PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP2.pptx

LAUHIL MAHFUDZ HAYUSMAN, ST., MT

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

POLITEKNIK NEGERI MALANG 2013

SEJARAH PLTU DI INDONESIA

PLTU SURAYALA

1997

1984

1989 7 UNIT

5-7 : Daya terpasang 600 MW

1-4 : Daya terpasang 400 MW

TDP 3.400 MW



PLTU BUKIT ASAM

1987 1 UNIT 130 MW

PLTU PAITON

1993 2 UNIT 400 MW



NAMA LOKASI KAPASITASJUMLAH

PEMBANGKIT

PLTU Asam-asam Kab. Tanah Laut Kalsel 65 MW 2

PLTU PT. Krakatau Cilegon, Banten 400 MW 5

PLTU Paiton I Kota Probolinggo 1.230 MW 2

PLTU Paiton II Kota Probolinggo 1300 MW 2

PLTU Surayala Cilegon, Banten 400 MW 4

600 MW 3

Unit Pembangkitan Paiton Kota Probolinggo 800 MW 2

PLTU LatiKabupaten Berau, Kaltim 7 MW 2

Tabel 1. Penyebaran PLTU Di Indonesia



10.000 MW LUARJAWA-BALI

JAWA-BALI

30 LOKASI10 LOKASI

PERPRES NOMOR 71 TAHUN 2006

PT. PERUSAHAN LISTRIK NEGARA (Persero)

MELAKUKAN PERCEPATAN PEMBANGUNAN PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK BERBAHAN BATU BARA



NO NAMAJUMLAH

UNIT KAPASITAS

1. PLTU Nangroe Aceh Darusalam 2 100-150 MW

2. PLTU 1 DI Sumatera Utara 2 100-150 MW

3. PLTU 2 di Sumatera Utara 2 100-150 MW

4. PLTU di Sumatera Barat 2 100-150 MW

5. PLTU 1 di Bangka Belitung 2 10 MW




9. PLTU 1 di Riau 2 7 MW

10. PLTU 2 di Riau 2 5 MW

Tabel 2. Rencana Pembangkit Listrik 10.000 MW Berbahan Bakar Batu Bara di Luar Jawa-Bali



NO NAMAJUMLAH

UNIT KAPASITAS

11. PLTU Kepulauan Riau 2 7 MW

12. PLTU Lampung 2 100-150 MW

13. PLTU 1 di Kalimantan Barat 2 25 MW

14. PLTU 2 di Kalimantan Barat 2 50 MW

15. PLTU di Kalimantan Selatan 2 65 MW

16. PLTU 1 Kalimantan Tengah 2 65 MW

17. PLTU 2 Kalimantan Tengan 2 7 MW

18. PLTU 1 Sulawesi Utara 2 25 MW

19. PLTU 2 Sulawesi Utara 2 25 MW

20. PLTU Gorontalo 2 25 MW




NO NAMAJUMLAH

UNIT KAPASITAS

21. PLTU Sulawesi Selatan 2 50 MW

22. PLTU Sulawesi Tenggara 2 10 MW

23. PLTU 1 Nusa Tenggara Barat 2 7 MW

24. PLTU 2 Nusa Tenggara Barat 2 25 MW

25. PLTU 1 Nusa Tenggara Timur 2 7 MW

26. PLTU 2 Nusa Tenggara Timur 2 15 MW

27. PLTU Maluku 2 7 MW

28. PLTU Maluku Utara 2 7 MW

29. PLTU 1 Papua 2 7 MW

30. PLTU 2 Papua 2 10 MW




NO NAMAJUMLAH

UNIT KAPASITAS

1. PLTU 1 Banten Suralaya 1 600-700 MW

2. PLTU 2 Banten Labuhan 2 300-400 MW

3. PLTU 3 Banten Lontar 3 300-400 MW

4. PLTU 1 Jawa Barat Indramayu 3 300-400 MW

5. PLTU 2 Jawa Barat Pelabuhan Ratu 3 300-400 MW

6. PLTU 1 Jawa Tengah Rembang 2 300-400 MW

7. PLTU 2 Jawa Tengah Cilacap 1 600-700 MW

8. PLTU 1 Jawa Timur Pacitan 2 300-400 MW

9. PLTU 2 Jawa Timur Paiton 1 600-700 MW

10. PLTU 3 Jawa Timur Tuban 2 300-400 MW

Tabel 3. Rencana Pembangkit Listrik 10.000 MW Berbahan Bakar Batu Bara di Jawa-Bali


BAHAN RENUNGAN KITA SEMUA

PLTU SURALAYA13 JUTA TON PER

TAHUNABU TERBANG 7%

KURUN WAKTU 1 TAHUN

1 JUTA TONPemanfaatan

kembali abu terbang 40%

60 % Landfill

JIKA DIUMPAMAKAN

Daya Terpasang >24.570 MW 7 46.000 MW

Abu Terbang 8x & 13x7 Juta Ton & 14 Juta

Ton Per Tahunatau



PROSES KONVERSI ENERGI PLTU

BAHAN BAKAR

BOILER TURBIN

UAP POROS

Energi Kimia menjadi Energi Panas

Energi Mekanik menjadi Energi Listrik

Energi Panas menjadi Energi mekanik


KOMPONEN-KOMPONEN PLTU

KOMPONEN PLTU

KOMPONEN PENDUKUNG

KOMPONEN UTAMA

1. COAL HANDLING

3. TURBIN UAP

4. GENERATOR

5. KONDENSOR

2. BOILER


KOMPONEN-KOMPONEN PLTUKOMPONEN

PLTU

KOMPONEN PENDUKUNG

1. DESALINATION PLANT

2. CONDENSATE PUMP

3. CIRCULATING WATER PUMP

5. BOILER FEED PUMP (BFP)

7. HOUSE BOILER

9. WATER TREATMENT SUPPLY PUMP

10. RESIDUAL OIL STORAGE TANK

12. RESIDUAL OIL SERVICE TANK

11. RESIDUAL OIL TRANSFER PUMP

4. MAKE UP WATER TANK

6. HOUSE BOILER WATER TANK

8. RAW WATER TANK

13. HIGH SPEED DIESEL OIL PUMP

KOMPONEN UTAMA


KOMPONEN-KOMPONEN PLTU

KOMPONEN PLTU

KOMPONEN PENDUKUNG

14. VACUM PUMP

15. STEAM JET AIR EJECTOR

16. GLAND STEAM CONDENSOR

18. DAERATOR

20. HIGH PRESSURE HEATER (HPHeater)

17. LOW PRESSURE HEATER (LPHeater)

19. MAIN STOP VALVE

21. FD FAN

KOMPONEN UTAMA

22. PULVERIZER

23. ELECTROSTATIC PRECIPITATOR

24. ASH HANDLING

25. CEROBONG ASAP/STACK


LAYOUT PLTU


1. COAL HANDLING

PENANGGANAN BATU BARA

JETTY

COAL PILE

RECLAIMING

BELT CONVEYOR

COAL SILO


JETTYJetty merupakan dermaga atau tempat merapat kapal laut pengangkut batubara di PLTU. Tiap Jetty mempunyai empat buah Doc Mobil Hopper yang fungsinya untuk memindahkan batubara dari kapal ke Belt Conveyor. Doc Mobil Hopper dapat diubah-ubah posissinya sesuai dengan posisi kapal, hal ini dikontrol oleh operator di Coal Unloading Control building (CUCB).


BELT CONVEYOR

BELT CONVEYOR berbentuk semacam sabuk besar yang terbuat dari karet yang bergerak melewati Head Pulley dan Tail Pulley, keduanya berfungsi untuk menggerakkan Belt Conveyor, serta Tansioning Pulley yang berfungsi sebagai peregang Belt conveyor. Untuk menyangga Belt Conveyor beserta bobot batubara yang diangkut dipasang Idler pada jarak tertentu diantara Head Pulley dan Tail Pulley


BELT CONVEYORKOMPONEN TAMBAHAN PADA BELT CONVEYOR

PENGAMBIL SAMPEL

METAL DETECTOR

MAGNETIC SEPARATOR

BELT SCALE

DUST SUPASION

1. Air polution controller.2. Menyemprot air pada batu bara.3. Menghemat batu bara agar tidak menjadi debu4. Menghalangi terjadinya percikan api.

FUNGSI


COAL PILEDi COAL PILE, proses penimbunan dan pengambilan batubara dilakukan dengan alat yang disebut Stacker/Reklaimer. Alat ini merupakan sebuah konveyor yang kompleks dan terpasang pada sebuah struktur yang dapat bergerak. Didalam proses penimbunan, stacker menyalurkan batubara melalui sebuah lengan yang dapat diatur agar selalu diam ditempat, sehingga batubara yang tumpah melalui lengan itu akan membentuk timbunan yang tinggi , apabila lengan bergerak maju mundur maka timbunan yang akan dihasilkan menjadi timbunan yang rapi dan memanjang.


COAL SILOCOAL SILO Pengisian Silo dilakukan dengan menggunakan Belt conveyor yang dihubungkan dengan Tripper, pengopersiannya dilakukan oleh operator di Coal handling Control Building (CHCB). Silo merupakan bunker tempat menampung batubara di instalasi yang kemudian digunakan sebagai bahan bakar di boiler. Volume sebuah silosebesar 600 ton, pengisian ulang dilakukan setiap volume silo kurang dari 30 – 40%. Dari silo batubara dimasukkan ke Pulverizer dengan menggunakan Coal Feeder, batubara dari Pulverizer ini yang akan digunakan untuk pembakaran di boiler.


COAL SILO


2. BOILERDalam menjalankan tugas, BOILER ditunjang oleh komponen-komponen sbb:

FURNACE

WATER TUBE BURNERSTEAM DRUM

EKONOMIZER

AIR PREHEATER

STEAM AIR COIL HEATER

SOOT BLOWER

SUPER HEATER

REHEATER

BOILER


BURNER Burner adalah tempatnya terjadi suatu pembakaran, dimana bahan bakar selalu dikabutkan menjadi partikel-partikel kecil sehingga memudahkan untuk berbaur dengan partikel-partikel udara.


FURNACE (Ruang Bakar)Furnace adalah bagaian dari boiler yang dindingnya terdiri dari pipa-pipa air, sedangkan pada sisi bagaian depan terdepat sembilan buah burner yang terletaknya terdiri dari 3 tingkat tersusun mendatar yang berfungsi untuk membakar residu.


FURNACE (Ruang Bakar)

EMPAT SYARAT PEMBAKARAN:

1. Bahan bakar2. Oksigen3. Panas4. Reaksi kimia5. Turbelensi6. Waktu



AIR DUMPER

COAL BURNER

OIL BURNER

AUX. AIR DUMPER



SUMBER UDARA PADA PROSES

PEMBAKARAN

PRIMARY AIR (Udara Primer)

SECONDARY AIR (Udara Sekunder)

Dipasok Oleh Primary Air Fan (PA Fan)

PULVERIZER

FURNACE untuk dibakar

Apabila udara primer tidak cukup untukMemenuhi turbelensi untuk melakukan Percampuran bahan bakar secara sempurna

FD Fan

ID Fan


WATER TUBE (Dinding Pipa)Water Tubes merupakan dinding yang berada dalam ruang bakar yang berfungsi sebagai tempat penguapan air, dinding ini berupa pipa-pipa yang berisi air yang berjajar vertika


STEAM DRUM

STEAM DRUM1. Menyimpan air dalam volume banyak.2. Memisahkan uap dari air setelah proses pemanasan yang terjadi dalam BOILER Feed Water Pipe

Waterwall Pipe

Downcomer

Waterwall Pipe


HEATER

Setelah tekanan dan temperatur SH steam turun maka SH Steam tersebut akan dikembalikan ke boiler untuk pemanasan ulang

RE- HEATER

Super Heater merupakan Kumpulan pipa boiler yang terletak dijalan aliran gas panas hasil pembakaran. Super Heater terdiri dari dua bagian:

Dibagian Re-Heater, SH Steam akan dikembalikan Untuk Memutar Intermediate Presure Turbine (IP) & Low Presure Turbine (LP

1. Primary Superheater 2. Secondary Superheater

PS merupakan pemanas pertama yang dilewati oleh Saturate Steam setelah keluar dari Steam Drum, setelah itu baru melewati Secondary Superheater dan menjadi Super Heated Steam. SH Steam akan dialirkan untuk memutar HP Turbin

Menaikan temperatur SH Steam tanpa mempengaruhi tekanannya.


REHEATER

Reheater digunakan untuk menaikan kembali enthalpy uap setelah diekspansikan di high pressure turbine dengan jalan dipanaskan ulang. Pada pemanasan ulang itu temperatur akan naik, sedangkan tekanannya tetap sehingga enthalpy uap akan naik kembali. Temperatur pemanas ulang reheater akhir adalah 565°C.


EKONOMIZER

Economizer berfungsi untuk meningkatkan temperatur air (pemanasan awal) sebelum masuk ke boiler untuk selanjutnya dialirkan ke steam drum, komponen ini berada dalam boiler yang terdiri dari rangkaian pipa-pipa (tubes) yang menerima air dari inlet..


BAGIAN BOILER

Air Preheater atau yang disebut pemanas udara awal befungsi untuk memanaskan udara pembakaran dari forced draft fan (FD fan) yang dilewatkan melalui steam air coil heater. Pemanas ini mempunyai tipe aliran yang berlawanan dan dua putaran yang bergantian. Masuk dialiran yang masih panas dan udara dari kipas tekan paksa melewati pemanas ke sisi udara untuk diambil panasnya

Steam air coil heater terletak antara preheater dengan forced draft fan dimana alat ini berfungsi sebagai penguat panas udara awal sebelum udara masuk ke air preheater dan menjaga temperatur gas dapat diusahakan tetap konstan sesuai dengan standart temperatur yang telah ditetapkan.

Soot Blower berfungsi untuk menyemprotkan uap ke dalam ruang bakar sehingga membersihkan heat recovery area, antara lain ekonomizer, superheater dan lainnya saat unit ini beroperasi .


3. TURBIN

TURBIN TEKANAN TINGGI

TURBIN TEKANAN MENENGAH

TURBIN TEKANAN RENDAH

TURBIN UAP PADA PLTU

2.

1.

3.


PRINSIP KERJA TURBIN UAP

Uap kering dari final superheater yang mempunyai temperatur dan tekanan tinggi yang dialirkan ke turbin tekanan tinggi.

Didalam turbin ini terdapat sudu-sudu gerak yang mempuyai bentuk sedemikian rupa sehingga dapat mengekspansikan uap.

Energi yang diterima sudu-sudu turbin digunakan untuk menggerakan poros turbin. Disini terjadi perubahan energi, maka temperatur uap akan turun dan perlu diadakan pemanas ulang didalam reheater.

Poros turbin dihubungkan dengan poros generator menggunakan kopling tetap (fixed coupling). Dari generator terjadi perubahan energi dari energi mekanis menjadi energi listrik.

Dari heater masuk ke intermadete pressure turbine dan akan menggerakkan sudu-sudu inetermadete pressure turbine dan low pressure turbine, sehingga dari gerakan sudu-sudu ini akan memperkuat gerakan poros turbin.


TURBIN

DALAM PENGOPERASIANNYA, TURBIN DIBANTU OLEH KOMPONEN-KOMPONEN SEBAGAI BERIKUT:

1. TURNING GEAR

2. PIPA CROSOVER

3. GOVERNOR

4. PENGAMAN PUTARAN

5. PENGAMAN BANTALAN AXIAL

6. MAIN STOP VALVE

7. PENGAMAN VACUM RENDAH

8. THROTTLE VALVE

7. PENGAMAN TEKANAN MINYAK


TURNING GEAR

Turning Gear digunakan untuk memutar proses turbin. Tujuannya untuk mencegah deflesi (lentingan) dari poros karena panas dari uap pada waktu unit beroperasi dan karena sudu-sudu turbin.


PIPA CROSOVERPipa Crosover berfungsi sebagai penyalur uap dari keluaran turbin tekanan menengah ke turbin tekanan rendah yang dipasang pada casing turbin tersebut. Untuk mencegah gaya dorong akibat beda pemuaian antara casing dan pipa crosover, maka pada sambungan pipa diberikan bellows ekspansi yang lentur.


GOVERNOR

WHAT IS THE GOVERNOR??


PENGAMANPengaman bantalan axial berfungsi sebagai pengaman rotot dan mengamankan sudu-sudu agar tidak bergerak kearah axial melebihi batas yang diijinkan path saat berputar. Gerakan axial menyebabkan adanya gesekan antara stator dan rotor, karena sempitnya jarak bebas antara sudu-sudu tetap dengan sudu gerakannya.

Pengaman putaran lebih dari turbin yang digunakan jika gorvernor kurang sensitif cara kerjanya. Karena apabila gorvernor kurang sensitif, maka putaran turbin akan lebih cepat dan yang diharapkan. Hal ini sangat membahayakan, sehingga diperlukan adanya pengaman berupa nock yang dipasang pada poros. Dan nock ini akan menjulur keluar dan menyentuh tuas yang dipasang sekeliling poros tersebut dan relay akan menghentikan turbin.


MAIN STOP VALVE Main Stop Valve terletak didepan turbin path aliran masuk uap utama, yaitu boiler dengan katup kontrol uap. Fungsi utama main stop valve adalah untuk menutup dengan cepat aliran uap ke tubin bila dalam keadaan bahaya, seperti kegagalan path katup kontrol uap atau path waktu kehilangan beban.


PENGAMAN

Pengaman Vacuum rendah merupakan pengaman vacuum kondensor yang juga disebut Automatic Vacuum Trip yang merupakan interlock dengan turbin, karena tidak akan dimasuki uap jika tekanan uap keluar turbin pada kondensor naik dan batas-batas yang telah diijinkan.

Pengaman tekanan minyak sebagai pelumas juga sebagai media pendingin, sebab itu minyak perlu dikontrol secara cermat, sehingga apabila terjadi pengurangan aliran maka sistem secara interlock akan memerintahkan turbin untuk berhenti.

Throttle Valve bekerja secara hidrolik, bila terjadi gangguan sehingga unit harus dimatikan, katup akan menutup saluran untuk masuk turbin dengan menggunakan tekanan hidrolik operating mechanism.


4. GENERATOR

SUDAH DIBAHAS PADA PLTA


5. CONDENSOR

Condensor merupakan salah satu komponen utama dan PLTU yang berfungsi menkondensasikan uap keluar turbin menjadi air menjadi pendingin air laut.

Agar proses kondensasi tersebut lebih efisien, maka tekanan di condensor harus rendah (divakumkan).

Kevakuman pada condensor didapatkan dengan cara menghisap ruang condensor dengan Steam Air Jet Ejector.

Air hasil kondensasian disebut air kondensat (condensate water).

Air kondesat masih mengandung sedikit O2. Air ditampung di hotwall dan dialirakan kembali ke siklusnya.

Udara dan gas-gas yang terkondensasi dikeluarkan oleh Steam Air Jet Ejector.


5. CONDENSOR

POLITEKNIK NEGERI MALANG 2013POLITEKNIK NEGERI MALANG 2013

5. CONDENSOR

BAGIAN-BAGIAN CONDENSOR:

1. SHELL

2. WATER BOX

3. BACK WASHING VALVE

a. Connecting Section b. Upper Shell 3. Tube Plate 4. Support Plate

Water box terdiri dan 2 bagian yang tepisah, bagian belakang dan bagian muka dan memungkinkan dioperasikan secara bebas. Air pendingin terdiri dan 2 aliran dan masuk ke inlot nozzle dan keluar outlet nozzle melalui tube-tube dan kotak air terikat path baigan belakang dan masing-masing kotak air dipasang hole untuk inspeksi. Untuk penggunan air laut sebagai pendingin, dipakai karet neoprene sebagai pelapis permukaan dalam water box.

Back Washing Valve adalah katup yang terbuat dan karet yang berbentuk kupu-kupu dan berada pada bagian yang rata dan kotak air bagian belakang.Back wash adalah perlakuan untuk membersihkan tube kondensor dengan membalik arah aliran air laut sehingga diharapkan kotoran-kotoran yang tersangkut inlet kondensor dapat terbawa air laut keluar dan tubekondensor.


DESALINATION PLANT

Desalination Plant merupakan unit yang berfungsi untuk untuk mengubah air laut menjadi air tawar dengan metode penyulingan (kombinasi evaporasi & kondensasi).

Demineralizer Plant (Unit Demin) berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral ion yang terkandung pada air tawar. Air sebagai fluida kerja PLTU harus bebas dari mineral, karena jika air masih mengandung mineral berarti konduktivitasnya tinggi yang dapat menimbulkan korosi pada peralatan PLTU.

Chlorination Plant (Unit Chlorin) berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (NaCOL) yang digunakan untuk melemahkan mikro organismelaut pada water intake.


LAY OUT DESALINATION PLANT


DESALINATION PLANT


DESALINATION PLANT


DAERATORDAERATOR berfungsi untuk menyerap atau menghilangkan gas – gas yang terkandung pada air pengisi Boiler, terutama gas O2, karena gas ini akan menimbulkan korosi. Gas – gas lain yang cukup berbahya adalah karbon dioksida (CO2). Gas O2 dan CO2 akan bereaksi dengan meterial Boiler dan menimbulkan korosi yang sangat merugikan.


DAERATOR

Prinsip kerjanya air yang masih mengandung O2 dan CO2 disemprotkan ke Steam Daerator, sehingga gas-gas tersebut diserap secara thermis dan dikeluarkan melalui valve pelepas udara/gas. Selain itu Daerator juga dapat menaikkan temperatur air pengisi Boiler (sampai 162 0C). Penempatan posisi Daerator yang tinggi memungkinkan pemberian suction heat yang cukup untuk Feed Water Pump. Dari Daerator air akan dipompa dengan tiga feed water pump, dua pompa yang tenaganya dari extraction IP Turbin disebut Turbine Driven Pump dan satu pompa yang digerakkan oleh motor disebut Motor Driven Pump, dimana kapasitas tiap pompa 100% menuju Feed Water Heater dan akan menuju ke Economizer terus ke Steam Drum.


PULVERIZER


PULVERIZER

Coal Silo (alat pengisi batubara) berfungsi untuk menyuplai sejumlah batubara sesuai dengan kebutuhaan ke Pulverizer.


ELECTROSTATIC PRECIPITATOR


ASH HANDLINGASH HANDLING merupakan unit yang melayani pengolahan abu, baik itu abu jatuh (bottom ash) maupun abu terbang (fly ash) dari electrostatic precipitator dan SDCC (Submerged Drag Chain Conveyor) pada unit utama sampai ke tempat penampungan abu (ash Valley)


CEROBONG ASAP/STACK


KENDALA OPERASI PLTU

PENYEDIAN ENERGI PRIMER

PENYEDIAN AIR PENDINGIN

MASALAH LINGKUNGAN

MASALAH KEBISINGAN

MASALAH OPERASI

MASALAH PEMELIHARAAN

MASALAH PENGGUNAAN BAHAN KIMIA


CONTOH SOAL

Sebuah PLTU menggunakan bahan bakar batu bara menghasilkan daya listrik 720 MW. Hitung:

a. Jumlah batu bara yang dikonsumsi (ton/hari)

b. Jumlah asap,gas, dan debu yang dilepaskan (ton/hari)

c. Jumlah air (m3/s pada yang diembunkan melalui kondenser jika ada perubahan suhu sebesar 10C)

d. Jika diperlukan cooling tower, berapa debit air yang harus ditarik disekitar lokasi? dapatkah air itu didaur ulang?


TERIMAKASIH ATAS PERHATIANNYA

Documents

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP2.pptx