BUKU ALAT BANTU PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) DARI KELAS 5J TEKNIK KONVERENSI ENERGI 2008

BUKU ALAT BANTU PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) DARI KELAS 5J TEKNIK KONVERENSI ENERGI

Editor : 

Abdul Jabbar



Handika Adetiya



Aji Rudi harianto



Kayus Klemen Sinambela



Alfian Syafi’i



Muhammad Ikhsan



Azi Fahmi



Muhammad Yusuf



Aztrid Nurmalitawati



Nanang Nuryaman



Dwi Nurhayadi



Nasih Udin



Fariz itsnarizka



Rudolf Frengki Manurung



Fisca Lasmaria



Rudi Setiawan



Freddy Setia



Sandy Pria Prayoga



Haga Badirafi



Siti Marwah Syarif

Politeknik Negeri Jakarta

PERALATAN AIR PENGISI

6.1.

Pengertian Peralatan Air Pengisi

Dalam suatu pembangkit listrik, selain generator sebagai peralatan utama, dibutuhkan peralatan pendukung yang salah satunya adalah peralatan air pengisi Sebelum masuk ke dalam proses produksi energi listrik di PLTU, akan kita bahas terlebih dahulu proses pengolahan air sebagai komponen dalam proses PLTU itu sendiri. Bagi PLTU, air memegang peranan sangat penting karena air digunakan sebagai media kerja yang diproses untuk membentuk uap (steam). Selain itu, air juga digunakan sebagai media pendingin peralatan-peralatan yang digunakan di PLTU sehingga kualitas air tidak boleh diabaikan. Air yang disirkulasikan di dalam PLTU harus memenuhi kriteria-kriteria tertentu. Jika kualitas air diabaikan, maka akan timbul beberapa masalah yang tidak diinginkan dan akan mengganggu proses produksi listrik. Begitu juga dengan air limbah, sebelum dibuang harus diolah terlebih dahulu dan proses pembuangannya juga harus diatur dengan baik agar tidak mencemari lingkungan di sekitarnya.

Teknik Konverensi Energi 2008

66


6.2

Skema Alat


67


6.3

Komponen Air Pengisi, Gambar dan Fungsinya 6.3.1 Pompa Pada pembangkit tenaga listrik terdapat nama-nama : pompa boiler (boiler feeds pumps), condensate pumps, reactor pumps, storage pumps dan lain-lain.  Circulating Water Pump Motor CWP (circulating water pump) menerapkan salah satu peralatan yang memegang peranan penting dalam proses penyediaan sirkulasi air bagi kondenser pada pusat pembangkit tenaga listrik jenis thermal. Dalam pengoperasiannya motor CWP ini dilengkapi dengan peralatan pengaman yang berfungsi untuk melindungi motor dari segala gangguan yang akan terjadi, dimana gangguan tersebut dapat terjadi setiap saat bersifat merusak sehingga motor dapat diamankan sedini ini mungkin.

Circulating Water Pump  Distilate Wate Pump Distilate water pump berfungsi untuk memompakan air dari Desalination Plant ke Demineralized Water Tank.


68


 Demin Water Pump Demin Water Pump berfungsi untuk memompa air dari raw water tank ke demineralized water tank. Make up water pump yang digunakan sebanyak satu unit dengan kapasitas 80 m3/jam dengan total head 60 m dan daya motor 22 kW serta tegangan 440 V.  Make up water pump Make up water pump berfungsi untuk mensirkulasikan atau memompa air dari demineralized water tank ke condensor.

 Condensate Pump Condensate pump berfungsi untuk memompa air dari condenser menuju ke LP Heater. Pada condensate pump tidak ada katub atau sistem pendinginan kaitan yang diperlukan. Mengukur aktivasi sangat perlu.Pada 1 kg uap air diperlukan untuk memompa

1000

liter

kondensasi,

yaitu

biasanya

dipulihkan

pada

pengkondensasian.


69

saat


Gambar condensate pump  Pompa Boiler (Boiler Feed Pumps) Aplikasi Pompa Boiler digunakan untuk air umpan boiler.

GAMBAR BOILER FEED PUMPS

6.3.2 Desalination Plant Desalination plant merupakan proses pengolahan air laut menjadi air tawar dengan cara memisahkan air laut dengan kandungan garamnya. Desalinasi menerapkan prinsip penguapan dan desalinasi. Setelah mengalami proses pemanasan, air akan berubah menjadi uap dan keraknya akan tertinggal pada tempat penguapan. Kemudian uap yang tebentuk dikondensasikan dan akan terbentuk air destilasi atau air murni.


70

Politeknik Negeri Jakarta Desalination plant terdiri dari sebelas tingkat yang tiap tingkatannya terdiri atas dua ruangan (chamber) yaitu ruang penguapan (flash chamber) dan ruang kondensasi (condensation chamber). Air lalu dipompa dan dialirkan ke pipa-pipa penukar kalor yang terletak di ruang kondensasi. Air laut tersebut dipanasi dengan menggunakan uap bekas (ex steam). Uap pemanas pada brine heater diambil dari uap. Dari brine heater, air laut dialirkan ke dalam ruang penguapan tingkat pertama. Setiap tingkat pada desalination plant dibuat vakum dengan menggunakan ejector uap. Kevakuman pada masing masing tingkat dibuat berbeda sehingga tetap terjadi proses penguapan pada tiap tingkat meskipun saat melewati setiap tingkat temperatur brine semakin rendah. Temperatur tingkat pertama lebih tinggi daripada tingkat kedua, temperatur tingkat kedua lebih tinggi daripada tingkat ketiga dan begitu seterusnya sehingga kevakuman paling tinggi adalah pada tingkat terakhir. Pada tingkat pertama, pada temperatur paling tinggi terjadi proses penguapan air laut. Uap yang terbentuk mengalir ke ruang kondensasi yang selanjutnya terkondensasi hingga diperoleh air destilasi. Sisa air laut yang belum mengalami penguapan pada tingkat pertama dialirkan ke tingkat kedua. Kevakuman tingkat kedua lebih tinggi dari tingkat pertama, sehingga sisa air laut tersebut akan mengalami penguapan pada tingkat kedua. Selanjutnya uap ini akan terkodensasikan hingga diperoleh air destilasi dari tingkat kedua. Begitu seterusnya sampai pada tingkat kesebelas dengan kevakuman yang lebih tinggi. Air destilasi dari tingkat pertama sampai tingat kesebelas dikumpulkan menjadi air destilasi total. Air destilasi total tersebut dipompa ke tangki penampung (raw water tank). Sedangkan air laut sisa dari tingkat kesebelas mengandung kadar garam dengan konsentrasi tinggi sehingga dibuang dengan menggunakan pompa brine.


71


6.3.3 Water Tank  Raw water tank / backwash tank Raw water tank merupakan tangki penampung air tawar yang dihasilkan oleh desalination plant.  Demineralized water tank Merupakan tangki penampung air pengisi boiler yang dihasilkan water treatment equipment.


72


6.3.4 Water Treatment / Demineralized Plant Air destilasi yang diperoleh dari proses desalination plant yang ditampung dengan raw water tank belum memenuhi syarat untuk pengisian boiler. Sehingga perlu diolah kembali melalui peralatan water treatment. Dari raw water tank, air dipompa ke water treatment. Selanjutnya air tersebut melalui pre-filter air dan juga diberi mix bed polisher yang terdapat bahan kimia anion resin yang dapat mengikat ion negatif dan kation resin yang dapat mengikat ion positif. Ion-ion yang terdapat pada water tank adalah ion positif Na+ dan ion negatif Cl-. Dengan banyaknya ion yang menempel pada mix bed polisher, maka kemungkinan besar air menjadi jenuh sehingga mempengaruhi proses penyaringan. Untuk itu perlu dihilangkan dengan menggunakan hydrolic acid, cautic sods dan dibantu panas uap dari boiler. Air yang telah dihilangkan mineralnya (demineralized water) ditampung dalam tangki penambah (demineralized water tank) yang selanjutnya akan digunakan dalam proses berikutnya untuk air penambah atau pengisi di boiler.


73

Politeknik Negeri Jakarta 6.3.5 Daerator Berfungsi untuk menyerap atau menghilangkan gas – gas yang terkandung pada air pengisi Boiler, terutama gas O2, karena gas ini akan menimbulkan korosi. Gas – gas lain yang cukup berbahya adalah karbon dioksida (CO2). Gas O2 dan CO2 akan bereaksi dengan meterial Boiler dan menimbulkan korosi yang sangat merugikan. Prinsip kerjanya air yang masih mengandung O2 dan CO2 disemprotkan ke Steam Daerator, sehingga gas-gas tersebut diserap secara thermis dan dikeluarkan melalui valve pelepas udara/gas. Selain itu Daerator juga dapat menaikkan temperatur air pengisi Boiler (sampai 162

0

C). Penempatan posisi Daerator yang tinggi

memungkinkan pemberian suction heat yang cukup untuk Feed Water Pump. Dari Daerator air akan dipompa dengan tiga feed water pump, dua pompa yang tenaganya dari extraction IP Turbin disebut Turbine Driven Pump dan satu pompa yang digerakkan oleh motor disebut Motor Driven Pump, dimana kapasitas tiap pompa 100% menuju Feed Water Heater 6, 7 ,8 A-B dan akan menuju ke Economizer terus ke Steam Drum.

6.3.6 Heater A. High Pressure Heater HPH = High Presure Heater, Adalah pemanas air pengisi tekanan tinggi, dipasang setelah boiler feed pump, media panasnya adalah uap yang diambil dari turbin uap.


74


HP HEATER

High Pressure Heater (HP Heater) memiliki peran merupakan alat pemanas awal feed water sebelum masuk boiler oleh sebab itu perlatan ini berfungsi juga untuk menaikan effisiensi sistem secara keseleruhan, dalam pengoperasianya HP heater harus dijaga performanya karena berhubungan langsung dengan konsumsi batubara selain itu gangguan pada HP Heater juga berpengaruh terhadap target produksi karena untuk perbaikan unit harus derating, oleh sebab itu segala bentuk permasalahan yang berhubungan dengan peralatan ini harus segera di tindak lanjuti agar effisiensi sistem tetap terjaga. B. Low Pressure Heater LPH = Low Presure Heater, Adalah pemanas air pengisi tekanan rendah, dipasang setelah condensate pump, media panasnya adalah uap yang diambil dari turbin uap.

LP Heater Sebuah pemanas air umpan adalah dan-tabung penukar panas-shell. GEI designs and manufactures both low pressure heater and high pressure heaters which serves power Teknik Konverensi Energi 2008

75

Politeknik Negeri Jakarta plant up to 150 mw rating. GEI desain dan memproduksi baik pemanas tekanan rendah dan pemanas tekanan tinggi yang berfungsi pembangkit tenaga listrik sampai dengan 150mw rating. Feed water heater may be constructed suitably for horizontal or vertical installation, depending on the plant design requirement. pemanas air Feed dapat dibangun sesuai untuk instalasi horizontal atau vertikal, tergantung pada desain kebutuhan tanaman. The physical and thermal characteristics are vastly different for low and high pressure feed water heaters. Dan termal karakteristik fisik sangat berbeda untuk pakan pemanas air tekanan tinggi dan rendah. Each feed water will contain from one to three separate heat transfer areas or zones including the de-superheating, condensing and sub-cooling zones. Setiap air umpan akan berisi dari satu sampai tiga area perpindahan panas terpisah atau zona termasuk de-superheating, kondensasi dan sub-pendinginan zona. we offer admiralty brass / stainless steel tubes LP-heater and stainless steel tubed HP-heaters. kami menawarkan kuningan admiralty / tabung stainless steel LP-pemanas dan stainless steel tubed HP-pemanas


76


6.3 SISTEM OPERASI

Pengelolaan Air pada PLTU Tujuan utama pengelolaan air adalah untuk membuat air dimineral (air murni) dan mencegah terjadinya gangguan-gangguan yang diakibatkan oleh air yang masih mengandung ion-ion dan zat-zat vang dapat merusak pipa-pipa air yang ada di Boiler. Ganggungan-gangguan itu seperti kerak. korosi dan gangguan-gangguan lainnya. Proses pengolahan air ini dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut : a.

Tahap Penjernihan Air yang diambil dari laut dengan Bantuan pompa (Circulating Water Pump) dengan

putaran pompa yang cukup besar yaitu 1450 rpm. Air yang di pompa CWP masuk kedalam desalination plant disini air mengalami penjernihan dengan menggunakan tawas dan kapur, kemudian ke Raw Water Tank. b. Tahap Pemurnian Pada tahap pemurnian ini dilakukan dengan menggunakan peralatan-peralatan sebagai berikut : 

Penukar kation



Penukar Anion

Pada tahap pemurnian ini dapat dilakukan dengan cara mengalirkan air melintasi penukar ion (Condensate Polishing) bila ada, maupun secara kimia melalui penginjeksian bahan bahan kimia. Air yang sudah dijernihkan dengan tawas dan air kapur dialirkan ke sand filter kasar dan halus kemudian dialirkan ke rasin kation sebagai zat yang dapat menyerap ion positif. Kemudian dari proses penukaran kation, air dialirkan ke penukar anion (Anion Exchanger) pada proses ini digunakan Resin Anion yaitu proses penyerapan ion-ion negatif. Melalui proses pemumian intenal ini, maka pencemaran yang dapat mengakibatkan deposit maupun korosi pada komponen-komponen ketel dapat dihilangkan sehingga kualitas air menjadi lebih baik. c.

Proses Sirkulasi Air


77

Politeknik Negeri Jakarta Air yang sudah terbebas dari mineral biasa disebut dengan air murni (Air Dimineral) selanjutnya air dipompakan ke DWT (Demineralized Water Tank), dengan kapasitas 45000 liter, kemudian masuk ke condenser. Air yang masuk ke Condensor untuk mendinginkan uap dalam turbin setelah di dinginkan uap menjadi air. Air dialirkan ke Condensate Cooler setelah melewati condensate cooler dialirkan ke Low Press Heater (LPH). Di LPH air di panaskan dengan tekanan tingkat rendah. Air dari LPH kemudian menuju dearator yang Memiliki 2 fungsi utama yaitu untuk memanaskan air dan sekaligus menghilangkan gas-gas (non condensable gas) dari air Sesudah itu air dialirkan HPH dengan menggunakan Boiler Water Pump. Setelah air mengalami pemanasan tingkat tinggi di HPH. air dialirkan terus masuk ke Economiser lalu dari Economiser air masuk ke Boiler drum.

6.5

VARIABLE YANG DICATAT DARI PERALATAN AIR PENGISI

-

Pemantauan tinggi air atau jumlah air di dalam water tank.

-

Pengontrolan temperatur air dan tekanan air di heater (tekanan rendah dan tekanan tinggi).

6.6

PEMELIHARAAN Pemeliharaan pada peralatan air pengisi yang utama adalah melakukan pengurasan dan

pembersihan dan penambahan zat-zat kimia agar tidak terjadi korosi pada peralatan-peralatan tersebut. 

Pemeliharaan rutin Pemeliharaan rutin adalah pemeliharaan yang dilakukan secara rutin terhadap suatu peralatan yang menggunakan pelumas, filter, dan pendingin. Pekerjaan pemeliharaan rutin meliputi pemeriksaan, penambahan, penggantian, dan pembersihan.



Pemeliharaan Periodik Pemeliharaan Periodik dibedakan tiga macam : -

Simple Inspection (SI) Pemeliharaan jenis simple inspection dilakukan setiap jam kerja mesin mencapai 8.000 dan 24.000 dihitung sejak awal mesin dioperasikan. Scoope pekerjaan pada jenis pemeliharaan simple inspection yaitu Teknik Konverensi Energi 2008

78


-

a.

Pemeriksaan katup-katup

b.

Penggantian pelumas pada alat Bantu

c.

pembersihan pada alat pendingin dan pemanas

d.

Penyetelan alat pengatur

e.

Kalibrasi alat ukur

f.

Pengujian alat pengaman

Mean Inspection Pemeliharaan jenis mean inspection dilakukan setiap jam kerja mesin mencapai 16.000. Scoope pekerjaan pada jenis pemeliharaan mean inspection meliputi penggantian komponen pada alat-alat bantu yang yang ada batas jam kerjanya. Disamping pemeliharaan alat-alat Bantu, pemeliharaan jenis ME juga dilakukan pemeriksaan komponen pada mesin utama.

-

Serious Inspection (SE) Pemeliharaan jenis SE dilakukan pada setiap jam kerja mesin mencapai 32.000. Scope pekerjaan pada pemeliharaan jenis SE meliputi penggantian komponen pada alat-alat Bantu dan komponen pada mesin utama. Untuk siklus pemeliharaan periodic selanjutnya dimulai kembali dari 0 terhitung sejak pemeliharaan SE.



Pemeliharaan Preventive Pemeliharaan Preventive adalah pemeliharaan yang pelaksanaannya

direncanakan

lebih dahulu atas dasar pengamatan terhadap suatu peralatan yang dinilai peralatan tersebut mengalami perubahan kondisi dan dapat menimbulkan kerugian, gangguan atau kerusakan. 

Pemeliharaan Corrective Pemeliharaan corrective adalah pemeliharaan yang sifatnya perbaikan/penggantian material atau penyetelan peralatan akibatnya terjadinya gangguan yang tidak dikehendaki.


79


PERALATAN TEKAN UDARA 7.1 Peralatan Tekan Udara industri pembangkit listrik menggunakan udara tekan untuk seluruh operasi produksinya, yang dihasilkan oleh unit udara tekan yang berkisar dari 5 horsepower (hp) sampai lebih 50.000 hp. menurut data statistik pada tahun 2003 melaporkan bahwa 70 sampai 90 persen udara tekan hilang dalam bentuk panas yang tidak dapat digunakan, gesekan, salah penggunaan dan kebisingan. Sehingga, kompresor dan sistim udara tekan menjadi area penting untuk meningkatkan efisiensi energi pada industri pembangkit listrik. Merupakan catatan yang berharga bahwa biaya untuk menjalankan sistim udara tekan jauh lebih tinggi daripada harga kompresor itu sendiri. Penghematan energi dari perbaikan sistim dapat berkisar dari 20 sampai 50 persen atau lebih dari pemakaian listrik, menghasilkan ribuan bahkan ratusan ribu dolar. Sistim udara tekan yang dikelola dengan benar dapat menghemat energi, mengurangi perawatan, menurunkan waktu penghentian operasi, meningkatkan produksi, dan meningkatkan kualitas. Dalam usaha melakukan proses pembangkitan listrik, PLTU melakukan berbagai macam pengaturan aliran fluida kerja sesuai dengan kebutuhan proses produksi. Operator melakukan tindakan pengaturan aliran fluida kerja dengan menggunakan katup. Katup – katup ini sendiri terdiri dari berbagai macam bentuk dan sistem penggeraknya (actuator). Actuator – actuator ini memiliki tipe sesuai dengan kebutuhan dari sistem dan fluida kerja. Berikut adalah beberapa jenis actuator : a) Motorized operation valve adalah katup yang menggunakan motor listrik sebagai system penggeraknya. b) Electro-hydraulic operation valve adalah katup yang menggunakan system hidrolik sebagai penggeraknya. Katup jenis ini digunakan sebagai pengatur fluida kerja bertekanan tinggi atau bervolume besar tetapi memiliki respon (kecepatan) yang sangat lambat. c) Manual atau hand wheel operation valve adalah katup yang dioperasikan dengan menggunakan tangan yang biasanya digunakan sebagai isolasi system. Teknik Konverensi Energi 2008

80

Politeknik Negeri Jakarta d) Spring operation valve adalah katup yang memanfaatkan daya tekan pegas dalam pengoperasiannya di mana biasanya digunakan sebagai pengaman sistem bertekanan tinggi. e) Electro-pneumatic operation valve adalah katup yang menggunakan sistem pneumatic sebagai penggeraknya. Katup jenis ini digunakan sebagai pengatur fluida kerja yang membutuhkan respon cepat sehingga keberadaannya termasuk sangat dibutuhkan dalam mengatur sistem yang mudah berfluktuasi. f) Electro-hydraulic-pneumatic operation valve adalah katup yang merupakan integrasi dari sistem hydraulic dan pneumatic. Selain katup beractuator pneumatic, sistem udara kompresi ini juga menunjang peralatan yang membutuhkan sumber udara tekan lainnya seperti oil gun yang berfungsi sebagai pembakar solar pada saat proses start up.

sistem pneumatic pasti membutuhkan compressed air system sebagai compressed air source. Di PLTU Labuan khususnya, compressed air system terbagi menjadi 2 sistem yaitu instrument air system dan service air system. Instrument air system adalah sistem yang berfungsi Teknik Konverensi Energi 2008

81

Politeknik Negeri Jakarta sebagai sumber udara kompresi guna menunjang sistem pneumatic dari katup – katup electropneumatic dan peralatan lainnya yang membutuhkan udara kompresi dalam beroperasi sedangkan service air system berfungsi sebagai sumber udara kompresi yang digunakan untuk menunjang teknisi pemeliharaan dalam melakukan proses cleaning atau kegiatan pemeliharaan lainnya. 7.2

Komponen Utama Sistim Udara Tekan Sistim udara tekan terdiri dari komponen utama berikut: Penyaring udara masuk, pendingin

antar tahap, after-coolers, pengering udara, traps pengeluaran kadar air, penerima, jaringan pemipaan, penyaring, pengatur dan pelumasan. 

Filter Udara Masuk: Mencegah debu masuk kompresor; Debu menyebabkan lengketnya katup/ kran, merusak silinder dan pemakaian yang berlebihan.



Pendingin antar tahap: Menurunan suhu udara sebelum masuk ke tahap berikutnya untuk mengurangi kerja kompresi dan meningkatkan efisiensi. Biasanya digunakan pendingin air.



After-Coolers: Tujuannya adalah membuang kadar air dalam udara dengan penurunan suhu dalam penukar panas berpendingin air.



Pengering Udara: Sisa-sisa kadar air setelah after-cooler dihilangkan dengan menggunakan pengering udara, karena udara tekan untuk keperluan instrumen dan peralatan pneumatic harus bebas dari kadar air. Kadar air dihilangkan dengan menggunakan adsorben seperti gelsilika/ karbon aktif, atau pengering refrigeran, atau panas dari pengering kompresor itu sendiri.



Traps Pengeluaran Kadar Air: Trap pengeluaran kadar air diguakan untuk membuang kadar air dalam udara tekan. Trap tersebut menyerupai steam traps. Berbagai jenis trap yang digunakan adalah kran pengeluaran manual, klep pengeluaran otomatis atau yangberdasarkan waktu dll.



Penerima: Penerima udara disediakan sebagai penyimpan dan penghalus denyut keluaran udara – mengurangi variasi tekanan dari kompresor.



Kompressor : Dalam sistem udara kompresi, kompressor merupakan jantung sistem ini karena peralatan ini merupakan produsen dari udara kompresi

Dalam

melakukan

pengoperasiannya

beberapa

pembangkit

listrik

menggunakan

compressor berjenis reciprocating karena jenis compressor ini menghasilkan tekanan, kapasitas Teknik Konverensi Energi 2008

82

Politeknik Negeri Jakarta dan temperature paling tinggi. Selain itu, life time dan performa yang tinggi membuat compressor jenis ini digunakan sebagai jantung sistem udara kompresi. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut : 1) Pada saat penggerak (biasanya menggunakan motor listrik) berputar 180º pertama maka crankshaft yang terhubung langsung akan menarik connecting rod sehingga piston berada pada titik batas bawah. Akibat pergerakan ini, daya hisap pun muncul sehingga membuat spring loaded suction valve terbuka dan udara dari atmosfer terhisap. 2) Pada saat penggerak berputar 180º kedua maka crankshaft akan mendorong connecting rod sehingga piston berada pada titik batas atas. Akibat pergerakan ini, daya tekan pun muncul hingga spring loaded discharge valve yang telah diatur tekanan outputnya. Setelah tekanan yang dihasilkan mencapai setting, maka spring loaded discharge valve akan membuka dan mengalirkan udara kompresi pada discharge line.

Walaupun memiliki kapasitas dan hasil tekanan yang tinggi, compressor jenis ini membutuhkan energy yang besar sehingga untuk pembangkit – pembangkit baru lebih menggunakan compressor berjenis ulir atau helical screw. Pemilihan compressor jenis ini terletak dari ketermudahan dalam pemeliharaan, energy yang dibutuhkan lebih kecil dan memiliki kestabilan udara kompresi yang lebih baik daripada reciprocating. Berikut prinsip kerja dari helical screw compressor :


83


1) Pada saat penggerak berputar memutar screw sebuah penyempitan ruang sehingga oli akan tercampur dengan screw dan menjadi perapat untuk membuat tekanan pada udara. Pada saat yang sama spring loaded suction line akan membuka dan menghisap udara atmosfer dan bercampur dengan oli. 2) Setelah melewati beberapa tingkat, udara akan tersuplai pada spring loaded discharge valve dan terakumulasi terus menerus hingga tekanan setting. 3) Pada saat tekanan sesuai dengan tekanan setting maka valve akan terbuka dan mengalir menuju separator untuk dipisahkan dengan oil perapat akibat berat jenis. Udara kembali terakumulasi di separator dan akan menekan kembali sebuah katup yang diatur. Udara yang terakumulasi tersebut juga membantu oli perapat bersirkulasi menuju after cooler untuk mendapat pendinginan dan digunakan kembali. 4) Udara yang telah menekan katup akan mengalir melewati after cooler untuk didinginkan dan sebagiannya digunakan sebagai pengatur spring loaded suction valve.


84

Politeknik Negeri Jakarta 7.3

VARIABEL YANG TERIKAT 

Kapasitas kompresor Kapasitas kompresor adalah debit penuh aliran gas yang ditekan dan dialirkan pada kondisi suhu total, tekanan total, dan diatur pada saluran masuk kompresor. Debit aliran yang sebenarnya, bukan merupakan nilai volum aliran yang tercantum pada data alat, yang disebut juga pengiriman udara bebas/ free air delivery (FAD) yaitu udara pada kondisi atmosfir di lokasi tertentu. FAD tidak sama untuk setiap lokasi sebab ketinggian, barometer, dan suhu dapat berbeda untuk lokasi dan waktu yang berbeda. Beberapa pengukuran kompresor yang biasa digunakan adalah: efisiensi volumetrik, efisiensi adiabatik, efisiensi isotermal, dan efisiensi mekanik.Efisiensi adiabatik dan isotermal dihitung sebagai daya isotermal atau adiabatik dibagi oleh konsumsi daya aktual. Gambar yang diperoleh menunjukan efisiensi keseluruhan kompresor dan motor penggerak.

 Suhu Udara pada Aliran Masuk Kompresor menghasilkan panas pada operasinya yang kontinyu. Panas ini dilepaskan kekamar/ruang kompresor sehingga memanaskan udara masuk. Hal ini mengakibatkan rendahnya efisiensi volumetrik dan pemakaian daya menjadi lebih besar. Sebagai aturan umum, “Setiap kenaikan suhu udara masuk sebesar 4oC akan meningkatkan konsumsi energi sebesar 1 persen untuk keluaran yang sama”. Jadi udara dingin yang masuk akan meningkatkan efisiensi energy kompresor.

 Ketinggian Ketinggian memiliki dampak langsung terhadap efisiensi volumetrik kompresor. Pengaruh ketinggian pada efisiensi volumetric. Jadi jelas bahwa kompresor yang terletak pada tempat yang lebih tinggi akan mengkonsumsi daya yang lebih besar untuk mencapai tekanan tertentu dibandingkan yang berada pada permukaan laut, dimana rasio kompresinya lebih tinggi. 

Tekanan Tekanan adalah variable yang penting karena jika tekanan yang dihasilkan oleh kompresor besar maka life performance tekanan udara akan besar juga, dan hal ini yang mempengaruhi besar – kecilnya effisiensi kompresor


85

Politeknik Negeri Jakarta 7.4

PEMELIHARAAN 1. Pengkajian kapasitas kompresor : Kompresor yang sudah tua, walupun perawatannya baik, komponen bagian dalamnya sudah tidak efisien dan FAD nya kemungkinan lebih kecil dari nilai rancangan. Kadangkala, faktor lain seperti perawatan yang buruk, alat penukar panas yang kotor dan pengaruh ketinggian juga cenderung mengurangi FAD nya. Untuk memenuhi kebutuhan udara, kompresor yang tidak efisien mungkin harus bekerja dengan waktu yang lebih lama,

dengan

begitu

memakai

daya

yang

lebih

dari

yang

sebenarnya

dibutuhkan.Pemborosan daya tergantung pada persentase penyimpangan kapasitas FAD. Sebagai contoh,kran kompresor yang sudah rusak dapat menurunkan kapasitas kompresor sebanyak 20 persen.Pengkajian berkala terhadap kapasitas FAD untuk setiap kompresor harus dilakukan untuk memeriksa kapasitas yang sebenarnya. Jika penyimpangannya lebih dari 10 persen, harus dilakukan perbaikan.Metoda ideal pengkajian kapasitas kompresor adalah melalui uji nosel dimana nosel yang sudah dikalibrasi digunakan sebagai beban, untuk membuang udara tekan yang dihasilkan. Alirannya dikaji berdasarkan suhu udara, tekanan stabilisasi, konstanta orifice, dll. 2. Tekanan dalam Saringan Udara Saringan udara masuk pada kompresor harus dipasang, atau membawa udara dari lokasi yang bersih dan dingin. Pabrik pembuat kompresor biasanya memasok, atau merekomendasikan,saringan udara masuk dengan kualitas khusus yang dirancang untuk melindungi kompresor.Semakin baik penyaringan pada saluran masuk kompresor, maka akan semakin rendah biaya perawatan kompresornya. Walau demikian, penurunan tekanan yang melintas saringan udara harus dijaga minimum (ukuran dan perawatannya) untuk mencegah pengaruh penyumbatan dan penurunan kapasitas kompresor. Alat pengukur perbedaan tekanan merupakan salah satu peralatan yang terbaik untuk memantau kondisi saringan pada saluran masuk. Penurunan tekanan yang melintas saringan baru pada saluran masuk tidak boleh lebih dari 3 pound per inchi kuadrat. Jadi, disarankan untuk membersihkan saringan udara masuk secara reguler untuk meminimalkan penurunan tekanan. Manometer atau pengukur perbedaan tekanan yang melintas saringan dapat digunakan untuk memantau penurunan tekanan supaya dapat merencanakan jadual pembersihan saringan. Teknik Konverensi Energi 2008

86


3. Intercoolers dan after-coolers Hampir

kebanyakan

kompresor

multi

tahap

menggunakan

pendingin

antara/intercoolers, yang merupakan alat penukar panas yang membuang panas kompresi diantara tahap-tahap kompresi. Pendinginan antara ini mempengaruhi efisiensi mesin keseluruhan. Dengan digunakannya energi mekanik ke gas untuk kompresi, maka suhu gas akan naik. Aftercoolers dipasang setelah tahap kompresi terakhir untuk menurunkan suhu udara. Pada saat suhu udara berkurang, uap air dalam udara akan diembunkan, dipisahkan, dikumpulkan, dan dibuang dari sistim. Hampir seluruh kondensat dari kompresor dengan pendinginan antara dibuang dalam pendingin antara, dan sisanya dalam pendingin after-cooler. Hampir seluruh sistim di industri, kecuali yang memasok udara proses memanaskan operasi, memerlukan after-cominyak pelumasng. Dalam beberapa sistim, after-coolers merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari paket kompresor, sementara pada sistim yang lain after-cooler merupakan bagian terpisah dari peralatan. Beberapa sistim memiliki keduanya. Idealnya, suhu udara masuk pada setiap tahap mesin multi tahap harus sama dengan keadaan pada tahap pertama. Hal ini disebut sebagai “pendinginan sempurna” atau kompresi isotermal. Akan tetapi dalam praktek yang sesungguhnya, suhu udara masuk pada tahap berikutnya lebih tinggi dari nilai normal sehingga mengakibatkan pemakaian daya yang lebih besar, sebab volum yang ditangani untuk tugas yang sama menjadi lebih besar 4. Traps Kondensat Meminimalkan Kebocoran Sebagimana telah dijelaskan sebelumnya, kebocoran udara tekan bertanggung jawab terhadap pemborosan daya yang sangat mendasar. Dikarenakan kebocoran udara hampir sangat tidak mungkin untuk terlihat, suatu metode harus digunakan untuk menentukan lokasi kebocoran tersebut. Cara terbaik untuk mendeteksi kebocoran adalah dengan menggunakan pendeteksi akustik ultrasonik, yang dapat mengenali suara desisan berfrekuensi tinggi karena adanya kebocoran udara. Deteksi kebocoran ultrasonik mungkin merupakan alat pendeteksi kebocoran yang paling handal. Alat ini siap digunakan untuk deteksi berbagai situasi kebocoran. Kebocoran seringkali terjadi pada sambungan. Menghentikan kebocoran dapat dilakukan dengan sangat sederhana seperti Teknik Konverensi Energi 2008

87

Politeknik Negeri Jakarta mengencangkan sambungan atau sangat rumit dengan penggantian alat yang tidak berfungsi seperti kopling, sambungan, bagian pipa, selang, penguras, dan traps. Dalam banyak kasus, kebocoran diakibatkan oleh gagalnya pembersihan karet atau tidak benarnya menggunakan sil karet. Pilihlah sambungan berkualitas tinggi, putuskan sambungannya, ditambah selang, ditambah tabung, dan pasangkan secara benar dengan sil karet yang cocok untuk menghindari kebocoran dimasa mendatang.

Alat deteksi ultrasonic 5. Pelumasan Tekanan minyak pelumas kompresor harus secara visuil diperiksa setiap hari, 6. Pengering Udara Udara kering merupakan energi yang intensif. Untuk pengering yang didinginkan, periksa dan ganti saringan awal secara teratur karena pengering tersebut seringkali memiliki lintasan kecil dibagian dalamnya yang dapat tersumbat oleh bahan pencemarPengering regeneratif memerlukan sebuah penyaring penghilang minyak pada saluran masuknya, karena mereka tidak dapat berfungsi dengan baik jika minyak pelumas dari kompresor membalut bahan penyerap airnya. Suhu pengeringan yang baik harus dijaga dibawah 100°F untuk menghindari peningkatan pemakaian bahan penyerap airnya, yang harus diganti lagi setiap 3 – 4 bulan tergantung pada laju kejenuhan


88


SOOTBLOWER

8.1

Pengertian sootblower Sootblower merupakan peralatan tambahan boiler yang berfungsi untuk membersihkan

kotoran yang dihasilkan dari proses pembakaran yang menempel pada pipa-pipa wall tube, superheater, reheater, economizer, dan air heater . Tujuannya adalah agar perpindahan panas tetap berlangsung secara baik dan efektif . Sebagai media pembersih digunakan uap. Suplai uap ini diambil dari primary superheater melalui suatu pengaturan tekanan PVC yang diset pada tekanan 40 kg/cm 2. Setiap sootblower dilengkapi dengan poppet valve untuk mengatur kebutuhan uap sootblower. Katup ini membuka pada saat sootblower dioperasikan dan menutup kembali saat lance tube dari sootblower tersebut mundur menuju stop. Laju (Rate) perpindahan panas didalam boiler sangat ditentukan oleh tingkat kebersihan dari Boiler tubes atau heating surface dari alat penukar kalor( Furnace , Superheater , Reheater , Economizer dan Air Heater ). Untuk mengendalikan perlu dijaga kesiapan dari soot blower. Monitoring dari tingkat kebersihan heating surface secara operasional dapat dimonitor dari temperature Flue Gas Keluar Air Heater , idealnya adalah 145 ◦C. sampai 150 ◦C.


89


Keterangan 1. steam drum 2. interdrum components 3. bypass tubes 4. burners 5. evaporative surfaces 6. downcomer tubes 7. banks of superheater 8. banks of economizer 9. soot blowers 10. air preheather


90


8.2 Cara Kerja Dilihat dari cara kerja/mekanisme pengoperasiannya sootblower dibagi atas : 1. Long Retractable Sootblower,  Sootblower dengan 2 nozel yang digunakan untuk membersihkan pipa-pipa di superheater, reheater.  Di gunkan pada suhu yang tinggi  Poros pipa berputar dua arah.

2. Axial Sootblower


91

Politeknik Negeri Jakarta 

Berbeda dengan Long Retractable Sootb, pada sootblower ini poros pipa tidak berputar hanya bergerak bolak-balik.

3. Helical Sootblower 

Sama dengan Long Retractable Sootblower, yaitu pipa poros berputar bolak balik.



Hanya saja nozel dibuat selang-seling.

4. Wall Deslagger 

Digunakan untuk membersihkan dinding boiler.



Nozel di arahkan ke dinding boiler.

5. Rotating Element Sootblower 

melaksanakan satu gerakan berputar selama proses hembusan. Teknik Konverensi Energi 2008

92


Poros pipa berputar satu arah

6. Rake Sootblower 

Tidak ada putaran pada poros pipa



Tipe sootblower seperti ini digunakan diatas pipa-pipa boiler



Penyemprotan hanya di lakukan satu arah

7. Multi Media Sootblower

8.3



Poros pipa hanya bergerak maju-mundur.



Media yang di hembuskan adalah udara, uap air dan air.

Nama-nama komponen serta fungsinya Teknik Konverensi Energi 2008

93


1. Nozel : keluarnya uap 2. tempat/cesing sootblower : pengaman sootblower 3. pipa panjang yang berfungsi untuk menyalurkan uap ke nozel 4. pegas : untuk pembalik pipa 5. cesing penggerak : pengaman motor 6. pipa penyalur uap dari uap input 7. Uap masuk 8. Casing pipa 9. Isolasi agar tidak terjadi kebocoran


94


8.4

System operasi Saat motor di alirkan listrik maka motor listrik akan berputar dan menggerakan roda

gigi. Roda gigi berputar maka pipa panjang tersebut akan terbawa berputar dan pipa panjang tersebut akan maju ke kiri. Pada boiler-boiler saat ini system soot blower menggunakan control PLC. Jadi gerakan dapat di control. Sedangkan pada boiler-boiler dulu kontrolnya menggerakan system penumatk. Jadi semuanya serba manual. 

Operasi Sootblower Air Heater

Sootblower harus segera dioperasikan setelah tekanan steam yang dihasilkan oleh boiler memenuhi nilai yang dibutuhkan. Jika periode pembakaran yang dibutuhkan oleh boiler untuk menghasilkan steam sootblower lebih dari 4 jam, direkomendasikan untuk menggunakan auxilliary steam. Penumpukan deposit abu pada air heater diindikasikan dengan tingginya nilai perbedaan tekanan (differential pressure – DP) antara sisi inlet dan outlet, baik pada saluran udara maupun saluran gas buang. 

Operasi Sootblower sebelum operasi komersial

Saat mulai pembakaran awal dengan HSD (fuel oil) sebelum operasi komersial, sootblower sisi cold end harus dioperasikan terutama saat pembakaran awal kemudian diulangi setiap 4 jam sekali. Sedangkan pada sisi hot end, sootblower juga dioperasikan saat pembakaran awal dan diulangi setiap 8 jam sekali. 

Operasi Sootblower saat Cold Start Up


95

Politeknik Negeri Jakarta Saat cold start up, sootblower sisi cold end dapat dioperasikan terus menerus sampai beban mencapai 10% MCR. Periode ini biasanya tidak lebih dari 4~8 jam. Saat beban mencapai 10% sootblower sisi cold end dapat dioperasikan setiap 8 jam. Sedangkan hot end sootblower dioperasikan saat pembakaran awal an diulangi setiap 8 jam sekali. 

Operasi Sootblower saat Hot Start Up

Saat hot start up, sootblower sisi cold maupun hot end dioperasikan saat pembakaran awal dan diulang setiap 8 jam sekali. 8.5

Hal yang dikontrol selama oprasi 

Shut Off Valve dari Intermediate Superheater



Safety Valve untuk proteksi terhadap pressure steam yang lebih dari batas operasi.



Pressure Control Valve yang berfungsi mengatur pressure/tekanan steam sootblower.



Isolation Valve sebagai back up dari auxiliary steam untuk air heater sootblower.

Elemen pemanas dari air heater harus dijaga agar tetap bersih dari tumpukan abu terutama saat periode start up. Penumpukan abu pada elemen pemanas akan menyebabkan turunnya kemampuan heat transfer, menghalangi aliran udara atau gas dan menimbulkan potensi bahaya kebakaran. Untuk membersihkan elemen pemanas tersebut, air heater dilengkapi dengan peralatan sootblower dan water washing. Sedangkan untuk memadamkan kebakaran, air heater dilengkapi dengan Spray Pemadam Api. Sootblower harus segera dioperasikan setelah tekanan steam yang dihasilkan oleh boiler memenuhi nilai yang dibutuhkan. Jika periode pembakaran yang dibutuhkan oleh boiler untuk menghasilkan steam sootblower lebih dari 4 jam, direkomendasikan untuk menggunakan auxilliary steam. Penumpukan deposit abu pada air heater diindikasikan dengan tingginya nilai perbedaan tekanan (differential pressure – DP) antara sisi inlet dan outlet, baik pada saluran udara maupun saluran gas buang. 

Water Washing (Pembilasan) Ketika penumpukan abu sudah tidak dapat diatasi lagi oleh sootblower, diperlukan

pembersihan abu dengan menggunakan water washing. Water washing dipergunakan pada


96

Politeknik Negeri Jakarta saat air heater stop operasi dengan menggunakan 4 buah line pipa, 2 pada sisi hot end dan 2 pada cold end. Pipa water washing dilengkapi dengan spray nozzle. Tekanan air yang direkomendasikan sebesar 5.27kg/cm2 dengan besar aliran 1666 liter permenit. 

Pemadam Api Air heater dilengkapi dengan sistem pemadam api yang dioperasikan secara manual.

Sistem tersebut terdiri dari sebuah manifold dan spray nozzle yang diletakkan pada setiap duct gas inlet dan air outlet. Air yang dibutuhkan oleh sistem ini memiliki tekanan 5.5 kg/cm2 dan rate flow 568 liter permenit.

SISTEM PELUMASAN

A. Latar Belakang

Kondisi pembangkit sangat ditentukan oleh pemeliharaannya, dengan perawatan yang baik, pembangkit akan dalam kondisi prima. Perawatan yang tergolong sederhana tetapi sangat vital adalah perawatan minyak pelumas. Meski sederhana, jenis perawatan ini sering menyisakan persoalan pemilihan pelumas yang tepat dan hal-hal yang berkaiatan dengan penggantiannya. Pasalnya, pelumas di pasaran tidak hanya berbeda merek tetapi juga memiliki berbagai spesifikasi. Penggunaan minyak pelumas pada unit pembangkit ditujukan untuk mencegah gesekan antar komponen yang bergerak pada tubin-generator. Turbin pada pembangkit listrik bekerja dengan mekanisme menghadirkan adanya gaya gerak listrik tersebut sehingga menghasilkan listrik, untuk bisa menghasilkan ggl tersebut maka kumparan haruslah bergerak diantara inti besi atau sebaliknya. Sangatlah Teknik Konverensi Energi 2008

97

Politeknik Negeri Jakarta diperlukan sistem pelumasan untuk mencegah kedua komponen penting tersebut saat bergerak saling melewati. Fungsi dari sistem pelumasan tersebut tak lain adalah sebagai bantalan pemisah antara keduanya disamping sebagai bahan pendingin serta beberapa fungsi lainya yang tidak kalah penting. Adalah tidak mungkin untuk membuat suatu alat yang tidak memiliki kelemahan dalam pelaksanaanya, oleh karena itu sangat perlu dipikirkan sebuah solusi dari masalah yang akan timbul dari hal tersebut. Sistem pelumasan yang baik pada turbin akan mengurangi gangguan kerja pada pembangkit listrik dalam menghasilkan effisiensi kerja yang tinggi. Untuk melancarkan sistem pelumasan pada pembangkit maka diperlukan adanya peralatan pelumasan. Peralatan pelumasan tersebut terdiri dari berbagai jenis mesin digunakan untuk memberikan pelumasan yang tepat untuk bergerak dan berputar turbin dan komponen lainnya untuk mengurangi gesekan dan produktivitas ditingkatkan. Peralatan pelumasan sangat penting, karena bagian-bagian mesin sering memerlukan pasokan konstan cairan pelumas seperti minyak dan lemak, dan peralatan pelumasan dapat memberikan ini pada suhu yang tepat, viskositas, laju alir dan tekanan, peralatan pelumasan digunakan untuk menerapkan dikendalikan atau meteran jumlah pelumas ke daerah-daerah tertentu peralatan yang membutuhkan. Komponen yang paling penting dari banyak jenis peralatan pelumasan merupakan reservoir pelumas, pompa dan filter. Juga dikenal sebagai reservoir pelumas atau pada waktu, hanya reservoir, waduk pelumas adalah area di mana pelumas disimpan setelah kembali dari daerah pelumasan, sementara pompa digunakan untuk memindahkan pelumas melalui sistem dan ke daerah kebutuhan yang harus dilumasi. Terakhir, filter digunakan untuk memastikan bahwa pelumas tetap bersih dan bebas dari kontaminan seperti partikel debu untuk memastikan bahwa proses pelumasan tidak terganggu. Filter sering memiliki instrumentasi yang menyediakan pembacaan suhu laju alir, dan tingkat pelumas. Kedua peralatan pelumasan manual dan otomatis tersedia. peralatan pelumasan otomatis biasanya bagian dari sistem pelumasan permanen atau terpusat. Sistem ini biasanya merupakan bagian dari mesin yang mereka melumasi tetapi membutuhkan perawatan yang terpisah untuk diri mereka sendiri. sistem otomatis sangat berguna karena mereka mengurangi biaya downtime dan tenaga kerja karena mereka tidak memerlukan operator. Peralatan pelumasan Manual dapat merujuk pada peralatan pelumasan yang sepenuhnya manusia beroperasi atau hanya sebagian Ketika menggunakan peralatan manual pelumasan bukannya otomatis, sering kali ada


98

Politeknik Negeri Jakarta kesempatan lebih besar untuk daerah yang hilang atau memasok terlalu pelumasan banyak yang lain.

B. Tujuan Dari latar belakang makalah ini bertujuan untuk: -

Menjelaskan skema peralatan pelumasan pada pembangkit listrik.

-

Mengetahui fungsi alat dan komponen-komponen peralatan pelumasan .

-

Dapat mengetahui cara kerja masing- masing komponen peralatan pelumasan.

-

Mengetahui variabel apa saja yang diukur pada peralatan pelumasan.

-

Memahami hal-hal yang dikontrol selama peralatan pelumasan beroperasi.

C. SKEMA DAN SISTEM PELUMASAN


99


Gambar Skema aliran sirkulasi minyak pelumas Sistem pelumasan diperlukan untuk mensupply minyak pelumas yang bersih dengan tekanan dan suhu tertentu kedalam bantalan turbin, bantalan alternator, bantalan kompresor, bantalan Load Gear, sistem kontrol, sistem pengaman dan lain-lainnya. Sistem pelumasan merupakan salah satu bagian penting pada suatu unit pembangkit. Pelumasan digunakan untuk mengurangi keausan peralatan. Keausan pada peralatan diakibatkan oleh adanya sebuah gaya yang menambah gerak gesek antara dua permukaan yang berhubungan atau dengan kata lain diistilahkan dengan gaya gesek. Meskipun permukaan sebuah benda terlihat sangat licin, namun jika diamati dengan mikroskop, akan terlihat tonjolan dan lengkungan. Hal inilah yang menyebabkan adanya suatu tahanan terhadap gerakan yang disebut dengan friction. Gesekan akan menyebabkan aus atau kerugian material pada bagian yang bergerak. Dalam hal ini pelumas berperan dalam mengurangi gesekan dan keausan dengan memisahkan antara kedua permukaan yang bersinggungan, serta merubah gesekan padat menjadi gesekan fluida (gesekan cair). Disamping berfungsi untuk mengurangi gesekan dan keausan, pelumasan juga memiliki peranan dalam: 1.Mengurangi panas.


100

Politeknik Negeri Jakarta Gesekan pada bagian-bagian yang bergerak akan menghasilkan panas, dimana panas yang berlebihan dapat merusak bagaian-bagaian peralatan. Pelumas berperan sebagai heat transfer akibat gesekan tadi. 2. Mengurangi Korosi. Karat dapat ditimbulkan oleh asam, alkaline bahkan air, kemudian karat akan menimbulkan lubang pada permukaan. Dengan adanya lubang tersebut membuat permukaan yang licin menjadi kasar sehingga memperbesar gesekan. Pelumas akan mengatasinya dengan membuat suatu rintangan pengaman antara permukaan dan bahan-bahan yang merusak tersebut. 3. Membentuk perapat. Pelumas juga digunakan sebagai perapat untuk mencegah kontaminasi dari luar peralatan. Dalam beberapa hal, pelumasan juga dapat menyerap kotoran yang menyebabkan kerusakan pada peralatan.

4. Mengurangi Kejutan Beban kejut banyak terjadi pada banyak peralatan mesin jika kedua permukaan beradu sangat cepat. Sebagai contog pada gigi-gigi pada roda gigi kecepatan tinggi yang berhubungan satu sama lain. Penggunaan pelumas akan memperkecil kejutan atau benturan pada beban, sehingga mengurangi keausan pada roda gigi tersebut dan bunyi yang ditimbulkan. D. KOMPONEN PERALATAN PELUMASAN

1. TANGKI MINYAK PELUMAS Tangki minyak pelumas adalah tangki yang dapat menampung sejumlah besar minyak pelumas. Reservoir ini harus cukup besar agar minyak pelumas dapat diam / berhenti sesaat didalam tanki untuk mengendapkan kotoran-kotoran dan membuang gasnya. Suhu minyak pelumas selalu di monitor dan dijaga agar tetap pada batas-batas yang ditetapkan agar proses pelumasan dapat berjalan dengan baik. Suhu minyak pelumasan di dalam reservoir juga tidak boleh terlalu rendah karena akan menghambat pemompaan. Bila suhunya terlalu rendah maka secara otomatis alat pemanas yang dipasang didalam tangki akan bekerja.


101

Politeknik Negeri Jakarta Kegunaan tangki minyak pelumas: -

Sebagai reservoir oli pelumas untuk kebutuhan sistem pelumasan.

-

Sebagai penyedia kondisi pengisapan yang memadai untuk untuk semua pompa oli.

-

Menampung sejumlah minyak pelumassan yang cukup untuk mensuplai sistem.

-

Tempat sementara minyak pelumas yang bersikulasi dalam sistem .

-

Menyediakan kondisi pengisapan yang memadai untuk semua pompa oli.

-

Menampung seluruh minyak pelumas ketika unit trip.

2. OIL PUMP Dalam sistem pelumasan pada pembangkit listrik mempunyai dua buah pompa: 1. Pompa Utama →Menggunakan pompa oli jenis pompa sentrifugal Atau Main Lube Oil Pump (Pompa Minyak Pelumas Utama), berfungsi sebagai pompa minyak pelumas utama dan diputar langsung oleh poros turbin gas, atau diputar oleh motor listrik AC. Untuk Primary Lube Oli Pump yang diputar oleh motor listrik, penempatan pompa adalah didalam reservoir minyak pelumas, sedangkan Teknik Konverensi Energi 2008

102

Politeknik Negeri Jakarta motor listriknya berada diatas tutup reservoir. Pompa ini harus mampu mensupply kebutuhan minyak pelumas dalam keadaan operasi normal. -

Fungsi:Mensuplai minyak pelumas ke bagian bagian yang akan dilumasi.

-

Pelaksanaan:Harus dilengkapi dengan priming pump dan Booster pump.

-

Penggerak pompa utama: 1. Motor AC,DC 2. Digerakan Motor listrik selama Start-up atau Start awal dan pada putaran penuh.

2. Pompa Pelengkap atau Pompa Cadangan Untuk turbin gas yang Primary Lube Oil Pump-nya diputar langsung oleh poros turbin gas, maka Secondary Lube Oil Pump akan bekerja ketika putaran turbin masih rendah (saat start-up dan shut-down) dimana tekanan minyak pelumas dari Primary Lube Oil Pump belum mencukupi. Bila putaran turbin cukup tinggi, maka secara otomatis Secondary Lube Oil Pump akan stop. Pada turbin gas yang Primary Lube Oil Pump diputar oleh motor listrik, maka Secondary Lube Oil Pump berfungsi sebagai cadangan. Secondary Lube Oil Pump juga akan bekerja secara otomatis bila tekanan minyak pelumas turun oleh karena suatu sebab. -

Fungsi : Membantu Pompa utama dalam Mensuplai minyak pelumas.

-

Penggerak : Sama dengan Pompa utama.

3. OIL COOLER Atau Pendingin Minyak Pelumas, biasanya terdiri dari dua unit, salah satunya beroperasi dan yang lainnya stand-by, dan menggunakan media pendingin udara atau Teknik Konverensi Energi 2008

103

Politeknik Negeri Jakarta air.Oil Cooler dengan media pendingin air akan lebih kecil dimensinya sehingga sedikit memakan tempat dibandingkan dengan yang menggunakan media pendingin udara. Oil Cooler berfungsi untuk mendinginkan minyak pelumas yang sudah ditampung didalam reservoir dan akan dialirkan kembali ke bantalan-bantalan.Untuk Oil Cooler yang menggunakan media pendingin udara, setiap unit cooler memiliki dua buah kipas (fan) dengan kapasitas 2 x 50%, sehingga lebih hemat dalam pemakaian listrik pada saat suhu minyak lumas tidak terlalu tinggi. -

Fungsi : Untuk pendingin minyak pelumas yang panas supaya temperaturnya kembali ke keadaan semula.

-

Biasanya digunakan air sebagai media pendingin oli.

-

Temperatur oli ketika panas (keluar dari bantalan sebelum masuk cooler sekitar (62650C) setelah didinginkan menjadi sekitar 450C.

4. STRAINER / OIL FILTER

Fungsinya agar kondisi oli selalu bersih maka filter dibersihkan secara periodik.


104


5. OIL CONTROL COMPONENT Detektor

Suhu,

Detektor

Tekanan

dan

Detektor

Level,

Untuk memonitor agar suhu, tekanan maupun level sesuai dengan yang ditetapkan. Disamping detektor-detektor tersebut dilengkapi juga dengan signal alarm dan peralatan trip. Salah satu contoh batas-batas suhu dan tekanan minyak pelumas adalah sebagai berikut : Suhu minyak pelumas di dalam reservoir : Minimum : 27 oC. Suhu minyak pelumas masuk bantalan : Normal : 45 - 65 oC. Maksimum : 70 oC. Teknik Konverensi Energi 2008

105

Politeknik Negeri Jakarta Suhu minyak pelumas keluar bantalan : Maksimum : 90 Oc. Tekanan minyak pelumas masuk bantalan: Normal : 1,5 bar. Minimum : 1,0 bar (alarm)0,8 bar (trip) Yang dikontrol dalam minyak pelumas: 1. Temperatur 2. Tekanan 3. Kekentalan Oli (viscosity) 4. Laju aliran minyak pelumas

E. VARIABEL YANG DIUKUR DAN DIKONTROL MINYAK PELUMAS Tiga kelompok utama pelumasan yang digunakan pada unit-unit pembangkit, yaitu: -

Minyak

-

Grease

-

Pelumas Khusus

Dalam bahasa ini kami hanya akan secara khusus membahas Minyak Pelumas.

Karakteristik pelumasan: 1. Kekentakan (viscosity) Kekentalan merupakan sifat terpenting dari minyak pelumas, yang merupakan ukuran yang menunjukan tahanan minyal terhadap suatu aliran. Minyak pelumas dengan viskositas tinggi adalah kental, berat dan mengalir lambat. Ia mempunyai tahanan yang tinggi terhadap geraknya sendiri serta lebih banyak gesekan di dalam dari molekul-molekul minyak yang saling meluncur satu diatas yang lain. Jika digunakan pada bagian-bagian mesin yang bergerak, minyak dengan kekekantalan tinggi kurang efisien karena tahanannya terhadap gerakan. Sedangkan keuntungannya adalah dihasilkan lapisan minyak yang tebal selama penggunaan. Minyak dengan kekentalan rendah mempunyai geekan didalam dan tahanan yang kecil terahdap aliran. Suatu minyak dengan kekentalan rendah mengalir lebih tipis. Minyak ini


106

Politeknik Negeri Jakarta dipergunakan pada

bagian peralatan yang

mempunyai kecepatan tinggi dimana

permukaannya perlu saling berdekatan seperti pada bantalan turbin. Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliaran fluida yang merupakan gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan– bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. Pada hukum aliran viskos, Newton menyatakan hubungan antara gaya – gaya mekanika dari suatu aliran viskos sebagai : Geseran dalam ( viskositas ) fluida adalah konstan sehubungan dengan gesekannya. Hubungan tersebut berlaku untuk fluida Newtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser (s) dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Parameter inilah yang disebut dengan viskositas. Aliran viskos dapat digambarkan dengan dua buah bidang sejajar yang dilapisi fluida tipis diantara kedua bidang tersebut.

Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setebal h, sejajar dengan suatu bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. Jika bidang bagian atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidah ada gaya tekan yang bekerja pada lapisan fluida.

2. Index kekentalan Kekentalan minyak pelumas akan berubah sesuai keadaan temperatur dan tekanannya. Kekentalan akan berkurang jika temperatur naik. Viskositas index adalah suatu ukuran yang menyatakan berat banyak kekentalan. Jumlah pertambahan kekentalan tersebut dibandingkan dengan kekentalan dari dua jenis minyak yang telah diketahui besarnya. Index kekntalan Teknik Konverensi Energi 2008

107

Politeknik Negeri Jakarta dinyatakan dari angka 0 sampai 100. Temperatur suatu peralatan sangat menentukan pemilihan jenis minyak pelumas. Jika temperatur kerja minyak terlalu tinggi, maka kekentalannya akan terlalu rendah untuk memberikan pelumasan yang diperlukan. 3. Titik lumer Titik lumer adalah suatu temperatur dimana minyak mulai mengalir. Minyak pelumas yang digunakan didalam suatu sistem pendinginan atau dalam suhu dingin harus mempunyai titik lumer yang rendah 4. Titik nyala Titik nyala adalah suatu temperatur dimana pencampuran uap minyak dengan udara baru mulai terbakar tidak akan menyala.

5. Titik bakar dan kandungan asam. Titik bakar adalah suatu temperatur dimana minyak akan menyala terus paling sedikit lima detik jika dibakar. Jenis minyak pelumas yang digunakan untuk melayani temperatur tinggi harus mempunyai titik tuang dan titik bakar yang tinggi. 6. Kandungan Asam Penentuan kandungan asam yang terdapat pada minyak merupakan cara yang baik untuk mengetahui lama penggunaan minyak, dimana jumlahnya dinyakan dengan angkaangka netralisasi keasaman minyak akan bertambah terjadinya penguraian terhadap sifat-sifat minyak. Pengukuran terhadap jumlah asam dapat memberikan informasi terhadap perlunya penggantian peralatan minyak. Analisa pelumas adalah bagian dari kegiatan pemeliharaan prediktif yang dilakukan secara rutin pada pembangkit listrik. Sifat fisika kimia pelumas meliputi warna, viskositas, kandungan logam, kandungan asam/basa dll harus senantiasa dipantau secara rutin untuk mendapatkan sinyal atau deteksi dini bila terjadi kerusakan pada mesin atau untuk menemukan periode penggantian pelumas. Selain digunakan pada program perawatan, analisa pelumas juga digunakan sebagai alat bantu pada analisa kerusakan (failure analysis). Dalam hal ini pelumas dicek untuk mencari penyebab kerusakan mesin seperti overheating atau kontaminasi zat korosif. Failure analysis biasanya menggunakan metode analisa spektroskopi infra merah, analisa keausan (AAS atau ICP) dan ferrography. Pola pemeliharaan prediktif dianggap lebih efektif dan efisien karena pemeliharaan dilakukan Teknik Konverensi Energi 2008

108

Politeknik Negeri Jakarta berdasarkan hasil pengamatan (monitoring) dan analisa untuk menentukan kondisi dan kapan pemeliharaan akan dilaksanakan. Dengan pemantauan pelumas diharapkan dapat melakukan diagnose awal agar dapat mencegah kemungkinan kerusakan lebih dini. Prinsip Dasar Analisa Pelumas Analisa pelumas dimulai dengan pengambilan sampel. Validitas dari sebuah analisa pelumas sangat tergantung pada prosedur pengambilan sampel, yaitu sebagai berikut : a. Pemilihan titik sampling Sampling sebaiknya dilakukan di sekitar permukaan logam/komponen dimana terjadi pelumasan dan sebelum filtrasi. Misalnya di saluran drain dari setiap bearing. Titik sampling yang diinginkan adalah daerah dimana banyak terjadi aliran turbulensi sehingga diharapkan akan memberikan konsentrasi partikel, air atau kontaminasi lain yang mewakili. Namun titik sampling yang ideal tersebut dalam prakteknya sangat sulit. Sampel pada umumnya diambil dari oil sump, saluran recycle atau sebuah reservoir yang besar. Pengambilan titik sampling seperti ini masih dapat diterima asalkan dilakukan secara konsisten. b. Penentuan kondisi sampel Sampling dilakukan ketika mesin sedang berjalan pada beban, kecepatan dan siklus yang normal. Sebelum pengambilan sampel hendaknya di flushing dulu untuk menghilangkan endapan, agar sampel yang diperoleh dapat mewakili kondisi sesungguhnya. c. Meminimalisasi kontaminasi Dalam analisa oli yang perlu diperhatikan adalah kontaminasai dari sekitarnya (atmosfir, tangan dan alat sampling). Kontaminasi diusahakan seminimal mungkin. Botol sampel yang akan digunakan sebaiknya mempunyai klasifikasi cleanliness yang tinggi. d. Penjadwalan pengambilan sampel Perawatan prediktif terhadap suatu peralatan dilakukan secara rutin untuk setiap interval waktu tertentu. Periode yang ditentukan tergantung jenis peralatan dan kondisi operasi. Laporan dari perawatan rutin alat dapat digunakan untuk menentukan frekuensi sampling pelumas. e. Pengelolaan pengambilan sampel Untuk pengelolaan kegiatan sampling harus dilakukan koordinasi yang baik antara engineer (oil analyst), teknisi sampling, dan operator mesin. Monitoring pelumas secara berkala adalah serangkaian test di laboratorium yang meliputi analisa sifat fisika kimia, analisa keausan logam dan analisa kondisi pelumas sbb:


109

Politeknik Negeri Jakarta i. Analisa sifat fisika kimia Yang dimaksud sifat fisika kimia adalah sifat yang menunjukkan ukuran kualitas dasar pelumas seperti viskositas, TAN, TBN, Kandungan air, kandungan bahan bakar. Titik nyala dll. Untuk menunjukkan performa dari pelumas, maka harus dilakukan pengukuran terhadap sifat-sifat tersebut terhadap pelumas bekas dan pelumas baru. Penyimpangan nilai dari pelumas bekas tidak boleh melebihi nilai ambang batasnya. ii. Analisa keausan logam Analisa keausan logam digunakan untuk mengetahui kondisi “kesehatan“ dari mesin. Metode yang digunakan adalah AAS (Atomic Absorbtion Spectrofotometer), ICP (Inductive Couple Plasma) dan analisa feografi. iii. Analisa kondisi oli Analisa kondisi oli dilakukan dengan menggunakan infra merah. Test ini digunakan untuk mendeteksi perubahan kimia yang terjadi pada base oil dan aditif. Selain itu juga dapat menentukan dan mengukur produk-produk oksidasi, nitrasi, dan sulfatasi. Setelah analisa di lab selesai, selanjutnya adalah pengolahan data pengukuran dan diagnose. Pengolahan data dapat dilakukan dengan software sederhana seperti Microsoft excel. Data diolah untuk mendapatkan tabel dan grafik yang diinginkan dan harus menyampaikan pesan secara visual, efektif dan adil. Dalam mendiagnosa, diperlukan kemampuan untuk mendeteksi hubungan antara sebab timbulnya masalah dan akibat yang ditimbulkannya. Metodologi Pengukuran Berikut adalah studi kasus dalam rangka pemeliharaan prediktif dari mesin disel jenis SWD empat langkah dengan kapasitas 16.989,4 cc (9 cylinders) pada pembangkit listrik. Pengambilan Sampel Pelumas Sampling pelumas pada mesin SWD dilakukan pada saat mesin sedang beroperasi. Hal ini dilakukan untuk menjaga homogenitas sampel. Sampel diambil sebanyak 1 Liter. Dan sebagai data pembanding diambil juga pelumas baru (fresh oil) sebanyak 1 Liter. Sampel selanjutnya disimpan dalam botol berwarna gelap dan siap dianalisa di laboratorium. Metode Analisa Pelumas


110

Politeknik Negeri Jakarta Analisa pelumas yang dilakukan dibagi 2 yaitu analisa sifat fisika kimia pelumas dan analisa keausan logam. Metode analisa sifat fisika kimia yang dilakukan dapat dilihat pada tabel 1 dibawah ini. Analisa sifat fisika kimia digunakan untuk mengevaluasi kerusakan dan unjuk kerja pelumas. Untuk mengevaluasinya, setiap hasil dibandingkan dengan hasil analisa pelumas baru. Perubahan dari pelumas diperbolehkan jika tidak melampaui warning level (ambang batas).

Pada Tabel 2 dibawah ini menunjukkan metode analisa keausan logam. Analisa ini diperlukan untuk mengevaluasikondisi komponen mesin (piston, liner, ring, bearing dll). Jika keausan beberapa logam melebihi batas maka diperlukan tindak lanjut berupa pengecekan dan penggantian komponen yang aus.

Hasil Pengukuran Dan Pembahasan Tabel 3 menunjukkan beberapa parameter yang telah terukur untuk mengevaluasi performa dari pelumas mesin yaitu viskositas, viskositas indeks, TBN (Total Base Number), kandungan air dan kelarutan bahan bakar (fuel diluent). Hasil analisa menunjukkan terjadinya Teknik Konverensi Energi 2008

111

Politeknik Negeri Jakarta peningkatan viskositas sebesar 29% pada suhu 40˚C dan peningkatan sebesar 100˚C. hai ini menunjukkan bahwa umur paki pelumas ini sudah hamper habis atau boleh dikatakan bahwa penggantian pelumas secepatnya akan lebih baik buat mesin. Hal ini dikarenakan terjadi perubahan viskositas melebihi dari yang direkomendasikan yaitu 20%. Kenaikan 29% pada suhu 40˚C sudah menyulitkan penyalaan mesin (starter), sedangkan kenaikan viskositas 19% pada suhu 100˚C akan menurunkan kinerja mesin dan terjadi pemborosan bahan bakar. Peningkatan viskositas disebabkan karena terjadinya oksidasi pelumas yang berlebihan karena mesin beroperasi pada suhu terlalu tinggi atau karena penggunaan pelumas yang tidak tepat (aditif sudah tidak efektif) dan penggunaan bahan bakar berkualitas rendah seperti HFO (Heavy Fuel Oil). Oksidasi pelumas dapat dibuktikan dengan penurunan nilai TBN. Penurunan TBN dapat dikaitkan dengan terjadinya degradasi molekul pelumas dasar dan aditif antioksidan. Penurunan TBN pada pelumas mesin ini terjadi sekitar 34%, dan termasuk tinggi mengingat bahwa umur pelumas ini hanya 182 jam. Terjadinya pencampuran media pendingin dan bahan bakar dapat diabaikan, apabila dilihat pada tabel 3.

Untuk mengevaluasi kondisi komponen mesin, dilakukan analisa kandungan keausan logam seperti pada tabel 4 dibawah ini :


112


Kandungan logam-logam penyusun piston, ring, bearing, dan cylinder liner masih berada dalam batas yang diperbolehkan.

VARIABEL YANG KONTROL -

Tekanan oli

-

Temperatur oli

-

Kekentalan oli

-

Laju minyak pelumas

F. PEMELIHARAAN MINYAK PELUMAS Pemeliharaan kondisi minyak berfungsi mengeluarkan kotoran untuk membersihkan minyak dan memurnikannya. Kontaminasi pada minyak mengurangi sifat-sifat melumas dan dapat menyebabkan gesekan da keausanyang tinggi. Beberapa contoh zat yang menyebabkan kontaminasi minyak adalah air, pasir, partilel-partikel logam, karat, abu dan lain-lain. Pada unti pembangkit ada beberapa cara yang digunakan untuk memelihara kondisi minyak, diantaranya: -

Settling tanks (tanki penandan) Settling tanks dapat mengeluarkan air dan bahan-bahan padat dari dalam minyak dengan menggunakan pengaruh gravitasi bumi. Gaya gravitasi akan menengelamkan zat yang memiliki padatan lebih tinggi. Contonya, air lebih padat dari pada mineral, Teknik Konverensi Energi 2008

113

Politeknik Negeri Jakarta sehingga air akan mengendap ke dasar tangki pengendap, demikian juga lumpur dan bahan pencemar lainnya. -

Saringan Minyak (oil filter) Saringan minyak dapat menyaring bahan-bahan yang dapat mencemari minyak. Alat ini terdiri dari bahan-bahan penyaring, meliputi: metal screen, kawat kasa, selulosa tanah liat, bulu kempa (felt) dan kertas. Cara kerjanya dengan mengalirkan minyak kotor melalui suatu saluran, maka saringan akan menyaring atau menahan bahanbahan pencemaran membiarkan minyak melaluinya.

PERELATAN PELUMASAN -

Tangki minyak pelumas, pemeliharaannya adalah dengan membersihkan oli yang kotor atau menguras tangki pada saat over houl.

-

Oil pump, pemeliharaannya adalah dengan mengecek motor listrik pada oil pump apakah ada kerusakan atau tidak dan membersihkanya.

-

Oil cooler, pemeliharaannya adalah dengan membersihkannya danmengecek apakah ada kerusakan pada komponen oil cooler.

-

Oil filter, pemeliharaannya dengan membersihkan oil filter bila saringan pada oil filter sudah kotor akibat menyaring oli.

-

Oil controller, pemeliharaanya dengan mengecek kondisi perelatan pada oil controller.


114


SISTEM UDARA PEMBAKARAN

Sistem Udara Pembakaran.

Fungsi dari sistem udara Pembakaran adalah menyediakan udara yang cukup untuk kebutuhan proses pembakaran bahan bakar didalam ruang bakar ketel. Karena proses pembakaran berlangsung terus selama ketel beroperasi, maka pasokan udara pembakaranpun harus dilakukan secara terus menerus. Sementara itu, secara simultan, produk gas hasil pembakaran juga harus dikeluarkan secara terus menerus dari cerobong. Guna mendapatkan pasokan udara yang kontinyu, maka dibutuhkan adanya aliran. Untuk menghasilkan aliran, dibutuhkan adanya perbedaan tekanan. Dalam sistem udara pembakaran, dikenal istilah draft (draught) yang menyatakan tekanan statis dalam ruang bakar ketel. Ada 2 macam draft yang dikenal yaitu : Forced Draft dan Balanced Draft, sebagaimana terlihat pada gambar.


115


Gambar 4: Sistem Udara Pembakaran Dari keempat macam draft tersebut, yang banyak diaplikasikan untuk PLTU adalah (Forced draft serta balanced draft). Sistem Udara Pembakaran pada Forced Draft. Dalam sistem ini, seluruh saluran udara, ruang bakar ketel hingga ke saluran gas bekas bertekanan positif (lebih tinggi dari tekanan atmosfir). Gambar 5. merupakan ilustrasi sistem ini. Umumnya diterapkan pada ketel - ketel berbahan bakar minyak.


116


Gambar 1: Sistem Udara Pembakaran pada Forced Draft

Aliran udara pembakaran dan gas bekas dihasilkan oleh kipas tekan paksa (Forced draft Fan /FDF). Pada sistem ini, tekanan yang paling tinggi berada pada sisi tekan (discharge) FDF dan semakin mendekati cerobong tekanan semakin rendah. FDF menghisap udara atmosfir dan mengalirkannya melalui saluran udara (air duct) melintasi pemanas awal udara (Air preheater) yang menggunakan uap untuk memanaskan udara . Dari sini udara terus mengalir ke pemanas udara (air heater) yang memanfaatkan gas bekas sebagai media pemanas. Setelah melintasi air heater, udara kemudian masuk kedalam windbox. Dari windbox, udara kemudian didistribusikan ke damper - damper atau air register disekitar burner untuk keperluan proses pembakaran didalam ruang bakar. Pada gambar 1.2.5, garis yang tercetak tebal merupakan sistem udara pembakaran. Sistem umumnya dilengkapi dengan 2 buah FDF serta 2 saluran (duct) yang dihubungkan oleh saluran penghubung (cross tie). Umumnya kedua FDF senantiasa beroperasi secara kontinyu. Dalam keadaan darurat, ketel dapat beroperasi hanya dengan 1 FDF. Pengaturan aliran udara dapat dilakukan melalui pengaturan inlet vanes ataupun melalui variasi putaran fan.


117

Politeknik Negeri Jakarta Sistem Udara Pembakaran Pada Balanced Draft. Pada sistem Balanced draft, FDF dipakai untuk menghembuskan udara pembakaran sementara kipas hisap paksa (Induce Draft Fan / IDF) dipakai untuk menghisap gas bekas hasil pembakaran dari ruang bakar ketel. Karenanya, sepanjang laluan udara dan gas bekas, ada daerah yang bertekanan positif (lebih tinggi dari tekanan atmosfir), dan ada daerah yang bertekanan negatif (lebih rendah dari tekanan atmosfir). Itulah sebabnya sistem ini disebut balanced draft. Ruang bakar biasanya termasuk kedalam daerah yang bertekanan negatif. Daerah bertekanan paling tinggi adalah disisi tekan (discharge) FDF dan secara bertahap turun menuju negatif dimana tekanan paling rendah adalah disisi hisap IDF. Ilustrasi sistem ini terlihat seperti gambar 6 dan umumnya diaplikasikan pada ketel-ketel batubara.

Gambar 2: Sistem Udara Pembakaran Balanced Draft Sistem udara pada ketel-ketel batubara terdiri dari 2 macam udara yaitu udara primer (primary air) dan udara sekunder (secondary air). 

Udara Primer (primary air). Seperti diketahui bahwa pada ketel-ketel batubara, untuk mendapatkan efisiensi

pembakaran yang baik, bongkahan batubara harus digiling menjadi bubuk halus didalam pulverizer. Setelah menjadi serbuk halus, baru dialirkan melaui pipa-pipa ke burner-burner Teknik Konverensi Energi 2008

118

Politeknik Negeri Jakarta batubara. Untuk mengalirkan serbuk batubara dari pulverizer ke burner diperlukan media transportasi. Adapun media yang digunakan adalah udara yang dihembuskan melalui sebuah Fan. Udara ini dikenal dengan istilah udara primer (primary air) dan dihembuskan oleh Primary Air Fan (PAF). Sistem udara primer terlihat pada gambar 7, dalam garis yang dicetak tebal.

Gambar 3: Udara Primer

Dalam gambar terlihat bahwa PAF menerima pasokan udara dari Discharge FDF. Dari PAF udara primer dihembuskan ke Pulverizer dan setelah bercampur dengan bubuk batubara, selanjutnya mengalir bersama bubuk batubara keburner - burner batubara. Disamping sebagai sarana transportasi serbuk batubara, udara primer juga berfungsi untuk mengeringkan batubara didalam Pulverizer. Guna memenuhi fungsi ini, maka temperatur udara primer harus cukup tinggi untuk menguapkan air dari batubara. Karena itu umumnya dilengkapi dengan pemanas udara tersendiri yang dipasang disisi hisap PA Fan. Pemanas ini disebut Pemanas udara primer (Primary Air Heater) dan menggunakan gas bekas sebagai media pemanas. Teknik Konverensi Energi 2008

119




Udara Sekunder (secondary air).

Udara sekunder pada ketel batubara sama halnya dengan udara pembakaran (combustion air) pada ketel berbahan bakar minyak. Fungsi udara sekunder adalah memasok kebutuhan udara untuk proses pembakaran yang sempurna didalam ruang bakar.

Sistem udara sekunder terlihat gambar 8. dalam garis tercetak tebal.

Gambar 4: Sistem Udara Sekunder

Pasokan udara sekunder disediakan oleh FDF yang dialirkan melintasi pemanas awal udara (steam coil air heater) dan terus kepemanas udara (air heater) untuk selanjutnya masuk kedalan windbox dan akhirnya didistribusikan melalui air register kedalam ruang bakar.


120

Politeknik Negeri Jakarta Didalam ruang bakar udara sekunder bertemu dengan campuran antara udara primer dengan serbuk batubara sehingga terjadi proses pembakaran yang sempurna. Gas-gas bekas hasil pembakaran kemudian dihisap keluar dari ruang bakar oleh IDF. Sistem Gas Bekas. Gas bekas (Flue gas) adalah merupakan gas-gas hasil dari proses pembakaran diruang bakar ketel. Didalam ruang bakar, gas bekas mengalir kearah atas sambil menyerahkan kandungan panasnya keair yang berada didalam pipa-pipa dinding ruang bakar (water wall tube). Dari ruang bakar, gas bekas selanjutnya mengalir melintasi elemen-elemen secondary superheater dan reheater untuk memanaskan uap.

Dari sini, gas bekas kemudian berbalik arah menuju kebawah melintasi primary superheater dan ekonomizer. Didalam ekonomiser, sisa-sia panas yang masih terkandung dalam gas bekas dipakai untuk memanaskan air pengisi yang akan masuk ke Boiler drum. Setelah melintasi economizer, gas kemudian keluar meninggalkan ketel dan mengalir didalam laluan gas (gas duct) menuju pemanas udara (air heater). Air heater adalah komponen terakhir yang memanfaatkan sissa panas dalam gas bekas untuk memanaskan udara pembakaran dalam perjalanannya menuju winbox. Dari Air heater, gas bekas selanjutnya mengalir kedalam pengumpul abu (Precipitator / Dust Colector) baik yang mekanik (Mechanical dust colector) ataupun yang elektrik (Electrostatic Precipitator). Pengumpul abu berfungsi untuk memisahkan gas bekas dari partikel abu dalam rangka mengurangi emisi pencemar padat dari gas bekas manakala gas bekas dibuang ke atmosfir melalui cerobong. Setelah melalui pengumpul abu, untuk ketel-ketel Forced draft, gas bekas langsung menuju cerobong sedang untuk ketel - ketel Balanced draft, gas bekas dihisap dulu oleh IDF dan baru dibuang ke atmosfir lewat cerobong. Gambar 9, merupakan contoh sistem gas bekas pada ketel Balanced draft. Sedangkan garis yang tercetak tipis pada gambar 8, merupakan sistem gas bekas untuk ketel Forced draft.


121


Gambar 5: Sistem Gas Bekas Pada Ketel Balanced Draft

a. Gas Recirculation. Sistem resirkulasi gas bekas (gas recirculation) banyak diterapkan pada ketel dengan tujuan untuk mengatur temperatur uap keluar reheater dan superheater. Prinsip dari sistem resirkulasi gas cukup sederhana yaitu dengan mengalirkan sebagian gas bekas bertemperatur rendah, kembali keruang bakar ketel sehingga bercampur dengan gas bekas baru hasil proses pembakaran. Gas bekas yang akan disirkulasikan dicerat dari saluran gas bekas keluar economizer yang dihisap oleh Gas Recirculation Fan (GRF) untuk selanjutnya dihembuskan kembali ke bagian bawah ruang bakar ketel seperti terlihat pada gambar 10.


122

Politeknik Negeri Jakarta Gambar 6: Sistem Resirkulasi Gas Dengan GRF

Karena temperatur gas yang dialirkan kembali oleh GRF lebih rendah, maka efeknya akan menurunkan temperatur campuran kedua gas dalam ruang bakar, tetapi meningkatkan massa gas yang akan melintasi elemen - elemen superheater dan reheater. Akibatnya gas bekas akan membawa panas lebih banyak dari ruang bakar untuk diserahkan ke superheater dan reheater. Hal ini akan mengakibatkan kenaikkan temperatur uap keluar superheater maupun reheater. Ini berarti bahwa pada laju pembakaran yang tetap, semakin banyak gas bekas yang disirkulasikan kembali ke ruang bakar, akan semakin tinggi temperatur uap. Pengaturan aliran gas yang disirkulasikan dapat dilakukan melaui GRF inlet damper atau memalui variasi putaran GRF.

b. Meter Kepekatan Gas Bekas (smoke opacity meter). Umumnya dipasang pada saluran gas bekas menuju cerobong. berfungsi untuk mendeteksi kepekatan gas bekas. Gas bekas yang jernih menandakan bahwa proses pembakaran didalam ruang bakar berlangsung secara baik. Sedang gas bekas yang pekat, menandakan adanya suatu ketidak beresan dalam proses pembakaran. Jadi meter kepekatan gas bekas merupakan indikator bagi para operator untuk melakukan tindakan koreksi seperlunya. Salah satu jenis perangkat ini adalah tipe fotocell seperti terlihat pada gambar 11.


123


Gambar 7: Smoke Opacity

Sebuah proyektor sinar ditempatkan disatu sisi laluan gas bekas sedang pasangannya, berupa menangkap sinar (Receiver), dipasang sisi yang berseberangan. Intensitas cahaya yang diterima oleh receiver akan menggerakkan jarum penunjuk kepekatan asap secara proporsional. Bila gas asap yang lewat diantara proyektor dan receiver cukup pekat, maka sinar yang diproyeksikan oleh proyektor akan terhalang oleh pekatnya gas. Hal ini mengakibatkan sinar yang ditangkap receiver berkurang dan akibatnya, jarum penunjuk meter kepekatan gas akan bergerak naik. Pada beberapa sistem, bila kepekatan gas cukup tinggi, akan memberikan sinyal alarm sebagai peringatan bagi operator untuk melakukan tindakan koreksi. 2.1 Sistem Bahan Bakar Minyak. Baik PLTU berbahan bakar minyak maupun PLTU berbahan bakar batubara selalu dilengkapi dengan sistem bahan bakar minyak. Fungsi sistem ini adalah untuk menyediakan pasokan bahan bakar minyak bagi kebutuhan ketel. Konfigurasi sistem bahan bakar minyak serta komponen-komponennya sangat beragam Mengingat keterbatasan waktu, maka pada session ini hanya akan dibahas sistem bahan bakar minyak tipikal yang umum diterapkan pada PLTU minyak maupun PLTU Teknik Konverensi Energi 2008

124

Politeknik Negeri Jakarta batubara. Seperti diketahui bahwa bahan bakar minyak yang banyak dipakai di PLTU adalah jenis Heavy Oil (HFO) grade 6 yang juga dikenal sebagai minyak bungker C. Selain itu juga digunakan minyak yang lebih ringan (Lighter Oil) seperti grade 2 atau minyak diesel (Inland Diesel Oil/IDO) yang umumnya dipakai untuk penyalaan awal ketel.

Contoh tipikal untuk sistem bahan bakar minyak dapat dilihat sepeti pada gambar 12. Sistem bahan bakar minyak mencakup pengisian, penimbunan, transfer serta pemanasan minyak terutama untuk HFO.

Adapun komponen-komponen sistem bahan bakar minyak diantaranya adalah : a. Tangki Penyimpan. Berfungsi sebagai sarana penampung bahan bakar minyak. Untuk HFO terdiri dari tangki penampung utama (Main Storage Tank) dengan kapasitas cukup besar dan tangki harian (Day Tank) dengan kapasitas yang lebih kecil. Storage Tank umumnya diisi dari sumber pasokan minyak diluar sistem seperti Tongkang, Truk dan lain sebagainya. Tangki ini biasanya juga dilengkapi dengan pemanas (heater) minyak yang berfungsi untuk memanaskan minyak guna menurunkan kekentalan agar lebih mudah dipompakan. Pemanasan dilakukan dengan metode “Trace Heating” yang dapat menggunakan media berupa air panas atau listrik. Dari storage tank, HFO dipompakan ke day tank oleh transfer pump melaui katup pengatur (CRV) yang dikendalikan oleh level day tank. Bila level day tank sudah cukup maka katup akan menutup dan HFO dari pompa disirkulasikan kembali Teknik Konverensi Energi 2008

125

Politeknik Negeri Jakarta ke storage tank. Untuk minyak diesel (IDO) umumnya hanya disediakan satu tangki dan tanpa pemanas, minyak langsung dialirkan ke ignitor melalui katup pengurang tekanan (Pressure Reducing Valve). Aliran minyak ke ignitor umumnya tidak variablel. Bila ignitor stop maka minyak akan disirkulasikan kembali kedalam tangki. Gambar 13., merupakan ilustrasi storage tank sedang gambar 14, merupakan tipikal day tank dengan pemanas uap.

Gambar 8: Storage Tank

Gambar 9: Day Tank

b. Pompa Minyak.


126

Politeknik Negeri Jakarta Baik transfer pump, supply pump maupun booster pump memiliki fungsi yang sama yaitu untuk mengalirkan minyak. Gambar.15, merupakan jenis-jenis pompa yang banyak dipakai. Transfer pump maupun supply pump umumnya berupa pompa ulir yang digerakkan oleh motor listrik pada putaran konstan dengan kapasitas untuk setiap pompa melebihi kebutuhan. Kelebihan pasokan minyak dialirkan kembali ke Tangki melalui katup pengatur 3 jalan (Three Way Control valve) lewat saluran resirkulasi. Bagi minyak yang sudah dipanasi dengan cukup sehingga memenuhi kualifikasiuntuk rentang atomisasi, dapat digunakan pompa centrifugal untuk mengalirkannya. Karena itu, pompa centrifugal banyak dipakai sebagai booster pump.

Gambar 10: Pompa Minyak Karena mengalirkan minyak bertemperatur tinggi, booster pump biasanya dilengkapi dengan sistem pendingin dari auxiliary cooling water system. c. Fuel Oil heater. Fuel oil heater memiliki beberapa fungsi diantaranya untuk menaikkan temperatur minyak disisi masuk pompa. Tujuan pemanasan ini adalah agar minyak memiliki viskositas yang memenuhi kriteria bagi rentang pemompaan (Pumping Range). Pemanas semacam ini umumnya dipasang didalam tangki dengan media pemanas berupa uap atau air panas. Fungsi lain adalah untuk menjaga temperatur minyak sepanjang saluran. Untuk ini biasanya digunakan metode “Trace Heating”, baik dengan media uap, air panas ataupun listrik.


127

Politeknik Negeri Jakarta Fungsi yang paling utama dari fuel oil heater adalah untuk memanaskan minyak hingga mencapai temperatur yang cukup tinggi sehingga viskositas minyak memenuhi kriteria untuk kebutuhan atomisasi (Atomizing Range). Pemanas ini umumnya menggunakan uap sebagai media pemanas dimana aliran uap ke pemanas diatur oleh control valve dengan temperatur minyak keluar pemanas sebagai set point. Gambar 16, merupakan contoh pemanas minyak tipe permukaan yang banyak dipakai.

Gambar 11: Fuel Oil Heater

Karena pemanas ini menggunakan uap sebagai media pemanas, maka air kondensasi uap umumnya dikembalikan ke kondensor. Bila terjadi kebocoran pipa-pipa pemanas, maka air kondensasi dari fuel oil heater akan tercemar minyak. Operator harus memperhatikan masalah ini dengan seksama. d. Saringan Minyak (Strainer).


128

Politeknik Negeri Jakarta Fungsi dari saringan adalah untuk menahan partikel-partikel padat atay semi padat dari minyak agar tidak menimbulkan masalah pada komponen-komponen lain seperti pompa, oil heater dan sebagainya.

Karena itu disetiap sisi hisap (suction) pompa senantiasa dipasangi saringan ini. Saringan minyak yang dipakai umumnya bertipe dupleks sehingga memungkinkan satu saringan dibersihkan sedang satu saringan lain aktif beroperasi. Contoh tipikal saringan dupleks terlihat seperti gambar 17 .

Gambar 12: Stainer

Saringan dupleks biasanya dilengkapi dengan handel/tuas untuk memindahkan operasi dari kedua saringan. Juga dilengkapi indikator untuk mengetahui saringan mana yang sedang aktif. disamping itu, saringan umumnya dilengkapi Pressure Gauge disisi masuk dan sisi keluar saringan sehingga perbedaan tekanan (P) minyak melintas saringan dapat Teknik Konverensi Energi 2008

129

Politeknik Negeri Jakarta diketahui. P ini merupakan indikator dari kondisi kebersihan saringan. Bila P tinggi berarti saringan kotor dan perlu dicuci/dibersihkan. Sebelum melakukan pencucian, saringan yang aktif harus dipindah terlebih dahulu dari yang kotor ke yang bersih. Untuk saringan yang berukuran besar, ketika selesai dibersihkan perlu diingat bahwa ruang saringan berisi udara dalam jumlah yang cukup besar. Bila dalam keadaan seperti ini saringan diaktifkan, maka akan timbul kejutan aliran dan bahkan mungkin dapat mengakibatkan ketel trip. Untuk mencegah terjadinya hal ini, maka udara dalam rumah saringan harus dibuang terlebih dahulu. Bagi keperluan ini, saringan yang besar biasanya dilengkapi dengan saluran venting untuk membuang udara dan saluran bypass untuk pengisian minyak. Untuk membuang udara, buka katup saluran venting dan buka katup pengisian minyak sedikit demi sedikit sehingga minyak akan mengisi rumah saringan sambil menekan udara keluar lewat saluran venting. Manakala dari saluran venting sudah keluar minyak, berarti udara dalam rumah saringan sudah habis. Tutup katup venting dan katup bypass pengisian. Dalam kondisi demikian, saringan dinyatakan standby dan siap untuk diaktifkan. 2.3 Pemeliharaan Sistem Udara Pembakaran Untuk kerja sistem udara pembakaran yang sesuai dengan standart akan menjamin proses pembakaran yang efisien dan kelangsungan operasi unit pembangkit. Kurangnya pemahaman tentang kuantitas dan kualitas udara pembakaran akan mengakibatkan terjadinya pembakaran tidak sempurna dan terganggunya operasi mesin sehingga menurunkan kinerja unit pembangkit. Untuk mengatasi masalah tersebut perlu SDM yang kompeten, pelatihan ini dapat memberikan solusi terhadap masalah pengoperasian sistem udara pembakaran di unit pembangkit. Setelah mengikuti Pelatihan peserta mampu melaksanakan pengoperasian sistem Udara Pembakaran dengan baik dan benar sesuai prosedur (SOP) dan mendukung standar kompetensi 3.Kesimpulan Fungsi dari sistem udara Pembakaran adalah menyediakan udara yang cukup untuk kebutuhan proses pembakaran bahan bakar didalam ruang bakar ketel. Sistem udara pada ketel-ketel batubara terdiri dari 2 macam udara yaitu udara primer (primary air) dan udara sekunder (secondary air). Teknik Konverensi Energi 2008

130


Udara Primer (primary air). Untuk mengalirkan serbuk batubara dari pulverizer ke burner diperlukan media transportasi. Adapun media yang digunakan adalah udara yang dihembuskan melalui sebuah Fan. Udara ini dikenal dengan istilah udara primer (primary air) dan dihembuskan oleh Primary Air Fan



Udara Sekunder (secondary air). Udara sekunder pada ketel batubara sama halnya dengan udara pembakaran (combustion air) pada ketel berbahan bakar minyak. Fungsi udara sekunder adalah memasok kebutuhan udara untuk proses pembakaran yang sempurna didalam ruang bakar. Dalam sistem udara pembakaran, dikenal istilah draft (draught) yang menyatakan

tekanan statis dalam ruang bakar ketel. Ada 4 macam draft yang dikenal yaitu : 1. Sistem Udara Pembakaran Pada Forced Draft. Dalam sistem ini, seluruh saluran udara, ruang bakar ketel hingga ke saluran gas bekas bertekanan positif (lebih tinggi dari tekanan atmosfir).

2. Sistem Udara Pembakaran Pada Balanced Draft. Pada sistem Balanced draft, FDF dipakai untuk menghembuskan udara pembakaran sementara kipas hisap paksa (Induce Draft Fan / IDF) dipakai untuk menghisap gas bekas hasil pembakaran dari ruang bakar ketel. Sistem Gas Bekas (Flue gas) adalah merupakan gas-gas hasil dari proses pembakaran diruang bakar ketel.sistem gas bekas terdiri dari 2 yaitu : 1. Gas Recirculation,Prinsip dari sistem resirkulasi gas cukup sederhana yaitu dengan mengalirkan sebagian gas bekas bertemperatur rendah, kembali keruang bakar ketel sehingga bercampur dengan gas bekas baru hasil proses pembakaran. 2. Meter Kepekatan Gas Bekas (smoke opacity meter) berfungsi untuk mendeteksi kepekatan gas bekas.

Sistem Bahan Bakar Minyak,Fungsi sistem ini adalah untuk menyediakan pasokan bahan bakar minyak bagi kebutuhan ketel. Konfigurasi sistem bahan bakar minyak serta komponen-komponennya sangat beragam.adapun komponen-komponennya yaitu :


131

Politeknik Negeri Jakarta e. Tangki Penyimpan Berfungsi sebagai sarana penampung bahan bakar minyak. f. Pompa Minyak berfungsi yang sama yaitu untuk mengalirkan minyak. g. Fuel Oil heater fungsi diantaranya untuk menaikkan temperatur minyak disisi masuk pompa. h. Saringan Minyak (Strainer) berFungsi dari saringan adalah untuk menahan partikelpartikel padat atay semi padat dari minyak agar tidak menimbulkan masalah pada komponen-komponen lain seperti pompa,

DAFTAR PUSTAKA

1. Archie W.Culp jc dan Darwin Sitompul.1991. Prinsip-prinsip Konversi Energi. Jakarta : Erlangga 2. Fritz Dietzel dan Dasko Sriyono.1986. Turbin Pompa dan Kompressor. Jakarta: Erlangga 3. Hariojono Djojodihardjo.1987. Termodinamika Teknik : Aplikasi dan Termodinamika Statistik. Jakarta : Gramedia 4.

JCOAL, JCOAL Journal Vol. 2, Nov. 2005, Japan Coal Energy Center, 2005.

5. Amick, Phil, Coal Gasification Flexibility for Fuels & Products, ConocoPhillips, 2005 6. Baardson, John A., Coal to Liquids: Shell Coal Gasification with Fischer-Tropsch Synthesis, Baardson Energy LLC, 2003.


132

BUKU ALAT BANTU PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) DARI KELAS 5J TEKNIK KONVERENSI ENERGI 2008

Recommend Documents