Nama
: Paniman Palengai
Instansi
: Politeknik Negeri Ujung
Pandang
Jurusan
: Teknik Mesin
Prodi
: Teknik Pembangkit Energi
Semester
: VI
Siklus fluida kerja PLTU merupakan siklus
tertutup, yaitu menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi seluruh luas permukaan pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap. Uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk melakukan kerja di turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.
Sekalipun
siklus
fluida
kerjanya
merupakan siklus tertutup, namun
jumlah
air
dalam
siklus
akan
mengalami
pengurangan.
Pengurangan air ini disebabkan oleh
kebocoran baik yang disengaja
maupun yang tidak disengaja. Untuk
mengganti air yang hilang, maka
perlu ditambahkan air kedalam siklus.
Kriteria air penambah (make up
water) ini harus sama dengan air
yang ada dalam siklus.
PLTU merupakan mesin pembangkit
termal yang terdiri dari komponen
utama dan komponen bantu (sistem
penunjang) serta sistem-sistem lainnya.
Komponen utama terdiri dari empat ,
yaitu
( i ) Boiler (ketel uap)
( ii ) Turbin uap
(iii) Kondensor
(iv) Generator
Boiler adalah suatu perangkat
mesin yang berfungsi untuk merubah air menjadi uap. Proses perubahan air menjadi uap dilakukan dengan memanaskan air yang berada didalam pipa-pipa dengan panas hasil pembakaran bahan bakar. Proses pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar
Turbin uap berfungsi untuk merubah energi panas yang
terkandung dalam uap menjadi gerakan memutar (putaran). Uap dengan tekanan dan temperatur tinggi diarahkan untuk mendorong sudu-sudu turbin yang dipasang pada poros sehingga poros turbin berputar. Akibat melakukan kerja di turbin tekanan dan temperatur uap keluar turbin turun hingga hingga menjadi uap basah. Uap ini kemudian dialirkan ke kondensor, sedangkan tenaga putar yang dihasilkan digunakan untuk memutar generator.
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-pipa-pipa sedangkan air sebagai pendingin mengalir didalam pipa-pipa. Kondensor seperti ini disebut surface (tubes) condenser. Sebagai pendingin digunakan air sungai atau air laut.
Tujuan utama dari kegiatan proses di PLTU
adalah energi listrik. Energi listrik dihasilkan dari peralatan pembangkit listrik yang disebut generator. Generator berfungsi mengubah energi mekanik berupa putaran menjadi energi listrik dengan menerapkan prinsip induksi magnet.
Air pengisi adalah air yang digunakan
untuk memasok kebutuhan air ke boiler. Pada umumnya sistem air pengisi dibagi menjadi dua bagian yaitu, sistem air pengisi tekanan rendah dan sistem air pengisi tekanan tinggi. Aliran sistem air pengisi takanan rendah mencakup rangkain dari hotwell hingga deaerator, sedangkan aliran sistem air pengisi takanan tinggi mencakup rangkaian dari deaerator hingga boiler drum.
BFP
DEAERATOR
LPH GLAND STEAM HEATER
STEAM DRUM HPH Condensate pump HOTWELL KATUP RESIRKULASI Economizer
Tujuan menaikkan temperatur air pengisi: - Mencegah thermal stress
- Mengurangi kerja boiler
- Meningkatkan efisiensi boiler
Tujuan meningkatkan kemurnian air pengisi adalah untuk mencegah deposit, kerak dan korosif pada pipa-pipa boiler dan kerusakan pada sudu turbin.
Tujuan menaikkan tekanan air pengisi:
- Mencegah air pengisi yang menuju boiler berubah menjadi uap
tipe sistem air pengisi yang digunakan
pada PLTU Nii Tanasa adalah sistem air
pengisi tertutup. Sedangkan di PLTU Nii
Tanasa sendiri, sistem air pengisi
dibedakan menjadi dua berdasarkan
jenis tekanannya, yaitu:
- Sistem Air Pengisi Tekanan Rendah
(Condensat Water System)
Sistem air pengisi tekanan rendah (sistem air
kondensat) merupakan sumber pasokan utama untuk mengisi air di deaerator. Mayoritas air kondensat berasal dari proses kondensasi uap bekas dedalam kondensor, tetapi perlu diingat yaitu hasil kondensasi uap selalu tidak dapat memenuhi sistem air kondensat, maka disediakan make up
water dari demin tank. Rentang sistem air
kondensat adalah mulai dari hotwell sampai ke Deaerator dan akan mengalami pemanasan awal dan deaerasi.
Komponen-komponen utama dalam
sistem air pengisi tekanan rendah
(Condensat Water System) adalah:
- Hotwell
- Condensate Pump
- Gland Steam Heater
- Low Pressure Heater
- Deaerator
Sistem air pengisi tekanan tinggi merupakan
sistem lanjut dari sistem air kondensat. Deaerator merupakan komponen akhir dari sistem air kondensat, maka dari itu deaerator juga merupakan komponen awal dari sistem air pengisi tekanan tinggi, deaerator merupakan pemasok air kesisi hisap pompa air tekanan tinggi “Boiler Feed Pump (BFP)”. Perbedaan antara air kondensat dan air pengisi yaitu terletak pada tekanan airnya. Tekanan air pada sistem air pengisi tekanan tinggi naik hingga lebih tinggi dari tekanan steam drum.
Komponen-komponen utama dalam
sistem air pengisi tekanan tinggi adalah:
- Boiler Feed Pump (BFP)
- High Pressure Heater
- Economizer
Komponen-komponen yang dipergunakan
dalam sistem air pengisi pada PLTU Nii Tanasa seperti yang telah disebutkan sebelumnya baik itu untuk sistem air pengisi tekanan rendah serta sistem air pengisi tekanan tinggi adalah: Hotwell, Pompa Kondensat, Gland Steam Heater, Low
Pressure Heater, Deaerator, Boiler Feed Pump, High Pressure Heater, Economizer dan Steam Drum.
Uap bekas (exhaust steam) dari turbin
dikondensasikan di kondensor dengan
cara mengalirkan air pendingin untuk
menyerap panas laten uap dan air
kondensatnya ditampung didalam
hotwell kondensor. Proses kondensasi
dari uap menjadi air menyebabkan
volume berkurang sehingga timbul
vakum. Vakum ini memungkinkan air
penambah (make up) dan drain-drain
dapat mengalir dengan sendirinya ke
hotwell.
Pompa kondensat berfungsi untuk
memompakan
air
kondensat
dari
hotwell sampai ke deaerator. Umumnya
pada sistem air kondensat, terdapat dua
buah pompa kondensat yaitu satu untuk
operasi dan yang satu lagi sebagai
cadangan (stand by). Pada sisi tekan
pompa juaga dilengkapi dengan katub
satu
arah
(check
valve)untuk
Gland steam heater adalah komponen
penukar panas dan juga untuk mengkondensasikan uap bekas dari perapat poros turbin. Uap bekas ini akan memanaskan air kondensat dari pompa kondensat yang dialirkan melintasi gland
steam heater. Didalam gland steam heater, air kondensat mengalir di bagian
dalam pipa dan uap bekas perapat poros diluar pipa, disitulah terjadi pertukaran panas. Karena panas ini perapat poros diserap oleh air kondensat, maka uap tersebut akan mengembun dan selanjutnya dialirkan kembali ke hotwell.
Low pressure heater (LP Heater) adalah
salah satu komponen pemanas awal
dimana media pemanas diambil dari
uap ekstraksi (extraction steam), cara
penukaran panas sama pada gland
Deaerator merupakan komponen yang
paling hilir dari sistem air kondensat.
Deaerator merupakan pemanas tipe
kontak langsung (direct contact heater).
Deaerator memiliki dua fungsi utama yaitu
untuk memanaskan air kondensat yang telah dipanaskan di gland steam heater dan low pressure heater, dan sekaligus menghilangkan gas-gas non condensable dari air kondensat tersebut.
Boiler Feed Pump (BFP) yaitu pompa yang
digunakan untuk memompakan air pengisi dari deaerator hinggga ke steam drum melalui High Pressure Heater (HP Heater) dan economizer untuk mengalami pemanasan air tekanan tinggi. Boiler feed pump menjamin persediaan air yang terus menerus menuju ke boiler, menghindari boiler menjadi terlalu panas dan memberi dampak kerusakan pada boiler. Boiler feed pump merupakan komponen yang sangat diperlukan dalam sistem air pengisi.
Seperti juga halnya pada sistem air kondensat,
sistem air pengisi tekanan tinggi juga dilengkapi dengan pemanas awal air sebelum masuk ke steam drum. Fungsinya juga sama yaitu untuk menaikkan temperatur air pengisi dan juga untuk menghemat pemakaian bahan bakar dan menaikkan efisiensi siklus. Media pemanasnya diambil dari uap ekstraksi turbin dimana uap ekstraksinya diambil dari ekstraksi yang paling tinggi tekanan dan temperaturnya. Uap hasil memanaskan air pengisi akan mengembun dan akan ditampung di deaerator.
Economizer merupakan pemanas akhir
dari air pengisi tekanan tinggi sebelum
masuk ke steam drum. Fungsinya juga
sama yaitu untuk menaikkan temperatur
untuk lebih efisien, sumber panasnya
diambil dari gas buang pada boiler.
Steam drum 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 CCR maupun pengamatan secara lokal. Level air pengisi pada steam drum dijaga agar berada pada titik nol drum, dimana jika level air melebih titik nol maka akan mengakibatkan penurunan volume uap yang keluar dari steam drum karena level air yang memenuhi drum sedangkan jika level air di bawah titik nol maka akan mengakibatkan over heating pada pipa – pipa down comer dan riser.
Menaikkan temperatur air pengisi bertujuan agar:
- Mencegah thermal stress - Mengurangi kerja boiler
- Meningkatkan efisiensi boiler
Tujuan meningkatkan kemurnian air pengisi adalah
untuk mencegah deposit, kerak dan korosif pada pipa-pipa boiler dan kerusakan pada sudu turbin.
Tujuan menaikkan tekanan air pengisi:
- Mencegah air pengisi yang menuju boiler berubah menjadi uap
