BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang Masalah
Di era modern ini listrik adalah salah satu
aspek yang sangat penting bagi kehidupan manusia dikarenakan manusia zaman
sekarang tidak bisa hidup tanpa listrik dan setiap aktivitas baik untuk hiburan
juga pekerjaan haruslah menggunakan listrik sebagai sumber utama menghidupkan
alat-alat elektronik. Kita sebagai manusia zaman modern alangkah baiknya untuk
mengetahui darimana listrik itu berasal dan sumber energi apa saja yang bisa di
konversi menjadi energi listrik.
Oleh karena itu kelompok penulis tergugah untuk
mengkaji proses terciptanya energi listrik khususnya bersumber dari uap panas
atau biasa kita sebut dengan PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) agar pembaca
dapat mengetahui bagaimana proses terciptanya energi listrik sebagai dasar
pengetahuan bagi pembaca. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kami penulis
dan juga bagi pembaca khususnya yang memiliki ketertarikan untuk mengeahui
lebih lanjut tentang proses konversi energi menjadi listrik.
1.2
Rumusan
Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas
rumusan masalah yang dapat ditemukan adalah sebagai berikut :
1.
Bagaimana prinsip kerja dan komponen –
komponen yang digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)?
2.
Bagaimana proses terjadinya listrik
dari Pembangkit Listrik Tenaga Uap?
1.3
Tujuan
Penulisan
Sehubungan
dengan rumusan masalah diatas, tujuan penulisan ini meliputi :
1.
Untuk mengetahui prinsip kerja dan
komponen yang digunakan untuk PLTU
2.
Mengetahui proses terjadinya listrik
dari PLTU
1.4
Manfaat
Penulisan
Setelah dilakukan penulisan diharapkan makalah
ini memiliki manfaat sebagai berikut :
1.
Manfaat teoritis, dapat memberikan
sumbangan bagi ilmu pendidikan dalam upaya meningkatkan pengetahuan mengenai
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
2.
Manfaat praktis
a.
Bagi Mahasiswa, dapat meningkatkan
pengetahuan dan hasil belajar dalam bidang sistem Pembangkitan Listrik Tenaga
Uap (PLTU)
b.
Bagi Dosen, dapat digunakan sebagai
sarana referensi dalam pembelajaran guna peningkatan prestasi siswa didik dalam
proses belajar mengajar.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
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 material titanium 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.
2.1.1 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.
b. 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).
2.1.1.1
Ruang Bakar
Ruang
bakar adalah bagian dari Boiler yang berfungsi untuk tempat
berlangsungnyaproses 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.
2.1.1.2 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.
2.1.1.3 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.
2.1.1.4 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.
2.1.1.5
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.
2.1.1.6 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.
2.1.1.7
Header
Fungsi dari header adalah sebagai
tempat keterpasangan tube economizer,dimana pada header dibuat lubang-lubang
konis yang sesuai dengan ujung-ujung tube.
2.1.1.8
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.
2.1.1.9
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.
2.1.1.10 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.
2.1.1.10 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.
2.2
Prinsip
Kerja PLTU
2.2.1 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 :
2.2.1.1 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.
2.2.1.2 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)
2.2.2
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).
2.2.3
SOP PLTU
Jenis sop pada pltu
-
Cara
pengoperasian pltu
-
Batasan
perubahan pada : temperature, tekanan, aliran, level
-
Penanggulangan
gangguan
Tujuan Melaksanakan sop pada pltu
-
Mencegah
terjadinya penyimpangan operasional
-
Memperpanjang
umur peralatan
-
Memberikan
kenyamanan untuk pekerja
2.2.4
Pemeliharaan PLTU
Pemeliharaan adalah perlakuan
suatu peralatan agar tetap dalam kondisi baik dan umur peralatan menjadi baik.
2.2.4.1 Jenis Pemeliharaan pada PLTU
·
Pemeliharaan
rutin
Pemeliharaan rutin adalah pemeliharaan
yang dilakukan secara rutin terhadap suatu peralatan yang menggunakan pelumas,
filter, dan pendingin.
Pekerjaan
pemeliharaan rutin meliputi pemeriksaan, penambahan,
penggantian, dan pembersihan.
·
Pemeliharaan
Periodik
Pemeliharaan
Periodik dibedakan tiga macam :
-
Simple
Inspection (SI)
Pemeliharaan
jenis simple inspection dilakukan nsetiap jam kerja mesin mencapai 8.000 dan
24.000 dihitung sejak awal mesin dioperasikan.
Scoope pekerjaan
pada jenis pemeliharaan simple inspection hanya dilakukan pada alat-alat bantu
dan perlengkapan mesin utama yaitu
a. Penggantian gland packing
b. Pemeriksaan katup-katup
c. Penggantian pelumas pada alat Bantu
d. pembersihan pada alat pendingin dan pemanas
e. Penyetelan alat pengatur
f.
Kalibrasi
alat ukur
g. Pengujian alat pengaman
-
Mean
Inspection
Pemeliharaan
jenis mean inspection dilakukan nsetiap jam kerja mesin mencapai 16.000.
Scoope pekerjaan
pada jenis pemeliharaan mean inspection meliputi penggantian komponen pada
alat-alat bantu yang yang ada batas jam kerjanya.
Disamping
pemeliharaan alat-alat Bantu, pemeliharaan jenis ME juga dilakukan pemeriksaan
komponen pada mesin utama.
-
Serious
Inspection (SE)
Pemeliharaan
jenis SE dilakukan pada setiap jam kerja mesin mencapai 32.000.
Scope pekerjaan
pada pemeliharaan jenis SE meliputi penggantian komponen pada alat-alat Bantu
dan komponen pada mesin utama.
Untuk siklus
pemeliharaan periodic selanjutnya dimulai kembali dari 0 terhitung sejak
pemeliharaan SE.
·
Pemeliharaan Preventive
Pemeliharaan
Preventive adalah pemeliharaan yang pelaksanaannya
direncanakan lebih dahulu atas dasar
pengamatan terhadap suatu
peralatan yang dinilai peralatan tersebut
mengalami perubahan kondisi
dan dapat menimbulkan kerugian, gangguan
atau kerusakan.
·
Pemeliharaan Corrective
Pemeliharaan
corrective adalah pemeliharaan yang sifatnya perbaikan/penggantian material
atau penyetelan peralatan akibatnya terjadinya gangguan yang tidak dikehendaki.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar