Laporan KP Rembang

Laporan Kerja PraktekJurusan Teknik Mesin Universitas 45

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Melihat semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi saat

ini, dimana tuntutan terhadap dunia pengajaran dan pendidikan semakin tinggi

sehingga materi yang diterapkan semakin kompleks. Universitas 45 Surabaya

sebagai lembaga akademis yang berorientasi pada ilmu pengetahuan dan

teknologi diharapkan mampu menerapkan kurikulum yang fleksibel dan

mengakomodasi perkembangan yang ada.

Kerja praktek merupakan salah satu mata kuliah di perguruan tinggi

yang bertujuan agar mahasiswa mampu belajar dari suatu lingkungan tempat

kerja, sehingga nantinya mahasiswa dapat mengetahui kondisi tempat kerja yang

sesuai dengan bidang keahliannya. Kuliah kerja praktek sangat berarti dan

penting bagi mahasiswa karena dengan demikian mahasiswa akan mendapat

gambaran secara langsung tentang dunia kerja, sehingga akan menjadi terbiasa

dan terampil saat memasuki dunia kerja. Pelaksanaan kerja praktek ini tidak

terlepas dari peran penting pihak perusahaan, khususnya kalangan industri untuk

memfasilitasi kegiatan ini demi kemajuan dunia pendidikan dan bisnis. Dengan

adanya kerja praktek ini diharapkan mahasiswa dapat menerapkan teori–teori

yang didapat dari bangku perkuliahan untuk belajar memecahkan masalah-

masalah yang timbul di lapangan sehingga akan dapat meningkatkan daya pikir

PT PJB UBJ O&M PLTU Rembang

1


dan kreativitas mahasiswa dengan mendapatkan gambaran langsung dari dunia

kerja yang pada akhirnya lebih siap dalam menghadapi tantangan dunia kerja

di lapangan.

Selain hal diatas, kerja praktek merupakan perwujudan proses link and

match antara dunia kerja dengan dunia pendidikan. Hal ini sejalan dengan

program pemerintah untuk meningkatkan hubungan antara program perguruan

tinggi dengan pihak industri, yaitu untuk meningkatkan mutu kelulusan

mahasiswa.

1.2. Maksud dan Tujuan

Dalam pelaksanaan Kerja Praktek ini, penulis mempunyai tujuan

sebagai berikut:

1.2.1. Tujuan Umum:

Untuk memenuhi persyaratan kelulusan pada Jurusan Teknik Mesin

Universitas 45 Surabaya.

Untuk mendapatkan pengalaman kerja sekaligus menggabungkan antara

teori yang diperoleh dari kampus dengan kenyataan di lapangan kerja.

Untuk melatih ketrampilan, sikap serta pola bertindak di dalam lingkungan

kerja yang sesungguhnya.

1.2.2. Tujuan Khusus :

Untuk mengetahui proses yang tejadi pada suatu Pembangkit Listrik

Tenaga Uap, dalam hal ini oleh PT. PJB UBJ O&M PLTU REMBANG.


2


Sasaran yang ingin dicapai dalam kerja praktek ini adalah kami mampu

mengambil manfaat yang diperoleh dilapangan dalam pelaksanaan dan

pengawasan untuk dapat digunakan sebagai bekal untuk bekerja di lapangan

nantinya.

1.3. Waktu dan Tempat

Tempat pelaksanaan Kerja Praktek adalah di PT. PJB UBJ O&M

PLTU REMBANG yang berlokasi di Jl. Raya Semarang – Surabaya Km. 130

Desa Leran, Kecamatan Sluke Kabupaten Rembang, Propinsi Jawa Tengah dan

pelaksanaannya selama 2 minggu mulai tanggal 09 April 2012 s/d 20 April 2012

setiap hari kerja.

1.4. Metode Pelaksanaan

Dalam kerja Praktek ini rencana metode pelaksanaannya adalah :

1. Studi literatur, data-data yang ada di perpustakaan milik PLTU Rembang.

2. Diskusi dengan pembimbing atau staf yang telah ditunjuk oleh PT. PJB UBJ

O&M Rembang.

3. Mengadakan pengamatan langsung terhadap kegiatan pembangkitan tenaga

listrik di PT. PJB UBJ O&M Rembang.

4. Melakukan wawancara dengan operator atau staf di setiap ruang operator.


3


BAB II

DATA UMUM PT. PJB UBJ O&M REMBANG

2.1. Sejarah singkat PLTU Rembang

Secara geografis PLTU 1 Jawa Tengah, Rembang di 110o-111o30’BT

dan 6o30’-7oLS tepatnya terletak di desa Leran & Trahan,kecamatan

Sluke,kabupaten Rembang di kawasan pantai sebelah kiri jalan utama Pantura

Rembang-Surabaya,kira-kira 20 Km dari kota Rembang dan 137 Km dari kota

Semarang,Jawa Tengah.

Design untuk turbin generator (gross) output untuk masing-masing unit

300-400 MW adalah 315,86 MCR (2 x 300-400 MW). Periode ekonomis untuk

pengoperasian adalah 30 tahun dengan capacity factor 80%.Adapun owner

untuk PLTU Rembang adalah PT.PLN (Persero) dengan alamat di

Jl.Trunujoyo Blok M I/135,kebayoran Baru,Jakarta 12160,Indonesia.

Pembangunan PLTU 1 Jawa Tengah,Rembang 2x315 MW yang

menggunakan bahan bakar batubara sebagai pengganti Bahan Bakar Minyak

(BBM) merupakan salah satu perwujudan dari program percepatan 10.000 MW

yang bertujuan :

1. Untuk mengantisipasi kenaikan harga minyak di dalam negeri akibat kenaikan

harga minyak dunia sehingga diperoleh biaya pokok produksi pembangkit yang

relative lebih murah.

2. Penghematan yang diperoleh sebesar ± Rp.4 trilyun per tahun


4


3. Meningkatkan mutu dan keandalan sistem penyediaan,penyaluran,dan pelayanan

listrik kepada masyarakat di wilayah kelistrikan Jawa-Bali.

PLTU 1 Jawa Tengah,Rembang yang dibangun menggunakan bahan

bakar batubara berkalori rendah (LHV: 4.120 kcal/kg)memerlukan batubara per

tahun sebesar 2.160.000 ton dan diangkut menggunakan barge/tongkang menuju

ke PLTU melalui jetty sebagai sarana pelabuhan khusus bongkar muat batubara

dan energi listrik yang dihasilkan PLTU disalurkan melalui Saluran Udara

Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV ke Gardu Induk

(GI) 150 kV Rembang sepanjang ± 22 Km,Gardu Induk 150 kV Pati

sepanjang ± 60 Km,dan Gardu Induk 150 kV di sekitarnya. Pemasangan struktur

baja tower SUTT terdiri dari 70 tower.Bahan bakar yang digunakan PLTU

Rembang adalah batubara dari Kalimantan dan Sumatera. Untuk NPHR (tidak

termasuk jetty power consumption dan common auxiliary) adalah 2.232

kcal/kwh. Untuk system pendinginan menggunakan air laut dari Laut Jawa.

PLTU Rembang sendiri mulai dibangun sekitar tahun 2007 dan progress

kemajuan PLTU Rembang hingga tanggal 30 Juni 2009 adalah sebesar 87,87%.

KONTRAK PLTU REMBANG

Lingkup Pekerjaan : Pembangunan 2 x 315 MW ( EPC Contract)

Nama Pelaksana Proyek : Zelan-Priamanaya-Tronoh Consortium

No & Tgl Kontrak : 053.PJ/041/DIR/2007,21 Maret 2007

Nilai Kontrak : USD.353.793.443,8 +

Rp.2.565.638.698.811,50 (Incl.VAT)

Commercial Operation Date

Unti # 1

Unit # 2

:

:

21 September 2009

21 Desember 2009


5


Design Review & Approval

Drawing

: PT.PLN (PERSERO) Jasa Enjiniring

Supervisi Konstruksi : PT.PLN (PERSERO) Jasa Manajemen

Konstruksi

SUTT 150 kV terkait PKLTU

Rembang

: PT.PLN (PERSERO) Pikitring JBN

Sertifikasi & Komisioning : PT.PLN (PERSERO) Jasa Sertifikasi

Jasa Konsultan QA/QC : Black & Veatch International Company Joint

Operation dengan Konsorsium PT. Jaya CM,

PT. Emka Rekayasa Energi, PT.Kwarsa

Hexagon

2.2. Penunjukan PT. PJB UBJ O&M sebagai aset Operator

PT Pembangkitan Jawa Bali (PT PJB) adalah anak perusahaan yang

sepenuhnya dimiliki oleh PLN dan dibentuk sebagai perusahaan di bidang

penyedia tenaga listrik berupa kegiatan pembangkitan tenaga listrik,

pengoperasian dan pemeliharaan pusat pembangkit listrik. PLN telah menunjuk

PT PJB sebagai asset operator untuk melaksanakan operasi dan pemeliharaan

PLTU Proyek Percepatan Diversifikasi Energi 10.000 MW. Proses penunjukan

ini melalui beberapa tahap, yaitu:

RUPS PT PJB tanggal 28 Januari 2008 yang diantaranya

memutuskan bahwa PT PJB ditugaskan untuk melaksanakan operasi dan

pemeliharaan PLTU Rembang, PLTU Indramayu, PLTU Paiton Baru dan PLTU

Pacitan.


6


PT PJB mengajukan Proposal Pengelolaan O&M PLTU 10.000

MW, melalui surat No. A009a150, tanggal 30 Mei 2008.

Surat PLN kepada PT PJB No. 02027/060/DIRUT/2008,

tanggal 22 Juli 2008, perihal: Penunjukan Pengelolaan O&M PLTU Batubara,

yang intinya dengan pertimbangan proposal yang disampaikan PT PJB, PLN

menunjuk PT PJB untuk melaksanakan operasi dan pemeliharaan PLTU pada 4

(empat) lokasi:

Letter of intent No. 01765/121/DIRUT/2008 tanggal 25 Juli 2008, yang

intinya bahwa sejalan dengan keputusan RUPS PT PJB pada tanggal 28 Januari

2008 dan setelah mempelajari surat PT PJB No. A009a150 tanggal 30 Mei 2008,

PLN menugaskan PT PJB untuk melaksanakan operasi dan pemeliharaan PLTU

Proyek Percepatan pada 4 (empat) lokasi.

Perjanjian Induk antara PLN dan PT PJB tentang Jasa Operasi dan

Pemeliharaan Pusat Listrik Tenaga Uap Proyek Percepatan 10.000 MW, pada

tanggal 16 Desember 2008, yang menyepakati untuk mengatur, menetapkan

ketentuan dan syarat-syarat pokok pelaksanaan jasa operasi dan pemeliharaan

PLTU 4 (empat) lokasi yang selanjutnya secara lebih detil dan terperinci akan

disepakati secara tertulis oleh PLN dan PT PJB dan dituangkan dalam bentuk:


7

No. Pembangkit Lokasi Kapasitas

1. PLTU 1 - Jawa Barat Indramayu 3x330 MW

2. PLTU 1 - Jawa Tengah Rembang 2x315 MW

3. PLTU 1 - Jawa Timur Pacitan 2x315 MW

4. PLTU 2 - Jawa Timur Paiton Baru 1x660 MW


1) Perjanjian Jasa Operasi dan Pemeliharaan Tahap Supporting

2) Perjanjian Jasa Opearsi dan Pemeliharaan Performance Based

Penyampaian Kerangka Acuan Kerja Pekerjaan Jasa Operasi dan

Pemeliharaan PLTU PPDE Sistem Jamali kepada PT PJB oleh PLN melalui

surat No. 00059/150/ DIR/2009 tanggal 12 Januari 2009. KAK ini dimaksudkan

sebagai acuan PT PJB dalam mempersiapkan program-program dan persiapan

pra-COD dan membuat kesepakatan-kesepakatan untuk dituangkan dalam

Perjanjian Jasa O&M dengan PLN.

Perjanjian antara PLN dan PT PJB tentang Jasa Operasi dan Pemeliharaan

Pusat Lisrik Tenaga Uap Proyek Percepatan Diversifikasi Energi 10.000 MW

Tahap Supporting untuk PLTU Jawa Tengah 1, Rembang (2x315 MW) pada

tanggal 01 Maret 2010. Yang merupakan turunan secara detil dan terperinci dari

Perjanjian Induk untuk PLTU lokasi Rembang.

2.2 Latar Belakang

Pembangunan Proyek Percepatan Pembangkit Tenaga Listrik berbahan

bakar batubara berdasarkan pada Peraturan Presiden RI Nomor 71 Tahun 2006

tanggal 05 Juli 2006 tentang penugasan kepada PT. PLN (Persero) untuk

melakukan Percepatan Pembangunan Pembangkit Tenaga Listrik yang

menggunakan batubara. Perpres ini menjadi dasar bagi pembangunan 10 PLTU

di Jawa dan 25 PLTU di Luar Jawa Bali atau yang dikenal dengan nama Proyek


8


Percepatan PLTU 10.000 MW. Proyek-proyek pembangunan PLTU tersebut

diharapkan siap beroperasi tahun 2009/2010.

Proyek pembangunan PLTU tersebut di Sistem Jawa-Bali

membutuhkan waktu yang relatif singkat yaitu 36 hingga 42 bulan dengan

tujuan untuk dapat segera mengatasi defisit penyediaan listrik. Oleh PLN

pengoperasian PLTU baru, yang secara total akan membutuhkan +/- 2000

tenaga operator dan teknisi baru, diserahkan kepada Anak Perusahaan PLN,

yaitu PT Indonesia Power (PT IP) dan PT Pembangkitan Jawa Bali (PT

PJB).

Mengingat sifat dan tanggung jawab pengelolaannya, maka hal yang

paling efisien secara komersial bagi PLN adalah menetapkan dua tahapan

Perjanjian O&M dengan Anak Perusahaannya, yang keuangannya terkonsolidasi

secara korporat dengan PLN. Dua tahap perjanjian jasa O&M tersebut adalah

sebagai berikut:

1. Perjanjian Jasa Support Operasi dan Pemeliharaan / O&M Supporting

Agreement, dengan asas penggantian biaya kegiatan O&M yang meliputi

masa mobilisasi sebelum COD sampai dengan FAC. Dengan dua kegiatan

besar, yaitu:

a) Kegiatan mobilisasi, yaitu tahapan persiapan sumber daya yang akan

dipergunakan untuk melakukan tugas pengoperasian dan pemeliharaan

yang dilakukan sekurang-kurangnya 6 bulan sebelum COD.


9


b) Kegiatan pendukung aktifitas operasi dan pemeliharaan, yaitu kegiatan

operasi PLTU setelah COD sampai dengan FAC pada masa garansi,

dimana kontraktor O&M dalam mengoperasikan PLTU masih di bawah

supervisi kontraktor EPC. Dalam hal ini kontraktor O&M bertindak

sebagai wakil PLN dalam mendapat supervisi dari kontraktor EPC

apabila tercantum dalam kontrak EPC.

2. Perjanjian Jasa Opearsi dan Pemeliharaan berbasis kinerja / O&M

Performance Base Agreement, dengan asas reward & punishmnet terhadap

pembayaran jasa O&M setelah FAC, kontraktor O&M bertanggung jawab

penuh terhadap kinerja PLTU.

Secara umum pergantian fase masa konstruksi pembangunan ke fase masa

pengusahaan PLTU dapat ditunjukkan pada gambar tahapan kegiatan O&M

pada horison waktu sebelum dan sesudah COD seperti berikut:

Selain menunjuk Anak Perusahaan sebagai asset operator, PLN juga

akan melimpahkan kewenangan kepada Unit Bisnis Pembangkitan (UBP)


10

Warranty Period

PERJANJIAN INDUK / O&M Master of Agreement

O&M Tahap I:SUPPORTING O&M Agreement

O&M Tahap II:PERFORMANCE BASED O&M

Agreement

Performance BaseCOD

FACTahap Konstruksi


sebagai asset manager untuk melakukan transaksi dengan PT IP dan PT PJB

untuk perjanjian jasa O&M yang terdiri dari dua tahap kegiatan O&M tersebut.

2.3 Plant Lay Out PLTU Rembang


11


2.2.Struktur Organisasi PT.PJB UBJ O&M PLTU Rembang.


12

MANAJERADMINISTRASI

GENERAL MANAJERUNIT BISNIS JASA O&M – PLTU

REMBANG

MANAJEROPERASI

MANAJERPEMELIHARAA

N

MANAJERENJINEERING

SPV. SO TURBINSPV. PEMELIHARAAN MEKANIK

SPV.

PEMELIHARAAN LISTRIK

SPV. PEMELIHARAAN

INSTRUMENT DAN KONTROL

SPV. SO BOILER

SPV. COMPONENT ANALYST

SPV. QRM

SPV. CBM

SPV. SO COMMON

MANAJEROPERASI

SPV. SENIOR SDM

SPV. SEKETARIAT UMUM

SPV. LOGISTIK DAN PENGADAAN

SPV. KEUANGAN

SPV. KEUANGAN

SPV. PRODUKSI SHIFT A

SPV. PRODUKSI SHIFT B

SPV. PRODUKSI SHIFT C

SPV. PRODUKSI SHIFT D


BAB III

FUNGSI DAN PRINSIP KERJA PLTU

3.1. Fungsi

PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak

digunakan, karena efisiensinya baik dan bahan bakarnya mudah didapat

sehingga menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan mesin

konversi energi yang merubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi

listrik. Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 (tiga) tahapan

yaitu :

1. Energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam

bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi.

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

putaran.

3. Energi mekanik diubah menjadi energi listrik.

Gambar 1, proses konversi energi pada PLTU


13


Dibanding jenis pembangkit lainnya PLTU memiliki beberapa

keunggulan. Keunggulan tersebut antara lain :

•Dapat dioperasikan dengan menggunakan berbagai jenis bahan bakar (padat,

cair, gas).

•Dapat dibangun dengan kapasitas yang bervariasi

•Dapat dioperasikan dengan berbagai mode pembebanan

•Kontinyuitas operasinya tinggi

•Usia pakai (life time) relatif lama

Namun PLTU mempunyai bebrapa kelemahan yang harus

dipertimbangkan dalam memilih jenis pembangkit termal. Kelemahan itu

adalah:

•Sangat tergantung pada tersedianya pasokan bahan bakar

•Tidak dapat dioperasikan (start) tanpa pasok listrik dari luar

•Memerlukan tersedianya air pendingin yang sangat banyak dan kontinyu

•Investasi awalnya mahal

Gambar 2, Tata letak PLTU Batubara


14


1.2. Prinsip Kerja

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.

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. Gambar 3

menunjukkan diagram sederhana PLTU dengan komponen utama dan siklus

kerja sistem-sistemnya.

Putaran turbin digunakan untuk memutar generator yang dikopel

langsung dengan turbin sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik

dari terminal output generator.


15


z

Gambar 3, Siklus fluida kerja (air uap) PLTU

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.

1.3. Siklus Rankine

Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat digambarkan

dengan diagram T – s (temperatur – entropi). Siklus ini adalah penerapan siklus

rankine ideal. Adapun urutan langkahnya adalah sebagai berikut :


16

Bahan bakar

Generator

Turbin uap

Boilerrr

Induced Draft Fan

Boiler Feed Pump

Kondensor


Gambar 4, diagram T – s siklus PLTU (siklus rankine)

• a - b : air dipompa dari tekanan P2 menjadi P1. Langkah ini adalah

kompresi isentropis, dan proses ini terjadi pada pompa air pengisi.

• b - c : air bertekanan ini dinaikkan suhunya hingga mencapai titik didih.

• c - d : air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini disebut

vapourising (penguapan) dengan proses isobar isotermis, terjadi di boiler.

• d - e ; uap dipanaskan lebih lanjut hingga mencapai suhu kerjanya. Langkah

ini terjadi di boiler dengan proses isobar.

• e - f : uap melakukan kerja sehingga tekanan dan suhunya turun. Langkah

ini adalah ekspansi isentropis, dan terjadi didalam turbin.


17


• f – a ; pembuangan panas laten uap sehingga berubah menjadi air

kondensat. Langkah ini adalah isobar isotermis, dan terjadi didalam

kondensor.

1.4. Bagian-bagian PLTU

PLTU adalah mesin pembangkit yang terdiri dari komponen utama dan

instalasi peralatan penunjang. Komponen utama PLTU terdiri dari empat, yaitu

( i ) Boiler

(ii ) Turbin uap

(iii) Kondensor

(iv) Generator

Sedangkan peralatan penunjang terdiri dari

- Desalination plant (unit desal)

- Demineraliser plant (unit demin)

- Hidrogen plant (unit hidrogen)

- Chlorination plant (unit chlorin)

- Auxiliary boiler

- Coal and ash handling

Tiap-tiap komponen utama dan peralatan penunjang dilengkapi dengan

sistem-sistem dan alat bantu yang mendukung kerja komponen tersebut.

Gangguan atau malfunction dari salah satu bagian komponen utama akan dapat

menyebabkan terganggunya seluruh sistem PLTU.


18


2. Boiler dan Alat Bantu

2.1. Prinsip Kerja

Boiler atau ketel uap adalah suatu perangkat mesin yang berfungsi

untuk merubah air menjadi uap. Proses perubahan air menjadi uap terjadi

dengan memanaskan air yang berada didalam pipa-pipa dengan panas hasil

pembakaran bahan bakar. Pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam

ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar.

Uap yang dihasilkan boiler adalah uap superheat dengan tekanan dan

temperatur yang tinggi. Jumlah produksi uap tergantung pada luas permukaan

pemindah panas, laju aliran, dan panas pembakaran yang diberikan. Boiler

yang konstruksinya terdiri dari pipa-pipa berisi air disebut dengan water tube

boiler (boiler pipa air).

Pada unit pembangkit, boiler juga biasa disebut dengan steam

generator (pembangkit uap) mengingat arti kata boiler hanya pendidih,

sementara pada kenyataannya dari boiler dihasilkan uap superheat bertekanan

tinggi. Ditinjau dari bahan bakar yang digunakan, maka PLTU dapat

dibedakan menjadi :

- PLTU Batubara

- PLTU Minyak

- PLTU Gas

- PLTU Nuklir atau PLTN


19


Jenis PLTU batubara masih dapat dibedakan berdasarkan proses

pembakarannya, yaitu PLTU dengan pembakaran batubara bubuk (PF boiler)

dan PLTU dengan pembakaran batubara curah (chain grate boiler). Perbedaan

antara PLTU Batubara dengan PLTU minyak atau gas adalah pada peralatan

dan sistem penanganan dan pembakaran bahan bakar serta limbah abunya.

PLTU batubara mempunyai peralatan bantu yang lebih banyak dan lebih

komplek dibanding PLTU minyak atau gas. PLTU gas merupakan PLTU yang

paling sederhana peralatan bantunya.

Gambar 5, tata letak boiler batubara

Ditinjau dari tekanan ruang bakar boilernya, PLTU dapat dibedakan menjadi :

- PLTU dengan pressurised boiler

- PLTU dengan balanced draft boiler


20


- PLTU dengan vacuum boiler

Sistem pengaturan tekanan ruang bakar (furnace pressure) biasa

disebut draft atau tekanan statik didalam ruang bakar dimana proses

pembakaran bahan bakar berlangsung. PLTU dengan pressurised boiler

(tekanan ruang bakar positif) digunakan untuk pembakaran bahan bakar

minyak atau gas. Tekanan dalam ruang bakar yang positif diakibatkan oleh

hembusan udara dari kipas tekan paksa (forced draft fan, FDF). Gas buang

keluar dari ruang bakar ke atmosfir karena perbedaan tekanan.

Gambar 8, diagram balanced draft boiler

PLTU dengan balanced draft boiler (tekanan berimbang) biasa

digunakan untuk pembakaran bahan bakar batubara. Tekanan ruang bakar

dibuat sedikit dibawah tekanan atmosfir, biasanya sekitar – 10 mmH2 O.


21


Tekanan ini hasil dari pengaturan dua buah kipas, yaitu kipas hisap paksa

(induced draft fan, IDF) dan FDF. IDF berfungsi untuk menghisap gas dari

ruang bakar dan membuang ke atmosfir melalui cerobong.

Sedangkan PLTU dengan vacum boiler tidak dikembangkan lagi

sehingga saat ini tidak ada lagi yang menerapkan PLTU dengan boiler

bertekanan negatif.

2.2. Sirkit Air dan Uap

Sirkit air dan uap dalam boiler merupakan satu mata rantai rangkaian

siklus fluida kerja. Boiler mendapat pasokan fluida kerja air dan

menghasilkan uap untuk dialirkan ke turbin.

a. Sirkit air

Air sebagai fluida kerja diisikan ke boiler menggunakan pompa air pengisi

(BFP) dengan melalui economiser dan ditampung didalam drum boiler.

Economiser adalah bagian dari boiler yang merupakan pemanas air terakhir

sebelum masuk ke drum. Didalam economiser air menyerap panas gas

buang yang keluar dari superheater sebelum dibuang ke atmosfir melalui

cerobong.

Sirkit air diboiler adalah, air dari drum turun melalui pipa-pipa down comer

ke header bawah (bottom header). Dari header bawah air didistribusikan ke

pipa-pipa pemanas (riser) yang tersusun membentuk dinding ruang bakar

boiler. Didalam riser air mengalami pemanasan sehingga mendidih dan naik

ke drum kembali.


22


Peralatan yang dilalui dalam sirkit air adalah drum boiler, down comer,

header bawah (bottom header), dan riser.

Perpindahan panas dari api/gas ke air didalam pipa-pipa boiler terjadi

secara radiasi, konveksi dan konduksi. Akibat pemanasan selain temperatur

naik hingga mendidih juga terjadi sirkulasi air secara alami dari drum turun

melalui down comer ke header bawah dan naik kembali ke drum melalui

pipa-pipa riser.

Adanya sirkulasi ini sangat diperlukan agar terjadi pendinginan terhadap

pipa-pipa pemanas dan mempercepat proses perpindahan panas. Kecepatan

sirkulasi akan berpengaruh terhadap produksi uap dan kenaikan tekanan

serta temperaturnya.

Gambar 9, economiser tipe pipa bersirip (fin tubes)


23


Gambar 10, sirkit air di boiler.

Gambar 12, Pipa riser dan dinding ruang bakar boiler.


24


Drum boiler berfungsi untuk menampung dan mengontrol kebutuhan

air di boiler. Fungsi lain yang tidak kalah pentingnya adalah memisahkan uap

dan air. Untuk mengontrol kebutuhan air boiler, maka level air di drum harus

dijaga konstan pada level normalnya. Level ini dapat dilihat di kontrol room

maupun di lokal. Kualitas air di boiler juga harus dipantau dengan mengambil

sampelnya dari air didrum.

Gambar 13, konstruksi drum boiler.


25


b. Sirkit Uap

Sirkit uap dalam boiler adalah, uap dari drum boiler dalam kondisi

jenuh dialirkan ke superheater I (primary SH) dan ke superheater II (secondary

SH) kemudian ke outlet header untuk selanjutnya disalurkan ke turbin.

Apabila suhu uap melebihi batas suhu kerjanya, maka de superheater kerja

menyemprotkan air untuk menurunkanl suhu sehingga sesuai harga yang

diinginkan. Desuperheater terletak diantara superheater I dan Superheater II.

Superheater berfungsi untuk memanaskan uap agar kandungan energi panas

dan kekeringan nya bertambah sehingga menjadi uap superheat (uap panas

lanjut). Pemanasan dilakukan dalam dua atau tiga tahap. Sebagai pemanasnya

adalah gas hasil pembakaran bahan bakar.

Gambar 14, sirkit uap superheat


26


Gambar 15, sirkit uap reheat.

Gambar 14, sirkit uap Reheater

Reheater berfungsi untuk memanaskan uap dari HP turbin agar

kandungan energi panasnya meningkat lagi setelah memutar turbin. Uap ini

selanjutnya dialirkan kembali ke turbin (IP turbin). Pemanasan dilakukan

dengan gas buang keluar superheater.


27


Gambar 16, siklus uap pltu dengan reheat

2.3. Sistem Udara dan Gas

a. Sirkit udara

Udara berfungsi untuk proses pembakaran bahan bakar sehingga disebut

udara pembakaran. Udara berasal dari atmosfir dihisap oleh FD fan dan

dialirkan ke air heater. Udara panas dari air heater kemudian masuk kedalam

windbox dan selanjutnya didistribusikan ke tiap-tiap burner untuk proses

pembakaran.


28


Peralatan yang berada dalam sirkit udara adalah Forced draft fan

(FDF), air heater, dan windbox. FD fan berfungsi sebagai pemasok udara

pembakaran, dimana udara ini diambil dari atmosfir.

Air heater berfungsi untuk memanaskan udara pembakaran dengan

menggunakan gas buang. Wind box berfungsi untuk mendistribusikan udara

pembakaran ke masing-masing burner agar terjadi proses pembakaran yang

sempurna.

Gambar 17, sirkit udara pembakaran.


29


Gambar 18, Forced draft fan dengan vane pengatur aliran.

b. Sirkit gas

Gas panas hasil pembakaran atau disebut gas buang (flue gas)

berfungsi sebagai sumber energi panas. Gas panas dari ruang bakar dialirkan

ke pipa-pipa superheater I dan II, pipa-pipa reheater I dan II, ke economiser,

dan ke air heater. Dari air heater gas masuk ke alat penangkap abu (EP). dan

dari EP gas dihisap oleh ID fan untuk selanjutnya dibuang ke atmosfir melalui

cerobong.

Peralatan yag termasuk dalam sistem gas buang meliputi Air heater

(AH), Electrostatic Precipitator (EP), dan induced draft fan (IDF).


30


Air heater, berfungsi untuk memanaskan udara pembakaran dengan

panas gas buang. Electrostatic Precipitator (EP) berfungsi untuk menangkap

abu dan debu yang terbawa dalam gas sebelum dibuang ke atmosfir. Induced

draft fan (IDF) berfungsi untuk menghisap gas dan membuang ke atmosfir

melalui cerobong. IDF juga berfungsi mengontrol tekanan ruang bakar agar

selalu sedikit vakum.

Gambar 19, sirkit gas di boiler.


31


Gambar 20, Air heater

Gambar 21, Electrosttic preciptator


32


2.4. Sistem Bahan Bakar Minyak

Bahan bakar minyak yang digunakan terdiri dari

• Minyak HSD (solar)

• Minyak MFO (residu)

Fungsi minyak HSD pada PLTU batubara maupun PLTU minyak

adalah sebagai bahan bakar penyala awal dan pembakaran awal. Sedangkan

fungsi minyak MFO pada PLTU minyak adalah sebagai bahan bakar utama.

Minyak HSD

Persediaan minyak HSD ditampung dalam tangki atau bunker.

Untuk menyalurkan minyak HSD ke alat penyala (ignitor) digunakan pompa

dengan melalui filter, katup penutup cepat, katup pengatur dan flow meter.

Untuk kesempurnaan proses pembakaran, maka HSD yang disemprotkan ke

ruang bakar diatomisasi (dikabutkan) dengan menggunakan uap atau udara.

Pengaturan pembakaran atau panas yang masuk boiler dapat dilakukan dengan

mengatur aliran HSD atau menambah/ mengurangi ignitor yang operasi.

Minyak MFO

Persediaan minyak MFO di PLTU ditampung dalam tangki persediaan

(storage tank), sedangkan untuk penggunaan sehari-hari dilayani dengan

tangki harian (day tank).

Untuk mengalirkan MFO dari day tank ke burner (pembakar) digunakan

pompa dengan melalui filter, katup penutup cepat, pemanas (oil heater), katup

pengatur dan flow meter.


33


Pemanas berfungsi untuk menurunkan kekentalan MFO agar dapat

disemprotkan oleh burner. Sebagaimana pada minyak HSD untuk

kesempurnaan rekasi pembakaran, maka pada burner minyak MFO

dikabutkan dengan menggunakan uap atau secara mekanik.

Pengaturan aliran MFO ke burner dengan katup pengatur dapat dilakukan

sebelum atau sesudah burner

Gambar 22, diagram sistem BBM dari storage ke day tank.

Gambar 23, sirkit bahan bakar MFO.


34


Gambar 24, contoh burner MFO dengan pengabutan uap.

2.5. Sistem Bahan Bakar Batubara

Bahan bakar batubara pada PLTU batubara adalah sebagai bahan

bakar utama. Persediaan batubara ditampung dilapangan terbuka (coal stock

area) dan untuk melayani kebutuhan pembakaran di boiler, batubara

ditampung pada bunker (silo) di tiap boiler.

Pemasokan batubara dari bunker ke burner ruang bakar dilakukan melalui coal

feeder, mill pulveriser, dan coal pipe.

Pengaturan dan pencatatan jumlah aliran batubara dilakukan dengan coal

feeder. Mill pulveriser berfungsi untuk menggerus batubara sehingga menjadi

bubuk. Sedang untuk membawa bubuk batubara ke burner, dihembuskan

udara primer ke mill. Udara primer dihasilkan oleh primary air fan (PAF) dan

dipanaskan pada pemanas udara primer sehingga cukup untuk mengringkan

bubuk batubara.


35


Gambar 25, sistem bahan bakar batubara

Gambar 26, mill pulveriser


36


Gambar 27, penempatan burner batubara pada ruang bakar

2.6. Sootblower

Fungsi soot blower adalah untuk membersihkan abu atau jelaga yang

menempel pada bagian boiler yang dilewati gas buang. Hasil reaksi

pembakaran bahan bakar dan udara selain api dan gas panas adalah abu dan

jelaga. Abu ini terbawa gas dan akan menempel pada pipa-pipa dan saluran

yang dilewati gas buang sehingga menimbulakn slaging dan fouling

(pengotoran). Apabila hal pengotoran ini dibiarkan menempel pada pipa-pipa

(peralatan pemindah panas) akan menghambat perpindahan panas dari gas ke

air, uap atau udara yang dipanaskan. Oleh karena itu abu dan jelaga ini harus

dibersihkan dan dibuang.


37


Bagian yang di soot blowing adalah

• Pipa-pipa dinding ruang bakar

• Pipa-pipa superheater

• Pipa-pipa reheater

• Pipa-pipa economiser

• Elemen-elemen air heater

Soot blower dioperasikan pada saat boiler beroperasi (on load

cleaning) dengan menggunakan media uap atau udara.

Gambar 28, jenis-jenis sootblower.


38


2.7. Pengatur Temperatur uap

Mutu uap keluar boiler harus dijaga, yaitu dengan mempertahankan

temperatur (suhu) dan tekanan pada rentang yang konstan. Untuk menjaga suhu

agar tetap konstan pada beban yang berubah dapat dilakukan dengan mengatur

pembakaran. Apabila dengan pengaturan pembakaran suhu uap tetap melebihi

batas nominalnya, maka dapat dilakukan pengaturan dengan berikut ini.

• De superheater (attemperator)

• Elevasi burner

• Tilting burner

• Resirkulasi gas atau damper gas

• Excess air

• Soot blower

Semua boiler dilengkapi dengan de superheater untuk mengatur suhu uap yang

melebihi batas. Didalam pengaturan ini uap diturunkan suhunya dengan cara

menyemprotkan air pada aliran uap. Pengaturan ini sangat efektif karena air

kontak langsung dengan uap yang diturunkan suhunya.

Penyalaan burner pada elevasi yang berbeda akan mempengaruhi

perimbangan penyerapan panas didalam boiler. Akibatnya akan mempengaruhi

suhu uap yang dihasilkan. Dengan demikian penyalaan burner dengan elevasi

yang berbeda akan dapat mengatur suhu uap.


39


Gambar 29, konstruksi de superheater

3. Turbin Uap dan Alat Bantu

3.1. Prinsip Kerja Turbin uap

Turbin uap berfungsi untuk merubah energi panas yang terkandung

dalam uap menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran. Uap dengan tekanan

dan temperatur tinggi mengalir melalui nosel sehingga kecepatannya naik dan

mengarah dengan tepat untuk mendorong sudu-sudu turbin yang dipasang

pada poros. Akibatnya poros turbin bergerak menghasilkan putaran (energi

mekanik).

Uap yang telah melakukan kerja di turbin tekanan dan temperatur turun

hingga kondisinya menjadi uap basah. Uap keluar turbin ini kemudian

dialirkan kedalam kondensor untuk didinginkan agar menjadi air kondensat,

sedangkan tenaga putar yang dihasilkan digunakan untuk memutar generator.


40


Gambar 30, prinsip kerja turbin uap

Gambar 31, Irisan memanjang turbin uap satu silinder


41


Pada dasarnya turbin uap terdiri dari dua bagian, yaitu casing dan rotor.

3.2. Jenis dan karakteristik

Jenis turbin menurut prinsip kerjanya terdiri dari

• Turbin Impuls (aksi)

• Turbin reaksi

Turbin impuls atau turbin tekanan tetap, adalah turbin yang ekspansi

uapnya hanya terjadi pada sudu-sudu tetap atau nosel. Ketika uap melewati

sudu tetap, maka tekanan turun dan uap mengalami peningkatan energi

kinetik. Sudu-sudu tetap berfungsi sebagai nosel (saluran pancar) dan

mengarahkan aliran uap ke sudu-sudu gerak.

Sedangkan turbin reaksi penurunan tekanan terjadi pada sudu tetap dan sudu

gerak. Kedeua jenis turbin ini mempunyai karakteristik yang berbeda seperti

ditunjukkan dalam gambar dibawah.

Jenis turbin menurut banyaknya silinder

• Single cylinder

• Multi cylinder

Jenis turbin menurut arah aliran uap

• Single flow

• Double flow


42


Gambar 32, jenis turbin dan karakteristiknya

Gambar 33, turbin single silinder dan multi silinder.


43


3.3. Konstruksi dan Bagian Utama

a. Casing

Casing adalah bagian yang diam merupakan rumah atau wadah dari rotor.

Pada casing terdapat sudu-sudu diam yang dipasang melingkar dan berjajar

terdiri dari beberapa baris yang merupakan pasangan dari sudu gerak pada

rotor. Sudu diam berfungsi untuk mengarahkan aliran uap agar tepat dalam

mendorong sudu gerak pada rotor.

Gambar 34, Bagian utama turbin uap.


44


Gambar 35, sudu tetap (diam)

b. Rotor

Rotor adalah bagian yang berutar terdiri dari poros dan sudu-sudu

gerak yang terpasang mengelilingi rotor. Jumlah baris sudu gerak pada rotor

sama dengan jumlah baris sudu diam pada casing. Pasangan antara sudu diam

dan sudu gerak disebut tingkat (stage). Sudu gerak berfungsi untuk merubah

energi kinetik uap menjadi energi mekanik.

Selain casing dan rotor turbin dilengkapi dengan bantalan, katup utama,

turning gear, dan sistem-sistem bantu seperti sistem pelumasan, sistem jacking

serta sistem perapat .


45


Gambar 36, rotor turbin uap

c. Bantalan

Fungsi bantalan adalah untuk menopang dan menjaga rotor turbin agar

tetap pada posisi normalnya. Ada dua macam bantalan pada turbin, yaitu

- Bantalan journal yang berfungsi untuk menopang dan mencegah poros turbin

dari pergeseran arah radial

- Bantalan aksial (thrust beaqring) yang berfungsi untuk mencegah turbin

bergeser kearah aksial.

Didalam bantalan kemungkinan dapat terjadi kontak (gesekan) antara bagian

yang berputar dengan bagian yang diam. Untuk mengurangi akibat gesekan,

maka pada bantalan diberikan minyak pelumas bertekanan.


46


Gambar 37, bantalan jurnal.

Gambar 38, Bantalan aksial


47


e. Katup utama

Katup utama turbin terdiri dari main stop valve (MSV) dan governor

valve (GV). Pada turbin dengan kapasitas > 100 MW dilengkapi dengan katup

uap reheat, yaitu reheat stop valve (RSV) dan interceptor valve (ICV).

Main Sop Valve (MSV)

Katup ini berfungsi sebagai katup penutup cepat jika turbin trip atau

katup pengisolasi turbin terhadap uap masuk. MSV bekerja dalam dua posisi,

yaitu menutup penuh atau membuka penuh. Pada saat turbin beroperasi MSV

membuka penuh. Sebagai penggerak untuk membuka MSV digunakan

tekanan minyak hidroli. Sedangkan untuk menutupnya adalah dengan

kekuatan pegas.

Gambar 39, Main stop valve


48


Governor Valve

Turbin harus dapat beroperasi dengan putaran yang konstan pada

beban yang berubah ubah. Untuk membuat agar putaran turbin selalu tetap

digunakan governor valve yang bertugas mengatur aliran uap masuk turbin

sesuai dengan bebannya.

Sistem governor valve yang digunakan umumnya adalah mechanic hydraulic

(MH) atau electro hydraulic (EH).

Gambar 40, katup MSV dan GV


49


Gambar 41, prinsip kerja katup governor

3.4. Sistem Pelumasan

Pelumasan bantalan sangatlah penting sehingga turbin tidak boleh

diputar tanpa adanya pelumasan. Parameter utama dari sistem pelumasan adalah

tekanan.

Untuk menjamin tekanan minyak pelumas yang konstan disediakan beberapa

pompa minyak pelumas

- Main oil pump (MOP)

- Auxiliary oil pump (AOP).

- Emergency oil pump (EOP)

Main oil pump adalah pompa pelumas utama yang digerakan oleh poros turbin

sehingga baru berfungsi ketika putaran turbin telah mencapai lebih besar 95 %.


50


Auxiliary oil pump adalah pompa yang digerakkan dengan motor listrik AC.

Pompa ini berfungsi pada start up dan shut down turbin serta sebagai back bila

tekanan minyak pelumas dari MOP turun.

Emergency oil pump adalah pompa yang digerakkan dengan motor listrik DC

dan digunakan sebagai cadangan atau darurat ketika pasok listrik AC hilang.

Gambar 42 sistem pelumasan


51


- Sistem jacking oil

Pada turbin kapasitas besar, berat rotor juga besar sehingga dalam

keadaan diam rotor tersebut akan menyingkirkan lapisan minyak pelumas dari

permukaan poros dan bantalan. Dalam keadaan seperti ini bantalan atau poros

akan rusak bila diputar.

Untuk menghindari kerusakan akibat tiadanya pelumasan diantara poros dan

bantalan, maka digunakan sistem jacking oil. Jacking oil berfungsi untuk

mengangkat poros dengan minyak tekanan tinggi.

- Turning Gear

Rotor turbin yang berat dan panjang apabila dibiarkan dalam keadaan

diam dalam waktu yang lama dapat melendut. Pelendutan menjadi lebih nyata

apabila dari kondisi operasi yang panas langsung berhenti. Untuk mencegah

terjadinya pelendutan, maka rotor harus diputar perlahan secara kontinyu atau

berkala.

Gambar 43, turning gear


52


Alat untuk memutar rotor turbin ini disebut turning gear atau barring

gear. Turning gear digerakkan dengan motor listrik melalui roda gigi dengan

kecepatan putar antara 3 - 40 rpm. Turning gear juga memberikan torsi

pemutar awal turbin ketika turbin start.

Turning gear biasanya dipasang pada sisi turbin tekanan rendah atau diantara

turbin dan generator.

3.5. Sistem Perapat poros

Celah diantara casing (bagian yang diam) dan rotor (bagian yang

berputar) turbin menyebabkan terjadinya kebocoran uap keluar atau udara

masuk turbin. Untuk mencegah kebocoran pada celah tersebut dipasang perapat.

Sistem perapat dilakukan dengan memasang labirin (sirip-sirip) pada casing

maupun rotor secara berderet. Tetapi perapat yang hanya menggunakan labirin

masih memungkinkan terjadinya kebocoran. Untuk itu pada labirin diberikan

fluida uap sebagai media perapat (gland seal steam).

Gambar 44, Gland seal steam dan perapat labirin


53


Gambar 45, sirkit uap perapat (gland seal steam)

3.6. Sistem PROTEKSI

Turbin uap merupakan komponen PLTU yang penting dan mahal, oleh

karena itu turbin dilengkapi dengan peralatan proteksi (Turbin Protective

Device) yang berfungsi untuk mengamankan turbin dari kemungkinan

terjadinya kerusakan fatal. Peralatan proteksi turbin akan bekerja bila salah satu

sirkit pengaman energize. Kerja sistem proteksi turbin adalah menutup (trip)

katup penutup cepat (MSV) turbin yang merupakan katup isolasi uap masuk.

Sistem proteksi akan men trip turbin bila salah satu dari berikut ini

terjadi :

- Putaran lebih (overspeed)

- Tekanan pelumas bantalan rendah (low bearing oil press)

- Keausan bantalan aksial tinggi (hing thrust wear)

- Vakum kondensor rendah (low vacuum condenser)


54


- Tombol trip turbin ditekan (emergency PB)

BAB IV

Gambar 46, sistem proteksi turbin

4. Kondensor

Kondensor adalah peralatan untuk merubah uap menjadi air. Proses

perubahan nya dilakukan dengan cara mengalirkan uap kedalam suatu ruangan

yang berisi pipa-pipa (tubes). Uap mengalir diluar pipa-pipa sedangkan air

sebagai pendingin mengalir didalam pipa-pipa. Kondensor seperti ini disebut

kondensor tipe surface (permukaan). Kebutuhan air untuk pendingin di

kondensor sangat besar sehinga dalam perencanaan biasanya sudah

diperhitungkan. Air pendingin diambil dari sumber yang cukup persediannya,

yaitu dari danau, sungai atau laut.


55


Posisi kondensor umumnya terletak dibawah turbin sehingga

memudahkan aliran uap keluar turbin untuk masuk kondensor karena grafitasi.

Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin, kebersihan pipa-

pipa dan perbedaan temperatur antara uap dan air pendingin. Proses perubahan

uap menjadi air terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini

kondensor berada pada kondisi vakum. Karena temperatur air pendingin sama

dengan temperatur udara luar, maka temperatur air kondensat nya maksimum

mendekati temperatur udara luar. Apabila laju perpindahan panas terganggu,

maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.

4.1. Konstruksi Kondensor

Aliran air pendingin satu lintasan (single pass atau dua lintasan (double

pass). Untuk mengeluarkan udara yang terjebak pada water box (sisi air

pendingin), dipasang ‘venting pump’ atau priming pump’.

Gambar 47, kondensor tipe permukaan


56


Udara dan noncondensable gas pada sisi uap dikeluarkan dari

kondensor dengan ejector atau pompa vakum.

Gambar 48, irisan kondensor dilihat dari depan

4.2. Unit Pembuang Udara dan Gas

Adanya sejumlah gas dan udara yang tidak terkondensasi akan

mengurangi laju perpindahan panas. Terhambatnya laju perpindahan panas

dikarenakan gas dan udara ini akan menyelimuti permukaan pipa air

pendingin, sehingga panas yang akan dilepaskan oleh uap bekas turbin

berkurang. Pengurangan laju perpindahan panas antara uap bekas dan air

pendingin akan menyebabkan penurunan tekanan (vakum ) didalam kondensor

yang berarti mengurangi kemampuan unjuk kerjanya.


57


Peralatan penghisap udara/gas kondensor harus mampu memenuhi dua

keadaan, yaitu pembuang udara/gas selama opeasi normal dan membuat

vakum kondensor pada saat start. Pada saat menaikkan vakum peralatan

penghisap udara harus mampu mengeluarkan secara cepat sejumlah besar

udara/gas. Peralatan penghisap udara/gas dari kondensor dapat menggunakan

ejektor uap atau menggunakan pompa vakum (vacuum pump). Pada kondisi

turbin telah beroperasi main ejector tetap dioperasikan untuk membuang udara

dan gas-gas yang tidak terkondensasi dari dalam kondensor. Udara/gas

dibuang ke atmosfir sedangkan uap untuk ejector dikondensasi didalam

kondensor ejector. Hasil air kondensatnya dialirkan ke kondensor utama.

Gambar 49, ejector uap sebagai penghisap udara dan non condensible gas


58


4.3. Faktor yang mempengaruhi vakum (Kinerja Kondensor)

Proses perpindahan panas dari uap ke air pendingin didalam kondensor

dipengaruhi oleh faktor, yaitu :

- Jumlah aliran air pendingin

- Kebersihan pipa-pipa kondensor dan tube plate

- Kerja unit pembuang udara/gas

- Kebocoran udara

- Suhu air pendingin

Perpindahan panas akan berpengaruh terhadap kinerja kondensor.

Gangguan pada salah satu faktor tersebut diatas akan berakibat pada

penurunan vakum kondensor. Penurunan vakum kondensor atau naiknya

tekanan balik akan berpengaruh pada kemampuan kerja turbin.

4.4. Sistem Air Pendingin Utama

Fungsi sistem air pendingin utama adalah menyediakan pasokan air

pendingin untuk mendinginkan uap di kondensor. Kebutuhan air pendingin

yang banyak dan terus menerus hanya dapat dipenuhi dari sumber air yang

berlimpah yaitu air laut, danau atau sungai. Sistem air pendingin utama selain

mendinginkan kondensor juga digunakan untuk mendinginkan sistem pendingin

bantu (auxiliary/close cooling water).


59


\ Gambar 50, sirkit sistem air pendingin

4.5. Sirkit Air Pendingin Bantu

Sistem air pendingin bantu merupakan pemasok kebutuhan air

pendingin untuk alat-alat bantu pembangkit termal. Sistem ini menggunakan

air tawar atau air demin sebagai media pendinginnya. Sirkulasi air pendingin

bantu merupakan siklus tertutup sehingga sering disebut dengan sistem air


60


pendingin siklus tertutup (closed cycle atau closed loop). Karena

menggunakan air demin, maka airnya bersih, sehingga biasanya hanya

dipasang satu saringan.

Sisi hisap pompa mendapat umpan (pasokan) dari air balik yang lebih

panas atau dari tangki pendingin (head tank). Pendinginan air dilakukan pada

sisi tekan pompa sebelum didistribusikan ke pendingin-pendingin (oil cooler,

compressor cooler, dan sebagainya). Peralatan yang didinginkan dengan

sistem air pendingin bantu antara lain adalah :

Pendingin hidrogen (untuk generator berpendingin hidrogen)

Pendingin pelumas turbin

Instrument & Service Air Compressor

Pendingin Pompa air pengisi (BFP)

Pendingin pelumas Air Heater

Pendingin pelumas FDF & IDF

Air pendingin ini didinginkan dengan air pendingin utama didalam

heat exchanger.


61


Gambar 51, sistem air pendingin bantu

5. SISTEM AIR PENGISI

Air pengisi berfungsi untuk memasok kebutuhan air ke boiler dengan

spesifikasi dan kualitas air sesuai dengan yang ada diboiler. Didalam lintasannya

dari tangki hotwell kondensor hingga masuk boiler (economiser), air ini

mengalami pemanasan dan dijaga kualitasnya agar sesuai dengan spesifikasi

yang telah ditentukan. Pemanasan air pengisi dilakukan melalui pemanas atau

”feed heater” dan kualitas dijaga dengan injeksi bahan kimia.


62


Gambar 52, Sistem air pengisi

5.1. Sistem Air Kondensat

Sistem air kondensat juga disebut sistem air pengisi tekanan rendah

yang meliputi hotwell kondensor hingga deaerator. Air dari hotwell

dipindahkan ke deaerator dengan pompa kondensat melalui pendingin bantu

(auxiliary cooling) dan beberapa pemanas tekanan rendah (LP heater).

Didalam pendingin bantu air kondensat berfungsi sebagai pendingin yang

menyerap panas sedangkan didalam pemanas air kondensat dipanaskan

dengan uap ekstraksi dari turbin. Proses pemanasan ini menaikkan temperatur


63


air kondensat, sedangkan pompa kondensat menaikkan tekanan air dari

kondisi yang vakum didalam hotwell kondensor.

Didalam deaerator air kondensat dihilangkan kandungan udaranya

(oksigen) dengan semburan uap yang sekaligus juga memanaskan air tersebut.

Lokasi dearator yang berada diatas memudahkan dalam proses deaerasi dan

airnya kemudian ditampung didalam tangki deaerator (air pengisi) yang juga

memberikan tekanan positif ke sisi isap pompa BFP.

5.2. Sistem Air Pengisi Tekanan Tinggi

Sistem air pengisi tekanan tinggi memindahkan air dari tangki

deaerator ke boiler dengan melalui beberapa pemanas tekanan tinggi (HP

heater). Pompa BFP menghasilkan tekanan yang cukup untuk mengalirkan air

pengisi ke boiler sekalipun boiler sudah bertekanan. Pemanas HP heater

mendapat uap ekstraksi dari turbin sehingga menaikkan temperatur air pengisi

hingga mendekati temperatur air didalam boiler.


64


Gambar 53, sirkit air pengisi PLTU

5.3. Sistem Air Penambah

Sekalipun siklus air uap didalam PLTU merupakan siklus tertutup

tetapi didalam sirkulasinya banyak terjadi kehilangan massa air yang antara

lain disebabkan oleh adanya kebocoran - kebocoran didalam sistem.

Akibatnya diperlukan tambahan air sejumlah tertentu dari luar siklus secara

kontinyu. Sistem air penambah berfungsi untuk memenuhi kebutuhan akan

tambahan fluida kerja tersebut. Mengingat bahwa kualitas air penambah harus

sama baiknya dengan kualitas air yang telah berada dalam siklus, maka sistem

air penambah dilengkapi dengan unit pengolah air (demineralizer plant) yang


65


berfungsi untuk mengolah air sumber (raw water) menjadi air penambah

(make up water).

Gambar 54, sistem air penambah

6. Generator

Tujuan utama dari kegiatan di PLTU adalah menghasilkan energi

listrik. Produksi energi listrik merupakan target dari proses konversi energi di

PLTU. Generator yang dikopel langsung dengan turbin akan menghasilkan

tegangan listrik manakala turbin berputar.

Proses konversi energi didalam generator adalah dengan memutar medan

magnet didalam kumparan. Rotor generator sebagai medan magnet menginduksi

kumparan yang dipasang pada stator sehingga timbul tegangan diantara kedua

ujung kumparan generator. Untuk membuat rotor agar menjadi medan magnet,


66


maka dialirkan arus DC ke kumparan rotor. Sistem pemberian arus DC kepada

rotor agar menjadi magnet ini disebut eksitasi.

6.1. Konstruksi dan Bagian-Bagian Generator

Generator terdiri dari bagian yang diam disebut stator dan bagian

berputar disebut rotor. Stator terdiri dari casing yang berisi kumparan dan rotor

yang merupakan medan magnet listrik terdiri dari inti yang berisi kumparan

Gambar 55, generator pltu dengan main eksiter dan pilot eksiter.

Inti ini terbentuk dari susunan plat-plat baja silikon yang mempunyai

sifat kemagnetan yang baik dikompres dengan rapat sekali, tetapi diisolasi

satu sama lain dengan pernis atau kertas berisolasi (impregnated paper).


67


Susunan plat baja silikon yang membentuk inti ini biasanya disebut laminasi.

Laminasi-laminasi ini membentuk saluran yang baik sekali bagi flux magnit

yang dihasilkan oleh rotor. Isolasi pada laminasi mengurangi besarnya arus

pusar (Eddy current), sehingga mengurangi kerugian panas yang timbul.

Bentuk rotor dari generator besar yang diputar dengan turbin uap biasanya tipe

silinder dengan 2 atau 4 kutub magnet. Rotor ini dibuat dari metal tempa

berbentuk silinder sepanjang generator. Untuk mesin-mesin berkutub 4 yang

lebih besar diameternya sampai 1,5 meter. Kedua ujung rotor yang merupakan

poros dibuat berdiameter lebih kecil untuk dipasang bantalan journal


68


Gambar 56, Stator (atas) dan rotor (bawah) generator

6.2. Sistem Eksitasi

Eksitasi adalah sistem mengalirkan pasok listrik DC untuk penguat

medan rotor alternator. Dengan mengalirnya arus DC ke kumparan rotor, maka

rotor menjadi magnet dengan jumlah kutub sesuai jumlah kumparannya. Alat

untuk membangkitkan arus eksitasi disebut eksiter.

Untuk mengalirkan arus listrik ke rotor dapat dilakukan dengan melalui

slipring dan sikat arang (brush) atau membuat eksiter dengan kumparan

berputar. Dalam keadaan start atau beroperasi sendiri tegangan alternator

tergantung pada besarnya arus eksitasi. Apabila arus eksitasi berubah tegangan

alternator juga berubah


69


Gambar 57, sistem eksitasi

6.3. Sinkronisasi Generator

Bila dua sistem tegangan bolak-balik ( AC ) akan di paralel, maka

kesamaan dari lima kondisi atau parameter berikut ini harus dipenuhi. Kondisi

tersebut adalah :

1. Tegangan

2. Frekuensi

3. Perbedaan fasa (sudut fasa )

4. Urutan fasa

5. Bentuk gelombang

Dua kondisi yang terakhir merupakan konstanta yang berkaitan dengan rancang

bangun dan operasinya tidak dapat dikontrol. Sedang tiga kondisi lainnya harus

dikontrol agar tegangan frekuensi dan sudut fasanya sama sebelum

dihubungkan. Proses ini disebut sebagai “ Mensinkronkan “.


70


Gambar 58, sinkronoskop

6.4. Sistem Pendingin Generator

Sistem pendingin alternator diperlukan untuk menyerap panas yang

timbul didalam alternator sehingga mencegah terjadinya panas lebih yang dapat

merusak isolasi. Panas didalam alternator merupakan kerugian yang akan

menurunkan efisiensi alternator. Kerugian terjadi akibat dari

- Arus yang mengalir didalam penghantar

- Inti besi yang menjadi magnet dan medan magnet yang berubah-ubah

- Gesekan angin antara rotor dengan media pendingin

Untuk menyerap dan membuang panas (disipasi) yang timbul didalam

alternator yang sedang beroperasi dapat digunakan beberapa macam media

pendingin. Media pendingin generator dapat menggunakan udara, gas hidrogen,

atau air (water).


71


Keuntungan penggunaan hidrogen sebagai pendingin generator

dibanding dengan udara :

a. Kerapatannya rendah (¼ nya udara )

b. Daya hantar panas tinggi ( 7 kali udara )

c. Koefisien perpindahan panasnya tinggi

d. Tidak menimbulkan korosi asam

e. Resiko kebakaran rendah

f. Biaya pemeliharaan alternator rendah

Gambar 59, sirkulasi pendingin hidrogen didalam generator.


72


6.5. Sistem Kelistrikan PLTU (Diagram garis tunggal)

Sistem PLTU memerlukan sejumlah peralatan bantu seperti pompa, fan

dan sebagainya untuk dapat membangkitkan tenaga listrik. Hampir semua

peralatan ini menggunakan tenaga listrik, dan sebagian peralatan bantu

digerakkan dengan motor listrik.

Besarnya tenaga listrik yang diperlukan untuk menjalankan alat-alat bantu

bervariasi antara sekitar 6 % untuk PLTU kecil, hingga 4 % untuk PLTU

dengan kapasitas 1000 MW. Sistem yang mendistribusikan daya untuk pasok

motor dan semua peralatan listrik di PLTU sering disebut “ sitem alat bantu

listrik “ suatu ”Pemakaian sendiri “.

6.6. Distribusi daya

Sitem pasok alat bantu berfungsi untuk menyediakan energi listrik

yang akan digunakan untuk keperluan alat-alat bantu pembangkit sendiri.

Alat-alat bantu listrik secara umum dapat diklasifikasikan menjadi 2 kelompok

pasok daya, yaitu :

a. Alat-alat bantu penting (urgen)

Adalah yang berkaitan langsung dengan kelangsungan jalannya unit

PLTU, dan bila hilang (mati) akan segera menyebabkan pengurangan

keluaran unit.

Contoh alat bantu urgen antara lain adalah FD fan, Mill (untuk PLTU

batu bara) atau pompa residu (untuk PLTU minyak). Tentu saja secara


73


rinci ada perbedaan jumlah atau jenis alat bantu yang digunakan di

PLTU tergantung pabrik pembuat dan kondisi setempat.

b. Alat bantu pelayanan (service)

Adalah alat yang apabila hilang (mati) tidak akan berpengaruh pada

output PLTU hingga interval waktu tertentu. Alat bantu yang

termasuk dalam kelompok ini adalah unit pemurnian air, crane, atau

turning gear atau alat bantu yang tidak termasuk dalam kelompok

urgen.

Jumlah serta jenis alat bantu pelayanan ini juga berbeda antara PLTU

satu dengan lainnya tergantung kapasitas unit, jarak (konfigurasi) dan

sebagainya. Alat bantu yang memerlukan daya listrik yang paling besar adalah

pompa air pengisi (BFP) dan pompa air pendingin (CWP).


74


BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. PT. PJB UBJ O&M PLTU REMBANG UP REMBANG mempunyai dua unit

yaitu unit 1 dan unit 2 mempunyai prinsip kerja yang sama.

2. Bahan bakar awal yang digunakan adalah solar, sedangkan untuk bahan bakar

selanjutnya atau yang utama menggunakan batu bara.

3. Pendinginan uap dari LP menuju kondensor menggunakan air laut.

4. Daya listrik yang dihasilkan oleh Generator pada tiap unit sebesar 315 MW.

5. Di PT. PJB UBJ O&M PLTU REMBANG mempunyai lahan pembuangan

(Ash Disposal Area) yang berfungsi sebagai tempat pembuangan dan Bottom

ash.


75


DAFTAR PUSTAKA

1. Zuhal, 1991, Dasar Tenaga Listrik, Bandung, Penerbit ITB

2. Irwin Lazar, “Electrical System Analysis & Design for Industrial Plant”, Mc-

Graw Hill Book Company.

3. DESIGN CALCULATIONS, TITLE of CALCULATION : “Generator,

Generator Step-up Transformer, and Excitation Transformer Protective Relay

Setting Calculation (Power Block), PROJECT : Rembang 7 and 8.

4. Protection Relay Setting, Paiton Steam Power Plant Unit 1 dan 2.

5. PT. PLN (Persero). Kursus Pengoperasian Unit PLTU (modul 3/OP),1997,

Jakarta.

6. PT. PLN (Persero).Rencana Operasi 2005 Sistem tenaga Listrik Jawa Bali,

2005, Rembang.


76

Documents

Laporan KP Rembang