BAB III DASAR TEORI
3.2 Komponen Utama pada PLTU
PLTU adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan uap kering untuk menggerakkan turbin. Energi mekanik yang dihasilkan turbin digunakan untuk menggerakkan generator. Sehingga, generator akan mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Bagian atau komponen utama yang terdapat pada PLTU adalah turbin, generator, boiler, dan BOP (Balancing of Plant).
3.2.1 Turbin Uap
Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Turbin uap terdiri dari dua bagian utama, yaitu stator
21
dan rotor yang merupakan komponen utama pada turbin kemudian ditambah komponen lainnya yang meliputi pendukungnya seperti bantalan, kopling, dan sistem bantu lainnya agar kerja turbin dapat lebih baik.
Pada dasarnya, prinsip kerja turbin uap adalah sebagai penggerak awal yang berguna untuk mengubah energi potensial yang ada menjadi energi kinetik dan selanjutnya menjadi energi mekanik. Uap air yang dipanaskan akan masuk ke dalam turbin uap dan mengalami proses ekspansi yang menghasilkan energi kinetik.
Energi kinetik ini kemudian diubah menjadi energi mekanik pada poros/shaft. Poros turbin, langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi, dihubungkan dengan mekanisme yang akan digerakkan. Tergantung pada jenis mekanisme yang digunakan, turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang seperti pada bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik, dan untuk transportasi.
Turbin uap digunakan pada pembangkit listrik tenaga uap untuk mengkonversikan energi panas dari uap air menjadi energi listrik. Uap air yang dipanaskan akan masuk ke dalam turbin uap dan mengalami proses ekspansi yang menghasilkan energi kinetik. Energi kinetik ini kemudian diubah menjadi energi mekanik pada poros/shaft. Pada akhirnya, generator mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik.
22
Gambar 3.3 Turbin Uap
3.2.2 Generator
Generator merupakan sumber utama energi listrik dalam sistem tenaga, sehingga kinerja dari generator mempengaruhi operasi jaringan listrik. Generator adalah mesin listrik berputar yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik berdasarkan induksi magnet. Generator sinkron (sering disebut alternator) adalah mesin listrik arus bolak balik yang menghasilkan tegangan dan arus bolak balik (alternating current, AC) yang bekerja dengan cara merubah energi mekanik (gerak) menjadi energi listrik dengan adanya induksi medan magnet. Perubahan energi ini terjadi karena adanya pergerakan relatif antara medan magnet dengan kumparan generator. Pergerakan relatif adalah terjadinya perubahan medan magnet pada kumparan jangkar (tempat terbangkitnya tegangan pada generator) karena pergerakan medan magnet terhadap kumparan jangkar atau sebaliknya. Alternator ini disebut generator sinkron (sinkron
= serempak) karena kecepatan perputaran medan magnet yang terjadi sama dengan kecepatan perputaran rotor generator. Alternator ini menghasilkan energi listrik bolak balik (alternating current, AC) dan biasa diproduksi untuk menghasilkan listrik AC 1-fasa atau 3-fasa.
23
Gambar 3.4 Generator
Gambar 3.5 Spesifikasi Generator PLTU Pangkalan Susu
24
Tabel 3.1 Spesifikasi Generator PLTU Pangkalan Susu
No. Item Spesifikasi
1. Pabrik Pembuat BEIJING BEIZHONG
2. Rate Power 220 MW
3. Output Tegangan 15,75 kV
4. Tipe QFSN-220-2
5. Rated current 9847 A
6. Rated excitation 1845 A
7. Faktor daya 0,85
8. Connection Star
9. Rated speed 3000 rpm
10. Frekuensi 50 Hz
11. Kode produk Q32S13-28
12. Tahun produksi 2009
3.2.3 Boiler
Boiler pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) adalah peralatan utama yang berfungsi untuk mengubah air dari fase cair menjadi fase uap. Berikut adalah beberapa komponen dan fungsi boiler pada PLTU:
1. Ruang bakar (furnace): merupakan bagian utama boiler tempat terjadinya pembakaran. Proses penerimaan panas oleh media air dilakukan melalui pipa yang telah dialiri air, pipa tersebut menempel pada dinding tungku pembakaran. Batubara sebelum masuk ke ruang pembakaran (furnace) disalurkan oleh coal feeders menuju coal pulverizer.
2. Steam drum: merupakan bagian dari boiler yang berfungsi untuk menampung uap yang dihasilkan oleh proses pemanasan air.
25
3. Pipa-pipa boiler: berisi air demin, yakni air dari proses treatment (demineralisasi). Kandungan mineralnya perlu dihilangkan, jika ada mineral dapat menyebabkan terjadinya kerak maupun korosi. Air ini disuplai terus menerus oleh pompa dan ditampung pada steam drum yang ada pada bagian atas boiler.
4. Reheater: berfungsi untuk menaikkan temperatur uap yang telah melewati turbin. Setelah itu, uap digunakan untuk memutar turbin pada bagian intermediate. Fungsi reheater ini juga sebagai peningkatan efisiensi dari sistem PLTU.
5. FDF dan IDF: FDF berfungsi untuk menyuplai udara pembakaran menuju ruang bakar (furnace) di boiler, sedangkan IDF berfungsi untuk menghisap gas dari ruang bakar dan membuang ke atmosfir melalui cerobong.
3.2.4 Balancing of Plant (BOP) atau Water Treatment Plant (WTP) Water Treatment Plant (WTP) pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) memiliki peran penting dalam mengolah air baku menjadi air demineral yang digunakan sebagai umpan boiler untuk menghasilkan steam.
Proses pengolahan air ini bertujuan untuk mencegah korosi pada peralatan, sudu-sudu kompresor, dan line-pipe logam. Berikut adalah tahapan proses pengolahan air pada Water Treatment Plant (WTP) pada PLTU:
1. Adsorpsi Carbon Filter: Pada tahap ini, air baku melewati filter karbon yang berfungsi untuk menghilangkan bau, rasa, dan warna yang tidak diinginkan dari air.
2. Adsorpsi Cation Exchanger: Air yang telah melalui filter karbon kemudian melewati penukar kation, yang bertujuan untuk menghilangkan ion-ion logam seperti kalsium, magnesium, dan besi yang dapat menyebabkan kerak pada peralatan.
3. Adsorpsi Anion Exchanger: Tahap ini melibatkan penukar anion yang bertujuan untuk menghilangkan ion-ion anion seperti sulfat, nitrat, dan klorida yang dapat menyebabkan korosi pada peralatan.
26
4. Adsorpsi Mix Bed Exchanger: Pada tahap ini, air yang telah melalui penukar kation dan anion melewati penukar campuran yang menghasilkan air demineral dengan tingkat kemurnian yang tinggi.
5. Proses Water Treatment - Sand Filter & Carbon Aktive filter: Tahap terakhir melibatkan filter pasir dan karbon aktif yang berfungsi untuk menghilangkan partikel-partikel kecil dan zat-zat organik yang masih tersisa dalam air.
Dalam proses pengolahan air, asam-basa yang terlarut dan tercemar akan ditampung pada tangki penampungan limbah. Sebelum limbah dibuang, dilakukan pengambilan sampel untuk memastikan bahwa limbah yang dihasilkan tidak mencemari lingkungan.