Istilah dan Komponen Dasar PLTU

KOMPONEN & DAN ISTILAH PADA PLTU
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) adalah pembangkit yang mengandalkan energi kinetik dari uap untuk menghasilkan energi listrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah Generator yang seporos dengan turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari uap panas/kering. Pembangkit listrik tenaga uap menggunakan berbagai macam bahan bakar terutama batu bara dan minyak bakar serta MFO untuk start up awal. Salah satu PLTU terbesar adalah PLTU Paiton, Probolinggo, Jawa Timur.
Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu : 

• Pertama, energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi.

• Kedua, energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran.

• Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik.

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 :

•     Pertama air diisikan ke boilerhingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah panas. Di dalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.

•     Kedua, uap hasil produksi boiler dengantekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.

•     Ketiga, generator yang dikopel langsungdengan turbin berputar menghasilkan energi listrik  sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan, sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator

•     Keempat, Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensoruntuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler.

Bagian-bagian dari PLTU  :

1. Coal Handling System
2. Steam Generatore System (Boiler Steam System)
3. Turbine System
4. Condensate System

1.Coal Handling System

Bagian-bagian dari Coal handling system

Stacking  :yaitu proses penataan batubara di area stock pile dengan menggunakan stacker.
Conveying: yaitu pengiriman batubara menggunakan ban berjalan (conveyor), sistem penimbangan
weighing system :untuk mengukur dan menghitung tonnase batubara yang dikirim dari stock pile ke plant silo,
Crushing system : yaitu menggiling batubara sebelum masuk ke plant silo agar diperoleh batubara dengan ukuran tertentu dan juga membuang batu dan benda keras lain yang terikut dalam batubara.
Precipitator :Alat untuk menangkap sisa-sisa materil bahan bakar yang tidak terbakar.

Stacking :
Stacking adalah proses pemindahan batubara dari kapal ke Coal Pile. Beberapa istilah dalam Stacking antara lain:
Jetty :
Jetty merupakan dermaga atau tempat merapat kapal laut pengangkut batubara di PLTU.
Belt Conveyor :
Berbentuk semacam sabuk besar yang terbuat dari karet yang bergerak.

Head Pulley dan Tail Pulley  :
Berfungsi untuk menggerakkan Belt Conveyor,
Tansioning Pulley :
Berfungsi  sebagai peregang Belt conveyor.
Idler : adalah bantalan berputar yang dilewati oleh Belt Conveyor.

1. Metal Detector :
Merupakan alat untuk mendeteksi adanya logam-logam didalam batu bara yang tercampur pada proses pengiriman.
2. Magnetic Separator :
Untuk memisahkan logam-logam yang terkandung dalam batubara pada proses pengiriman.
3. Belt Scale :
Untuk mengetahui jumlah tonnase berat batubara yang diangkut oleh Belt Conveyor.
4. Dust Supasion :
Berfungsi untuk:
-      Air Polution kontroller
-      Menyemprot air pada batubara
-      Menghemat batubara agar tidak menjadi debu
-      Menghalangi terjadinya percikan api akibat debu panas dari batubara.
Reclaiming    :  adalah proses pengambilan batubara dari Coal Pile dan menyalurkan ke Silo. Beberapa istilah dalam reclaiming antara lain:
Coal Pile : Pada salah satu PLTU di Indonesia ( PLTU PAITON ) terdapat empat daerah Coal Pile, berturut-turut dari utara ke selatan yaitu:
Coal Silo : Silo merupakan bunker tempat menampung batubara di instalasi yang kemudian digunakan sebagai bahan bakar di boiler.

2. Steam Generator System (Boiler Steam System)

Boiler merupakan suatu alat dengan prinsip kerja seperti ketel, yang digunakan sebagai tempat pemanasan air (Feedwater) menjadi uap kerja (steam). Di dalam boiler terdapat burner yang merupakan tempat pembakaran batu bara sebagai bahan bakar utama yang digunakan sehingga mampu menghasilkan energi panas berupa api. Api hasil pembakaran batubara tersebut digunakan untuk memanaskan air yang dialirkan melalui pipa-pipa, pemanasan air terjadi pada dinding-dinding pipa. Hal ini dimaksudkan supaya terjadi transfer panas yang sempurna karena bidang sentuhnya lebih luas.
Uap yang telah terbentuk kemudian dikumpulkan di dalam suatu tempat yang dinamakan steam drum, kemudian uap akan dipisahkan dari kandungan air dan menjadi uap murni dan mengurangi kandungan benda padat dari uap. Pemisahan uap dan air ini dimaksudkan untuk mencegah korosi pada pipa-pipa dan

Steam drum :
Alat untuk memperoleh uap yang benar-benar murni sehingga akan meningkatkan enthalpy. Peningkatan enthalpy ini akan menghasilkan energi yang lebih besar.
        
Ruang bakar :
adalah area dimana proses pembakaran terjadi. Ruang bakar tersebut dibentuk oleh empat waterwalls yang merupakan pipa-pipa air yang dirangkai membentuk dinding melalui proses pengelasan.
                   
Desuperheater :
Digunakan untuk menjaga temperature uap superheater sesuai setpoint yaitu 540 degC (1005 degF) dengan cara menyemprotkan air (spray) dari sistem feedwater bila temperatur uap di dalam superheater melebihi setpoint.

3. Steam Turbine System

Turbin adalah peralatan yang mengubah energi mekanis yang dikandung oleh fluida menjadi energi mekanis putaran.

Sistem ini termasuk unit stasiun pusat yang digunakan untuk menggerakkan generator listrik pada kecepatan sinkron (3000 rpm). Dan mempunyai kapasitas daya berkisar dari 16 sampai 1500 MW.

          Turbin uap dapat dibagi menjadi turbin condensing dan noncondesing.

Turbin noncondesing :
 Tekanan sisa turbin sama atau diatas tekanan atmosfer dan sistem dapat bekerja dengan atau tanpa pendingin. Sistem ini memerlukan water make-up yang kontinyu.

Turbin condensing :
Secara normal membuang uap pada kondenser vakum dan ini meningkatkan efisiensi panas dari siklus. Tidak memerlukan make-up water.

Condensate System :
Fungsi utama kondenser pembangkit adalah mengubah uap air yang terpakai dalam turbin ke kondisi kondensasi. Kebanyakan kondenser bekerja di ruang hampa, dimana tekanan lebih kecil dari tekanan atmosfer, keseluruhan tekanan turbin menurun sehingga tenaga hasil turbin yang berguna meningkat. Proses kondensasi juga memungkinkan pabrik mengulang penggunaan air (kondensat) pada sirkulasi air.

Deaeration :
Alat yang berfungsi untuk  mengurangi jumlah udara dalam uap.

4. BOILER STEAM SYSTEM

         Komponen-komponen utama  Boiler:
1. Steam drum
2. Superheater
3. Reheater
4. Turbin

    A. STEAM DRUM :

Steam drum merupakan tempat feed water masuk dari ekonomisator  dan tempat pemisahan uap jenuh dari air mendidih. Dari steam drum, air yang tersisa disirkulasikan kembali. Terkadang dalam steam drum diberi perlakuan kimia dan dari drum itu dilakukan blow-down (hembus-buang) untuk mengurangi kandungan zat padat di dalam air.
Fungsi yang terpenting dari steam drum adalah memisahkan uap dari air mendidih. Cara yang paling sederhana adalah pemisahan dengan gravitasi (gravity separation).

    B. SUPER HEATER :

Uap kering yang berasal dari steam drum kemudian akan dialirkan ke superheater untuk dipanaskan menjadi fase superheat untuk meningkatkan effisiensi turbine.

Desuperheater:
Alat untuk mengontrol temperature akhir dari uap yang akan masuk turbin.

REHEATER :
 Adalah pemanasan uap kembali.

    C. HP DAN LP TURBINE :

Turbin  tekanan tinggi (HP), Turbin  tekanan-sedang (IP), dan Turbin  tekanan-rendah (LP).

Casing : adalah bagian terluar dari turbin. Casing merupakan tempat fixed menempelnya fixed blading .

Single casing Digunakan pada turbin dengan daya yang kecil.

Double casing : Digunakan pada turbin dengan daya yang besar.

     D. Rotor :

Rotor adalah bagian yang berputar pada turbin. Pada rotor terdapat moving blading yang menempel pada sumbu rotor. Saat turbin berhenti dari operasi maka rotor tidak boleh langsung berhenti karena dapat menyebabkan rotor mengalami pembengkokan. Oleh karena itu ketika turbin berhenti rotor diputar dengan kecepatan rendah sampai panas yang diakibatkan saat turbin beroperasi hilang.

Blading : Turbin memiliki dua jenis bilah ( blading ) yaitu fixed blading dan moving blading.
Fixed blading :Adalah bilah yang menempel pada casing turbin.
Moving blading :Menempel pada rotor turbin sehingga akan ikut berputar sesuai dengan putaran rotor
Valve Turbin :Berfungsi untuk mengatur aliran uap yang ada di turbin.
Main Stop Valve :adalah valve utama yang digunakan untuk mengalirkan atau menutup aliran uap yang masuk ke turbin.
Control Valve :digunakan untuk mengatur laju aliran uap yang masuk ke turbin ketika Main Stop Valve terbuka penuh. Control valve mengatur laju aliran uap yang masuk ke High Pressure Turbine.

Reheat Stop Valve dan Intercept valve :
Reheat stop valve dan intercept valve digunakan untuk mengatur aliran uap dari reheater ke Low Pressure Turbine.

    Emergency Blowdown valve :
Emergency Blowdown valve digunakan untuk membuang uap yang tersisa di HP turbine saat turbin shutdown sehingga dalam turbin tidak ada uap yang tersisa.

    Turning Gear :
Turning gear digunakan untuk memutar rotor turbin saat turbin shutdown. Hal ini diperlukan karena jika rotor langsung berhenti dengan kondisi panas maka akan terjadi pembengkokan. Oleh karena itulah saat shutdown, rotor diputar dengan putaran rendah selama waktu tertentu kemudian baru boleh dihentikan.

    Jenis – Jenis Turbin berdasarkan Silinder :

1.       Single Cylinder Turbine
Turbin dengan Silinder tunggal beroperasi pada suhu dan tekanan yang rendah. Turbin jenis ini hanya mempunyai satu silinder.

2. Multi Cylinder Turbine
Ketika daya yang dibutuhkan semakin besar maka turbin dengan silinder tunggal tidak lagi mampu mengatasinya. Oleh karena itulah kemudian turbin dengan multi silinder. Turbin Multisilinder mampu mengatasi perubahan volume yang terjadi secara lebih efisien. Sebuah turbin multi silinder terdiri dari dua atau lebih silinder.

Turbin Multi silinder dibedakan dua jenis , yaitu :

a.  Tandem Compound
Tandem Compound Multi silinder turbin adalah turbin multi silinder yang menggunakan satu poros untuk keseluruhan silinder

b.  Cross Compound
Cross Compound Multi silinder turbin adalah turbin multi silinder yang menggunakan dua poros untuk keseluruhan silinder