LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. PJB UBJOM PLTU REMBANG
SISTEM EKSITASI PADA GENERATOR PLTU 1 JAWA TENGAH REMBANG
Disusun Oleh:
DENY FAJAR PAMUNGKAS NIM: 21060112130117
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2015
HALAMAN PENGESAHAN
Dengan ini menerangkan bahwa laporan kerja praktek di PT. PJB UBJOM PLTU REMBANG pada tanggal 18 September 2015 sampai 18 Oktober 2015 dengan judul : “ SISTEM EKSITASI PADA GENERATOR PLTU 1 JAWA TENGAH REMBANG”
Disusun oleh : Deny Fajar Pamungkas 21060112130117
Telah disetujui dan disahkan di Semarang pada tanggal: 18 Januari 2016
Mengetahui: Ketua Jurusan
Dosen Pembimbing
Teknik Elektro
Kerja Praktek
Ir. Agung Warsito, DHET
Ir. Juningtyastuti,MT
NIP.195806171987031002
NIP. 195209261983032001
ii
KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan syukur Alhamdulillah atas kehadirat Allah SWT. hanya dengan limpahan rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan tugas penyusunan laporan kerja praktek sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro dengan baik. Laporan ini merupakan laporan hasil kerja praktek di PT. PJB UBJOM PLTU REMBANG yang berlangsung selama sebulan tehitung mulai 18 September 2015 sampai 18 Oktober 2015 Selama pelaksanaan Kerja Praktek dan penyusunan laporan ini, penulis mendapatkan bimbingan,bantuan,dan dukungan dari berbagai pihak ,oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Ir. Agung Warsito,DHET , selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro.
2. Ibu Ir. Juningtyastuti,MT , selaku dosen pembimbing Kerja Praktek. 3. Bapak Marijo Oetomo ,selaku Supervisor Senior HAR Listrik yang telah bersedia menjadi Pembimbing Kerja Praktek
4. Seluruh staff HAR Listrik BTG dan Common 5. Keluarga beserta orang-orang yang saya sayangi dan saya cintai yang senantiasa memberikan dukungan baik secara moral maupun material.
6. Semua pihak yang telah membantu untuk menyelesaikan laporan ini. Penulis menyadari bahwa dalam laporan Kerja Praktek ini banyak terdapat kekurangan, maka kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan.
Semarang,
Oktober 2015
Deny Fajar Pamungkas
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................
ii
KATA PENGANTAR ...................................................................................
iii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
vii
DAFTAR TABEL .........................................................................................
x
ABSTRAK .....................................................................................................
xi
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang .......................................................................
1
1.2
Perumusan Masalah ...............................................................
2
1.3
Tujuan Kerja Praktek ............................................................
2
1.4
Tempat dan Waktu Pelaksanaan ...........................................
2
1.5
Manfaat Kerja Praktek ..........................................................
2
1.6
Metode Pengumpulan Data ....................................................
3
1.7
Sistematika Penulisan Laporan ..............................................
3
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN 2.1
Profil Perusahaan ...................................................................
5
2.2
Sejarah Singkat Perusahaan ...................................................
5
2.3
Penunjukan PT.UBJO&M sebagai aset operator ...................
6
2.4
Anak Perusahaan ....................................................................
9
2.5
Visi dan Misi Perusahaan ......................................................
10
2.6
Tata Nilai Perusahaan ............................................................
11
2.7
Struktur Organisasi dan Personal ..........................................
12
2.7.1 Tugas dan wewenang masing-masing divisi ................
12
2.7.2 Tempat Penempatan Kerja Praktek ..............................
14
2.8
Tata Tertib dan Kewajiban Karyawan ..................................
15
2.9
Lokasi Perusahaan ..................................................................
16
2.9.1 Sarana Penunjang PLTU 1 Jawa Tengah Rembang .....
17
iv
2.9.2 Layout PLTU Rembang ...............................................
18
BAB III Pembangkitan Energi Listrik pada PLTU Rembang 3.1
Siklus Batubara ......................................................................
21
3.2
Proses Pembakaran dan Flue Gas System ..............................
28
3.3
Siklus Uap dan Air .................................................................
37
3.4
Kelistrikan ..............................................................................
46
3.5
Sistem eksitasi generator ........................................................
53
3.5.1 Karakteristik generator arus searah (DC) .....................
53
3.5.2 Elektromagnet ..............................................................
59
BAB IV Sistem Eksitasi pada Generator PLTU 1 Jawa Tengah Rembang 4.1
Generator di PLTU 1 Jawa Tengah Rembang ......................
60
4.2
Sistem Eksitasi ......................................................................
62
Sistem Eksitasi Dinamik ........................................................
63
Sistem Eksitasi Statik .............................................................
64
Sistem Eksitasi dengan Sikat dan Tanpa Sikat .....................
65
4.3.1 Sistem Eksitasi dengan Sikat ........................................
65
4.3.2 Sistem Eksitasi Tanpa Sikat .........................................
68
4.4
Sistem Eksitasi GES-3320 .....................................................
71
4.5
Komponen-komponen pada Sistem Eksitasi Generator
4.3
BAB V
PLTU Rembang ....................................................................
72
4.5.1 Trafo Eksitasi ...............................................................
72
4.5.2 Penyearah Tenaga (SCR) .............................................
73
4.5.3 Pemutus rangkaian medan (FCB) ................................
73
4.5.4 Automatic Voltage Regulator(AVR) ............................
74
PENUTUP 5.1
Kesimpulan ...........................................................................
80
5.2. Saran ......................................................................................
80
v
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
81
DAFTAR RIWAYAT HIDUP .....................................................................
82
LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Logo PT. PJB (Pembangkitan Jawa – Bali) ................................
10
Gambar 2.2 Struktur Organisasi PLTU 1 Jawa Tengah, Rembang ................
12
Gambar 2.3 Lokasi PLTU 1 Jawa Tengah, Rembang ...................................
17
Gambar 2.4 Layout PLTU 1 Rembang ..........................................................
18
Gambar 3.1 Siklus PLTU 1 Jawa Tengah Rembang ......................................
20
Gambar 3.2 Ship Unloader pada PLTU ........................................................
22
Gambar 3.3 Belt Conveyor pada PLTU .........................................................
22
Gambar 3.4 Junction Tower ...........................................................................
23
Gambar 3.5 Telescopic Chute ........................................................................
23
Gambar 3.6 Stacker Reclaimer pada PLTU ...................................................
24
Gambar 3.7 Coal Yard ...................................................................................
25
Gambar 3.8 Crusher ......................................................................................
25
Gambar 3.9 Tripper .......................................................................................
26
Gambar 3.10 Coal Bunker................................................................................
26
Gambar 3.11 Coal Feeder ................................................................................
27
Gambar 3.12 Coal Pulverizer ..........................................................................
27
Gambar 3.13 Seal Air Fan ................................................................................
28
Gambar 3.14 Susunan burner ..........................................................................
29
Gambar 3.15 Desain burner batubara ..............................................................
30
Gambar 3.16 Desain swirler ............................................................................
30
Gambar 3.17 Wind box.....................................................................................
31
Gambar 3.18 PA Fan .......................................................................................
32
Gambar 3.19 ID Fan ........................................................................................
32
Gambar 3.20 Air Preheater .............................................................................
33
Gambar 3.21 ESP ............................................................................................
33
Gambar 3.22 Fly ash sylo ................................................................................
34
Gambar 3.23 ID Fan .......................................................................................
34
Gambar 3.24 Stack atau chimney .....................................................................
35
Gambar 3.25 Submerged scrapper conveyor ...................................................
36
Gambar 3.26 Bottom Ash Silo ..........................................................................
36
vii
Gambar 3.27 Sea Water pump ........................................................................
38
Gambar 3.28 Desalination Plant .....................................................................
38
Gambar 3.29 Demin Plant atau Water Treatment Plant ................................
39
Gambar 3.30 Cool Condendate Storage Tank ................................................
40
Gambar 3.31 Circulating Water Pump ...........................................................
41
Gambar 3.32 Deaerator ..................................................................................
42
Gambar 3.33 heater ..........................................................................................
42
Gambar 3.34 Boiler pada PLTU .....................................................................
43
Gambar 3.35 Turbin PADA PLTU .................................................................
45
Gambar 3.36 Kondenser pada PLTU ..............................................................
45
Gambar 3.37 Boiler Feed Pump.......................................................................
46
Gambar 3.38 Generator pada PLTU ...............................................................
47
Gambar 3.39 Stator pada PLTU Rembang ......................................................
47
Gambar 3.40 Rotor pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang ..............................
48
Gambar 3.41 Rotor kutub menonjol ................................................................
50
Gambar 3.42 Rotor kutub silinder....................................................................
51
Gambar 3.43 Main Transformator pada PLTU ..............................................
52
Gambar 3.44 Unit Auxiliry Transformator pada PLTU ..................................
52
Gambar 3.45 Switch Yard ................................................................................
53
Gambar 3.46 Rangkaian generator penguat bebas ...........................................
54
Gambar 3.47 Rangkaian generator penguat seri ..............................................
55
Gambar 3.48 Rangkaian generator penguat shunt ...........................................
56
Gambar 3.49 Rangkaian generator kompon.....................................................
58
Gambar 3.50 Gambaran prinsip elektromagnetik ............................................
59
Gambar 4.1 Name Plate Generator PLTU 1 Jawa Tengah Rembang.............
60
Gambar 4.2 Sistem Eksitasi ............................................................................
62
Gambar 4.3 Sistem Eksitasi Dinamik .............................................................
63
Gambar 4.4 Sistem Eksitasi Statis ..................................................................
64
Gambar 4.5 Sistem Eksitasi dengan sikat (Brush Excitation) ........................
66
Gambar 4.6 Bentuk fisik Carbon Brush ........................................................
68
Gambar 4.7 Sistem Eksitasi tanpa sikat (Brushless Excitation) .....................
69
Gambar 4.8 Diagram skematik Automatic Voltage Regulator .......................
71
viii
Gambar 4.9 Trafo Eksitasi ..............................................................................
72
Gambar 4.10 Blok Diagram Sistem Eksitasi pada AVR ..................................
74
Gambar 4.11 Diagram bagian-bagian AVR .....................................................
75
Gambar 4.12 Grafik hubungan sensing tegangan terhadap output dari Generator ....................................................................................
76
Gambar 4.13 Rangkaian Amplifier ...................................................................
76
Gambar 4.14 Diagram Minimum Excitasi Limiter ...........................................
78
Gambar 4.15 Blok Diagram Automatic Follower.............................................
79
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi boiler ...........................................................................
44
Tabel 4.1 Penjelasan Name Plate pada Generator .........................................
60
x
Abstrak
Kebutuhan energi listrik saat ini berkembang pesat dengan seiringnya kemajuan teknologi yang semakin pesat. Kebutuhan energi listrik ini merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi masyarakat, sehingga diperlukan penyedia energi listrik yang handal. PLTU merupakan penyedia energi listrik yang memanfaatkan pembakaran batubara dalam boiler untuk mengubah air menjadi uap. Yang perlu diperhatikan dalam PLTU adalah generator, yang merupakan mesin konversi elektromekanik yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Dalam pembangkitan energi listrik diperlukan adanya sebuah eksitasi atau penguatan medan pada generator untuk mengatur tegangan keluaran dari generator. Penulis akan membahas mengenai beberapa jenis sistem eksitasi seperti sistem eksitasi statis dan dinamis, baik yang menggunakan brush maupun yang tanpa brush serta komponenkomponen sistem eksitasi pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang.
Kata kunci :PLTU,Generator,Eksitasi
xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Kemajuan teknologi di Indonesia sebagai negara berkembang semakin
pesat. Permintaan energi listrik akan terus tumbuh sejalan dengan pertumbuhan ekonomi. Energi listrik merupakan kebutuhan yang vital bagi kegiatan sehari-hari. Hampir semua peralatan yang digunakan memerlukan listrik, peralatan rumah tangga hingga mesin-mesin industri yang membutuhkan energi listrik yang besar. Maka dari itu dibangunlah pembangkit – pembangkit listrik sebagai pemasok energi listrik. Ada beberapa jenis pembangkit listrik misalnya PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), PLTG ( Pembangkit Listrik Tenaga Gas), PLTD (Pembangkit listrik Tenaga Diesel), PLTU ( Pembangkit Listrik Tenaga Uap), dan lain-lain. PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) merupakan pembangkit listrik yang banyak digunakan di Indonesia karena berbagai kelebihan yaitu dapat dioperasikan dengan berbagai jenis bahan bakar, dapat dibangun dengan kapasitas yang bervarisasi, dapat dioperasikan dengan berbagai operasi pembebanan, dan kontinyuitas operasi serta usia pakai yang relatif lama. PLTU batubara memiliki lima komponen utama yaitu boiler (steam generator), turbin uap (steam turbine), pompa, kondensor, dan generator. Komponen tersebut bekerja secara berkaitan untuk menghasilkan energi listrik. Generator merupakan mesin pembangkit listrik yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik dalam bentuk putaran menjadi energi listrik. Dalam pembangkitan energi listrik diperlukan adanya sebuah eksitasi atau penguatan medan pada generator. Oleh karena itu pada laporan ini akan dibahas mengenai Sistem eksitasi pada generator yang ada pada PLTU 1 Jawa Tengah.
1
2
1.2
Perumusan Masalah Kondisi beban pada pembangkit
yang berubah-ubah menyebabkan
pentingnya pengaturan penguatan atau eksitasi yang diberikan kepada generator agar tegangan generator tetap konstan. Oleh karena itu, perlu dibahas mengenai jenis-jenis sistem eksitasi dan komponen-komponen sistem eksitasi tepatnya di PLTU 1 Jawa Tengah Rembang.
1.3
Tujuan Kerja Praktek Kerja Praktek (KP) adalah salah satu program di jurusan Teknik Elektro
Universitas
Diponegoro
(UNDIP)
yang
harus
ditempuh
oleh
setiap
mahasiswanya. Tujuan Kerja Praktek ini adalah : 1. Mahasiswa melalui kerja praktek ini dapat menerapkan teori yang didapat di bangku kuliah. 2. Mahasiswa dapat mengetahui sistem PLTU secara umum yang ada di PLTU 1 Jawa Tengah REMBANG. 3. Mahasiswa mengetahui peralatan yang terdapat pada sistem eksitasi pada generator 4. Mahasiswa mengetahui bagaimana kerja dilapangan secara langsung sehingga kedepannya siap untuk terjun langsung didunia kerja
1.4
Tempat dan Waktu Pelaksanaan Tempat pelaksanaan kerja praktek yaitu di PLTU 1 Jawa Tengah Rembang
dibawah PT. PJB UBJOM PLTU REMBANG yang berlokasi di jalan Raya Semarang-Surabaya KM 130 Sluke, Rembang, Jawa Tengah. Pelaksanaan Kerja praktek dalam waktu 1 bulan mulai tanggal 18 September 2015 sampai dengan 18 Oktober 2015.
1.5
Manfaat Kerja Praktek Kerja praktek memiliki manfaat bagi mahasiswa yang bersangkutan adalah
sebagai berikut: 1. Dapat mengenal lebih jauh penerapan ilmu yang telah diterima dibangku kuliah melalui kenyataan di lapangan kerja.
3
2. Mahasiswa mampu memadukan dan menerapkan antara pendidikan di bangku kuliah dengan kerja nyata dalam dunia industri. 3. Memperdalam
dan
meningkatkan
ketrampilan
serta
kreatifitas
mahasiswa, sesuai dengan bidang ilmu yang ditekuni. 4. Menyiapkan diri untuk menyesuaikan dengan lingkungan industri pada masa yang akan datang. 5. Menambah wawasan dan selaku generasi yang dididik untuk siap terjun langsung di masyarakat, khususnya di lingkungan kerja.
1.6
Metode Pengumpulan Data Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penyusunan laporan ini
yaitu dengan cara : 1. Metode Kepustakaan Metode kepustakaan adalah suatu metode dengan cara memperbanyak pengumpulan data melalui buku-buku referensi yang ada di perpustakaan PT. PJB UBJOM PLTU REMBANG. 2. Observasi Metode observasi adalah suatu cara pengumpulan data dengan cara mengadakan pengamatan secara langsung di lapangan. 3. Interview Yaitu dengan mengajukan pertanyaan atau dialog dengan pembimbing kerja praktek dan karyawan PT. PJB UBJOM PLTU REMBANG
1.7
Sistematika Penulisan Laporan Laporan kerja praktek ini disusun menurut sistematika penulisan sebagai
berikut: BAB I
: PENDAHULUAN Dalam bab ini penulis mengulas tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan kerja praktek, tempat dan waktu pelaksanaan, metodologi pengumpulan data laporan, dan membahas mengenai sistematika penulisan laporan.
4
BAB II
: COMPANY PROFILE PT. PJB UBJOM PLTU REMBANG Dalam bab ini penulis membahas tentang sejarah singkat dan struktur organisasi PT. PJB UBJOM PLTU REMBANG
BAB III
: PROSES PEMBANGKITAN ENERGI LISTRIK PLTU 1 JATENG - REMBANG 2 x 315 MW Dalam bab ini membahas tentang Pengertian, Proses pembangkitan energi listrik dan bagian – bagian dari PLTU Rembang
BAB 1V
: PEMBAHASAN Dalam bab ini penulis membahas mengenai sistem eksitasi generator pada PLTU 1 Jawa Tengah dan komponen-komponen dalam sistem eksitasinya
BAB V
: PENUTUP Dalam bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil laporan kerja praktek di PT. PJB UBJOM PLTU REMBANG.
BAB II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN 2.1 Profil Perusahaan Nama Perusahaan
: PT. Pembangkitan Jawa Bali UBJ O&M Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Rembang
Jenis Produk
: Listrik
Alamat Perusahaan
: Jl. Raya Semarang – Surabaya KM. 130 Sluke, Rembang, Jawa Tengah
No Telp. Perusahaan
: 0295- 4552779
2.2 Sejarah Singkat Perusahaan PLTU Rembang merupakan PLTU yang dimiliki oleh PT. PLN (persero) dan dikelola oleh anak perusahaannya yaitu PT. PJB (Pembangkitan Jawa bali). PT PJB didirikan pada tanggal 3 Oktober 1995 dengan tujuan melaksanakan desentralisasi, meningkatkan efisiensi dan pelayanan serta mampu berkembang secara mandiri dengan menyelenggarakan usaha ketenagalistrikan berdasarkan prinsip industri dan niaga yang sehat dengan menerapkan prinsip-prinsip perseroan terbatas, serta untuk bersaing dengan perusahaan-perusahaan pembangkit listrik swasta.
PT. PJB melaksanakan kegiatan usaha antara lain sebagai penyediaan tenaga listrik yang ekonomis, bermutu tinggi dan andal, melaksanakan pembangunan dan pemasangan alat ketenagalistrikan, pemeliharaan dan pengoperasian alat ketenagalistrikan, serta usaha-usaha lain yang berkaitan dengan kegiatan perseroan dalam rangka memanfaatkan secara maksimal potensi yang dimiliki.
5
6
PT. PJB berkantor pusat di Jl. Ketintang Baru 11 Surabaya. Unit Pembangkitan (UP)dan Unit Bisnis Pembangkitan (UBP) yang dimiliki oleh PT. PJB antara lain : 1. UP Muara Karang (1.208,58 MW) 2. UP Muara Tawar (920 MW) 3. UP Gresik (2.259,18 MW) 4. UP Paiton (800 MW) 5. UP Brantas (281,38 MW) 6. UP Cirata (1.008 MW) 7. UBP Paiton Baru (1 x 660 MW) 8. UBP Indramayu ( 3 x 330 MW) 9. UBP Rembang (2 x 315 MW) 10. UBP Pacitan ( 2 x 325MW)
Pembangunan PLTU Rembang merupakan salah satu pelaksanaan program percepatan listrik 10.000 MW yang bertujuan untuk : 1. Memenuhi kebutuhan listrik nasional yang diperkirakan mengalami kenaikan permintaan serta meningkatkan mutu dan keandalan sistem penyediaan penyaluran, dan pelayanan listrik kepada konsumen. 2. Untuk mengantisipasi kenaikan harga minyak dunia yang selama ini digunakan sebagai bahan bakar, sehingga dapat menekan biaya produksi listrik. PLTU Rembang memiliki kapasitas 2 x 315 MW dengan bahan bakar utama batubara berkalori rendah dengan konsumsi kurang lebih 2.160.000 ton per tahun.
2.3 Penunjukan PT. PJB UBJ O&M sebagai Aset Operator PT. PLN sebagai pemilik PLTU Rembang menunjuk PT. PJB sebagai aset operator untuk melaksanakan operasi dan pemeliharaan PLTU proyek percepatan pembangunan 10.000 MW. Penunjukan tersebut melalui beberapa tahap sebagai berikut:
7
1.
RUPS PT. PJB tanggal 28 januari 2008 yang diantaranya memutuskan bahwa
PT.
PJB
ditugaskan
untuk
melaksanakan
operasi
dan
pemeliharaan PLTU Rembang, PLTU Indramayu, PLTU Paiton baru dan PLTU Pacitan 2.
PT PJB mengajukan proposal pengelolaan O&M PLTU 10.000 MW melalui surat No A009a150, tanggal 30 mei 2008
3.
Surat PLN kepada PT PJB No 02027/060/DIRUT/2008, tanggal 22 juli 2008, perihal Penunjukan pengelolaanO&M PLTU batubara yang intinya dengan pertimbangan proposal yang disampaikan PT PJB, PLN menunjuk PT PJB untuk melaksanakan operasi dan pemeliharaan PLTU pada empat lokasi :
4.
1.
PLTU indaramayu dengan kapasitas 3x330 MW
2.
PLTU rembang dengan kapasitas 2x315 MW
3.
PLTU Pacitan dengan kapasitas 2x315 MW
4.
PLTU Paiton baru dengan kapasitas 1x660 MW
Perjanjian induk antara PLN dan PT PJB tentang jasa operasi dan pemeliharaan pusat listrik tenaga uap proyek percepatan 10.000 MW, pada tanggal 16 desember 2008 yang menyepakati untuk mengatur, menetapkan ketentuan dan syarat-syarat pokok pelaksanaan jasa operasi dan pemeliharaan PLTU empat lokasi yang selanjutnya secara lebih detail dan terperinci akan disepakati secara tertulis oleh PLN dan PT PJB dan dituangkan dalam bentuk:
5.
1.
Perjanjian jasa operasi dan pemeliharaan tahap supporting
2.
Perjanjian jasa operasi dan pemeliharaan performance based
Penyampaian kerangka acuan kerja pekerjaan jasa operasi dan pemeliharaan PLTU PPDE sistem jamali kepada PT PJB oleh PLN melalui surat No 00059/150/DIR/2009 tanggal 12 januari 2009. KAK ini dimaksudkan sebagai acuan PT PJB mempersiapkan program-program dan persiapan pra-COD dan membuat kesepakatan-kesepakatan untuk dituangkan dalam perjanjian jasa O&M dengan PLN.
8
6.
Perjanjian antara PLN dan PT PJB UBJ O&M tentang jasa operasi dan pemeliharaan pusat listrik tenaga uap proyek percepatan diversifikasi energi 10.000 MW. Tahap supporting untuk PLTU Rembang (2x315) MW pada tanggal 1 maret 2010, yang merupakan turunan secara detail dan terperinci dari perjanjian induk untuk PLTU lokasi Rembang. Pembangunan proyek percepatan pembangkit tenaga listrik berbahan
bakar batubara berdasarkan pada peraturan presiden RI Nomor 71 tahun 2006 tanggal 5 juli 2006 tentang penugasan kepada PT PLN untuk melakukan percepatan pembangunan pembangkit tenaga listrik yang menggunakan batubara. Pepres ini menjadi dasar bagi pembangunan 10 PLTU di jawa dan 25 PLTU di luar jawa bali atau yang dikenal dengan nama proyek percepatan PLTU 10.000 MW. Proyek-proyek pembangunan PLTU tersebut diharapkan siap beroprasi tahun 2009/2010. Proyek pembangunan PLTU membutuhkan waktu sekitar 36 hingga 42 bulan dengan tujuan untuk dapat segera mengatasi kekurangan tenaga listrik oleh PLN. Secara keseluruhan pengoperasian PLTU ini membutuhkan kurang lebih 2000 tenaga operator dan teknisi baru, diserahkan kepada anak perusahaan PLN, yaitu PT. Indonesia Power dan PT. Pembangkitan Jawa Bali. Mengingat sifat dan tanggungjawab pengelolaannya, maka PLN menentukan dua tahapan perjanjian O&M dengan anak perusahaanya, yang keuangannya terkonsolidasi secara korporat dengan PLN. Dua tahap perjanjian jasa O&M tersebut adalah sebagai berikut : 1.
Perjanjian jasa support operasi dan pemeliharaan/ O&M supporting agreement, dengan asas penggantian biaya kegiatan O&M yang meliputi masa mobilisasi sebelum COD sampai dengan FAC. Dengan dua kegiatan besar, yaitu : 1.
Kegiatan mobilisasi, yaitu tahapan persiapan sumber daya yang akan dipergunakan
untuk
melakukan
tugas
pengoperasian
dan
pemeliharaan yang dilakukan sekurang-kurangnya 6 bulan sebelum COD.
9
2.
Kegiatan pendukung aktifitas operasi dan pemeliharaan, yaitu kegiatan operasi PLTU setelah COD sampai dengan FAC pada masa garansi, dimana kontraktor O&M dalam mengopersikan PLTU masih dibawah supervisi kontraktor EPC. Dalam hal ini kontraktor O&M bertindak sebagai wakil PLN dalam mendapat supervisi dari kontraktor EPC apabila tercantum dalam kontrak EPC.
2.
Perjanjian jasa operasi dan pemeliharaan berbasis kinerja/O&M performace base agreement, dengan asas reward dan punishment terhadap pembayaran jasa O&M setelah FAC, kontraktor O&M bertanggungjawab penuh terhadap kinerja PLTU.
Selain menunjuk anak perusahaan sebagai aset operator, PLN juga akan melimpahkan kewenangan kepada unit bisnis pembangkitan sebagai aset manager untuk melakukan transaksi dengan PT IP dan PT PJB untuk perjanjian jasa O&M yang terdiri dari dua tahap kegiatan O&M tersebut.
2.4 Anak Perusahaan PT. PJB juga memiliki anak perusahaan pada bidang pembangkitan, yaitu: 1. PT. PJB Services Didirikan tahun 2001 dengan usaha inti pada bidang operasi dan pemeliharaan pembangkit listrik, serta layanan lain yang terkait dengan pembangkit listrik.Kegiatan bisnis meliputi supervisi pemeliharaan, komisioning dan operasi, operasi dan perawatan total, inspeksi dan overhaul, pemecahan masalah,inspeksi bore-scope, analisa vibrasi, balancing
dan
alignment,
rekalibrasi
alat-alat
listrik,
dan
instrumentkontrol, pembelian dan pembaharuan suku cadang, rehabilitasi pembangkit, relokasi dan instalasilengkap, serta teknik, pengadaan dan konstruksi. 2. PT. Rekadaya Elektrika Perusahaan ini bergerak dalam bidang jasa EPC (Engineering, Procurement&Construction)
untukindustri
kelistrikan.
Awalnya,
kepemilikan saham PJB dalam perusahaan ini sebesar 37,6 persen, lalu ditingkatkan menjadi pemilik saham mayoritas. Saham lainnya dimiliki
10
oleh PT. Rekayasa Industri, PT. Indonesia Power, PT. PLN Batam dan YPK PLN.
2.5 Visi dan Misi Perusahaan 1. Visi PT. PJB Menjadi perusahaan pembangkittenaga listrik Indonesia yang terkemuka dengan standar kelas dunia.
2.
Misi PT. PJB a.
Memproduksi tenaga listrik yang andal dan berdaya saing.
b.
Meningkatkan kinerja secara berkelanjutan melalui implementasi tata kelola pembangkitan dan sinergi business partner dengan metode best practise dan ramah lingkungan.
c.
Mengembangkan kapasitas dan kapabilitas SDM yang mempunyai kompetensi teknik dan manajerial yang unggul serta berwawasan bisnis.
3.
Motto PT PJB Produsen Listrik Terpercaya Kini dan Mendatang Makna : Produsen listrik terpercaya mengandung pengertian bahwa PJB merupakan perusahaan pembangkit tenaga listrik yang andal dengan EAF yang tinggi, EFOR yang rendah dengan harga produksi sangat kompetitif. Kini dan mendatang mengandung pengertian bahwa pembangkit PJB andal dengan harga produksi yang kompetitif bukan hanya saat ini saja, tetapi selamanya.
Gambar 2.1Logo PT. PJB (Pembangkitan Jawa – Bali)
11
2.6 Tata Nilai Perusahaan 1. INTEGRITAS Kepribadian yang selalu memperjuangkan kebenaran melalui kejujuran dan tanggung jawab Artinya : Setiap karyawan PJB dalam menjalankan tugasnya menjunjung tinggi kejujuran dan tanggung jawab, memegang teguh rahasia perusahaan, serta memberikan keteladanan. 2. KERJASAMA Menyatukan kemampuan serta bakat setiap orang untuk mencapai tujuan bersama Artinya : Karyawan PJB responsif dan aktif dalam kegiatan bersama, menghargai perbedaan, dan bersifat terbuka, serta mencapai sinergi dan menghasilkan win-win solution. 3. KEUNGGULAN Kondisi dimana kualitas kerja dapat melampaui standar yang telah ditetapkan Artinya : Karyawan PJB mempunyai komitmen yang tinggi untuk mencapai hasil yang terbaik, mencapai peningkatan, dan keberhasilan yang berkelanjutan, serta memanfaatkan perubahan sebagai peluang. 4. PELAYANAN Sikap dan perilaku mementingkan kepuasan pelanggan, pemegang saham, masyarakat dan bangsa Artinya : Karyawan PJB komunikatif dalam berhubungan dengan pelanggan, memenuhi harapan dan dapat memberikan kepuasan pelanggan, serta memberikan yang terbaik kepada pelanggan. 5. SADAR LINGKUNGAN Kesadaran untuk selalu memelihara alam dan lingkungan kerjanya sebagai sumberdaya demi kelestarian perusahaan Artinya : Karyawan PJB aktif menjaga kelestarian lingkungan, membina hubungan baik dengan lingkungan masyarakat sekitar, menciptakan suasana kerja yang sehat dan menyenangkan, serta mengutamakan keselamatan.
12
2.7 Struktur Organisasi
Gambar 2.2 Struktur Organisasi dan personal
2.7.1. Tugas dan Wewenang masing-masing Divisi PLTU Rembang dipimpin oleh seorang general manager (pimpinan tertinggi) dengan empat manajer yang memimpin divisinya, yaitu manajer operasi, manajer pemeliharaan, manajer enjiniring dan manajer administrasi. 1. Pimpinan Tertinggi (General Manager) Pimpinan tertinggi memiliki tugas utama mengelola pembangkit tenaga listrik. Dengan rincian tugas sebagai berikut:
13
1.
Menjabarkan tugas pokok, target tahunan, target kinerja.
2.
Mengimplementasikan dan mengevaluasi kebijakan, program, proses, dan prosedur.
3.
Mengkoordinasikan kegiatan pengelolaan jasa O&M.
4.
Meningkatkan kesiapan SDM.
5.
Memberikan rekomendasi kepada Direksi dan Manajemen PLN untuk meningkatkan kinerja PLTU rembang.
6.
Membuat laporan secara berkala yang mencakup progres, pencapaian target, keberhasilan dan kendala kendala pengelolaan O&M sebagai bahan masukan dan pengambilan keputusan lebih lanjut.
2. Manajer Operasi Manajer operasi memiliki tugas mengelola kebijakan operasi yang meliputi: 1.
Kinerja operasi.
2.
Pengoperasian pembangkit.
3.
Penjualan energi, manajemen bahan bakar.
4.
Melakukan inovasi untuk memastikan agar
produksi tenaga
listrik mencapai sasaran kontrak kinerja operasi yang ditetapkan.
3. Manajer Pemeliharaan Tugas manajer pemeliharaan memiliki kewenangan sebagai berikut: 1. Merencanakan,
memonitor
dan
mengendalikan
rencana
anggaran. 2. Pelaksanaan pemeliharaan rutin dan non rutin untuk memastikan kesiapan dan keandalan unit.
4. Manajer Enjiniring Manajer enjiniring memiliki kewenangan sebagai berikut:
14
1.
Melakukan evaluasi, analisis dan perbaikan penyelenggaraan pembangkitan listrik meliputi sistem dan prosedur, resources dan SDM untuk memastikan produksi listrik yang efisien.
2.
Melaksanakan program SMK3, SML, system manajemen mutu dan manajemen resiko.
5. ManajerAdministrasi Manajer administrasi memiliki tugas memastikan pelaksanaan fungsi Administrasi Unit Bisnis Jasa O&M PLTU Rembang agar berjalan dengan baik, efektif dan efisien guna mendukung keberhasilan organisasi dalam mencapai tujuan dan sasaran Unit Bisnis Jasa O&M PLTU Rembang yang telah ditetapkan sesuai dengan kontrak kinerja yang ditetapkan oleh Direksi.
2.7.2. Penempatan Kerja Praktik Pada pelaksanaan kerja praktik di PLTU UBJ O&M Rembang ditempatkan
di
divisi
pemeliharaan
listrik.
Tugas-tugas
dari
pemeliharaan listrik antara lain: 1. Preventive Maintenance Kegiatan pemeliharaan dan perbaikan terhadap peralatan-peralatan di bidang listrik dan elektronik. Preventive Maintenance dilakukan setiap hari secara berkala. 2. Temuan Preventive Maintenance Kegiatan laporan penemuan kerusakan peralatan-peralatan di bidang listrik dan elektronik. Jika kerusakan tergolong ringan, maka tindakan perbaikan langsung dilakukan. Namun, jika kerusakan tergolong berat dan memerlukan material pengganti maka tindakan yang dilakukan adalah pelaporan kepada bagian RENDAL selaku bidang perencanaan dan pengendalian. 3. Pro Active Maintenance Kegiatan tindak lanjut dari temuan Preventive Maintenance yang telah dilaporkan kepada RENDAL.
15
4. Corrective Maintenance Kegiatan perbaikan peralatan-peralatan di bidang listrik dan elektronik ketika terjadi kerusakan yang ditemukan oleh operator. 5. Menjaga keandalan peralatan listrik Kegiatan untuk menjaga kinerja peralatan di bidang listrik dan elektronik agar tetap handal dan berfungsi dengan baik. 6. Pembinaan SDM Melakukan pembinaan SDM dibidang keandalan sistem (system owner)
untuk
meningkatkan
kualitas,
produktifitas,
dan
pengembangan karyawan. 7. Laporan berkala Membuat laporan berkala bidang keandalan system yang menjadi tanggung jawabnya sebagai bahan masukan manajemen dan pengambilan keputusan lebih lanjut. 8. Tugas dari atasan Melaksanakan tugas-tugas yang didelegasikan oleh manajemen dalam rangka pencapaian kinerja unit.
2.8 TataTertib dan Kewajiban Karyawan Dalam perusahaan ini adapun tata tertib dan kewajiban karyawan yang harus ditaati sebagai berikut: 1.
Karyawan diwajibkan untuk datang ke tempat kerja tepat pada waktu yang telah ditetapkan.
2.
Karyawan wajib melakukan absensi menggunakan alat fingerprit.
3.
Pada jam kerja diwajibkan memakai tanda pengenal, berpakaian rapi dan sopan serta tidak dibenarkan menggunakan alas kaki selain sepatu.
4.
Karyawan wajib mengikuti dan mematuhi setiap petunjuk dan instruksi yang diberikan oleh atasannya.
5.
Menggunakan dan menjaga dengan baik alat-alat atau perlengkapan kerja dengan penuh tanggung jawab.
6.
Karyawan wajib menjaga serta memelihara nama baik perusahaan melaporkan kepada pimpinan perusahaan atau atasannya apabila
16
mengetahui hal-hal yang dapat menimbulkan bahaya atau kerugian perusahaan. 7.
Karyawan dilarang menggunakan inventaris atau benda-benda milik perusahaan keluar lingkungan perusahaan dengan alasan yang tidak dapat dibenarkan.
8.
Karyawan tidak diperkenankan tidak masuk kerja, datang terlambat, meninggalkan pekerjaan sebelum waktunya tanpa alasan yang dapat diterima.
9.
Karyawan tidak diperbolehkan terlibat atau melakukan kegiatan usaha lain selain usaha perusahaan.
Adapun tata tertib masuk dan keluar lingkungan perusahaan PLTU Rembang sebagai berikut: 1.
Karyawan wajib menggunakan pintu atau gerbang yang telah disediakan untuk masuk dan keluar perusahaan.
2.
Karyawan wajib mengisi daftar absensi pada tempat yang telah disediakan baik pada waktu masuk maupun pulang kerja.
3.
Karyawan yang akan masuk atau keluar dari lingkungan perusahaan selama jam kerja harus memperoleh izin yang sesuai dengan tata cara yang telah ditentukan.
4.
Karyawan harus mengizinkan petugas keamanan atau atasan memeriksa barang pribadinya pada saat masuk atau keluar perusahaan.
5.
Karyawan yang ingin membawa masuk atau membawa keluar bendabenda milik perusahaan harus memperoleh izin sesuai dengan tata cara yang ditentukan.
2.9 Lokasi Perusahaan/Instansi PLTU Rembang terletak di Desa Leran dan Desa Trahan, Kec.Sluke, Kab. Rembang pada koordinat 110°-111°30’ BT dan 6°30’-7° LS. Lokasi PLTU berjarak sekitar 137 km dari Semarang ke arah timur dan menghadap ke utara Laut Jawa serta berjarak sekitar 600 meter dari jalan utama pantai utara Jawa Tengah bagian timur.
17
Gambar 2.3 Lokasi PLTU Rembang
2.9.1. Sarana Penunjang PLTU Rembang Sarana-sarana penunjang yang ada di PLTU Rembang antara lain : 1.
Gedung Administrasi Gedung administrasi PLTU Rembang berada di sebelah utara unit. Gedungnya terdiri dari tiga lantai, lantai pertama digunakan untuk para pegawai PJB, lantai kedua digunakan untuk para pegawai PLN, dan lantai ketiga digunakan untuk tempat bersantai ( tempat merokok, ngobrol-ngobrol dan lain-lain).
2.
Masjid Masjid di PLTU Rembang ada satu, berada di sebelah barat gedung administrasi. Masjid ini berfungsi dengan baik ditandai dengan adanya sholat berjamaah minimal di waktu dzuhur, ashar dan maghrib. Hari jum’at pun diadakan jum’atan di masjid ini.
3.
Kantin Kantin di PLTU Rembang ada satu buah, tempatnya berada di sebelah selatan masjid.Makan siang para pegawai biasanya di kantin ini.
4.
Workshop
18
Gedung workshop di PLTU Rembang berada di sebelah barat kantin. Di dalamnya berisi alat-alat khusus dan umum yang digunakan untuk proses perawatan pada unit. 5.
Lapangan Teknis Lapangan tenis di PLTU Rembang ada dua buah.Tempatnya di sebelah utara dari tempat parkir.
6.
Tempat Parkir Tempat parkir di PLTU Rembang berada di sebelah timur gedung administrasi.Tempat parkir tersebut terdapat dua area, yaitu area mobil dan area sepeda motor.
2.9.2. Layout PLTU Rembang
Gambar 2.4 Layout PLTU Rembang
Keterangan: 1. Turbine
4. Boiler
2. Generator
5. Central Control Building
3. Deaerator Bay
6. ESP
19
7. ESP Building
28. Parkir
8. Chimney
29. Ash Pond
9. Demin Tank
30. Deaerator
10. Raw Water Tank
31. Coal Yard
11. Water Treatment Plant
32. Discharge Channel
12. Desalination Plant
33. Dead Coal Yard
13. Switchyard
34. Coal Run OFF Pond
14. Substation Control Building
35. Auxiliry Boiler
15. LFO
36. Hydrogen Plant
16. Out Fall
37. Bottom Ash Silo
17. Jetty
38. Fly Ash Silo
18. Pump it & Pump House
39. Coal Crusher House
19. Inlet Channel
40. Coal Handling Control Building
20. Electro Chlorination Plant
41. Seal Pit
21. Fire Fighting Pump House
42. Generator Transformer
22. Fire Station
43. Intake Pipe
23. Workshop & Storage
44. Shelter
24. Masjid
45. Junction Tower Conveyor &
25. Kantin 26. Administation Building 27. Dosmetic Sewage Treatment Plant
Belt
BAB III Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) 1 Jawa Tengah Rembang PLTU 1 Jawa Tengah Rembang dirancang menggunakan bahan bakar utama batu bara berkalori rendah dengan bantuan High Speed Diesel (HSD) sebagai bahan bakar start up bersamaan dengan udara panas bertekanan. Panas hasil pembakaran batubara dalam boiler digunakan untuk memanaskan air sampai mendidih dan menghasilkan uap (steam). Uap (steam) yang dihasilkan tersebut digunakan untuk memutar turbin uap. Turbin yang berputar telah dikopel dengan generator untuk menghasilkan tenaga
listrik. Gambar 3.1
dibawah ini merupakan gambar dari PLTU Rembang
Gambar 3.1. Siklus PLTU 1 Jawa Tengah Rembang
20
21
3.1
Siklus Batubara Pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang memiliki proses pengangkutan
batubara memiliki tiga proses utama, yaitu loading, direct unloading dan unloading. 1.
Proses unloading Dalam proses unloading batubara dari kapal tongkang dibongkar oleh ship unloader dan diangkut melalui belt conveyor menuju coal yard. Dalam pengisian ke coal yard dapat dilakukan dengan dua alat yaitu telescopic chutee atau stacker reclaim.
2.
Proses loading Proses loading ini merupakan proses pengisian batu bara ke coal bunker. Proses ini juga memiliki dua cara, yaitu melalui stacker reclaim atau reclaim hooper kemudian diangkut oleh belt conveyor ke coal bunker.
3.
Proses direct unloading Proses direct unloading juga dapat disebut proses loading, hal ini dikarenakan proses ini adalah proses pengisian batu bara ke coal bunker. Pengisian langsung ini berasal dari tongkang yang dibongkar oleh ship unloader dan langsung dibawa ke coal bunker melalui belt conveyor. Proses ini dilakukan saat batubara pada coal bunker kritis.
Dalam pengangkutan batubara dalam PLTU terdapat beberapa alat yang digunakan, mulai dari proses muat (load), pengangkutan atau transportasi, dan pembongkaran.
1.
Ship Unloader (SU) Ship Unloader merupakan alat utama dalam pembongkaran batubara yang
dikirim melalui kapal tongkang. Pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang ship unloader yang terpasang berjenis ZQX1750. Gambar 3.2 merupakan gambar Ship Unloader pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang.
22
Gambar 3.2. Ship Unloader pada PLTU
Ship unloader jenis ZQX1750 memiliki cara kerja dengan mengambil batubara dari tongkang dan diletakkan pada hopper ship unloader yang kemudian diumpankan ke belt conveyor untuk diteruskan ke coal yard maupun coal bunker. Ship unloader jenis tersebut dapat beroperasi secara manual maupun semi-auto.
2.
Belt Conveyor (BC) Belt
Conveyor
merupakan
suatu
sistem
mekanik
untuk
memindahkan barang dari satu tempat ke tempat lain. Gambar 3.3 dibawah merupakan gambar BC pada PLTU Rembang.
Gambar 3.3. Belt Conveyer pada PLTU
Conveyor pada PLTU Rembang adalah conveyor berupa ban karet berjalan yang berguna untuk mengirim atau mentransfer batubara untuk kebutuhan bahan bakar. Di PLTU Rembang ada 9 line conveyor, yaitu conveyor BC1, BC2, BC3 (AB), BC5, BC6, BC7, BC8, BC9 (AB), dan BC10 (AB).
23
3.
Junction Tower (JT) Junction Tower suatu tempat untuk memindahkan batubara dari suatu line
conveyor ke conveyor lain. Gambar 3.4 merupakan gambar JT pada PLTU Rembang.
Gambar 3.4. Junction Tower
Di dalam junction tower (JT) ada hopper yang berguna untuk mengatur perpindahan batubara dari conveyor ke conveyor lain. Di PLTU Rembang ini ada 9 junction tower, yaitu JT 1, JT 2, JT 4, JT 5, JT 6, JT 7.
4.
Thelescopic Chute (TC) Telescopic chute merupakan alat bantu pembongkaran batu bara dalam
keadaan darurat. Gambar 3.5 dibawah merupakan gambar TC pada PLTU Rembang.
Gambar 3.5. Telescopic Chute
24
Alat ini juga dilengkapi dengan chute untuk mencegah abu batubara yang berterbangan saat pembongkaran. Peralatan ini bisa naik secara otomatis jika level batubara di bawahnya sudah mempunyai jarak sesuai pengaturan tertentu. 5.
Stacker Reclaimer (SR) Stacker Reclaimer adalah suatu peralatan untuk menaruh atau menata
(fungsi sebagai stacker) batubara di coal yard dan mengambil (fungsi sebagai reclaimer) batubara dari coal yard untuk kemudian disalurkan ke coal bunker melalui conveyor.
Gambar 3.6. Stacker Reclaimer pada PLTU
Gambar 3.6 diatas merupakan gambar Stacker Reclaimer pada PLTU Rembang. Stacker reclaimer memiliki dua prinsip kerja yaitu proses stacking dan reclaiming. Prinsip kerja stacking adalah dengan menggerakkan belt conveyor pada boom tripper dan boom bucket ke arah live stock area. Bucket wheel tidak digerakkan karena tidak mempunyai peran untuk proses stacking. Sedangkan proses reclaiming adalah dengan menggerakkan conveyor boom tripper dan boom bucket ke arah coal bunker, dan juga dengan memutar bucket wheel guna mengambil batubara dari tumpukan untuk diteruskan diangkut melalui belt conveyor sampai masuk ke coal bunker.
25
6.
Coal Yard Coal yard merupakan area untuk penampungan batubara sementara
sebelum digunakan untuk pembakaran. Gambar 3.7 merupakan gambar Coal yard pada PLTU Rembang.
Gambar 3.7. Coal Yard pada PLTU
Di coal yard ini batubara ditimbun menggunakan bantuan dari stacker reclaimer dan thelescopic chute. Batubara yang ada di coal yard mudah sekali terbakar, oleh karena itu batubara di coal yard ini perlu di siram dengan air. Di PLTU Rembang ini batubara yang digunakan memiliki kandungan 4200 kkal/kg dan 5200 kkal/kg.
7.
Crusher Crusher berfungsi untuk menggerus batubara yang akan masuk pada coal
bunker menjadi lebih kecil sehingga dapat memudahkan kerja pulvurizer.
Gambar 3.8. Crusher
26
Gambar 3.8 diatas merupakan gambar Crusher pada PLTU Rembang. Sebelum masuk dalam crusher, batubara berukuran diatas 3 cm akan tergerus sehingga memiliki ukuran dibawah 3 cm. Crusher yang terdapat pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang mempunyai tipe ring granulator dengan kapasitas 700 ton/jam. Penggerak utama crusher yaitu motor 400KW 1500 Rpm dengan kecepatan putar rotor 720Rpm.
8.
Tripper dan Scrapper Conveyor Tripper berfungsi untuk memasukkan batubara dari belt conveyor
menuju coal bunker.
Gambar 3.9. Tripper
Gambar 3.9 diatas merupakan gambar Tripper pada PLTU Rembang. Pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang terdapat dua buah tripper. Selain itu digunakan scrapper yang berfungsi untuk membersihkan tumpahan batubara pada belt conveyor untuk dimasukkan ke dalam coal bunker.
9.
Coal bunker Coal bunker merupakan sarana penampung (storage) sementara batubara
untuk memasok kebutuhan ketel. Gambar 3.10 dibawah ini merupakan gambar Coal Bunker pada PLTU Rembang.
Gambar 3.10. Coal Bunker
27
Di PLTU Rembang ini ada 5 bunker untuk tiap unitnya. Kapasitas bunker umumnya dirancang agar dapat memasok kebutuhan ketel selama beberapa jam, tanpa ada tambahan pemasokan batubara ke bunker.
10. Coal Feeder Untuk kuantitas beban yang berbeda maka jumlah bahan bakar yang dibakarpun juga akan berbeda. Oleh karena itu dipakailah Coal Feeder.
Gambar 3.11 Coal Feeder
Gambar 3.11 diatas ini merupakan gambar Coal feeder pada PLTU Rembang. Coal feeder yaitu peralatan yang berfungsi untuk menimbang dan mengatur mass flow rate batubara yang akan masuk ke mill sekaligus sebagai penyalur batubara ke mill. Di PLTU Rembang ada 5 coal feeder untuk tiap unit.
11. Coal Pulverizer Gambar 3.12 dibawah ini merupakan gambar salah satu Pulverizer pada PLTU Rembang.
Gambar 3.12. Coal Pulverizer
28
Pulverizer berfungsi untuk menggiling bongkahan batubara menjadi serbuk halus agar lebih mudah bercampur dengan udara pembakaran didalam ketel sehingga proses pembakaran sempurna akan berlangsung lebih cepat. Di PLTU Rembang sendiri ada 5 unit pulverizer untuk tiap unitnya. Penghalusan batubara dilakukan dengan pulverizer dengan tingkat ukuran kehalusan sampai dengan ukuran 200 mesh. 200 mesh adalah saringan dengan lubang sebanyak 200 perpanjang linier 1 inch atau 40000 lubang perinchi2. 12. Seal Air Fan (SA FAN) SA Fan berfungsi menghasilkan udara sebagai udara perapat yang digunakan pada Coal Feeder, Mill Purverizer, supaya kondisi udara dalam coal feeder dan coal pulverizer menjadi vacuum. Gambar 3.13 dibawah ini merupakan gambar SA FAN pada PLTU Rembang.
Gambar 3.13. Seal Air Fan
3.2 Proses Pembakaran dan Flue Gas System Proses pembakaran dan flue gas system dimulai batubara keluar dari coal pulverizer sampai sisa debu pembakaran keluar dari stack menuju udara atmosfer. Pertama-tama Batubara yang ditampung pada coal bunker keluar menuju coal feeder. Coal feeder berfungsi mengatur laju pemakaian batubara sebelum digerus oleh pulvurizer. Setelah digerus oleh pulvurizer, batubara yang berupa serbuk halus tersebut dibawa ke burner oleh primary air melalui pipa-pipa primary air heater. Saat awal proses pembakaran, batubara tidak langsung menjadi bahan bakar utama tetapi dipatik terlebih dahulu menggunakan high speed disel (HSD) yang dikeluarkan melalui oil gun.
29
Gambar 3.14. Susunan burner
Gambar 3.14 diatas merupakan gambar Susunan burner pada PLTU Rembang. Pada pembakaran juga dibutuhkan udara pembakaran (secondary air) yang berasal dari force draft fan dan ditampung sementara pada wind box. Setelah proses pembakaran diatas 30% atau memiliki load 100MW, maka HSD akan dimatikan mulai dari layer paling atas (layer E). Tiap proses pematian oil gun HSD tiap layer, dilakukan penyalaan burner batubara secara bersamaan dari layer yang paling bawah (layer A). Pada proses pembakaran tersebut burner diarahkan pada sudut tertentu sehingga dapat membentuk bola api (fire ball). Sisa pembakaran batubara ada yang turun kebawah dinamakan bottom ash, dan ada yang terbang mengikuti udara pembakaran disebut fly ash. Fly ash memiliki kandungan yang dapat membahayakan kesehatan, maka dari itu digunakan electrostatic precipitator untuk menangkap fly ash. Setelah fly ash berkurang sekitar 98%, flue gas tersebut dibuang ke udara atmosfer melalui stack atau chimney. Sedangkan untuk bottom ash yang turun ke bawah diangkut menggunakan Submerger Scrapper Conveyor dan ditampung dalam bottom ash cylo. Begitu juga dengan fly ash yang telah disaring atau ditangkap menggunakan electrostatic precipitator akan ditampung pada fly ash cylo dengan transfer menggunakan udara kompresor.
30
1. Burner batubara Burner batubara berfungsi untuk mencampur serbuk batubara bertekanan dengan udara pembakaran.
Gambar 3.15. Desain burner batubara
Gambar 3.15 ini merupakan gambar desain burner pada PLTU Rembang.. Dalam kondisi normal operasi, perlu diyakinkan adanya panas yang cukup di zona pembakaran untuk menyalakan semua bahan bakar yang masuk. PLTU 1 Jawa Tengah Rembang dengan sistem pembakaran tipe tangensial memiliki 20 buah coal burner dengan rincian empat corner dan di masing-masing corner terdapat lima layer. 2. Oil burner Boiler PLTU Rembang dengan tipe pembakaran tangential corner memiliki 3 layer oil burner dari 12 oil burner yang terpasang di system burner (4 corner). Gambar 3.16 merupakan gambar desain swirler pada PLTU Rembang.
Gambar 3.16. Desain swirler
31
Satu layer dipasang pada grup atas system burner (layer D dan E) sedangkan dua lainnya pada grup bawah (layer A, B, dan C). Saat Oil burner tidak beroperasi, burner ini berfungsi sebagai nozzle secondary air. Oil burner merupakan
peralatan
mekanis
yang
sederhana
digunakan
untuk
mengkabutkan bahan bakar minyak HSD. Oil burner digunakan untuk start up boiler dan penyetabil pembakaran saat beban rendah.Untuk penyalaan, digunakan high energy igniter, kemudian oil burner menyalakan primary air pulverized coal nozzle. Total jumlah penggunaan oil burner hanya sampai 30% BMCR (Boiler Maximum Continuous Rate). Sistem insert dan retract oil burner digerakkan dengan pneumatic actuator. Seluruh burner dapat digerakkan naik dan turun dengan sudut ±30°.
3. Wind box Wind box berfungsi untuk mendistribusikan udara pembakaran ke masing-masing burner agar terjadi proses pembakaran yang sempurna.
Gambar 3.17. Wind box
Gambar 3.17 diatas ini merupakan gambar wind box pada PLTU Rembang. Udara pembakaran tersebut berasal dari force draft fan. Tiap unit memiliki dua wind box dimana masing-masing wind box mensuplai dua corner. Tiap wind box menyuplai dua corner, wind box akan mengikuti tren alur FD fan.
32
4. Primary Air Fan (PA Fan) PLTU 1 Jateng Rembang memiliki 2 set PA Fan dengan kapasitas 2x50 %. PA Fan berfungsi untuk mensuplai udara primer (primary air) yang digunakan sebagai udara pengangkut serbuk batubara dari pulverizer/mill menuju burner untuk dibakar. Gambar 3.18 merupakan gambar PA Fan pada PLTU Rembang.
Gambar 3.18. PA Fan
Disamping sebagai sarana transportasi serbuk batubara, udara primer juga berfungsi untuk mengeringkan batubara didalam pulverizer. Oleh karena itu, sebelum menuju pulverizer udara primer terlebih dahulu melewati air preheater. Di dalam air preheater udara dipanakan terlebih dahulu dengan memanfaatkan panas dari gas buang.
5. Forced Draft Fan (FD Fan)
Gambar 3.19. ID Fan
Gambar 3.19 diatas merupakan gambar FD Fan pada PLTU Rembang. PLTU Rembang sendiri memiliki 2 FD Fan untuk tiap unitnya. FD Fan
33
berfungsi untuk menyediakan atau menghasilkan udara sekunder (secondary air) yang digunakan sebagai udara pembakaran pada furnace di boiler.
6. Air Preheater Rembang.Air preheater berfungsi untuk memanaskan udara dari PA Fan dan FD Fan untuk menghasilkan udara primer dan udara sekunder.
Gambar 3.20. Air Preheater
Gambar 3.20 diatas merupakan gambar air preheater pada PLTU Udara primer PA Fan digunakan untuk mensuplai udara ke pulverizer. Sedangkan udara sekunder FD Fan digunakan untuk mensuplai ke boiler sebagai udara utama ke boiler. Air preheater memanfaatkan media flue gas untuk memanaskan udara tersebut. 7. Electrostatic Precipitators (ESP) Electrostatic Precipitators berfungsi menangkap debu sisa pembakaran yang disebut dengan fly ash. Gambar 3.21 merupakan gambar ESP pada PLTU Rembang.
Gambar 3.21. ESP
34
Fly ash yang berada pada Flue Gas melewati ESP yang selanjutnya diberi muatan ion negatif oleh Discharge electrode (particle charging). Kemudian partikel fly ash tersebut dilewatkan ke Collecting Electrode (Elektroda kutub positif) yang menangkap fly ash / abu terbang (particle collecting). Collecting Electrode digetarkan oleh rapper, fly ash yang menempel jatuh dan terkumpul di hopper ESP. (transporting of collected materials).
8. Fly ash silo Fly ash silo merupakan tempat penampungan sisa pembakaran berupa serbuk-serbuk debu yang dapat dimanfaatkan campuran bahan baku semen.
Gambar 3.22. Fly ash cylo
Gambar 3.22 diatas merupakan gambar fly ash silo pada PLTU Rembang. Fly ash ini merupakan sisa-sisa pembakaran batubara yang berupa debu dari economizer hopper, air preheater hopper, dan ESP.
9. Induced Draft Fan (ID Fan) ID Fan berfungsi untuk mempertahankan pressure pada furnace boiler supaya bernilai negatif.
. Gambar 3.23. ID Fan
35
Gambar 3.23 merupakan gambar salah satu ID Fan pada PLTU Rembang. ID Fan menghisap gas hasil pembakaran batubara pada furnace menuju stack dengan cara paksa oleh fan (ID Fan). Pada PLTU Rembang terdapat 2 ID Fan untuk tiap unitnya.
10. Stack atau chimney Stack atau chimney merupakan cerobong pembuangan flue gas setelah dilakukan penyaringan pada ESP.
Gambar 3.24. Stack atau chimney
Gambar 3.24 diatas merupakan gambar Stack pada PLTU Rembang. Dalam bangunan stack terdapat pengukur kadar gas buang, antara lain NOx, CO, SO, O2, CO2, dan temperatur. 11. Submergerd Scrapper Conveyor Submergerd Scrapper Conveyor atau yang biasa disebut SSC berfungsi untuk memindahkan bottom ash pada bawah boiler menuju bottom ash silo. Submergerd scrapper conveyor mempunyai penggerak utama berupa motor.
36
Gambar 3.25.Submerged scrapper conveyor
Gambar 3.25 merupakan gambar SSC pada PLTU Rembang. Motor penggerak utama akan menggerakkan rantai yang terdapat scrapper untuk mengambil sisa pembakaran batubara pada dasar boiler (bottom hopper), yaitu bottom ash.
12. Bottom ash silo Bottom ash silo merupakan tempat penampung sisa pembakaran batubara yang bersifat berat.
Gambar 3.26. Bottom Ash Cylo
Gambar 3.26 merupakan gambar bottom ash silo pada PLTU Rembang. Material bottom ash ditampung pada kolam yang telah disediakan. Apabila sudah terkumpul dapat langsung dijatuhkan ke truk penampung untuk dikirim.
37
3.3
Siklus Air dan Uap Siklus air dimulai pemompaan air laut oleh Sea Water Pump dan
dimasukkan ke Desalt Evaporation yang berfungsi untuk mengubah menjadi air tawar dan ditampung dalam Feed Water Tank. Kemudian dialirkan menuju Demin Plant untuk dijadikan air murni dan menghilangkan kandungan mineral dan ditampung di Cool Condensate Storage Tank, dan kemudian air murni tersebut bersatu dengan air kondensat dalam hotwell. Setelah itu air mengalir dari Hotwell menuju Condensate Pump untuk dipompakan menuju LP heater (Low Pressure Heater) yang berfungsi untuk meningkatkan temperatur air. Dari LP heater, air memasuki Deaerator untuk diproses menghilangkan ion-ion oksigen dan lainnya. Dapat pula dikatakan deaerator memiliki fungsi untuk menghilangkan buble atau balon yang biasa terdapat pada permukaan air. Agar proses pelepasan ini berlangsung sempurna, temperatur air harus memenuhi suhu yang disyaratkan. Setelah pada kondensor, air dipompakan oleh boiler feed pump (BFP) menuju boiler. Air yang dipompakan harus memiliki tekanan tinggi sehingga dapat menghasilkan uap yang bertekanan tinggi pula. Sebelum memasuki boiler air mengalami beberapa proses pemanasan dengan alat high pressure heater (HP heater). Setelah memasuki boiler dan terjadi proses pemanasan, maka air akan berubah menjadi uap. Uap uang dihasilkan pada proses awal ini memiliki kualitas yang rendah yaitu berupa uap jenuh yang masih mengandung kadar air. Kadar air ini berbahaya bagi turbin karena dapat menyebabkan sudu-sudu turbin terkikis. Untuk menghilangkan kadar air pada uap jenuh dan merubahnya menjadi uap kering agar dapat digunakan memutar turbin maka digunakan alat bernama superheater. Uap yang telah keluar turbin akan didinginkan dengan kondensor sehingga terjadi perubahan fasa dari uap menjadi air dan ditapung pada hot well.
38
1. Sea water pump (Pompa desalinasi) Sea water pump atau pompa desalinasi digunakan untuk memompakan air laut dari hasil filtrasi yang kemudian menuju chlorination plant dan akhirnya ke desalination plant.
Gambar 3.27 Sea water pump
Gambar 3.27 diatas merupakan gambar sea water pump
pada PLTU
Rembang. Chlorination plant sendiri adalah tempat pengolahan air untuk menghilangkan biota-biota laut dengan menambah zat chlorine, dimana zat chlorine tersebut didapatkan dari hasil reaksi kimia dengan penambahan arus listrik.
2. Desalination plant Desalinationt plant adalah suatu tempat yang digunakan untuk pengolahan air laut menjadi air tawar. Gambar 3.28 merupakan gambar desalination plant pada PLTU Rembang.
Gambar 3.28.Desalination plant
39
Pada PLTU 1 Jawa Tengah menggunakan proses multi effect distillation (MED) dan terdapat dua unit. Masing-masing plant terdiri dari lima separate evaporator stage, dua final condenser, vaccum system, chemical dosing system (antiscale, antifoam, acid/ caustic untuk cleaning system), dan peralatan untuk unit pemanas. Air laut yang akan digunakan di MED plant harus ditreatment terlebih dahulu di sea water treatment plant untuk menghilangkan padatan dan kotoran. Air laut yang sudah dibersihkan kemudian ditransfer ke MED plant dengan sea water pump. Di MED plant, air laut didistribusikan ke dua unit desalination yang terdiri dari beberapa tingkat dan masing-masing akan diuapkan. Dengan proses penguapan, garam-garam yang terlarut akan tertinggal sehingga uap yang timbul bebas dari garam. Uap air laut akan terkondensasikan di heat exchanger menjadi raw water yang selanjutnya disimpan dalam raw water tank dan didistribusikan ke WTP atau untuk kebutuhan lain di pembangkit listrik. Air laut dengan kadar garam tinggi kemudian dibuang ke laut. Media pemanas (steam) yang digunakan adalah medium pressure steam yang berasal dari auxiliary boiler (pada saat start up) dan dari turbin (pada saat normal operasi). Pada saat proses penguapan (evaporation) air laut, beberapa solids atau padatan akan tertinggal pada permukaan heat exchanger, dan dapat dihilangkan dengan proses acid cleaning.
3. Demin plant atau water treatment plant (WTP) Water treatment plant (WTP) berfungsi untuk memenuhi kualitas air pengisi boiler setelah dilalukan penyulingan oleh desalination plant.
Gambar 3.29. Demin plant atau water treatment plant
40
Gambar 3.29 merupakan gambar water treatment plant pada PLTU Rembang. Water treatment plant memiliki dua proses kerja yaitu inservice dan regenerasi. Proses inservice adalah proses pemurnian/demineralisasi air suling desalt (raw water).
Dimana raw water diberi dengan resin-resin
sehingga unsur anion akan diikat oleh resin anion dan unsur kation akan diikat oleh unsur kation. Sehingga raw water yang dihasilkan akan memiliki nilai conduct dibawah 1ms/cm. Proses inservice akan berhenti apabila sudah terjadi kejenuhan dimana nilai conduct mengenai batas limit yaitu 1 ms/cm. Proses regenerasi adalah proses mengembalikan/mengaktifkan kondisi resin anion dan resin kation yang telah jenuh akibat digunakan untuk proses pemurnian air. Adapun untuk regenerasi resin anion menggunakan bahan kimia NaOH, sedangkan untuk regenerasi resin kation digunakan bahan kimia HCl.
4. Cool condensate storage tank dan Hotwell Cool condensater storage tank merupakan tempat pencampuran dari air hasil kondensasi dan mark up water yang berupa air dari water treatment plant (air demin). Sedangkan hotwell adalah tempat penampungan sementara dari air kondensasi. Gambar 3.30 dibawah ini merupakan gambar cool condensate storage tank pada PLTU Rembang.
Gambar 3.30.Cool Condensate Storage Tank
41
5. Circulating water pump .Circulating water pump (CWP) sebagai bagian dari sistem pembangkitan pada PLTU berfungsi sebagai penyedia pasokan bagi air pendingin pada kondensor
Gambar 3.31. Circulating Water Pump
Gambar 3.31 merupakan gambar CWP pada PLTU Rembang. CWP pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang terdiri dari dua buah pompa (2 x 50%) untuk satu unit PLTU. Jadi total terdapat empat buah pompa CWP pada PLTU 2 x 300 MW. Jenis dari pompa ini menurut alirannya adalah tipe mixed flow. Aliran air dari pompa CWP merupakan aliran sirkulasi dari laut dan kembali ke laut. Suplai air diambil dari intake kanal yang kemudian dialirkan ke area CWP untuk kemudian dipompa. Air laut yang sudah dipompa akan menyuplai kondensor dan heat exchanger (sebelumnya melewati Sea Water Booster Pump) yang kemudian alirannya kembali dialirkan ke laut. Pompa CWP ini dilengkapi dengan peralatan pendukungnya berupa bar screen, travelling screen, dan screen wash pump.
Bar
screen
merupakan
penyaring awal dari aliran air laut terhadap adanya kotoran terutama yang berdimensi besar. Setelah bar screen terdapat travelling screen yang berfungsi untuk menyaring kotoran yang lebih kecil yang tidak terjebak pada bar screen. Travelling screen terdiri dari motor penggerak, yang dihubungkan dengan rantai untuk memutar travelling screen. Travelling screen terdiri dari basket-basket dengan kawat mesh yang berputar untuk menyaring sampah yang terbawa air laut. Sampah yang menempel ini kemudian di semprot dengan spray air laut yang di pompa oleh screen wash pump. Tekanan aliran
42
screen wash pump sebesar 7 Kg/cm2 untuk medorong sampah dari kawat saring ke saluran buangan. 6. Deaerator Deaerator adalah alat yang digunakan untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan kadar gas O2 dari air pengisi. Deaerator juga berfungsi sebagai pemanas kontak langsung dengan air pengisi. Karena didalam deaerator uap dan air pengisi sama-sama disemprotkan didalam dearator.
Gambar 3.32. Deaerator PLTU Rembang
Gambar 3.32 merupakan gambar deaerator pada PLTU Rembang. Uap akan memisahkan gas dari air pengisi untuk kemudian gas-gas tersebut bergerak dengan cepat kebagian atas deaerator dan selanjutnya dibuang ke atmosfir. Uap yang digunakan adalah uap yang berasal dari ekstraksi uap intermediet pressure turbin.
7. Low Pressure Heater (LPH) dan High Pressure Heater (HPH) Heater sendiri ada dua yaitu Low Pessure Heater (LPH) dan High Pessure Heater (HPH). Gambar 3.33 merupakan gambar heater pada PLTU Rembang.
Gambar 3.33. Heater
43
Low Pessure Heater (LPH) adalah pemanas awal air pengisi sebelum masuk ke deaerator . Media pemanasannya adalah uap yang diambil dari low pressure turbine (LP turbine ). Di PLTU 1 Rembang Jawa Tengah menggunakan 4 low pressure heater yaitu LPH #8, LPH #7, LPH #6, LPH#5. Sedangkan untuk high pressure heater adalah alat pemanas kedua air pengisi boiler dari deaerator setelah LP heater . Prinsip kerja HPH sama dengan LPH, yang membedakan adalah tekanan kerja yang digunakan. Pada LPH uap yang digunakan berasal dari ekstraksi uap low pressure turbine, sedangkan pada HPH uap yang digunakan berasal dari ekstraksi uap high pressure turbine dan intermediet pressure turbine. Pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang terdapat tiga buah HPH dan disusun secara seri berdasarkan aliran air untuk mengisi boiler.
8. Boiler Boiler adalah alat yang digunakan untuk menguapkan air pengisi sehingga terjadi perubahan fasa, dari fasa cair menjadi uap basah. Uap basah yang dihasilkan akan mengalami pemanasan lanjut menjadi fasa superheated (uap kering) dengan komponen boiler yang dinamakan superheater. Fasa superheated tersebut yang digunakan untuk memutar turbin.
Gambar 3.34. Boiler pada PLTU
44
Gambar 3.34 merupakan boiler pada PLTU Rembang . Jenis boiler yang digunakan pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang berjenis water in tube (air dalam pipa) dan memiliki 9 lantai, dengan kapasitas uap yang dihasilkan maksimal 1025 ton/jam pada tiap unit Boiler PLTU 1 Jawa Tengah Rembang memiliki beberapa komponen yaitu economizer, steam drum, superheater, dan reheater. Masing-masing komponen tersebut memiliki fungsi yang berbeda dalam proses perubahan fasa atau siklus uap dan air. Economizer berfungsi sebagai pemanas sebelum memasuki steam drum, economizer terletak pada bagian boler paling akhir sebelum ESP. Pada steam drum akan terjadi pemisahan fasa antara uap basah dan air. Air yang belum menjadi uap akan turun dan dipanaskan kembali dengan tube wall yang terletak pada furnance. Sedangkan uap basah akan dipanaskan kembali oleh low temperatur superheater, rear superheater, dan final superheater sehingga menjadi uap kering. Uap kering tersebut memasuki high pressure turbine dan uap keluaran high pressure turbine dipanaskan kembali oleh reheater, dan menuju intermediet pressure turbine dan low termperatur turbine. Tabel 3.1 Spesifikasi boiler Beban
300 MW
Main Steam Flow
837,7 ton/jam
Main Steam Pressure
16,1 MPa
Main Steam Temperature
539 oC
Reheat Pressure
3,4 MPa
Reheat Temperature
538,2 oC
Feed Water Temperature
280 oC
Coal Rate Max
170 ton/jam (B-MRC)
Burner system
20 Corner Burners
Boiler Efficiency
82,27 %
9. Turbin Turbin
merupakan
salah
satu
komponen
utama
dalam
siklus
pembangkitan. Turbin berfungsi sebagai konversi energi termal pada uap menjadi energi kinetik (gerak). Turbin memiliki cara kerja dengan merubah energi termal uap menjadi kinetik dengan melewatkan uap melalui nozzle,
45
sehingga memiliki kecepatan tinggi. Uap tersebut diarahkan ke sudu-sudu turbin sehingga menghasilkan putaran poros turbin.
Gambar 3.35 Turbin pada PLTU
Gambar 3.35 diatas merupakan gambar turbin tampak dari luar. Pada PLTU 1 Jawa Tengah terdapat tiga jenis turbin yang terangkai dalam satu sistem, yaitu High pressure turbine, intermediet pressure turbine, dan low pressure turbine. 10. Kondensor Kondensor adalah alat yang digunakan untuk mengondensasikan uap (merubah uap menjadi cair) dari LP Turbine. Gambar 3.36 dibawah ini merupakan gambar kondensor pada salah satu unit di PLTU Rembang.
Gambar 3.36. Kondensor pada PLTU
46
Dalam kondensor, uap melewati pipa-pipa kondensor yang berisi air laut (air dingin). Sehingga akan terjadi penurunan temperatur dan uap akan menjadi air. Air laut sebagai media pendingin, sehingga setelah digunakan untuk mendinginkan uap air laut akan dibuang langsung ke laut. Air hasil pendinginan uap akan dimasukkan kembali kedalam boiler (stream drum). 11. Boiler feed pump (BFP) Boiler feed pump adalah jenis khusus dari pompa yang digunakan untuk memompa air ke dalam steam drum melalui HPH.
Gambar 3.37. Boiler Feed Pump
Gambar 3.37 diatas merupakan gambar boiler feed pump pada PLTU Rembang. Pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang terdapat dua jenis BFP yaitu dengan penggerak turbins dua buah dengan kapasitas 2x50% dan penggerak motor satu buah dengan kapasitas 30%. Pada saat awal penyalaan, semua BFP menyala sehingga total 130% tetapi setelah sistem stabil maka yang bekerja hanyalah dengan penggerak turbin atau 100%.
3.4 Kelistrikan Dalam PLTU 1 Jawa Tengah Rembang, komponen untuk membangkitkan energi listrik adalah generator. Setelah listrik keluar pada generator sebesar 20 KV akan dinaikkan tegangannya menjadi 150 KV oleh trafo dan disalurkan ke gardu induk Pati dan gardu induk Rembang. Bagian-bagian utama dari kelistrikan pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang meliputi generator, main transformator (trafo utama dari pembangkit ke saluran transmisi), unit auxiliriary transformer (trafo kebutuhan listrik pembangkit) dan switch yard.
47
1.
Generator Generator merupakan mesin konversi energi elektromekanik yang
berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
Gambar 3.38. Generator pada PLTU
Gambar 3.38 diatas merupakan gambar generator pada PLTU Rembang. Pada PLTU 1 Jawa Tengah, Rembang, generator yang digunakan berjenis asinkron memerlukan 3000 Rpm atau frekuensi 50Hz, memiliki rated capacity 370 MW dan rated voltage 20 kV dengan rated power factor 0,85.
Komponen utama generator terdiri dari : a. Bagian yang tetap disebut stator. b. Bagian yang bergerak disebut rotor.
a. Stator Stator merupakan tempat ggl dibangkitkan dan tempat arus beban mengalir bila generator berbeban. Gambar 3.39 merupakan stator pada PLTU Rembang.
Gambar 3.39 Stator PLTU Rembang
48
Stator generator pada pembangkit listrik terdiri dari 3 bagian yaitu: 1. Rangka Stator ( Stator Frame ) Rangka stator dibuat menyerupai tabung silinder yang bagian dalamnya diperkuat dengan rusuk-rusuk berupa lempengan-lempengan cincin baja yang dilas. Disekeliling bagian dalam rangka silinder ini dipasang baja-baja bulat yang dilas sehingga menyerupai bentuk sangkar. 2. Inti stator ( stator core ) Inti stator terbuat dari segmen-segmen dimana tiap segmen tersebut terdiri dari laminasi lembaran plat baja silikon yang memiliki sifat kemagnitan sangat baik (permeabilitasnya tinggi). 3. Kumparan stator (stator winding ). Kumparan
stator
terbuat
dari
lempeng-lempeng
tembaga
berpenampang segi empat (copper strips) dan mempunyai konduktifitas yang tinggi yang dililit dengan pita isolasi diseluruh permukaannya sehingga membentuk batang solid yang terisolasi. Batang tembaga berisolasi ini kemudian ditempatkan pada alur (slot) inti stator dan dikunci dengan pasak yang terbuat dari bahan isolasi. b. Rotor Rotor merupakan bagian dari generator yang berputar. Gambar 3.40 dibawah ini merupakan gambar rotor pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang.
Gambar 3.40 Rotor pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang
49
Rotor generator terdiri dari 2 bagian yaitu body ( inti rotor ) dan kumparan rotor. 1.
Inti Rotor Inti rotor terbuat dari baja tuang yang dibubut atau bahan
ferromagnetik yang mempunyai permeabilitas tinggi disekeliling inti motor dibuat alur-alur dalam arah aksial untuk menempatkan konduktor kumparan dan sebagai saluran bagi media pendingin. 2.
Kumparan Rotor Kumparan rotor terbentuk dari lempengan konduktor tembaga, yang
mempunyai konduktifitas tinggi yang dimasukkan ke dalam alur-alur pada inti rotor setelah seluruh permukaan alur dilapisi bahan isolasi. Konduktorkonduktornya sendiri juga dilapisi bahan isolator. Kedua ujung kumparan masing-masing dihubungkan ke “slipring” yang terbuat dari baja tempa yang diisolasi terhadap rotor bodi (untuk rotor generator dengan sistem eksitasi statis). Untuk generator dengan sistem eksitasi tanpa sikat arang (brushless), kedua ujung kumparan rotor disambungkan ke konduktor yang melintasi lubang dipusat rotor agar dapat disambung ke output rotating rectifier. Di kedua ujung rotor kemudian dipasang fan untuk mensirkulasikan media pendingin. 3.
Bantalan ( Bearing ) Rotor pada umumnya ditumpu dikedua ujungnya dengan bantalan
(bearing). Perlu diketahui bahwa salah satu atau bahkan kedua bantalan ini diisolasi terhadap pondasi. Hal ini dilakukan untuk mencegah terjadinya sirkuit tertutup antara rotor, bantalan dan pondasi yang dapat menimbulkan aliran arus liar. Bila aliran arus ini terjadi, maka permukaan bantalan minyak pelumas akan rusak akibat efek elektrokimia.
Rotor pada generator sinkron pada dasarnya adalah sebuah elektromagnet yang besar. Kutub medan magnet rotor dapat berupa salient pole (kutub menonjol) dan non salient pole (kutub silinder).
50
a. Jenis Kutub Menonjol Pada jenis salient pole, kutub magnet menonjol keluar dari permukaan rotor. Belitan-belitan medannya dihubung seri. Ketika belidan medan ini disuplai oleh Eksiter, maka kutub yang berdekatan akan membentuk kutub berlawanan. Gambaran bentuk kutub menonjol generator sinkron seperti pada Gambar 3.41 berikut :
Gambar 3.41 Rotor kutub menonjol
Rotor kutub menonjol umumnya digunakan pada generator sinkron kecepatan putar rendah dan sedang (120-400 rpm). Oleh sebab itu generator sinkron tipe seperti ini biasanya dikopel oleh mesin diesel atau turbin air pada sistem pembangkit listrik. Rotor kutub menonjol baik digunakan untuk putaran rendah dan sedang karena : - Kutub menonjol akan mengalami rugi-rugi angin yang besar dan bersuara bising jika diputar dengan kecepatan tinggi - Konstruksi kutub menonjol tidak cukup kuat untuk menahan tekanan mekanis apabila diputar dengan kecepatan tinggi.
b. Jenis Kutub Silindris Pada jenis non salient pole, konstruksi kutub magnet rata dengan permukaan rotor. Jenis rotor ini terbuat dari baja tempa halus yang
51
terbentuk silinder yang mempunyai alur-alur terbuat di sisi luarnya. Belitan-belitan medan dipasang pada alur-alur di sisi luarnya. Belitanbelitan medan dipasang pada alur-alur tersebut dan terhubung seri dengan slip-slip yang dienergize oleh Eksiter. Gambaran bentuk kutub silindris generator sinkron seperti pada Gambar 3.42 berikut :
Gambar 3.42 Rotor kutub silinder
Untuk kecepatan putar tinggi (1500 atau 3000 rpm) umumnya digunakan rotor silinder seperti yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga uap. Rotor silinder baik digunakan pada kecepatan putar tinggi karena : - Konstruksinya memiliki kekuatan mekanik yang baik pada kecepatan putar tinggi. - Distribusi di sekeliling rotor mendekati bentuk
gelombang sinus
sehingga lebih baik dari kutub menonjol.
2. Main Transformator Main transformator merupakan trafo utama yang mentransformasi tegangan dari pembangkit ke saluran transmisi. Gambar 3.43 merupakan gambar main transformator pada PLTU Rembang.
52
Gambar 3.43 Main Transformator pada PLTU
Trafo yang digunakan untuk menyalurkan
tegangan 20 KV yang
dihasilkan unit pembangkit ke saluran transmisi 150 KV melalui GIS (Gas Insulated Substation).
3. Unit Auxiliriary Transformer (UAT) Unit Auxiliriary Transformer (UAT) merupakan trafo yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik pembangkit. Gambar 3.44 merupakan gambar UAT pada PLTU Rembang.
Gambar 3.44. Unit Auxiliry Transformator pada PLTU
Trafo ini mengambil tegangan dari main trafo kemudian diturunkan menjadi 6 KV untuk memenuhi kebutuhan sendiri.
53
4.
SwitchYard Saluran Udara Tegangan Tinggi atau biasa disingkat SUTT merupakan
saluran yang digunakan untuk menyalurkan energi listrik yang telah diproduksi oleh pembangkitan energi listrik menuju gardu induk.
Gambar 3.45. SwitchYard
Gambar 3.45 merupakan gambar switch yard pada PLTU Rembang. Pada PLTU Rembang tegangan yang mengalir pada SUTT adalah 150KV.
3.5 Sistem Eksitasi Generator Sistem eksitasi generator merupakan pemberian arus searah pada belitan medan yang terdapat pada rotor dari generator untuk menghasilkan tegangan bolak-balik. Pada sistem eksitasi terdapat beberapa hal penting untuk diketahui seperti karakteristik generator arus searah sebagai salah satu suplai arus searah dan prinsip elektromagnetik untuk pembangkitan energy listrik.
3.5.1
Karakteristik generator arus searah (DC) Medan magnet pada generator dapat dibangkitkan dengan dua cara
yaitu dengan magnet permanen atau dengan magnet remanen. Generator listrik dengan magnet permanen memiliki banyak kekurangan oleh karena itu sekarang jarang digunakan. Sedangkan generator dengan magnet remanen menggunakan medan magnet listrik, mempunyai kelebihan yaitu medan magnet yang dibangkitkan dapat diatur. Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus searah. Generator DC dapat dikelompokkan menjadi 2
54
berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker) yaitu: 1.
Generator berpenguatan bebas Generator tipe penguat bebas adalah generator yang lilitan medannya dapat dihubungkan ke sumber dc yang secara listrik tidak tergantung dari mesin. Tegangan searah yang dipasangkan pada kumparan medan yang mempunyai tahanan Rf akan menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada kedua kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan pada generator. Gambar 3.46 dibawah ini merupakan gambar generator penguat bebas.
Gambar 3.46 Rangkaian generator penguat bebas
Jika generator dihubungkan dengan beban, dan Ra adalah tahanan dalam generator, maka dapat dinyatakan hubungan seperti pada persamaan berikut: ........................................................................................ (3.1) ……………………………………………………(3.2) Dimana : = tegangan jangkar = arus jangkar = tahanan jangkar = tegangan armature = tegangan keluaran = arus armatur
55
= tahanan armatur
2. Generator berpenguatan sendiri a. Generator searah seri Pada generator ini kumparan medan diseri dengan kumparan jangkarnya. Gambar 3.47 merupakan gambar rangkaian generator penguat seri.
Gambar 3.47 Rangkaian generator penguat seri
Dari gambar 3.47 maka didapatkan persamaan sebagai berikut: ........................................................................................ (3.3) ……………………………………(3.4) Dimana : = tahanan jangkar = tegangan armature = tegangan keluaran = arus armatur = tahanan armatur Medannya mendapat penguatan jika arus bebannya ada, itu sebabnya generator seri selalu terkopel dengan bebannya,kalau tidak demikian maka tegangan terminal tidak akan muncul.
56
b. Generator Shunt Ciri utama generator shunt adalah kumparan penguat medan dipasang paralel terhadap kumparan jangkar.Gambar 3.46 merupakan rangkaian generator penguat shunt.
Gambar 3.48 Rangkaian generator penguat shunt
Dari gambar 3.48 maka didapatkan persamaan sebagai berikut: ........................................................................................ (3.5) ……………………………………………(3.6) Dimana : = tegangan armature = tegangan keluaran = arus armature = tahanan armature
Pada generator shunt, untuk mendapatkan penguatan sendiri diperlukan :
Adanya sisa magnetik pada sistem penguat
Hubungan dari rangkaian medan pada jangkar harus sedemikian,
hingga arah medan yang terjadi, memperkuat medan yang sudah ada.
57
Mesin shunt akan gagal membangkitkan tegangannya jika:
Sisa magnetik tidak ada. Cara memberikan sisa magnetik adalah pada generator shunt
dirubah menjadi generator berpenguatan bebas atau pada generator dipasang pada sumber arus searah, dan dijalankan sebagai motor shunt dengan polaritas sikat-sikat dan perputaran nominal
Hubungan medan terbalik, Karena generator diputar oleh arah yang salah dan dijalankan,
sehingga
arus
medan
tidak
memperbesar
nilai
fluksi.
Untuk
memperbaikinya dengan hubungan-hubungan perlu diubah dan diberi kembali sisa magnetik, seperti cara untuk memberikan sisa magnetik
Tahanan rangkaian penguat terlalu besar. Hal ini terjadi misalnya pada hubungan terbuka dalam rangkaian
medan, hingga Rf tidak berhingga atau tahanan kontak sikat terlalu besar atau komutator kotor. c.
Generator Kompon Generator kompon merupakan gabungan dari generator shunt dan
generator seri, yang dilengkapi dengan kumparan shunt dan seri dengan sifat yang dimiliki merupakan gabungan dari keduanya. Gambar 3.49 merupakan gambar rangkaian generator kompon.
(a)
58
(b) Gambar 3.49 Rangkaian generator kompon
(a)
Kompon panjang
(b)
Kompon pendek
Generator kompon bisa dihubungkan sebagai kompon pendek atau dalam kompon panjang. Perbedaan dari kedua hubungan ini hampir tidak ada, karena tahanan kumparan seri kecil, sehingga tegangan drop pada kumparan ini ditinjau dari tegangan terminal kecil sekali dan terpengaruh. Kumparan seri dihubungkan sedemikian rupa, sehingga kumparan seri ini membantu kumparan shunt, yakni MMF nya searah. Bila generator ini dihubungkan seperti itu, maka dikatakan generator itu mempunyai kumparan kompon bantu. Mesin yang mempunyai kumparan seri melawan medan shunt disebut kompon lawan dan ini biasanya digunakan untuk motor atau generatorgenerator khusus seperti untuk mesin las. Dalam hubungan kompon bantu yang mempunyai peranan utama ialah kumparan shunt dan kumparan seri dirancang untuk kompensasi MMF akibat reaksi jangkar dan juga tegangan drop di jangkar pada range beban tertentu. Ini mengakibatkan tegangan generator akan diatur secara otomatis pasa satu range beban tertentu.
59
3.5.2
Elektromagnet Elektromagnet merupakan prinsip pembangkitan magnet dengan
menggunakan arus listrik.Sebatang kawat yang diberikan listrik DC arahnya meninggalkan kita (tanda silang), maka disekeliling kawat timbul garis gaya magnet melingkar, seperti pada gambar 3.50.
Gambar 3.50 gambaran prinsip elektromagnetik.
Sedangkan gambar visual garis gaya magnet didapatkan dari serbuk besi yang ditaburkan disekeliling kawat beraliran listrik. Sebatang kawat pada posisi vertikal diberikan arus listrik DC searah panah, maka arus menuju keatas arah pandang (tanda titik). Garis gaya magnet yang membentuk selubung berlapis lapis terbentuk sepanjang kawat. Garis gaya magnet ini tidak tampak oleh mata kita, cara melihatnya dengan serbuk halus besi atau kompas yang didekatkan dengan kawat penghantar tsb. Kompas menunjukkan bahwa arah garis gaya sekitar kawat melingkar. Arah medan magnet disekitar penghantar sesuai arah putaran sekrup (James Clerk Maxwell, 1831-1879). arah arus kedepan (meninggalkan kita) maka arah medan magnet searah putaran sekrup kekanan. Sedangkan bila arah arus kebelakang (menuju kita) maka arah medan magnet adalah kekiri.
BAB IV PEMBAHASAN SISTEM EKSITASI PADA GENERATOR PLTU 1 JAWA TENGAH REMBANG 4.1 Generator di PLTU 1 Jawa Tengah Rembang Di PLTU 1 Jawa Tengah Rembang ini terdapat 2 unit generator yang beroperasi dengan jenis generator sinkron. Generator yang digunakan pada PLTU Rembang adalah merek Dongfang Electric model QFSN-300-220B tipe Self-Shunt Static Excitation H2O-H2-H2 Cooled Generation Unit. Gambar 4.1 berikut ini merupakan gambar name plate generator pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang.
Gambar 4.1 Name Plate Generator PLTU 1 Jawa Tengah Rembang
Dari penjelasan Name Plate Generator pada gambar 4.1 dapat dijabarkan sebagai berikut ;
Tabel 4.1 Penjelasan Name Plate pada Generator No
Point
1
Type
Keterangan
Penjelasan
QFSN-300-
Q
Bersumber dari turbin
2-20B
F
Kode Generator
60
61
S
N
300 2 20
B
Pendingin stator menggunakan air Pendingin rotor menggunakan H2 Rating daya yang dihasilkan 300MW Jumlah kutubnya 2 Rating tegangan yang dihasilkan 20Kv Eksitasinya berasal dari generator itu sendiri
Kapasitas maksimal yang dapat 2
Capacity
353 MVA
dicapai dari proses produksi daya pada generator adalah 353 MVA
3
4
5
6
Output Stator Voltage Stator Current Power Factor
300 MW
20 Kv
10189 A
0,85
7
Frequency
50 Hz
8
Speed
3000 rpm
9
10
Insulation Class Hydrogen Pressure
F
0,30 Mpa
Max 11
Hydrogen
Winding Connection
0,35 Mpa
Water Flow of
Besar tegangan di stator sebesar 20 kV Arus yang mengalir pada stator sebesar 10189 Ampere Faktor daya dari output daya generator sebesar 0,85 Frekuensi yang dihasilkan dari generator sebesar 50 Heartz Kecepatan putaran rotor generator sebesar 3000 putaran per menit Batas suhu maksimal pada kumparan di generator 155o C Tekanan pendingin hidrogen yang diberikan ke dalam generator
hidrogen yang diberikan ke dalam generator
Y
Cooling 13
dari generator adalah 300 MW
Tekanan maksimal pendingin
Pressure 12
Rating daya aktif yang dihasilkan
Generator ini menggunakan hubungan Y untuk kumparannya Besar aliran air yang dialirkan
45 m3/h
sebagai pendingin stator sebesar 45m3/h
62
Stator Winding Cooling Water 14
Pressure of
0,20 MPa
Stator
Besar rating tekanan air sebagai pendingin stator sebesar 0,20 MP
Winding Field
15
Current
16
MFG Date
17
MFG No
2075 A
2008.9 HD186-112
Medan magnet generator yang dihasilkan sebesar 2075 Ampere Generator ini diproduksi pada bulan September tahun 2008 Nomor produksi generator ini adalah HD186-1-12 Standar spesifikasi dari International Electrothecnical
18
Code
IEC60034-3
Commission untuk mesin keceatan tunggal, 3 fasa, motor induksi dengan 2,4 atau 6 kutub
4.2 Sistem Eksitasi Eksitasi pada Generator sinkron adalah pemberian arus searah pada belitan medan yang terdapat pada rotor. Sesuai dengan prinsip elektromagnet yaitu apabila suatu konduktor yang berupa kumparan yang dialiri listrik arus searah maka kumparan tersebut akan menjadi magnet sehingga akan menghasilkan fluks-fluks magnet. Apabila kumparan medan yang telah diberi arus eksitasi diputar dengan kecepatan tertentu, maka kumparan jangkar yang terdapat pada stator akan terinduksi oleh fluks-fluks magnet yang dihasilkan oleh kumparan medan sehingga akan dihasilkan tegangan listrik bolak-balik.
Gambar 4.2 Sistem Eksitasi Statis
63
Gambar 4.2 diatas merupakan gambar sistem eksitasi yang banyak digunakan secara umum. Dimana pada gambar 4.2 diatas dapat dilihat bahwa suplai daya listrik untuk eksitasi mengambil dari output generator melalui excitation transformer, kemudian disearahkan melalui power rectifier dan disalurkan ke rotor generator untuk eksitasi atau penguatan medan dengan melalui sikat arang. Untuk pengaturan besarnya tegangan output generator diatur melalui DC regulator dan AC reguator,sehingga besarnya arus eksitasi dapat diatur sesuai kebutuhan. Apabila generator tersebut pada saat start awal belum mengeluarkan tegangan , maka suplai arus eksitasi biasanya diambil dari baterai. Berdasarkan sumber suplai dayanya terdapat dua jenis sistem eksitasi yakni sistem eksitasi dinamik dan sistem eksitasi statik.
4.2.1 Sistem Eksitasi Dinamik Sistem eksitasi dinamik adalah sistem eksitasi generator dimana suplainya berasal dari eksiter yang merupakan mesin bergerak atau generator terpisah. Gambar 4.3 merupakan gambar sistem eksitasi dinamik dengan generator DC.
Gambar 4.3 Sistem Eksitasi Dinamik (Generator DC)
Untuk sistem eksitasi dengan generator DC, arus searah diperoleh dari sebuah generator arus searah berkapasitas kecil yang disebut eksiter. Generator sinkron dan generator arus searah tersebut terkopel dalam satu poros, sehingga putaran generator arus searah sama dengan putaran generator sinkron.
64
Tegangan yang dihasilkan oleh generator arus searah ini diberikan ke belitan rotor generator sinkron melalui sikat karbon dan slip ring. Akibatnya arus searah mengalir ke dalam rotor atau kumparan medan dan menimbulkan medan magnet yang diperlukan untuk dapat menghasilkan tegangan arus bolak-balik. Pada sistem eksitasi dengan generator DC ini ada beberapa kerugian yaitu, generator arus searah merupakan beban tambahan untuk penggerak mula. Penggunaan slip ring dan sikat menimbulkan masalah ketika digunakan untuk menyuplai sumber arus searah pada belitan medan generator sinkron. Terdapat sikat arang yang menekan slip ring sehingga timbul rugi gesekan pada generator utamanya. Selama pemakaian, slip ring dan sikat harus diperiksa secara teratur, generator arus searah juga memiliki keandalan yang rendah. Karena hal-hal seperti di atas dikembangkan apa yang dikenal sebagai generator sinkron dengan static exciter (penguat statis).
4.2.2 Sistem Eksitasi Statik Sistem eksitasi statik adalah sistem eksitasi generator dengan menggunakan peralatan eksitasi yang tidak bergerak, yang berarti bahwa peralatan eksitasi tidak ikut berputar bersama rotor generator sinkron.
Gambar 4.4 Sistem Eksitasi Statis
65
Seperti pada gambar 4.4 diatas , sistem eksitasi ini disebut juga self excitation merupakan sistem eksitasi yang tidak memerlukan generator tambahan sebagai sumber eksitasi generator sinkron dan sebagai gantinya sumber eksitasi berasal dari keluaran generator sinkron itu sendiri yang disearahkan terlebih dahulu dengan menggunakan rectifier. Awalnya pada rotor ada sedikit magnet yang tersisa, magnet yang sisa ini akan menimbulkan tegangan pada stator, tegangan ini kemudian masuk ke dalam penyearah dan dimasukkan kembali ke rotor, akibatnya medan magnet yang dihasilkan semakin besar dan tegangan AC naik demikian seterusnya sampai dicapai tegangan nominal dari generator AC tersebut. Penyearah mempunyai pengatur sehingga tegangan generator dapat diatur konstan menggunakan AVR. Pada sistem eksitasi generator di PLTU Rembang sendiri menggunakan sitem eksitasi jenis ini ,dimana exciter berasal dari sistem penyearah yang sumbernya disuplai dari output generator itu sendiri. 4.3 Sistem Eksitasi dengan Sikat dan Tanpa Sikat Sistem eksitasi generator sinkron terus mengalami perkembangan seiring dengan peningkatan kapasitas generator. Kumparan medan terletak pada rotor yang berputar, maka diperlukan perancangan khusus untuk membentuk rangkaian sumber daya arus searah terhadap kumparan medan. Dari hal tersebut sistem eksitasi dibagi menjadi dua, yaitu sistem eksitasi dengan sikat dan tanpa sikat.
4.3.1 Sistem Eksitasi Dengan Sikat Pada Sistem Eksitasi menggunakan sikat, sumber tenaga listriknya berasal dari generator arus searah (DC) atau generator arus bolak balik (AC) yang disearahkan terlebih dahulu dengan menggunakan rectifier. Gambar 4.5 merupakan rangkaian sistem eksitasi dengan sikat.
66
Gambar 4.5 Sistem Eksitasi dengan sikat (Brush Excitation).
Jika menggunakan sumber listrik yang berasal dari generator AC atau menggunakan Permanent Magnet Generator (PMG) medan magnetnya adalah magnet permanen. Dalam lemari penyearah, tegangan listrik arus bolak balik diubah atau disearahkan menjadi tegangan arus searah untuk mengontrol kumparan medan eksiter (exciter). Untuk mengalirkan arus Eksitasi dari exciter ke rotor generator menggunakan slip ring dan sikat arang. Penggunaan slipring dan sikat, biasanya digunakan pada generator yang berkapasitas kecil. Slipring ini terbuat dari bahan metal yang biasanya telah terpasang pada poros mesin tetapi terisolasi dari poros tersebut. Dimana kedua ujung belitan medan pada rotor dihubungkan ke slipring tersebut. Dengan menghubungkan terminal positif dan negatif dari sumber arus searah ke slipring melalui sikat, maka belitan medan akan mendapatkan suplai energi listrik arus searah dari sumber luar. 4.3.1.1 Prinsip kerja pada sistem Eksitasi dengan sikat (Brush Excitation) Generator penguat yang pertama, adalah generator arus searah hubungan shunt yang menghasilkan arus penguat bagi generator penguat kedua. Generator penguat (exciter) untuk generator sinkron merupakan generator utama yang diambil dayanya. Pengaturan tegangan pada generator utama dilakukan dengan mengatur besarnya arus Eksitasi (arus penguatan) dengan cara mengatur potensiometer atau tahanan asut. Potensiometer atau tahanan asut mengatur arus penguat generator pertama dan generator penguat kedua menghasilkan arus penguat generator utama. Dengan cara ini arus penguat yang diatur tidak terlalu besar nilainya (dibandingkan dengan arus generator penguat kedua) sehingga
67
kerugian daya pada potensiometer tidak terlalu besar. PMT arus penguat generator utama dilengkapi tahanan yang menampung energi medan magnet generator utama karena jika dilakukan pemutusan arus penguat generator utama harus dibuang ke dalam tahanan. Sekarang banyak generator arus bolak-balik yang dilengkapi penyearah untuk menghasilkan arus searah yang dapat digunakan bagi penguatan generator utama sehingga penyaluran arus searah bagi penguatan generator utama, oleh generator penguat kedua tidak memerlukan cincin geser karena penyearah ikut berputar bersama poros generator. Cincin geser digunakan untuk menyalurkan arus dari generator penguat pertama ke medan penguat generator penguat kedua. Nilai arus penguatan kecil sehingga penggunaan cincin geser tidak menimbulkan masalah. Pengaturan besarnya arus penguatan generator utama dilakukan dengan pengatur tegangan otomatis supaya nilai tegangan klem generator konstan. Pada PLTU Rembang sistem eksitasi dengan sikat menggunakan Carbon Brush, dimana setiap eksiter memiliki 64 carbon brush yang dibagi 2 Main slip ring sehingga dalam slip ring kanan dan slip ring kiri pada eksiter memiliki 32 buah carbon brush.
4.3.1.2 Tipe-Tipe Carbon Brush Berdasarkan bahannya terdapat beberapa jenis Carbon brush,yaitu: a) Carbon (HC),digunakan untuk mesin dengan putaran rendah. b) Carbon-Graphite(CG),digunakan untuk mesin dengan putaran rendah. c) Electrographite(EG),digunakan unuk mesin industri (paling banyak digunakan untuk industri ). Pada PLTU Rembang sendiri menggunakan carbon brush jenis ini dikarenakan spesifikasinya sesuai dengan alat yang ada di PLTU Rembang sendiri. d) Graphite (NG),digunakan pada motor slipring. e) Metal-Graphite (MG or MI),digunakan untuk mesin yang memiliki current densit tinggi.misalka terdapat pada synchronous converter ring dan welding generator.
68
4.3.1.3 Perawatan Pada Sistem Eksitasi dengan Sikat Dalam pemeliharaan sistem eksitasi dengan sikat diperlukan beberapa perawatan rutin yang perlu dilakukan,diantaranya sebagai berikut: a) Penggosokan slip ring b) Pembersihan ruangan eksiter c) Penggantian carbon brush yang sudah pendek d) Cleaning pada saat unit shutdown Gambar 4.6 dibawah ini merupakan gambar bentuk fisik carbon brush dan pemasangannya saat perawatan pada PLTU Rembang.
(a)
(b) Gambar 4.6 Bentuk fisik Carbon Brush
(a) Carbon Brush saat dilepas (b) Pemasangan Carbon Brush
69
4.3.2 Sistem Eksitasi Tanpa Sikat Penggunaan sikat atau slip ring untuk menyalurkan arus eksitasi ke rotor generator mempunyai kelemahan karena besarnya arus yang mampu dialirkan pada sikat arang relatif kecil. Untuk mengatasi keterbatasan sikat arang, digunakan sistem eksitasi tanpa menggunakan sikat (brushless excitation). Gambar 4.7 dibawah ini merupakan gambar sistem eksitasi tanpa sikat secara umum.
Gambar 4.7 Sistem Eksitasi tanpa sikat (Brushless Excitation)
Keterangan gambar 4.7 : ME
: Main Exciter
MG
: Main Generator
PE
: Pilot Exciter
AVR
: Automatic Voltage Regulator
V
: Tegangan Generator
AC
: Alternating Current (arus bolak balik)
DC
: Direct Current (arus searah)
4.3.2.1 Prinsip kerja sistem Eksitasi tanpa sikat (Brushless Excitation) Dari gambar 4.7 generator penguat pertama disebut pilot exciter dan generator penguat kedua disebut main exciter (penguat utama). Main exciter adalah generator arus bolak-balik dengan kutub pada statornya. Rotor menghasilkan arus bolak-balik disearahkan dengan dioda yang berputar pada poros main exciter (satu poros dengan generator utama). Arus searah yang dihasilkan oleh dioda berputar menjadi arus penguat generator utama.
70
Pilot exciter pada generator arus bolak-balik dengan rotor berupa kutub magnet permanen yang berputar menginduksi pada lilitan stator. Tegangan bolak-balik disearahkan oleh penyearah dioda dan menghasilkan arus searah yang dialirkan ke kutub-kutub magnet yang ada pada stator main exciter. Besar arus searah yang mengalir ke kutub main exciter diatur oleh pengatur tegangan otomatis (automatic voltage regulator/AVR). Besarnya arus berpengaruh pada besarnya arus yang dihasilkan main exciter, maka besarnya arus main exciter juga mempengaruhi besarnya tegangan yang dihasilkan oleh generator utama.
4.3.2.2 Keuntungan Menggunakan Sistem Eksitasi Tanpa Sikat Untuk keuntungan dari sistem tanpa sikat diantaranya yaitu: a) Biaya perawatan berkurang karena pada sistem eksitasi tanpa sikat (Brushless excitation) tidak terdapat sikat ,komutator dan slip ring. b) Pada sistem Eksitasi tanpa sikat (Brushless excitation) tidak terjadi kerusakan isolasi yang diakibatkan debu karbon yang menempel pada farnish. c) Mengurangi kerusakan (trouble) akibat keadaan udara lingkungan yang buruk (bad atmosfere) sebab semua peralatan ditempatkan pada ruang tertutup. d) Selama
operasi
tidak
diperlukan
pengganti
sikat
,sehingga
meningkatkan keandalan operasi dapat berlangsung terus pada waktu yang lama e) Pemutus medan generator (Generator field breaker), field generator dan bus exiter atau kabel tidak diperlukan lagi
4.3.2.3 Kelemahan Menggunakan Sistem Eksitasi Tanpa sikat Sistem eksitasi menggunakan sikat masih memiliki beberapa kelemahan karena masih satu poros dengan generator utama, diantaranya yaitu: a) Adanya resiko terjadi hubung singkat atau gangguan hubung tanah di rotor jika ada sekering lebur dari diode berputar yang putus
71
b) Timbulnya distorsi medan dan timbulnya getaran berlebih pada generator utama jika terjadi gangguan pada rotor yang berputar c) Menimbulkan beban pada penggerak mula
4.4 Sistem Eksitasi GES-3320 Pada sistem eksitasi generator statis ini, tipe AVR yang digunakan adalah GES-3320. Arus eksitasi didapatkan dari terminal generator. Arus medan dari generator sinkron mengalir melewati trafo eksitasi, penyearah (SCR), dan field breaker. Dalam hal ini, trafo eksitasilah yang bertugas untuk menyamakan tegangan generator dengan tegangan input untuk penyearah (SCR), dan menyediakan isolasi galvanis antara terminal AVR dengan kumparan medan. Gambar diagram 4.8 merupakan gambar diagram skematik AVR pada PLTU Rembang.
Gambar 4.8 Diagram skematik Automatic Voltage Regulator
Tegangan sekunder dari trafo eksitasi didesain sedemikian rupa agar tegangan output maksimum dari konverter sama dengan tegangan batas tertinggi DC. Untuk proses start-up eksitasi, perangkat field flashing disuplai dari sebuah medan flashing supply AC atau DC.Konverter daya (rectifier,SRC) dikontrol oleh AVR dan disuplai oleh trafo eksitasi yang terkoneksi dengan
72
terminal generator, menyuplai arus eksitasi yang dapat diatur secara terusmenerus ke medan generator melewati field circuit breaker (FCB).
4.5 Komponen-komponen pada Sistem Eksitasi Generator PLTU Rembang Sistem eksitasi sebagian besar tersusun oleh lima komponen sebagai berikut:
Komponen suplai tenaga eksitasi
: transformator eksitasi (TE)
Komponen Kontrol
:Automatic Voltage Regulator
(AVR)
Komponen tenaga
:penyearah tenaga jembatan
(SCR)
Komponen medan sesaat dan deeksitasi
:lemari
pemutus
medan
(FCB)
Komponen proteksi tegangan lebih
:lemari proteksi (PRC)
4.5.1 Trafo Eksitasi Trafo Eksitasi adalah komponen yang berfungsi sebagai suplai tenaga eksitasi, dan mengisolasi peralatan eksitasi dari terminal generator. Sisi tegangan tinggi dihubungkan dengan terminal generator dan sisi tegangan rendah dihubungkan dengan sisi AC penyearah. Gambar 4.9 merupakan gambar trafo eksitasi pada Unit #10 PLTU Rembang
Gambar 4.9 Trafo Eksitasi
73
Sebagai Trafo Step down dari output generator sebelum menuju ke AVR, output generator di PLTU Rembang diturunkan menjadi 900 V , Dimana input dari trafo eksitasi itu sendiri berasal dari generator dan outputnya disalurkan ke AVR. 4.5.2 Penyearah Tenaga (SCR) Penyearah tenaga mengubah suplai tenaga AC yang disalurkan oleh transformator eksitasi ke suplai tenaga DC dan menyalurkannya ke rangkaian medan magnet generator. Parameter generator dan tipe SCR menentukan jumlah jembatan paralel dan arus keluaran tiap jembatan. Secara umum, ketika satu jembatan keluar dari operasi, perlengkapan eksitasi masih dapat memenuhi keluaran nominal generator. Ketika satu jembatan keluar dari operasi, perlengkapan eksitasi masih dapat memenuhi gangguan eksitasi generator. Penyearah dikontrol oleh AVR. AVR mengatur keluarannya untuk mngubah arus eksitasi dan dengan demikian mengatur tegangan terminal generator dan daya reaktif generator.
Pada penyearah tenaga didalamnya termasuk komponen berikut:
Penyearah tenaga jembatan
Penguat pulsa dan deteksi
Rangkaian proteksi RC
Sistem kipas pendingin paksa
Modul komunikasi serial
Pemantauan dan indikasi
4.5.3 Pemutus rangkaian medan (FCB) FCB terletak antara kumparan medan dan penyearah jembatan. Keluaran DC dari penyearah jembatan mengalir ke kumparan medan generator. FCB merupakan bagian penting rangkaian deeksitasi. Saat terjadi masalah atau gangguan yang dapat membahayakan generator, rangkaian medan dapat dipisahkan secara cepat dan mentransfer energi medan ke resistor pelepasan untuk menjamin keamanan generator.
74
4.5.4 Automatic Voltage Regulator (AVR) Automatic Voltage Regulator(AVR) berfungsi untuk menjaga agar tegangan generator tetap konstan dan akan tetap mengeluarkan tegangan yang selalu stabil tidak terpengaruh pada perubahan beban yang selalu berubahubah.
Gambar 4.10 Blok Diagram Sistem Eksitasi pada AVR
Gambar 4.10 diatas merupakan blok diagram sistem eksitasi pada AVR. Prinsip kerja dari AVR adalah mengatur arus penguatan (excitation) pada exciter. Apabila tegangan output generator di bawah tegangan nominal tegangan generator, maka AVR akan memperbesar arus penguatan (excitation) pada generator exciter.Dan juga sebaliknya apabila tegangan output generator melebihi tegangan nominal generator, maka AVR akan mengurangi arus penguatan (excitation) pada generator exciter. Dengan demikian apabila terjadi perubahan beban, tegangan output generator akan dapat distabilkan oleh AVR secara otomatis dikarenakan dilengkapi dengan peralatan untuk pembatasan penguat minimum ataupun maximum yang bekerja secara otomatis. Sinyal
kontrol
diambil
voltagesensing yang mendapat umpan masukan dari PT dan CT.
oleh
75
Apabila nilai beban naik maka AVR akan merespon dengan menaikan nilai arus eksitasi yang masuk ke generator sehingga tegangan keluaran dari generator juga ikut naik. Dan sebaliknya apabila nilai beban turun maka AVR akan merespon untuk menurunkan nilai arus eksitasi yang masuk ke generator sehingga tegangan keluaran generator juga turun. Sehingga AVR mengatur agar perubahan beban dengan tegangan keluaran generator berbanding lurus. AVR merupakan perangkat yang didalamnya terdapat beberapa bagian yang memiliki fungsi masing-masing seperti yang ditunjukan pada gambar diagram 4.11 berikut ini
Gambar 4.11 Diagram bagian-bagian AVR.
Dari gambar 4.11 terlihat bagian-bagian utama dari AVR yang saling terhubung satu sama lain,diantaranya sebagai berikut:
a. Sensing circuit Tegangan tiga phasa generator diberikan pada sensing circuit melewati PT dan 90R terlebih dahulu, dan tegangan tiga phasa keluaran dari 90R diturunkan kemudian disearahkan dengan rangkaian dioda, dan diratakan oleh rangkaian kapasitor dan resistor dan tegangan ini dapat diatur dengan Variable Resistant (VR).
76
Keuntungan dari sensing circuit adalah mempunyai respon yang cepat terhadap tegangan output generator. Output tegangan respon berbanding lurus dengan output tegangan Generator seperti ditinjukkan pada Gambar 4.13
Gambar 4.12 Grafik hubungan sensing tegangan terhadap output of Generator
b. Comparative amplifier Rangkaian comparative amplifier digunakan sebagai pembanding antara sensing circuit dengan set voltage. Besar sensing voltage dengan set voltage tidak mempunyai nilai yang sama sehingga selisih/rentang besar tegangan tersebut. Selisih tegangan disebut dengan error voltage. Ini akan dihilangkan dengan cara memasang variable resistance pada set voltage dan sensing voltage.
c. Amplifier circuit Aliran arus dari D11, D12, dan R34 adalah rangkaian penguat utama atau penguatan tingkat terendah. Keluaran dari comparative amplifier dan keluaran dari over excitation limiter (OEL) adalah tegangan negative dan dari tegangan negative kemudian pada masukan OP201. Gambar 4.13 merupakan gambar rangkaian amplifier.
Gambar 4.13 Rangkaian Amplifier
77
OP401 adalah Amplifier untuk balance meter hubungan antara tegangan masuk dan tegangan keluaran dari OP201 dan OP401 diperlihatkan pada gambar 4.13. Ketika over excitation limiter (OEL) atau minimum excitation limiter (MEL) tidak operasi maka keluaran dari comparative amplifier dikuatkan oleh OP201 dan OP301 masukan dari OP301 dijumlahkan dengan keluaran dari dumping circuit.
d. Automatic manual change over and mixer circuit Rangkaian ini disusun secara Auto-manual pemindah hubungan dan sebuah rangkaian untuk mengontrol tegangan penguatanmedan generator. Auto-manual change over and mixer circuit pada operasi manual pengaturan tegangan penguatan medan generator dilakukan oleh 70E, dan pada saat automatic manual change over and mixer circuit beroperasi manual maka Automatic voltage Rregulator (AVR) belum dapat beroperasi.Dan apabila rangkaian ini pada kondisi auto maka AVR sudah dapat bekerja untuk mengatur besar arus medan generator.
e. Limited circuit Limited circuit adalah untuk penentuan pembatasan lebih dan kurang penguatan (excitation) untuk pengaturan tegangan output pada sistem eksitasi, VR125 untuk pembatas lebih dari keluaran terminal C6 dan VR126 untuk pembatas minimal dari keluaran terminal C6.
f. Phase syncronizing circuit Unit tyristor digunakan untuk mengontrol tegangan output tyristor dengan menggunakan sinyal kontrol yang diberikan pada gerbang tyristor dengan cara mengubah besarnya sudut sinyal pada gerbang tyristor. Rangkaian phase sinkronisasi berfungsi untuk mengubah sudut gerbang tyristor yang sesuai dengan tegangan output dari batas sinkronisasi dan juga sinyal kontrol yang diberikan pada tyristor.
78
g. Thyristor firing circuit Rangkaian ini sebagai pelengkap tyristor untuk memberikan sinyal kontrol pada gerbang tyristor.
h. Dumping circuit Dumping circuit akan memberikan sensor besarnya penguatan tegangan dari AC exciter dan untuk diberikan ke amplifier circuit dengan dijadikan feed back masukan terminal OP301.
i. Unit tyristor Merupakan susunan dari tyristor dan dioda. Dan juga menggunakan fuse (sekring) yang digunakan sebagai pengaman lebur dan juga dilengkapi dengan indikator untuk memantau kerja dari tyristor yang dipasang pada bagian depan tyristor untuk tiap phase diberikan dua fuse yang disusun pararel dan ketika terjadi kesalahan atau putus salah satunya masih dapat beroperasi.
j. Minimum excitacy limiter (MEL) MEL yaitu bagian yang berfungsi untuk mencegah terjadinya output yang berlebihan pada generator dan adanya penambahan penguatan (excitacy) untuk meningkatkan tegangan terminal generator pada level konstan.
Gambar 4.14 Diagram Minimum Excitasi Limiter.
Gambar 4.14 merupakan diagram dari MEL, rangkaian ini digunakan untuk mendeteksi operasional dari generator yaitu dengan mendeteksi keluaran tegangan dan arus pada generator. Rangkaian ini juga digunakan untuk membandingkan keluaran tegangan generator dengan eksitasi minimum yang telah diseting. Rangkaian ini akan memberikan batas sinyal
79
pada rangkaian AVR apabila melebihi eksitasi minimum, kemudian output dari Minimum Eksitasi Limiter (MEL) dikuatkan oleh amplifier. k. Automatic follower Prinsip kerja dari alat ini adalah untuk melengkapi penguatan dengan pengaturan secara manual oleh 70E. Untuk menyesuaikan pengoperasian generator dalam pembandingan fluktuasi dari tegangan terminal oleh sinyal error. Hal tersebut digunakan untuk menjaga kesetabilan tegangan pada generator.
Gambar 4.15 Blok Diagram Automatic Follower
Gambar 4.15 menunjukan blok diagram dari Automatic follower. Pengoperasian ini digunakan untuk pengaturan manual (70E) untuk ketepatan tingkatan excitacy yang telah disesuaikan. Kondisi pengoperasian generator dan pembandingan fluktuasi dari tegangan terminal oleh sinyal tegangan error. Hal tersebut dijadikan pegangan untuk menjaga kestabilan tegangan pada generator dengan adanya perubahan beban. Automatic Follower digunakan untuk mendeteksi keluaran regulator dari sinyal tegangan error dan pengoperasian otomatis manual adjuster dengan membuat nilai nol. Rangkaian ini untuk menaikkan sinyal dan menurunkan sinyal yang dikendalikan oleh 70E. Dengan cara memutar 70E untuk mengendalikan sinyal pada rangkaian ini.
BAB V PENUTUP 5.1.
Kesimpulan Setelah kegiatan Kerja Praktek yang telah dilakukan pada PLTU 1 Jawa
Tengah Rembang dapat disimpulkan bahwa : 1. Sistem eksitasi yang digunakan pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang adalah GES-3320 yang merupakan sistem eksitasi statis dengan sikat dimana tenaga eksitasi diambil dari terminal generator sendiri (self excitation). 2. Penggunaan sikat arang dan slip ring mempunyai kelemahan timbulnya rugi gesekan pada poros generator dan besarnya arus yang mampu dialirkan pada sikat arang relatif kecil. 3. AVR berfungsi untuk mengatur arus eksitasi yang disalurkan, tegangan terminal generator dan daya reaktif generator, agar tegangan generator tetap konstan meskipun beban berubah-ubah.
5.2.
Saran Saran-saran yang dapat saya berikan setelah melakukan kegiatan kerja
praktik pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang adalah sebagai berikut: 1.
Untuk meningkatkan efisiensi sebaiknya sistem eksitasi generator pada PLTU 1 Jawa Tengah Rembang diganti dari menggunakan sikat menjadi tanpa menggunakan sikat.
2.
Banyaknya peralatan berat, debu atau ash, dan tingkat kebisingan yang tinggi di local area dapat membahayakan kondisi tubuh. Oleh karena itu penting untuk selalu memakai alat pelindung diri seperti helm proyek, safety shoes, earplug, masker, dan pakaian PDL saat ke local area.
80
DAFTAR PUSTAKA
[1] NW Power, dan Dongfang Electric, Electric Operation Manual Generator and Electrical Equipment, PLTU 1 Jawa Tengah Rembang. [2] NW Power, dan Dongfang Electric, Manual Excitation Operation, PLTU 1 Jawa Tengah Rembang. [3] NW
Power,
dan
Dongfang
Electric,
Manual
Excitation
Maintenance, PLTU 1 Jawa Tengah Rembang. [4] NW Power, dan Dongfang Electric, Manual Excitation Hardware, PLTU 1 Jawa Tengah Rembang. [5] Dennis Hasnan Z.2014. Sistem Eksitasi Generator dengan Menggunakan AVR di PLTU Pacitan (kerja praktek). semarang : Universitas Diponegoro. [6] PT.PLN (Persero). Sistem Eksitasi Generator. Pusat Pendidikan dan Pelatihan [7] Anonym. 2009. AVR ( Automatic Voltage Regulator). http://dunialistrik.blogspot.co.id/2009/06/avr-automatic-voltage-regulator.html , 12 oktober 2015 [8] Marsudi, Djiteng. 2006. Pembangkitan energi listrik. Jakarta: Erlangga
81
DAFTAR RIWAYAT HIDUP Nama
: Deny Fajar Pamungkas
Tempat / TTL
: Karanganyar,18 Februari 1995
Jenis Kelamin
: Laki-Laki
Agama
: Islam : Pakis, RT 003/007, Genengan,
Alamat
Jumantono, Karanganyar
E-mail
:
[email protected]
No. Telp/HP
: 0857-25476-676
RIWAYAT PENDIDIKAN Pendidikan
Tahun
TK Dharma wanita II
2000
SD N 2 Genengan
2000 s.d 2006
SMP N 1 Jumantono
2006 s.d 2009
SMA N 1 Karanganyar
2009 s.d 2012
S1-Teknik Elektro
2012 s.d sekarang
Universitas Diponegoro
PENGALAMAN ORGANISASI Organisasi
Periode
HM JTE FT Universitas Diponegoro.
2013
HM JTE FT Universitas Diponegoro.
2014
PHILAR JTE FT Universitas Diponegoro.
2014
PENGALAMAN KEPELATIHAN Pelatihan
Tahun
LKMM-PD Jurusan Teknik Elektro
2012
Universitas Diponegoro Pelatihan Mahasiswa Bela negara
2014
82
Jabatan Staff Departemen Kesejahteraan Mahasiswa Kepala departemen Kesejahteraan Mahasiswa Kepala divisi kaderisasi
83
