BAB IV
PENGOPERASIAN PULVERIZER DAN COAL FEEDER
A. Pulverizer (Mill)
1. Fungsi Pulverizer (Mill)
PLTU dengan bahan bakar batubara memerlukan perlakuan khusus agar kalor yang terkandung dalam batubara dapat diserap sebanyak mungkin dan batubara dapat terbakar sempurna. Salah satu peralatan yang diperlukan pada PLTU bahan bakar batu bara adalah Pulverizer dan Coal
Feeder. Fungsi pulverizer (mill) pada sistem bahan bakar batubara adalah
menggiling/menghaluskan bongkahan-bongkahan batubara sehingga menjadi bubuk batubara. Bubuk batubara (Pulverizered Fuel) mempunyai ukuran sekitar 200 Mesh.
Tujuan menggiling batubara adalah membuat luas permukaan bubuk batubara menjadi besar, sehingga dalam proses pembakaran antara batubara dan udara lebih homogen dan pembakaran menjadi lebih sempurna. Batubara halus yang ada di dalam pulverizer, didorong dengan menggunakan udara panas (suhu mill outlet ± 60°), masuk ke furnace dan batubara terbakar dalam furnace. Udara panas yang digunakan untuk mendorong serbuk batu bara ini biasa disebut sebagai Primary air.
2. Prinsip Kerja Pulverizer (Mill)
Pulverizer mempunyai tiga buah Grinding Roller yang terpasang
pada posisi tetap. Batubara akan dihaluskan diantara Grinding Ring yang berputar dengan tiga buah Roller yang terpasang tetap. Di dalam
pulverizer juga terjadi proses pengeringan dan pemisahan batubara dengan
benda-benda asing yang terbawa dari proses penambangan atau saat transportasi, sehingga batubara yang akan masuk ke ruang bakar sudah merupakan batubara yang siap dibakar dengan spesifikasi butiran dan temperatur yang telah di tentukan sesuai desain. Serbuk batubara akan
dikeringkan dan ditransportasikan ke burner (furnace) dengan menggunakan udara panas yang disebut dengan “Primary Air”.
Primary Air ini mempunyai 3 fungsi, yaitu:
a. Mentransportasikan serbuk batubara dari Pulverizer ke Burner.
b. Mengeringkan serbuk batubara agar pembakaran dapat berlangsung secara optimum.
c. Untuk mensirkulasikan batubara di dalam Pulverizer agar terpisah dari material asing yang tidak dapat dihaluskan.
Gambar 4.1. Sirkulasi batubara dalam mill
Primary Air (Udara Primer) diperoleh dari Primary Air Fan (PAF).
Ada dua sumber yang didapat dari mengalirnya Primary Air, yaitu melalui
udara sekitarnya. Kedua Primary Air ini bercampur untuk mendapatkan suhu yang memadai sesuai yang diperlukan oleh Pulverizer.
Pengaturan suhu Primary Air ini dilakukan dengan mengatur posisi
damper ”Hot Air” dan “Tempering Air.”
Gambar 4.2. Diagram primary air 3. Komponen-komponen Pulverizer
Komponen-komponen utama Pulverizer terdiri dari:
a. Row Coal Pipe, yang terletak ditengah-tengah top housing yang berfungsi sebagai tempat masuknya batubara dari feeder. Pipa ini melalui bagian tengah Classifier dan batubara dari feeder akan masuk diantara roller.
b. Swing Valve, yang operasinya menggunakan udara (air operated) yang ada di setiap pipa outlet Pulverizer, berfungsi untuk mengisolasi
Pulverizer terhadap Boiler pada saat Pulverizer tidak beroperasi. Dan
sebagai penutup cepat (shut off valve) untuk menghentikan aliran batubara kedalam ruang bakar pada saat terjadi gangguan di Pulverizer ( trip ).
c. Classifier, adalah suatu cyclone separator yang akan mengembalikan partikel-partikel yang berat (batubara yang masih kasar) ke daerah grinding (Grinding Zone) untuk dihaluskan kembali sehingga mencapai fineness yang sesuai (200 mesh).
d. Throat Ring, adalah tempat masuknya Primary Air untuk menuju ke
Grinding Zone. Aliran Primary Air diukur dengan menggunakan air foils atau tabung pilot yang terletak di duct diatas Pilverizer.
e. Control Damper, berfungsi untuk mengatur aliran Primary Air dan untuk mempertahankan perbandingan bahan bakar (batubara) dengan udara agar tetap sesuai besarnya aliran Primary Air tergantung pada beban Pulverizer. Aliran Primary Air akan didistribusikan secara merata di sekeliling Pulverizer pada throat ring.
f. Grinding Ring dan Roller, berfungsi untuk menghaluskan batubara, dimana grinding ring berputar dan roller pada posisi tetap. Batubara yang halus akan tumpah melalui ring seat ke throat area.
Sistem peralatan pendukung pulverizer, terdiri dari:
a. Sistem minyak pelumas pulverizer (Lube Oil) adalah sistem pelumas yang berfungsi untuk melumasi dan mendinginkan roda gigi dan bantalan pada gear drive.
b. Motor drive, fungsinya sebagai penggerak untuk memutar gear drive,
motor drive ini disupplai dengan tenaga listrik tegangan 6KV.
c. Gear drive, fungsinya untuk meneruskan putaran motor yang sebelumnya di transformasikan oleh 3 (tiga) tingkat gear reduksi dari kecepatan putaran tinggi (putaran motor : 985 rpm) diturunkan menjadi putaran rendah (putaran yoke dan grinding ring). Hal-hal yang harus diperhatikan dan dimonitor operator adalah:
Pada gear box terdapat stick untuk memeriksa tinggi permukaan minyak pelumas.
Gear box dan gear oil temperature dengan temperature switch
high alarm pada temperature 126ºC.
d. Pyrite sistem: sistem ini dilengkapi dengan upper gate, lower gate dan
hopper, kondisi normal operasi dengan sistim pneumatic operated
dimana upper gate posisi buka sehingga pyrite dari upper gate masuk ke hopper. Apabila pyrite hopper terindikasi penuh, maka operator
harus mengeluarkan pyrite dalam hopper dengan cara membuka lower
pyrite gate. Hal-hal yang harus diperhatikan dan di monitor oleh
operator :
Monitor kondisi kelancaran sistim upper dan lower pyrite gate. Monitor kondisi hopper dan water spray.
Bahaya yang timbul bila pyrite terakumulasi kedalam
pulverizer, akan menyebabkan kerusakan pada pyrite plows dan yoke .
e. Seal air: udara pemisah yang diperuntukan untuk 3 lokasi yaitu pada roll wheel, yoke dan coal feeder.
Area yoke seal hal ini untuk menjaga kebocoran serbuk batubara (coal dust) dari grinding zone ke atmosfir.
Dari header ke tiap-tiap roll wheel assembly, hal ini untuk menjaga serbuk batubara tidak masuk ke roll bearing.
Area Coal Feeder : fungsinya untuk memberi tekanan positif, agar gas panas dan serbuk batubara (PF) dari mill tidak masuk ke dalam
coal feeder.
f. Damper, pada pulverizer klasifikasi damper terdiri dari :
Control damper (tempering dan hot damper) untuk mengatur
jumlah udara primary yang dibutuhkan diatas harga minimumnya, diantara tempering dan hot damper terdapat temperatur transmiter yang mendapat input dari mill outlet temperatur sebagai pendeteksi seberapa besar temperatur campuran udara dan batubara halus keluar mill menuju ruang bakar, besaran temperatur ini akan memerintahkan tempering atau hot damper melalui transmiter untuk menambah atau mengurangi pembukaannya untuk mencapai nilai
set point.
Tight Shut Off damper (TSO) merupakan isolasi damper yang
dipergunakan untuk menutup cepat atau untuk keperluan proses pemeliharaan dimana dapat mengisolasi antara udara primer dengan
g. Inerting/clearing assembly: Pulverizer diperlengkapi dengan sistim
inerting, suatu proses memasukan steam ke dalam pulverizer serta
pencucian atau pembersihan inner pulverizer dari sisa-sisa batubara maupun gas yang mudah terbakar pasca pulverizer trip yang mempunyai resiko atau potensi menimbulkan ledakan (explosive). B. Coal Feeder
1. Fungsi dan Prinsip Kerja Coal Feeder
Coal feeder berfungsi untuk mengatur jumlah batu bara yang
masuk ke pulverizer. Jumlah batu bara yang masuk ke pulverizer berubah-ubah sesuai dengan beban unit pembangkit. Oleh karena itu, output coal
feeder pun berubah-ubah sesuai kebutuhannya.
Pengaturan output coal feeder dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan motor penggerak yang putarannya dapat diatur (variable
speed motor) atau motor putaran tetap dilengkapi dengan variable speed drive.
Gambar 4.5. Komponen internal Coal Feeder 2. Komponen-komponen Coal Feeder
a. Motor penggerak clean out conveyor fungsinya untuk menggerakkan peralatan pembersih batubara yang tercecer di coal feeder, motor ini di supply dari breaker boiler MCC 380 V.
b. Motor penggerak coal feeder fungsinya untuk penggerak belt feeder, motor ini disupply dari breaker boiler MCC 380 V.
c. Belt feeder, berfungsi untuk menyalurkan batubara dari keluaran outlet
coal bunker menuju mill, melalui outlet coal feeder.
d. Clean out conveyor, scraper conveyor untuk pembersih batubara yang tumpah dan tercecer dibawah belt feeder. Tumpahan batu bara akan disapu oleh clean out conveyor masuk ke pulverizer melalui discharge
chute coal feeder.
e. Head Pulley dan Take-Up Pulley, berfungsi sebagai tempat berputarnya
belt feeder dari atas ke bawah dan dari bawah ke atas. Take-Up Pulley
dilengkapidengan adjusting screw yang berfungsi untuk mengatur posisi
belt.
f. Belt V–Guide, berfungsi sebagai guide (pemandu) agar dalam
operasinya belt selalu dalam posisi tengah. Belt V-Guide terletak pada bagian tengah belt coal feeder, yang terpasang pada bottom cover.
Gambar 4.7. Belt V-Guide
g. Lokal control panel, berisi relay-relay dan micro-processor keyboard yang memberikan informasi status, mode yang dipakai dan
alphanumeric display untuk menampilkan kondisi pengoperasian.
h. Coal flow indicator adalah indikasi yang menunjukan besaran batubara yang masuk ke Pulverizer.
i. Load Cell berfungsi untuk membaca aliran batu bara pada coal feeder secara Gravimetrik.
j. Coal feeder protection:
No Coal On Belt: proteksi untuk pengaman pulverizer akibat tidak
ada batubara didalam belt feeder (yang masuk ke pulverizer).
Coal Feeder Outlet Pluged: proteksi untuk pengaman adanya plugged di outlet coal feeder.
Motor Overload: proteksi untuk pengaman akibat beban lebih. 3. Pembacaan aliran batubara
Tabel 4.1. Perhitungan Mode Coal Feeder
Perhitungan Mode Coal Feeder
Volumetrik Gravimetrik
Tabel 4.2. Perbandingan Input Mode Coal Feeder Perbandingan Input Mode Coal Feeder
Volumetrik Gravimetrik
Setting Density Sinyal Load cell
Setting Luas Penampang Rpm Tacho Drive pulley
Rpm Tacho Drive pulley
Hal yang diperhatikan saat melakukan pengukuran aliran batu bara pada coal feeder:
a. Volumetrik: Kondisi load cell (apakah ada di penyimpangan output dari dua LC yang terpasang pada setiap CF). Penyimpangan ini akan menyebabkan output load cell tidak menunjukan nilai yang mewakili jumlah batu bara yang ditimbang.
b. Gravimetrik: Kondisi belt feeder (kerataan dan kemuluran). Penyimpangan ini akan menyebabkan output load cell tidak menunjukan nilai yang mewakili jumlah batu bara yang yang ditimbang. Kondisi
load cell (Apakah ada penyimpangan output dari dua LC yang terpasang
pada setiap CF). Penyimpangan ini akan menyebabkan output load cell tidak menunjukan nilai yang mewakili jumlah batu bara yang ditimbang.
C. Pengoperasian Mill dan Coal Feeder 1. Batasan-batasan Pengoperasian Mill
Batasan untuk parameter-parameter pengoperasian Mill dan Coal
Feeder harus diketahui oleh operator lokal dan ruang control. Berikut ini
parameter yang harus diperhatikan dalam pengoperasian mill (Pulverizer) dan coal feeder:
a. Suhu mill outlet minimal 45ºC, maksimal 79ºC.
b. Aliran udara primer (Primary Air) minimal 52 t/h (13 kg/s), maksimal 140 t/h (35 kg/s).
c. Suhu udara primer minimal 180ºC maksimal 400ºC. d. Arus motor mill normal 50 Ampere.
e. Differential Pressure (DP) mill minimal 40mmWg, maksimal 450mmWg.
f. Coal Flow (Coal Feeder) minimal 25 t/h, maksimal 70 t/h.
g. Pembukaan damper aliran udara primer minimal 65%, maksimal 95 %. h. Tekanan Lube Oil Pump trip 1,4 kg/cm2, alarm 2,1 kg/cm2 dan
maksimal 6 kg/cm2.
i. Suhu pendingin Lube Oil minimal 10ºC maksimal 77ºC. 2. Persiapan Operasi Mill (Pulverizer)
a. Periksa CB-CB untuk pengoperasian Mill sudah pada posisi “Remote”, yaitu CB motor Pulverizer, Lube Oil Pump, Seal Air Fan, Primary Air
Fan, Coal Feeder, motor classifier.
b. Periksa level minyak pelumas pada gear box sudah pada posisi normal. c. Periksa sistem air pendingin minyak pelumas beroperasi normal. d. Periksa sistem minyak pelumas dapat beroperasi secara normal. e. Periksa sistem fire fighting (waterwash clearing dan spray pyrite box) f. Tutup pintu man hole pyrite.
g. Periksa ”Outlet Valve” coal bunker menuju coal feeder bisa membuka dan menutup secara normal.
i. Periksa level minyak pelumas pada gear reducers apakah sudah pada normal level.
j. Periksa clean out conveyor dengan menjalankannya (Start – Stop) dan pastikan siap operasi.
k. Periksa lampu hijau tanda OFF menyala pada microprocessor keyboard. l. Periksa lampu penerangan dalam coal feeder dalam keadaan menyala. 3. Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk Start Up Pulverizer
a. Purging (pembilasan) di Boiler dan burner-burner sudah selesai semua. b. Satu Primary Air Fan operasi, discharge damper posisi buka.
c. Flame detector cooling air > minimum.
d. Semua swing valve yang berada satu level posisi menutup. e. Ignitor oil header sudah memenuhi persyaratan (tekanan). f. Aliran udara pada ruang bakar sudah mencukupi.
g. Level drum sudah memenuhi (suhu, level water normal). h. Coal Feeder sudah memenuhi persyaratan untuk operasi. i. Alarm pada semua level Coal Burner sudah di reset. j. Coal Burner tidak dalam kondisi mulai start.
k. Differential Pressure udara perapat (seal air) dP > 254 mmH2O. l. Katup pengaturan udara yang berada pada satu level posisi membuka. m. Tidak ada mill dalam kondisi proses Start-Up.
n. Proses inerting sudah selesai.
o. Tidak ada penyalaan yang terdeteksi.
p. Katup Outlet pada Coal Bunker (Gate Valve) sudah membuka. q. Katup Outlet pada Coal Feeder (Gate Valve) sudah membuka. r. Semua katup “Flame Stabilization” pada posisi open.
s. Damper-damper tempering air dan hot air posisi menutup. t. Mill pada kondisi Stop.
u. Level batubara terdeteksi.
v. Tidak ada penyumbatan (plug) pada feeder. w. CB Mill sudah posisi masuk/ON.
x. Feeder tidak pada posisi Lokal, posisikan pada ”REMOTE”. y. Pompa minyak pelumas sudah pada posisi siap untuk Start. z. Katup udara perapat (seal air) posisi membuka.
aa. Tombol Stop Mill yang berada di lokal tidak dalam posisi tertekan. bb. Suhu bearing Mill normal.
4. Syarat-Syarat untuk Start Coal Feeder a. Pulverizer operasi.
b. Pulverizer outlet suhu > minimum.
5. Prosedur Pengoperasian Mill dan Coal Feeder
a. Start Lube Oil Pump, tunggu sampai tekanan naik sampai minimal (2Bar). Bila tidak bisa start maka harus di start dari lokal.
b. Buka steam inerting valve selama 2 menit, untuk pembilasan mill. c. Memberi setting untuk level Secondary Air control damper, kedua
Secondary Air damper akan ON. d. Start ignitor.
e. Tutup katup-katup flame stabilizing. f. Buka semua swing valve.
g. Posisikan impeler burner pada posisi ”insert” (sampai lampu indikator menyala).
h. Mengatur aliran udara primer, dengan cara membuka primary air tight
shut-off damper. Atur flow udara primer jangan sampai mendekati batas
minimum (30% atau 16 kg/s). i. Jalankan (Start) Mill.
j. Tunggu sampai Mill normal operasi (establish) 30 detik. k. Start Coal Feeder.
l. Pindahkan ke posisi auto pada Hot Air control damper agar dapat mengontrol suhu Mill.
n. Perhatikan monitor utama untuk penyalaan (flame), apakah pada masing- masing burner sudah terdeteksi.
o. Pindahkan ke posisi auto pada Secondary Air dan Primary Air agar dapat mengontrol kebutuhan udara untuk Mill.
p. Start Coal Burner menyeluruh.
q. Tunggu selama 5 menit agar nyala api stabil.
r. Suhu Secondary Air > 150ºC. Kalau belum tunggu sampai memenuhi. s. Urutan Start Mill s/d Coal Burner telah selesai.
t. Stop Ignitor.
6. Prosedur Shutdown Mill dan Coal Feeder a. Ignitor siap untuk di-Start.
b. Start Ignitor.
c. Turunkan flow batubara sampai batas minimum (35%), kemudian turunkan aliran udara primer sampai batas minimum.
d. Tekan tombol “Tempering Air“, sampai lampu indikator menyala. e. Tutup Hot Air damper.
f. Tunggu ± 5 menit untuk proses pendinginan Mill. g. Stop Coal Feeder.
h. Matikan set Secondary Air, ditandai dengan kedua Secondary Air damper pada posisi OFF, dan lampu indicator untuk set Secondary Air OFF (menyala).
i. Tunggu ± 90 detik untuk pembersihan mill. j. Stop Mill.
k. Tunggu sampai proses pendinginan mill yang terakhir selesai, yaitu waktu pendingin dan suhu outlet Mill kurang dari 60ºC.
l. Stop Lube Oil Pump. m. Tutup semua swing valve. n. Buka stabilization valve.
o. Tutup Tempering Air damper dan Primary Air Shut Off damper. p. Impeller burner diposisikan retract.
q. Stop semua ignitor, dengan jalan menutup semua ignitor oil valve. r. Tutup Secondary Air damper (untuk pendingin).
s. Semua urutan Stop Mill sudah selesai.
7. Hal-Hal yang menyebabkan Coal Feeder dan Mill Trip a. Mill Trip karena gangguan pada burner
Terdapat beberapa burner yang tidak menyala.
Terdapat beberapa air register yang tidak membuka pada satu grup. Terdapat beberapa impeller dalam satu grup tidak pada posisi insert. Terdapat beberapa swing valve yang tidak membuka pada satu grup. Ignitor diperintah ON, tetapi Stop (Trip).
Terdapat beberapa Flame Stabilizing Valve tidak menutup.
Pada kondisi ini semua swing valve akan menutup dan impeller akan
Retract, kemudian mill trip.
b. Mill Trip yang disebabkan oleh malfunction peralatan Aliran udara primer < 65 %.
Tombol Emergency Trip tertekan. Boiler Trip.
Kedua grup burner trip.
Ignitor tidak ON dan Coal Feeder Stop lebih dari 20 detik.
Tekanan minyak pelumas dibawah minimum lebih dari 3 detik. Suhu Coal Feeder diatas 79ºC.
Coal Feeder Trip akan memicu Mill memerintahkan Shutdown.
Pada kondisi ini, Mill akan segera trip dengan urutan sebagai berikut: Hot air damper menutup.
Tempering Air Damper menutup
Motor Mill akan trip. Coal Feeder akan trip.
Primary Air isolating damper menutup.
Seal Air valve menutup.
Inerting system beroperasi.
c. Penyebab trip Coal feeder: Dua (2) grup Coal Burner trip.
Mill stop/trip atau diperintah untuk stop.
Ignitor tidak “ON” dan tidak ada batubara di belt feeder dalam waktu
melebihi 20 detik. D. Trouble shooting 1. Mill Trip No Penyebab Tindakan 1 Mill outlet temperature high Setting Alarm : 70 C Trip : 90 C
Yakinkan mill outlet temperature control
set point pada 66 C.
Periksa PA temperatur < 300 C.
Periksa pembukaan Hot dan Tempering
damper.
Periksa Batubara di Coal feeder.
Yakinkan Fogging (spray water) valve terbuka.
Yakinkan tidak ada api di dalam Mill. 2 PA flow low
Set Trip: < 15kg/s
delay 6 detik
Periksa pembukaan Hot dan Tempering
damper.
Periksa pembukaan TSO damper. Periksa pembukaan PA flow damper. Yakinkan penunjukan PA flow transmiter
akurat.
Yakinkan tidak ada hambatan pada Coal
pipe.
Yakinkan mill outlet temperature normal. Periksa pyrite box tidak tersumbat.
3 Lube oil pressure low Set Trip: < 1,8 kg/cm2
Periksa lube oil PI & PS kondisi normal. Periksa kebersihan lube oil Filter. Periksa lube oil level.
Periksa lube oil pump bekerja dengan baik.
Buka Venting untuk mengeluarkan udara terjebak.
4 Motor mill Trip
(electrical protection)
Periksa dan catat Relay yang kerja pada
Breaker. Over load:
Periksa Motor winding temperature. Periksa Motor Bearing temperature
Short circuit:
Megger Motor, kabel.
2. Coal Feeder Trip
No Penyebab Tindakan
1 No Coal On Belt Periksa batubara pada belt feeder. Yakinkan Ignitor “On”.
Tutup Mill outlet temperature control
station (tutup hot damper).
Shutdown Mill.
Tutup Coal Bunker Outlet gate.
Matikan 380V Breaker Coal Feeder. Bongkar Coal feeder dan lancarkan aliran
batubara di coal feeder. 2 Outlet Coal Feeder
Plugged
Periksa batubara pada belt feeder. Yakinkan Ignitor “On”.
station (tutup hot damper).
Shutdown Mill.
Tutup Coal Bunker Outlet gate.
Matikan 380V Breaker Coal Feeder. Bongkar Coal feeder dan lancarkan aliran
batubara di coal feeder. 3 Coal Feeder Drive
Fault
Yakinkan Ignitor “On”. Shutdown Mill.
Periksa 380V breaker motor drive. Periksa 380V breaker motor clutch. Periksa alarm di Coal Feeder local panel. Periksa kondisi belt feeder.
Tutup Coal Bunker Outlet gate. Matikan 380V Breaker Coal Feeder. Bongkar Coal Feeder untuk
mengeluarkan material asing dan meyakinkan kondisi belt.
3. Parameter kunci pada Mill (Pulverizer)
N o NAMA PARAMETER NORMAL ALARM LOW/HIGH TRIP Keterangan 1 Mill Outlet Temp ˂ 66 0C High 70 0C 90 0C 2 Mill DP ˂ 300 mmHg
- - Jika lebih dari
batas normal maka Mill akan runback 3 PA flow > 16 Kg/s Low ˂ 16 Kg/s ˂16 Kg/s -
5 Mill Motor Winding Temp ˂ 70 0C High > 125 0C > 135 0C - 6 Mill Motor bearing temp ˂ 70 0C High > 85 0C > 95 0C - 7 Combustion damper opening 0 - 100% - - - 8 Windbox Press 500 mmH2O Low ˂ 250 mmH2O ˂ 250 mmH2O - 9 Motor Mill < 70 Ampere High > 70 A > 85 A
4. Proteksi Mill dan Coal Feeder
No Proteksi Normal High Trip Keterangan
1 Mill Outlet Temp High Trip ˂ 66 0C High 70 0C 85 0C - 2 Mill DP High Trip ˂300 mmHg
- - Mill tidak trip,
jika lebih dari batas normal Mill akan runback to minimum speed 3 Mill Motor Winding Temp High Trip ˂ 70 0C High >125 0C >1350C -
Bearing Temp High Trip 5 Mill Lube Oil Press Low Trip >7 Kg/cm2 < 5 Kg/cm <5Kg/cm2 -
