UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
6.1 Proses Umum Bagian Utilitas
6.1.4 Sistem Tegangan Listrik
Untuk menunjang operasional pabrik yang beroperasi secara terus menerus (24 jam) diperlukan supply listrik yang stabil dan kontinyu. Supply listrik di PT Pupuk Sriwidjadja dipenuhi dari pembangkit listrik Gas Turbin Generator (GTG). Listrik yang dihasilkan oleh GTG akan dikonsumsi sendiri oleh PT Pupuk Sriwidjadja.
Total yang dihasilkan adalah 35 MW, sedangkan kelebihan daya akan dikirim ke PLN (maksimal 12 MW). Listrik yang dihasilakan oleh Gas Turbin Generator (GTG) digunakan sebagai sumber energi untuk menggerakkan motor-motor listrik, penerangan, instrumentasi, perbengkelan, perkantoran.
Pabrik Spesifikasi GTG
Pabrik PUSRI-II 15 MW
Pabrik PUSRI-III 15 MW
Pabrik PUSRI-IV 15 MW
Pabrik PUSRI-IB 22 MW
Pabrik STG BB 38 MW
Total 115 MW
Tabel 6.2 Listrik yang dihasilkan GTG PT Pupuk Sriwidjaja Palembang
Generator pembantu yang digunakan untuk menunjang kelancaran tenaga listrik, antara lain:
a. Sumber Tenaga Listrik
1) Gas Turbin Generator kapasitas 15 MW, tegangan 13, 8 KV dan frekuensi 50 hz
98
2) Stand by generator yaitu diesel engine generator dengan kapasitas 1,6 MW dan 208 KW, tegangan 440 V dan frekuensi 50 cps
3) Sumber tenaga arus searah yang disediakan untuk memenuhi kebutuhan tenaga listrik tegangan rendah pada saat kritis, dimana gas turbin generator shut down total
Dalam keadaan normal Gas Turbin Generator beroperasi secara paralel dilengkapi dengan kontrol synchonizing dan dilengkapi dengan suatu sistem pengontrol load scheeding, yang bekerja secara otomatis dengan men-sheeding beban sesuai kriteria yang telah ditentukan. Maksud dari dioperasikan secara paralel adalah apabila salah satu generator ada yang mati, maka dapat dibantu dengan yang lain. Gas Turbin Generator digerakkan oleh panas hasil pembakaran gas alam dari Gas Metering Station (operasional dilaksanakan PUSRI II). Gas Turbin Generator Hitachi dapat berfungsi sebagai sumber oksigen untuk membantu proses pembakaran di Waste Heat Boiler.
Hitachi gas turbin generator yaitu gas turbin generator yang mempunyai kapasitas 15 MW dan tegangan 13,8 kV. Cara kerja dari hitachi gas turbin generator secara garis besar adalah sebagai berikut:
1. Sumber penggerak mekanis untuk memutar rotor serta generator, berasal dari gas turbin
2. Udara dipasok dari filter house yang berfungsi untuk menyaring udara yang akan masuk ke dalam GTG
3. Gas dan udara yang ditekan oleh compressor udara dan busi (spark plug) akan menimbulkan pembakaran di ruang bakar (combustion chamber), tekanan material gas untuk bahan bakar berkisar 12,7 – 1,5,1 kg/cm2 dan gas alam yang dipakai sebesar 2,6 x 1200 NM3/jam
4. Melalui nozzle dari ruang bakar, energi tekanan akan diubah menjadi energi kecepatan yang bekerja pada sudu-sudu turbin sehingga poros turbin akan berputar
99
5. Proses turbin dikopel dengan generator melalui reduction gear sehingga rotor dari generator akan berputar
6. Putaran dari gas turbin adalah 5100 rpm dan besar putaran generator adalah 3000 rpm. Karena induksi pada statornya menyebabkan timbulnya tegangan Exhaust gas yang dikirim ke Waste Heat Boiler mempunyai temperatur 420C.
Pada saat start compressor, udara tidak langsung dijalankan secara cepat sehingga dipakai steam turbin yang berputar dengan kecepatan 3000 rpm. Steam turbin berputar dengan menggerakkan compressor. Setelah mencapai putaran 3000 rpm, hubungan dengan compressor dilepas dan steam turbin dimatikan. Selanjutnya, compressor tetap beroperasi sehingga seolah-olah turbin sebagai starter dari compressor.
Tegangan listrik yang dihasilkan oleh GTG kemudian disalurkan ke control room untuk didistribusikan ke lat-alat proses produksi di pabrik.
Gambar 6. 5 Process Flow Diagram Gas Turbine Generator PUSRI III
100 6.1.5 Deaerator
Deaerator berfungsi untuk mengurangi kadar oksigen dalam Boiler Feed Water (BFW) yang akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan steam. Oksigen dalan BFW menyebabkan terjadinya silika yang akan menjadi pengotor dalam pembuatan steam yang memicu terjadinya scaling. Pelepasan oksigen dilakukan dengan cara stripping yang memanfaatkan steam LS (low steam) pada stripping section, di mana terdapat susunan tray untuk menyempurnakan kontak antara air dengan steam. Gas oksigen tersebut dibuang melalui vent.
Carbohydrazin atau elminox (CH6N4O) juga ditambahkan dan berfungsi untuk menyerap oksigen di deaerator storage. Penambahan carbohydrazin dijaga antara 0,04 – 0,06 ppm untuk mendapatkan O2 content < 0,007 ppm pada temperatur 110- 150 C. Skema proses deaerasi yang terjadi pada deaerator adalah sebagai berikut:
Outlet dari deaerator berupa Boiling Feed Water (BFW) yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan steam di Waste Heat Boiler (WHB) dan Package Boiler.
Gambar 6. 6 Skema Proses Daerasi pada Deaerator
101 6.1.6 Waste Heat Boiler
Waste Heat Boiler merupakan suatu alat pembangkit steam yang memanfaatkan panas dari gas buangan Gas Turbin Generator Hitachi dengan suhu 460⁰ C.
Tambahan panas disuplai oleh delapan buah burner sehingga suhu mencapai 720⁰ C pada superheater. WHB menghasilkan steam sebanyak 80 ton/jam dengan tekanan 42 kg/cm2 (medium steam) dan 3,5 kg/cm2 (low steam) dan superheated steam pada suhu 399 – 401⁰ C. Steam di utilitas diproduksi oleh Waste Heat Boiler (WHB) dan Package Boiler (PB). Steam tersebut digunakan untuk menggerakan turbin, proses, heater dan lainnya. Komponen yang terdapat pada Waste Heat Boiler (WHB) antara lain:
1. Economizer
Economizer merupakan bagian dari WHB yang berfungsi untuk pemanasan awal BFW dengan memanfaatkan flue gas sebelum keluar dari stack dan terdiri dari sebarisan tube-tube untuk memperluas surface area. Suhu pada economizer adalah 200 – 800 C. BFW kemudian dialirkan menuju steam drum dimana akan dipisahkan antara fase liquid (air) dan fase gas (steam). Steam yang telah terbentuk dialirkan menuju ke evaporator untuk dipanaskan kembali
2. Evaporator
Evaporator berfungsi untuk menguapkan air yang belum menjadi steam setelah dipanaskan di economizer. Evaporator berbentuk tabung-tabung yang berfungsi untuk memperbesar area kontak sehingga pemanasan berlangsung secara maksimal. Suhu pada evaporator adalah 500⁰ C. Fluida yang memasuki evaporator kemudian dialirkan menuju steam drum untuk memisahkan antara fase gas dengan fase liquid. Steam yang telah terbentuk dialirkan menuju superheater sedangkan air dikembalikan lagi melewati evaporator untuk diubah menjadi steam.
3. Steam drum
Steam drum berfungsi sebagai tempat pemisahan steam dengan air. Di dalam steam drum diinjeksikan phospat (Na3Po4) yang akan membentuk lapisan di dalam steam drum. Phospat ini berfungsi untuk menjaga pH dan mengendapkan
102
senyawa Ca dan SiO2. Sebagian air boiler dalam steam tank dibuang (blow down) dari sistem untuk membuang buih dan Total Dissolved Solid (TDS) dan endapan-endapan silika yang mungkin terbentuk. Pembuangan kontinyu dilakukan sebanyak kurang lebih 1% dari beban produksi steam untuk menjaga mutu air boiler.
4. Superheater
Superheater berfungsi untuk mengeringkan steam yang akan didistribusikan.
Temperatur pada superheater mencapai 720⁰ C. Steam yang melewati superheater diharapkan benar-benar kering dengan suhu 440⁰ C.
5. Desuperheater
Desuperheater berfungsi untuk mengontrol temperatur steam lebih kurang 400⁰ C dan tekanan 42,2 kg/cm2 dengan spray BFW.
6. Burner
Tipe burner yang digunakan pada Waste Heat Boiler (WHB) adalah grid yang berfungsi sebagai supplemental gas burner untuk menambah panas pembakaran dari gas buang GTG. Sedangkan untuk Package Boiler (PB) menggunakan burner tipe cycle (lingkaran) yang berfungsi sebagai satu-satunya sumber pembakaran dari furnace.
7. Force Draft Fan (FD Fan)
FD Fan hanya terdapat pada Package Boiler (PB) saja sebagai tenaga pendorong dari udara sedangkan pada Waste Heat Boiler (WHB) berasal dari exhaust turbin.
Berikut adalah skema proses Waste Heat Boiler (WHB)
103
Gambar 6. 7 Process Flow Diagram Waste Heat Boiler PUSRI III
6.1.7 Package Boiler (PB)
Package boiler ini didesain untuk menghasilkan superheated steam sebesar 120 ton/jam dengan tekanan 42,2 kg/cm2 pada temperatur 100 C. Bagian-bagian pada package boiler sama dengan WHB, hanya pada package boiler tidak menggunakan panas gas buangan dari gas turbin generator. Panas yang digunakan pada package boiler diperoleh dari pembakaran gas alam dan kebutuhan oksigen diperoleh dari udara yang dihembuskan melalui Force Draft (FD) Fan.
Proses yang terjadi dalam pembuatan steam pada Package Boiler sama dengan proses yang terjadi di Waste Heat Boiler. BFW masuk ke dalam Package Boiler yang sebelumnya sudah melalui proses deaerasi. BFW pertama kali masuk ke dalam economizer untuk mendapatkan pemanasan pada suhu 155⁰ C. BFW kemudian dialirkan menuju steam drum untuk dipisahkan antara liquid dan steam.
Steam yang telah terbentuk kemudian dialirkan menuju superheater untuk dikeringkan. Sedangkan liquid dialirkan menuju evaporator. BFW yang telah
104
dialirkan ke evaporator dikembalikan lagi ke dalam steam drum untuk memisahkan kembali antara steam yang telah terbentuk dengan liquid.
Steam yang telah terbentuk dialirkan menuju superheater untuk dikeringkan, sedangkan liquid kembali dialirkan ke evaporator. Steam keluar dari superheater memiliki temperatur hingga 422⁰ C. Temparatur ini diturunkan menggunakan de- superheater hingga suhu steam mencapai 400⁰ C dengan tekanan 42,2 kg/cm2 . Pada kondisi operasi normal, Package Boiler menghasilkan medium steam dengan temperatur 400⁰ C dengan tekanan 42,2 kg/cm2 dan kapasitas sebesar 67 ton/jam.
Berikut adalah skema proses pembentukan steam pada Package Boiler
Gambar 6. 8 Process Flow Diagram Package Boiler PUSRI III
6.1.8 Udara Pabrik dan Udara Instrumen (Plant Air and Instrument Air)