Makala pembangkit listrik

RESUMEBAGIAN-BAGIAN DARI PLTU DAN PLTG BERSERTA PROSES KERJANYA

Oleh

SYAFRUDIN

NIM: 120150066

JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MALIKUSSALEH

LHOKSEUMWE

2015

Bagian-Bagian Dari PLTU Dan Proses Kerjanya

A. Bagian-Bagian PLTU

1. Bagian Utama

Bagian utama yang terdapat pada suatu PLTU yaitu :

Boiler

Boiler berfungsi untuk mengubah air (feed water) menjadi uap panas lanjut (superheated steam) yang akan digunakan untuk memutar turbin.

Turbin uap

Turbin uap berfungsi untuk mengkonversi energi panas yang dikandung oleh uap menjadi energi putar (energi mekanik). Poros turbin dikopel dengan poros generator sehingga ketika turbin berputar generator juga ikut berputar.

Kondensor

Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas dari turbin (uap yang telah digunakan untuk memutar turbin).

Generator

Generator berfungsi untuk mengubah energi putar dari turbin menjadi energi listrik.

2. Peralatan Penunjang

Peralatan penunjang yang terdapat dalam suatu PLTU pada umumnya adalah :

Desalination Plant (Unit Desal)

Peralatan ini berfungsi untuk mengubah air laut (brine) menjadi air tawar (fresh water) dengan metode penyulingan (kombinasi evaporasi dan kondensasi). Hal ini dikarenakan sifat air laut yang korosif, sehingga jika air laut tersebut dibiarkan langsung masuk ke dalam unit utama, maka dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan PLTU.

Reverse 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 yang terkandung pada air laut, sehingga dapat dihasilkan air tawar seperti pada desalination plant.

Pre Treatment pada unit yang menggunakan pendingin air tanah / sungai

Untuk PLTU yang menggunakan air tanah/air sungai, pre-treatment berfungsi untuk menghilangkan endapan,kotoran dan mineral yang terkandung di dalam air tersebut.

Demineralizer Plant (Unit Demin)

Berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral (ion) yang terkandung dalam air tawar. Air sebagai fluida kerja PLTU harus bebas dari mineral, karena jika air masih mengandung mineral berarti konduktivitasnya 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.

Hidrogen Plant (Unit Hidrogen)

Pada PLTU digunakan hydrogen (H2) sebagai pendingin Generator.

Chlorination Plant (Unit Chlorin)

Berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (NaOCl) yang digunakan untuk memabukkan/melemahkan 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.

Auxiliary Boiler (Boiler Bantu)

Pada umumnya merupakan boiler berbahan bakar minyak (fuel oil), yang berfungsi untuk menghasilkan uap (steam) yang digunakan pada saat boiler utama start up maupun sebagai uap bantu (auxiliary steam).

Coal Handling (Unit Pelayanan Batubara)

Merupakan unit yang melayani pengolahan batubara yaitu dari proses bongkar muat kapal (ship unloading) di dermaga, penyaluran ke stock area sampai penyaluran ke bunker unit.

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)

Tiap-tiap komponen utama dan peralatan penunjang dilengkapi dengan sistem-sistem dan alat bantu yang mendukung kerja komponen tersebut. Gangguan atau malfunction dari salah satu bagian komponen utama akan dapat menyebabkan terganggunya seluruh sistem PLTU.

A. Siklus kerja PLTU

Secara sederhana, siklus PLTU digambarkan sebagai berikut :

Siklus PLTU

Pertama-tama air demin ini berada disebuah tempat bernama Hotwell.

1. Dari Hotwell, air mengalir menujuCondensate Pumpuntuk kemudian dipompakan menuju LP Heater (Low Pressure Heater) yang pungsinya untuk menghangatkan tahap pertama. Lokasi hotwell dan condensate pump terletak di lantai paling dasar dari pembangkit atau biasa disebut Ground Floor. Selanjutnya air mengalir masuk keDeaerator.

2. Di dearator air akan mengalami proses pelepasan ion-ion mineral yang masih tersisa di air dan tidak diperlukan seperti Oksigen dan lainnya. Bisa pula dikatakan deaerator memiliki pungsi untuk menghilangkan buble/balon yang biasa terdapat pada permukaan air. 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 Heater. Letak dearator berada di lantai atas (tetapi bukan yang paling atas). Sebagai ilustrasi di PLTU Muara Karang unit 4, dearator terletak di lantai 5 dari 7 lantai yang ada.

3. Dari dearator, air turun kembali ke Ground Floor. Sesampainya di Ground Floor, air langsung dipompakan olehBoiler Feed Pump/BFP(Pompa air pengisi) menuju Boiler atau tempat memasak air. Bisa dibayangkan Boiler ini seperti drum, tetapi drum 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.

4. Sebelum masuk ke Boiler untuk direbus, lagi-lagi air mengalami beberapa proses pemanasan di HP Heater (High Pressure Heater). Setelah itu barulah air masuk boiler yang letaknya berada dilantai atas.

5. Didalam Boiler inilah terjadi proses memasak air untuk menghasilkan uap. Proses ini memerlukan api yang pada umumnya menggunakan batubara sebagai bahan dasar pembakaran dengan dibantu oleh udara dari FD Fan (Force Draft Fan) dan pelumas yang berasal dariFuel Oil tank.

6. Bahan bakar dipompakan kedalam boiler melalui Fuel oil Pump. Bahan bakar PLTU bermacam-macam. Ada yang menggunakan minyak, minyak dan gas atau istilahnya dual firing dan batubara.

7. Sedangkan udara diproduksi olehForce Draft Fan(FD Fan). FD Fan mengambil udara luar untuk membantu proses pembakaran di boiler. Dalam perjalananya menuju boiler, udara tersebut dinaikkan suhunya olehair heater(pemanas udara) agar proses pembakaran bisa terjadi di boiler.

8. Kembali ke siklus air. Setelah terjadi pembakaran, air mulai berubah wujud menjadi uap. Namun uap hasil pembakaran ini belum layak untuk memutar turbin, karena masih berupa uap jenuh atau uap yang masih mengandung kadar air. Kadar air ini berbahaya bagi turbin, karena dengan putaran hingga 3000 rpm, setitik air sanggup untuk membuat sudu-sudu turbin menjadi terkikis.

9. Untuk menghilangkan kadar air itu, uap jenuh tersebut di keringkan di super heater sehingga uap yang dihasilkan menjadi uap kering. Uap kering ini yang digunakan untuk memutar turbin.

10. Ketika Turbin berhasil berputar berputar maka secara otomastis generator akan berputar, karena antara turbin dan generator berada pada satu poros. Generator inilah yang menghasilkan energi listrik.

11. Pada generator terdapat medan magnet raksasa. Perputaran generator menghasilkan beda potensial pada magnet tersebut. Beda potensial inilah cikal bakal energi listrik.

12. Energi listrik itu dikirimkan ke trafo untuk dirubah tegangannya dan kemudian disalurkan melalui saluran transmisi PLN.

13. Uap kering yang digunakan untuk memutar turbin akan turun kembali ke lantai dasar. Uap tersebut mengalami proses kondensasi didalam kondensor sehingga pada akhirnya berubah wujud kembali menjadi air dan masuk kedalam hotwell.

Siklus PLTU ini adalah siklus tertutup (close cycle) yang idealnya tidak memerlukan lagi air jika memang kondisinya sudah mencukupi. Tetapi kenyataannya masih diperlukan banyak air penambah setiap hari. Hal ini mengindikasikan banyak sekali kebocoran di pipa-pipa saluran air maupun uap di dalam sebuah PLTU.

Untuk menjaga siklus tetap berjalan, maka untuk menutupi kekurangan air dalam siklus akibat kebocoran, hotwell selalu ditambah air sesuai kebutuhannya dari air yang berasal daridemineralized tank.

Berikut adalah gambaran siklus PLTU secara lengkap. (Klik pada gambar untuk memperjelas).

Siklus PLTU Lengkap

Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

1. PLTG adalah Pusatlistriktenagagas,PusatListrikTenagaGas

(PLTG) merupakan sebuah pembangkit energy listrik yang menggunakan peralatan/mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip kerjayangsederhana dimanaenergipanas yangdihasilkandariproses pembakaran bahan bakar diubah menjadi energy mekanis danselanjutnya diubahmenjadi energilistrikatau energilainnya sesuaidengankebutuhannya.

1. Prinsip Kerja PLTG

TurbingassuatuPLTGberfungsiuntukmangubahenergiyangterkandungdidalam bahanbakarmenjadimekanis.FluidakerjauntukmemutarTurbinGasadalahgaspanasyangdiperolehdariprosespembakaran.

Prosespembakaranmemerlukantigaunsurutamayaitu:

1. BahanBakar

1. Udara

1. Panas

Dalam proses pembakaran inI bahan bakar disuplai oleh pompa bahan bakar (fuel oil pump) apabila digunakan bahan bakar minyak, atau oleh kompresor gas apabila menggunakan bahan bakar gas alam. Pada umumnya kompresor gas disediakan oleh pemasok gas tersebut. Udara untuk pembakaran diperoleh dari kompresor utama, sedangkan panas untuk awal pembakaran dihasilkan oleh ignitor (busi). Proses pembakaran dilaksanakan didalam Combustion Chamber (ruang bakar). Energi mekanis yang dihasilkan oleh turbin gas digunakan untuk memutar generator listrik, sehingga diperoleh energi listrik. Tentu saja untuk dapat berjalannya operasi PLTG dengan baik perlu dilengkapi dengan alat-alat bantu, kontrol, instrumentasi, proteksi, dan sebagainya.

KOMPONENUTAMA PLTG

1. KompresorUtama PLTU

1. Kompresor

Kompresorutamaadalahkompesoryangbergunauntukmemasokudarabertekanankedalamruangbakaryangsesuaidengankebutuhan.Kapasitaskompresor harus cukup besar karena pasokan udarayang cukupdanlebih besardisamping untuk mendapatkan pembakaranyangsempurna, udaralebihinidigunakan untuk pendingindanmenurunkansuhugas hasilpembakaran.

1. Inlet Guide Vanes (IGV)

Padakompresorberkapasitasbesar,diisiudaramasukkompresor,yaitupadainlet guide vanesdipasang variabelIGV, sedangkanpadakompresor berukuran kecil umumnya dipasangFixed Guide Vanes. VariabelIGV berfungsiuntukmengatur volume udarayangdikompresikansesuaidengankebutuhanataubebanturbin

1. CombustionChamber

Combustion Chamber adalah tempat proses terjadinya pembakaran. Ada turbin gas yang mempunyai satu atau dua Combustion Chamber yang letaknya terpisah dari casing turbin, akan tetapi yang lebih banyak dijumpai adalah memiliki Combustion Chamber dengan beberapa buah Combustion basket, mengelilingi sisi masuk (inlet) turbin.

1. Turbin TurbinGasberfungsiuntukmembangkitkanenergimekanisdarisumberenergy panasyang dihasilkanpadaprosespembakaran. Selanjutnyaenergy mekanis ini akandigunakan untukmemutargeneratorlistrikbaik melaluiperantaraan Load Gearatautidak,sehinggadiperolehenergilistrik.

1. Load Gear

LoadGearataumain Gear adalahroda gigipenurun kecepatanputaran yang dipasang diantaraporosTurbinCompressordenganporosGenerator.Jaringanlistrikdi Indonesia.Memilikifrekuensi50 Hz,sehnggaputarantertinggigeneratoradalah3000 RPM,sedangkanputaranturbinadayang 4800 RPMataulebih.

1. AlatBantu

Pada saat muai start up, belum tersedia udara untuk pembakaran. Udara pembakaran disuplai oleh kompresor, sedangkan kompresor harus diputar oleh turbin yang pada saat start up belum menghasilkan tenagabahkan belum berputar. Oleh karenanya, pada saat start up perlu ada tenaga penggerak lain yang dapat diperoleh dari :

1. Motor generator

1. Motor Listrik

1. Mesin Diesel

1. SIKLUSPLTG

1. SiklusPLTGberurutsebagaiberikut:

1. Pertama-tamaudara ditekan dengan kompresor ke Ruangbakar

1. DiRuang bakar udara dibakar dengan bahan baker gas alam

1. Udarayang dibakar akan menghasilkan gas dengan tekanandan temperatureyang sangat tinggi.

1. Selanjutnyagas dialirkan ke turbin untuk memutar turbin, generator dikoppel secara langsung dengan turbin, dengan demikian bila turbin berputar maka generator berputar. Kompressor juga seporos dengan turbin. Jadi tekanan gasyangdihasilkan dari ruang bakar selain memutar turbin juga untuk memutar compressor.

1. Selanjutnyagasdariturbindibuangkembalikeudara.

1. Kelebuhan Dan Kekurangan PLTG

1. Kelebihan PLTG

1. Ringan

1. Waktu Start yang relatif singkat

1. Tidak memerlukan air pendingin

1. Masa pembangunan yang 1-2 tahun

1. Murah

1. Dapat ditempatkan disegala lokasi

1. Keandalan tinggi, karena alat bantunya sedikit sehingga kemungkinan kerusakan juga kecil.

1. Bisa diremote (dikendalikan dari jauh)

1. Memungkinkan dipasang secara mobile

1. Kekurangan PLTG

kendala utama perkembangan pembangkit ini di Indonesia adalah pada proses penyediaan bahan bakar gas itu sendiri. Pemeriksaan BPK menemukan bahwa jumlah kebutuhan gas bumi untuk sejumlah pembangkit PLN di Jawa dan Sumatera sebanyak 1.459 juta kaki kubik per hari, sedangkan pasokan gas yang disediakan oleh para pemasok sebanyak 590 juta kaki kubik per hari. Dengan demikian terjadi kekurangan pasokan gas sebanyak 869 juta kaki kubik per hari.

1. Efisiensi rendah, 25 32 %

1. Umurnya pendek.

1. Daya mampunya sangat dipengaruhi oleh kondisi udara atmofer.

1. Biaya pemeliharaan mahal, karena harga sudu-sudunya tinggi atau mahal

1. Kapasitas kecil, maksimum sekitar 200 MW

1. Harga bahan bakar tinggi, karena memerlukan bahan bakar kualitas tinggi