerak sehingga mengakibatkan poros turbin berputar.
Disini energi kinetik diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran.
3. Kondensor
Kondensor berfungsi merubah uap menjadi air. Uap bekas
turbin dengan kondisi basah masuk ke kondensor yang dalam keadaan vakum. Proses
kondensasi (pengembunan) terjadi dengan mengalirkan air pendingin kedalam
pipa-pipa kondensor dan uap berada diluar pipa-pipa. Posisinya biasanya terletak
dibawah turbin sehingga memudahkan aliran uap masuk.
Kondensor pada PLTU Gresik Unit 3 dan Unit 4 ada
perbedaan yang sangat spesifik. Dimana Unit 3 telah dilakukan inovasi perubahan
material tube dengan menggunakan bahan titanium,untuk unit 4 tidak mengalami
perubahan dan masih tetap menggunakan material tembaga untuk tubenya. Dengan
fungsi kondonsor sendiri adalah sebagai media merubah uap menjadi air material
ini sangatlah berpengaruh besar karena memiliki karakteristik yang berbeda.
Dengan penelitian yang sudah ada membuktikkan bahwa untuk masalah perpindahan
panas material tembaga lebih baik daripada material titanium.
Tetapi materialtitanium memiliki keunggulan dalam hal kekuatan
terhadap korosi air laut. Perbedaan yang sangat mencolok dan dapat mempengaruhi
pemakain bahan bakar di setiap unitnya.
4. Generator
Generator berfungsi untuk merubah energi
mekanik menjadi energi listrik. Kapasitas Generator dari waktu ke waktu
berkembang semakin besar dengan teknologi konstruksi dan rancang
bangun yang semakin maju. Kapasitas generator PLTU di Indonesia sangat
bervariasi, karena pembangunannya disesuaikan dengan kebutuhan energi yang
harus dilayani.Kostruksi Generator PLTU semuanya menggunakan kutub medan magnet
dirotor. Dimana rotor sebagai medan magnet dan menginduksi rotor. Hal ini
bertujuan untuk memudahkan penyambungan (connection) energi listrik keluar
generator, karena titik terminal penyambungan benda pada rotor.
Komponen Utama Pada Boiler
Boiler berfungsi untuk merubah air menjadi uap seuperheat
yang bertemperatur dan bertekanan tinggi. Klasifikasi boiler secara umum dibagi
menjadi dua,yaitu :
a. Boiler Pipa Api
Pada jenis Boiler pipa api, gas hasil pembakaran (flue
gas) mengalir melalui pipa yang dibagian luarnya diselimuti air sehingga
terjadi perpindahan pans dari gas panas ke air dan air menjadi uap.
Keterbatasan dari boiler pipa api ini adalah tekanan uap
tidak dapat dibuat terlalu tinggi karena ketebalan drum akan sedemikian
tebalnya. Boiler seperti ini banyak di gunakan di pabrik gula karena tidak
memerlukan tekanan uap yang tinggi.
Boiler
Pipa Air
Pada boiler (Boiler) jenis ini, air berada didalam pipa
sedangkan gas panas berada diluarpipa. Boiler pipa air dapat beroperasi dengan
tekanan tinggi (lebih dari 100 Bar).
Ruang Bakar
Ruang bakar adalah bagian dari Boiler yang berfungsi
untuk tempat berlangsungnya proses pembakaran antara bahan bakar dan udara. Tekanan
gas panas yang beradadidalam ruang bakar (Furnance) dapat lebih besar dari pada
tekanan udara luar(Tekanan ruang bakar positip) dan dapat juga bertekanan lebih
kecil dari tekanan udara luar (Tekanan ruang bakar negatif)
ataubertekananseimbang(BalanceDraught).
Tekanan Positif, pada boiler dengan tekanan ruang bakar
positif, udara luar dihembuskan masukkedalam ruang bakar dengan menggunakan
forced draught fan (Kipas tekan paksa),yang sekaligus mendorong gas panas hasil
pembakaran ke arah cerobong. Boilerdengan tekanan ruang bakar positif banyak
digunakan pada Boiler dengan bahan bakar minyak. Seperti digunakan
pada unit PLTU Gresik.
Tekanan Negatif, pada boiler dengan tekanan ruang bakar
negatif, gas panas hasil pembakaran dihisapoleh induced draught fan sekaligus
menghisap udara luar masuk kedalam ruangbakar. Gabungan dari kedua cara
tersebut diatas diterapkan pada balanced draughtyang memiliki baik forced
draught fan untuk mendorong udara luar masuk kedalamboiler, maupun induced
draught fan untuk menghisap gas panas hasil pembakaran.Pada sistem balanced
draught, tekanan ruang bakar dibuat sedikit negatif yaitu sekitar 10 mmWg
(0,001 bar). Boiler dengan tekanan ruang bakar negatif, jarang digunakan(kurang
ekonomis). Sedangkan boiler dengan tekanan balanced draught (seimbang)banyak
digunakan oleh Boiler dengan bahan bakar Batubara.
Soot
Blower
Fungsi dari soot blower adalah pembersih abu,debu atau
jelaga yang menempel pada pipa – pipa boiler,superheater,ekonomizer dan pada
elemen air heater,menggunakan uap. Uap yang digunakan biasanya diambil langsung
dari boiler,dari sisi keluar pemanas lanjut atau sisi masuk cold reheater.
Ketika boiler menggunakan BBM (residu oil) frekwensi pengoperasian sootblower
disesuaikan karena gas buang dari pembakaran menempel pada dinding-dinding
boiler,tetapi ketika menggunakan BBG (gas alam) frekwensi pemakaian sootblower
dapat dikurangi karena gas buang yang dihasilkan sangat bersih sehingga
meningkatkah efisiensi dari tube-tube boiler.
FAN
– FAN
Penggunaan fan ialah untuk mengalirkan udara pembakaran.
Di Unit PLTU Gresik menggunakan beberapa fan,yaitu
a. Forced Draft
Fan,berfungsi menghasilkan udara secondary (Secondary Air) yang digunakan
sebagai udara pembakaran pada furnace boiler.
b. Gas Recycling Fan,
berfungsi menghisap kembali sisa gas panas dan dikembalikan ke ruang bakar yang
bertujuan meningkatkan efisiensi boiler.
c. Include Draft
Fan, berfungsi menarik dan mempertahankan tekanan diruang bakar.
Air
Heater
Air heater adalah pemanas udara sehingga temperature
udara pembakaran dapat mencapai 3000C menghasilkan pembakaran yang
lebih sempurna. Air heater yang terpasang dari jenis elemen-elemen plat yang
berfungsi mengambil panas dari flow gas kemudian dialirkan ke udara pembakaran
(discharge FD Fan) dengan mekanisme perpindahan panas konveksi.
Ekonomizer
Ekonomizer adalah heat exchanger yang digunakan untuk
memanaskan feedwater boiler sebelummasuk ke steam drum dengan memanfaatkan
temperatur gas buang yang masih tinggi sehinggameningkatkan efisiensi unit
Kontruksi ekonomizer berupa sekelompok pipa-pipa kecil yang disusun
berderet-deret. Di bagian dalam pipa mengalir air pengisi yang dipompakan oleh
BFP dan dibagian luar pipa mengalir gas panas hasil pembakaran yang terjadi
diruang bakar. Karena temperatur gas panas lebih tinggi dari temperatur air
pengisi maka gas panas menyerahkan panas kepada air pengisi sehingga temperatur
air pengisi menjadi naik dan diharapkan mendekati titik didihnya,tidak
melampaui titik didih karena akan menyebabkan terbentuknya uap didalam pipa
ekonomizer dengan akibat lebih lanjut terjadi overheating pada pipa tersebut.
Boiler
Drum
Boiler Drum adalah bejana tempat menampung air dari
ekonomizer dan uap hasil penguapan dari tube wall. Setengah dari drum bagian
bawah berisi air dan setengah bagian atas berisi uap.
Header
Fungsi dari header adalah sebagai tempat keterpasangan
tube economizer,dimana pada header dibuat lubang-lubang konis yang sesuai
dengan ujung-ujung tube.
Riser
(wall tube) dan Down Comer
Dinding boiler terdiri dari pipa-pipa yang disatukan oleh
membran,oleh karena itu disebut dengan wall tube. Di dalam wall tube tersebut
mengalir air yang akan dididihkan. Dinding pipa bpiler adalah pipa yang
memiliki ulir dalam (ribbed tube). Dengan tujuan agar aliran air didalam wall
tube berpusar (turbulen). Sehingga penyerapan panas menjadi lebih banyak dan
merata,serta untuk mencegah terjadinya overheating karena penguapan awal air
ada dinding pipa yang menerima panas radiasi langsung dari ruang pembakaran.
Wall tube mempunyai dua header pada bagian bawahnya yang
berfungsi untuk menyalurkan air dari downcomer. Downcomer merupakan pipa yang
menghubungkan steam drum dengan bagian bawah low header. Untuk mencegah
penyebaran panas dari dalam furnace ke luar melalui wall tube,maka disisi luar
dari wall tube dipasang dinding isolasi yang terbuat dari mineral fiber.
Superheater
Aliran sirkulasi uap yang terjadi adalah:
(a). Uap jenuh dari steam drum dialirkan ke primary
superheater. Primary superheaterPrimary superheaterbiasanya diatur dengan
konfigurasi horizontal.
(b). Uap yang dipanaskan ini selanjutnya mengalir ke secondary
superheater yangterletak pada daerah pancaran (radiasi). Sebagian dari
superheater terletak tepatdiatas ruang bakar dan menerima panas radiasi
langsung dari ruang bakar.Kemudian dari secondary superheater, uap mengalir ke
turbin tekanan tinggi.
Reheater
Aliran uap reheat yang terjadi adalah sebagai berikut:
Uap superheat yang berasal dari turbin tekanan tinggi,
kembali ke steam generator(boiler), untuk mendapatkan panas dalam reheater,
kemudian setelah dipanaskan direheater, uap tersebut mengalir ke turbin tekanan
menengah.
Burner
Gun
Burner yaitu perangkat dari boiler yang berfungsi
menyemprotkan dan membakar bahan bakar di dalam ruang pembakaran (furnace).
Burner merupakan pelalatan pembakaran yang dapat membagi bahan bakar menjadi
bagian-bagian kecil sehingga memudahkan proses pembakaran dengan udara.
Terdapat 3 macam Burner dan 1 Igniter di PLTU
Gresik Unit 3 dan 4.
Prinsip
Kerja PLTU
Pengelolaan air pada PLTU
Tujuan
utama pengelolaan air adalah untuk membuat air dimineral (air murni)
dan mencegah terjadinya gangguan-gangguan yang diakibatkan oleh air yang masih
mengandung ion-ion dan zat-zat vang dapat merusak pipa-pipa air yang ada di
Boiler. Ganggungan-gangguan itu seperti kerak. korosi dan gangguan-gangguan
lainnya.
Proses pengolahan air ini dilakukan dengan
tahapan-tahapan sebagai berikut :
Tahap Penjernihan
Air yang diambil dari sungai Keramasan dengan Bantuan
pompa (Raw Water Pump) dengan putaran pompa yang cukup besar yaitu 1450
rpm. Air yang di pompa RWP terlebih dahulu masuk kedalam saringan pasir,
kemudian ke tower tank dari tower tank ke Reaktor disini air mengalami
penjernihan dengan menggunakan tawas dan kapur.
Air yang sudah mengalami penjernihan sebagian digunakan
sebagai air minum yang dialirkan ke perumahan PLTU Keramasan.
Tahap Pemurnian
Pada tahap pemurnian ini dilakukan dengan menggunakan
peralatan-peralatan sebagai berikut :
· Penukar
kation
· Penukar
Anion
Air yang sudah dijernihkan dengan tawas
dan air kapur dialirkan ke sand filter kasar dan halus kemudian dialirkan ke
rasin kation sebagai zat yang dapat menyerap ion positif. Kemudian dari proses
penukaran kation, air dialirkan ke penukar anion (Anion Exchanger) pada proses
ini digunakan Resin Anion yaitu proses penyerapan ion-ion negatif.
Air yang sudah mengalami kedua proses
diatas sudah terbebas dari mineral dan biasanya disebut dengan air murni (Air
Demineral) selanjutnya air mumi (Air Demineral) dipompakan ke Feed water Tank
dengan kapasitas 45000 liter yang akan digunakan sebagai air penambah boiler.
Disini air mengalami pemanasan yaitu dengan memanfaatkan BME (Boiler Mud
Expander)
Proses Sirkulasi Air
Air
yang sudah terbebas dari mineral biasa disebut dengan air murni (Air Dimineral)
selanjutnya air dipompakan ke FWT (Feed Water Tank), dengan kapasitas 45000
liter. disini air mengalami pemanasan dengan BME (Boiler Mud Exspander)
kemudian air yang mengalami pemanasan tadi melewati BMC (Boiler Mud Cooler) dan
kemudian masuk ke dearator.
Air
yang masuk ke dearator tadi mengalami pemanasan yang berasal dari Extraksion 2
yang terdapat pada Turbin Uap, kemudian air di alirkan FWT (Feed Water Tank).sesudah
itu air dialirkan ke HPH dengan menggunakan Feed Water Pump. HPH adalah pemanas
tekanan tingkat tinggi, pemanasnya berasal dari uap extraksion I pada turbin
uap.
Setelah air mengalami pemanasan tingkat tinggi di HPH.
air dialirkan terus masuk ke Economiser lalu dari Economiser air
masuk ke Boiler drum.
Air
yang masuk ke Boiler drum mengalami pemanasan sehingga air yang masuk tadi
menjadi uap kemudian uap masuk ke Superheater dan uap dialirkan, sebagai
penggerak turbin.
Uap
yang sudah dimanfaatkan oleh turbin turun ke Condensor. fungsi
kondensor untuk mendinginkan uap dalam turbin setelah di dinginkan uap menjadi
air. Air dialirkan ke Condensate Cooler setelah melewati condensate cooler
dialirkan ke Low Press Heater (LPH).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar