pembangkit listrik tenaga uap (PLTU)

1. Boiler

2. Turbin uap

3. Kondensor

4. Generator

2. Sebagai alat untuk proses pemakaian air pegisi boiler

1. Untuk mereduksi tekanan pada exhaust turbin, sehingga dapat menaikan efisiensi dari power plant

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP ( PLTU )

Teknik Elektro (UKIP – Makassar)

Tegangan yang dihasilkan generator ini biasanya 6,11 atau 22 kV. Karena sistem transmisi di Indonesia bertegangan 150 kV(SUTET) atau 500 kV(SUTET), maka digunakan transformator step-up untuk menaikkan tegangannya.
Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurka tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. Jenis generator yang digunakan pada PLTU adalah jenis transformator
Jenis generator yang digunakan dalam sebuah PLTU adalah generator sinkron revolving field, ciri - ciri generator Sinkron Revolving Field:
1. Memiliki stationary armature yang disebut stator.
2. Lilitanstator 3 phase langsungdihubungkan kebeban.
3. Medan dibangkitkanolehgenerator DC.
4. Sering disebut juga alternator.

Pada generator jenis ini, bagian rotornya diberi arus ekstasi, sedangkan bagian statornya menghasilkan energi listrik. Rotor adalah bagian yang berputar pada turbin. Pada rotor terdapat moving blading yang menempel pada sumbu rotor. Saat turbin berhenti dari operasi maka rotor tidak boleh langsung berhenti karena dapat menyebabkan rotor mengalami pembengkokan. Oleh karena itu ketika turbin berhenti rotor diputar dengan kecepatan rendah sampai panas yang diakibatkan saat turbin beroperasi hilang.

4. GENERATOR

Generator adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik (gerak) menjadi energi listrik. Dalam sebuah pembangkitan tenaga listrik generator sendiri merupakan sebuah alat yang memegang peran vital untuk menghasilkan listrik yang nantinya digunakan oleh konsumen.
.

Untuk memperpanjang umur dari tube kondensor,ada beberapa metode sbb :

Tapproge ball cleaning (seminggu sekali), Menggunakan bola bola tapproge berdiameter suaian sesak dengan tube
Backwashing of cooling water (setiap hari), Dilakukan dengan cara mengatur valve pada inlet dan outlet
Chlorination treatment of cooling water (kontinyu) Untuk mencegah masuknya benda hidup/organisme
Prevention of flowing in of foreign matter, Dilakukan dengan memasang filter Debris pada sisi inlet .
Ferrous sulfate injection (setiap hari), Untuk melapisi sisi dalam tube dengan Ferrous
Cathodic protection (kontinyu), Untuk mencegah korosi

Masalah pada maintenance kondensor dapat diklasifikasikan menjadi 3 item sbb :
1. Fall of vacuum .
fall in vacuum, akan meningkatkan head loss pada tube dan meningkatkan perbedaan temperatur antara uap air dan outlet dari air pendingin yang diakibatkan oleh kontaminasi.
2. Kontaminasi dengan air pendinginan (air laut).
kontaminasi dengan air akan menimbulkan korosi, masuknya benda asing (misal kulit kerang, lumpur, dll) yang bisa menyebabkan penyumbatan tube.
3. Penurunan kemurnian air kondensat .
Bisa disebabkan oleh kebocoran pada tube, pada sambungan (joint).

Pemeliharaan Pada Kondesor
Fungsi kondensor
Kondensor adalah peralatan untuk merubah uap menjadi air. Proses perubahan nya dilakukan dengan cara mengalirkan uap kedalam suatu ruangan yang berisi pipa-pipa (tubes). Uap mengalir diluar pipa-pipa sedangkan air sebagai pendingin mengalir didalam pipa-pipa. Kondensor seperti ini disebut surface (tubes) condenser. Sebagai pendingin digunakan air sungai atau air laut. Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin, kebersihan pipa-pipa dan perbedaan temperatur antara uap dan air pendingin. Proses perubahan uap menjadi air terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi vakum. Karena temperatur air pendingin sama dengan temperatur udara luar, maka temperatur air kondensat nya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.
3. KONDESOR
1. MAT (Main Auxiliary Transformer)
MAT adalah trafo utama untuk pemakaian sendiri yang dipasang paralel dengan trafo generator, berfungsi untuk menurunkan tegangan pembangkitan 18 KV menjadi 4.16 KV. Pada saat sistem keadaan normal seluruh kebutuhan tenaga listrik untuk peralatan listrik maupun penerangan disuplai oleh trafo ini.

2. RAT (Reserve Auxiliary Transformer)
PLTU mempunyai 2 set trafo cadangan yang diparalelkan. Bila generator mengalami gangguan atau over houl sehiungga trafo utama tidak berfungsi maka daya listrik untuk start-up pembangkit disuplai dari bus 150 KV melalui trafo cadangan ini. Jadi trafo ini menurunkan tegangan dari 150 KV menjadi 4160 V.
Jenis – Jenis Transformator
3. Trafo generator (Generator Transformer)
Trafo generator berfungsi menaikkan tegangan pembangkitan 18 KV menjadi 150 KV yang di pasok pada bus A dan B 150 KV yang berhubungan langsung dengan saluran transmisi.(pada system interkoneksi se Jawa.)

1. Desalination Plant (Unit Desal)
Peralatan ini berfungsi untuk mengubah air laut (brine) menjadi air tawar (fresh water) denganmetode penyulingan (kombinasi evaporasi dan kondensasi). Hal ini dikarenakan sifat air laut yangkorosif, sehingga jika air laut tersebut dibiarkan langsung masuk ke dalam unit utama, makadapat menyebabkan kerusakan pada peralatan PLTU.

2. Reverse Osmosis (RO)
Mempunyai fungsi yang sama seperti desalination plant namun metode yang digunakan berbeda.Pada peralatan ini digunakan membran semi permeable yang dapat menyaring garam-garam yangterkandung pada air laut, sehingga dapat dihasilkan air tawar seperti pada desalination plant.

Komponen Penunjang PLTU

3. Demineralizer plant (unit demin)
Berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral (ion) yang terkadung dalam air tawar. Air sebagaifluida kerja PLTU harus bebas dari mineral, karena jika air masih mengandung mineral berartikonduktivitasnya masih tinggi sehingga dapat menyebabkan terjadinya GGL induksi pada saat air tersebut melewati jalur perpipaan di dalam PLTU. Hal ini dapat menimbulkan korosi pada peralatan PLTU.

4. Chlorination plant (unit chlorin)
berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (naocl) yang digunakan untuk memabukkan/melemahkan/mematikan sementara mikro organisme laut pada area water intake.Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya pengerakkan (scaling) pada pipa-pipa kondensor maupun unit desal akibat perkembangbiakan mikro organisme laut tersebut.


SEKIAN
DAN
TERIMAKASIH

Kerugian PLTU
Sangat tergantung pada tersedianya pasokan bahan bakar
Membutuhkan waktu yang lama untuk menghasilkan uap
Memerlukan tersedianya air pendingin yang sangat banyak dan kontinyu
Investasi awalnya mahal
Menghasilkan polusi udara yaitu gas sisa hasil pembakaran bahan bakar (gas CO2, NOX, SOX dan debu batu bara)

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan jenis pembangkit listrik lainnya:
Keunggulan PLTU
1. Dapat dioperasikan menggunakan berbagai jenis bahan bakar (padat, cair dan gas).
2. Dapat dibangun dengan kapasitas yang bervariasi
3. Dapat dioperasikan dengan berbagai mode pembebanan
4. Kontinyuitas operasinya tinggi
5. Usia pakai (life time) relatif lama
Secara sederhana, siklus PLTU digambarkan sebagai berikut :
Siklus PLTU ini adalah siklus tertutup (close cycle) yang idealnya tidak memerlukan lagi air jika memang kondisinya sudah mencukupi. Tetapi kenyataannya masih diperlukan banyak air penambah setiap hari. Hal ini mengindikasikan banyak sekali kebocoran di pipa-pipa saluran air maupun uap di dalam sebuah PLTU. Untuk menjaga siklus tetap berjalan, maka untuk menutupi kekurangan air dalam siklus akibat kebocoran, hotwell selalu ditambah air sesuai kebutuhannya dari air yang berasal dari demineralized tank.
Prinsip Kerja PLTU

8. Ash handling (unit pelayanan abu)
merupakan unit yang melayani pengolahan abu baik itu abu jatuh (bottom ash) maupun abu terbang (fly ash) dari electrostatic precipitator hopper dan SDCC (submerged drag chain conveyor) pada unit utama sampai ke tempat penampungan abu (ash valley/ash yard)

Tiap-tiap komponen utama dan peralatan penunjang dilengkapi dengan sistem-sistem dan alat bantu yang mendukung kerja komponen tersebut. Gangguan atau malfunction dari salah satu bagian komponen utama akan dapat menyebabkan terganggunya seluruh sistem PLTU.


5. Auxiliary boiler (boiler bantu)
pada umumnya merupakan boiler berbahan bakar minyak (fuel oil), yang berfungsi untukmenghasilkan uap (steam) yang digunakan pada saat boiler utama start up maupun sebagai uapbantu (auxiliary steam).

6. Coal handling (unit pelayanan batubara)
merupakan unityang melayani pengolahan batubara yaitu dari proses bongkar muat kapal (ship unloading) di dermaga, penyaluran ke coalyard sampai penyaluran ke coal bunker.

7. Hidrogen plant (unit hidrogen)
pada PLTU digunakan hydrogen (H2) sebagai pendingin generator.

2. Tekanan yang tinggi pada exhaust Turbin (Low condenser vacuum) ,akan menyebabkan terjadinya overheating dan dapat terjadi kerusakan.
3. Temperatur steam exhaust LP tinggi
Jika vacuum rendah dan spray water system akan digunakan untuk menjaga blade turbin agar tetap dingin. Temperatur exhaust steam menjadi indikasi spray water system. Spray water bertindak sebagai sarana proteksi.
kehilangan listrik pada Governor
Overspeed trip

Skema low condenser vacuum & temperatur steam LP exhaust tinggi
Jenis – jenis kondenser
1. Surface Condenser
Pemakaian kondenser jenis ini adalah untuk merendahkan atau menurunkan tekanan pada turbin dan pemakaian kondenser sebagai pengisi ketel.

2. Direct Contact Condenser
Kondenser ini hanya digunakan untuk menurunkan tekanan exhaust turbin saja. Air pendingin tidak akan bercampur langsung dengan kondense sehingga tidak dapat dipergunakan untuk mengisi boiler. Jenis kondenser ini sangat jarang depergunakan di PLTU karena kontak langsung dengan air pendingin yang mengandun garam sehingga dapat menimbulkan korosi.

Uap tersebut kemudian dibagi dengan menggunakan control valve yang akan dipakai untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan pompa dan juga sama halnya dikopel dengan sebuah generator singkron untuk menghasilkan energi listrik.

Setelah melewati turbin uap, uap yang bertekanan dan bertemperatur tinggi tadi muncul menjadi uap bertekanan rendah. Panas yang sudah diserap oleh kondensor menyebabkan uap berubah menjadi air yang kemudian dipompakan kembali menuju boiler. Sisa panas dibuang oleh kondensor mencapai setengah jumlah panas semula yang masuk. Hal ini mengakibatkan efisisensi thermodhinamika suatu turbin uap bernilai lebih kecil dari 50%. Turbin uap yang modern mempunyai temperatur boiler sekitar 5000C sampai 6000C dan temperatur kondensor 200C sampai 300C.

Prinsip kerja turbin uap adalah sebagai berikut:
Turbin uap terdiri dari sebuah cakram yang dikelilingi oleh daun-daun cak ram yang disebut sudu-sudu. Sudu-sudu ini berputar karena tiupan dari uap bertekanan yang berasal dari ketel uap, yang telah dipanasi terdahulu dengan menggunakan bahan bakar padat, cair dan gas.

1. Turbin Impuls.
Turbin impuls adalah turbin dimana proses ekspansi (penurunan tekanan) dan fluida kerja.uap hanya terjadi didalam nosel atau baris sudu tetapnya saja. Penurunan tekanan uap inilah yang akan menimbulkan terjadinya perubahan kecepatan, dan hal ini terjadi karena sudu gerak berputar maka ada kecepatan relative antara uap dengan sudu gerak
2. Turbin Reaksi.
Turbin rekasi adalah turbin dimana proses ekspansi (penurunan tekanan) terjadi baik didalam baris sudu tetap maupun sudu geraknya. Dalam hal ini baris sudu tetap maupun sudu geraknya berfungsi sebagai nosel (nozzle), sehingga kecepatan relative uap keluar setiap sudu lebih besar dan kecepatan relative uap masuk sudu yang bersangkutan.

Jenis - Jenis Turbin
kekurangan/kebocoran lubricating oil
Oli digunakan untuk mendinginkan bearing dan melumasi bearing pada turbin dan generator. Tidak adanya lubrikasi akan menyebabkan keausan pada bearing.

Skema pelumasan pada Turbin
Gangguan Pada Turbin
Sirkulasi Air Pada Boiler

Economizer
Ruang bakar (furnace)
Pipa air (tube water wall)
Burner
Drum uap (steam drum)
Pemanas lanjut (superheater)
Desuperheater
Pemanas ulang (reheater)

Steam drum
Boiler tubes
Sight glass furnace
Burner
Pompa bahan bakar
furnace
Bagian Bagian Pada Boiler
Boiler berfungsi untuk mengubah air(feedwater) menjadi uap panas lanjut (superheated steam) yang akan digunakan untuk memutar turbin.

1. BOILER

Komponen – komponen utama pltu terbagi 4
yaitu :
Komponen - Komponen Utama PLTU
PLTU merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan uap air untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit ini termasuk dalam pembangkit listrik termis, yaitu pembangkit listrik yang memanfaatkan panas sebagai penggerak mulanya.
Apa Itu PLTU......?

Jenis - Jenis Turbin
4. Turbin condensing
Secara normal membuang uap pada kondenser vakum dan ini meningkatkan efisiensi panas dari siklus. Tidak memerlukan make-up water.
5. Turbin non condesing
Tekanan sisa turbin sama atau diatas tekanan atmosfer dan sistem dapat bekerja dengan atau tanpa pendingin. Sistem ini memerlukan water make-up yang kontinyu

Turbin Uap berfungsi untuk mengkonversi energi panas yang dikandung oleh uap menjadi energiputar (energi mekanik). Poros turbin dikopel dengan poros generator sehingga ketika turbinberputar generator juga ikut berputar.

2.TURBIN

Turbin Multi silinder dibedakan dua jenis yaitu :
a. Tandem Compound
Tandem Compound Multi silinder turbin adalah turbin multi silinder yang menggunakan satu poros untuk keseluruhan silinder.

b. Cross Compound
Cross Compound Multi silinder turbin adalah turbin multi silinder yang menggunakan dua poros untuk keseluruhan silinder.
High Pressure (HP) Turbine mengekspansikan uap utama yang dihasilkan dari superheater dengan tekanan 169kg/cm2 dan temperatur 538oC, kemudian uap keluar HP Turbin (41 kg/cm2) dengan temperatur 336oC dipanaskan kembali pada bagian reheater diboiler untuk menaikkan entalpi uap. Uapreheat lalu diekspansikan di dalam Intermediate Pressure (IP) turbine

2. Intermediate Pressure (IP) TurbineIP Turbine mengekspansikan uap reheat dengan tekanan 39 kg/cm2 dan temperatur 538oC,sedang uap keluarnya bertekanan 8 kg/cm2 dan suhunya sekitar 330oC.

3. Low Pressure (LP) TurbineLP Turbine mengekspansikan uap bertekanan 8 kg/cm2 dan temperatur 330oC, dan tekanan uapkeluar dari LP Turbin pada tekanan 56 mmHg (Vaccum), kondisi vakum ini diciptakan di dalamcondenser dengan temperatur 40oC.

Turbine dibagi menjadi tiga tingkatan,
yaitu :

Adapun beberapa alat bantu (auxiliary equipments) untuk membantu proses siklus turbin uap berjalan dengan baik, seperti :
1). Sistem pendingin (cooler system).
2). Sistem air dan uap
3). Sistem bahan bakar
4).Sistem udara pembakaran
5).Sistem penyaluran tenaga listrik
6).Sistem air penambah

d. Turbine Stop Valves
Atau disebut juga Emergency Stop Valve karena berfungsi untuk mengisolasi turbin dari supply uap air pada keadaan darurat untuk menghindari kerusakan atau juga overspeed.

e. Turbine Control Valve
Berfungsi untuk mengontrol supply dari uap air yang masuk ke dalam turbin sesuai dengan sistem kontrol yang bergantung pada besar beban listrik.

f. Turning Device
Adalah suatu mekanisme untuk memutar rotor dari turbin pada saat start awal atau pada saat setelah shut down untuk mencegah terjadinya distorsi/bending akibat dari proses pemanasan atau pendinginan yang tidak seragam pada rotor.

Jenis - Jenis Turbin Berdasarkan Silinder
1. Single Cylinder Turbine
Turbin dengan Silinder tunggal beroperasi pada suhu dan tekanan yang rendah. Turbin jenis ini hanya mempunyai satu silinder.

2. Multi Cylinder Turbine
Ketika daya yang dibutuhkan semakin besar maka turbin dengan silinder tunggal tidak lagi mampu mengatasinya. Oleh karena itulah kemudian turbin dengan multi silinder. Turbin Multisilinder mampu mengatasi perubahan volume yang terjadi secara lebih efisien

Bagian-bagian penting dari turbin uap:
a. Shaft Seals
Shaft seals adalah bagian dari turbin antara poros dengan casing yang berfungsi untuk mencegah uap air keluar dari dalam turbin melewati sela-sela antara poros dengan casing akibat perbedaan tekanan dan juga untuk mencegah udara masuk ke dalam turbin (terutama turbin LP karena tekanan uap air yang lebih vakum) selama turbin uap beroperasi.

b. Turbine Bearings
Jenis bearing yang digunakan dalam desain turbin uap yaitu thrust bearing, journal bearing, dan kombinasi antara keduanya. Selain itu juga dibutuhkan sebuah sistem pelumasan menggunakan oli, yang secara terus-menerus disirkulasi dan didinginkan untuk melumasi bearing yang terus mengalami pergesekan pada saat turbin uap beroperasi normal.

Bagian-bagian penting dari turbin uap:
a. Shaft Seals
Shaft seals adalah bagian dari turbin antara poros dengan casing yang berfungsi untuk mencegah uap air keluar dari dalam turbin melewati sela-sela antara poros dengan casing akibat perbedaan tekanan dan juga untuk mencegah udara masuk ke dalam turbin (terutama turbin LP karena tekanan uap air yang lebih vakum) selama turbin uap beroperasi.

b. Turbine Bearings
Jenis bearing yang digunakan dalam desain turbin uap yaitu thrust bearing, journal bearing, dan kombinasi antara keduanya. Selain itu juga dibutuhkan sebuah sistem pelumasan menggunakan oli, yang secara terus-menerus disirkulasi dan didinginkan untuk melumasi bearing yang terus mengalami pergesekan pada saat turbin uap beroperasi normal.

Bearing / bantalan pada turbin uap memiliki fungsi sebagai berikut:

Menahan diam komponen rotor secara aksial
Menahan berat dari rotor
Menahan berbagai macam gaya tidak stabil dari uap air terhadap sudu turbin
Menahan gaya kinetik akibat dari sisa-sisa ketidakseimbangan atau ketidakseimbangan karena kerusakan sudu (antisipas
Menahan gaya aksial pada beban listrik yang bervariasi

c. Balance Piston
Pada turbin uap, ada 50%ngaya reaksi dari sudu yang berputar menghasilkan gaya aksial terhadap sisi belakang dari silinder pertama turbin, gaya inilah yang perlu dilawan oleh sistem balance piston.
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/04/2015

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/04/2015

#

21/04/2015

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/04/2015

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/04/2015

#
21/04/2015

#
21/04/2015

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/04/2015

#
Click to edit Master subtitle style
21/04/2015

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/04/2015

#
21/04/2015

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
21/04/2015

#

1
1

21/04/2015

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
1
#

21/04/2015
1
#

pembangkit listrik tenaga uap (PLTU)

Recommend Documents