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

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