TUGAS SISTEM PLTG SISTEM HRSG
Disusun Oleh : MUHAMAD BARHAN FAZABIH 210501120!012
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TE"NI" MESIN FA"ULTAS TE"NI" UNI#ERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 201$ BAB I PENDAHULUAN
Indonesia adalah salah satu negara berkembang. Sebagai negara berkembang, pertumbuhan ekonomi di Indonesia khususnya di sektor industri sangatlah pesat, Hal ini juga diikuti dengan peningkatan kebutuhan energi. Pertumbuhan industri yang pesat harus selalu sinergis dengan kemampuan energi yang tersedia. Hal ini tentu saja dapat tercapai apabila pasokan energi di negara kita terpenuhi. Untuk meningkatkan pertumbuhan ekonomi dengan meningkatkan investasi maka kemampuan negara menyediakan energi sangatlah penting. Energi listrik adalah bagian terpenting dalam pertumbuhan dunia industri. Untuk mensuplai energi listrik yang dibutuhkan sektor industri dan masyarakat pada umumnya, maka diperlukan sinergi antara sumber daya alam yang tersedia dan kemampuan sumber daya manusia yang mengolahnya. Energi listrik dapat dihasilkan dengan berbagai cara. Di Indonesia sementara ini energi listrik dihasilkan oleh berbagai jenis Pembangkit, yaitu Pembangkit istrik !enaga "ir #P!"$, Pembangkit istrik !enaga %as #P!%$, Pembangkit istrik !enaga Diesel #P!D$, Pembangkit istrik !enaga %as dan Uap #P!%U$, Pembangkit istrik !enaga Uap #P!U$, Pembangkit istrik !enaga Panas bumi #P!P$. Pada kondisi saat ini Indonesia mengandalkan P!%U sebagai salah satu pembangkit untuk memenuhi kebutuhan listrik di Indonesia. Hal itu dipengaruhi oleh beberapa aspek, di antaranya adalah ketersedian bahan bakar minyak yang menipis, harga minyak dunia yang mahal, penggunaan bahan bakar gas yang lebih murah daripada minyak, dan juga akan menimbulakan kerugian yg besar jika mene Pembangkit
istrik !enaga %as dan Uap #P!%U$ merupakan pembangkit jenis
combined cycle. Pembangkit jenis ini meman&aatkan gas panas pembuangan dari pembangkit tenaga gas untuk memanasi air dalam pipa'pipa Heat Recovery Steam Generator # H(S% $ menjadi uap untuk menggerakkan turbin uap. !urbin uap dikopel dengan generator untuk menghasilkan lisrik. )adi proses combined cycle inilah yang disebut sebagai proses Pembangkitan * Produksi istrik !enaga %as Uap # P!%U $ yaitu proses pembangkitan listrik yang dihasilkan oleh putaran turbin gas dan turbin uap. Pembangkit P!%U merupakan salah satu pembangkitan di Indonesia yang dalam pembelajarannya terdapat hal'hal yang harus dipelajari mengenai bagian'bagian dari P!%U itu sendiri, salah satu diantaranya adalah H(S% # Heat Recovery Steam Generator $. +akalah ini dibuat untuk menjelaskan tentang sistem H(S% pada P!%U, meliputi prinsip kerja H(S%, komponen H(S%, dll
BAB II SISTEM HRSG
2%1 Pen&e'(i)n HRSG
Heat Recovery Steam Generator #H(S%$ merupakan salah satu komponen dari pembangkit listrik yang menggunakan prinsip combined cycle dimana digunakan dua turbin yaitu turbin gas dan turbin uap. H(S% ber&ungsi untuk memanaskan air dengan menggunakan panas gas buang dari turbin gas sehingga dihasilkan uap dengan tekanan dan temperatur tertentu yang konstan. H(S% merupakan penghubung antara P!% #siklus Brayton$ dengan P!U #siklus Rankine$.
%ambar .- siklus brayton dan siklus rankine
Pemanasan air di H(S% dilakukan dengan meman&aatkan gas buang semaksimal mungkin dari turbin gas. ila tidak dialirkan ke H(S%, gas buang tersebut dibuang ke udara melalui bypass stack dimana damper H(S% pada posisi menutup, karena beroperasi dengan meman&aatkan gas buang, P!%U merupakan Pembangkit yang e&isien. Proses dalam menghasilkan uap tidak membutuhkan pembakaran bahan bakar, bahkan dapat meman&aatkan energy panas yang sebelumnya hanya dibuang ke udara melalui bypass stack.
%amba r . skema P!%U
H(S% prinsipnya sebagai pembentuk uap bertekanan dengan media panas berasal dari gas buang turbin gas. /emudian uap bertekanan tersebut digunakan untuk menggerakkan turbin uap dan selanjutnya memutar generator Produksi uap yang dapat dihasilkan H(S% tergantung pada kapasitas energy panas yang masih dikandung gas buang dari unit turbin gas, yang berarti tergantung pada beban unit turbin gas. Pada dasarnya, turbin gas yang beroperasi pada putaran tetap, aliran udara masuk kompresur juga tetap. Perubahan beban turbin yang tidak konstan dengan aliran bahan bakar mengikuti perubahan sehingga suhu gas buang juga berubah' ubah mengikuti perubahan beban turbin gas. Suhu gas buang unit turbin gas tetap konstan diperoleh dengan cara mengatur pembukaan sirip'sirip pemandu aliran udara masuk #I%0, Inlet Guide Vane$ guna mengatur laju aliran udara masuk ke kompresor dimana suhu gas buang sebagai umpan baliknya,. Sebagian H(S% dapat dilengkapi dengan pembakaran tambahan untuk meningkatkan kapasitas produksi uapnya dan sebagian produksi uapnya dapat digunakan untuk keperluan pemansan aplikasi lainnya #cogeneration$. Dengan pembakaran tambahan ini, kestabilan produksi uap H(S% dapat di pertahankan sehingga kestabilan turbin uap yang menggunakan uap ini dapat dijaga 1alaupun beban turbin gas berubah' ubah dab suhu gas buang turbin gas #aliran udara masuk kompresor$ tidak harus dijaga tetap kosntan #tidak diharuskan pengaturan I%0$. 2%2 P'insi* "e'+) HRSG
Pada prinsipnya Heat Recovery Steam Generator dan boiler adalah sama, yaitu suatu peralatan pemindah panas yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap dengan bantuan panas. Perbedaan utama terletak pada sumber panas yang digunakan dan susunan pipa pemanasnya.
%ambar .2 perbedaaan boiler dan H(S%
Sumber panas untuk membangkitkan uap pada Heat Recovery Steam Generator berasal dari energi panas yang terkandung didalam gas buang P!%. Sedangkan pada boiler #ketel$, sumber panas untuk membangkitkan uap berasal dari pembakaran bahan bakar didalam ruang bakar # furnace$ boiler. Pada boiler pipa'pipa pemanas disusun menjadi dinding ruang bakar, sedangkan pada H(S% pipa'pipa pemanas disusun tegak lurus terhadap aliran gas buang. Dengan kondisi demikian, maka H(S% 3 •
!idak memiliki ruang bakar
•
!idak dilengkapi sistem bahan bakar
•
!idak ada sistem udara bakar
•
!idak memiliki penghembus jelaga # soot blower $.
%ambar .4 H(S% single pressure
%as buang dari turbin gas yang temperaturnya masih tinggi #sekitar 556 67$ dialirkan masuk ke H(S% untuk memanaskan air didalam pipa'pipa pemanas, kemudian gas buang ini dibuang ke atmos&ir melalui cerobong dengan temperatur yang sudah rendah #sekitar -26 67$. "ir didalam pipa'pipa yang berasal dari drum sebagian berubah menjadi uap karena pemanasan tersebut. 7ampuran air dan uap ini selanjutnya masuk kembali ke dalam drum. Di dalam drum, uap dipisahkan dari air. Uap yang terkumpul kemudian diarahkan untuk memutar turbin uap, sedangkan airnya dikembalikan kedalam drum untuk disirkulasikan lagi kedalam pipa'pipa pemanas bersama dengan air pengisi yang baru. Demikian proses ini terjadi berulang'ulang selama H(S% beroperasi. "gar dapat memproduksi uap yang banyak dalam 1aktu yang relati& cepat, maka perpindahan panasnya dilakukan dengan aliran berla1anan atau cross flow, dan sirkulasi airnya harus cepat.
2%! B)&i)n,-)&i)n HRSG
Secara garis besar H(S% terdiri dari tingkat sesuai dengan uap yang dihasilkan, yaitu Hig Pressure #HP$ dan !ow Pressure #P$. /edua uap tersebut dipisahkan dengan peralatan yang berbeda sesuai dengan gas buang yang dilaluinya. Di bagian ba1ah adalah
peralatan HP yang dilalui gas buang paling panas sedangkan peralatan P terletak di bagian atas.
%ambar .5 bagian'bagian H(S% dan alur alirannya
". /omponen !ow Pressure a. Preeater Preeater ber&ungsi untuk menaikan temperature air kondensat b. !P #conomi$er !P #conomi$er ber&ungsi untuk menaikkan temperature air bertekanan rendah yang masuk dari deaerator menuju !P Steam %rum c. !P Steam %rum !P Steam %rum ber&ungsi untuk memisahkan air dan uap yang telah dipanaskan oleh evaporator. /ontruksi dan bagian'bagian steam drum sama dengan steam drum pada P!U. Uap yang telah dipisahkan digunakan untuk menggerakkan !P steam turbin
d. !P #vaporator !P #vaporator ber&ungsi untuk menguapkan air bertekanan rendah yang masuk ke dalamnya yang mengakibatkan terjadinya perubahan &ase dari air
menjadi uap. Selanjutnya proses pemisahan air dan uap terjadi di !P steam drum &. /omponen Hig Pressure a. Preeater Preeater ber&ungsi untuk menaikan temperature air kondensat b. HP #conomi$er HP economi$er mempunyai &ungsi yang sama dengan !P economi$er . 8amu , pada HP economi$er terdiri dari HP Primary '"R() #conomi$er dan HP Secondary '&R() #conomi$er dimana (9 memiliki temperature yang lebih tinggi dari pada -(9 c. HP Steam %rum Pada prinsipnya, HP steam turbin sama dengan !P Steam *urbin. 9ang membedakan hanya pada tekanan pada HP Steam *urbin yang lebih tinggi. d. HP #vaporator HP #vaporator ber&ungsi untuk menguapkan air bertekanan tinggi yang masuk ke dalamnya sehingga terjadi perubahan &ase dari air menjadi uap kering # supereated $ e. Primary Supereater #-(9$ Primary Supereater ber&ungsi untuk menaikkan temperature uap yang berasal dari HP evaporator sehingga menjadi uap superheated &. Desuperheater %esupereater ber&ungsi untuk mengatur temperature dimana temperature HP Steam %rum dijaga pada set point 56: ;7 menghindari temperature lebih atau kurang dengan cara menyemprotkan uap yang berasal dari deaerator g. Secondary Supereater #(9$ Secondary Supereater mempunyai &ungsi sama dengan Primary Supereater . Prosesnya uap dari Primary Supereater menuju Secondary Supereater dan selanjutnya uap supereated tersebut masuk ke HP Steam *urbin +. %eaerator
penguapan
yang
mungkin
terjadi
di !P
economi$er .
Untuk
menghindarinya, control valve !P feed water d itempatkan setelah economi$er. Selama proses start, bahaya dari penguapan dihindari dengan penutupan control valve sehingga menjaga agar tidak ada aliran dari Boiler /eed Pump pada
economi$er. Untuk menghindari over pressure #kelebihan tekanan$ pada economi$er selama proses start, feed water control valve digerakkan secara otomatis selama beberapa 1aktu yang singkat tanpa disertai kenaikan yang signi&ikan dari level air pada drum. Pe')l)()n Pen.u/un& HRSG
-. Pompa 0irculation Pump dipasang pada tiap evaporator termasuk drum dan sebuah eat e1canger . 0irculation Pumpmemastikan terjadinya sirkulasi air. Desain aliran pada tiap pompa dipilih sesuai dengan keperluan. !otal perbedaan head pada pompa tergantung dengan head losses melalui sirkuit yang berubah'ubah dari kondisi start,up #cold $ ke full load #beban penuh$ sesuai dengan load #beban$ H(S%. Pompa selalu beroperasi. Dua buah 0irculation Pumpdipasang pada !P dan HP evaporator di pipa inlet , sebuah pompa beroperasi normal dan yang lainnya pada kondisi stand,by. Siap untuk start dengan segera, apabila terjadi kerusakan pada pompa yang sedang bekerja. . Sa&ety 0alves Safety valve di drum dan supereater membuang uap ke atmos&er melalui silencer. Safety valve yang lain menyalurkan ke blow down tank . Relief valve diletakkan pada main steam line dan dilengkapi dengan dua isolating valve dimana dalam keadaan normally open. Uap outlet safety valve dilengkapi dengan system e1aust memungkinkan terjadinya termal e1pansion displacement . +. Blow %own *ank Sebuah blow down tank dipasang pada tiap H(S% untuk menampung drains yang datang dari HP circuits dan dari steam line. "ir yang terkumpul di ba1ah blow down tank disalurkan ke drain pit tank . Uap dari blow down tank dibuang langsung ke atmos&er. 0alve ini diperbaiki secara manual. 4. Rain Damper Sebuah rain damper terletak di ba1ah cerobong, terdiri dari dua blades yang dapat ditutup ketika H(S% tidak beroperasi.
BAB III PENUTUP
!ujuan utama Sistem H(S% adalah meman&aatkan energi gas buang pada turbin gas yang masih tinggi untuk membuat uap air. Peman&aatan gas buang bisa dikatakan penghematan bahan bakar yang berdampak pada penhematan secara &inansial. H(S% memberikan e&isiensi sebanyak >5?, maka dari itu perlu dikembangkan peman&aatan'
peman&aatan lain sehingga kita dapat menghemat bahan bakar semaksimal mungkin. Paling utama adalah kita mengerti Sitem H(S% secara baik sehingga dapat memahami jenis'jenis H(S% serta keuntungan dan kelebihannya
D"
