PLTU Paiton Site

Assalamu'alaikum Wr. Wb.

Teman teman Saya ingin berbagi Pengetahuan ni..... mengenai PLTU site Paiton yang merupan tempat kerja pertama Saya, Saya disana sebagai Engineer di Subcontractor Departement Service and Maintenance dari PT Alstom Power ESI, Alhamdulillah banyak pengalaman dan  pengetahuan baru yang Saya peroleh tentu menjadi tantangan bagi Saya pribadi, berikut ulasannya : 


       Pembangkit Listrik Tenaga Uap PLTU Batubara adalah salah satu jenis instalasi pembangkit tenaga listrik dimana tenaga listrik diperoleh dari Generator yang digerakkan oleh mesin Turbin uap (steam) melelui pembakaran batubara didalam dalam Boiler.

A. Siklus di PLTU dapat dibedakan menjadi:

1. Siklus Udara, sebagai campuran bahan bakar
2. Siklus Air, sebagai media untuk menghasilkan uap air (steam)
3. Siklus Batubara, sebagai bahan bakar

B. Kompone- komponen PLTU
1. Boiler
2. Turbin 
3. Generator
4. Air Preheater (APH)
5. Electrostatic Precipitator (ESP)





Mari Kita bahas satu persatu dari kompponen tersebut: 


1. Boiler

      Boiler merupakan bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam berupa energi kerja. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air panas atau steam pada tekanan dan suhu tertentu mempunyai nilai energi yang kemudian digunakan untuk mengalirkan panas dalam bentuk energi kalor ke suatu proses. Jika air didihkan sampai menjadisteam, maka volumenya akan meningkat sekitar 1600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga sistem boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.

1.1 Cara Kerja Boiler
     Energi kalor yang dibangkitkan dalam sistem boiler memiliki nilai tekanan, temperatur, dan laju aliran yang menentukan pemanfaatan steam yang akan digunakan. Berdasarkan ketiga hal tersebut sistem boiler mengenal keadaan tekanan-temperatur rendah (low pressure/LP), dan tekanan-temperatur tinggi (high pressure/HP), dengan perbedaan itu pemanfaatansteam yang keluar dari sistem boiler dimanfaatkan dalam suatu proses untuk memanasakan cairan dan menjalankan suatu mesin (commercial and industrial boilers), atau membangkitkan energi listrik dengan merubah energi kalor menjadi energi mekanik kemudian memutar generator sehingga menghasilkan energi listrik (power boilers). Namun, ada juga yang menggabungkan kedua sistem boiler tersebut, yang memanfaatkan tekanan-temperatur tinggi untuk membangkitkan energi listrik, kemudian sisa steam dari turbin dengan keadaan tekanan-temperatur rendah dapat dimanfaatkan ke dalam proses industri dengan bantuan heat recovery boiler.

    Sistem boiler terdiri dari sistem air umpan, sistem steam, dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan dari sistem air umpan, penanganan air umpan diperlukan sebagai bentuk pemeliharaan untuk mencegah terjadi kerusakan dari sistem steam. Sistem steammengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steamdialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua perlatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.

1.2 Komponen-kompone Boiler

 a. Furnace Wall

      Komponen ini merupakan tempat pembakaran bahan bakar. Beberapa bagian dari furnace siantaranya : refractory, ruang perapian, burner, exhaust for flue gas, charge and discharge door.

     

     b. Steam Drum
   Berfungsi untuk menyimpan air dalam volume yang besar dan untuk memisahkan uap dari air setelah proses pemanasan yang terjadi dalam Boiler. Secara umum, ada empat jenis pipa sambungan dasar yang berhubungan dengan Steam Drum, yaitu :

1.      Yang pertama adalah Feed Water Pipe, berfungsi mengalirkan air dari Economizer ke Distribution Pipe yang panjangnya sama persis dengan Steam Drum. Distribution Pipe bertugas mengalirkan air dari Economizer secara merata keseluruh bagian Steam Drum.

2.      Pipa sambungan yang kedua adalah pipa turun yang biasanya kita sebut Downcomers. Downcomers biasanya ditempatkan disepanjang bagian dasar Steam Drum dengan jarak yang sama antara satu dengan yang lainnya. Pipa-pipa ini mengalirkan air dari Steam Drum  menuju Boiler Circulating Pump. Boiler Water Circulating Pump atau disingkat dengan BWCP digunakan untuk memompa air dari Downcomers dan mensirkulasikannya menuju Waterwall yang kemudian air tersebut dipanaskan oleh pembakaran di Boiler dan selanjutnya dikirim kembali ke Steam Drum.

3.      Sambungan ketiga terletak di kedua sisi Steam Drum, yaitu Waterwall Pipe. Waterwall merupakan pipa-pipa kecil yang berderet vertikal dalam Boiler, setiap pipa dilas satu sama lain agar membentuk selubung yang kontinyu dalam Boiler, konstruksi seperti ini biasanya disebut sebagai konstruksi membran. Waterwall bertugas menerima dan mengalirkan air yang berasal dari Boiler Circulating Pump untuk kemudian dipanaskan dalam Boiler dan dialirkan ke Steam Drum.

4.      Sambungan yang terakhir adalah Steam Outlet Pipe. Pipa ini diletakkan dibagian atas Steam Drum untuk memungkinkan Saturated Steam keluar dari Steam Drum dan menuju Superheater. 

    Dalam Steam Drum, Saturated Steam akan dipisahkan dan diteruskan untuk pemanasan lebih lanjut di Superheater, sedangkan airnya tetap berada dalam Steam Drum untuk kemudian dialirkan ke Downcomers, dari sini keseluruhan proses akan dimulai lagi.

Selain pipa-pipa tersebut, juga terdapat Blowdown Pipe, letaknya didekat bagian bawah Steam Drum, tepat dibawah lapisan permukaan air. Setiap kali air berubah menjadi Steam, kotoran-kotoran air tetap tertinggal di air dalam Steam Drum. Jika konsentrasi kotoran-kotoran ini menjadi tinggi, kemurnian Steam yang keluar dari Steam Drum akan terpengaruh dan bahkan kotoran tersebut terbawa ke Superheater maupun ke Turbine. Pipa Blowdown menghilangkan sebagian kecil air Boiler dari permukaan Steam Drum, pipa ini akan mengalirkan kotoran-kotoran tersebut sehingga dapat mengurangi konsentrasi kotoran dalam air Boiler, dan pada akhirnya dapat menjaga Superheater maupun Turbine tetap bersih.

c. Super Heater (SH)

       Komponen ini merupakan tempat pengeringan steam dan siap dikirim melalui main steam pipe dan siap untuk menggerakkan turbin uap atau menjalankan proses industri.
d. Economizer

  Komponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnya  maupun air umpan baru.

    Sealain Komonen tersebut masih ada komponen pendukung lainya yang tidak kalah pentingnya dalam proses produksi seperti, Reheater, Boiler Water Circulating Pump (BWTP), Down Comer, Pulveraizer dan lain-lain,,,,,,

2. Turbin

     Turbin ini merupakan alat konversi energi, yaitu mengubah energi uap (steam) yang dihasilkan Boiler menjadi energi gerak.
2.1 Komponen-komponen Turbin
a. Sudu
   Konversi energi terjadi melalui/pada sudu turbin. Turbin mempunyai susunan sudu bergerak berselang-seling dengan sudu tetap. Sudu bergerak dan sudu tetap tersebut berkerja besama untuk mengubah energi panas dalam uap menjadi energi mekanis berotasi.
b. Nozel
    Nozel berfungsi untuk merubah energi (pipa pancar) potensial menjadi energi kinetik dari uap.
c. Disck (roda turbin)
    Disck berfungsi untuk meneruskan tenaga putar turbin kepada pesawat yang digerakkan. Tenaga yang dihasilkan poros ini tenaga mekanis uap.

    Jadi secara ringkas kerja turbin adalah dimana tenaga potensial dari uap dari boiler dirobah menjadi tenaga kinetis pada Nozel dan tenaga kinetis ini dirobah menjadi tenaga putar pada Blade, dengan melalui Disck tenaga putar dirubah menjadi tenaga mekanis pada poros (shaft).

3. Generator

        Generator adalah alat untuk membangkitkan listrik yang terdiri dari Stator dan Rotor. Rotor tersebut dihubungkan dengan Shaft Turbine sehingga berputar bersama-sama. Stator Bars didalam sebuah generator membawa arus hubungan output pembangkit. Arus DC (Direct current) dialirkan melalui Brush Gear yang langsung bersentuhan dengan Slip Ring yang dipasang jadi satu dengan Rotor sehingga akan timbul medan magnit (flux). Jika Rotor berputar, medan magnit tersebut memotong kumparan pada Stator sehingga pada ujung-ujung kumparan Stator timbul tegangan listri. Dengan adanya Rotor yang bergerak secara mekanis berotasi tentu terjadi kontak dengan stator yang mengakibatkan terjadinya panas maka perlu sistem pendinginan berikut pengenai sisitem pedinginannya:

3.1 Sistem Pendinginan Stator

      Pembangkit tenaga listrik berpendingin hidrogen yang lebih besar seringkali mempunyai sistim pemdingin terpisah untuk mendinginkan statornya. Batangan- batangan stator (stator bars) didalam sebuah generator membawa arus hubungan output pembangkit. Aliran arus yang melewati batangan-batangan ini menghasilkan jumlah panas yang berarti/signifikan . Untuk generator yang berpendingin  hidrogen yang lebih kecil, hidrogen itu saja biasanya sudah dapat menghisap panas. Akan tetapi generator yang lebih besar sering mempunyai sistim pendingin air tambahan bagi batangan-batangan statornya.

     Batangan stator yang umum terdiri atas sejumlah konduktor yang berlubang. Air yang mengalir melewati konduktor ini menghisap panas yang dihasilkan oleh arus yang dibawa batangan tersebut. 

3.2 Sistem Pendinginan Rotor

   Pendinginan  dengan udara jarang digunakan pada pembangkit tenaga listrik yang besar, karena pendinginan dengan udara bukanlah alat yang efisien untuk menyingkirkan panas yang jumlahnya besar. Sebagian besar pembangkit tenaga listrik yang besar menggunakan sistim pendinginan hidrogen untuk mempertahankan temperatur kerja yang sesuai.

      Hidrogen digunakan dengan jumlah yang sama, ia menyerap lebih banyak panas daripada udara, sehingga pembangkit tenaga listrik lebih umum memakai pendingin hidrogen.Untuk melepaskan panas dari komponen-komponen yang ada didalam generator rotor , hidrogennya harus disirkulasikan disekitar komponen-komponen yang panas.

4. Air Preheater (APH)

  Air Preheater ini adalah alat yang sistim kerjanya berputar dengan putaran rendah yang gunanya untuk memanasi udara pembakaran sebelum dikirim ke furnace. Sedangkan pemanas udara pembakaran tersebut diambil dari gas buang hasil pembakaran dari furnace yang dialirkan melalui Air preaheater ini sebelum dibuang ke cerobong.

   Komponen utama Air Preheater ini adalah jalan masuk udara, jalan keluar udara, sebuah penutup yang berputar (rotating hood), sebuah elemen pemanas, jalan masuk gas panas dan jalan keluar gas panas.

   Gas panas dari furnace diarahkan melalui saluran sehingga gas melewati bagian elemen pemanas. Pada saat gas melewati permukaan elemen, gas memanaskan plat-plat logam. Plat-plat panas tersebut berputar menuju sisi saluran udara pembakaran, sehingga terjadi perpindahan panas.


4. Electrostatic Precipitator (ESP)

       ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif penangkap debu dengan effisiensi tinggi (mencapai diatas 90%) dan rentang partikel yang didapat cukup besar. Dengan menggunakan electro static precipitator (ESP) ini, jumlah limbah debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16 % (efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%)