DAFTAR ISI HRSG
BAB I : PENDAHULUAN ......... .......... .......... .......... ......... ........... ........... ......... .......... .......... .
1
1.1 Pendahulua Pendahuluan n ................................ ................................................ ............................... ............................... ................................ .............................. ...................... ........
1
1.2 Pengertian Pengertian .............................. .............................................. .............................. .............................. ................................ ............................... ............................ .............
2
1.3 Tipe HRSG ................. ................................. ................................ ............................... ............................... ................................ .............................. ...................... ........
3
1.3.1
D-Frame evaporator layout ..................................................................................
4
1.3.2
O-Frame evaporator layout ..................................................................................
4
1.3.3
A-Frame evaporator layout ..................................................................................
5
1.3.4
I-Frame evaporator layout ....................................................................................
5
evap orator layout ........................................................................ 1.3.5 Horizontal tube evaporator
6
BAB II : SISTEM KERJA ......... .......... .......... .......... ......... ........... ........... ......... .......... ...........
7
2.1 Prinsip kerja ................................ ................................................ ............................... ............................... ................................ .............................. ...................... ........
7
2.2 Bagian-bagian HRSG .......... .................... ........... .................. .................... ..................... ................... ................... .................... ................... .............. .....
10
2.2.1. Komponen Low Pressure ......................................................................................
11
a. LP Economizer ............................................................................................... 11 b. LP Steam Drum .............................................................................................. 11 c. LP Boiler Circulation Pump ...........................................................................
12
d. LP Evaporator ............................................................................................... 12 2.2.2. Komponen High Pressure ..................................................................................... a.
12
Preheater ....................................................................................................... 13
b. HP Economizer .............................................................................................. 13 c. HP Steam Drum ............................................................................................ 13 d. HP Boiler Circulation Pump ..........................................................................
13
e. HP Evaporator ............................................................................................... 14 f.
Primary Super Heater (1RY) ..........................................................................
14
g. Desuperheater ................................................................................................ 14 h.
Secondary Super Heater (2RY) .......................................................................
2.2.3. Komponen Lainnya ................... ......... .................... ................... ................... ..................... .................... ................... .................... ................. .......
14 14
a. Exhaust Damper ............................................................................................ 15 HRSG - i
b.
Weather Damper ............................................................................................
15
2.3 Sistem Sistem Kerja ................................ ................................................ ............................... ............................... ................................ .............................. ...................... ........
15
2.3.1. Sistem Kerja HRSG .................. ........ .................... ................... ................... ..................... .................... .................. .................... .................. .......
15
2.3.2. Set Point Parameter Parameter .............................. .............................................. ................................ .............................. .............................. ................... ...
16
BAB III : PEMELIHARAAN dan PROTEKSI ......... .......... ......... .......... ........... ........... .......
18
3.1 Pemelihara Pemeliharaan an ............................ ............................................ ................................ .............................. .............................. ................................ .......................... ..........
18
3.1.1
Cleaning Outside HRSG HRSG ............................... ............................................. .............................. ................................ .......................... ..........
18
3.1.2
Preservasi ............................................................................................................. 23
a.
Wet Preservasi ...............................................................................................
23
b. Dry Preservasi ............................................................................................... 23 3.1.3
Kebocoran-Kebocoran HRSG .................... ......... .................... .................. .................... .................... ................... ..................... ...........
24
3.2 Proteksi Proteksi .............................. .............................................. ................................ ................................. ............................... .............................. .............................. ................
24
3.2.1. Drum Level Low ................................................................................................... 25 3.2.2. Drum Level High .................................................................................................. 25 3.2.3. BCP (Boiler Circulation Pump) Low ......................................................................
25
3.2.4. Tekanan Gus Duck High .......................................................................................
25
HRSG - ii
BAB I ENGENALAN HRSG 1.1 PENDAHULUAN
Pada siklus PLTG, udara yang berasal dari atmosfir ditekan denga n menggunakan kompresor untuk menghasilkan uda ra bertekanan. Selanjutnya udara bertekanan in i dimasukkan ke dalam ruang bakar (combustor ).pro ).proses pembakaran dapat terjadi dengan memasuk kan bahan bakar sehingga dapat terbentuk gas pem akaran. Kemudian gas pembakaran tersebut
igunakan untuk
memutar turbin gas yang dikopel d ngan generator dan kompresor, sehingga dihasi lkan daya listrik. Gas sisa pembakaran yang keluar ari turbin gas atau disebut gas buang, selanju tnya dibuang ke atmosfir melalui cerobong atau dimanfaatkan ke dalam HRSG untuk proses operasi PLTU.
Atmosfer
Gambar 1.1 Siklus PLTG
Apabila PLTG akan dikom inasikan dengan PLTU ( combined cycle combined cycle), mak a disebut PTGU. PLTGU adalah pembangkit therm l yang menggabungkan prinsip kerja PLTG
an PLTU. Atau
disebut juga combined cycle. Pem angkit jenis ini dapat didesain menghasilkan aya listrik yang besar dan lebih efisien, karena me anfaatkan gas buang. Dimana untuk mengoper sikan gas buang ini, menggunakan HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ). ).
HRSG
1
Gas buang yang sebelumn a menuju atmosfir melalui by pass stack, di lirkan ke dalam boiler HRSG dengan cara mengalihkan gas buang tersebut menuju HRSG. Ga
masih dapat dimanfaatkan karena
buang tersebut 0
asih mempunyai temperatur yang tinggi, sekit ar 540 C dengan
aliran ( flow flow) yang besar.
Gambar 1.2 Siklus PLTGU
1.2 PENGERTIAN
Proses siklus tertutup atau ombined cycle ombined cycle yang terjadi di PLTGU dimulai di HRSG ( Heat Recovery Steam Stea m Generator ). ). Fungsi HRSG sama dengan boiler, yaitu tempat terja inya pemanasan
air hingga menjadi uap superheat . erbedaannya, pada boiler terjadi proses pemba karan, sementara di HRSG tidak ada proses pembaka an.
HRSG
2
EXHAUST DAMPER
Gambar 1.3 Skema PLTGU
Pemanasan air di HRSG dil akukan dengan memanfaatkan gas buang sem ksimal mungkin dari turbin gas. Bila tidak dialirkan ke HRSG, gas buang tersebut dibuang ke udar a melalui bypass stack , dimana damper HRSG pada posisi menutup. Karena beroperasi dengan m manfaatkan gas
buang, PLTGU merupakan pembangkit yang efisien. Proses dalam menghas ilkan uap tidak membutuhkan pembakaran baha
bakar, bahkan dapat memanfaatkan ene gi panas yang
sebelumnya hanya dibuang ke udar melalui bypass stack .
1.3 TIPE HRSG
Jenis evaporator bagian sangat penting karena umumnya mendefinis ikan konfigurasi keseluruhan unit HRSG. Dalam h l ini, akan dibahas tipe konfigurasi evaporat r secara umum. layout evaporator pada H SG adalah sebagai berikut : Beberapa layout evaporator
1.D-Frame evaporator l evaporator l yout 2.O-Frame evaporator l evaporator l yout evaporator l yout 3.A-Frame evaporator l evaporator la yout 4.I-Frame evaporator la
5. Horizontal Horizontal tube evapo ator layout ator layout
HRSG
3
1.3.1
D- Frame Evaporator Frame Evaporator Layo Layo t
Gam ar 1.4 D- Frame Evaporator Frame Evaporator Layout Layout
Konfigurasi ini sangat popul er untuk HRSG unit pembangkit panas dari tur bin gas kecil dan mesin diesel. Ini adalah desain yang sangat kompak dan dapat dibuat dalam package. Namun desain ini terbatas karena susunan tabung melengkung. Sehingga bentuknya akan terlalu besar untuk unit yang dengan aliran gas yang besar.
1.3.2
O- Frame Evaporator Frame Evaporator Layo Layo t
Gambar 1.5 O- Frame Frame evaporator layout
HRSG
4
Konfigurasi ini mungkin tel h digunakan selama bertahun-tahun lebih dari ang lain. Hal ini memiliki keuntungan dari header atas yang dikonfigurasi sebagai pemisahan
ap drum. Atau,
header atas dapat dihubungkan ke steam drum dengan anak tangga, yang memung inkan lebih dari
satu O-Frame evaporator untuk di ubungkan ke uap sama drum, sehingga modul shipable mampu menangani arus gas yang sangat be ar.
1.3.3
A- Frame Evaporator Frame Evaporator Layo Layo t
Gambar 1.6 A- Frame Frame evaporator layout
Konfigurasi ini hanyalah sebuah variasi dari Evaporator O-Frame. Tipe ini populer untuk layanan dengan sejumlah besar ab , karena daerah pusat antara drum rendah da at dikonfigurasi sebagai hopper untuk mengumpulk n dan menghilangkan partikel padat.
1.3.4
I- Frame Evaporator Frame Evaporator Layou Layou
Dalam dua puluh tahun terakhir, konfigurasi ini telah menjadi yang pal ing populer dari semua desain evaporator . Jenis mo ul ini dapat dibangun dalam beberapa aksial
odul atau dalam
modul lateral ganda, memungkink n untuk dirancang untuk menerima aliran ga s. Ada berbagai variasi desain ini di mana kumpulan tabung dapat berisi satu, dua, atau tiga baris ta bung per header . Hal ini juga, biasanya, lebih ekono is untuk digunakan dalam industri, kapal dan p abrik.
HRSG
5
Ga bar 1.7 I- Frame Frame evaporator layout
1.3.5 Horizontal Tube Horizontal Tube Evaporato Evaporato r Layout r Layout
Ga bar 1.8 I- Frame Frame evaporator layout
Evaporator tabung Horizont al digunakan, tidak hanya pemanfaatan panas d ari keluaran Gas Turbine, tetapi juga dapat berasal dari gas buang di Kilang dan Petrokimia.
al ini memiliki
keterbatasan ukuran hampir sama
odul O-Frame.
arena pembatasan pengiriman mirip dengan
Desain tipe ini pada umumnya leb ih murah untuk diproduksi daripada konfigura si lainnya, tetapi jika digunakan pada sirkulasi sirkulasi alami dengan tube yang besar, seperti di beberapa boiler .
HRSG
6
BAB II ISTEM KERJA HRSG 2.1
PRINSIP KERJA HRSG
Boiler HRSG sangat berm nfaat untuk meningkatkan efisiensi bahan ba ar yang dipakai pada unit turbin gas, yang selanjutnya akan menggerakkan unit turbin uap. Sis tem pembangkit listrik yang memanfatkan proses in i disebut Pusat Listrik tenaga Gas dan Uap (P TGU) atau unit pembangkit siklus kombinasi CCP
(Combined Cycle Power Plant ). ). Boiler HRSG adalah bagian
penting PLTGU. Dimana unit pembangkit PLTGU disebut juga Blok PLTGU. Siklus Pusat Listrik Tenaga Gas da Uap (PLTGU) adalah gabungan siklus Brayt n turbin gas dan siklus Rankine turbin uap. Boiler H SG merupakan bagian dari siklus Rankine.
Gambar 2.1 Diagram PLTU dengan HRSG Single Pressur
HRSG
7
ambar 2.2 T-S Diagram HRSG
Diagram T-S yang mengg mbarkan keseluruhan proses ditunjukkan pa da Gambar 2.1. Diagram tersebut menyatakan siklus Brayton untuk turbin gas dan siklus Rankine ntuk turbin uap. Berdasarkan diagram tersebut, dapa t dijelaskan sebagai berikut : Siklus Brayton :
1. a-b udara masuk ke dalam k mpresor mengalami kenaikan tekanan dan temperature. 2. b-c menunjukkan proses pembakaran. Bahan bakar diinjeksikan ke dal am ruang bakar bersama dengan udara da ri kompresor. Pembakaran tersebut mengaki batkan tekanan, temperature serta entropy. 3. c-d menunjukkan proses ek pansi gas turbine. Terjadi penurunan temperature, tekanan dan entropy. Siklus Rankine :
HRSG
8
a. 1-2 menunjukkan air yan
dipompa oleh condensate pump dari ko densor menuju
preheater. Mengalami kenaikan tekanan dan temperature pada entropy tetap.
b. 2-3 menunjukkan proses pe anasan awal pada preheater. Mengalami kena ikan temperature dan entropy pada tekanan tet ap. Air berubah dari fase cair menjadi cair jenu . c. 3-4 menunjukkan air yan g dipompa oleh feed water pump dari pr eheater menuju economizer. Mengalami kenaikan tekanan dan temperature pada entropy t tap. Kondisi air
kembali menjadi cair. Diseb bkan karena kenaikan tekanan. d. 4-5 menunjukkan proses pe anasan pada economizer . Mengalami kenaikan temperature dan kenaikan entropy pada tekanan tetap. Face cair berubah menjadi fase cair je uh. e. 5-6 menunjukkan proses pemanasan pada evaporator . Tidak mengalami kenaikan temperature dan tekanan tet pi mengalami kenaikan entropy. Energi panas ang berasal dari gas buang pada evaporator igunakan untuk mengubah fase cair jenuh menj adi steam jenuh. f.
6-7 menunjukkan proses pe anasan pada superheater . Mengalami peman san lanjut untuk mengubah kondisi dari fase team jenuh menjadi uap superheated .
g. 7-8 menunjukkan losses yan g terjadi pada saat mengalirkan steam dari superheater menuju turbin. Terjadi penurunan te perature. h. 8-9 menunjukkan proses e spansi steam turbine. Steam yang memiliki temperature dan tekanan tinggi, digunakan untuk menggerakkan steam turbin. Setelah keluar turbin, terjadi penurunan temperature dan tekanan serta perubahan fase pada steam. i.
9-1 menunjukkan proses ko ndensasi pada kondensor. Terjadi perubahan f ase menjadi cair jenuh. Temperature dan tekanan tetap, namun entropy berkurang.
j.
Kembali ke proses awal.
HRSG prinsipnya sebagai p mbentuk uap bertekanan, dengan media panas berasal dari gas buang turbin gas. Kemudian uap be rtekanan tersebut dipergunakan untuk mengger kkan turbin uap, dan selanjutnya memutar generator. Produksi uap yang dapat d ihasilkan HRSG tergantung pada kapasitas energi panas yang masih dikandung gas buang dari un it turbin gas, yang berarti tergantung pada beba n unit turbin gas. Pada dasarnya, turbin gas yang ber operasi pada putaran tetap, aliran udara masuk kompresor juga tetap. Perubahan beban turbin yang tidak konstan dengan aliran bahan bakar men ikuti perubahan, sehingga suhu gas buang juga beru ah-ubah mengikuti perubahan beban turbin gas. Suhu gas buang unit turbin gas tetap konstan diperoleh dengan cara men atur pembukaan sirip-sirip pemandu aliran udara m asuk (IGV, Inlet Guide Vane) guna mengatur laju aliran udara
HRSG
9
masuk ke kompressor, dimana suh u gas buang sebagai umpan baliknya. Sebagi an boiler HRSG dapat dilengkapi dengan pembakar n tambahan untuk meningkatkan kapasitas pro uksi uapnya dan sebagian produksi uapnya dapat digunakan untuk keperluan pemanasan
plikasi lainnya
(cogeneration). Dengan pembaka an tambahan ini, kestabilan produksi uap
RSG dapat di
pertahankan. Sehingga kestabilan urbin uap yang menggunakan uap ini dapat dijaga walaupun beban turbin gas berubah-ubah da
suhu gas buang turbin gas (aliran udara ma suk kompressor)
tidak harus dijaga tetap konstan (tid ak diharuskan pengaturan IGV).
2.2
BAGIAN-BAGIAN HRSG
R O S N E D N O K
DEAERATOR
LP TURBIN
HP TURBIN
Gambar 2.3 Bagia -Bagian HRSG dan Arah Alirannya (PJB G esik)
Secara garis besar HRSG t rdiri atas 2 tingkat, sesuai dengan uap yang dihasilkan, yaitu High Pressure ( HP HP) dan Low Pressure ( LP LP). Kedua uap tersebut dipisahkan denga n peralatan yang
HRSG
10
berbeda, sesuai dengan gas buang yang dilaluinya. Di bagian bawah adalah pe ralatan HP, dan dilalui gas buang paling panas. Sem entara peralatan LP terletak di bagian atas.
2.2.1. Komponen Low Pressure Low Pressure Low Pressure ( LP LP) Steam adalah : Komponen HRSG dalam membent k Low LP Economizer 1. LP Economizer Steam Drum 2. LP Steam Drum
3. LP Boiler LP Boiler Circulation Pump 4. LP Evaporator LP Evaporator
a. LP Economizer LP Economizer LP Economizer berfungsi untuk menaikkan temperatur air bertekanan ren dah yang masuk
dari deaerator menuju ke L Drum.
b. LP Steam Drum Steam Drum LP Steam Drum Steam Drum berfungsi ntuk memisahkan water and steam yang telah dipanaskan oleh evaporator . Konstruksi da
PLTU. Steam yang telah
bagian-bagian steam drum, sama dengan st eam drum pada ipisahkan, digunakan untuk menggerakkan
P steam turbin,
sedangkan water disirkulasi an kembali ke evaporator . Di dalam boiler, ter dapat LCV - LP Feed Water Control Valve yang berfungsi untuk mengatur level air pada LP Drum agar tetap
pada batas normal level.
Gamba 2.4 LP Steam Drum Steam Drum (PJB Gresik)
HRSG
11
c. LP Boiler LP Boiler Circulation Pum Pum LP Boiler Circulation Pum p berfungsi untuk mempompa air dari LP Drum menuju LP Evaporator .
Gambar 2.5 P Boiler P Boiler Circulation Pump Pump (PJB Gresik) d. LP Evaporator LP Evaporator LP evaporator berfungsi untuk menguapkan air bertekanan rendah
ang masuk ke
dalamnya, sehingga dari fas air berubah menjadi fase uap kering. Selanjut nya uap tersebut LP Drum untuk dipisah antara air dan uap. masuk ke LP Drum
2.2.2. Komponen High Pressure HP) Steam adalah : Komponen HRSG dalam membent k High Pressure ( HP
1. Preheater (PHR) 2. HP Economizer HP Economizer 3. HP Steam Drum Steam Drum HP Boiler Circulation Pum 4. HP Boiler HP Evaporator 5. HP Evaporator
6. Primary Superheater (1RY) 7. Desuperheater 8. Secondary Superheater (2R )
HRSG
12
a. Preheater (PHR) Pre Heater berfungsi menaikkan temperatur air kondensat. Air yang ma uk ke preheater
berasal dari kondensor ya ng dipompa oleh Condenser Extraction P mp (CEP). Air kondensat yang keluar dari reheater suhunya akan naik sampai sekitar 125 °C. Apabila turbin gas mengg nakan bahan bakar minyak, air kondensat t idak dilewatkan preheater , karena bahan b akar minyak mempunyai kandungan sulfur tinggi. sehingga
dikhawatirkan terjadi endap n sulfur pada preheater . Sementara itu, bahan bakar gas sedikit atau sangat kecil kandungan sulfurnya. b. HP Economizer HP Economizer HP Economizer mempunyai fungsi yang sama dengan LP Economizer .
amun, pada HP
terdiri dari HP Primary (1RY) Economizer dan HP Secondary (2RY) Eco omizer . Dimana HP Secondary Economizer Secondary Economizer emiliki temperatur yang lebih tinggi dari pada Primay
c. HP Steam Drum Steam Drum
Pada prinsipnya, HP steam drum sama dengan LP steam drum. Yang me bedakan hanya tekanan pada HP steam dru
Steam Drum juga terdapat HCV - HP lebih tinggi. Pada HP Steam Drum
Feed Water Control Valve.
d. HP Boiler HP Boiler Circulation Pum Pum HP Boiler Circulation P mp Berfungsi mempompa air dari HP Dr m melalui HP Evaporator .
Gambar 2.6 P Boiler P Boiler Circulation Pump Pump (PJB Gresik)
HRSG
13
e. HP Evaporator HP Evaporator HP Evaporator berfungsi untuk menguapkan air bertekanan tinggi
ang masuk ke
dalamnya, sehingga berubah dari fase air menjadi fase uap kering (superheat ed). ed). f. Primary Superheater (1RY Primary Superheater Berfungsi untuk menaikkan temperatur uap yang berasal dari HP Evaporator , sehingga menjadi uap superheat .
g. Desuperheater Desuperheater Berfungsi untuk mengatur temperatur , dimana temperarure HP steam dijaga
pada set 507°C menghindari temperatur lebih atau kurang dengan cara menyemprotkan steam yang berasal dari Deaerator .
h. Secondary Superheater (2RY) Secondary Superheater me punyai fungsi sama dengan Primary Superheater . Prosesnya
uap dari Primary Superh ater menuju Secondary Superheater , dan selanjutnya uap superheat er er tersebut masuk e HP Steam Turbin.
2.2.3. Komponen Lainnya
Komponen HRSG lainnya sebagai erikut :
WEATHER D MPER
Kompo en Lain Pada HRSG (PJB Gresik)
HRSG
14
a. Exhaust Damper Damper Exhaust Damper berfungsi sebagai pengatur laluan gas buang dari turbin ga s menuju bypass stack untuk open cycle atau e HRSG untuk combined cycle combined cycle.
b. Weather Damper Weather Damper berfungsi untuk menutup outlet HRSG apabila sedang tidak beroperasi
agar tidak kemasukan air hu an.
2.3
SISTEM KERJA
2.3.1. Sistem Kerja HRSG
Gambar 2.7
iklus Air and Steam and Steam di HRSG (PJB Gresik)
Gambar 2.8 menunjukkan sistem kerja HRSG. Sistem kerja HRSG dimulai dengan masuknya gas buang dari hasil pr ses turbin gas ( open cycle) ke dalam HRSG. Gas buang yang masuk mempunyai temperatur yang masih tinggi, yaitu sekitar 540°C hingga dapat digunakan untuk
HRSG
15
memanaskan air dan membentuk u p di HRSG. Di dalam HRSG terdapat pipa-pip kecil melintang atau yang disebut dengan tube-tube. Isinya adalah air, yang nantinya akan dipanas i oleh gas buang yang masuk, sehingga berubah men adi uap. Proses pemanasan air dimulai dari bagian paling atas, yaitu air kondens at dipompa oleh condensate extraction pump dipa askan di preheater . Kemudian masuk ke d eaerator . Untuk
menghilangkan kandungan udara d n zat-zat terlarut pada air kondensat, air konde nsat yang masuk ke deaerator di-spray dengan u p tekanan rendah sehingga juga menaikkan temperatur air kondensat. Kemudian dari deaerat r , untuk air tekanan rendah ( low pressure) dipompa oleh LP boiler feed pump ( LP LP BFP) masuk e LP economizer , lalu masuk ke LP prum LP prum. Selanjutnya dipompa LP BCP), dan dilewatkan melalui LP evapo ator . Di sini air dengan LP boiler circulation pump ( LP
bertekanan rendah tersebut akan m ningkat temperaturnya, dan selanjutnya dialir an ke LP steam drum untuk dipisahkan antara air dan uap. Untuk airnya ditampung di bagi n bawah drum,
sedangkan uapnya disalurkan ke LP steam turbine. HP), dari Deaerator , air dipompa oleh HP Boiler HP Boiler Feed Sementara itu di sisi High Pressure ( HP Pump ( HP HP BFP) masuk ke HP Pri ary Economizer ary Economizer , lalu ke HP Secondary Econo Secondary Econo izer , dan masuk
ke HP Drum HP Drum. Selanjutnya dipompa oleh HP Boiler HP Boiler Circulation Circulatio n Pump ( HP HP BCP) ke HP Evaporator HP Evaporator , sehingga air bertekanan tinggi terse ut akan meningkat temperaturnya. Dan selanju tnya dialirkan ke HP Drum untuk dipisahkan antara air dan uap. Air ditampung di bagian ba ah drum untuk
disirkulasikan lagi. Untuk steam-ny menuju ke Primary Superheater . Sebelum dialirkan ke HP St am Turbin, uap kering yang terbentuk terlebih dahulu dialirkan ke Primary Superheat er er dan Secondary Superheat er. er. Fungsinya untuk menaikka temperatur uap kering tersebut hingga menjadi ua superheat sebelum digunakan dalam proses
PSteam Turbin,
Diantara Primary Superheat er er dan Secondary Superheat er er terdapat Desuperheater yang berfungsi untuk mengatur temperatur , dima a temperarure HP steam dijaga pada set 507 °C. menghindari temperatur lebih atau kurang.
2.3.2. Set Point Parameter
Pada umumnya setiap peralatan memiliki set point kondisi normal
perasi. Apabila
peralatan tersebut bekerja di atas/ awah ambang batas toleransi, maka peralatan tersebut harus diperiksa atau dimatikan untuk p rbaikan sebagai bagian dari sistem proteksi. Sistem proteksi berfungsi sebagai pencegahan terh dap suatu hal yang dapat membahayakan siste m atau instalasi. Adapun beberapa set point yang ad dalam peralatan HRSG adalah seperti dalam ta bel berikut :
HRSG
16
Tabel 1. HRSG Set Points
(Sumber : PLTGU Gresik)
HRSG
17
BAB III PEMELI ARAAN & PROTEKSI HRSG 3.1. PEMELIHARAAN 3.1.1
Cleaning Outside HRSG
Gas buang yang merupakan h asil pembakaran HSD banyak mengandung s lfur dan karbon dimana pada jangka panjang akan terakumulasi pada finned tube HRSG sehing a menyebabkan korosi. Untuk menghilangkan akumulasi kotoran diperlukan bahan kimia pem ersih (cleaner ). ). Pembersihan (cleaning) pada outsi e HRSG dapat dilakukan dengan metode Chemical. Chemical cleaning pada outside HRSG dilak anakan jika perhitungan efisiensi unit telah tur n minimal 10%
dari kondisi normal. Proses cleani g ini dilaksanakan saat unit (gas turbin dan
RSG) shutdown
Major Inspection (MI) tau Simple Inspection (SI). Waktu pengerjaannya minimal 11 pada saat Major Inspection
hari. Pekerjaan Chemical cleaning cleaning pad outside HRSG dibagi atas tiga tahapan. 1. Tahap Persiapan mekanik dan electrical di HRSG meliputi :
Inspeksi line injeksi HRSG.
Pemasangan sistem inj ksi bahan kimia, yaitu berupa pemasangan po mpa, tangki dan pipa-pipa.
Pemasangan line electrical.
Pemasangan jalur pemb angan limbah.
2. Cleaning HRSG atau injeksi water jet Chemical cleaning cleaning HRSG melipu i:
Pengolahan bahan kimi
Injeksi bahan kimia
Water jet bahan kimia
Pekerjaan Pasivasi dan embilasan.
3. Inspeksi HRSG meliputi:
Inspeksi setelah pembil san atau pre rinsing
Inspeksi HRSG selesai ekerjaan
Mobilisasi
HRSG
18
Uraian pekerjaan Chemical clean clean ng pada outside HRSG adalah sebagai berik ut :
1. Petugas laboratorium, renda l pemeliharaan, dan rendal operasi melakukan i speksi ke dalam ruang HRSG. Pelaksanaan ya dilakukan setelah unit shutdown dan se elah temperatur dalam ruang HRSG mendek ati temperatur lingkungan, yaitu sekitar 2 hari s telah shutdown. Hal-hal yang dilakukan pad saat inspeksi adalah mengambil foto dan mengambil kerak atau kotoran-kotoran. Dari ba yaknya kotoran atau kerak dapat dibukt ikan kebenaran perhitungan bahwa pada daerah-daerah di HRSG nilai efisiensinya telah menurun. Kebenaran perhitungan ters but dapat dibuktikan dengan banyaknya kotor an-kotoran yang menutup vime tube HRSG.
Gambar 3.1 Kotoran-kotoran pada Fined Tube HRSG (PJB Gr esik)
2. Apabila pembuktian bahwa telah terdapat kotoran-kotoran berupa deposit, produk karat, atau carbon residu dalam jumlah besar sudah dilakukan dan dinyataka inspeksi dapat membuat
benar, petugas
erita acara. Berita acara tersebut menyatak n bahwa harus
dilakukan Chemical cleani g pada unit. Sementara itu, petugas laboratori um menganalisa kotoran-kotoran tersebut de gan test pH 1%. Hasil analisa dari test tersebut digunakan untuk menentukan formula kimia ang tepat bagi proses cleaning selanjutnya. 3. Petugas laboratorium mem nggil pihak ketiga atau pelaksana cleaning untuk melakukan simulasi cleaning dan mene tukan formula kimia yang tepat. 4. Selanjutnya pihak ketiga dapat mulai membuat formula kimia untuk sulfu r Remover , yang terdiri dari:
TSP atau trisodium pho hate (Na3PO4) = 2%
Sodium hidroksida (Na H) = 0,6%
Sodium nitrit (NaNO2)
HRSG
0,20%
19
Semua unsur di atas hares dijaga nilai pH-nya antara 12 hingga 13. K nsentrasi NaOH hendaknya mengikuti hasil uji laboratorium, yaitu tes pH 1% dari kotoran-kotoran tersebut. Setelah semua tahapan di atas,
ihak ketiga mulai melaksanakan Chemical
leaning. Waktu
pengerjaannya selama 11 hari sebelum unit start. Hal tersebut dimaksudkan agar setelah cleaning HRSG dilaksanakan, atau langsun g start operasi, butiran air pada vime tubes langsung kering. Sehingga dapat terhindar dari korosi yang berkelanjutan.
Tahapan chemical cleaning cleaning sebag i berikut. 1. Tahap Sulfur Remover
Pekerjaan pembersihan
RSG dimulai dari bagian yang paling rendah engan memakai
sulfur Remover . Tujuannya, agar pH pada saat pembersihan tetap dij ga sekitar pH 5 hingga 7, sehingga tid k terjadi korosi pada ruang HRSG. Korosi d apat terjadi jika kandungan sulfur yang terdapat di tube HRSG sangat banyak, sehin gga pada waktu pembersihan dapat menimbulkan penurunan nilai pH pada unit atau tube di bawahnya. Urutan tempat pengerjaannya adalah: SH2, SHI, HP Evaporator , HP Economizer , LP Evaporator , LP Econo izer dan Pre Heater. Pembersihan dilakuka
dengan pompa
2
sentrifugal bertekanan sekitar 6 Kg/cm menggunakan bahan sulfur Re over . Selain itu perlu selalu dijaga agar bahan kimia yang disiramkan dengan pompa tersebut berada pada pH 12-13.
PRE HEATER
LP ECON
LP EVAP
HP ECON
HP EVAP
1RY S.H.
2RY S.H.
Gambar 3.2
HRSG
rutan Pembersihan Bagian-Bagian HRSG 20
Kemudian dilanjutkan engan proses yang sama, tetapi pekerjaannya d ilakukan dengan LP Economizer , LP Evaporator LP Evaporator , HP Economizer HP Economizer , urutan yang sebaliknya : Pre Heater, LP Economizer HP Evaporator , SH 1, dan SH2. Kontrol terhadap nilai pH tetap d ilakukan selama
pekerjaan, yakni menja a nilai pH 5 atau lebih.
Selama proses pembersihan, pH clan konsentrasi Chemical yang mas k dalam pompa dimonitor agar tetap p da nilai pH 12-13. Artinya pH dalam tangki berkisar 12-13. Tujuannya, agar kerak ang sebagian terdiri dari karat dan debu sisa p embakaran yang melekat pada dinding pipa HRSG tersebut dapat larut. Selain itu kontr ol terhadap nilai pH selama pekerjaan t tap dilakukan, agar tidak menimbulkan pen runan pH yang besar, yaitu pH di bawa 5.0.
Nilai pH hasil akhir da i pekerjaan tahap ini adalah berkisar pH 5.0 - 9,0. Tergantung daerah dimana deposit i u berada, makin banyak deposit makin kecil nil ai pHnya.
2. Tahap Carbon Remover
Setelah penyiraman dengan bahan kimia sulfur Remover , akan dil njutkan dengan tahapan Carbon Remo er , dengan menggunakan bahan kimia deterj en ditambahkan dengan wetting agent d ngan pH 7. Pemakaiannya disesuaikan denga kondisi deposit yang tertinggal selama pekerjaan sulfur Remover . pekerjaan ini dilakukan dengan pompa bertekanan 200- 00 Bar. Pekerjaannya dilakukan degnan urutan sebagai berikut: LP Econom zer , LP Evaporator LP Evaporator , HP Economizer HP Economizer , HP Evap HP Evap rator , SH1, dan Pre Heater, LP Econom
SH2. Kontrol pH juga dilakukan selama pekerjaan ini, yakni dijaga gar pH berkisar antara 5-6.
Nilai pH hasil akhir dari pekerjaan ini adalah sekitar 5,5 sampai 6,0.
3. Tahap Prerinsing
Prerinsing atau pembilasan dilakukan untuk menghilangkan sifat-si fat bahan kimia
sulfur Remover dan C rbon Remover yang telah dilakukan pada ta ap sebelumnya. Pembilasan ini dilakuk an dengan menggunakan service water (Prerinsing). Urutan LP Economizer , LP Evaporator LP Evaporator , HP Economizer , HP pekerjaannya adalah: Pre Heater, LP Economizer Evaporator , SH1, dan
H2. Kontrol terhadap nilai pH dilakukan unt k menjaga nilai
pH sebesar 6 atau sama dengan air supply, yaitu pH 7.
Nilai pH hasil akhir dari pekerjaan ini adalah sekitar 6,5 sampai 7,0
4. Tahap Pasivasi
Setelah dilakukan Che ical cleaning, perlu dilakukan Pasivasi, yaitu upaya untuk menjaga pipa-pipa H SG dalam keadaan aman dari sisa bahan kimia. Pasivasi
HRSG
21
dilakukan menggunakan ammonia (buffer) dan'pasivator. Pasivato r berupa bahan campuran dari NaNO 2 sebesar 0,5% dan (NH 4)2CO3 sebesar ditambah dengan NH 4
,25% kemudian
H, nilai pH 9,50-10,0.
Pasivasi dilakukan ber rutan mulai dari SH2, SH1, HP Evaporator , HP Economizer , LP Evaporator LP Evaporator , LP Eco LP Eco omizer , sampai Pre Heater.
Nilai pH hasil akhir dari pekerjaan ini adalah sebesar pH 9,50.
Setelah itu dilakukan s tling atau didiamkan selama 24 jam, maksu nya agar terjadi reaksi yang sempurna ( embuatan film).
5. Tahap Flushing
Pembilasan dan flushin dilakukan untuk mengontrol nilai pH tetap am an pada material HRSG. Urutan pekerja nnya adalah: Pre Heater, LP Economizer , LP Evaporator , HP Economizer , HP Evapo HP Evaporator , SH1 dan SH2. Kontrol terhadap nilai p
pada pekerjaan
ini dilakukan untuk men jaga pH 7,0-7,5.
Nilai pH hasil akhir dari pekerjaan ini adalah 7,0 –7,3.
Saat berlangsungnya chemical cleaning, petugas laboratorium harus stan d by agar dapat mengikuti seluruh proses, dan hen aknya dapat terns mengikuti proses ini hingga selesai. Petugas laboratorium harus tetap mengawasi dan menganalisa hal-hal berikut.:
pH larutan cleaner , dalam h l ini sulfur Remover pH larutan Pasivasi Residual Pasivasi
pH larutan residual cleaner
pH residual rinsing, dan
Final flushing setiap manhole
(a) Sebelum Gambar 3.3
HRSG
(b) Sesudah asil Chemical Cleaning HRSG (PJB Gresik) 22
3.1.2 Preservasi
Preservasi adalah proses pe buangan sisa-sisa oksigen di dalam steam dru . Apabila steam tidak dipergunakan dalam jangka waktu yang cukup lama (sekitar 1 minggu), mak di dalam steam drum akan banyak terdapat udara yang berasal dari luar. Dimana udara yang men andung oksigen tersebut dapat bersifat korosif.
leh karena itu, oksigen tersebut perlu dihi langkan dengan
preservasi sebelum dilakukan start perasi. Preservasi dapat dilakukan dengan 2 car a, yaitu :
a) Wet preservasi Wet preservasi adalah pe bersihan steam drum menggunakan hidrasin. Apabila steam
drum digunakan dalam jangka waktu yang lama, digunakan hidrasin p kat. Sedangkan untuk jangka waktu sebent r, cukup menggunakan hidrasin ringan. Karen a untuk hidrasin pekat, perlu dilakukan pembilasan kembali untuk menghilangkan sisa-sisa c airan hidrasin. Venting
STEAM DRUM EVAPORATOR
BCP
Injection Point Blowdown
G mbar 3.4 Skema Wet Preservasi
Cairan hidrasin diinjeksikan ke dalam steam drum lewat inject on point hingga penuh. Agar udara dapat k eluar melalui venting. Setelah penuh, hidras n disirkulasikan hingga evaporator menggu akan BCP selama setengah jam. Setelah itu,
idrasin di drain
melalui blowdown. Wet preservasi sering dilakukan untuk pembersihan steam drum pada HRSG PJB Gresik.
b) Dry preservasi Dry preservasi adalah pembersihan steam drum menggunakan gas N 2. Sebelumnya, air
dalam steam drum dikeluarkan terlebih dahulu. Kemudian gas N2 di injeksikan ke dalam
HRSG
23
steam drum untuk mengik t oksigen yang ada di dalamnya. Namun, metode ini jarang
digunakan karena biaya ope asi yang mahal.
3.1.3
Kebocoran-kebocoran HR SG
Kebocoran terjadi pada tube-tube HRSG yang berjumlah banyak. Kejadian ini pernah terjadi di seluruh bagian HRSG, baik ada preheater, economizer, evaporator atau un superheat er. er. Penyebabnya karena lifetime peralatan, atau disebabkan karena mutu air yang tida k sesuai standar. Jenis kebocoran berupa retak atau bahkan terjadi lubang. Kebocoran akan mengaki atkan terjadinya thermal stress, sehingga menyebabk an tube akan pecah. Kebocoran kecil dapat dik tahui pada saat pelaksanaan inspeksi berkal a atau saat unit sedang shut down. Sedangkan kebo coran yang besar dapat diketahui pada saat ope rasi. Indikasinya dari pemakaian air yang sangat ba yak. Kondisi tersebut disimpulkan dari perba dingan air yang dibutuhkan ( feed water ) dan uap ya g dihasilkan. Misalnya, pada kondisi beban pe uh produksi uap 160 ton/hour, sedangkan feed wat r terdapat 180 ton/hour. Dari data tersebut d pat disimpulkan bahwa terjadi kehilangan air sebes r 20 ton air tiap jam, sementara toleransinya
anya 5 – 10 ton
tiap jam. Kebocoran kecil diketahui dengan mengamati drain plug HRSG,
aitu ada valve
pembuangan pada sisi barat dan sisi timur dibuka. Apabila terdapat tetesan air , terutama tidak sedang hujan, berarti ada kebocor an. Indikasi lain, bila asap yang keluar dari stack berwarna keputih-putihan atau berbentuk uap, berarti telah terjadi kebocoran yang cukup bes r. Di Unit Pembangkitan Gresik pola start dan stop turbin gas terlalu sering terutama bahan bakar minyak, membuka kemungki an sering terjadi kebocoran karena thermal str ess terjadi secara berulang-ulang.
3.2. PROTEKSI
HRSG memiliki beberapa proteksi yang dimaksudkan untuk mengantisipa i apabila terjadi permasalahan pada boiler. Apaila terjadi kondisi berikut ini, maka signal akan diaktifkan untuk menutup exhaust damper PLTG s cara otomatis sehingga gas keluaran turbin di lewatkan bypass stack . Adapun kondisi tersebut adal h sebagai berikut :
1. Drum level low 2. Drum level high 3. BCP (boiler circulation pump) low 4. Tekanan gas duck high
HRSG
24
3.2.1. Drum Level Low
Minimum low lo w level steam d um adalah -700. Sedangkan kondisi trip apabila level -800. Hal
tersebut dapat dikarenakan adanya ebocoran.
3.2.2. Drum Level High Maksimum high level steam drum adalah +300. Sedangkan kondisi trip ap bila level +450.
Hal tersebut dapat dikarenakan p nurunan beban yang cepat, sehingga laju al iran steam juga berkurang dengan cepat.
3.2.3. BCP ( Boiler Boiler Circulation Pu mp) Low
BCP low apabila mass flow rate pada HP BCP < 720 Ton/jam atau LP BC P < 80 Ton/jam. Sedangkan trip terjadi apabila mass flow rate pada HP BCP < 285 Ton/jam atau LP BCP < 75 Ton/jam. Hal tersebut tersebut dapat dikar dikar nakan karena kapasitas pompa menurun atau avitasi. Kavitasi adalah peristiwa terbentuknya gel mbung-gelembung uap di dalam cairan yang dipompa akibat turunnya tekanan cairan sampai d i bawah tekanan uap jenuh cairan pada suhu operasi pompa. Kavitasi tersebut dapat mengakibat an kenaikan temperature pompa.
3.2.4. Tekanan Gas Duck High
Tekanan gas duck (gas ma uk HRSG) memiliki kondisi normal operasi 2 60-310 mmWC. Sedangkan trip apabila tekananya 600 mmWC. Hal tersebut dapat dikarenakan weather damper yang kurang menutup dengan sem purna atau penyempitan pada HRSG yang dis babkan kotoran yang berasal dari endapan gas p mbakaran. Terutama penggunaan bahan bak ar minyak akan banyak meninggalkan sisa sulfur.
HRSG
25
