6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Biomassa

Biomassa merupakan bahan organik yang dihasilkan melalui proses

fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain

adalah tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian, limbah hutan, tinja

dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer serat, bahan pangan,

pakan ternak, miyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya. Biomassa juga

digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar).

Sumber energi biomassa mempunyai beberapa kelebihan antara lain

merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) sehingga dapat

menyediakan sumber energi secara berkesinambungan (sustainable). Di

Indonesia, biomassa merupakan sumber daya alam yang sangat penting dengan

berbagai produk primer sebagai serat, kayu, minyak, bahan pangan dan lain-lain

yang selain digunakan untuk memenuhi kebutuhan domestik juga diekspor dan

menjadi tulang punggung penghasil devisa negara.

Pemerintah mendorong Pembangunan PLTBiomassa dan Biogas melalui

Peraturan Menteri ESDM Nomor 27 Tahun 2014 tentang Pembelian Tenaga

Listrik dari Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa dan Pembangkit Listrik Tenaga

Biogas oleh PLN.

7

2.1.1 Biomassa Sebagai Sumber Energi

Biomassa sebagai Sumber Energi Terbarukan yang selalu dapat ditanam

ulang dan dituai dengan cara-cara sebagaimana manusia memanfaatkannya

sebagai bahan bakar sejak dahulu kala. Kegiatan memanfaatkan biomassa

sebagai bahan bakar energi sering juga kita sebut sebagai kegiatan “menanam

energi hijau” (energy farming) tanpa membutuhkan modal/ biaya yang terlalu

tinggi tetapi mampu melibatkan tenaga kerja sehingga disebut dengan “pro job

action”.

Menurut (Gan Thay Kong, 2011) pemanfaat biomassa memiliki dampak-

dampak sebagai berikut:

1. Udara di sekitar proses pembakaran biomassa lebih bersih dibandingkan

dengan kualitas udara di dekat proses pembakaran BBM fosil.

2. Bagi pengelola pembangkit daya yang berbahan bakar biomassa, hal ini dapat

menekan baik biaya investasi-unit pencegah emisi tidak perlu yang terlalu

canggih-maupun biaya operasional harian. Semakin kompleks

pengoperasiannya, semakin besar energi listrik yang diperlukan karena setiap

unit pencegah polusi pun perlu energi listrik.

3. CO2 hasil pembakaran biomassa pun dikategorikan sebagai “carbon neutral”

karena diserap kembali oleh tumbuh-tumbuhan guna menopang

pertumbuhannya.

4. penanaman tumbuhan energi di lahan-lahan marginal selain mendongkrak

pendapatan masyarakat setempat juga dapat mencegah terjadinya erosi tanah

dan berarti mengurangi potensi longsor.

8

5. Bila lahan-lahan “tidur” tadi dimanfaatkan untuk tanaman-tanaman maka

fungsi “penyerap” air hujan diaktifkan kembali sebagai salah satu cara

mencegah banjir.

Potensi biomassa di Indonesia yang bisa digunakan sebagai sumber energi

jumlahnya sangat melimpah. Limbah yang berasal dari hewan maupun tumbuhan

semuanya potensial untuk dikembangkan. Tanaman pangan dan perkebunan

menghasilkan limbah yang cukup besar, yang dapat dipergunakan untuk

keperluan lain seperti bahan bakar nabati. Pemanfaatan limbah sebagai bahan

bakar nabati memberi tiga keuntungan langsung. Pertama, peningkatan efisiensi

energi secara keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada limbah

cukup besar dan akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan. Kedua,

penghematan biaya, karena seringkali membuang limbah bisa lebih mahal dari

pada memanfaatkannya. Ketiga, mengurangi keperluan akan tempat penimbunan

sampah karoena penyediaan tempat penimbunan akan menjadi lebih sulit dan

mahal, khususnya di daerah perkotaan.

Selain pemanfaatan limbah, biomassa sebagai produk utama untuk sumber

energi juga akhir-akhir ini dikembangkan secara pesat. Kelapa sawit, jarak,

kedelai merupakan beberapa jenis tanaman yang produk utamanya sebagai bahan

baku pembuatan biodiesel. Sedangkan ubi kayu, jagung, sorghum, sago

merupakan tanaman-tanaman yang produknya sering ditujukan sebagai bahan

pembuatan bioethanol.

9

2.1.2 Densifikasi Biomasa Menjadi Pellet

Biomasa pada umumnya memiliki volume yang besar sehingga tidak efisien

dalam pengangkutan dan penanganannya. Sehingga untuk mengatasi masalah

tersebut volume biomasa perlu dikecilkan dengan dimampatkan dengan alat press.

Pengaplikasian tekanan apalagi dengan suhu tinggi membuat biomasa tersebut akan

mampat dan merekat kuat. Pemampatan tersebut akan membuat bahan bakar padat

yang memiliki densitas lebih tinggi dan energi tiap volumenya sama. Pada umumnya

dengan cara ini tidak dibutuhkan lagi tambahan perekat dari luar, karena senyawa

lignin dalam biomasa tersebut yang akan berperan sebagai perekat.

Pellet saat ini diproduksi hingga skala besar dan penggunanya besar sedangkan briket

umumnya diproduksi pada skala lebih kecil dan penggunanya tidak sebanyak pellet.

Baik pellet maupun briket dibuat dari kayu keras dan kayu lunak. Secara sepintas

kita bisa membedakan pellet dan briket berdasarkan dimensinya. Pellet berukuran

lebih kecil dengan diameter sekitar 10 mm sedangkan briket berukuran lebih besar

dengan ukuran sekitar 50 hingga 100 mm dengan panjang biasanya 60 hingga 150

mm dan bahkan lebih besar. Bahan bakar biomasa semakin mendapat perhatian dan

diminati karena ramah lingkungan (kandungan sulfurnya hampir nol) dan termasuk

energi terbarukan. Aplikasi pellet dan briket biomasa ini untuk bahan bakar rumah

tangga hingga industri.

Kandungan energi adalah suatu poin penting bagi sejumlah pemakai. Sebagai

contoh tingginya nilai kalor bisa membuat suhu pembakaran yang lebih tinggi dan

10

berpotensi merusak tungku (furnace). Pellet dan briket yang digunakan ekport perlu

disampling dan diuji untuk meyakinkan terhadap standar yang berlaku. Briket kayu

atau Synthetic Logs atau Uncarbonized Briquette berbeda dengan briket arang,

karena bahan baku briket kayu ini adalah biomasa (biasanya serbuk gergaji) yang

tidak diarangkan/ karbonisasi atau secara fisik menyerupai pellet kayu hanya

ukurannya lebih besar.

Sebagai bahan bakar yang karbon netral karena berasal dari biomasa, pellet

dan briket adalah bahan bakar alternatif untuk pemanas-pemanas batubara dan boiler

yang bisa digunakan untuk berbagai sistem pembakaran modern. Sebagai bahan

bakar baik briket maupun pellet sebanding dengan batubara dalam hal kandungan

energi, dan menawarkan berbagai pengurangan emisi gas NOx dan Sox dan juga

kadar abu yang rendah. Di sejumlah negara di Eropa dan Amerika bahan bakar pellet

dan briket ini semakin popular akhir-akhir ini karena dorongan untuk menngunakan

yang ramah lingkungan dan terbarukan.

Mempertimbangkan Industri Wood Pellet dan Biomass Briquette Untuk Indonesia

Wood pellet lebih luas penggunaannya dibandingkan biomass briquette. Ukuran

fisiknya lebih kecil (6-25 mm / cylindrical) dan tingkat kepadatannya juga lebih kecil

(600-800 kg/m3) dibandingkan biomass briquette (screw type size 40-125 mm dan

1000-1400 kg/m3).

Wood pellet juga diproduksi dari pabrik ukuran kecil hingga ukuran besar

atau massif, sedangkan biomass briquette hingga skala menengah saja. Sehingga

hanya perusahaan-perusahaan besar (modal kuat) umumnya saja yang berinvestasi di

industri wood pellet. Pasar wood pellet dari rumah tangga, industri kecil menengah

11

hingga pembangkit listrik, sedangkan pasar biomass briquette berkisar dari rumah

tangga hingaa industri kecil dan menengah saja.

Ditinjau dari bahan bakunya wood pellet dan biomass briquette menggunakan

jenis biomassa yang sama yakni serbuk gergaji (sawdust) dari kayu atau dalam

bentuk woodchip. Bila kita tinjau lebih detail tidak semua bagian dari pohon

memiliki kandungan unsur yang sama. Lebih khusus untuk aplikasi wood pellet dan

biomass briquette karena untuk aplikasi thermal bahan yang mengandung banyak

kalsium (Ca) yakni dibatang pohon menjadi pilihan utama.

Sebagai negara tropis dengan besarnya luas wilayah, tanah yang subur dan

keanekaragaman hayati yang tinggi maka sangat potensial untuk produksi wood

pellet dan biomass briquette baik untuk konsumsi lokal maupun pasar luar negeri

asalkan budidaya dan pengelolaan tumbuhan “kayu energi” tersebut secara

berkesinambungan dengan memperhatikan kelestarian alam.

2.2. Wood Pellet Kaliandra Merah

Kaliandra (chalothirsus) adalah tanaman pagar yang perakarannya kuat

karena tipe akarnya yang masuk ke dalam. Karakteristik inilah yang dipakai alasan

mengapa kaliandra sangat cocok untuk tanaman pagar pada tanah yang mempunyai

kemiringan tajam. Kaliandra berbunga sepanjang waktu tanpa mengenal musim. Bila

menanam mulai biji, kaliandra akan mulai berbunga pada maksimum usia 2 tahun.

Kaliandra tahan pada tanah yang terbatas airnya,kering dan tandus, karena

perakarannya yang dalam, kaliandra mampu mengikat air sehingga dapat dipakai

untuk merehabilitasi kandungan air tanah. Saat tanaman sudah setinggi 1 meter, akan

bisa bertahan dan tumbuh subur meskipun saat musim kering (kemarau). Kaliandra

12

akan berbunga dan tumbuh subur pada kondisi cuaca yang ekstrim (panas >33

derajat celcius) dan daerah yang tandus, akan tetapi perkembangan generatif

terganggu, bunga rontok sebelum jadi buah dan biji, sehingga untuk

perbanbanyakannya dengan vegetatif (cangkok, stek, dll). Pada setiap pagi, bila kita

amati, di pangkal benang sari terdapat titik-titik air berwarna kekuningan, dan bila

dijilat berasa manis. Itulah nektar yang disukai lebah, sehingga kaliandra menjadi

tanaman primadona bagi pelebah. Sebuah survey di Eropa, dengan 1 ha luasan tanah

untuk budidaya kaliandara dalam satu tahun mampu menghasilkan 2 ton madu.

Bayangkan, di Eropa terdapa 4 musim, dimana saat musim dingin semua tanaman

hampir dipastikan mengalami hibernasi, sehingga tidak ada sedikitpun sumber

makanan lebah alami. Sedangkan di Indonesia, kaliandra akan berbunga tanpa

mengenal waktu. Saat ini musim penghujan, kaliandra ku masih tetep menampakkan

bunganya dengan gagahnya. Sehingga masa-masa deplesi nektar tidak terjadi di

Indonesia. Dengan demikian jumlah produksi 2 ton madu per tahun di Eropa dapat

terlampaui. 2 ton saat ini setara dengan 2000 kg x Rp50.000/kg atau sekitar 100 juta.

Atau bila di kurskan dengan pendapatan per bulan sekitar 8 juta per bulan. Praktis

kita hanya butuh alat untuk pemanenan madu saja dan investasi awal koloni.

Sungguh sangat menggiurkan. Lahan seluas 1 ha, saat ini sangatlah sulit. Akan tetapi

yang perlu diketahui, radius mencari makan lebah 3,2 mill atau sekitar 4.8 km.

Artinya berapapun luasan tanah yang kita punya masih sangat menjanjikan.

Katakanlah, tanah ukuran 20 x 25 m, bila sebagai tanaman pakar bisa ditanami 90

batang pohon kalindra. sedangkan luasana dalam bisa ditanami pohon berbuah

seperti klengkeng dan durian. Bila di tanami klengkeng bisa sekitar 60 batang pohon,

bila ditanami durian bisa 20 batang pohon. Disela-selanya bisa ditanami pohon

13

semusim berumur pendek, atau tanaman perdu berbunga yang disukai lebah seperti

bunga matahari, lombok, terong, dll. Kaliandra sangat cepat bertunas setelah di

potong. karena itu, kaliandra seringkali dipakai untuk sember makanan ternak baik

kambing maupun sapi. Pemotongan terjadwal dapat dilakukan untuk menjaga

kontinuitas pasokan pakan sepanjang waktu. Kaliandra mempunyai kandungan

nutrisi yang baik untuk pakan ternak, hal ini telah dilakukan banyak penelitian

mengenai manfaat kaliandra sebagai suplemen makanan ternak. Di Jawa Barat,

kaliandra telah dimanfaatkan sebagai sumber pakan ternak kambing dan domba. Di

Bedugul, Bali, kaliandra dipakai sebagai pakan sapi. Di berbagai penelitian, telah

mempublikasikan kaliandra sebagai tanaman yang sangat mudah beradaptasi dan

sebagai tanaman yang mampu merehbilitasi tanah yang tercemar. Di Kalimantan,

kaliandra dipakai untuk merehabilitasi tanah bekas tambang batu baru. Kaliandra

mampu mengikat unsur-unsur tertentu (hara) sehingga mampu memulihkan

kesuburan tanah, dan juga mampu menguraikan zat pencemar seperti sisa hasil

tambang.

Gambar 2.1 Pohon Kaliandra

Indonesia adalah negara tropis yang kaya akan potensi biomasa baik dari kuantitas

maupun keanekaragamannya. Menurut ESDM potensi limbah biomasa Indonesia bila

dikonversi menjadi energi listrik sebesar 49.810 MW dan yang sudah dimanfaatkan

14

sebesar 1.618,40 MW atau baru 3,25%-nya. Padahal biomasa tersebut bisa

dimanfaatkan untuk berbagai keperluan antara lain untuk energi, memperbaiki

kesuburan tanah, menyerap karbon dioksida dari atmosfer hingga produksi berbagai

bahan kimia.

Tentu berbagai penelitian dan menumbuhkembangkan industri terkait akan

terus dilakukan dan digalakkan untuk pengolahan limbah biomassa tersebut sehingga

memberikan kemanfaatan yang besar terutama di bidang ekonomi, teknologi dan

lingkungan.

Gambar 2.2 Wood Pelet Kaliandra

2.3 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

PLTU adalah suatu pembangkit yang menggunakan uap sebagai

penggerak utama (prime mover). Untuk menghasilkan uap, maka haruslah ada

proses pembakaran untuk memanaskan air. PLTU merupakan suatu sistem

pembangkit tenaga listrik yang mengkonversikan energi kimia menjadi energi

listrik dengan menggunakan uap air sebagai fluida kerjanya, yaitu dengan sudu-

sudu turbin menggerakkan poros turbin, untuk selanjutnya poros turbin

menggerakkan generator yang kemudian dibangkitkan menjadi energi listrik.

15

Turbin Uap adalah salah satu komponen dasar dalam pembangkit listrik

tenaga uap. Di mana komponen utama dari sistem tersebut yaitu: Ketel,

kondensor, pompa air ketel, dan turbin itu sendiri. Uap yang berfungsi sebagai

fluida kerja dihasilkan oleh ketel uap, yaitu suatu alat yang berfungsi untuk

mengubah air menjadi uap.

Gambar: 2.3 Blok Diagram PLTU berbahan Bakar Wood Pellet Kaliandra

Proses Konversi energi pada PLTU mengalami tiga tahapan, yaitu:

1. Energi Kimia dalam bahan Bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk

uap bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi.

2. Energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran.

3. Energi Mekanik diubah menjadi energi listrik.

2.3.1 Siklus Rankine

Siklus Rankine setelah diciptakan langsung diterima sebagai standar untuk

pembangkit daya yang menggunakan uap (steam). Siklus ini merupakan siklus

yang paling banyak digunakan untuk pembangkit daya listrik sekarang ini. Oleh

karena siklus Rankine merupakan siklus uap cair maka paling baik siklus itu

digambarkan dengan diagram P-v dan T-s dengan garis yang menunjukkan uap

jenuh dan cair jenuh. Fluida kerjanya adalah air (H2O).

16

2 3

Wp WT

1 4

Gambar 2.4 Blok Diagram Siklus Rankine

Siklus ideal yang terjadi di dalam turbin adalah siklus Rankine; Air pada

siklus 1 dipompakan, kondisinya adalah isentropik s1 = s2 masuk ke boiler

dengan tekanan yang sama dengan tekanan di kondenser tetapi Boiler menyerap

panas sedangkan kondenser melepaskan panas, kemudian dari boiler masuk ke

turbin dengan kondisi super panas h3 = h4 dan keluaran dari turbin berbentuk

uap jenuh dimana laju aliran massa yang masuk ke turbin sama dengan laju aliran

massa keluar dari turbin, ini dapat digambarkan dengan menggunakan diagram

T-s berikut:

BOILER

konderser

Q in

Q out

17

3

T Cp

2

4

1

s

Menurut Hukum pertama Thermodinamika, kerja yang dihasilkan oleh

suatu proses siklus adalah sama dengan Jumlah Perpindahan Kalor pada fluida

kerja selama proses siklus tersebut berlangsung. Jadi untuk proses Siklus

1 – 2 – 2’ – 3 – 3’ – 4 – 1

Dengan rumus:

W = φ T dS......................................................................(2.1)

W = Kerja per satuan berat fluida kerja

Ds = Luas 1 – 2 - 2 – 2’ – 3 – 4 - 1 pada diagaram ( T – s )

Dalam kenyataannya, Siklus sistem Turbin Uap menyimpang dari Siklus

Ideal (Siklus Rankine ) antara lain karena faktor tersebut di bawah ini:

1. Kerugian dalam pipa atau saluran fluida kerja, misalnya kerugian gesekan

dan kerugian kalor ke atmosfer di sekitarnya.

Gambar.2.5 Diagram Temperatur (T) – Entropi (S)

18

2. Kerugian tekanan dalam ketel uap.

3. Kerugian energi didalam turbin karena adanya gesekan pada fluida kerja

dan bagian-bagian dari turbin.

2.3.2 Prinsip Kerja Turbin Uap

Secara singkat prinsip kerja turbin uap adalah sebagai berikut :

Uap masuk ke dalam turbin melalui nosel. Di dalam nosel energi panas dari

uap dirubah menjadi energi kinetis dan uap mengalami pengembangan. Tekanan

uap pada saat keluar dari nosel lebih kecil dari pada saat masuk ke dalam nosel,

akan tetapi sebaliknya kecepatan uap keluar nosel lebih besar dari pada saat

masuk ke dalam nosel.

Uap yang memancar keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu turbin yang

berbentuk lengkungan dan dipasang disekeliling roda turbin. Uap yang mengalir

melalui celah-celah antara sudu turbin itu dibelokkan kearah mengikuti

lengkungan dari sudu turbin. Perubahan kecepatan uap ini menimbulkan gaya

yang mendorong dan kemudian memutar roda dan poros turbin.

Jika uap masih mempunyai kecepatan saat meninggalkan sudu turbin berarti

hanya sebagian yang energi kinetis dari uap yang diambil oleh sudu-sudu turbin

yang berjalan. Supaya energi kinetis yang tersisa saat meninggalkan sudu turbin

dimanfaatkan maka pada turbin dipasang lebih dari satu baris sudu gerak.

Sebelum memasuki baris kedua sudu gerak. Maka antara baris pertama dan baris

kedua sudu gerak dipasang satu baris sudu tetap ( guide blade ) yang berguna

untuk mengubah arah kecepatan uap, supaya uap dapat masuk ke baris kedua sudu

gerak dengan arah yang tepat.

Kecepatan uap saat meninggalkan sudu gerak yang terakhir harus dapat

dibuat sekecil mungkin, agar energi kinetis yang tersedia dapat dimanfaatkan

sebanyak mungkin. Dengan demikian effisiensi turbin menjadi lebih tinggi karena

kehilangan energi relatif kecil.

Pada Generator sinkron energi mekanik yang diubah berupa putaran menjadi

energi listrik bolak balik (AC), Energi mekanis diberikan oleh penggerak mulanya.

19

Sedangkan energi listrik bolak balik (AC) akan dihasilkan pada rangkaian

jangkarnya. Kumparan medan pada generator sinkron disebut rotor (bagian yang

berputar) dan kumparan jangkar disebut stator (bagian yang tidak berputar)

Turbin Uap Jenis Bertingkat

Turbin uap dibuat dengan daya yang telah ditentukan. Daya yang

dihasilkan turbin diperoleh dari selisih entalphi (panas jatuh) dan kapasitas uap (

massa aliran uap persatuan waktu ) yang masuk kedalam turbin. Dan pada saat

transformasi energi didalam turbin terjadi kerugian, sehingga daya yang

dihasilkan turbin dapat dihitung dengan persamaan berikut:

P = h . ms . ηi . ηm (KW)................................................(2.2)

dimana :

h : selisih entalpi dari ekspansi esentropik antara uap baru masuk kedalam

turbin dengan uap bekas yang keluar dari turbin , dalam KJ/Kg.

Ms : kapasitas uap (massa uap yang masuk kedalam turbin persatuan waktu).

ηi : Rendemen dalam turbin.

ηm : Rendamen mekanis dari turbin.

Dan randemen dari kopling dari turbin

ηI . ηm = ηc ....................................................(2.3)

Besarnya harga randemen dari turbin tergantung dari kepada sistem sudu-

sudu turbin. Pada turbin bertingkat deretan sudu ada dua atau lebih sehingga

dalam turbin tersebut terjadi distribusi kecepatan / tekanan, tegantung dari jenis

turbin ( aksi dan reaksi ) serta hasil-hasil fabrikasi. Berikut gambar grafik

20

kecepatan bertingkat dan tekanan bertingkat pada turbin bertingkat aksi dan

reaksi. Turbin reaksi mengalami ekspansi pada sudu pengarah maupun pada sudu

gerak sehingga menggerakan dan mendorong sudu dalam arah aksial. Untuk

mengurangi dorongan aksial ini, adalah biasanya dengan memasang sudu-sudu

gerak pada pada drum yang juga berfungsi sebagai rotor.

Proses Induction Steam Turbin

Uap masuk kedalam emergency stop valve, dimana fungsinya menutup

total suplai uap dari boiler ke turbin dalam waktu yang singkat. Setelah dari stop

valve, uap melewati HP control valve. Control valve ( katup pengatur ) ini

digerakkan oleh sebuah balok yang diatur naik atau turun oleh sebuah silinder

melalui serangkai tuas. Silinder ini menerima sinyal dari Governor.

Katup pengatur uap tekanan tinggi ( HP Control Valve ) mengatur jumlah

uap yang masuk ke nosel ( pipa semprot ), yang selanjutnya menggerakkan turbin

impuls satu tingkat. Energi uap yang masih tersisa kemudian menggerakkan

turbin reaksi yang terdiri atas 14 tingkat. Desain turbin ini memungkinkan

penggunaan uap tekanan rendah (LP steam) yang diijeksikan/induction untuk

membantu menggerakkan turbin reaksi tingkat ke 13 dan tingkat ke 14.

Pola operasi dengan uap tekanan rendah yang bertekanan konstan diatur oleh

LP control valve ( katup pengatur uap tekanan rendah ). Governor mengatur aliran

uap tekanan rendah dan daya keluaran turbin yang tidak saling bergantung satu

sama lainnya. Uap yang telah diekspansikan keluar melalui pipa buangan

berdiameter 70 inchi. Pipa buangan dari tiap turbin 905 - TG 1/2/3/4 bergabung

pada satu pipa berdiameter 110 inchi yang selanjutnya mengalirkan uap dan

kondensat ke surface condensor (pendingin dengan media udara). Sebelum air

tersebut dikembalikan ke Boiler (ketel), air kondensat digabungkan dengan air

yang ada pada bak penampung dan dipompakan ke Turbin 1 Tingkat yang

berjumlah dua buah untuk menjaga kekurangan kuantitas air ke Boiler. Air

21

dikembalikan kembali ke boiler untuk diubah menjadi uap kembali, jadi sistem

yang digunakan adalah sistem tertutup.

Rumah turbin terbagi dua dalam arah horizontal yang dipasangkan pada

dudukan Bantalan (Bearing Pendestal ).

Pipa keluaran uap dan kondensat dihubungkan dengan turbin memakai

sambungan Flens dan arah aliran kebawah. Poros turbin terbuat dari baja tempa

yang kemudian dikerjakan dengan proses permesinan. Sudu turbin terdiri dari

sudu impuls dan sudu reaksi. Bantalan Luncur ( Jounal Bearing ) penyangga poros

terdiri dari dua bahagian. Dudukan bagian depan juga merupakan Rumah

Bantalan Aksial (Trust Bearing) yang meredam gaya aksial. Kelonggaran yang

tepat antara sudu tetap dengan sudu gerak akan menghasilkan pemanfaatan energi

yang optimum.

Balancing Piston dipasang pada turbin untuk mengimbangi gaya aksial yang

ditimbulkan oleh sudu reaksi. Besarnya gaya aksial bergantung kepada beban

yang terjadi yang kelebihannya ditahan oleh bantalan aksial. Pada saat bersamaan

Balancing piston menyekat uap tekanan tinggi didaerah sudu impuls. Diafragma

memisahkan uap bertekanan tinggi dengan uap bertekanan rendah. Turbin

dikontrol oleh governor hidrolik.

Pompa pelumas utama dan Impeler dari governor diputar oleh turbin melalui

roda gigi. Governor adalah sebagai pengatur yang berfungsi untuk mengurangi

aliran uap ke turbin bila kecepatan putar melebihi yang diinginkan (Over Speed).

Bagian – bagian Turbin Uap

Dari data yang didapatkan dari Blue Book dan menurut lampiran dari gambar

Turbin Part SR 434450 maka bagian – bagian Turbin dapat diuraikan sebagai

berikut :

1. CASSING

Adalah sebagai penutup bagian-bagian utama turbin.

2. ROTOR

22

Adalah bagian turbin yang berputar yang terdiri dari poros, sudu turbin atau

deretan sudu yaitu Stasionary Blade dan Moving Blade. Untuk turbin

bertekanan tinggi atau ukuran besar, khususnya unuk turbin jenis reaksi maka

motor ini perlu di Balanceuntuk mengimbagi gaya reaksi yang timbul secara

aksial terhadap poros.

3. BEARING PENDESTAL

Adalah merupakan kekdudukan dari poros rotor.

4. JOURNAL BEARING

Adalah Turbine Part yang berfungsi untuk menahan Gaya Radial atau Gaya

Tegak Lurus Rotor.

5. THRUST BEARING

adalah Turbine Part yang berfungsi untuk menahan atau untuk menerima gaya

aksial atau gaya sejajar terhadap poros yang merupakan gerakan maju

mundurnya poros rotor.

6. MAIN OLI PUMP

Berfungsi untuk memompakan oli dari tangki untukdisalurkan pada bagian –

bagian yang berputar pada turbin . Dimana fungsi dari Lube Oil adalah :

Sebagai Pelumas pada bagian – bagian yang berputar.

Sebagai Pendingin ( Oil Cooler ) yang telah panas dan masuk ke bagian

turbin dan akan menekan / terdorong keluar secara sirkuler

Sebagai Pelapis ( Oil Film ) pada bagian turbin yang bergerak secara

rotasi.

Sebagai Pembersih ( Oil Cleaner ) dimana oli yang telah kotor sebagai

akibat dari benda-benda yang berputar dari turbin akan terdorong ke

luar secara sirkuler oleh oli yang masuk .

7. GLAND PACKING

Sebagai Penyekat untuk menahan kebocoran baik kebocoran Uap maupun

kebocoran oli.

8. LABIRINTH RING

23

Mempunyai fungsi yang sam dengan gland packing.

9. IMPULS STAGE

Adalah sudu turbin tingkat pertama yang mempunyai sudu sebanyak 116 buah

10. STASIONARY BLADE

Adalah sudu-sudu yang berfingsi untuk menerima dan mengarahkan steam

yang masuk.

11. MOVING BLADE

Adalah sejumlah sudu-sudu yang berfungsi menerima dan merubah Energi

Steam menjadi Energi Kinetik yang akan memutar generator.

12. CONTROL VALVE

Adalah merupakan katup yang berfungsi untuk mengatur steam yang masuk

kedalam turbin sesuai dengan jumlah Steam yang diperlukan.

13. STOP VALVE

Adalah merupakan katup yang berfungsi untuk menyalurkan atau

menghentikan aliran steam yang menuju turbin.

14. REDUCING GEAR

Adalah suatu bagian dari turbin yang biasanya dipasang pada turbin-turbin

dengan kapasitas besar dan berfungsi untuk menurunkan putaran poros rotor

dari 5500rpm menjadi 1500 rpm.

Bagian-bagian dari Reducing Gear adalah :

Gear Cassing adalah merupakan penutup gear box dari bagian-bagian

dalam reducing gear.

Pinion ( high speed gear ) adalah roda gigi dengan type Helical yang

putarannya merupakan putaran dari shaft rotor turbin uap.

Gear Wheal ( low speed gear ) merupakan roda gigi type Helical yang

putarannya akan mengurangi jumlah putaran dari Shaft rotor turbin

yaitu dari 5500 rpm menjadi 1500 rpm.

Pinion Bearing yaitu bantalan yang berfungsi untuk menahan /

menerima gaya tegak lurus dari pinion gear.

24

Pinion Holding Ring yaitu ring berfungsi menahan Pinion Bearing

terhadap gaya radial shaft pinion gear.

Wheel Bearing yaitu bantalan yang berfungsi menerima atau menahan

gaya radial dari shaft gear wheel.

Wheel Holding Ring adalah ring penahan dari wheel Bearing terhadap

gaya radial atau tegak lurus shaft gear wheel.

Wheel Trust Bearing merupakn bantalan yang berfungsi menahan atau

menerima gaya sejajar dari poros gear wheel ( gaya aksial ) yang

merupakan gerak maju mundurnya poros.

2.3.3 Klasifikasi turbin uap

Turbin Uap dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yang

berbeda berdasarkan pada konstruksinya, prinsip kerjanya dan menurut peoses

penurunan tekanan uap sebagai berikut:

2.3.3.1 Berdasarkan Prinsip Kerjanya

2. Turbin Impulse

Turbin impuls atau turbin tahapan impuls adalah turbin sederhana berrotor

satu atau banyak (gabungan ) yang mempunyai sudu-sudu pada rotor itu.

Sudu biasanya simetris dan mempunyai sudut masuk dan sudut keluar.

Turbin satu tahap.

Turbin impuls gabungan.

Turbin impuls gabungan kecepatan.

Ciri-ciri dari turbin impuls antara lain:

- Proses pengembangan uap / penurunan tekanan seluruhnya terjadi pada sudu

diam / nosel.

- Akibat tekanan dalam turbin sama sehingga disebut dengan Tekanan Rata.

3. Turbin Reaksi

Turbin reaksi mempunyai tiga tahap, yaitu masing-masingnya terdiri dari

baris sudu tetap dan dua baris sudu gerak. Sudu bergerrak turbin reaksi dapat

dibedakan dengan mudah dari sudu impuls karena tidak simetris, karena

25

berfungsi sebagai nossel bentuknya sama dengan sudu tetap walaupun

arahnya lengkungnya berlawanan.

Ciri-ciri turbin ini adalah :

- Penurunan tekanan uap sebagian terjadi di Nosel dan Sudu Gerak

- Adanya perbedaan tekanan didalam turbin sehingga disebut Tekanan

Bertingkat.

2.3.3.2 Berdasarkan pada Tingkat Penurunan

Tekanan dalam Turbin

Turbin Tunggal ( Single Stage )

Dengan kecepatan satu tingkat atau lebih turbin ini cocok untuk untuk daya

kecil, misalnya penggerak kompresor, blower, dll.

Turbin Bertingkat (Aksi dan Reaksi ).

Disini sudu-sudu turbin dibuat bertingkat, biasanya cocok untuk daya besar.

Pada turbin bertingkat terdapat deretan sudu 2 atau lebih. Sehingga turbin

tersebut terjadi distribusi kecepatan / tekanan.

2.3.3.3 Turbin Berdasarkan Proses Penurunan Tekanan Uap

Turbin Kondensasi.

Tekanan keluar turbin kurang dari 1 atm dan dimasukkan kedalam

kompresor.

Turbin Tekanan Lawan.

Apabila tekanan sisi keluar turbin masih besar dari 1 atm sehingga masih

dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin lain.

Turbin Ekstraksi.

Didalam turbin ini sebagian uap dalam turbin diekstraksi untuk roses

pemanasan lain, misalnya proses industri.

26

2.3.4 Generator Sinkron Hampir semua energi listrik dibangkitkan dengan menggunakan generator

sinkron. Oleh sebab itu generator sinkron memegang peranan penting dalam sebuah

pusat pembangkit listrik. Generator sinkron (sering disebut alternator) merupakan

sebuah mesin sinkron yang berfungsi mengubah energi mekanik berupa putaran

menjadi energi listrik bolak-balik (AC).

Generator AC (alternating current), atau generator sinkron. Dikatakan

generator sinkron karena jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran

medan magnet pada stator. Kecepatan sinkron ini dihasilkan dari kecepatan putar

rotor dengan kutub-kutub magnet yang berputar dengan kecepatan yang sama dengan

medan putar pada stator. Mesin sinkron tidak dapat start sendiri karena kutub-kutub

tidak dapat tiba-tiba mengikuti kecepatan medan putar pada waktu sakelar terhubung

dengan jala-jala. Generator sinkron dapat berupa generator sinkron tiga phasa atau

generator sinkron satu phasa.

2.3.4.1 Konstruksi Generator Sinkron

Pada prinsipnya, konstruksi Generator sinkron sama dengan motor sinkron.

Secara umum, konstruksi generator sinkron terdiri dari stator (bagian yang diam) dan

rotor (bagian yang bergerak). Keduanya merupakan rangkaian magnetik yang

berbentuk simetris dan silindris. Selain itu generator sinkron memiliki celah udara

ruang antara stator dan rotor yang berfungsi sebagai tempat terjadinya fluksi atau

induksi energi listrik dari rotor ke-stator.

Pada Gambar 6.1 dapat dilihat konstruksi sederhana dari sebuah generator

sinkron secara umum :

27

Gambar 2.6 Konstruksi generator sinkron secara umum

A. Rotor

Rotor berfungsi untuk membangkitkan medan magnet yang kemudian tegangan

dihasilkan dan akan diinduksikan ke stator. Generator sinkron memiliki dua tipe

rotor, yaitu :

1.) Rotor berbentuk kutub sepatu (salient pole)

2.) Rotor berbentuk kutub dengan celah udara sama rata (cylindrical)

1. Rotor kutub menonjol (Salient Pole Rotor)

Rotor tipe ini mempunyai kutub yang jumlahnya banyak. Kumparan

dibelitkan pada tangkai kutub, di mana kutub-kutub diberi laminasi untuk

mengurangi panas yang ditimbulkan oleh arus Eddy, kumparan-kumparan medannya

terdiri dari bilah tembaga persegi. Kutub menonjol ditandai dengan rotor berdiameter

besar dan panjang sumbunya pendek.

Selain itu jenis kutub salient pole, kutub magnetnya menonjol keluar dari

permukaan rotor. Belitan-belitan medan dihubung seri. Ketika belitan medan ini

disuplai oleh eksiter, maka kutub yang berdekatan akan membentuk kutub yang

berlawanan. Bentuk kutub menonjol generator sinkron tampak seperti Gambar

berikut :

28

Gambar 2.7 Rotor Kutub Menonjol Generator Sinkron

Rotor kutub menonjol umumnya digunakan pada generator sinkron dengan

kecepatan putaran rendah dan sedang (120-400 rpm). Generator sinkron tipe seperti

ini biasanya dikopel oleh mesin diesel atau turbin air pada sistem pembangkit listrik.

Rotor kutub menonjol baik digunakan untuk putaran rendah dan sedang karena :

• Konstruksi kutub menonjol tidak terlalu kuat untuk menahan tekanan

mekanis apabila diputar dengan kecepatan tinggi.

• Kutub menonjol akan mengalami rugi-rugi yang besar dan bersuara bising

jika diputar dengan kecepatan tinggi.

2. Rotor kutub tak menonjol (Rotor Silinder)

Rotor tipe ini dibuat dari plat baja berbentuk silinder yang mempunyai

sejumlah slot sebagai tempat kumparan. Karena adanya slot-slot dan juga kumparan

medan yang terletak pada rotor maka jumlah kutub pun sedikit yang dapat dibuat.

Belitan-belitan medan dipasang pada alur-alur di sisi luarnya dan terhubung seri yang

dienerjais oleh eksiter. Gambar bentuk kutub silinder generator sinkron tampak

seperti pada Gambar 6.1.1.b berikut:

29

Gambar 2.8 Rotor Kutub tak Menonjol Generator Sinkron

Rotor terdiri dari beberapa komponen utama yaitu :

1. Slip Ring

Slip ring merupakan cincin logam yang melingkari poros rotor tetapi

dipisahkan oleh isolasi tertentu. Terminal kumparan rotor dipasangkan ke-slip ring

ini kemudian dihubungkan kesumber arus searah melalui sikat (brush) yang letaknya

menempel pada slip ring.

2. Sikat

Sebagaian dari generator sinkron ada yang memiliki sikat ada juga yang tidak

memiliki sikat. Sikat pada generator sinkron berfungsi sebagai saklar putar untuk

mengalirkan arus DC ke-kumparan medan pada rotor generator sikron. Sikat terbuat

dari bahan karbon tertentu.

3. Kumpara rotor (kumparan medan)

Kumparan medan merupakan unsure yang memegang peranan utama dalam

menghasilkan medan magnet. Kumparan ini mendapat arus searah dari sumber

eksitasi tertentu.

4. Poros Rotor

Poros rotor merupakan tempat meletakkan kumparan medan, dimana pada

poros tersebut telah terbentuk slot-slot secara paralel terhadap poros rotor.

B. Stator

Stator atau armatur adalah bagian generator yang berfungsi sebagai tempat

untuk menerima induksi magnet dari rotor. Arus AC yang menuju ke beban

disalurkan melalui armatur, komponen ini berbentuk sebuah rangka silinder dengan

30

lilitan kawat konduktor yang sangat banyak. Armatur selalu diam (tidak bergerak).

Oleh karena itu, komponen ini juga disebut dengan stator. Lilitan armatur generator

dalam wye dan titik netral dihubungkan ke tanah. Lilitan dalam wye dipilih karena:

1. Meningkatkan daya output.

2. Menghindari tegangan harmonik, sehingga tegangan line tetap sinusoidal dalam

kondisi beban apapun.

Stator dari mesin sinkron terbuat dari bahan ferromagnetik yang berbentuk

laminasi untuk mengurangi rugi-rugi arus pusar. Dengan inti ferromagnetik yang

bagus berarti permeabilitas dan resistivitas dari bahan tinggi. Gambar 2.9 berikut

memperlihatkan alur stator tempat kumparan jangkar

Gambar 2.9 Inti Stator dan Alur Pada Stator

2.3.4.2 Prinsip kerja

Adapun prinsip kerja dari suatu generator sinkron adalah:

1. Kumparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber

eksitasi tertentu yang akan mensuplai arus searah terhadap kumparan medan.

Dengan adanya arus searah yang mengalir melalui kumparan medan maka

akan menimbulkan fluks yang besarnya terhadap waktu adalah tetap.

2. Penggerak mula (Prime Mover) yang sudah terkopel dengan rotor segera

dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada kecepatan nominalnya

persamaan (6.1) dimana : 𝑛 = 120𝑓𝑝

.................................... (2.4)

n = Kecepatan putar rotor (rpm)

31

p = Jumlah kutub rotor

f = frekuensi (Hz)

3. Perputaran rotor tersebut sekaligus akan memutar medan magnet yang

dihasilkan oleh kumparan medan. Medan putar yang dihasilkan pada rotor,

akan diinduksikan pada kumparan jangkar sehingga pada kumparan jangkar

yang terletak di stator akan dihasilkan fluks magnetik yang berubah-ubah

besarnya terhadap waktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupi

suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujung-ujung kumparan

tersebut, hal tersebut sesuai dengan persamaan

dimana : 𝑒 = −𝑁 𝑑∅𝑑𝑡

..........................................(2.5)

𝑒 = −𝑁 𝑑∅𝑚𝑎𝑘𝑠 sin𝑤𝑡𝑑𝑡

..........................(2.6) 𝑒 = −𝑁𝑤∅𝑚𝑎𝑘𝑠 𝑐𝑜𝑠𝑤𝑡 ....................(2.7)

E = ggl induksi (Volt) N = Jumlah belitan C = Konstanta p = Jumlah kutub n = Putaran (rpm) f = Frequensi (Hz) ϕ = Fluks magnetik (weber)

Untuk generator sinkron tiga phasa, digunakan tiga kumparan jangkar yang

ditempatkan di stator yang disusun dalam bentuk tertentu, sehingga susunan

kumparan jangkar yang sedemikian akan membangkitkan tegangan induksi

pada ketiga kumparan jangkar yang besarnya sama tapi berbeda fasa 1200

satu sama lain. Setelah itu ketiga terminal kumparan jangkar siap

dioperasikan untuk menghasilkan energi listrik.

32

2.3.4.3 Reaksi Jangkar

Bila beban terhubung ke terminal generator maka pada belitan stator akan

mengalir arus, sehigga timbul medan magnet pada belitan stator. Medan magnet ini

akan mendistorsi medan magnet yang dihasilkan belitan rotor. Seperti yang

dijelaskan pada Gambar:

Gambar 2.10 Model Reaksi Jangkar

2.3.3. 4 Sistem Eksitasi

Berdasarkan cara penyaluran arus searah pada rotor generator sinkron, sistem

eksitasi terdiri dari dua jenis yaitu sistem eksitasi dengan menggunakan sikat

(brushless excitation) dan sistem eksitasi tanpa menggunakan sikat (brushless). Ada

dua jenis sistem eksitasi dengan menggunakan sikat yaitu :

1. Sistem eksitasi konvensional (menggunakan generator arus searah).

2. Sistem eksitasi statis.

Sedangkan sistem eksitasi tanpa menggunakan sikat terdiri dari :

1. Sistem eksitasi dengan menggunakan baterai.

2. Sistem eksitasi dengan menggunakan Permanen Magnet Generator (PMG)

2.3.5 Pembangkit Listrik Berbahan Bakar Pelet Kaliandra Merah

33

Dalam prinsip dasar konversi energi kita mengacu pada hukum kekekalan

energi yaitu energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan melainkan

hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain.

Hampir semua bentuk energi, sebelum diubah menjadi energi listrik harus

diubah dulu menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran. Termasuk diantaranya

energi dalam bentuk angin, aliran air dan aliran uap semuanya harus diubah terlebih

dahulu menjadi energi mekanik berbentuk putaran agar bisa dikonversikan menjadi

energi listrik. Sementara uap diperoleh melalui proses pemanasan air di dalam boiler

dan boiler memerlukan bahan bakar.

Jadi, secara sederhana dapat kita katakan bahwa segala sesuatu yang dapat dibakar

dan dipergunakan untuk memanaskan air sehingga air tersebut berubah menjadi uap

bertekanan yang akan digunakan untuk memutar turbin uap yang dikopel dengan

generator, dapat diubah menjadi energi listrik.

Pelet Kaliandra Merah dapat dijadikan bahan bakar merupakan sebuah PLTU.

PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. Siklus

tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Urutan

sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut:

1. Air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah

panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan

bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.

2. Uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk

memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.

3. Generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi

listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan.

34

Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air

pendingin agar berubah kembali menjadi air. Air kondensat hasil kondensasi uap

kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler. Demikian siklus ini berlangsung

terus menerus dan berulang-ulang.

Sekalipun siklus fluida kerjanya merupakan siklus tertutup, namun jumlah air

dalam siklus akan mengalami pengurangan. Pengurangan air ini disebabkan oleh

kebocoran - kebocoran baik yang disengaja maupun yang tidak disengaja. Untuk

mengganti air yang hilang, maka perlu adanya penambahan air kedalam siklus.

Kriteria air penambah (make up water) ini harus sama dengan air yang ada dalam

siklus.

Adapun bahan bakar boiler pada PLTU ini adalah pelet kayu Pohon

Kaliandra Merah. Pohon Kaliandra Merah yang sudah ditebang, dikurangi kadara

airnya, kemudian diolah menjadi potongan-potongan kecil berupa pelet.

2.3.6 Peralatan Utama pada PLTU berbahan Bakar Pelet Kaliandra

a. Raw Water Tank

Raw Water Tank berfungsi untuk tempat penampungan air hasil

demineralisasi.

b. Water Treatment Plant ( WTP )

WTP berfungsi sebagai tempat terjadinya proses demineralisasi air. Air ini

yang akan disuplai ke boiler.

c. Circuling Water Pump

Circuling Water Pump berfungsi sebagai pompa untuk menyirkulasi air.

d. Feed Water Tank

35

Tempat dikumpulkannya air sebelum disupply ke boiler.

e. Boiler Feed Pump

Pompa untuk memompakan air dari Feed Water Tank ke dalam boiler.

f. Economizer

Adalah suatu perangkat mekanik yang dimaksudkan untuk mengurangi

konsumsi energi, atau untuk melakukan fungsi lain, seperti memanaskan cairan.

g. Boiler

Suatu boiler (pembangkit uap) merupakan kombinasi kompleks dari

economizer, ketel, pemanas lanjut, pemanas ulang, dan pemanas udara awal.

Ketel adalah bagian dari pembangkit uap di mana air jenuh diubah menjadi uap

jenuh. Ketel ini dapat diklasifikasikan berdasar:

1. Jenisnya

a. Ketel tangki

b. Ketel pipa air

c. Ketel pipa api

2. Bahan Bakar yang Digunakan

a. Padat (dalam hal ini, pelet kayu Pohon Kaliandra Merah).

b. Cair

c. Gas

3. Kegunaan

a. Di darat (stasioner)

36

b. Di laut atau transportasi (locomobile)

4. Tekanan Kerja

a. Rendah (≤ 5 ata )

b. Menengah (medium) (5 ÷ 40 ata)

c. Tinggi (40 ÷ 80 ata)

d. Ekstra tinggi (super kritis)

5. Produksi Uap

a. Kecil (≤ 250 kg/jam)

b. Menengah (250 ÷ 5000 kg/jam)

c. Besar (> 5000 kg/jam)

h. Boiler Drum

Merupakan sebuah wadah air / uap di ujung atas tabung air. Boiler drum

menyimpan uap yang dihasilkan oleh tabung air dan bertindak sebagai pemisah

antara uap dan air [6].

i. Turbin Uap

Turbin uap merupakan mesin dengan aliran tetap, di mana uap melalui nosel

diekspansikan ke sudu – sudu turbin dengan penurunan tekanan yang drastis

sehingga terjadi perubahan energi kinetik pada uap. Energi kinetik uap yang keluar

dari nosel diberikan pada sudu – sudu turbin.

Nosel adalah saluran yang mempunyai luas permukaan bervariasi sehingga dirancang

untuk menurunkan tekanan dari bagian masuk ke bagian keluar guna mempercepat

aliran.

j. Generator

37

Merupakan mesin listrik yang berfungsi mengubah energi mekanik berupa

putaran menjadi energi listrik. Generator yang umumnya digunakan dalam pusat

listrik adalah generator sinkron tiga fasa. Generator ini diputar satu poros dengan

turbin. Dapat dikopel langsung dengan turbin ataupun dikopel dengan gear reducer

terlebih dahulu sebelum dikopel dengan turbin dengan tujuan memperoleh kecepatan

putar yang sesuai.

k. Kondensor

Kondensor adalah tempat terjadinya proses kondensasi/ pengembunan.

Adapun tujuan kondensasi uap adalah:

Agar diperoleh air pengisi ketel bersuhu tinggi yang dapat dialirkan ke ketel

uap dengan bantuan pompa.

1. Dengan proses kondensasi, uap dapat dikeluarkan dari penggerak utama

dengan tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer secara lebih

ekonomis. Kerja yang dihasilkan sebagian besar diperoleh dari proses

ekspansi uap.

2. Efisiensi termodinamik lebih besar, tekanan balik akan rendah. Akan

tetapi perlu diketahui bahwa seiring dengan turunnya tekanan balik, akan

diikuti dengan kenaikan harga peralatan.

Ditinjau dari proses pencampuran air pendingin dengan uap, kondensor dapat

digolongkan dalam dua kelas:

1. Kondensor jet

2. Kondensor permukaan

38

Pada kondensor tipe jet, proses kondensasi dari uap dilakukan dengan

pencampuran uap dengan air. Air untuk kebutuhan kondensasi uap harus murni,

minimal sama dengan kualitas air kondensat yang menuju suatu sumber panas. Air

pengisi ketel diambil dari sumber panas.

Kondensor jet dapat digolongkan menurut arah dari aliran air dan uap, yaitu

aliran sejajar dan aliran berlawanan. Selain itu ada pula jenis ejektor dan kondensor

barometer. Pada kondensor jet jenis aliran sejajar, uap dan percikan air pendingin

dimasukkan dari sisi atas dan kemudian bersama – sama jatuh ke bawah akibat gaya

gravitasi. Pada kondensor jet jenis aliran berlawanan, uap mengalir menuju bagian

atas melintasi kondensor dan bertemu dengan air pendingin yang dialirkan dari sisi

atas. Pengeluaran udara terapat di bagian atas dan pemisahan air berada di bagian

bawah kondensor. Pada kondensor jenis ejektor terdapat sejumlah pipa konus yang di

dalamnya terjadi pencampuran uap dan air. Energi kinetik uap dimanfaatkan untuk

menggerakkan air pendingin dari dalam kondensor menuju sumber panas yang

bertekanan atmosfer. Kondensor jet barometer mempunyai pipa keluaran yang

panjang dan dipasang tegak lurus. Kegunaan pipa ini ialah untuk mengalirkan air

hasil kondensasi yang bersuhu tinggi ke tangki penyimpanan di bagian bawah

kondensor tanpa bdantuan pompa. Udara dikeluarkan dari bagian atas kondensor.

Pada kondensor permukaan, uap tidak kontak langsung dengan air pendingin.

Air pendingin mengalir di dalam pipa dan uap mengalir di sekeliling permukaan luar

pipa. Selain itu ada kondensor jenis permukaan yang bekerja sebaliknya, yaitu uap

mengalir di dalam pipa dan air pendingin di sekeliling permukaan luar pipa.