MAKALAH
OPERASIONAL SISTEM TENAGA LISTRIK NON RENEWABLE
MATA PELAJARAN OPERASI
SISTEM TENAGA LISTRIK
Disusun
Oleh :
MASKUR HIDAYAT
10.041.043
TEKNIK ELEKTRO MALAM
UNIVERSITAS BHAYANGKARA
2013/2014
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT
yang selalu melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya serta telah memberikan banyak
nikmat dan karunia kepada kami semua.
Dalam
makalah ini kami akan memaparkan mengenai pokok bahasan yang berjudul “MAKALAH
OPERASIONAL SISTEM TENAGA LISTRIK NON RENEWABLE”.
Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih kepada
:
1.
Bapak
Agus Kiswantono, ST., MT, selaku dosen pembimbing mata kuliah Operasi Sistem
Tenaga Listrik
2.
Orang
tua kami yang telah memberikan kepercayaan, kesempatan dan atas semua
pengorbanan serta doa-doa yang sangat berarti buat kami.
3.
Kepada pihak yang
menjadi sumber dari penulisan makalah ini.
4.
Serta seluruh pihak
yang telah banyak membantu, yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu.
Kami
yakin dalam penulisan makalah ini masih banyk terdapat kekurangan. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca
sekalian untuk dapat menympurnakan makalah
ini.
Surabaya, Juli
2014
Penulis
BAB
I
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
GAS
1.1 Prinsip
Kerja
Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) merupakan sebuah pembangkit energi listrik yang menggunakan peralatan/mesin
turbin gas sebagai penggerak generatornya. Turbin gas dirancang
dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana dimana energi panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar
diubah menjadi energi mekanis dan selanjutnya diubah
menjadi energi listrik atau energi lainnya sesuai
dengan kebutuhannya.
Prinsip
Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) Pada awalnya, udara dimasukkan ke
dalam kompresor untuk ditekan hingga temperatur dan tekanannya naik. Proses ini
disebut dengan proses kompresi. Udara yang dihasilkan dari kompresor akan
digunakan sebagai udara pembakaran dan juga untuk mendinginkan bagian-bagian
turbin gas. Setelah dikompresi, udara tersebut dialirkan ke ruang bakar. Dalam
ruang bakar, udara bertekanan 13 kg/cm2 ini dicampur dengan bahan bakar dan dibakar.
Apabila digunakan bahan bakar gas (BBG), maka gas dapat langsung dicampur
dengan udara untuk dibakar, tetapi apabila digunakan bahan bakar minyak (BBM),
maka BBM ini harus dijadikan kabut terlebih dahulu kemudian baru dicampur
dengan udara untuk dibakar. Teknik mencampur bahan bakar dengan udara dalam
ruang bakar sangat mempengaruhi efisiensi pembakaran. Pembakaran bahan bakar
dalam ruang bakar menghasilkan gas bersuhu tinggi sampai kira-kira 1.300 oC
dengan tekanan 13 kg/cm2. Gas hasil pembakaran ini kemudian dialirkan menuju
turbin untuk disemprotkan kepada sudu-sudu turbin sehingga energi (enthalpy)
gas ini dikonversikan menjadi energi mekanik dalam turbin penggerak generator
(dan kompresor udara) dan akhirnya generator menghasilkan tenaga listrik.
Komponen Utama PLTG
·
Turbin gas (Gas
Turbine)
Berfungsi
untuk mengubah energi gerak gas menjadi energi putar.
·
Kompresor (Compressor)
Berfungsi
untuk meningkatkan temperatur dan tekanan udara.
·
Ruang Bakar (Combustor)
Berfungsi
untuk membakar bahan bakar dengan menghembuskan udara yang telah dinaikkan
temperatur dan tekanannya di kompresor.
Peralatan Pendukung
PLTG
Berikut
adalah peralatan pendukung yang digunakan dalam kinerja
Pembangkit
Listrik Tenaga Gas (PLTG):
·
Air Intake
Berfungsi
mensuplai udara bersih ke dalam kompresor.
·
Blow Off Valve
Berfungsi
mengurangi besarnya aliran udara yang masuk ke dalam kompressor utama atau
membuang sebagian udara dari tingkat tertentu untuk menghindari terjadinya
stall (tekanan udara yang besar dan tiba-tiba terhadap sudu kompresor yang
menyebabkan patahnya sudu kompresor)
·
VIGV (Variable Inlet
Guide Fan)
Berfungsi
untuk mengatur jumlah volume udara yang akan di kompresikan sesuai kebutuhan.
·
Ignitor
Berfungsi
penyalaan awal atau start up. Campuran bahan bakar dengan udara dapat menyala
oleh percikan bunga api dari ignitor yang terpasang di dekat fuel nozzle burner
dan campuran bahan bakar menggunakan bahan bakar propane atau LPG.
·
Lube oil system
Berfungsi
memberikan pelumasan dan juga sebagai pendingin bearingbearing
seperti
bearing turbin, kompressor, generator. Memberikan minyak pelumas ke jacking oil
system. Memberikan suplai minyak pelumas ke power oil system. Sistem pelumas di
dinginkan oleh air pendingin siklus tertutup.
·
Hydraulic Rotor Barring
Rotor
bearing system terdiri dari : DC pump, Manual pump, Constant pressure valve,
pilot valve, hydraulic piston rotor barring. Rotor barring beroperasi pada saat
unit stand by dan unit shutdown (selesai operasi). Rotor barring on < 1 rpm.
Akibat yang timbul apabila rotor barring bermasalah ialah rotor bengkok dan
saat start up akan timbul vibrasi yang
tinggi
dan dapat menyebabkan gas turbin trip.
·
Exhaust Fan Oil Vapour
Berfungsi
utama membuang gas-gas yang tidak terpakai yang terbawa oleh minyak pelumas
setelah melumasi bearing-bearing turbin, compressor dan generator.
Fungsi
lain adalah membuat vaccum di lube oil tank yang tujuannya agar proses minyak
kembali lebih cepat dan untuk menjaga kerapatan minyak pelumas di
bearing-bearing (seal oil) sehingga tidak terjadi kebocoran minyak pelumas di
sisi bearing.
·
Power Oil System
Berfungsi
mensuplai minyak pelumas ke :
-
Hydraulic piston untuk menggerakkan VIGV
-
Control-control valve (CV untuk bahan bakar dan CV untuk air)
-
Protection dan safety system (trip valve staging valve)
Terdiri
dari 2 buah pompa yang digerakkan oleh 2 motor AC.
·
Jacking Oil System
Berfungsi
mensuplai minyak ke journal bearing saat unit shut down atau
stand
by dengan tekanan yang tinggi dan membentuk lapisan film di bearing.
Terdiri
dari 6 cylinder piston-piston yang mensuplai ke line-line :
Ø Dua
line mensuplai minyak pelumas ke journal bearing.
Ø Dua
line mensuplai minyak pelumas ke compressor journal bearing.
Ø Satu
line mensuplai minyak pelumas ke drive end generator journal bearing.
Ø Satu
line mensuplai minyak pelumas ke non drive end generator journal bearing.
Operasi
dan Pemeliharaan
Dari
segi operasi, unit PLTG tergolong unit yang masa start-nya pendek, yaitu antara
15-30 menit, dan kebanyakan dapat di-start tanpa pasokan daya dari luar (black
start), yaitu menggunakan mesin diesel sebagai motor start. Dari segi
pemeliharaan, unit PLTG mempunyai selang waktu pemeliharaan (time between
overhaul) yang pendek, yaitu sekitar 4.000- 5.000 jam operasi. Makin sering
unit mengalami start-stop, makin pendek selang waktu pemeliharaannya. Walaupun
jam operasi unit belum mencapai 4.000 jam, tetapi jika jumlah startnya telah
mencapai 300 kali, maka unit PLTG tersebut harus mengalami pemeriksaan (inspeksi)
dan pemeliharaan.
Saat
dilakukan pemeriksaan, hal-hal yang perlu mendapat perhatian khusus adalah
bagian-bagian yang terkena aliran gas hasil pembakaran yang suhunya mencapai
1.300 oC, seperti: ruang bakar, saluran gas panas (hot gas path),dan sudu-sudu
turbin. Bagian-bagian ini umumnya mengalami kerusakan (retak) sehingga perlu
diperbaiki (dilas) atau diganti. Proses start-stop akan mempercepat proses
kerusakan (keretakan) ini, karena proses start-stop menyebabkan proses pemuaian
dan pengerutan yang tidak kecil. Hal ini disebabkan sewaktu unit dingin,
suhunya sama dengan suhu ruangan (sekitar 30 oC sedangkan sewaktu operasi,
akibat terkena gas hasil pernbakaran dengan suhu sekitar 1.300 oC).
Dengan
memperhatikan buku petunjuk pabrik, ada unit PLTG yang boleh dibebani lebih
tinggi 10% dari nilai nominalnya selama 2 jam, yang dalam bahasa Inggris
disebut peak operation. Apabila dilakukan peak operation, maka hal ini harus
diperhitungkan dengan pemendekan selang waktu antara inspeksi, karena peak
operation menambah keausan yang terjadi pada turbin gas sebagai akibat kenaikan
suhu operasi.
1.2 Masalah Operasi
PLTG
Dari segi operasi, unit PLTG tergolong unit yang masa start-nya pendek, yaitu antara
15-30 menit, dan kebanyakan dapat di-start tanpa pasokan daya dari luar (black start),
yaitu menggunakan mesin diesel sebagai motor start. Dari segi pemeliharaan, unit PLTG mempunyai
selang waktu
pemeliharaan
(time between
overhaul)
yang pendek, yaitu
sekitar 4.000-5.000
jam operasi. Makin
sering unit mengalami start-stop,
makin pendek selang waktu pemeliharaannya. Walaupun
jam operasi unit belum mencapai 4.000 jam, tetapi jika jumlah startnya telah mencapai 300 kali, maka unit PLTG tersebut harus mengalami
pemeriksaan (inspeksi)
dan pemeliharaan.
Saat dilakukan pemeriksaan, hal-hal yang perlu mendapat perhatian khusus adalah bagian-bagian
yang terkena
aliran gas hasil pembakaran yang
suhunya
mencapai
1.300 0C, seperti: ruang bakar, saluran gas panas (hot
gas path),dan sudu-sudu turbin.
Bagian-bagian
ini
umumnya mengalami
kerusakan (retak)
sehingga perlu diperbaiki
(dilas) atau
diganti.
Proses start-stop akan mempercepat proses kerusakan (keretakan) ini, karena proses
start-stop menyebabkan proses pemuaian dan pengerutan yang tidak kecil.
Hal
ini disebabkan sewaktu unit dingin, suhunya sama dengan suhu ruangan (sekitar
300C
sedangkan sewaktu operasi, akibat terkena gas hasil pernbakaran dengan suhu sekitar
1.3000C.
Dari segi efisiensi
pemakaian bahan bakar, unit PLTG tergolong
unit termal yang efisiensinya paling
rendah, yaitu berkisar antara 15-25%. Dalam perkembangan penggunaan unit PLTG
di PLN, akhir-akhir ini
digunakan
unit turbin gas aero
derivative, yaitu turbin gas pesawat terbang yang
dimodifikasi menjadi turbin gas penggerak
generator.
BAB
II PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
UAP (PLTU)
2.1 Prinsip Kerja
Pembangkit Listrik Tenaga Uap adalah pembangkit yang mengandalkan energi kinetik
dari uap untuk menghasilkan energi listrik. Bentuk utama
pembangkit listrik jenis ini adalah Generator yang di hubungkan ke turbin dimana untuk memutar turbin diperlukan
energi
kinetik dari
uap
panas
atau kering.
Gambar 4.2 Prinsip
kerja PLTG
Dalam PLTU, energi primer yang
dikonversikan menjadi energi listrik adalah bahan bakar. Baban bakar yang digunakan dapat berupa batubara (padat), minyak (cair), atau
gas.
Ada kalanya PLTU menggunakan kombinasi beberapa macam
bahan
bakar.
Konversi energi tingkat pertama yang
berlangsung dalam PLTU adalah konversi energi primer menjadi energi panas (kalor). Hal ini dilakukan dalam ruang bakar dari ketel uap
PLTU. Energi panas ini kemudian dipindahkan ke
dalam air yang ada dalam pipa ketel
untuk menghasilkan uap yang
dikumpulkan dalam drum dari ketel. Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin
uap. Dalam turbin
uap, energi uap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator, dan akhirnya energy
mekanik dari turbin uap ini
dikonversikan menjadi energi listrik oleh
generator.
Komponen utama sebuah Pembangkit Listrik Tenaga
Uap
Umumnya sebuah
PLTU memiliki komponen utama antara lain
:
1. Boiler/ketel uap
berfungsi
sebagai tempat
pemanasan air
menjadi uap air
yang bertekanan
untuk selanjutnya memutar turbin
uap.
2.
Turbin ialah mesin yang dijalankan oleh aliran air; uap atau angin yang dihubungkan
dengan sebuah generator untuk menghasilkan energi listrik. Turbin uap ialah turbin yang menggunakan uap sebagai fluida kerja, di mana uap yang
digunakan dihasilkan
dari boiler.
3.
Generator uap
ialah
suatu
kombinasi
antara
sistem – sistem
dan peralatan yang
dipakai untuk perubahan energi kimia dari bahan bakar fosil menjadi energi termal dan pemindahan energi termal yang dihasilkan itu ke fluida
kerja, biasanya air untuk
dipakai pada proses-proses bertemperatur
tinggi ataupun
untuk perubahan
parsial menjadi energi mekanis di
dalam sebuah
turbin
4.
Kondensor adalah tempat yang berfungsi untuk mengembunkan uap dengan jalan
mendinginkannya. Air pengembunan
yang terjadi dalam kondensor disebut air
kondensat yang kemudian disalurkan kembali ke dalam ketel uap dengan
menggunakan sebuah
pompa
5. Pompa
berfungsi
untuk mengalirkan air
dari
kondensor
menuju ke Boiler.
6.
Cerobong berfungsi sebagai tempat pelepasan exhausted steam (Uap terbuang) ke
udara.
Selain komponen di atas
masih banyak komponen tambahan yang berfungsi untuk meningkatkan efesiensi kerja
dari
pembangkit tersebut, seperti superheater, reheater dan lain – lain.
2.2 Biaya
Biaya pada kali ini menggunakan contoh pada Pembangunan PLTU Sumbawa
Barat 2x7 MW yaitu :
|
Kapasitas
|
Konsumsi / jam
(ton/jam)
|
Konsumsi/hari
(ton/hari)
|
Konsumsi/tahun
(ton/tahun)
|
|
7 MW
|
3,051
|
73,224
|
26.729
|
|
No.
|
Perhitungan
|
PLTU Batubara
|
|
1
|
Energi Listrik per tahun (KWh/tahun)
|
52.122.000
|
|
2
|
Kebutuhan energi kalor (Kcal/tahun)
|
112.262.766.000
|
|
3
|
Kebutuhan bahan bakar per tahun (kg)
|
26.729.230
|
|
4
|
Kebutuhan bahan bakar 25 tahun (kg)
|
668.230.750
|
·
Biaya Bahan
Bakar
FC =
860.Ui/η/kWh
= 172/Kwh
Dimana
1kWh = 860
kcal
Ui =
harga bahan bakar (US$/satuan energi)
η =
effisiensi pembangkit (39,7%)
1 US$ = Rp.
8.600,-
·
Biaya Operasi
dan Perawatan
GS = O & M Cost / m. To
= 290.884,42 US$ /tahun / 14.000
kW x 0,85 x 8760
= 0,00279 US$/kWh
= Rp. 23,994 /kWh.
dimana :
Gs = biaya O&M (US$/kWh)
m = faktor manfaat (85%)
To = jam pertahun (8760 jam)
1 US$ = Rp. 8.600,-
Sehingga Biaya Pembangkitan Energi Listrik :
|
Perhitungan
|
Suku Bunga
|
|
|
12 %
|
6 %
|
|
|
Umur Operasi
|
25 tahun
|
25 tahun
|
|
Kapasitas
|
14 MW
|
14 MW
|
|
Biaya Bahan Bakar
|
Rp. 172/kWh
|
Rp. 172/kWh
|
|
Biaya O&M
|
Rp.
23,994/kWh.
|
Rp.
23,994/kWh.
|
|
Biaya Modal
|
Rp.
147,26/kWh
|
Rp.
90,43/kWh
|
|
Biaya Total
|
Rp.
343,25/kWh
|
h Rp.
286,42/kWh
|
|
Investasi (million US$)
|
14
|
14
|
3.3 Masalah Operasi
PLTU
Untuk
men-start
PLTU dari
keadaan
dingin
sampai
operasi dengan
beban
penuh,
dibutuhkan waktu antara 6-8 jam. Jika PLTU yang telah beroperasi dihentikan, tetapi
uapnya dijaga agar tetap panas dalam drum ketel dengan cara tetap menyalakan api secukupnya untuk menjaga suhu
dan tekanan uap ada di sekitar nilai operasi (yaitu
sekitar 5000 C
dan sekitar 100
kg/cm 2) maka untuk
mengoperasikannya kembali
sampai beban penuh diperlukan waktu kira-kira 1 jam. Waktu yang lama untuk mengoperasikan
PLTU tersebut di atas terutama diperlukan untuk menghasilkan uap dalam jumlah yang cukup
untuk
operasi
(biasanya
dinyatakan
dalam ton per
jam).
Selain
waktu yang
diperlukan untuk menghasilkan
uap, yang
cukup untuk operasi, juga perlu
diperhatikan masalah
pemuaian bagian-bagian turbin. Sebelum di-start,
suhu turbin adalah sama
dengan suhu ruangan.
Pada waktu start, dialirkan uap dengan suhu sekitar 500 0C. Hal ini harus dilakukan secara bertahap agar
jangan sampai terjadi pemuaian yang berlebihan dan tidak merata. Pemuaian yang berlebihan dapat menimbulkan tegangan mekanis (mechanical
stress) yang berlebihan, sedangkan pemuaian yang tidak merata dapat menyebabkan bagian
yang bergerak
(berputar)
bergesekan dengan bagian yang diam, misalnya antara. ,sudu- sudu jalan
turbin dengan sudu-sudu
tetap yang menempel pada rumah turbin.
Apabila
turbin sedang berbeban penuh
kemudian terjadi gangguan yang menyebabkan pemutus tenaga, (PMT) generator yang digerakkan turbin trip, maka turbin kehilangan beban secara
mendadak. Hal ini menyebabkan putaran turbin akan naik secara
mendadak dan apabila hal ini tidak dihentikan, maka akan merusak bagian-bagian yang berputar pada turbin maupun pada generator, seperti: bantalan, sudu jalan turbin, dan kumparan arus searah yang ada
pada
rotor generator. Untuk mencegah hal ini, aliran uap
ke turbin harus dihentikan, yaitu dengan cara menutup katup uap turbin. Pemberhentian
aliran uap ke turbin
dengan menutup
katup uap turbin
secara mendadak menyebabkan
uap
mengumpul dalam drum ketel
sehingga tekanan uap dalam
drum ketel naik dengan cepat dan akhirnya
menyebabkan katup pengaman pada drum membuka dan uap dibuang
ke udara. Bisa
juga sebagian dari
uap di by pass ke
kondensor. Dengan cara
by pass ini tidak terlalu banyak uap yang hilang sehingga sewaktu turbin akan dioperasikan kembali banyak waktu
dapat dihemat
untuk
start. Tetapi sistem
by pass memerlukan
biaya investasi tambahan karena kondensor
harus tahan suhu tinggi dan tekanan tinggi dari by
pass.
Dari uraian di atas tampak bahwa perubahan beban secara
mendadak memerlukan pula langkah pengurangan produksi uap secara mendadak agar tidak terlalu banyak uap
yang harus dibuang ke udara. Langkah pengurangan fluksi dilakukan dengan mematikan
nyala api
dalam ruang bakar ketel dan
mengurangi
pengisian air
ketel ini bahwa
walaupun nyala api dalam ruang
bakar padam, masih cukup banyak panas yang tinggal dalam ruang bakar untuk menghasilkan uap sehingga pompa pengisi ketel harus tetap
mengisi air ke dalam ketel untuk mencegah penurunan level air dalam drum yang
tidak
dikehendaki. Mengingat masalah-masalah tersebut di atas yang menyangkut
masalah proses produksi
uap dan masalah-masalah pemuaian yang
terjadi dalam turbin, sebaiknya
PLTU
tidak dioperasikan dengan persentase
perubahan-perubahan beban yang besar.
Efisiensi PLTU banyak dipengaruhi ukuran PLTU, karena ukuran PLTU
menentukan ekonomis tidaknya penggunaan pemanas ulang
dan
pemanas awal. Efisiensi thermis dari PLTU
berkisar pada angka 35-38%.
BAB
III PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS-UAP (PLTGU)
PLTGU merupakan kombinasi PLTG dengan PLTU. Gas buang
dari PLTG yang umumnya
mempunyai suhu di atas 4000C, dimanfaatkan (dialirkan) ke dalam ketel uap PLTU untuk
menghasilkan uap penggerak turbin uap. Dengan cara
ini,
umumnya didapat
PLTU dengan daya sebesar 50% daya PLTG. Ketel
uap
yang digunakan
untuk memanfaatkan gas buang PLTG mempunyai desain khusus untuk memanfaatkan gas
buang di mana dalam
bahasa Inggris disebut Heat Recovery Steam Generator (HRSG).
3.1 Prinsip Kerja
Dalam operasinya, unit turbin
gas
dapat dioperasikan
terlebih dahulu untuk menghasilkan
daya
listrik
sementara gas buangnya berproses untuk
menghasilkan uap
dalam ketel
pemanfaat gas buang. Kira-kira 6 (enam)
jam kemudian, setelah uap dalam ketel uap cukup
banyak,
uap
dialirkan ke turbin uap untuk menghasilkan daya listrik.
Bagian-bagian
penting dari
PLTGU adalah
:
1) Turbin
gas
2) HRSG
(Heat
Recovery Steam
Generator)
3) Turbin
Uap dan alat-alat bantu lainnya
Secara sederhana cara kerja PLTGU
dapat
dijelaskan
dengan gambar
Gambar Pusat Listrik Tenaga Gas dan
Uap (PLTGU)
Gambar Skema sebuah Blok
PLTGU yang terdiri
dari 3 unit PLTG dan sebuah unit PLTU
Keterangan : Header uap ; Pr : Poros;TG:
Turbin Gas; KU :Ketel uap; GB: Gas Buang;
Kd: Kondensor; HA : Header
Air; TU: Turbin Uap; Generator; P :
Pompa
Karena daya yang dihasilkan turbin
uap tergantung
kepada banyaknya gas buang yang dihasilkan unit yaitu kira-kira menghasilkan 50%
daya unit PLTG, maka
dalam mengoperasikan PLTGU ini, pengaturan daya PLTGU dilakukan dengan mengatur
daya
unit PLTG, sedangkan unit PLTU mengikuti saja, menyesuaikan gan gas buang yang diterima dari unit
PLTG-nya.
Perlu diingat bahwa selang
waktu untuk pemeliharaan
unit PLTG lebih pendek
daripada unit PLTU sehingga koordinasi pemeliharaan yang baik dalam suatu blok
PLTGU
agar daya keluar dari
blok
tidak
terlalu
banyak
berubah sepanjang waktu. Ditinjau dari segi efisiensi pemakaian bahan bakar, PLTGU
tergolong sebagai unit yang paling efisien dari
unit-unit termal (bisa
mencapai angka di atas
45%).
3.2 Komponen-komponen
pada PLTGU
Secara
garis besar komponen yang terdapat pada PLTGU adalah sebagai berikut :
3.2.1 Alat Bantu pada
Boiler
Boiler
atau ketel uap adalah suatu alat yang digunakan untuk memproduksi uap dengan
tekanan dan temperature tertentu.Uap yang dihasilkan digunakan untuk
menggerakkan turbin uap sehingga dari turbin uap tersebut akan didapatkan
energi mekanis. Selanjutnya, energi mekanis ini akan diubah menjadi energi
listrik didalam generator .Adapun boiler sendiri mempunyai alat-alat bantu
seperti berikut :
Ø Economizer
Economizer adalah alat yang digunakan
untuk memanaskan air pengisi ketel dengan media pemanas energi kalor yang
terkandung didalam gas bekas. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan air pengisi
ketel yang suhunya tidak jauh berbeda dengan air yang terdapat pada boiler
drum, serta untuk menaikkan efisiensi boiler.
Ø Drum
Uap / Steam Drum
Steam drum adalah alat yang digunakan
untuk memisahkan bagian air, uap basah dan uap kering karena didalam boiler
terjadi pemanasan bertingkat. Setiap unit boiler dilengkapi oleh sebuah steam
drum dan dipasang pada bagian atas dari boiler.
Ø Super
Heater.
Uap yang dihasilkan boiler drum ada yang
masih berupa uap basah , dan untuk mendapatkan uap yang betul-betul kering. Uap
basah yang berasal dari boiler drum perlu dipanaskan lagi pada super heater
sehingga uap kering yang dihasilkkan naik ke steam drum dan memutar sudu – sudu
turbin uap. Setiap boiler biasanya dilengkapi dengan dua buah super heater
yaitu primary dan secondary super heater yang dipasang pada bagian atas dari
ruang pembakarn (furnace).
Ø Desuper
Heater
Desuper Heater merupakan spray water yang
digunakan untuk mengatur temperatur uap yang dialirkan ke turbin. Alat sudah
dibuat sedemikian rupa sehingga bila temperatur uap melebihi ketentuan, maka
desuper heater ini akan menyemprotkan air yang berasal dari discharge boiler
feed pump sampai temperaturnya normal kembali.
Ø Soot
Blower
Soot Blower merupakan alat pembersih pipa
di dalam boiler yang diakibatkan menempelnya sisa-sisa pembakaran, dengan media
pembersih auxiliary steam.
Ø Boiler
Feed Pump ( BFP )
Boiler Feed Pump merupakan pompa pengisi
air boiler. Pompa tersebut memompakan deaerator storage tank ke boiler.
3.2.2 Alat-alat bantu pada Turbin
Ø Condensor
Condensor dibuat dari sejumlah pipa-pipa
kecil yang mana air laut sebagai media pendingin dapat mengalir melalui
pipa-pipa tersebut. Sedangkan uap bekas yang keluar dari turbin akan memasuki
sela-sela pipa kondensor sehingga terjadilah perpindahan panas dari uap ke air
laut yang selanjutnya akan terjadi pengembunan dan kondensasi uap. Uap yang
sudah berubah menjadi air didalam kondensor ditampung didalam hot well. Fungsi
dari condensor adalah sebagai berikut :
a.
Menaikkan efisiensi
turbin, karena dengan mengusahakan vacuum didalam kondensor uap bekas dari
turbin akan segera dapat keluar dan tidak memberikan reaksi tekanan terhadap
putaran turbin.
b.
Untuk mengembunkan uap
bekas dari turbin dengan media pendingin air laut yang mengalir melalui
pipa-pipa kecil didalam kondensor sehingga air kondensasi tersebut dapat dijadikan
sebagai air pengisi ketel.
Ø Condensate
Pump
Setelah air kondensasi terkumpul pada hot
well, maka air tersebut dipompakan oleh condensate pump ke daerator tank dengan
melalui heater.
Ø Low
Pressure Heater
Alat ini berguna untuk memanaskan air condensate
yang berasal dari hot well, sebelum dimasukkan ke daerator tank. Konstruksi
pemanasan ini terdiri dari pipa-pipa air yang dilalui oleh air condensat dan
pada bagian luarnya dipanasi dengan uap yang diambilkan dari extraction steam
dari turbin.
Ø Auxiliary
Cooling Water Pump
Pompa ini berfungsi untuk mensirkulasikan
air pendingin yang dibutuhkan untuk mendinginkan minyak pelumas dan gas
hydrogen. Air pendingin yang disirkulasikan pleh pompa ini didinginkan lagi
oleh air laut didalam auxillary cooling water heat exchanger.
Ø High
Pressure Heater
Alat ini berguna untuk memanaskan air
pengisi ketel yang berasal dari deaerator storage tank, yang selanjutnya akan
dikirim ke ketel lewat economizer. Konstruksi alat ini terdiri dari pipa-pipa
air yang dilalui oleh air boiler feed dan bagian luarnya dipanasi dengan uap.
Ø Daerator
Daerator adalah alat yang berfungsi untuk
membuang O2 dan gas-gas lain yang terkandung dalam air kondensat, disamping itu
juga berfungsi sebagai pemanas air kondensat. Alat ini dikonstruksikan dari
tray-tray yang berlapis-lapis sehingga memungkinkan untuk membuat
partikel-partikel air condensate yang dimasukkannya. Dengan adanya air
kondensat yang sudah menjadi partikel-partikel tersebut serta adanya uap
ekstraksi yang disemprotkan, maka akan memungkinkan O2 dan gas-gas lainnya yang
terkandung didalamnya akan terlepas dan dibuang ke atmosfir.
Ø Air
Ejector
Air Ejector adalah suatu alat yang
dikonstruksikan dari sebuah nozzle sehingga bilamana dialiri uap akan dapat
menarik udara dan gas-gas yang tidak dapat mengembun didalam kondensor sehingga
condensor akan menjadi vacuum. Dengan adanya kevakuman pada kondensor maka akan
dapat menaikkan efisiensi dari turbin.
Alat ini ada dua macam yaitu :
a. Primming Ejector
Primming
Ejector digunakan pada saat start up, kemudian bila kemampuannya sudah mencapai
batas maka penarikan vacuum dilakukan oleh alat lain.
b. Air Ejector
Air
Ejector digunakan untuk menarik kevakuman setelah melalui alat primming ejector.
Secara
garis besar komponen yang terdapat pada PLTGU adalah sebagai berikut :
Ø Cranking
Motor
Crangking
Motor adalah motor yang digunakkan sebagai penggerak awal saat turbin belum
menghasilkan tenaga penggerak generator ataupun compressor. Motor Crangking mendapatkan
suplai listrik yang berasal dari jaringan tegangan tinggi 150 KV / 500 KV Jawa
– Bali.
Ø Air
Filter
Air
Filter merupakan filter yang berfungsi untuk menyaring udara bebas agar udara
yang mengalir menuju ke compressor merupakan udara yang bersih.
Ø Compressor
Compressor
sebagai penghisap udara luar, dengan terlebih dahulu melalui air filter.
Compressor menghisap udara atmosfer dan menaikkan tekanannya menjadi beberapa
kali lipat ( sampai 8 kali ) tekanan semula. Udara luar ini akan diubah menjadi
udara atomizing untuk sebagian kecil pembakaran dan sebagian besar sebagai
pendingin turbin.
Ø Combustion
Chamber
Combustion
chamber ( ruang bakar ) adalah ruang yang dipakai sebagai tempat pembakaran
bahan bakar ( solar ) dan udara atomizing. Gas panas yang dihasilkan dari
proses pembakaran di combustion chamber digunakan sebagai penggerak turbin gas.
Ø Gas
Turbine
Gas
Turbine adalah turbin yang berputar dengan menggunakan energi Gas panas yang
dihasilkan dari combustion chamber. Hasil putaran dari turbin inilah yang akan
diubah oleh generator untuk menghasilkan listrik.
Selector
Valve
Selector
Valve merupakan valve yang berfungsi untuk mengatur gas buangan dari turbin
gas, apakah akan dibuang langsung ke udara ataukah akan dialirkan menuju ke
HRSG.
Ø GTG
GTG
(Gas Turbine Generator) berfungsi sebagai alat pembangkit listrik dengan
menggunakan tenaga putaran yang dihasilkan dari turbin gas. Pada PLTGU, satu
buah generator ini menghasilkan daya 100 MW. PT. Indonesia Power Unit Bisnis
pembangkitan Semarang memiliki 3 Gas Turbine generator dengan kapasitas
masing-masing adalah 100 MW.
Ø Steam
Turbine
Steam
Turbine ( Turbin Uap ) adalah turbin yang berputar dengan menggunakan energi
uap. Uap ini diperoleh dari penguapan air yang berasal dari HRSG ( Heat
Recovery Steam Generator ).
Ø STG
STG
(Steam Turbine Generator) merupakan generator berfungsi sebagai alat pembangkit
listrik dengan menggunakan tenaga putaran yang diperoleh dari turbin uap.
Tenaga penggeraknya berasal dari uap kering yang dihasilkan oleh HRSG dengan
putaran 3000 RPM, berpendingin hidrogen dan tegangan keluar 11,5 KV. Pada
PLTGU, satu buah generator ini menghasilkan daya kurang lebihnya sekitar 200
MW. PT. Indonesia Power Unit Bisnis pembangkitan Semarang memiliki 1 buah steam
turbine generator untuk bagian PLTGU-nya.
Ø HRSG
HRSG
( Heat Recovery Steam Generator ) UBP Semarang memiliki 2 blok Combine Cycle
Power Plant dengan kapasitas masing-masing 1x 500 MW. Per bloknya terdiri dari
3 x 100 MW turbin gas dan 1 x 200 MW turbin uap yang merupakan combine cycle
dari sisa gas buang dari GTG.100 oC tergantung dari load gas turbin dan ambien
temperatur. HRSG ini didesain untuk beroperasi pada turbin gas dengan
pembakaran natural gas dan destilate oil.± 514 oC (HSD) pada outlet flow gas
±Untuk masing-masing HRSG akan membangkitkan uap sebesar 194,29 ton/jam total
flow, pada inlet flow gas
4.3.3 HRSG (HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR)
HRSG berfungsi untuk menangkap kalor yang diterima dari gas buang
PLTG kemudian
memberikan kalor tersebut kepada air sehingga menjadi uap yang
digunakan untuk
menggerakkan turbin
uap dan generator. Seperti halnya Boiler, HRSG terdiri dari (lihat Gambar)
|
Gambar Diagram
PLTGU
dengan HRSG
Single Pressure
4.3.4 KONDENSOR
Faktor yang
besar pengaruhnya terhadap effisiensi siklus tenaga uap adalah tekanan pada
kondensor. Pengaruh tekanan kerja tersebut ditunjukkan
pada gambar
12. Pada kurva atas ditunjukkan pengaruh
tekanan
kerja kondensor terhadap
effisiensi
semakin rendah tekanan kerja kondensor semakin tinggi effisiensi siklus (biasanya tekanan kerja
kondensor diatas 0,04 bar).
Gambar Kondensor
