Bab I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang Pada saat ini perkembangan teknologi kelistrikan sangat pesat sehingga dibutuhkan tenaga kerja yang mampu mengelola dari pembangkitan hingga distribusi kepada konsumen. Apalagi devisit listrik di indonesia sangat besar khususnya PT. PLN (Persero) Wilayah Suluttenggo yaitu rata-rata sebesar 40 MW. Devisit yang sangat besar ini dipengaruhi oleh semakin besarnya kebutuhan konsumen terutama pembangunan pusat perbelanjaan, perumahan dan apartemen yang membutuhkan pasokan listrik yang cukup. Untuk memenuhi kebutuhan listrik tersebut pemerintah memberi mandat kepada PT. PLN (Persero) untuk mengembangkan pembangkit listrik thermal, dan pembangkit energi terbarukan yang ramah lingkungan. Dengan adanya pengembangan pembangkit listrik yang besar maka dibutuhkan tenaga kerja yang handal dan mampu mengelola kelistrikan itu sendiri. Penggunaan BBM dalam PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel) yang semakin mahal dan terbatas ketersediaanya. Maka PT. PLN (Persero) membangun pembangkit yang bahan bakar utama (primer) yang masih banyak tersedia dan murah. Pembangkit ini salah satunya adalah PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) dengan bahan bakar utama batubara. Adapula pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) bahan bakar utama panas bumi, PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas) bahan bakar utama gas alam. Diharapakan dengan adanya pengembangan pembangkit tersebut dapat mengurangi devisit listrik yang selama ini masih sangat tinggi. Sehingga peran universitas dan perguruan tinggi diharapkan mampu menyediakan tenaga kerja yang handal dan berkualitas 1.2 Tujuan Penguasaan materi-materi tentang tanaga listrik yang didapatkan dalam proses perkuliahan di kampus harus didukung dengan penerapan secara
1
langsung dilapangan (praktek). Adapun tujuan dari Kerja Praktek yang dilaksanakan di PLTU 2 Amurang adalah sebagai berikut : 1. Mencari informasi tentang teknologi tenaga listrik yang digunakan pada PLTU 2 amurang dan mempelajari prinsip kerjanya 2. Menerapkan ilmu pengetahuan tentang kelistrikan yang telah dipelajari dikampus untuk kesiapan dalam dunia kerja setelah selesai studi 3. Mampu bekerja menyelesaikan persoalan – persoalan kelistrikan secara individu maupun tim 1.3 Waktu Pelaksanaan Dalam memenuhi persyaratan waktu yang sesuai dengan jumlah SKS mata kuliah Kerja Praktek (2 SKS) dengan jangka waktu 2 bulan, dengan rincian waktu sebagai berikut : 1. Sesuai surat permohonan tanggal 24 Agustus – 24 Oktober 2015 2. Pada kenyataannya dilaksanakan Kerja Praktek tanggal 31 Agustus – 31 Oktober 2015, adapun alasan keterlambatan kerja praktek karena menunggu surat balasan dari PT. PLN (Persero) sektor Pembangkitan Minahasa di Tondano 1.4 Manfaat Kerja praktek yang dilaksanakan memiliki manfaat terutama bagi Mahasiswa sebagai Pelaku KP, Program Studi sebagai penyelenggara pendidikan penyedia tenaga ahli, dan perusahaan sebagai pengguna tenaga kerja. Adapun manfaat kerja praktek dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Mahasiswa 1. Mampu menerapkan teori-teori tentang kelistrikan dalam bentuk praktek lapangan 2. Dapat bekerja secara tim atau secara individu untuk kesiapan dalam kerja dilapangan setelah selesai studi 3. Mendapatkan pengalaman kerja sebagai modal kesiapan sebagai tenaga kerja dalam bidang kelistrikan 4. Berbagi ilmu pengetahuan dengan tenaga kerja dalam perusahaan b. Program Studi Manfaat Kerja Praktek bagi program studi adalah sebagai berikut : 1. Mengetahui kondisi perkembangan teknologi kelistrikan yang digunakan sehingga diharapkan dapat menciptakan tenaga kerja yang berkualitas
2
2. Dengan adanya kerja praktek para akademik menjadikan bahan evaluasi tentang materi kelistrikan yang sesuai dengan kebutuhan perusahaan listrik c. Perusahaan Manfaat kerja praktek untuk perusahaan adalah Perusahaan dapat memberikan support dalam bentuk bersedianya perusahaan menerima mahasiswa kerja praktek di area kerjanya. 1.5 Metode Kerja Praktek (KP) Metode yang digunakan dalam kerja praktek adalah : 1. Observasi, mengenai teknologi yang digunakan serta mengenal peralatan tenaga listrik secara umum pada PLTU (Pembangkit listrik Tenaga Uap) yang didampingi oleh pembimbing lapangan 2. Studi literatur tentang prinsip kerja, komponen, dan peralatan tenaga listrik yang digunakan dalam proses konversi energi thermal. Studi literatur bersumber dari buku – buku yang berkaitan dengan proses konversi energi thermal, dan buku manual dari peralatan.
Bab II Profil Perusahaan
2.1 Sejarah PLTU 2 Sulut Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) 2 Sulawesi Utara (Sulut) memiliki kapasitas Spesifikasi 2 x 25 MW atau dikenal dengan nama PLTU Amurang merupakan Pembangkitan dibawah wilayah kerja PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Minahasa. Penandatanganan kontrak pembangunan PLTU Amurang dilakukan PT Wika dengan PT PLN tanggal 30 Oktober 2007 dan dilanjutkan dengan
3
peletakan batu pertama pada 15 Maret 2008. PT. Wijaya Karya (WIKA) dengan target proyek 5 tahun yaitu tahun 2008-2012 akan tetapi tertunda 1 tahun sehingga proyek selesai pada tahun 2013. Pada tanggal
07 Maret
2013), diserahkan PT Wijaya Karya (Wika) kepada PT Perusahaan Listrik Negara (PLN). Dan pada tahun 2014 PT. PLN (Persero) menyerahkan PLTU Sulut kepada PT. PJBS (Pembangkitan Jawa Bali Service). Sedangkan PLTU 2 Sulut dapat menyuplai daya listrik sebesar untuk Unit 1 sebesar 16 MW dan Unit 2 sebesar 18 MW ke sistem jaringan distribusi AP2B wilayah Suluttenggo melalui jaringan transmisi 150 kV. Lokasi PLTU 2 Amurang tepatnya berada di Desa Tawaang, Kecamatan Amurang Barat, Kabupaten Minahasa Selatan Provinsi Sulawesi Utara, dapat dilihat pada gambar dibawah :
Gambar 2.1 Peta Lokasi PLTU 2 Sulut 2 x 25 MW 2.2 Perusahaan Terkait dengan PLTU 2 Sulut Pembangkit listrik merupakan yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan listrik masyarakat, sehingga dalam pembangunan, pengoperasian, pemeliharaan dan penjualan listrik harus dimanajemen dengan baik. Adapun perusahaan yang terkait adalah : 1. PT. PLN (Persero) adalah perusahaan milik BUMN yang bergerak dalam bidang kelistrikan dan penjualan listrik. 2. PT. PJB (Pembangkitan Jawa Bali) adalah anak perusahaan PT. PLN (Persero) bergerak dalam bidang pengelolaan pembangkitan tenaga listrik. PT. PJB juga termasuk mengelola sejumlah unit bisnis, termasuk unit pengelolaan, teknologi informasi, dan pengembangan. 3. PT. PJBS ( Pembangkitan Jawa Bali Service) adalah anak perusahaan PT. PJB dan merupakan cucu perusahaan PT. PLN (Persero). Pada awalnya,
4
PT PJB Services hanya fokus pada bidang jasa pemeliharaan pembangkit listrik, kemudian berkembang menjadi perusahaan yang berkecimpung dalam pengoperasian pembangkit listrik sehingga sekarang PT. PJBS menjadi perusahaan yang bergerak dibidang operasi dan maintenance. 4. PT. MKP (Mitra Karya Prima) Selaku anak Perusahaan PT. PJBS. PT. MKP didirikan yang bertujuan untuk menyelenggarakan usaha pelayanan jasa tenaga kerja berdasarkan prinsip industri dan niaga yang sehat dengan menerapkan prinsip-prinsip Perseroan Terbatas (PT). 2.3 Organisasi Perusahaan PLTU 2 Amurang adalah salah satu pembangkit listrik di sulawesi utara kepemilikan sahamnya PT. PLN (Persero). Sedangkan PT.PJBS hanya sebagai OM (Operation and Maintanence). 2.3.1 PT. PLN (Persero) Visi dan misi PT. PLN (Persero) PLTU : Visi : “Diakui sebagai Perusahaan Kelas Dunia yang Bertumbuh kembang, Unggul dan Terpercaya dengan bertumpu pada Potensi Insani”. Misi : 1. Menjalankan bisnis kelistrikan dan bidang lain yang terkait, berorientasi pada kepuasan pelanggan, anggota perusahaan dan pemegang saham. 2. Menjadikan tenaga listrik sebagai media untuk meningkatkan kualitas kehidupan masyarakat. 3. Mengupayakan agar tenaga listrik menjadi pendorong kegiatan ekonomi. 4. Menjalankan kegiatan usaha yang berwawasan lingkungan. Motto : “Listrik untuk Kehidupan yang Lebih Baik” Struktur organisasi : Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dibawah pengawasan PT. PLN (Persero)
sektor
Pembangkitan
Minahasa
koordinator pembangkit. 2.3.2
PT. PJBS (Pembangkitan Jawa Bali Services)
5
dengan
menempatkan
Visi dan misi PT. PJBS : Visi : “Menjadi perusahaan pengelola aset pembangkit listrik dan pendukungnya dengan standar internasional” Misi : 1. Melaksanakan pengelolaan aset pembangkit listrik dan pendukungnya dengan standar internasional 2. Menerapkan manajemen total solusi untuk meningkatkan kinerja unit pembangkit listrik secara berkelanjutan 3. Mengembangkan sumber daya perusahaan untuk meningkatkan kinerja perusahaan secara berkelanjutan guna memenuhi harapan stakeholder
Struktur Organisasi PT. PJBS PLTU 2 Sulut :
Power Plant Manager
Deputi Manager Operasi Supervisor Produksi A Supervisor Produksi B Supervisor Produksi C
Deputi Manager Pemeliharaan Supervisor Pemeliharaan Mekanik Supervisor Pemeliharaan Listrik
Supervisor Produksi D
Supervisor Pemeliharaan Kontrol dan Instrument
Supervisor Perencanaan dan pengendalian Operasi
Supervisor Engineering
Supervisor Kimia, Lingkungan dan K3
6
Supervisor SDM Administrasi dan Keuangan
Staf SDM dan Administrasi Staf Gudang dan Tool Staf Umum dan Sekretariat Staf Pengadaan
Gambar 2.2 Struktur Organisasi Perusahaan PT. PJBS PLTU 2 Sulut Dari bagan di atas dapat dijabarkan sub bagian dari supervisor – supervisor yaitu sebagai berikut : 1. Supervisor Produksi terdiri dari Operator CCR, DCS, dan electrical, Operator Boiler lokal, Operator Turbin Lokal, Operator coal dan ash handling, Operator WTP,WWTP, dan Common 2. Supervisor Perencanaan dan Pengendalian Operasi terdiri dari staf perencanaan dan pengendalian operasi, staf bahan bakar 3. Supervisor kimia, lingkungan dan K3 terdiri dari staf kimia, staf lingkungan, dan staf K3 4. Supervisor Pemeliharaan mekanik terdiri dari teknisi mekanik boiler dan auxilliary, teknisi mekanik turbin dan auxilliary, teknisi coal ash handling dan common 5. Supervisor Pemeliharaan Listrik terdiri dari teknisi listrik mekanik, dan teknisi listriik kontrol 6. Supervsior pemeliharaan control dan instrument terdiri dari teknisi control & instrument boiler dan auxilliary, turbin & auxilliary, dan coal ash handling dan common 7. Supervisor perencanaan dan pengendalian pemeliharaan terdiri dari staf perencanaan dan pengendalian pemeliharaan, staf perencanaan dan pengendalian outage, staf inventory control 8. Supervisor Engineering terdiri dari staf system owner Preventive Maintanance, Staf mutu kinerja dan resiko Anak Perusahaan PT. PJBS : MKP Maksud dan tujuan pendirian PT MKP adalah untuk menyelenggarakan usaha pelayanan jasa tenaga kerja berdasarkan prinsip industri dan niaga
7
yang sehat dengan menerapkan prinsip-prinsip Perseroan Terbatas (PT). Untuk mencapai tujuan tersebut PT MKP dapat melaksanakan: 1. Kegiatan usaha penyedia jasa berupa tenaga kerja, 2. Jasa pelatihan dan ketrampilan tenaga kerja, 3. Jasa penyelenggara usaha teknik, 4. Jasa konsultan manajemen , 5. Security manajemen, 6. Jasa perawatan gedung dan jasa yang berkaitan dengan usaha PT MKP.
Layanan PT. PJBS 1. Perawatan Periodik dan Non Periodik Untuk memenuhi kebutuhan pelanggan dalam pemeliharaan rutin dan non-rutin,
kami
menyediakan
jasa
yang
komprehensif
untuk
pemeliharaan pembangkit listrik yang mengacu pada OEM (Original Equipment Manufacturer) prosedur dan standar kualitas. Prosedur mutu dikembangkan berdasarkan pengalaman kami dengan perusahaan OEM kelas dunia seperti Siemens, Mitsubishi, General Electric, Alstom. Pemeliharaan Periodik : 1. Predictive ; 2. Preventive ; Pencegahan 3. Corrective ; Koreksi 4. Troubleshooting ; Pemeliharaan non-periodik : 1. Vibration Analysis 2. Dynamic Balancing 3. Coupling Laser Alignment 4. Boroscope Inspection
8
5. Electric and Instrument Control Callibration 2. Operasi dan Pemeliharaan Inti bisnis pada PT. PJB Services adalah operasi dan pemeliharaan pembangkit listrik dengan hasil pembangkitan energi listrik yang berkualitas tinggi dan dapat diandalkan. Ada 7 unit pembangkit listrik yang dikelola oleh PT. PJB Services dengan total kapasitas 3,072 MW. PT. PJB Services juga memiliki fungsi pemeliharaan dalam pembangkit listrik tersebut. Dari kemitraan dengan pelanggan, kami telah menyediakan jasa operasi dan pemeliharaan serta jasa - jasa lainnya yang disepakati yang dapat benar-benar menciptakan nilai dan hasil positif yang bisa terukur. Produk operasi dan pemeliharaan menawarkan beberapa kategori: Pasokan sumber daya manusia 1. Pengelolaan Aset / Asset Management 2. Pengawasan pra-COD (Commercial Operation Date) 3. Pengadaan suku cadang dan komponen untuk mendukung operasi Pembangkit Listrik 4. Implementasi Sistem Manajemen Informasi untuk operasi dan pemeliharaan Pembangkit Listrik 5. Proteksi dan harmonisasi Proses Bisnis operasi dan pemeliharaan Pembangkit Listrik 6. PT. PJB Services menyediakan tools dan keahlian untuk meningkatkan ketersediaan dan kemampuan pembangkit listrik anda. 3. Manajemen Aset Industri tenaga listrik adalah proses yang dimulai dari pembangkitan, transmisi dan distribusi. Oleh karena itu, keberhasilan pasokan listrik untuk konsumen ditentukan oleh kontribusi dari hulu ke hilir. Upaya
untuk
mempertahankan
keandalan
dan
efisiensi
pembangkit untuk pembangkit baru dan yang sudahada,harus
9
dilakukan dengan tata kelola yang baik. Sebuah pembangkit listrik mempunyai tujuan: untuk dapat beroperasi dengan biaya yang efektif serta berkinerja sangat baik dalam mengelola secara optimal Asset Life Cycle. Tata kelola yang dimaksud di sini adalah mengelola berbasis Asset Management, yang juga merupakan bagian dari jasa Operasi dan Pemeliharaan. Penerapan manajemen aset dapat dibagi menjadi empat (4) tahap, sebagai berikut: 1. Pre-Step (Tahap Persiapan) 2. Strategic (Tahap Pembangunan Strategis) 3. Tactical (Tahap Sistem, Tools dan Pengembangan Metodologi) 4. Maturity
Level
Implementation
&
Measurement
(Tahap
Implementasi dan Pengukuran) 4. Profit mechanical, electrical, dan instrument control system Karena kemampuan dan pengalaman PT. PJB Services, pemegang saham memberikan izin kepada PT. PJB Services melalui Rapat Umum Pemegang Saham tahun 2011 untuk meluncurkan produk baru. Produk baru kami di 2011 tersebut adalah Retrofit (perbaikan dan pembaharuan) pada Sistem Kontrol Pembangkit Listrik dengan dukungan produk lokal yang berstandar internasional. 5. Remaining life assesment RLA adalah jasa pengkajian, untuk menentukan sisa masa ekonomi suatu peralatan pada sistem pembangkit listrik dengan menggunakan teknologi tertentu, pengujian, pengukuran, serta pengolahan data operasi dan pemeliharaan sehingga keputusan terbaik terkait pengelolaan aset dapat diambil lebih dini. 6. Refurbishment dan rehabilitaion PJB Services menyediakan semua aspek rehabilitasi pembangkit listrik dan jasa modernisasi termasuk: - Pemadaman boiler utama, perbaikan dan upgrade termasuk: 1. Dinding air, superheaters, header, dan lebih 2. Pembakar dan over fired sistem udara
10
3. Sambungan ekspansi, pekerjaan saluran, modifikasi wind box 4. Karbon dan sistem injeksi amonia - Sistem instalasi NOx dan SOx, perbaikan dan modifikasi - Penyaring partikel dan layanan ESP, perbaikan dan penggantian - instalasi dan penggantian SCR Catalyst - instalasi dan rehabilitasi ID dan FD fan - Layanan pemanas udara, perbaikan dan penggantian - Semprotan dan pemeliharaan konveyor, perbaikan dan - pengembangan - Keseimbangan pada perbaikan tanaman dan pengembangan 7. Power Plant Relocation and EPC Pengendalian biaya dan manajemen risiko telah diselesaikan dalam kontrak EPC manajemen proyek dengan perencanaan, pengendalian dan percepatan simultan tentang kualitas dalam lingkup proyek. Kami berkomitmen untuk menjaga profesionalisme jadwal proyek kami. 8. Center Of excellent COE merupakan terobosan terbaru PT. PJB Services yang diresmikan pada tanggal 24 September 2012 untuk befungsi sebagai pusat dari pelayanan terbaik dengan
standar internasional untuk semua
pelanggan.
Bab III
11
Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) 2 Sulut
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) 2 Sulut unit 1 dan 2 memiki kapasitas terpasang masing-masing 25 MW. PLTU 2 Sulut menggunakan bahan bakar utama fosil yaitu batubara dan menggunakan teknologi pembakaran batubara dengan boiler tipe CFB (Circulating Fluidized Bed). Teknologi yang digunakan adalah adobsi dari teknologi china dan proyek ditender oleh salah satu perusahaan milik BUMN yaitu PT. WIKA (Wijaya Karya).
Gambar 3.1 PLTU 2 Sulut di Amurang 3.1 Teknologi terapan pada PLTU 2 Sulut : Teknologi terapan pada PLTU 2 Sulut adalah sebagai berikut : a. Teknologi Boiler Pada dasarnya boiler tipe CFB (Circulating Fluidized Bed) adalah teknologi yang menggunakan sistem pembakaran dengan memanfaatkan panas dari fluidisasi bed materialyang bersirkulasi melalui 3 (tiga) peralatan utama, yaitu: 1. Furnace ; ruang pembakaran
12
2. Cyclone ; ruang pemisah antara flue gas dan bed material yang belum terbakar berdasarkan beda berat jenis 3. Backpass ; pemanfaatan kalori dari flue gas b. Teknologi Ramah Lingkungan Proyek PLTU 2 Sulut dibangun dengan konsep yang ramah lingkungan karena memiliki : 1. Waste water Treatment Plant ; mengolah limbah cair sehingga aman dibuang ke lingkungan 2. Ash handling system ; mengolah limbah abu sehingga tidak mencemari lingkungan 3. CFB system ; sistem boiler yang mensirkulkasikan kembali batubara yang belum terbakar di furnace dengan efisien, sehingga pembakaran lebih baik dan emisi buangan SOX dan NOX yang lebih rendah c. Diversifikasi Energi Primer (Non – BBM dan Gas) PT. PLN (Persero) dan Pemerintah sedang melakukan diversifikasi energi primer dengan menggunakan bahan bakar non – BBM dan Gas. Oleh sebab itu, PLTU 2 Sulut ini didesain untuk menggunakan batubara d. Teknologi Operasional Berbasis Program Komputer PLTU 2 Sulut telah menggunakan system komputerisasi untuk memudahkan pengoperasian, pengawasan, dan pengaturan dan perbaikan unit 3.2 Prinsip kerja PLTU 2 Sulut PLTU merupakan mesin konversi energi yang mengubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi listrik. Proses konversi energi pada PLTU dapat digambarkan melalui 3 tahapan, yaitu : 1. Pertama, energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi 2. Kedua, energi panas (uap kering) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran 3. Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik
13
Gambar 3.2 Proses Konversi Energi pada PLTU PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang.
Gambar 3.3 Siklus fluida kerja sederhana PLTU Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut : 1. Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap. 2. Kedua, uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran. 3. Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan, sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator 4. Keempat, Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler.
14
Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang – ulang. Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat digambarkan dengan diagram T – s ( Temperatur – entropi). Siklus ini adalah penerapan siklus rankine ideal. Adapun urutan langkahnya adalah sebagai berikut :
Gambar 3.4 Diagram T-s siklus PLTU (Siklus rankine) 1. a – b
: Air dipompa dari tekanan P2 menjadi P1. Langkah ini adalah
langkah kompresi isentropis, dan proses ini terjadi pada pompa air pengisi. 2. b – c : Air bertekanan ini dinaikkan temperaturnya hingga mencapai titik didih. Terjadi di LPheater, HP heater dan Economiser. . 3. c – d
: Air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini
disebut vapourising (penguapan) dengan proses isobar isothermis, terjadi di boiler yaitu di wall tube (riser) dan steam drum. 4. d – e
: Uap dipanaskan lebih lanjut hingga uap mencapai temperatur
kerjanya menjadi uap panas lanjut (superheated vapour). Langkah ini terjadi di superheater boiler dengan proses isobar.
15
5. e – f
: Uap melakukan kerja sehingga tekanan dan temperaturnya turun.
Langkah ini adalah langkah ekspansi isentropis, dan terjadi didalam turbin. 6. f – a
: Pembuangan panas laten uap sehingga berubah menjadi air
kondensat. Langkah ini adalah isobar isothermis, dan terjadi didalam kondensor. 3.3 Komponen Utama dan pendukung PLTU 2 Sulut PLTU memiliki komponen utama dan pendukung
karena
PLTU
membutuhkan proses yang cepat dan tepat sesuai dengan spesifik. 3.3.1 Komponen utama PLTU 2 amurang dapat dijelaskan berikut ini : 3.3.1.1 Boiler Boiler merupakan suatu bejana tertutup yang berfungsi untuk pembakaran batu bara secara efisien, mampu mengubah air menjadi steam dengan bantuan panas dari proses pembakaran batubara. Jika dioperasikan dengan benar, boiler secara efisien dapat mengubah air dalam volume yang besar menjadi steam yang sangat panas dalam volume yang lebih besar lagi.
a. b. Gambar 3.5 a. boiler dan b. Komponen-komponen pada boiler Komponen utama pada boiler terdiri dari : 1. Wall tube Dinding-dinding boiler terdiri dari tubes/pipa-pipa yang disatukan oleh membran, oleh karena itu disebut dengan wall tube. Di dalam wall tube tersebut mengalir air yang akan di didihkan. Dinding pipa boiler adalah pipa yang memiliki ulir dalam (ribbed tube), dengan tujuan agar aliran air didalam wall tube berpusar (Turbulen), sehingga penyerapan panas menjadi lebih banyak dan merata, serta
16
untuk mencegah terjadinya overheating karena penguapan awal air pada dinding pipa yang menerima panas radiasi langsung dari ruang pembakaran. Untuk mencegah penyebaran panas dari dalam furnace keluar melalui wall tube, maka disisi luar dari wall tube dipasang dinding isolasi yang terbuat dari mineral fiber. 2. Steam Drum Steam Drum adalah bagian dari boiler yang berfungsi sebagai berikut : a. Menampung air yang akan dipanaskan pada pipa-pipa penguap (wall tube), dan menampung uap air dari pipa-pipa penguap sebelum dialirkan ke superheater. b. Memisahkan uap dan air yang telah dipisahkan di ruang bakar (furnace). c. Mengatur kualitas air boiler, dengan membuang kotoran-kotoran terlarut didalam boiler melalui continuous blowdown. d. Mengatur permukaan air sehingga tidak terjadi kekurangan saat boiler beroprasi yang dapat menyebabkan overheating pada pipa boiler. Level air dari drum harus selalu dijaga agar selalu tetap setengah dari tinggi drum. Sehingga banyaknya air pengisi yang masuk ke steam drum harus sebanding dengan banyaknya uap yang meninggalkan drum, supaya level air tetap konstan. Batas maksimum dan minimum level air dalam steam drum adalah 200 mm pengaturan level air dilakukan dengan mengatur flow control valve. Jika level air didalam drum terlalu rendah, akan menyebabkan terjadinya over heating pada pipa boiler, sedangkan bila level air dalam drum terlalu tinggi kemungkinan butir-butir air kebawa ke turbin dan akan mengakibatkan kerusakan pada turbin. 3. Superheater Berfungsi untuk menaikkan temperatur uap jenuh menjadi uap panas lanjut dengan memanfaatkan gas hasil pembakaran. Uap yang masuk ke superheater berasal dari steam drum. Superheater terbagi
17
menjadi 3 yaitu Secondary Superheater, Platten dan Primary Superheater. a. Secondary Superheater Terletak pada laluan gas yang sangat panas yaitu di atas ruang bakar dan menerima panas radiasi dari ruang bakar atau disebut Backpass. Temperatur uap masuk secondary superheateradalah ±380 ºCdan temperatur keluar sebesar ±430 ºC dan uap yang keluar dari secondary superheater kemudian dilanjutkan ke Platten. b. Platten Terletak didalam furnace berfungsi untuk pemanasan lanjut menaikkan
temperatur
uap
dari
Secondary
Superheater.
Temperatur uap masuk ke platten adalah ±430 ºC dan temperatur uap keluarnya ±460 ºC. c. Primary Superheater Primary superheater berfungsi untuk untuk pemanasan lanjut menaikkan temperatur uap dari Platten. Temperatur masuk superheater adalah ±460 ºCdan temperatur keluarnya ±500 ºC. Selanjutnya uap keluaran dari superheater digunakan untuk memutar Turbin. 4. Reheater Terdapat dua jenis Reheater yaitu HPH (High Pressure Heater) dan LPH (Low Pressure Heater). Berfungsi untuk memanaskan kembali uap yang keluar dari HP Turbin dengan memanfaatkan gas hasil pembakaran yang temperaturnya relatif masih tinggi. Pemanasan ini bertujuan untuk menaikkan effesiensi sistem secara keseluruhan. Perpindahan panas yang paling
dominan
pada
reheater
adalah
secara
konveksi.
Perpindahan panas secara radiasi pada reheater memberikan efek yang
sangat
kecil
sehingga
proses
biasanya
diabaikan.
Temperatur uap keluar HP Heater adalah 213°C menuju Boiler
18
Feed Water, temperatur keluar LP Heater adalah 69°C menuju Condenser. 5. Economizer Economizer berfungsi menyerap panas dari gas hasil pembakaran setelah melewati superheater, untuk memanaskan air pengisi sebelum masuk ke main drum. Selain itu dengan memanfaatkan gas sisa pembakaran, maka akan meningkatkan effisiensi dari boiler dan proses pembentukan uap lebih cepat. Economizer berupa pipa-pipa air yang dipasang di tempat laluan gas hasil pembakaran sebelum air heater. Perpindahan panas yang terjadi di economizer terjadi dengan arah aliran kedua fluida berlawanan (Counter flow). Air pengisi steam drum mengalir ke atas menuju steam drum, sedangkan udara pemanas mengalir ke bawah. Pada sistem pembangkitan disini menggunakan jenis Boiler Circulating Fludize Bed (CFB) boiler ini ukuran diameter batubaranya sekitar ±2cm yang mempunyai kapasitas 120 Ton/jam serta suhu dan tekanan uap didalam boiler tersebut sekitar 540ºC dan 9.8 Mpa dilengkapi dengan cyclon diantara ruang bakar dan outlet asapnya. Fungsi Cyclon sebagai separator yaitu untuk memisahkan gas untuk dibuang melalui cerobong asap dan partikel yang tidak terbakar untuk dikembalikan ke ruang bakar. 3.3.1.2 Turbin Uap
19
Gambar 3.6 Turbin uap PLTU 2 Sulut Turbin uap (Steam turbin) adalah salah satu mesin yang mengkonversi energi uap yang bertemperatur tinggi dan bertekanan tinggi menjadi energi mekanik (putaran). Ekspansi yang dihasilkan tergantung dari sudu-sudu (nozzle) pengarah dan sudu-sudu putar. Ukuran nozzle pengarah dan nozzle putar adalah sebagai pengatur distribusi tekanan dan kecepatan uap yang masuk ke turbin. Dalam hal ini steam dari boiler digunakan untuk memutarkan poros turbin mulai dari tekanan tinggi, kemudian ke tekanan menengah, setelah itu ke tekanan rendah. Poros tersebut terletak pada rumah turbin. Rotor shaft menggerakan beban yaitu generator elektrik. Steam yang selain dimanfaatkan untuk memutar turbin output steam juga digunakan untuk diekstrak, pada ekstrak 1 dan 2 ke HP heater dan ekstrak 3 ke paper mill, ekstrak 4, 5 dan 6 ke LP. Komponen – komponen pada turbin uap 1. Sudu-sudu turbin PLTU memiliki sudu-sudu turbin yang terdiri dari 16 sudu, dimana 10 merupakan sudu tekanan rendah dan 6 sudu tekanan tinggi. 2. Sudu Tetap dan Sudu Jalan Turbin Uap yang berasal dari boiler dialirkan melalui nozzle. Karena adanya penyempitan aliran nozzle, maka tekanan uap menurun dan kecepatannya bertambah. Sudu tetap mempunyai fungsi antara lain : a. Untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik b. Untuk mengarahkan uap ke sudu jalan turbin Nozzle pada sudu tetap dipasang pada casing dan fixed, sedangkan sudu jalan dipasang pada rotor turbin dan berputar jika dilalui uap. Sudu jalan berfungsi untuk mengubah energi kinetik uap menjadi energi mekanik. Jarak antara sudu-sudu jalan sangat kecil sekali kurang lebih 0.6 μm. 3. Poros (Shaft) Merupakan salah satu bagian dari turbin yang menjadikan rotor-rotor berbagai tingkat turbin menjadi satu kesatuan. Poros ini juga
20
mentransmisikan torsi rotor turbin untuk memutar bagian dari rotor generator listrik. 4. Katup-katup pengatur beban Katup pengatur beban pada turbin disebut juga governor valve yang mengatur jumlah aliran uap masuk ke turbin. Pembukaan dari setiap katup tergantung dari kebutuhan beban. 5. Bantalan aksial turbin Aliran uap yang memutar turbin mengakibatkan turbin bergerak ke arah aksial (searah sumbu). Jika gerakan ke arah aksial ini melewati batas yang diijinkan, maka terjadilah gesekan antar rotor turbin dengan statornya. Jarak antara sudu tetap dan sudu jalan dibuat kecil sekali dan berguna untuk menghindari gesekan. Bantalan aksial ditempatkan pada bagian bantalan nomor 1 turbin (dekat dengan pedetsal) untuk memonitor gerakan ke arah aksial dan dilengkapi dengan minyak yang mengalir dan dipancarkan ke torak. Dengan bergeraknya torak ke arah aksial, maka tekanan minyak iniditeruskan ke rangkaian trip turbin. 6. Bantalan turbin Untuk menumpu rotor turbin dengan satu silinder casing diperlukan bantalan utama (main bearing) sebanyak dua buah, sedangkan pada turbin yang mempunyai lebih dari satu silinder . Peralatan bantu pada turbin uap Peralatan bantu merupakan serangkaian sistem yang mendukung operasi turbin agar pengoperasiannya berjalan dengan baik. Peralatan bantu turbin antara lain : 1. Sistem pelumasan Fungsi pelumasan turbin antara lain : mencegah korosi, mencegah keausan pada bagian turbin yang bergerak, sebagai pengangkut partikel kotor yang timbul karena gesekan, sebagai pendingin terhadap panas yang timbul akibat gesekan. 2. Sistem Seal (perapat)
21
Sistem perapat digunakan untuk mencegah kebocoran uap dari dalam turbin ke udara luar atau sebaliknya melewati kelenjarkelenjar perapat (gland seal) sepanjang poros turbin. 3. Sistem Turning Gear Turning gear merupakan alat bantu turbin yang berfungsi mensukseskan operasi turbin pada saat start up dan shut down. Fungsi turning gear untuk menghindari melengkungnya poros turbin terutama pada saat temperatur poros masih tinggi, ketika turbin baru saja shut down. turning gear digerakkan oleh motor listrik AC yang memutar poros turbin 3 rpm. Dengan demikian terjadilah pendinginan yang merata untuk menghindari terjadinya defleksi (lendutan) poros. 4. Sistem governor Governor adalah suatu alat pengatur putaran. Setiap turbin uap memerlukan
governor,
baik
turbin
yang
digunakan
untuk
menggerakkan generator listrik, pompa air pengisi maupun menggerakkan blower. Tipe governor yang biasa digunakan yaitu elektronik dan hidrolik-mekanik. 5. Sistem Proteksi Sistem proteksi turbin merupakan serangkaian peralatan baik mekanis, hidrolis, dan elektris yang dirancang mampu mengamankan operasi turbin dalam segala kondisi terburuk sekalipun. Sistem Valve pada Turbin Sistem valve pada turbin berfungsi mengatur laju aliran uap ke dalam turbin. Sistem valve digerakkan oleh servo valve actuator dan minyak hidrolik sebagai penggerak valve. Valve turbin terdiri dari : a. MSV (Main Steam Valve) MSV merupakan valve yang membuka dan menutup aliran uap utama (main steam) masuk ke HP Turbin. Pada saat start up, MSV berfungsi mengatur laju aliran uap yang masuk ke HP Turbin dan juga sebagai proteksi saat turbin trip.
22
b. GV (Governour Valve) GV bekerja setelah terjadinya valve transfer dari MSV ke GV yang berfungsi mengatur laju aliran uap utama pada HP dan juga sebagai pengontrol beban (setelah disinkronisasi sampai beban normal)
3.3.1.3 Kondensor Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas menjadi uap pengisi boiler, dimana uap bekas dari LP Turbin masuk ke kondensor melalui pipa-pipa kondensor yang di dalamnya berisi fluida kerja (biasanya berupa sea water atau fresh water).
Gambar 3.7 Kondensor PLTU 2 Sulut 3.3.1.4 Generator
Gambar 3.8 Generator unit 2 PLTU 2 Sulut Generator merupakan sebuah mesin yang berfungsi untuk mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik arus bolak-balik. Untuk menghasilkan tenaga listrik tersebut generator harus di bantu berputar dengan menggunakan turbin, dengan cara di kopel. Generator
23
arus bolak-balik di sebut juga sebagai alternator, generator AC (Alternating Current ), atau generator sinkron. Dikatakan generator sinkron karena jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran medan magnet pada stator. Kecepatan sinkron ini di hasilkan dari kecepatan putar rotor dengan kutub-kutub magnet yang berputar dengan kecepatan yang sama dengan medan putar pada stator. Mesin ini tidak dapat di jalankan sendiri karena kutub-kutub rotor tidak dapat mengikuti kecepatan medan putar pada waktu saklar terhubung dengan jala-jala. Konstruksi generator arus bolak-balik ini terdiri dari dua bagian utama yaitu : 1. Stator, yakni bagian diam yang mengeluarkan arus bolak-balik 2. Rotor, yakni bagian bergerak yang menghasilkan medan magnit yang menginduksikan ke stator. Stator terdiri dari badan generator yang terbuat dari baja yang berfungsi melindungi bagian dalam generator, inti stator yang terbuat dari bahan ferromagnetik yang berlapis-lapis dan terdapat alur-alur tempat meletakan lilitan stator. 3.3.2 Peralatan pendukung PLTU 2 Sulut 3.3.2.1 Coal handling system
Gambar 3.9 Coal handling system Merupakan unit yang melayani pengolahan batubara yaitu dari proses bongkar muat kapal (ship unloading) di dermaga, penyaluran ke stock area sampai penyaluran ke coal bunker. Ada 2 penyaluran batu bara yaitu : 1. Unloading (pembongkaran) langsung disalurkan melalui BC (Belt Conveyer) menuju coal bunker ada juga yang disalurkan ke coal yard 2. Loading, penyaluran batubara dari coal yard menuju coal bunker melalui BC (Belt Conveyer)
24
3.3.2.2 Desalination Plant ( Unit Desal ) Peralatan ini berfungsi untuk mengubah air laut (brine) menjadi air tawar (fresh water) dengan metode penyulingan (kombinasi evaporasi dan kondensasi). Hal ini dikarenakan sifat air laut yang korosif, sehingga jika air laut tersebut dibiarkan langsung masuk ke dalam unit utama, maka dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan PLTU. 3.3.2.3 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 yang terkandung pada air laut, sehingga dapat dihasilkan air tawar seperti pada desalination plant. 3.3.2.4 Demineralizer Plant ( Unit Demin ) Berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral (ion) yang terkandung dalam air tawar. Air sebagai fluida kerja PLTU harus bebas dari mineral, karena jika air masih mengandung mineral berarti konduktivitasnya
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. 3.3.2.5 Hidrogen Plant ( unit hidrogen ) Pada PLTU digunakan hydrogen (H2) sebagai pendingin Generator. 3.3.2.6 Clorination Plant ( unit Chlorin ) Berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (NaOCl) yang digunakan untuk memabukkan/melemahkan 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. 3.3.2.7 Ash Handling ( unit pelayanan abu ) Merupakan unit yang melayani pengolahan abu baik itu abu jatuh (bottom ash) maupun abu terbang (fly ash) dari Electrostatic
25
Precipitator hopper dan SDCC (Submerged Drag Chain Conveyor) pada unit utama sampai ke tempat penampungan abu (ash valley) 3.3.2.8 Fan Fan digunakan dalam peningkatan efisiensi pembangkit karena fan dapat memaksimalkan tenaga dorong pada saluran inlet bahan bakar, menghemat bahan bakar dan membantu pembakaran agar prosesnya sempurna. Karena tanpa adanya fan, akan sulit didapatkan efisiensi thermal dalam ketel. Selain itu, setelah proses pencampuran serbuk batubara dan udara yang dilakukan oleh fan dan dibantu oleh Dumper tetap yaitu pengatur pengaduk udara, akan dapat menimbulkan turbulensi yaitu gerakan yang dapat menyempurnakan pencampuran serbuk batubara dan udara. Kebutuhan turbulensi untuk melakukan pencampuran bahan bakar secara sempurna atau memenuhi kebutuhan akan oksigen untuk pembakaran sempurna tidak hanya di dapat dari udara primer saja, melainkan juga di dapat dari udara sekunder. Oleh karena itu dibutuhkan PA Fan, FD Fan, dan ID Fan, untuk memasok udara primer dan sekunder guna proses pembakaran di dalam boiler. 1. PA Fan (Primary Air Fan) PA Fan terletak di bagian Pulverizer (bagian yang berfungsi sebagai penggerus batubara kasar yang disuplai oleh Coal Feeder menjadi serbuk batubara yang sangat halus sebelum disalurkan ke burner) dan berfungsi sebagai penghasil udara primer (Primary Air) yang digunakan sebagai udara pengangkut serbuk batubara dari Pulverizer menuju Burner untuk dibakar di Furnace Boiler (ruangan yang berisi pipa-pipa boiler yang digunakan untuk tempat pembakaran).
26
Gambar 3.10 Primary Air fan (PA Fan) 2. FD Fan (Force Draft Fan) FD Fan terletak pada bagian ujung saluran air intake boiler dan digerakkan oleh motor listrik. Fan ini bekerja pada tekanan tinggi dan berfungsi menghasilkan udara sekunder (Secondary Air) yang akan dialirkan ke dalam boiler untuk mencampur udara dan bahan bakar dan selanjutnya digunakan sebagai udara pembakaran pada furnace boiler.
Gambar 3.11 Secondary Air Fan (SA Fan) 3. ID Fan (Induced Draft Fan) ID Fan dipasang di dekat stack (cerobong pembuangan gas hasil
pembakaran
batubara)
dan
electrostatic
precipitator
(penangkap abu batubara jenis Fly Ash yang beterbangan sehingga dapat mengurangi polusi udara yang akan dikeluarkan melalui stack). ID Fan berfungsi untuk mempertahankan pressure pada furnace boiler dan bekerja pada tekanan atmosfir rendah karena digunakan untuk menghisap gas dan abu sisa pembakaran pada boiler untuk selanjutnya dibuang melalui stack. Sebelum gas dan abu sisa pembakaran dibuang, terlebih dahulu dilewatkan pada electrostatic precipitator agar bisa mengurangi prosentase polusi udara yang dihasilkan dari sisa pembakaran tersebut.
27
Gambar 3.12 Induced Draft Fan (ID Fan) 3.4 Siklus - siklus pada PLTU Dalam proses produksi ada beberapa siklus yang terjadi yaitu : 1. Siklus Bahan Bakar terdiri dari 2 siklus yaitu siklus bahan bakar minyak dan siklus bahan bakar batu bara
(a)
(b) Gambar 3.13 (a) Siklus bahan bakar minyak dan (b) siklus bahan bakar batu bara 2. Siklus pengolahan air (Water Treatment Plant)
28
Gambar 3.14 Siklus pengolahan air (Water Treatment Plant) 3. Siklus air dan Uap
Gambar 3.15 siklus air dan uap 4. Siklus Udara Pembakaran dan gas buang
Gambar 3.16 Siklus udara dan gas buang 5. Siklus penanganan abu (Ash Handling System)
29
Gambar 3.17 Siklus penanganan abu (ash handling system)
Bab IV ESP (Electristatic Precipitator)
4.1 Limbah Hasil Pembakaran Abu adalah material padat yang tersisa setelah terjadinya proses pembakaran. Dalam jumlah banyak, abu menjadi salah satu polutan yang sangat berbahaya jika bercampur dengan atmosfer. Bahan bakar fosil yang paling banyak mengandung abu adalah batubara. Kandungan abu di dalam batubara berkisar antara 5-30% tergantung dari jenisnya serta proses penambangannya. Ada 2 jenis limbah hasil pembakaran yaitu : 1. Limbah material padat, diantaranya bottom ash dan fly ash Bottom ash adalah abu hasil pembakaran batu bara dari furnice yang jatuh, menempel pada dinding pipa boiler, terakumulasi, memadat dan suatu saat akan jatuh. Fly ash adalah sisa pembakaran batu bara yang dari furnice dalam bentuk abu yang ringan kemudian diproses oleh Electrostatic Precipitator (ESP). 2. Limbah gas (flue gas) adalah gas buang hasil pembakaran batu bara pada boiler setelah melalui proses pada Electrostatic Precipitator (ESP).
30
Gambar 4.1 Diagram alir flue gas dan ash pada PLTU batu bara 4.2 Electrostatic Precipitator (ESP) Electrostatic Precipitator (ESP) adalah sebuah teknologi untuk menangkap abu hasil proses pembakaran dengan jalan memberi muatan listrik padanya. Prinsip kerja ESP yaitu dengan memberi muatan negatif kepada abu-abu tersebut melalui beberapa elektroda (biasa disebut discharge electrode). Jika abu tersebut dilewatkan lebih lanjut ke dalam sebuah kolom yang terbuat dari plat yang memiliki muatan lebih positif (biasa disebut collecting electrode), maka secara alami abu tersebut akan tertarik oleh plat-plat tersebut. Setelah abu terakumulasi pada plat tersebut, sebuah sistem rapper khusus akan membuat abu tersebut jatuh ke bawah dan keluar dari sistem ESP. Untuk lebih jelasnya, silahkan Anda perhatikan ilustrasi sistem ESP berikut ini.
Gambar 4.2 prinsip kerja ESP dengan charging oleh Transformer Rectifier
31
Gambar 4.3 Proses pemuatan electron dan sparking 4.3 Bagian – bagian pada ESP
Gambar 4.4 Bagian-bagian pada ESP Secara umum bagian-bagian dari Electrostatic Precipitators (ESP) adalah sebagai berikut: 1. Casing. Casing dari ESP umumnya terbuat dari baja karbon berjenis ASTM A-36 atau yang serupa.Casing ini didesain untuk kedap udara sehingga gas buang boiler yang berada di dalam ESP tidak dapat bocor keluar. Selain itu ia didesain memiliki ruang untuk pemuaian karena pada operasional normalnya ESP bekerja pada temperatur cukup tinggi. Oleh karena itu pula sisi luar casing ini dipasang insulator tahan panas demi keselamatan kerja. Discharge electrode dan collecting electrode didesain menggantung
dengan
sisi support (penyangga)
berada
pada
sisi casing bagian atas. Dan pada sisi samping casing terdapat pintu akses masuk untuk keperluan perawatan sisi dalam ESP. 2. Hopper.
32
Hopper terbuat dari bahan yang sama dengan casing. Ia berbentuk seperti piramida yang terbalik dan terpasang pada sisi bawah ESP. Hopper berfungsi sebagai tempat berkumpulnya abu fly ash yang dijatuhkan dari collecting electrode dan discharge electrode. Abu hanya sementara berada di dalam hopper, karena selanjutnya ia akan dipindahkan menggunakan sebuah sistem transport khusus ke tempat penampungan yang lebih besar. Namun, hopper ini didesain untuk mampu menyimpan abu sedikit lebih lama apabila terjadi kerusakan pada sistem transport fly ash yang ada di bawahnya.
Gambar 4.5 Hopper dan drag conveyor 3. Collecting Electrode. CE menjadi tempat terkumpulnya abu bermuatan negatif sebelum jatuh ke hopper. Jarak antar CE pada sebuah ESP didesain cukup dekat yakni 305-406 mm dengan kedua sisi plat (depan-belakang) yang samasama berfungsi untuk menangkap abu. CE dibuat dari plat yang didukung dengan baja penyangga untuk menjaga kekakuannya. Ia dipasang dengan suppot yang berada di atas dan menggantung pada casing bagian atas. Untuk mendapatkan medan listrik yang seragam pada CE, serta untuk meminimalisir terjadinya loncatan bunga api elektron, maka CE harus dipasang dengan ketelitian yang sangat tinggi.
33
Gambar 4.6 Collecting Electrode 4. Discharge Electrode. DE menjadi komponen paling penting di ESP. DE terhubung dengan sumber tegangan DC tinggi hingga berpendar menciptakan korona listrik. Ia berfungsi untuk men-charging abu sehingga abu menjadi bermuatan negatif. DE dipasang pada tiap tengah-tengah CE dengan jarak 152-203 mm tergantung jarak antar CE yang digunakan. Untuk mencegah short circuit, pemasangan DE harus dipasang juga insulasi yang memisahkan DE dengan casing dan CE yang bermuatan netral.
Gambar 4.7 Discharge Electrode 5. Sistem Kontrol Aliran Gas Buang. Efisiensi ESP sangat tergantung dengan distribusi aliran gas buang boiler yang melintasinya. Semakin merata pendistribusian gas buang tersebut ke seluruh kolom CE dan DE, maka akan semakin tinggi angka
34
efisiensi ESP. Oleh karena itu dipasang sebuah sistem vane atau sudu pada sisi masuk gas buang ke ESP agar gas tersebut dapat lebih merata didistribusikan ke setiap kolom. 6. Rapper. Sistem rapper berfungsi untuk menjatuhkan abu yang terkumpul pada permukaan CE ataupun DE agar jatuh ke hopper. Biasanya motor penggerak rapper terletak di bagian atas ESP, dan dihubungkan ke bagian pemukul dengan sebuah poros yang terinsulasi untuk menghindari short circuit.
Gambar 4.8 Rapper dengan tipe hammer (dipukul) 7. Sumber Energi Listrik. Alat yang berfungsi untuk men-supply energi listrik ke sistem ESP disebut dengan Transformer Rectifier (TR). Sumber energi listrik berasal dari listrik AC bertegangan 480 Volt, yang ditingkatkan menjadi 55.000 sampai 75.000 Volt sebelum diubah menjadi tegangan DC negatif yang akan dihubungkan dengan discharge electrode. Karena secara elektris ESP merupakan beban kapasitif, maka sumber tegangannya didesain untuk menahan beban kapasitif tersebut. Selain itu, sumber tegangan ini didesain harus tahan terhadap gangguan arus yang terjadi akibat adanya loncatan listrik (sparking) dari abu fly as.
35
(a)
(b) Gambar 4.9 (a). Transformator Rectifier (b). Scematic control cabinet dan transformator – rectifier set 4.4 Proses yang terjadi pada ESP Proses-proses yang terjadi pada ESP sehingga abu (fly ash) dapat terkumpul adalah sebagai berikut: 1. Charging. ESP
menggunakan
listrik
DC
sebagai
sumber
dayanya,
dimana Collecting Electrode (CE) terhubung dengan kutub positif dan ter-grounding, sedangkan untuk Discharge Electrodeterhubung dengan kutub negatif yang bertegangan 55-85 kV DC. Medan listrik terbentuk diantara DE dan CE, pada kondisi ini timbul fenomena korona listrik yang berpendar pada sisi DE. Pada saat gas buang batubara melewati medan listrik ini, fly ash akan terkena muatan negatif yang dipancarkan oleh kutub negatif pada DE. Proses pemberian muatan negatif pada abu tersebut dapat terjadi secara difusi atau induksi, tergantung dari ukuran abu tersebut.
36
Beberapa partikel abu akan sulit dikenai muatan negatif sehingga membutuhkan medan listrik yang lebih besar. Ada pula partikel yang sangat mudah dikenai muatan negatif, namun muatan negatifnya juga mudah terlepas, sehingga memerlukan proses charging kembali. 2. Pengumpulan. Abu yang sudah bermuatan negatif, akan tertarik untuk menuju ke CE atau bergerak menurut aliran gas yang ada. Kecepatan aliran gas buang mempengaruhi proses pengumpulan abu pada CE. Kecepatan aliran gas yang rendah akan memperlambat gerakan abu untuk menuju CE. Sehingga umumnya desain ESP biasanya digunakan beberapa seri CE dan DE yang diatur sedemikian rupa sehingga semua abu yang terkandung di dalam gas buang boiler dapat tertangkap. 3. Rapping. Lapisan abu yang terkumpul pada permukaan CE harus secara periodik dirontokan. Metode yang paling umum digunakan adalah dengan jalan memukul bagian CE dengan sebuah sistem mekanis. Sistem rapper mekanis ini terdiri dari sebuah hammer, motor penggerak, serta sistem gearbox sederhana yang dapat mengatur gerakan memukul agar terjadi secara periodik. Sistem rapper tidak hanya terpasang pada sisi CE, pada DE juga terdapat sistem rapper. Hal ini karena ada sebagian kecil dari abu yang akan bermuatan positif karena ia tercharging oleh CE yang bermuatan positif. 4. Abu yang rontok dari CE akan jatuh dan terkumpul di hopper yang terletak di bawah sistem CE dan DE. Hopper ini harus didesain dengan baik agar abu yang sudah terkumpul tidak masuk kembali ke dalam kompartemen ESP. Selanjutnya dengan menggunakan udara bertekanan, kumpulan abu tersebut dipindahkan melewati pipa-pipa ke tempat penampungan yang lebih besar. 4.5 Gangguan pada ESP ESP dapat mengalami gangguan sehingga tidak dapat bekerja dengan baik, adapun beberapa gangguan pada ESP yaitu sebagai berikut : 1. Penumpukan abu pada colecting Plate
37
2. Aliran gas inlet yang kecil 3. Daya tinggi tetapi efisiensi rendah 4. Suhu panas pada ruang ESP bagian atas 5. Terdapat percikan api pada ESP 6. Penumpukan abu pada emitting wire 7. Kegagalan kerja komponen listrik 8. Kegagalan debit elektroda 9. Penyumbatan hopper 10. Terjadi korosi
Bab V Penutup
5.1 Kesimpulan Setelah dijelaskan mengenai pembahasan PLTU bahan bakar batu – bara dan peralatan pendukungnya maka dapat disimpulkan sebagai berikut ; 1. Energi primer yang digunakan lebih murah harganya dan efisiensi lebih tinggi dibandingkan HSD dan MFO 2. Penggunaan boiler tipe CFB meningkatkan efisiensi bahan bakar karena terdapat sirkulasi pembakaran kembali batu bara yang belum terbakar maksimal 3. Kualitas pengolahan air, bahan bakar primer (batu bara) yang digunakan pada PLTU sangat menentukan daya listrik yang dihasilkan dengan syarat kondisi ideal 4. Pengolahan limbah PLTU membutuhkan penanganan yang baik karena kandungan yang terkandung dalam limbah sangat berbahaya bagi lingkungan yaitu dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan 5. Electrostatic Precipitator (ESP) banyak digunakan dalam penanganan abu hasil pembakaran pada industri karena dianggap memiliki efisiensi tinggi.
38
5.2 Saran Setelah melaksanakan kerja praktek dengan observasi pada PLTU 2 Sulut maka dapat disarankan sebagai berikut : 1. Perawatan peralatan – peralatan pembangkit lebih diprioritas karena untuk menjaga kondisi keandalan dalam produksi listrik 2. Pengolahan limbah hasil proses dari PLTU perlu ditangani dengan baik agar tidak mencemari lingkungan sekitar karena banyak mengandung polutan radioaktif yang sangat berbahaya dan dapat menimbulkan hujan asam
Daftar Pustaka
Herawan, D.A.2013. Studi Electrostatic Precipitator Pada PLTU Bahan Bakar Batubara di PLTU Suralaya.Skripsi.STT-PLN Irawan, Satria. 2013. Perbaikan Daya dengan Penambahan Kapasitor Bank pada Saluran PLTU Suralaya. Skripsi. STT-PLN
http://www.pln.co.id/kitsbs/?p=50 ( Akses : 13.19, 14 Oktober 2015) http://www.pjbservices.com/id/ (akses 10.00, 20 September 2015)
39
LAMPIRAN
1. 2. 3. 4.
Foto Dokumentasi Selama KP Laporan Kerja Harian Gambar – Gambar Teknis Surat – Surat, Perijinan
40
