Pengoperasian PLTU

PEMBIDANGAN PRAJABATAN S1 – D3 INDONESIA POWER PENGOPERASIAN PLTU Edisi I Tahun 2014

PEMBIDANGAN PRAJABATAN S1 – D3 INDONESIA POWER

TUJUAN PEMBELAJARAN :

Setelah

mengikuti

pelatihan

ini

peserta

mampu

memahami prosedur pengoperasian dan pemeliharaan pembangkit tenaga listrik sesuai prosedur/standar operasi/ instruksi kerja dan petunjuk pabrikan.

DURASI

:

TIM PENYUSUN

:

320 JP / 40 HARI EFEKTIF

1. MURDANI 2. ERWIN 3. EFRI YENDRI 4. HAULIAN SIREGAR 5. PEPI ALIYANI 6. MUHAMAD MAWARDI

TIM VALIDATOR

:

1. JOKO AGUNG 2. DODI HENDRA 3. SUDARWOKO

i

KATA PENGANTAR MANAJER PLN PRIMARY ENERGY & POWER GENERATION ACADEMY PLN CORPORATE UNIVERSITY Puji syukur ke hadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat, taufik serta hidayahnya, sehingga penyusunan materi pembelajaran “PEMBIDANGAN PRAJABATAN S1 – D3 INDONESIA POWER” ini dapat diselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya. Materi ini merupakan materi yang terdapat pada Direktori Diklat yang sudah disahkan oleh Direktur Pengadaan Strategis selaku Learning Council Primary Energy & Power Generation Academy. Materi ini terdiri dari 11 buku yang membahas mengenai K2 dan Lingkungan Hidup, Pengoperasian PLTU, Pengoperasian PLTGU, Pengenalan PLTP, Perencanaan, pengendalian, dan evaluasi O&M Pembangkit, Pemeliharaan Mekanikal Pembangkit Thermal dan Hidro, Pemeliharaan Listrik Pembangkit, Pemeliharaan Proteksi, Kontrol & Instrumen, Kimia Pembangkit, Pengoperasian PLTA, dan Pengenalan PLTD sehingga diharapkan dapat mempermudah proses belajar dan mengajar di Primary Energy dan Power Generation Academy. Akhir kata, Pembelajaran ini diharapkan dapat membantu meningkatkan kinerja unit operasional dan bisa menunjang kinerja ekselen korporat. Tentunya tidak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah terlibat dalam penyusunan materi pembelajaran ini. Saran dan kritik dari pembaca/siswa sangat diharapkan bagi penyempurnaan materi ini.

Suralaya, 31 Januari 2014

M. IRWANSYAH PUTRA

ii

DAFTAR BUKU PELAJARAN Buku 1 K2 dan Lingkungan Hidup Buku 2 Pengoperasian PLTU Buku 3 Pengoperasian PLTGU Buku 4 Pengenalan PLTP Buku 5 Perencanaan, pengendalian, dan evaluasi O&M Pembangkit Buku 6 Pemeliharaan Mekanikal Pembangkit Thermal dan Hidro Buku 7 Pemeliharaan Listrik Pembangkit

iii

Buku 8 Pemeliharaan Proteksi, Kontrol & Instrumen Buku 9 Kimia Pembangkit Buku 10 Pengoperasian PLTA Buku 11 Pengenalan PLTD

iv

BUKU II

PENGOPERASIAN PLTU

TUJUAN PELAJARAN

: Setelah mengikuti pelajaran ini peserta memahami prinsip kerja, komponen dan sistem-sistem yang ada di PLTU

serta prosedur

pengoperasian PLTU

sesuai

standar perusahaan

DURASI

: 70 JP

PENYUSUN

: 1. EFRI YENDRI 2. GAMA AJIYANTONO 3. PEPI ALIYANI 5. MURDANI

Simple Inspiring Performing Phenomenal

v

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................................................. ii DAFTAR BUKU PELAJARAN .................................................................................................. iii 1.

PRINSIP KERJA PLTU .................................................................................................... 14 1.1 Siklus Rankine ......................................................................................................... 14 1.2 Bagian-Bagian PLTU ................................................................................................. 16

2.

BOILER DAN ALAT BANTU ............................................................................................ 20 2.1 Prinsip Kerja Boiler .................................................................................................... 20 2.2 Siklus Air dan Uap di Boiler ........................................................................................ 27 2.3 Sistem Udara dan Gas ............................................................................................... 34 2.5 Sistem Penanganan Abu dan Debu ........................................................................... 44 2.6 Soot Blower (Pembersih Jelaga) ................................................................................ 46

3.

TURBIN UAP DAN ALAT BANTU .................................................................................... 48 3.1 Prinsip Kerja Turbin Uap ............................................................................................ 48 3.2 Jenis dan Karakteristik Turbin Uap............................................................................. 49 3.3 Konstruksi dan Bagian Utama Turbin Uap ................................................................. 56 3.4 Sistem Pelumasan dan Jacking Turbin Uap ............................................................... 61 3.5 Turning Gear.............................................................................................................. 63 3.6 Sistem Perapat Poros ................................................................................................ 63 3.7

4.

Sistem Uap Ekstraksi (Extraction/Bleed Steam System) ......................................... 65

KONDENSOR DAN ALAT BANTUNYA ........................................................................... 67 4.1 Prinsip Kerja Kondensor ........................................................................................... 67 4.2 Konstruksi Kondensor .............................................................................................. 67 4.3 Sistem Air Pengisi .................................................................................................... 69 4.4 Sistem Air Pendingin ................................................................................................ 87 4.5 Vacuum Condensor System..................................................................................... 92


vi

4.6 Sistem Condensor Cleaning....................................................................................... 99 5.

Peralatan Penunjang ..................................................................................................... 102 5.1. Sistem Hidrolik ...................................................................................................... 102 5.2. Waste Water Treatment Plant ............................................................................... 137

6.

PENGOPERASIAN PLTU .............................................................................................. 143 6.1. Klasifikasi Start ....................................................................................................... 143 5.2 Prosedur Start Alat Bantu dan Sistem Air Pengisi .................................................... 145 5.3. Prosedur Start Boiler .............................................................................................. 153 5.4. Start Turbin ............................................................................................................ 162

7.

TROUBLE-SHOOTING .................................................................................................. 171 7.1. TROUBLE-SHOOTING BOILER ........................................................................... 171 7.2. TROUBLE-SHOOTING TURBIN .......................................................................... 175


vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Proses konversi energi pada PLTU .......................................................................... 14 Gambar 2 Siklus fluida kerja sederhana pada PLTU................................................................. 15 Gambar 3 Diagram T – s Siklus PLTU (Siklus Rankine) ........................................................... 16 Gambar 4 Boiler ....................................................................................................................... 17 Gambar 5 Turbin Uap ............................................................................................................... 17 Gambar 6 Kondensor ............................................................................................................... 18 Gambar 7 Generator................................................................................................................. 18 Gambar 8 Water Tube Boiler .................................................................................................... 20 Gambar 9 Tata letak Pulverized Coal (PC) Boiler Batubara ...................................................... 22 Gambar 10 Tata letak Circulating Fluidized Boiler (CFB) .......................................................... 23 Gambar 11 Boiler Stoker .......................................................................................................... 24 Gambar 12 Boiler PLTU Indramayu .......................................................................................... 25 Gambar 13 Jenis-jenis Tekanan (Draft) Boiler .......................................................................... 26 Gambar 14 Skema Balanced Draft Boiler ................................................................................. 27 Gambar 15 Economiser tipe pipa bersirip (finned tubes)........................................................... 28 Gambar 16 Siklus air dan uap di boiler. .................................................................................... 29 Gambar 17 Prinsip sirkulasi alami............................................................................................. 30 Gambar 18 . Prinsip sirkulasi paksa ........................................................................................ 30 Gambar 19 Pipa riser dan dinding ruang bakar boiler. .............................................................. 31 Gambar 20 Drum Boiler. ........................................................................................................... 31 Gambar 21 Konstruksi Drum Boiler. ......................................................................................... 32 Gambar 22 Siklus uap superheat.............................................................................................. 33 Gambar 23 Siklus air - uap PLTU dengan Reheater ................................................................. 33 Gambar 24 Siklus udara pembakaran....................................................................................... 35 Gambar 25 Force Draught Fan ................................................................................................. 35 Gambar 26 Siklus gas di boiler. ................................................................................................ 36 Gambar 27 Electrostatic Precipitator ........................................................................................ 37 Gambar 28 Air Heater............................................................................................................... 38 Gambar 29 Diagram sistem BBM ............................................................................................. 39 Gambar 30 Contoh Burner MFO dengan pengabutan uap........................................................ 40 Simple Inspiring Performing Phenomenal

viii

Gambar 31 . Belt Feeder. ........................................................................................................ 41 Gambar 32 Sistem suplai bahan bakar batubara ke burner ...................................................... 42 Gambar 33 Penempatan burner batubara pada ruang bakar .................................................... 42 Gambar 34 Sistem Bahan Bakar .............................................................................................. 43 Gambar 35 Mill / Pulverizer ....................................................................................................... 44 Gambar 36 System Ash handling ............................................................................................. 45 Gambar 37 Shoot Blower.......................................................................................................... 47 Gambar 38 Prinsip Kerja Turbin Uap ........................................................................................ 48 Gambar 40. Gambar 39 Turbin Uap......................................................................................... 49 Gambar 40 Jenis turbin dan karakteristiknya ............................................................................ 50 Gambar 41 Turbin impuls bertingkat tekanan ........................................................................... 51 Gambar 42 Turbin impuls bertingkat kecepatan ........................................................................ 52 Gambar 43 Turbin Impuls Bertingkat Tekanan dan Kecepatan. ................................................ 53 Gambar 44 Turbin single silinder dan multi silinder. .................................................................. 54 Gambar 45 Kurva Efisiensi Sudu-sudu ..................................................................................... 55 Gambar 46 Sudu bentuk vortex ................................................................................................ 56 Gambar 47 Bagian utama turbin uap. ....................................................................................... 57 Gambar 48 Sudu tetap (Stator) ................................................................................................. 57 Gambar 49 Rotor turbin uap ..................................................................................................... 58 Gambar 50 Bantalan jurnal. ...................................................................................................... 59 Gambar 51 Bantalan aksial ....................................................................................................... 59 Gambar 52 Main Stop Valve ..................................................................................................... 60 Gambar 53 Main Steam Flow (UBP Suralaya Unit 5-7) ............................................................ 61 Gambar 54 Sistem pelumasan.................................................................................................. 62 Gambar 55 Sistem Jacking Oil.................................................................................................. 62 Gambar 56 Turning Gear .......................................................................................................... 63 Gambar 57 Gland seal system.................................................................................................. 64 Gambar 58 Gland seal steam dan perapat labirin ..................................................................... 64 Gambar 59 Siklus uap perapat (Gland Seal Steam) ................................................................. 65 Gambar 60 Sistem Uap Ekstraksi ............................................................................................. 66 Gambar 61 Prinsip kerja kondensor .......................................................................................... 67 Gambar 62 Kondensor tipe permukaan (surface condenser) .................................................... 68 Gambar 63 Konstruksi Kondensor ............................................................................................ 68 Simple Inspiring Performing Phenomenal

ix

Gambar 64 Sistem Air Kondensat (UBP Suralaya unit 5-7) ...................................................... 69 Gambar 65 Line Condensate Polisher ...................................................................................... 73 Gambar 66 Saluran Resirkulasi ................................................................................................ 75 Gambar 67 Pengaturan Level Deaerator .................................................................................. 76 Gambar 68 Low Pressure Heater (LPH) ................................................................................... 77 Gambar 69 Deaerator Tipe “Spray & Tray” ............................................................................... 78 Gambar 70 High Pressure Heater (HPH) .................................................................................. 79 Gambar 71 . Boiler Feed Pump (BFP) ..................................................................................... 81 Gambar 72 Saluran Piston Pengimbang Pada BFP .................................................................. 82 Gambar 73 Pengaturan Aliran Dengan Kopling Fluida .............................................................. 84 Gambar 74 Pengaturan Aliran Air Pengisi Dengan Governor ................................................... 84 Gambar 75 Pengaturan Aliran Dengan Katup ........................................................................... 85 Gambar 76 Pemanas Awal Air Pengisi ..................................................................................... 86 Gambar 77 Sistem Air Pendingin Utama Siklus Terbuka. ......................................................... 89 Gambar 78 Aplikasi Sistem Air Pendingin Utama Siklus Tertutup. ............................................ 90 Gambar 79 Proses Pembuangan Panas pada Cooling Tower .................................................. 91 Gambar 80 Kondensor (kontak langsung) jet. ........................................................................... 93 Gambar 81 Kondensor lintasan tunggal .................................................................................... 94 Gambar 82 Kondensor lintasan ganda dan saluran venting. ..................................................... 95 Gambar 83 Posisi kondensor dibawah turbin ............................................................................ 96 Gambar 84 Sistem Vacuum Condensor.................................................................................... 96 Gambar 85 Starting dan main ejector ....................................................................................... 98 Gambar 86 Pompa Vakum ....................................................................................................... 99 Gambar 87 Sistem Tapprogge ................................................................................................ 100 Gambar 88 Condensor Back Washing .................................................................................... 101 Gambar 89 Zat Cair Tidak Kompresibel .................................................................................. 102 Gambar 90 Diagram Aliran Sistem Hidrolik ............................................................................. 103 Gambar 91 Transmisi tenaga hodrolik .................................................................................... 104 Gambar 92 Diagram sistem hidrolik ........................................................................................ 104 Gambar 93 aplikasi katup arah (spring centered type) ............................................................ 109 Gambar 94 Katup kontrol arah ................................................................................................ 109 Gambar 95 Katup arah dengan berbagai bentuk saluran ........................................................ 110 Gambar 96 Jenis penggerak katup yang umum digunakan .................................................... 110 Simple Inspiring Performing Phenomenal

x

Gambar 97 Aplikasi katup kontrol tekanan .............................................................................. 111 Gambar 98 simbol dan skema Pressure Relief Valve ............................................................. 112 Gambar 99 anatomi bentuk regulating relief valve .................................................................. 112 Gambar 100 anatomi relief valve ............................................................................................ 113 Gambar 101 penampang bagian flow control valve ................................................................ 113 Gambar 102 penampang bagian check valve (swing type) ..................................................... 114 Gambar 103 jenis – jenis akumulator ...................................................................................... 115 Gambar 104 bagian – bagian accumulator diapragma ............................................................ 117 Gambar 105 tangki penyimpan fluida sistem hidrolik .............................................................. 119 Gambar 106 filter untuk tekanan tinggi ................................................................................... 121 Gambar 107 Jenis – jenis oil heater dan cooling .................................................................... 122 Gambar 108 sistem kerja actuator jenis dipragma .................................................................. 124 Gambar 109 Actuator Pneumatic Type Diaphragm ................................................................. 125 Gambar 110 Actuator Pneumatic Type Diaphragm ................................................................. 125 Gambar 111 Actuator Pneumatic Type Diaphragm ................................................................. 126 Gambar 112 gerakan secara direct acting ............... Gambar 113 gerakan secara reverse acting 126 Gambar 114 Diagram Dasar Positioner Plus Actuator ............................................................ 127 Gambar 115 Positioner pada actuator .................................................................................... 128 Gambar 116 Actuator Kerja Piston ......................................................................................... 129 Gambar 117 Actuator electroHydraulic tranducer (type Ball Valve-350).................................. 132 Gambar 118 High Pressure Control Valve With Electro-Hydraulic Actuator ............................ 133 Gambar 119 Peralatan hidrolik model single acting cylinder ................................................... 134 Gambar 120 Peralatan hidrolik model double acting cylinder .................................................. 134 Gambar 121 Instalasi sebuah sistem hidrolik .......................................................................... 137 Gambar 122 Sewage pump and sewage treatment ................................................................ 142 Gambar 123 Sistem Air Pendingin Utama (CWS) ................................................................... 146 Gambar 124 Sistem Air Pendingin Bantu (Siklus tertutup, CCCWS) ....................................... 147 Gambar 125 Siklus Air Uap PLTU Suralaya 5 – 7. .................................................................. 148 Gambar 126 Tangki air penambah (CST) ............................................................................... 149 Gambar 127 Sistem Air Kondensat ......................................................................................... 150 Gambar 128 . Pompa Air Pengisi (BFP) ............................................................................... 150 Gambar 129 Pemanas air pengisi (Feed heater) .................................................................... 151 Simple Inspiring Performing Phenomenal

xi

Gambar 130 Sistem Minyak Pelumas Turbin .......................................................................... 152 Gambar 131 Panel (Faceplate) start pompa pelumas ............................................................. 152 Gambar 132 Sistem Minyak Perapat poros Generator ............................................................ 153 Gambar 133 Sistem udara bakar dengan FD Fan .................................................................. 154 Gambar 134 Damper udara bakar pada windbox ................................................................... 154 Gambar 135 Sistem gas buang dengan ID Fan ...................................................................... 155 Gambar 136 Sistem Udara Primer dengan PA Fan ................................................................ 155 Gambar 137 Persyaratan purging boiler ................................................................................. 157 Gambar 138 Sistem penyala (Ignitor) ..................................................................................... 159 Gambar 139 . Konfigurasi ignitor pada boiler ......................................................................... 159 Gambar 140 Ruang bakar dan thermoprobe........................................................................... 160 Gambar 141 Contoh batas perbedaan temperatur pada drum ................................................ 161 Gambar 142 Pasok uap Sistem gland steam .......................................................................... 163 Gambar 143 Katup utama uap Turbin (MSV, GV, RSV dan ICP) ............................................ 164 Gambar 144 Faceplate pompa vakum .................................................................................... 165 Gambar 145 Program ATS (automatic turbin start up) ............................................................ 166 Gambar 146 Indikator parameter turbin (turbine supervisory) ................................................. 167 Gambar 147 . Faceplat field breaker dan AVR ...................................................................... 168 Gambar 148 Kurva Start Up ................................................................................................... 169


xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Particle Size for Class Rating ..................................................................................... 122 Tabel 1 Daftar perkiraan waktu untuk tiap jenis sta ................................................................. 144


xiii

PENGOPERASIAN PLTU 1.

PRINSIP KERJA PLTU

1.1 Siklus Rankine

PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak digunakan, karena efisiensinya tinggi sehingga menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi energi yang mengubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi listrik. Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu : 

Pertama, energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi.



Kedua, energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran.



Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik. Uap

Bahan bakar

BOILER

TURBIN

Poros

GENERATOR

Listrik

NE

Energi Kimia menjadi Energi Panas

Energi Panas menjadi Energi Mekanik

Energi Mekanik menjadi

Energi Listrik

Gambar 1 Proses konversi energi pada PLTU

PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut : 

Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.


14



Kedua, uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.



Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan, sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator



Keempat, Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler.



Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang-ulang.

Gambar 2 Siklus fluida kerja sederhana pada PLTU

Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat digambarkan dengan diagram T – s (Temperatur – entropi). Siklus ini adalah penerapan siklus rankine ideal. Adapun urutan langkahnya adalah sebagai berikut :


15

Gambar 3 Diagram T – s Siklus PLTU (Siklus Rankine)



a-b

: Air dipompa dari tekanan P2 menjadi P1. Langkah ini adalah langkah kompresi

isentropis, dan proses ini terjadi pada pompa air pengisi. 

b-c

: Air bertekanan ini dinaikkan temperaturnya hingga mencapai titik didih.

Terjadi di LP heater, HP heater dan Economiser. . 

c-d

: Air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini disebut vapourising

(penguapan) dengan proses isobar isothermis, terjadi di boiler yaitu di wall tube (riser) dan steam drum.. 

d-e

: Uap dipanaskan lebih lanjut hingga uap mencapai temperatur kerjanya

menjadi uap panas lanjut (superheated vapour). Langkah ini terjadi di superheater boiler dengan proses isobar. 

e-f

: Uap melakukan kerja sehingga tekanan dan temperaturnya turun. Langkah ini

adalah langkah ekspansi isentropis, dan terjadi didalam turbin. 

f-a

: Pembuangan panas laten uap sehingga berubah menjadi air kondensat.

Langkah ini adalah isobar isothermis, dan terjadi didalam kondensor.

1.2 Bagian-Bagian PLTU 1.2.1. Bagian Utama Bagian utama yang terdapat pada suatu PLTU yaitu : a.

Boiler


16

Boiler berfungsi untuk mengubah air (feed water) menjadi uap panas lanjut (superheated steam) yang akan digunakan untuk memutar turbin.

Gambar 4 Boiler

b.

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

Gambar 5 Turbin Uap


17

c.

Kondensor Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas dari turbin (uap yang telah digunakan untuk memutar turbin).

Gambar 6 Kondensor

d.

Generator Generator berfungsi untuk mengubah energi putar dari turbin menjadi energi listrik.

Gambar 7 Generator

1.2.2. Peralatan Penunjang Peralatan penunjang yang terdapat dalam suatu PLTU pada umumnya adalah : a.

Desalination Plant (Unit Desal)


18

Peralatan ini berfungsi untuk mengubah air laut (brine) menjadi air tawar (fresh water) dengan metode penyulingan (kombinasi evaporasi dan kondensasi). Hal ini dikarenakan sifat air laut yang korosif, sehingga jika air laut tersebut dibiarkan langsung masuk ke dalam unit utama, maka dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan PLTU. b.

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

c.

Pre Treatment pada unit yang menggunakan pendingin air tanah / sungai Untuk PLTU yang menggunakan air tanah/air sungai, pre-treatment berfungsi untuk menghilangkan endapan,kotoran dan mineral yang terkandung di dalam air tersebut.

d.

Demineralizer Plant (Unit Demin) Berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral (ion) yang terkandung dalam air tawar. Air sebagai fluida kerja PLTU harus bebas dari mineral, karena jika air masih mengandung

mineral

berarti

konduktivitasnya

masih

tinggi

sehingga

dapat

menyebabkan terjadinya GGL induksi pada saat air tersebut melewati jalur perpipaan di dalam PLTU. Hal ini dapat menimbulkan korosi pada peralatan PLTU. e.

Hidrogen Plant (Unit Hidrogen) Pada PLTU digunakan hydrogen (H2) sebagai pendingin Generator.

f.

Chlorination Plant (Unit Chlorin) Berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (NaOCl) yang digunakan untuk memabukkan/melemahkan mikro organisme laut pada area water intake. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya pengerakkan (scaling) pada pipa-pipa kondensor maupun unit desal akibat perkembangbiakan mikro organisme laut tersebut.

g.

Auxiliary Boiler (Boiler Bantu) Pada umumnya merupakan boiler berbahan bakar minyak (fuel oil), yang berfungsi untuk menghasilkan uap (steam) yang digunakan pada saat boiler utama start up maupun sebagai uap bantu (auxiliary steam).

h.

Coal Handling (Unit Pelayanan Batubara) Merupakan unit yang melayani pengolahan batubara yaitu dari proses bongkar muat kapal (ship unloading) di dermaga, penyaluran ke stock area sampai penyaluran ke bunker unit.

i.

Ash Handling (Unit Pelayanan Abu) Merupakan unit yang melayani pengolahan abu baik itu abu jatuh (bottom ash) maupun abu terbang (fly ash) dari Electrostatic Precipitator hopper dan SDCC (Submerged Drag Chain Conveyor) pada unit utama sampai ke tempat penampungan abu (ash valley)


19

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

2.

BOILER DAN ALAT BANTU

2.1 Prinsip Kerja Boiler Boiler atau ketel uap adalah suatu perangkat mesin yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap. Proses perubahan air menjadi uap terjadi dengan memanaskan air yang berada didalam pipa-pipa dengan memanfaatkan panas dari hasil pembakaran bahan bakar. Pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar.

Gambar 8 Water Tube Boiler

Uap yang dihasilkan boiler adalah uap superheat dengan tekanan dan temperatur yang tinggi. Jumlah produksi uap tergantung pada luas permukaan pemindah panas, laju aliran, dan panas pembakaran yang diberikan. Boiler yang konstruksinya terdiri dari pipa-pipa berisi air disebut dengan water tube boiler (boiler pipa air). Pada unit pembangkit, boiler juga biasa disebut dengan steam generator (pembangkit uap) mengingat arti kata boiler hanya pendidih, sementara pada kenyataannya dari boiler dihasilkan uap superheat bertekanan tinggi.


20

Ditinjau dari bahan bakar yang digunakan, maka PLTU dapat dibedakan menjadi : 

PLTU Batubara



PLTU Minyak



PLTU gas



PLTU nuklir atau PLTN

Jenis PLTU batu bara masih dapat dibedakan berdasarkan proses pembakarannya, yaitu PLTU dengan pembakaran batu bara bubuk (Pulverized Coal / PC Boiler) dan PLTU dengan pembakaran batu bara curah (Circulating Fluidized Bed / CFB Boiler). Perbedaan antara PLTU Batu bara dengan PLTU minyak atau gas adalah pada peralatan dan sistem penanganan dan pembakaran bahan bakar serta penanganan limbah abunya. PLTU batubara mempunyai peralatan bantu yang lebih banyak dan lebih kompleks dibanding PLTU minyak atau gas. PLTU gas merupakan PLTU yang paling sederhana peralatan bantunya.


21

Gambar 9 Tata letak Pulverized Coal (PC) Boiler Batubara

2.1.1 Seperti

Circulating Fluidized Boiler (CFB) jenis boiler lainnya, pertama-tama dilakukan Purging selama 5 menit untuk

membersihkan ruang bakar dari gas-gas yang berpotensial menimbulkan ledakan pada saat burner dinyalakan. Setelah purging selesai 2 burner (sisi berseberangan ) dinyalakan. Kenaikan temperature furnace di jaga tidak lebih dari 95 0C per jam untuk menjaga material dari termal stress dan menjaga refractory agar tidak retak.


22

Gambar 10 Tata letak Circulating Fluidized Boiler (CFB)

Setelah temperature Furnace 530 oC Batubara dimasukkan melalui 3 coal feeder pada minimum flow rate (6 Ton/jam) / coal feeder sambil kedua burner masih menyala. Setelah temperature furnace mencapai 660

o

C kedua burner dimatikan satu persatu.

Selanjutnya pembakaran dilakukan dengan batubara. Selama boiler beroperasi tidak diperlukan support burner karena dapat menyebabkan materal bed meleleh. Burner hanya digunakan pada saat proses start up sampai temperature yang diizinkan diatas.


23

2.1.2

Boiler Stoker

Batubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak. Ketika grate bergerak sepanjang tungku, batubara terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate, damper udara dan baffles, untuk menjamin pembakaran yang bersih serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon yang tidak terbakar dalam abu. Hopper umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan batubara pada tungku.

Gambar 11 Boiler Stoker

Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan kecepatan batubara yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan bed bahan bakar. Ukuran batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna pada waktu mencapai ujung grate. Seperti kita ketahui unsur utama yang mempengaruhi pembakaran adalah udara dan bahan bakar ( batubara ). Sempurna/baik tidaknya suatu pembakaran sangat dipengaruhi oleh rasio udara dan batubara. Sangat sulit untuk menentukan rasio tersebut pada bahan bakar padat seperti batubara dimana kandungan dan ukurannya tidak selalu sama. Jadi kita harus juga menyesuaikan kondisi batubara yang kita bakar. Berikut adalah uraian dan beberapa patokan untuk mencapai pembakaran yang sempurna.


24

Pada keadaan batubara yang cukup baik ( normal ) abu yang keluar dari ash conveyor berwarna putih kecoklatan, atau dengan kata lain carbon habis teroksidasi jadi tidak ada sisa batubara yang tidak terbakar atau arang.

Gambar 12 Boiler PLTU Indramayu


25

Ditinjau dari tekanan ruang bakar boilernya, PLTU dapat dibedakan menjadi:  PLTU dengan Pressurised Boiler  PLTU dengan Balanced Draft Boiler  PLTU dengan Vacuum Boiler Sistem pengaturan tekanan ruang bakar (furnace pressure) biasa disebut draft atau tekanan statik didalam ruang bakar dimana proses pembakaran bahan bakar berlangsung. PLTU dengan pressurised boiler (tekanan ruang bakar positif) digunakan untuk pembakaran bahan bakar minyak atau gas. Tekanan ruang bakar yang positif diakibatkan oleh hembusan udara dari kipas tekan paksa (Forced Draft Fan, FDF). Gas buang keluar dari ruang bakar ke atmosfer karena perbedaan tekanan.

Pressurised Boiler

Vacuum Boiler

Balanced Draft Boiler

Gambar 13 Jenis-jenis Tekanan (Draft) Boiler

PLTU dengan Balanced Draft Boiler (tekanan berimbang) biasa digunakan untuk pembakaran bahan bakar batubara. Tekanan ruang bakar dibuat sedikit dibawah tekanan atmosfir, biasanya sekitar –10 mmH2O. Tekanan ini dihasilkan dari pengaturan dua buah kipas, yaitu kipas hisap paksa (Induced Draft Fan, IDF) dan kipas tekan paksa (Forced Draft Fan, FDF). FDF berfungsi untuk menyuplai udara pembakaran menuju ruang bakar (furnace) di boiler, sedangkan IDF berfungsi untuk menghisap gas dari ruang bakar dan membuang ke atmosfir melalui cerobong. Sedangkan PLTU dengan vacum boiler tidak dikembangkan lagi, sehingga saat ini tidak ada lagi yang menerapkan PLTU dengan boiler bertekanan negatif.


26

Gambar 14 Skema Balanced Draft Boiler

2.2 Siklus Air dan Uap di Boiler 2.2.1 Siklus Air Siklus air boiler merupakan suatu mata rantai rangkaian siklus fluida kerja. Boiler mendapat pasokan fluida kerja air dan menghasilkan uap untuk dialirkan ke turbin. Air sebagai fluida kerja diisikan ke boiler menggunakan pompa air pengisi (Boiler Feed Pump) dengan melalui economiser dan ditampung didalam steam drum boiler. Economiser adalah alat yang merupakan pemanas air terakhir sebelum masuk ke drum. Di dalam economiser air menyerap panas gas buang yang keluar dari superheater sebelum dibuang ke atmosfir melalui cerobong.


27

Gambar 15 Economiser tipe pipa bersirip (finned tubes)

Peralatan yang dilalui dalam siklus air di boiler adalah drum boiler, down comer, header bawah (bottom header), dan riser. Siklus air di steam drum adalah, air dari drum turun melalui pipa-pipa down comer ke header bawah (bottom header). Dari header bawah air didistribusikan ke pipa-pipa pemanas (riser) yang tersusun membentuk dinding ruang bakar boiler. Didalam riser air mengalami pemanasan dan naik ke drum kembali akibat perbedaan temperatur.


28

Gambar 16 Siklus air dan uap di boiler.

Perpindahan panas dari api (flue gas) ke air di dalam pipa-pipa boiler terjadi secara radiasi, konveksi dan konduksi. Akibat pemanasan selain temperatur naik hingga mendidih juga terjadi sirkulasi air secara alami, yakni dari drum turun melalui down comer ke header bawah dan naik kembali ke drum melalui pipa-pipa riser. Adanya sirkulasi ini sangat diperlukan agar terjadi pendinginan terhadap pipa-pipa pemanas dan mempercepat proses perpindahan panas. Kecepatan sirkulasi akan berpengaruh terhadap produksi uap dan kenaikan tekanan serta temperaturnya. Selain sirkulasi alami, juga dikenal sirkulasi paksa (forced circulation). Untuk sirkulasi jenis ini digunakan sebuah pompa sirkulasi (circulation pump). Umumnya pompa sirkulasi mempunyai laju sirkulasi sekitar 1,7, artinya jumlah air yang disirkulasikan 1,7 kali kapasitas penguapan. Beberapa keuntungan dari sistem sirkulasi paksa antara lain : 

Waktu start (pemanasan) lebih cepat



Mempunyai respon yang lebih baik dalam mempertahankan aliran air ke pipa-pipa pemanas pada saat start maupun beban penuh.



Mencegah kemungkinan terjadinya stagnasi pada sisi penguapan


29

Gambar 17 Prinsip sirkulasi alami

Mw

COLD SIDE

Ms

CIRCULATING PUMP

ORIFICE

Gambar 18 . Prinsip sirkulasi paksa


30

Gambar 19 Pipa riser dan dinding ruang bakar boiler.

Drum boiler berfungsi untuk menampung dan mengontrol kebutuhan air di boiler. Fungsi lain yang tidak kalah pentingnya adalah memisahkan uap dan air. Untuk mengontrol kebutuhan air boiler, maka level air di drum harus dijaga konstan pada level normalnya. Level ini dapat dilihat di kontrol room maupun di lokal. Kualitas air di boiler juga harus dipantau dengan mengambil sampelnya dari air di drum.

Gambar 20 Drum Boiler.


31

STEAM OUTLET FEED WATER INLET

DRYER SECONDARY SEPARATOR

RISER TUBES

BAFFLE PLATES

PRIMARYY SEPARATOR DOWNCOMER

Gambar 21 Konstruksi Drum Boiler.

2.2.2 Siklus Uap a.

Siklus Uap Utama (Main Steam System)

Siklus uap utama dalam boiler adalah, uap dari drum boiler dalam kondisi jenuh dialirkan ke Superheater I (primary SH) dan ke Superheater II (secondary SH) kemudian ke outlet header untuk selanjutnya disalurkan ke turbin. Apabila temperatur uap (main steam) melebihi batas temperatur kerjanya, maka desuperheater menyemprotkan steam bersuhu yang lebih rendah untuk menurunkan temperatur main steam sehingga sesuai harga yang diinginkan. Desuperheater terletak diantara Superheater I dan Superheater II. Superheater berfungsi untuk memanaskan uap agar kandungan energi panas dan kekeringannya bertambah sehingga menjadi uap superheat (uap panas lanjut). Pemanasan dilakukan dalam dua atau tiga tahap. Sebagai pemanasnya adalah gas hasil pembakaran bahan bakar.


32

Gambar 22 Siklus uap superheat

Generator 600MW

Gambar 23 Siklus air - uap PLTU dengan Reheater


33

b.

Siklus Uap Panas Ulang (Reheat steam system)

Pada PLTU dengan kapasitas > 100 MW dan mempunyai turbin multi cylinder, maka uap dari HP turbin dialirkan kembali ke boiler, yaitu ke reheater. Konfigurasi reheater sama dengan superheater. Reheater berfungsi untuk memanaskan uap dari HP (High Pressure) turbin agar kandungan energi panasnya meningkat lagi setelah memutar HP turbin. Uap ini selanjutnya dialirkan kembali ke IP (Intermediate Pressure) turbin. Pemanasan diperoleh dari gas buang yang keluar superheater.

2.3 Sistem Udara dan Gas 2.3.1 Sistem Udara Udara berfungsi untuk proses pembakaran bahan bakar sehingga disebut udara pembakaran. Udara berasal dari atmosfer dihisap oleh FD fan dan dialirkan ke air heater. Udara panas dari air heater kemudian masuk kedalam wind box dan selanjutnya didistribusikan ke tiap-tiap burner untuk proses pembakaran. Peralatan yang berada dalam siklus udara adalah Forced Draft Fan (FDF), air heater, dan wind box. FD fan berfungsi sebagai pemasok udara pembakaran, dimana udara ini diambil dari atmosfer. Air heater berfungsi untuk memanaskan udara pembakaran dengan memanfaatkan panas dari gas buang (flue gas). Wind box berfungsi untuk mendistribusikan udara pembakaran ke masing-masing burner agar terjadi proses pembakaran yang sempurna.


34

Gambar 24 Siklus udara pembakaran.

Gambar 25 Force Draught Fan


35

2.3.2 Sistem Gas Gas panas hasil pembakaran atau disebut gas buang (flue gas) berfungsi sebagai sumber energi panas. Gas panas dari ruang bakar (furnace) dialirkan ke pipa-pipa Superheater I dan II, pipa-pipa reheater, economiser, dan ke air heater. Dari air heater gas masuk ke alat penangkap abu (Electrostatic Precipitator / EP). Dari EP gas dihisap oleh ID Fan untuk selanjutnya dibuang ke atmosfer melalui cerobong (stack).

Gambar 26 Siklus gas di boiler.

Peralatan yang termasuk dalam sistem gas buang meliputi Air heater (AH), Electrostatic Precipitator (EP) atau Baghouse Filter, dan Induced Draft Fan (IDF). Air

Heater,

peralatan

berfungsi

untuk

memanaskan

udara

pembakaran

dengan

memanfaatkan panas gas buang. Electrostatic Precipitator (EP) atau Baghouse Filter berfungsi untuk menangkap abu dan debu yang terbawa dalam gas sebelum dibuang ke atmosfir. Induced draft fan (IDF) berfungsi untuk menghisap gas dan membuang ke atmosfir melalui cerobong. IDF juga berfungsi mengontrol tekanan ruang bakar agar selalu sedikit vakum.


36

Gambar 27 Electrostatic Precipitator


37

Gambar 28 Air Heater

2.4 Sistem Bahan Bakar Minyak Dan Batu Bara 2.4.1. Sistem Bahan Bakar Minyak Bahan bakar minyak yang digunakan terdiri dari 

Minyak HSD / High Speed Diesel (solar)



Minyak MFO / Marine Fuel Oil (residu)

Fungsi minyak HSD pada PLTU batubara maupun PLTU minyak adalah sebagai bahan bakar penyala awal dan pembakaran awal. Sedangkan fungsi minyak MFO pada PLTU minyak adalah sebagai bahan bakar utama. a.

HSD

Persediaan minyak HSD (High Speed Diesel) ditampung dalam tangki atau bunker. Untuk menyalurkan minyak HSD ke alat penyala (ignitor) digunakan pompa dengan melalui filter, katup penutup cepat, katup pengatur dan flow meter. Untuk kesempurnaan proses pembakaran, maka HSD yang disemprotkan ke ruang bakar diatomisasi (dikabutkan) dengan menggunakan uap atau udara. Pengaturan pembakaran atau panas yang masuk boiler dapat dilakukan dengan mengatur aliran HSD dan dengan menambah atau mengurangi ignitor yang operasi.


38

b.

MFO

Persediaan minyak MFO (Marine Fuel Oil) di PLTU ditampung dalam tangki persediaan (storage tank), sedangkan untuk penggunaan sehari-hari dilayani dengan tangki harian (day tank). Untuk mengalirkan MFO dari day tank ke burner (pembakar) digunakan pompa dengan melalui filter, katup penutup cepat, pemanas (oil heater), katup pengatur dan flow meter. Pemanas berfungsi untuk menurunkan kekentalan MFO agar dapat disemprotkan oleh burner. Sebagaimana pada minyak HSD untuk kesempurnaan reaksi pembakaran, maka pada burner minyak MFO dikabutkan dengan menggunakan uap atau secara mekanik. Pengaturan aliran MFO ke burner dengan menggunakan katup pengatur aliran.

Gambar 29 Diagram sistem BBM


39

BOILER

FO RETURN CONTROL VALVE

RETURN HEADER RECIRCULATION VALVE

SUPPLY HEADER

FLOWMETER RETURN LINE

TRANSFER LINE

FO SUPPLY CONTROL VALVE SHUT OFF VALVE FLOWMETER

RECIRCULATION LINE

DAY TANK

FO PUMP

HEATER

STEAM

STRAINER CONDENSATE

Gambar 31. Siklus bahan bakar MFO.

Gambar 30 Contoh Burner MFO dengan pengabutan uap.

2.4.2 Sistem Bahan Bakar Batu Bara Bahan bakar batubara pada PLTU batubara adalah sebagai bahan bakar utama. Persediaan batubara ditampung di lapangan terbuka (coal stock area) dan untuk melayani kebutuhan pembakaran di boiler, batubara ditampung pada bunker (silo) di tiap boiler. Simple Inspiring Performing Phenomenal

Pemasokan

40

batubara dari bunker ke burner ruang bakar dilakukan melalui coal feeder, mill / pulveriser (PC Boiler), dan coal pipe. Pengaturan dan pencatatan jumlah aliran batubara dilakukan dengan coal feeder.

Gambar 31 . Belt Feeder.

Mill (pulverizer) berfungsi untuk menggerus batu bara sehingga menjadi serbuk (± 200 mesh). Sedangkan untuk membawa serbuk batu bara ke burner, dihembuskan udara primer ke mill. Udara primer dihasilkan oleh Primary Air Fan (PAF) dan sebelum masuk ke mill dipanaskan terlebih dahulu pada pemanas udara primer (Primary Air Heater) sehingga cukup untuk mengeringkan serbuk batu bara.


41

Gambar 32 Sistem suplai bahan bakar batubara ke burner

Gambar 33 Penempatan burner batubara pada ruang bakar


42

Gambar 34 Sistem Bahan Bakar


43

Gambar 35 Mill / Pulverizer

2.5 Sistem Penanganan Abu dan Debu Proses pembakaran bahan bakar bertujuan untuk menghasilkan panas, tetapi selain panas terdapat material lain sisa pembakaran, yaitu debu terutama apabila menggunakan bahan bakar batubara. Abu dan debu merupakan limbah proses pembakaran yang dapat mencemari lingkungan. Instalasi penanganan abu debu terdiri dari : 1.

Sarana penangkap dan penampung abu sementara

Didalam boiler abu debu dapat terkumpul dimana saja didaerah sepanjang ruang bakar sampai cerobong. Abu hasil pembakaran dibedakan menjadi 2 macam, yaitu : abu yang mengendap (abu kasar) dan abu terbang (fly ash) bersama asap. Abu yang mengendap akan akan jatuh terkumpul dan ditampung dibagian bawah boiler (bottom ash hopper). Hopper penampung abu debu dipasang pada beberapa lokasi diboiler, yaitu : furnace bottom ash hopper, air heater hopper, economizer hopper dan electrostatic precipitator hopper. Sistem penanganan Abu didasar boiler (bottom Ash hopper) dengan abu ditampung dan didinginkan didalam hopper dengan air dan diangkut dan dibawa dalam keadaan basah ke system konveyor melalui submerged scrapper conveyor (SSC) dan vibrating grid. Sistem Abu Terbang (fly Ash) menangani abu sisi pembakaran yang terbawa gas buang dalam lintasannya dari ruang bakar ke cerobong. Untuk menangkap abu terbang digunakan alat penangkap abu yang dipasang pada saluran gas buang sebelum ID Fan. Alat ini ada


44

yang bekerja dengan cara mekanik disebut dust collector atau mechanical grit arrestor, dan dengan cara electrostatic precipitator (EP). -

Penangkap debu mekanik bekerja berdasarkan gaya sentrifugal, dimana partikel debu yang lebih berat disbanding gas asap akan jatuh dan ditampung sedangkan gas asap terus mengalir ke cerobong.

-

Penangkap debu electric bekerja berdasarkan gaya elektrostatik dimana gas asap yang mengandung debu melewati medan listrik static yang ada antara dua electrode. Partikel debu akan bermuatan ketika melewati medan listrik ini sehingga menempel pada electrode. Debu yang terkumpul secara periodic dirontokkan dari electrode dan ditampung dalam hopper, sedangkan gas asap yang sudah bebas dari debu mengalir menuju cerobong.

2.

Sarana transportasi dan penampungan abu/debu

Abu debu dari hopper-hopper harus segera diangkut kelokasi pembuangan. Metode pengangkutan dapat dengan beberapa cara, yaitu : dengan truk, dengan pompa, atau dengan system conveyor. Abu debu dapat langsung diangkut dalam kondisi kering atau diproses terlebih dahulu. Metode yang dipilih tergantung pada jarak ke lokasi pembuangan dan system pemrosesan abu.

Gambar 36 System Ash handling


45

2.6 Soot Blower (Pembersih Jelaga) Fungsi Boiler-boiler modern dilengkapi dengan pembersih jelaga (sootblower) yang dapat dioperasikan dari jarak jauh (remotely operated) dan dikendalikan secara bergantian dan berurutan. Fungsi dari sootblower adalah untuk membersihkan abu, debu atau jelaga yang menempel pada pipa-pipa Boiler, superheater, Economizer dan pada elemen air heater. Tujuan dari pembersihan tersebut adalah untuk menaikkan efisiensi dari boiler dan menghindari kerusakan pipa-pipa pada bolier/superheater. Biasanya sootblower menggunakan uap untuk membersihkan pipa-pipa boiler/superheater. Uap yang digunakan untuk pembersihan abu biasanya diambil langsung dari boiler, dari sisi keluar pemanas lanjut primer atau dari sisi masuk cold reheater, namun uap dari boiler bantu (auxilary boiler) pun dapat digunakan. Tekanan uap yang menuju kemasing-masing blower diturunkan seperlunya oleh plat-plat orifis (orifice plate). Pada pusat pembangkit lain, udara bertekanan juga digunakan sebagai media pembersih. Sistem sootblowing dengan udara bertekanan ini memerlukan tambahan modal dan biaya untuk kompressor yang berkapasitas besar.

Jenis dan Konstruksi Jenis penempatan, ukuran dan tekanan serta frekuensi penggunaan sootblower sangat bervariasi sesuai dengan disain boiler dan karakter deposit/endapannya . Oleh karena itu adalah tidak mungkin untuk menguraikan semua pemakaianpemakainnya , tetapi secara umum , jenis-jenis utama dari sootblower yang digunakan adalah seperti diperlihatkan pada gambar, yaitu : a. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) dengan nozle jet yang berlawanan untuk membersihkan pipa-pipa air ruang bakar. b. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) yang mempunyai nozle jet tunggal untuk diarahkan pada susunan pipa-pipa boiler dan superheater. c. Blower-blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers) yang bergerak/bergeser diantara susunan pipa-pipa, dengan nozle berputar dan mempunyai jet yang berlawanan untuk mengimbangkan gaya dorong. Jenis inilah yang paling efektif, untuk pemanas lanjut pada boiler modern sehingga memungkinkan mencapai sasaran yang lebar dengan merata/sebanding. d. Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers), digunakan untuk zone temperatur yang lebih rendah seperti economizer dan air heater. Blower tersebut tidak dapat ditarik (non-retractring) tetapi dapat berputar dan/atau bergeser.


46

e. Sama dengan multi jet blower dengan nozzle jet yang dapat digunakan pada posisi tetap untuk membersihkan lorong-lorong diantara pipa-pipa. Blower ini hanya cocok untuk zone temperatur yang lebih rendah dan pada zone yang deposit/endapannya ringan, oleh karena itu tidak perlu daya yang besar untuk beberapa nozle kecil .

Gambar 37 Shoot Blower


47

3.

TURBIN UAP DAN ALAT BANTU

3.1 Prinsip Kerja Turbin Uap Turbin uap berfungsi untuk mengubah energi panas yang terkandung dalam uap menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran. Uap dengan tekanan dan temperatur tinggi mengalir melalui nosel sehingga kecepatannya naik dan mengarah dengan tepat untuk mendorong sudu-sudu turbin yang dipasang pada poros. Akibatnya poros turbin bergerak menghasilkan putaran (energi mekanik). Uap yang telah melakukan kerja di turbin tekanan dan temperatur turun hingga kondisinya menjadi uap basah. Uap keluar turbin ini kemudian dialirkan kedalam kondensor untuk didinginkan agar menjadi air kondensat, sedangkan tenaga putar yang dihasilkan digunakan untuk memutar generator.

Gambar 38 Prinsip Kerja Turbin Uap


48

Gambar 40. Gambar 39 Turbin Uap

3.2 Jenis dan Karakteristik Turbin Uap

Jenis turbin menurut prinsip kerjanya terdiri dari : 3.4.3. Turbin Impuls (aksi) Turbin impuls atau turbin tekanan tetap, adalah turbin yang ekspansi uapnya hanya terjadi pada sudu-sudu tetap atau nosel. Ketika uap melewati sudu tetap, maka tekanan turun dan uap mengalami peningkatan energi kinetik. Sudu-sudu tetap berfungsi sebagai nosel (saluran pancar) dan mengarahkan aliran uap ke sudu-sudu gerak.

3.4.4. Turbin Reaksi Sedangkan Turbin reaksi penurunan tekanan terjadi pada sudu tetap dan sudu gerak. Kedua jenis turbin ini mempunyai karakteristik yang berbeda seperti ditunjukkan dalam gambar dibawah.


49

Gambar 40 Jenis turbin dan karakteristiknya



Tingkatan Sudu – Sudu Turbin Impuls

Berdasarkan tingkatannya (stages), turbin impuls dapat dibedakan : a.

Turbin Impuls Bertingkat Tekanan

Turbin impuls disebut bertingkat tekanan jika semua jajaran dari sudu-sudu tetap merupakan nosel-nosel. Tekanan uap diturunkan secara bertahap sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah.


50

Gambar 41 Turbin impuls bertingkat tekanan

b.

Turbin Impul Bertingkat Kecepatan

Turbin impuls dikatakan bertingkat kecepatan bila seluruh penurunan tekanan terjadi di baris pertama dari sudu-sudu tetap (nosel). Selanjutnya uap akan mengalir melintasi tingkat-tingkat berikutnya dimana setiap kali melintasi jajaran sudu gerak sehingga kecepatan uap mengalami penurunan sehingga penurunan kecepatan uap berlangsung secara bertahap. Dalam hal ini sudu tetap hanya berfungsi sebagai pengarah uap ke baris sudu gerak berikutnya. Penurunan tekanan uap terjadi secara bertahap setiap melintasi jajaran sudusudu gerak, seperti yang terlihat pada gambar di bawah.


51

Gambar 42 Turbin impuls bertingkat kecepatan

c.

Turbin Impuls Bertingkat Tekanan dan Kecepatan

Turbin ini merupakan kombinasi dari turbin bertingkat tekanan dengan turbin bertingkat kecepatan yang dijelaskan diatas. Diagram dan karakteristik turbin ini seperti ditunjukkan dalam gambar.


52

Gambar 43 Turbin Impuls Bertingkat Tekanan dan Kecepatan.

Jenis turbin menurut banyaknya silinder dibagi menjadi : 

Single cylinder



Multi cylinder

Jenis turbin menurut jumlah aliran uap masuk dibagi menjadi : 

Single flow



Double flow


53

Gambar 44 Turbin single silinder dan multi silinder.



Sudu Bentuk Memuntir (Vortex)

Pada turbin High Pressure (Tekanan Tinggi) ukuran tinggi dari sudu–sudunya relatif kecil dibanding dengan diameter dari rotor sehingga variasi kecepatan sudu (tangential) mulai dari pangkal hingga ke ujung sudu tidak terlalu besar. Karena itu profil sudu untuk turbin tekanan tinggi umumnya mempunyai bentuk yang sama dari pangkal sudu sampai keujung. Tetapi tidak demikian halnya dengan sudu–sudu yang lebih panjang, khususnya pada turbin L.P. (tekanan rendah) dimana variasi kecepatan sudu mulai dari pangkal hingga ke ujung menjadi cukup besar. Variasi kecepatan ini akan mempengaruhi efisiensi sudu.


54

Kecepatan Sudu

Efisiensi dari sudu bervariasi dengan perbandingan :

Kecepatan Uap masuk ke sudu - sudu

Perbandingan ini dikatakan sebagai “perbandingan kecepatan”. Bentuk kurva efisiensi dari sudu-sudu jenis impuls dan reaksi diperlihatkan pada gambar 9.8. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa nilai optimum dari perbandingan kecepatan adalah : Impuls = 0,5

Reaksi = 0,9

Dengan kata lain, untuk memperoleh efisiensi maksimum, kecepatan sudu untuk jenis impuls sangat kecil dibandingkan kecepatan sudu jenis reaksi pada kecepatan uap yang sama. Ini menyebabkan sudu-sudu gerak yang panjang harus berprofil impuls pada bagain pangkal dan berprofil reaksi pada bagian ujung. Sudut masuk dari sudu–sudu berubah secara bertahap mulai dari pangkal hingga ke ujung sudu sehingga tetap dapat diperoleh efisiensi yang optimum meskipun ukuran tinggi sudu cukup panjang.

Gambar 45 Kurva Efisiensi Sudu-sudu

Untuk mengurangi stres akibat gaya sentrifugal, maka sudu – sudu gerak yang panjang ini dibuat meruncing dari pangkal ke ujung. Semua ini akan menghasilkan bentuk sudu yang lancip dan memuntir dari pangkal ke ujung yang dikenal sebagai “Sudu Vortex”.


55

Gambar 46 Sudu bentuk vortex

Karena separuh penurunan tekanan uap pada setiap tingkat terjadi pada sudu tetap akibat pengaruh 50 % reaksi, maka tekanan uap disisi luar dari sudu jalan menjadi lebih besar dibanding tekanan pada sisi dalam sudu. Hal ini akan membantu aliran uap melalui sudu– sudu untuk melawan pengaruh gaya sentrifugal yang cenderung melemparkan uap ke arah sisi luar dari sudu–sudu.

3.3 Konstruksi dan Bagian Utama Turbin Uap 3.4.5. Casing Casing adalah bagian yang diam merupakan rumah atau wadah dari rotor. Pada casing terdapat sudu-sudu diam (disebut stator) yang dipasang melingkar dan berjajar terdiri dari beberapa baris yang merupakan pasangan dari sudu gerak pada rotor. Sudu diam berfungsi untuk mengarahkan aliran uap agar tepat dalam mendorong sudu gerak pada rotor.


56

Gambar 47 Bagian utama turbin uap.

Gambar 48 Sudu tetap (Stator)

3.4.6. Rotor Rotor adalah bagian yang berutar terdiri dari poros dan sudu-sudu gerak yang terpasang mengelilingi rotor. Jumlah baris sudu gerak pada rotor sama dengan jumlah baris sudu diam pada casing. Pasangan antara sudu diam dan sudu gerak disebut tingkat (stage). Sudu gerak (rotor) berfungsi untuk mengubah energi kinetik uap menjadi energi mekanik. Selain casing dan rotor turbin dilengkapi dengan bantalan, katup utama, turning gear, dan sistem-sistem bantu seperti sistem pelumasan, sistem jacking serta sistem perapat .


57

Gambar 49 Rotor turbin uap

3.4.7. Bantalan Fungsi bantalan adalah untuk menopang dan menjaga rotor turbin agar tetap pada posisi normalnya. Ada dua macam bantalan pada turbin, yaitu 

Bantalan journal yang berfungsi untuk menopang dan mencegah poros turbin dari pergeseran arah radial



Bantalan aksial (thrust bearing) yang berfungsi untuk mencegah turbin bergeser

kearah

aksial. Di dalam bantalan kemungkinan dapat terjadi kontak (gesekan) antara bagian yang berputar dengan bagian yang diam. Untuk mengurangi gesekan langsung, maka pada bantalan diberikan minyak pelumas bertekanan.


58

Gambar 50 Bantalan jurnal.

Gambar 51 Bantalan aksial

3.4.8. Katup Utama Katup utama turbin terdiri dari Main Stop Valve (MSV) dan Governor Valve (GV). Pada turbin dengan kapasitas > 100 MW dilengkapi dengan katup uap reheat, yaitu Reheat Stop Valve (RSV) dan Interceptor Valve (ICV). Main Stop Valve (MSV)


59

Gambar 52 Main Stop Valve

Katup ini berfungsi sebagai katup penutup cepat jika turbin trip atau sebagai katup pengisolasi turbin terhadap uap masuk. MSV bekerja dalam dua posisi yaitu menutup penuh atau membuka penuh. Pada saat turbin beroperasi maka MSV membuka penuh. Sebagai penggerak untuk membuka MSV digunakan tekanan minyak hidrolik. Sedangkan untuk menutupnya digunakan kekuatan pegas. 

Governor Valve (GV)

Turbin harus dapat beroperasi dengan putaran yang konstan pada beban yang berubah ubah. Untuk membuat agar putaran turbin selalu tetap digunakan governor valve yang bertugas mengatur aliran uap masuk turbin sesuai dengan bebannya. Sistem governor valve yang digunakan umumnya adalah mechanic hydraulic (MH) atau electro hydraulic (EH).


60

Gambar 53 Main Steam Flow (UBP Suralaya Unit 5-7)

3.4 Sistem Pelumasan dan Jacking Turbin Uap 3.4.1. Sistem Pelumasan Turbin tidak boleh diputar tanpa adanya pelumasan sehingga pelumasan bantalan sangatlah penting. Parameter utama dari sistem pelumasan adalah tekanan. Untuk menjamin tekanan minyak pelumas yang konstan disediakan beberapa pompa minyak pelumas : 1.

Main Oil Pump (MOP)

2.

Auxiliary Oil Pump (AOP).

3.

Emergency Oil Pump (EOP)



Main Oil Pump adalah pompa pelumas utama yang digerakan oleh poros turbin sehingga baru berfungsi ketika putaran turbin mencapai lebih dari 95 %.



Auxiliary Oil Pump adalah pompa yang digerakkan dengan motor listrik AC. Pompa ini berfungsi pada start up dan shut down turbin serta sebagai back up bila tekanan minyak pelumas dari MOP turun.



Emergency Oil Pump adalah pompa yang digerakkan dengan motor listrik DC dan digunakan sebagai cadangan atau darurat ketika pasok listrik AC hilang.


61

Gambar 54 Sistem pelumasan

3.4.2. Sistem Jacking Oil Pada turbin kapasitas besar, berat rotornya juga besar sehingga dalam keadaan diam rotor tersebut akan menyingkirkan lapisan minyak pelumas dari permukaan poros dan bantalan. Dalam keadaan seperti ini, bantalan atau poros akan rusak bila diputar. Untuk menghindari kerusakan akibat tiadanya pelumasan diantara poros dan bantalan, maka digunakan sistem jacking oil. Jacking oil berfungsi untuk mengangkat poros dengan minyak tekanan tinggi.

Gambar 55 Sistem Jacking Oil


62

3.5 Turning Gear Rotor turbin yang berat dan panjang apabila dibiarkan dalam keadaan diam dalam waktu yang lama dapat melendut. Pelendutan menjadi lebih nyata apabila dari kondisi operasi yang panas langsung berhenti. Untuk mencegah terjadinya pelendutan, maka rotor harus diputar perlahan secara kontinyu atau berkala. Alat untuk memutar rotor turbin ini disebut turning gear atau bearing gear. Turning gear digerakkan dengan motor listrik melalui roda gigi dengan kecepatan putar antara 3 - 40 rpm. Turning gear juga memberikan torsi pemutar awal ketika turbin start.

Gambar 56 Turning Gear

3.6 Sistem Perapat Poros Celah diantara casing (bagian yang diam) dan rotor (bagian yang berputar) turbin menyebabkan terjadinya kebocoran uap keluar atau udara masuk turbin. Untuk mencegah


63

kebocoran pada celah tersebut dipasang perapat. Sistem perapat dilakukan dengan memasang labirin (sirip-sirip) pada casing maupun rotor secara berderet. Tetapi perapat yang hanya menggunakan labirin masih memungkinkan terjadinya kebocoran. Untuk itu pada labirin diberikan fluida uap sebagai media perapat (gland seal steam).

Gambar 57 Gland seal system

Gambar 58 Gland seal steam dan perapat labirin


64

Gambar 59 Siklus uap perapat (Gland Seal Steam)

3.7

Sistem Uap Ekstraksi (Extraction/Bleed Steam System)

Selama melintasi turbin hingga keluar ke kondensor, uap dicerat (diekstrak) di beberapa titik dan pada umumnya uap ini dialirkan ke pemanas awal air pengisi (Feed water Heater) untuk memanaskan air kondensat atau air pengisi. Uap tersebut dinamakan uap ekstraksi. Gambar di bawah memperlihatkan ketiga sistem uap tersebut, dimana garis tebal putus-putus menunjukkan sistem uap ekstraksi dan garis tebal menyatakan sistem uap utama serta sistem uap reheat. Fungsi dari Sistem Ektraksi adalah meningkatkan efisiensi termal dengan cara melakukan pemanasan awal pada air pengisi melalui proses “heat transfer” dari uap ekstraksi yang dicerat dari turbin pada tingkat tertentu. Dengan dinaikkannya temperatur air pengisi, maka jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk proses produksi uap akan lebih kecil. Sistem uap ekstraksi ini sudah diterapkan pada turbin uap yang digunakan untuk pembangkit listrik.


65

Gambar 60 Sistem Uap Ekstraksi


66

4.

KONDENSOR DAN ALAT BANTUNYA

4.1 Prinsip Kerja Kondensor Kondensor adalah peralatan yang berfungsi untuk mengubah uap menjadi air. Proses perubahannya dilakukan dengan cara mengalirkan uap ke dalam suatu ruangan yang berisi pipa-pipa (tubes). Uap mengalir di luar pipa-pipa (shell side) sedangkan air sebagai pendingin mengalir di dalam pipa-pipa (tube side). Kondensor seperti ini disebut kondensor tipe surface (permukaan). Kebutuhan air untuk pendingin di kondensor sangat besar sehingga dalam perencanaan biasanya sudah diperhitungkan. Air pendingin diambil dari sumber yang cukup persediannya, yaitu dari danau, sungai atau laut. Posisi kondensor umumnya terletak dibawah turbin sehingga memudahkan aliran

uap keluar turbin untuk masuk kondensor karena

gravitasi.

Gambar 61 Prinsip kerja kondensor

Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin, kebersihan pipa-pipa dan perbedaan temperatur antara uap dan air pendingin. Proses perubahan uap menjadi air terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi vakum. Karena temperatur air pendingin sama dengan temperatur udara luar, maka temperatur air kondensatnya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.

4.2 Konstruksi Kondensor Aliran air pendingin ada dua macam, yaitu satu lintasan (single pass) atau dua lintasan (double pass). Untuk mengeluarkan udara yang terjebak pada water box (sisi air pendingin),


67

dipasang venting pump atau priming pump. Udara dan non condensable gas pada sisi uap dikeluarkan dari kondensor dengan ejector atau pompa vakum.

Gambar 62 Kondensor tipe permukaan (surface condenser)

Gambar 63 Konstruksi Kondensor


68

4.3 Sistem Air Pengisi 4.3.1 Sistem air kondensat Sistem air kondensat merupakan sumber pasokan utama untuk sistem air pengisi ketel. Mayoritas air kondensat berasal dari proses kondensasi uap bekas di dalam kondensor. Rentang sistem air kondensat adalah mulai dari hotwell sampai ke Dearator. Selama berada dalam rentang sistem air kondensat, air mengalami 3 proses utama yaitu mengalami pemanasan, mengalami pemurnian dan mengalami deaerasi. Pada saat melintasi sistem air kondensat, air mengalami pemanasan pada berbagai komponen antara lain di gland steam condensor, di air ejector dan di beberapa pemanas awal air pengisi tekanan rendah. Pemanasan ini dilakukan untuk meningkatkan efisiensi siklus serta menghemat pemakaian bahan bakar. Bila air kondensat tidak dipanaskan, berarti membutuhkan lebih banyak bahan bakar untuk menaikkan temperatur air didalam ketel. Selain itu, air kondensat juga mengalami proses pemurnian untuk mengurangi pencemarpencemar padat dan cair yang terkandung dalam air kondensat.

Gambar 64 Sistem Air Kondensat (UBP Suralaya unit 5-7)

Pemurnian yang dilakukan didalam sistem air kondensat termasuk sistem pemurnian didalam siklus (Internal Treatment) yang dapat dilakukan dengan cara mengalirkan air kondensat


69

melintasi penukar ion (Condensate Polishing) bila ada, maupun secara kimia melalui penginjeksian bahan - bahan kimia. Melalui proses pemurnian internal ini, maka pencemar yang dapat mengakibatkan deposit maupun korosi pada komponen-komponen ketel dapat dihilangkan sehingga kualitas air kondensat menjadi lebih baik. Terjadinya deposit di ketel yang disebabkan oleh kualitas air yang buruk, dapat mengakibatkan terhambatnya proses perpindahan panas didalam ketel dan pada kondisi ekstrim dapat mengakibatkan bocornya pipa-pipa ketel akibat over heating. Deaerasi adalah proses pembuangan pencemar gas dari dalam air kondensat. Gas-gas pencemar yang ada dalam air kondensat misalnya oksigen (O2), carbondioksida (CO2) dan non condensable gas lainnya. Pencemar gas dapat menyebabkan korosi pada saluran dan komponen-komponen yang dilaui air kondensat. Proses deaerasi ini terjadi didalam deaerator yang merupakan komponen paling hilir (akhir) dari sistem air kondensat. Ilustrasi sistem air kondensat terlihat seperti pada gambar dibawah ini : Komponen-komponen yang terdapat pada sistem air kondensat antara lain : a.

Hotwell.

Hotwell adalah tangki penampung yang terletak dibagian bawah kondensor dan berfungsi untuk menampung air hasil kondensasi uap bekas didalam kondensor sebagai pemasok utama sistem air kondensat. Tetapi perlu diketahui bahwa hasil kondensasi uap bekas tidak selalu mencukupi kebutuhan untuk sistem kondensat. Oleh karena itu, level air kondensat dalam hotwell harus selalu dimonitor. Bila level hotwell terlalu rendah, maka pompa kondesat akan trip untuk mengamankan pompa. Manakala level hotwell terlalu tinggi, maka air kondensat akan merendam pipa-pipa pendingin kondensor, sehingga dapat mengurangi proses pendinginan dalam kondensor. Hal ini dapat mengakibatkan menurunnya laju kondensasi uap bekas sehingga menurunkan vacum kondensor. Untuk menjaga stabilitas level hotwell, umumnya disediakan “Hotwell Level Control” yang akan mengontrol level hotwell decara otomatis. Bila level hotwell turun dari harga yang semestinya, maka “Hotwell Level Control” akan memerintahkan katup air penambah (make up water) untuk membuka sehingga air penambah akan mengalir masuk kedalam hotwell akibat tarikan vacum kondensor. Ketika level hotwell kembali ke kondisi normal, “Hotwell Level Control” akan memerintahkan katup air penambah untuk menutup.


70

Bila level hotwell terlalu tinggi, maka “Hotwell Level Control” akan memerintahkan katup pelimpah (Spill Over/Overflow Valve) untuk membuka dan mengalirkan air kondensat melaui pompa kondensat, saluran

pelimpah dan kembali ke Tangki air penambah. Ketika level

hotwell kembali normal, maka katup pelimpah akan menutup kembali. b.

Pompa Kondesat (Condensate Pump).

Berfungsi untuk mengalirkan air kondensat dari hotwell melintasi sistem air kondensat menuju ke deaerator. Umumnya sistem kondensat memiliki 2 buah pompa kondensat yaitu 1 untuk cadangan (stand by) dan satu lagi beroperasi.Jenis pompa yang banyak dipakai adalah pompa sentrifugal bertingkat (multy stage). Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa sisi hisap pompa kondensat berhubungan dengan hotwell yang vakum. Untuk menjamin kontinuitas aliran air ke sisi hisap (suction) pompa, maka tekanan pada sisi hisap pompa paling tidak harus sama dengan tekanan kondensor. Berkaitan dengan hal tersebut, maka sisi hisap pompa dilengkapi dengan saluran penyeimbang tekanan (Equalizing / Balancing Line) agar tekanan pada sisi hisap pompa selalu sama dengan tekanan kondensor. Faktor yang perlu diperhatikan oleh operator adalah bahwa katup isolasi (bila ada) pada saluran penyeimbang ini harus selalu terbuka selama pompa beroperasi. Pada mulut saluran hisap pompa kondensat didalam hotwell biasanya dipasang “Vortex Eliminator” untuk mencegah terjadinya pusaran air (vortex). Bila pusaran ini sampai terjadi, maka pompa kondensat akan mengalami kavitasi yang dapat merusak pompa. Kavitasi ini juga dapat timbul bila temperatur air kondensat didalam hotwell terlalu tinggi. Pompa kondensat juga dilengkapi oleh saringan (strainer) pada sisi hisapnya. Disamping itu juga dilengkapi oleh katup isolasi yang dipasang sisi hisap dan sisi tekan pompa. Ketika akan mencuci saringan, kedua katup isolasi ini harus ditutup rapat. Pada saat membuka katup isolasi sisi hisap, lakukan secara hati-hati karena setelah pencucian strainer, rumah strainer masih terisi udara. Pada sisi tekan pompa juga dipasang katup satu arah (check valve) untuk mencegah aliran balik terhadap pompa. c.

Gland Steam Condensor.

Gland steam condensor adalah penukar panas untuk mengkondensasikan uap bekas dari perapat poros turbin. Uap bekas ini akan memanaskan air kondensat dari pompa kondensat yang dialirkan melintasi gland steam condensor. Karena panasnya diserap oleh air kondensat, uap bekas dari perapat poros akan mengembun dan selanjutnya dialirkan ke hotwell hingga bercampur dengan air hotwell. Didalam gland steam condensor, air kondensat Simple Inspiring Performing Phenomenal

71

mengalir dibagian dalam pipa sedang uap bekas perapat berada diluar pipa. Gland steam condensor dilengkapi dengan Fan penghisap (exhauster Fan) yang berfungsi untuk membuat tekanan Gland Steam Condensor sisi uap sedikit vacum. Dengan kevacuman ini, maka uap bekas perapat turbin akan mudah mengalir kedalam gland steam condensor. Tekanan dalam Gland Steam Condensor berkisar antara - 8 sampai - 15 inchi kolom air. d.

Condensate Polisher (bila ada)

Merupakan perangkat penukar ion seperti demineralizer plant yang ditempatkan didalam siklus air kondensat. Fungsinya untuk menjaga kualitas air kondensat. Condensate Polisher akan mengikat calcium, magnesium, sodium sulphate, chlorid dan nitrat dari air kondensat melalui penukar ion. Cara ini telah terbukti sangat efektif untuk menghilangkan garam-garam dari air kondensat. Penukar ion yang dipakai umumnya dari jenis campuran resin penukar kation dan resin penukar anion (mix bed). Pertama-tama, ion bermuatan positif (kation) dari air kondesat (Calcium, magnesium dan sodium) akan ditukar oleh resin penukar kation. Setelah itu baru ion bermuatan negatif (anion) dari air kondensat (sulphate, chloride dan nitrate) akan ditukar oleh resin penukar anion. Setelah beroperasi beberapa lama, resin resin tersebut akan menjadi jenuh dan tidak mampu lagi menukar ion. Dalam kondisi seperti ini, resin-resin tersebut harus diregenerasi agar dapat aktif kembali. Tangki mix bed dengan resin yang sudah jenuh harus dinon aktifkan dan ditukar dengan tangki mixbed satunya lagi (umumnya tersedia 2 tangki mixbed). Resin yang jenuh dalam tangki mixbed yang tidak aktif kemudian harus dipindahkan ke tangki regenerasi. Salah satu sarana transportasi yang banyak digunakan untuk memindakan resin yang jenuh ke tangki regenerasi adalah udara bertekanan (compresed air).


72

Gambar 65 Line Condensate Polisher

Dengan dihembus oleh udara bertekanan, resin dialirkan melalui pipa ke tangki regenerasi. Setelah regenerasi selesai dilakukan di tangki regenerasi, resin dialirkan kembali ke tangki mix bed agar dapat dipergunakan bila kondisi membutuhkan. Condensate polisher juga dilengkapi dengan katup pintas (bypass) untuk mengalirkan air kondensat tanpa melewati condensate polisher.

e.

Condensate Polisher Booster Pump.

Dengan adanya pompa booster ini, maka tekanan kerja pompa kondensat dapat dibuat relatif rendah guna menjamin kondisi yang aman bagi condensate polisher. Setelah melewati condensate polisher, tekanan air kondesat dinaikkan oleh pompa booster condensate polisher agar mampu mengalir hinggga sampai kedeaerator. Umumnya sistem dilengkapi oleh 2 buah pompa booster dimana 1 buah beroperasi sedang satu lainnya stand by. Pompa ini juga dilengkapi dengan proteksi terhadap tekanan sisi hisap rendah sehingga bila tekanan sisi hisapnya terlalu rendah, maka pompa booster ini akan trip.


73

f.

Steam Air Ejector Condensor

Pada PLTU yang menggunakan ejector uap untuk mempertahankan vakum kondensor, maka uap bekas bercampur non condensable gas yang masih mengandung energi panas dipakai untuk memanaskan air kondensat yang dialirkan lewat steam air ejector condenser. Dengan cara ini maka panas yang terkandung dalam campuran uap tadi akan diserap oleh air kondensat sehingga temperatur air kondensat keluar dari steam air ejector condenser akan mengalami kenaikkan. Uap yang telah diserap panasnya akan mengembun dan airnya dialirkan ke hotwell. g.

Saluran Resirkulasi (Condensate Recirculation Line).

Dalam sistem air kondensat, pada lokasi setelah condensate polisher terdapat saluran simpang kembali ke kondensor / hotwell. Saluran simpang ini disebut saluran resirkulasi. Saluran ini berfungsi sebagai proteksi terhadap komponen-komponen pompa kondensat, gland steam condenser, condensate polisher, condensate polisher booster pump dan steam air ejector condensor. Saluran ini dilengkapi dengan katup pengatur otomatis yang mendapat signal pengaturan dari besarnya aliran air kondensat yang menuju deaerator. Bila aliran sangat rendah, maka katup resirkulasi ini akan membuka dan mengalirkan kembali (meresirkulasi) sebagian air kondensat kembali kehotwell. Dengan cara ini berarti komponen komponen seperti tersebut diatas selalu dilewati aliran air kondensat yang senantiasa cukup. Bila aliran air kondensat ke deaerator semakin bertambah tinggi, maka katup resirkulasi akan menutup. Pada beberapa PLTU, saluran ini juga disebut saluran minimum flow karena berfungsi untuk menjamin selalu tercapainya aliran minimum air kondensat sesuai kebutuhan dari komponenkomponen yang disebut di atas.


74

Gambar 66 Saluran Resirkulasi

h.

Katup Pengatur Aliran Kondensat / Katup Pengontrol Level Deaerator.

Katup ini terpasang di saluran air kondensat menuju deaerator yang berfungsi untuk mengontrol level deaerator. Dalam posisi pengaturan otomatis katup ini dikendalikan oleh level deaerator. Bila level deaerator turun, pembukaan katup akan bertambah besar sehingga aliran air kondensat menuju deaerator juga akan meningkat. Pada saat level deaerator tinggi, pembukaan katup akan berkurang untuk mengurangi aliran air kondensat ke deaerator. Pada beberapa PLTU, terdapat 2 macam katup pengontrol level deaerator, yaitu katup pengontrol untuk kondisi normal operasi dan katup pengontrol untuk kondisi start up/beban rendah. Katup yang pertama berfungsi untuk mengatur aliran air kondensat ketika unit sudah berada dalam kondisi normal operasi pada beban yang cukup dimana aliran air kondensat sudah cukup tinggi. Katup yang kedua berfungsi untuk mengatur aliran air kondensat ketika unit sedang start up atau ketika beroperasi pada beban rendah. Pada saat ini, dibutuhkan aliran yang masih relatif rendah, serta variasi perubahan aliran yang relatif kecil. Dimensi katup maupun saluran pipa katup ini lebih kecil dibanding katup pertama sehingga memungkinkan pengaturan aliran dengan variasi yang halus.


75

Gambar 67 Pengaturan Level Deaerator

Pada jenis PLTU yang menggunakan variasi putaran untuk mengatur aliran air kondensat, katup pengatur seperti tersebut tidak tersedia dalam sistem air kondensat.

i.

Pemanas awal air tekanan rendah (LP heater)

Pemanas awal air tekanan rendah berfungsi untuk meningkatkan efisiensi siklus dengan cara memanaskan air kondensat yang melintasinya. Media pemanas yang digunakan adalah uap yang dicerat / diekstrak dari turbin dan disebut uap ekstraksi (bleed steam / extraction steam). Pemanas ini umumnya tipe permukaan (surface) dimana air mengalir dibagian dalam pipa sedang uap ekstraksi dibagian luar pipa. Kondensasi uap ekstraksi yang terbentuk dialirkan ke pemanas awal air tingkat yang lebih rendah atau langsung ke kondensor. Gambar di bawah ini memperlihatkan sebuah pemanas awal beserta kelengkapannya.


76

Gambar 68 Low Pressure Heater (LPH)

j.

Deaerator

Deaerator merupakan komponen paling hilir dari sistem air kondensat. Merupakan pemanas tipe kontak langsung (direct contact heater). Memiliki 2 fungsi utama yaitu untuk memanaskan air kondensat dan sekaligus menghilangkan gas-gas (non condensable gas) dari air kondensat. Media pemanas yang digunakan adalah juga uap ekstraksi. Didalam deaerator terjadi kontak langsung antara air kondesat dengan uap pemanas. Akibat percampuran ini, maka temperatur air kondensat akan naik hingga hampir mencapai titik didihnya. Semakin dekat temperatur air kondensat dengan titik didihnya, semakin mudah pula proses pemisahan air dengan oksigen dan gas-gas lainnya yang terlarut dalam air kondensat. Ada beberapa tipe deaerator, tetapi yang banyak dipakai adalah tipe “Spray & Tray”, seperti yang terlihat pada gambar di bawah :


77

Gambar 69 Deaerator Tipe “Spray & Tray”

Pada deaerator tipe ini, air kondensat yang masuk dikabutkan melalui jajaran

pengabut

(spray) untuk memperluas bidang kontak antara air dengan pemanas serta menjamin pemerataan distribusi air kondensat didalam pemanas. Air kondensat yang mengabut ini kemudian turun kejajaran kisi-kisi (Tray). Dari bagian bawah tray, uap pemanas dari saluran ekstraksi dihembuskan mengarah keatas dan bercampur dengan kabut air kondensat yang menetes pada kisi-kisi. Akibatnya terjadi pertukaran panas antara uap dengan air sekaligus terjadi pula proses deaerasi. Oksigen dan gas-gas lain akan mengalir keatas dan keluar dari deaerator menuju atmosfir melalui saluran venting. Proses deaerasi secara mekanis seperti ini ternyata tidak menjamin bahwa air kondensat akan bebas 100% dari Oksigen. Guna membantu tugas deaerator untuk menghilangkan oksigen, maka cara kimia pun dilaksanakan juga yaitu dengan menginjeksikan Hydrazine kedalam air kondensat pada suatu titik sebelum air kondensat masuk deaerator. Penginjeksian ini dilakukan oleh pompa khusus injeksi bahan kimia. Air kondensat yang sudah bebas oksigen dan gas-gas lain ini kemudian turun dan ditampung pada tangki penampung (storage tank) yang berada dibagian bawah deaerator dan siap untuk dialirkan ke pompa air pengisi ketel.


78

Beberapa peralatan proteksi juga dipasang pada deaerator. Salah satunya adalah katup pengaman tekanan lebih (Relief Valve). Bila tekanan didalam deaerator terlalu tinggi hingga mencapai harga tertentu, maka katup pengaman akan terbuka sehinggga deaerator akan terhubung ke atmosfir. Dalam keadaan ini, uap akan mengalir ke atmosfir dan deaerator menjadi aman. Pada beberapa deaerator bahkan juga dilengkapi dengan vacuum breaker untuk melindungi deaerator dari kemungkinan terjadinya vacum dalam deaerator. Perangkatnya berupa saluran yang ditutup dengan diapragma. Bila tekanan deaerator turun hingga lebih rendah dari tekanan atmosfir, maka diapragma akan pecah dengan udara atmosfir akan masuk guna mencegah vacum yang lebih tinggi didalam deaerator.

4.3.2 Sistem air pengisi tekanan tinggi Sistem air pengisi adalah merupakan kelanjutan dari sistem air kondensat. Terminal akhir dari sistem air kondensat adalah deaerator yang merupakan pemasok air kesisi hisap pompa air pengisi. Mulai dari sini, air yang sama berubah nama menjadi air pengisi. Perbedaan yang mencolok antara air kondensat dengan air pengisi terletak pada tekanannya. Tekanan air pada sistem air pengisi naik hinggga lebih tinggi dari tekanan ketel.

Gambar 70 High Pressure Heater (HPH)


79

Fungsi dari sistem air pengisi hampir sama dengan

sistem air kondensat yaitu untuk

menaikkan tekanan, menaikkan temperatur serta memurnikan air pengisi. Tekanan air pengisi perlu dinaikkan agar air pengisi dapat mengalir kedalam ketel. Tugas ini dilaksanakan oleh pompa air pengisi ketel (BFP). Disamping itu, selama melintasi sistem, air pengisi mengalami beberapa tahap pemanasan sehinggga mengalami kenaikkan temperatur. Pemanasan ini dilakukan untuk dua tujuan yaitu : 

Semakin dekat temperatur air pengisi masuk ketel dengan titik didih air pada tekanan ketel, maka semakin sedikit bahan bakar yang diperlukan untuk proses penguapan didalam ketel.



Temperatur air pengisi yang akan masuk ketel sedapat mungkin harus mendekati temperatur metal ketel sebab perbedaaan yang besar antara keduanya dapat menimbulkan kerusakkan komponen ketel akibat thermal stress.

Fungsi pemurnian bertujuan untuk menghilangkan zat-zat pencemar padat dari air pengisi melalui cara kimia yaitu dengan meninjeksikan bahan kimia guna menggumpalkan zat-zat padat yang terlarut dalam air pengisi. Gumpalan zat-zat padat ini kemudian dapat dibuang melalui saluran blowdown pada ketel. Agar dapat melaksanakan semua tugas tersebut, maka sistem air pengisi memiliki beberapa komponen antara lain : a.

Pompa air pengisi (BFP).

Kebanyakan berjenis pompa centrifugal bertingkat dengan putaran tetap ataupun putaran variabel. Jumlah pompa tergantung pada kapasitas unit pembangkit. Beberapa PLTU memiliki 2 pompa air pengisi dimana 1 pompa untuk beroperasi dan satu pompa untuk cadangan (stand by). Beberapa PLTU lain dilengkapi dengan 3 buah pompa dengan 2 buah pompa beroperasi (pada beban penuh) dan satu pompa stand by. Penggerak pompa juga beberapa macam. Ada pompa air pengisi yang digerakkan oleh motor listrik, ada juga yang digerakkan oleh turbin uap khusus yang memang dibuat hanya untuk menggerakkan BFP. Saat ini, penggerak yang disebut terakhir semakin banyak digunakan karena lebih efisien terutama untuk BFP berukuran besar.


80

Pompa air pengisi dilengkapi dengan beberapa perlengkapan lain seperti :



Kelengkapan sisi hisap (Suction Valve).

Gambar 71 . Boiler Feed Pump (BFP)

Sisi hisap BFP dilengkapi dengan katup isolasi baik berupa katup tangan maupun yang digerakkan oleh motor. BFP hanya boleh beroperasi bila katup ini dalam keadaan terbuka karena bila BFP beroperasi dalam keadaan katup hisap tertutup akan membahayakan pompa. Karena itu, katup ini biasanya dilengkapi dengan limit switch yang akan memberikan signal dimana signal ini merupakan salah satu syarat untuk start pompa. 

Sisi hisap (Suction Strainer).

Pada sisi masuk, setelah katup (suction valve) dipasang pula saringan (suction strainer) yang berfungsi untuk menyaring partikel-partikel padat dari air pengisi. Operator harus selalu memperhatikan kondisi saringan ini. Bila saringan kotor, dapat mengakibatkan kavitasi pada BFP. Untuk memonitor kondisi saringan, disediakan alat untuk mengukur perbedaan tekanan (∆P) antara sebelum dan sesudah saringan. Bila ∆P tinggi, berarti saringan kotor. Dalam kondisi ini, jalankan BFP yang standby, lalu matikan BFP yang saringannya kotor. Lakukan pengisolasian terhadap pompa dengan menutup katup hisap dan katup sisi tekan, kemudian bersihkan saringan yang kotor.



Katup - katup sisi tekan.

Seperti halnya sisi hisap, sisi tekan BFP juga dilengkapi katup isolasi. Selain itu juga dilengkapi katup searah (check valve) untuk mencegah aliran balik. Simple Inspiring Performing Phenomenal

81



Pengimbang gaya aksial.

Gaya aksial merupakan aspek yang perlu mendapat perhatian dalam BFP. Perbedaan tekanan antara sisi tekan (discharge) dengan sisi hisap (suction) pada BFP sangat besar.

Gambar 72 Saluran Piston Pengimbang Pada BFP

Perbedaan tekanan ini akan menimbulkan gaya aksial yang cenderung mendorong rotor pompa kearah sisi tekanan rendah. Untuk mengantisipasi masalah ini, ada BFP yang dilengkapi dengan bantalan aksial (Thrust bearing). Pada konstruksi BFP yang lain, gaya aksial ini diantisipasi oleh piston pengimbang (balancing drum) yang dipasang diujung poros sisi tekanan tinggi. Sebagian air dari sisi tekanan tinggi dialirkan ke piston pengimbang sehingga menghasilkan gaya aksial yang berlawanan arah dengan arah gaya aksial asli yang timbul pada poros pompa. Air yang diarahkan ke piston pengimbang ini kemudian dapat dikembalikan lagi ke sisi hisap (suction) pompa (internal) atau langsung ke deaerator (external) seperti terlihat pada gambar di bawah. 

Saluran pemanasan (Warming Line)

Seperti diketahui bahwa BFP beroperasi pada temperatur tinggi sehingga terjadi perbedaan temperatur yang tinggi antara pompa yang beroperasi dengan pompa yang standby. Manakala situasi menuntut agar pompa yang standby segera start, maka akan terjadi thermal stress akibat perbedaan temperatur yang besar antara pompa dengan temperatur air pengisi.


82

Untuk menanggulangi masalah ini, maka BFP dilengkapi dengan saluran pemanasan (warming line). Fungsinya adalah untuk menghangatkan (warming) pompa yang standby agar pada saat start, perbedaan temperatur pompa dengan temperatur air pengisi tidak terlalu besar lagi. Proses pemanasannya sendiri adalah dengan cara mengalirkan air pengisi dengan aliran yang sangat rendah secara kontinyu kedalam pompa yang standby. Air yang digunakan dapat berasal dari sisi tekan BFP yang beroperasi atau dapat juga dari deaerator. 

Saluran air pancar (Attemperator).

Beberapa ketel dilengkapi dengan peralatan pengatur uap dengan menggunakan air pancar (Attemperator). Air yang digunakan untuk keperluan tersebut juga berasal BFP. Saluran air pancar untuk superheater umumnya dicabangkan dari sisi tekan BFP. Sedangkan saluran air pancar untuk Reheat, biasanya diekstrak dari tingkat tertentu BFP. 

Sistem pelumasan.

Mengingat ukuran BFP cukup besar, maka umumnya dilengkapi dengan sistem pelumasan sirkulasi bertekanan. Sistem terdiri dari tangki pelumas, pompa pelumas, pendingin minyak pelumas, saringan dan katup-katup pengatur. Pada beberapa BFP terdapat 2 pompa pelumas yaitu pompa pelumas utama dan pompa pelumas bantu. Pompa pelumas utama digerakkan oleh poros pompa sedang pompa pelumas bantu digerakkan oleh motor listrik. Sebelum pompa beroperasi, pelumasan dipasok oleh pompa pelumas bantu. Setelah pompa berputar, tugas pelumasan diambil alih oleh pompa pelumas utama. Pada BFP yang menggunakan kopling fluida, maka selain memasok sistem pelumasan minyak yang sama juga digunakan sebagai fluida kerja pada kopling fluida. 

Sistem pengaturan aliran air pengisi.

Pengaturan aliran air pengisi dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya : -

Pengaturan aliran dengan variasi putaran pompa melalui kopling fluida. Dalam sistem pengaturan ini, penggerak pompa umumnya motor listrik dengan putaran konstan. Motor dihubungkan ke BFP dengan perantaraan kopling fluida. Dengan pengaturan kopling fluida, maka putaran BFP dapat dibuat variabel. Melalui variasi putaran BFP ini akan diperoleh variasi aliran air pengisi. Skema sistem pengaturan ini dapat dilihat pada gambar


83

Gambar 73 Pengaturan Aliran Dengan Kopling Fluida

-

Pengaturan aliran dengan variasi putaran turbin. Sistem pengaturan ini ditetapkan pada BFP yang digerakkan oleh turbin uap khusus untuk menggerakkan BFP. Dalam hal ini BFP dikopel langsung dengan turbin. Untuk mendapatkan variasi aliran, dilakukan dengan merubah putaran BFP. Variasi pengaturan putaran turbin dilakukan oleh governor dengan sistem pengaturan yang mirip dengan sistem yang diterapkan pada turbin PLTU. Bila aliran uap ditambah, maka putaran pompa akan naik. Sebaliknya bila aliran uap dikurangi, maka putaran pompa akan turun. Dengan cara ini diperoleh variasi aliran air pengisi ke ketel. Skema pengaturan semacam ini dapat dilihat pada gambar di bawah

Gambar 74 Pengaturan Aliran Air Pengisi Dengan Governor


84

-

Pengaturan aliran dengan katup. Umumnya BFP dihubungkan langsung dengan motor listrik yang putarannya tetap. Variasi aliran diperoleh melalui variasi pembukaan katup. Pengaturan aliran dengan sistem ini dilakukan oleh katup pengatur, seperti terlihat pada gambar di bawah

Gambar 75 Pengaturan Aliran Dengan Katup



Saluran Resirkulasi BFP.

Pada saluran sisi tekan (discharge) BFP terdapat percabangan saluran yang dihubungkan kembali ke deaerator. Saluran ini disebut saluran Resirkulasi BFP yang fungsinya untuk memproteksi BFP dengan cara menjamin selalu ada aliran air dari BFP dalam kondisi apapun juga. Saluran ini kadangkala juga disebut saluran minimum flow. Pada saluran ini dipasang katup yang hanya mengenal dua posisi yaitu posisi tertutup penuh dan posisi buka penuh. Signal untuk membuka atau menutup katup ini biasanya berasal dari aliran air pengisi menuju ketel (Feedwater Flow). Bila aliran menuju ketel rendah, maka katup resirkulasi akan membuka sehingga sebagian air dari BFP akan mengalir melintasi saluran resirkulasi dan kembali ke Deaerator. Bila aliran air pengisi menuju ketel sudah cukup tinggi, katup resirkulasi akan menutup. b.

Pemanas awal air pengisi.

Seperti halnya pada sistem air kondensat, sistem air pengisi juga dilengkapi dengan pemanas awal air pengisi. Fungsinya juga sama yaitu untuk menaikkan temperatur air pengisi guna menghemat pemakaian bahan bakar dan menaikkan efisiensi siklus. Media pemanas yang digunakan adalah juga uap ekstraksi dari turbin namun berasal dari titik-titik ekstraksi pada


85

daerah tekanan uap yang lebih tinggi. Tipe pemanas yang dipakai adalah tipe permukaan (surface) dimana air pengisi mengalir dalam pipa sedang uap ekstraksi diluar pipa. Dalam usaha untuk mendapatkan efisiensi pemanas awal yang optimum, pemanas air pengisi dirancang untuk terdiri dari 3 zona yaitu : 

Zona desuperheating Pada zona ini terjadi penyerapan fraksi panas Superheat dari uap ekstraksi oleh air pengisi.



Zona panas laten. Merupakan area perpindahan panas yang dominan dimana fraksi panas laten dari uap ekstraksi diserap oleh air pengisi.



Zona Subcooling. Merupakan area dimana sebagian fraksi panas sensibel diserap olah air pengisi sehingga temperatur air kondensasi uap ekstraksi mengalami penurunan hingga dibawah titik didih (subcooling), sebelum mengalir kesaluran drain.

Gambar 76 Pemanas Awal Air Pengisi

Perlengkapan pemanas awal air pengisi lainnya sama seperti yang telah dibahas pada pemanas awal air pada sistem air kondensat.


86

4.4 Sistem Air Pendingin System air pendingin di PLTU dibedakan menjadi dua yaitu system air pendingin utama dan system air pendingin bantu (auxiliary cooling water) Fungsi utama dari sistem air pendingin utama adalah menyediakan dan memasok air pendingin yang diperlukan untuk mengkondensasikan uap bekas dan drain uap didalam kondensor. Fungsi lainnya adalah memasok air untuk mendinginkan “Heat Exchanger” pada sistem air pendingin bantu (auxiliary cooling water) yang merupakan siklus pendingin tertutup. Air pendingin utama merupakan media pendingin untuk menyerap panas laten uap bekas dari turbin yang mengalir kedalam kondensor. Tanpa pasokan air pendingin turbin kondensasi tidak dapat dioperasikan. Sedangkan aliran air pendingin utama yang kurang dapat menyebabkan vakum kondensor menjadi rendah dan dapat mengakibatkan unit trip. Sistem air pendingin harus dirancang mampu memenuhi kebutuhan operasi unit pembangkit secara konitinyu, ekonomis dan handal. Rancangan sistem air pendingin harus meliputi : 

Menjamin tersedianya air untuk keperluan operasi PLTU pada setiap waktu



Jumlah aliran airnya cukup untuk menghasilkan efisiensi PLTU yang optimal pada semua kondisi beban temperatur.



Penyediaan air yang stabil pada semua kondisi tanpa perlu pengaturan



Pemeliharaannya murah dan mudah dilakukan



Biaya investasi dan operasinya rendah.

Jumlah dan temperatur air pendingin yang tersedia akan menentukan vakum kondensor maksimum yang dapat dicapai. Oleh karena itu banyak PLTU atau PLTGU yang dibangun di tepi pantai (laut) berhubungan dengan tersedianya sumber air yang tak terbatas. Aliran uap bekas (exhasut steam) turbin yang masuk kondensor harus terdistribusikan sedemikian rupa sehingga perpindahan panas laten uap ke air pendingin berlangsung dengan optimal. Kondensor hanya perlu untuk mengkondensasikan uap saja, pendinginan lebih lanjut justru akan merugikan. Jumlah panas yang dibuang ke laut atau udara sangatlah besar, tetapi kerugian panas ini menjadi berkurang apabila kapasitas unitnya makin besar. Sebagai gambaran untuk mengkondensasikan 0,45 kg uap di kondensor diperlukan air pendingin sekitar 29 kg. PLTU


87

kapasitas 20 MW atau lebih kecil memerlukan sekitar 0,22 m3 air pendingin untuk setiap tenaga listrik yang dibangkitkan ( 0,22 m3 /kwh). Jenis Sistem Air Pendingin Berdasarkan siklusnya, terdapat 2 macam sistem air pendingin utama yang lazim diterapkan di PLTU yaitu : 1.

sistem siklus terbuka (once through)

2.

sistem siklus tertutup (recirculation – cooling tower).

Pada umumnya sistem air pendingin utama terdiri dari komponen : 

Intake (untuk sistem air pendingin siklus terbuka)



Saringan (screen)



Pompa (cooling water pump – CWP)



Katup dan Pemipaan (piping)



Menara pendingin (cooling tower)

Untuk sistem air pendingin siklus terbuka tidak dilengkapi dengan menara pendingin (cooling tower), sebaliknya pada sistem siklus tertutup (resirkulsi) tidak dibutuhkan intake yang dipasangi saringan-saringan, cukup dengan satu saringan sederhana.

1.

Sistem Air Pendingin Terbuka

Dalam sistem siklus terbuka, air pendingin dipasok secara kontinyu dari sumber tak terbatas seperti sungai, danau atau laut yang dipompakan ke kondensor untuk akhirnya dibuang kembali ke asalnya. Dengan menggunakan pompa, air dari sumber dipompa dan dialirkan ke kondensor dan heat exchanger kemudian dibuang ke saluran pembuangan. Letak saluran masuk dan saluran pembuangan air pendingin harus dibuat terpisah sejauh mungkin. Pemisahan ini bertujuan untuk mencegah terjadinya resirkulasi air dari sisi pembuangan mengalir ke sisi masuk. Resirkulasi akan menyebabkan penurunan efisiensi kondensor karena temperatur air menjadi tinggi. Keuntungan sistem air pendingin siklus terbuka dibanding siklus tertutup antara lain adalah : 

Biaya modal dan biaya operasinya lebih rendah.



Peralatan yang digunakan lebih sedikit



Kinerja kondensor lebih baik karena temperatur air pendingin masuk lebih rendah


88

Sedangkan kerugiannya adalah : 

Kualitas air tidak dapat dikontrol



Memerlukan ijin dari instansi lingkungan, karena menimbulkan pencemaran lingkungan



Sumber air harus tersedia dalam jumlah yang besar dan kontinyu.

Sistem siklus terbuka digunakan pada unit-unit pembangkit yang sumber airnya tak terbatas, seperti air laut atau danau. Temperatur air ke sisi pembuangan harus dijaga pada batas yang memenuhi syarat, karena air yang panas cenderung menimbulkan bau dan dapat mematikan ikan. Gambar 11 menunjukkan diagram sistem air pendingin siklus terbuka untuk lokasi unit pembangkit ditepi laut.

Gambar 77 Sistem Air Pendingin Utama Siklus Terbuka.

Pada sistem ini dibuat pembatas level minimum berupa gundukan atau bak pada sisi air keluar kondensor. Hal ini dimaksudkan agar diperoleh efek syphonic walaupun level air bervariasi. Efek syphonic memberikan keuntungan, karena dengan bantuan efek syphonic tenaga pemompaan menjadi lebih ringan. Sisi masuk pompa harus dipasang dibawah permukaan air terendah pada saat pasang rendah untuk mencegah terjadinya kehilangan sisi isap dan menjamin bekerjanya sistem syphonic.


89

2.

Sistem Air Pendingin Tertutup

Secara prinsip, sistem air pendingin utama siklus tertutup menggunakan media air pendingin yang sama secara berulang dalam sirkulasi tertutup seperti terlihat pada gambar 4.14. Sistem ini membutuhkan biaya investasi yang lebih besar dibanding sistem siklus terbuka. Hal ini karena menggunakan menara pendingin yang mahal. Biaya operasinya juga lebih besar karena sistemnya tidak dapat dibuat syphonic effect sehingga memerlukan tenaga pemompaan yang lebih besar. Bahkan apabila menggunakan sistem draft (tarikan) paksa memerlukan beberapa fan yang beroperasi terus menerus. Namun sistem siklus tertutup merupakan solusi terhadap tersedianya jumlah air yang terbatas, karena air pendingin dipakai berulang-ulang dan kehilangan air pendingin relatif sedikit.

Gambar 78 Aplikasi Sistem Air Pendingin Utama Siklus Tertutup.

Sirkulasi air pendingin adalah dari bak penampung menara pendingin (cooling tower) dipompakan

ke

kondensor

oleh

pompa

air

pendingin

utama

(CWP)

untuk

mengkondensasikan uap bekas dengan cara menyerap panas laten dari uap bekas tersebut. Akibat proses dikondensor, temperatuir air pendingin keluar kondensor akan mengalami kenaikkan. Karena air akan disirkulasikan kembali ke kondensor, maka air pendingin ini harus didinginkan terlebih dahulu. Proses pendinginan air dilaksanakan di Menara pendingin (Cooling Tower). Didalam menara pendingin, air pendingin didinginkan oleh udara sehingga temperaturnya kembali turun dan


90

siap disirkulasikan kembali kedalam kondensor. Gambar. 78, merupakan contoh aplikasi sistem air pendingin utama siklus tertutup. Dalam contoh aplikasi sistem air pendingin utama siklus tertutup, fungsi sebagian besar komponennya seperti kondensor, Auxiliary Cooling water heat Exchanger, Traveling Screen sama seperti dalam sistem air pendingin utama siklus terbuka. Perbedaannya hanya terletak pada menara pendingin (Cooling Tower) yang tidak terdapat pada sistem air pendingin siklus terbuka. Sedangkan gambar dibawah menunjukkan proses pembuangan panas yang mengakibatkan terbawanya butir air (drift) ke udara sekitar menara pendingin. Gambar 81 memperlihatkan aliran pembuangan udara/gas panas (drift) dari menara pendingin ke atmosfir, dimana sebagian tetes air ikut terbawa. Hal ini mengakibatkan berkurangnya jumlah air pendingin didalam siklus tertutup.

Gambar 79 Proses Pembuangan Panas pada Cooling Tower


91

4.5 Vacuum Condensor System 4.5.1 Faktor-faktor yang mempengaruhi Vakuum Kondensor Faktor yang mempengaruhi Vakuum kondensor a.

Pengotoran – pengotoran kondensor Pada dasarnya terdapat dua jenis pengotoran dalam kondensor 

Pengotoran dudukan pipa (Tube Plate)

Pengotoran dudukan pipa mengurangi aliran air pendingin melalui pipa-pipa kondensor yang mengakibatkan kenaikan suhu air pendingin sepanjang kondensor. Apabila pengotoran ini mengurangi aliran air pendingin hingga setengahnya, maka kenaikan temperatur menjadi dua kali. Akibat lain berupa perubahan kecepatan perpindahan panas (heat transfer) yang disebabkan perubahan lapisan film dari air pendingin tersebut. Cara pembersihan yang dapat dilakukan berupa pembilasan kembali (back flushing) kondensor untuk membuang kotoran-kotoran, dimana hal ini mungkin biasanya pada M/C dengan kondensor underslung transerve atau dapat juga dengan cara mengambil kotoran-kotoran pada saat shut down pendek yang lebih baik dilakukan pada malam hari saat permintaan beban di jaringan rendah. 

Pengotoran bagian dalam Pipa

Pada operasi kondensor, pengotoran pada bagian dalam pipa sangat sulit untuk dihindari. untuk mengatasinya digunakan injeksi chlorine atau sodium hyperchlorite atau pembersihan-pembersihan ”on load” (seat berbeban). b.

Flow sistem air pendingin berkurang

c.

Temperatur air suction kondensor (air laut) naik

d.

Temperatur uap exhaust melebihi normal

e.

Unjuk kerja injektor (alat penarik vacuum) menurun

f.

Masuknya udara kedalam sistem air kondensor


92

4.5.2 Jenis-Jenis Kondensor Dilihat dari proses perpindahan panasnya kondensor terdiri dari dua jenis, yaitu kondensor kontak langsung dan kondensor permukaan. a. Kondensor Jet Kondensor jet adalah kondensor kontak langsung yang banyak digunakan. Kondensor jet digunakan pada pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) yang siklus kerjanya terbuka. Perpindahan panas pada kondensor jet dilakukan dengan menyemprotkan air pendingin ke aliran uap secara langsung. Air kondensat yang terkumpul di kondensor sebagian digunakan sebagai air pendingin kondensor dan selebihnya dibuang.

Gambar 80 Kondensor (kontak langsung) jet.

Pada bagian dalam kondensor ditempatkan beberapa buah pipa dan nosel penyemprot.

Air

Pendingin mengalir melalui pipa dan nosel penyemprot karena perbedaan tekanan dan gaya grafitasi antara penampungan air pendingin (Basin Cooling Tower) dengan kondensor. Uap yang terkena semprotan air pendingin akan melepaskan panasnya dan selanjutnya diserap oleh air penyemprot. Uap yang telah melepaskan panasnya akan mengembun (terkondensasi) menjadi air bercampur dengan air penyemprot, sehingga kedua fluida tersebut mencapai temperatur akhir yang sama di Hot Well. Ruangan didalam kondensor jet biasanya dibagi menjadi 2 ruangan/bagian, yaitu ruangan pengembunan uap dan ruangan pendinginan gas. Ruangan pengembunan uap, dan ruangan pendinginan gas dimaksudkan untuk memperkecil volume gas-gas yang tidak mengembun.


93

Hal ini dibuat demikian agar peralatan pelepas gas-gas (ejector/pengisap gas) dapat dibuat dalam ukuran yang lebih kecil. Campuran uap dan gas-gas panas bumi yang tidak terkondensasi keluar dari turbin melalui satu atau beberapa laluan dan masuk ke dalam kondensor pada bagian ruangan horisontal untuk pengkondensasian uap. Sedangkan bagian ruangan silinder vertikal untuk pendinginan gas-gas yang tidak terkondensasi (non-condensable gas). Untuk mempertahankan kondisi tekanan (vakum) di dalam kondensor, level air di hotwell perlu dipertahankan (dikontrol). Terlalu tingginya air di dalam kondensor akan mengganggu proses penyemprotan, dan terlalu rendah akan meyebabkan terjadinya gangguan pada pompa air pendingin (Condensate Pump). Selain itu vakum di kondensor dipertahankan dengan mengeluarkan gas-gas dan udara yang tidak terkondensasi. b. Kondensor Permukaan Pada kondensor permukaan, uap terpisah dari air pendingin, uap berada diluar pipa-pipa sedangkan air pendingin berada didalam pipa. Perpindahan panas dari uap ke air terjadi melalui perantaraan pipa-pipa. Pada kondensor jenis ini kemurnian air pendingin tidak menjadi masalah karena terpisah dari air kondensat.

Gambar 81 Kondensor lintasan tunggal

Dengan penyekatan yang tepat ruang air (water box ) dari air pendingin dapat dibuat satu atau dua aliran melintasi kondensor sebelum mencapai keluaran. Apabila aliran air pendingin hanya sekali melintas kondensor, maka disebut kondensor lintasan tunggal (single pass), sedang apabila air pendingin melintasi kondensor dua kali, maka disebut kondensor lintasan ganda (double pass). Simple Inspiring Performing Phenomenal

94

Pada cara ini air dalam pipa separoh bawah akan mengalir dari depan kebelakang dan separoh bagian atas dari belakang ke depan.Untuk membuang udara yang terjebak dalam ruang air, maka pada water box dipasang saluran venting. Pengeluaran udara dapat dengan cara dihisap menggunakan pompa venting atau secara alami dengan membuka katup venting yang dipasang pada saluran pembuang udara. Panjang saluran kondensor dan jumlah pipa-pipa ditentukan oleh beban silinder kondensor lintasan ganda yang digunakan sedemikian rupa sesuai kenaikan temperatur air pendingin yang diperbolehkan sehingga air pendingin yang diperlukan jumlahnya lebih kecil. Kondensor pada turbin dengan satu atau dua silinder tekanan rendah umumnya dipasang secara melintang menggantung dibawah silinder tekanan rendah dan disebut ’underslung tranverse’ (menggantung melintang).

Kondensor yang menggantung tersebut seluruhnya

terletak dibawah silinder tekanan rendah dan diikatkan kepada silinder. Tetapi kondensor juga disangga oleh pegas-pegas sehingga silinder tekanan rendah tidak bergeser.

Gambar 82 Kondensor lintasan ganda dan saluran venting.

Pegas dirancang sedemikian sehingga tidak ada beban yang diteruskan kerumah turbin bila sedang beroperasi.


95

Gambar 83 Posisi kondensor dibawah turbin

4.5.3 Peralatan Penghisap Udara/Gas pada Kondensor Peralatan penghisap udara/gas kondensor harus mampu memenuhi dua keadaan, yaitu pembuang udara/gas selama operasi normal dan membuat vakum kondensor pada saat start. Pada saat menaikkan vakum peralatan penghisap udara harus mampu mengeluarkan secara cepat sejumlah besar udara/gas. Oleh karena itu dipasang peralatan penghisap udara dengan kapasitas yang cukup untuk menurunkan tekanan dalam kondensor secara cepat ke tingkat yang memungkinkan turbin untuk start.

Gambar 84 Sistem Vacuum Condensor

Sudu-sudu pada baris terakhir turbin yang panjang akan menjadi terlalu panas, bila turbin diputar pada kecepatan normal dan beban rendah dalam keadaan vakum yang buruk. Jadi vakum sebesar kira-kira 685 mb Hg harus diperoleh sebelum uap dimasukkan ke turbin dan vakum sebesar 860 mb untuk kecepatan penuh. Tetapi hal ini tergantung pada instruksi pengoperasian setempat. Adanya sejumlah gas dan udara yang tidak terkondensasi akan mengurangi laju perpindahan panas. Terhambatnya laju perpindahan panas dikarenakan gas dan udara ini akan


96

menyelimuti permukaan pipa air pendingin, sehingga panas yang akan dilepaskan oleh uap bekas turbin berkurang. Pengurangan laju perpindahan panas antara uap bekas dan air pendingin akan menyebabkan penurunan tekanan (vakum ) didalam kondensor yang berarti mengurangi kemampuan unjuk kerjanya. Pada keadaan operasi normal jumlah udara yang harus dikeluarkan lebih sedikit. Udara ini terdiri atas udara yang bocor ke kondensor melalui flange dan gland serta gas-gas yang tidak terkondensasi yang terdapat dalam uap dari turbin. Peralatan penghisap udara/gas dari kondensor dapat menggunakan ejektor uap atau menggunakan pompa vakum (vacuum pump).

4.5.4. Ejektor a. Hoging /Starting Ejector Sebelum turbin start kondisi kondensor harus dibuat vakum agar ketika uap dialirkan ke kondensor,

sistem

air

pendingin

dapat

melakukan

kerja

secara

optimal

dan

mengkondensasikan fluida kerja. Untuk membuat vakum kondensor pertama kali disediakan starting atau hoging ejector menggunakan uap dari auxiliary. Uap keluar dari starting ejector dibuang langsung ke atmosfir (tidak dikondensasikan). Starting ejector mempunyai kemampuan yang besar dalam menghisap udara/gas sehingga dapat membuat vakum kondensor dalam waktu yang relatif singkat. b. Main Ejector Setelah vakum kondensor mencapai harga normal, maka tugas starting ejector selesai. Selanjutnya vakum kondensor dinaikkan hingga mencapai harga optimal dan menjaganya pada rentang kerjanya dengan menggunakan main ejector. Dibanding dengan starting ejector, main ejector mempunyai kapasitas yang lebih kecil, tetapi mampu membuat vakum lebih tinggi. Pada kondisi turbin telah beroperasi main ejector tetap dioperasikan untuk membuang udara dan gas-gas yang tidak terkondensasi dari dalam kondensor. Udara/gas dibuang ke atmosfir sedangkan uap untuk ejector dikondensasi didalam kondensor ejector. Hasil air kondensatnya dialirkan ke kondensor utama.


97

Gambar 85 Starting dan main ejector

4.5.5. Pompa Vakum Pada sebagian unit pembangkit untuk membuang udara/gas dari kondensor tidak menggunakan ejector, tetapi dengan pompa vakum. Pompa vakum digerakkan oleh motor listrik sehingga tidak tergantung pada tersedianya uap dari boiler. Pada saat beroperasi, pompa vakum memerlukan air sebagai perapat dan pendingin serta separator.


98

Gambar 86 Pompa Vakum

4.5.6. Vacuum Breaker Vacuum breaker pada kondensor adalah katup yang dipasang pada shell kondensor untuk memutuskan vakum kondensor dengan tekanan atmosfir ketika unit shut down. Katup ini digunakan untuk mengisolasi kondensor terhadap atmosfir ketika kondensor dibuat vakum. Katup vacuum breaker biasanya dioperasikan secara manual, dan dibuka pada saat turbin mencapai putaran tertentu dan ditutup ketika akan membuat kondensor vakum.

4.6 Sistem Condensor Cleaning a.

Sistem Tapprogge (ball cleaning)

Cara yang umum digunakan pada pembersihan saat berbeban antara lain dengan ”tapprogge” sebagaimana ditunjukan pada gambar 7.1 di bawah


99

Dalam proses ini bola – bola karet (sponge) yang diameternya kira – kira 10% lebih besar dari ukuran diameter bagian dalam (inner diameter) pipa dilewatkan terus menerus melalui pipapipa oleh aliran air pendingin (Cooling Water).

Gambar 87 Sistem Tapprogge

Bola-bola diisikan ke dalam sistem pada kotak air masuk (inlet water box) mengalir melalui pipa dan dikumpulkan di kotak air keluar (outlet water box) dan kemudian dikembalikan lagi ke sisi masuk. Biaya untuk pemasangan sistem tapproge ini cukup tinggi, dan biaya penggantian bola-bola yang hilang dan rusak juga menambah besar kenaikan biaya operasi. Namun di sisi lain, sitem tapproge ini memberikan keuntungan karena menaikkan vakum kondensor yang lebih besar, dan keuntungan ini lebih besar daripada modal dan biaya operasi selama umur operasi sistem.


100

b.

Back Wash (Pencucian Balik).

Katup pencuci balik (back wash valve) dipasang pada masing-masing kotak air (water box) untuk keperluan pencucian dengan membalikan arah aliran air pendingin. Pencucian ini dapat dilakukan pada kondisi unit beroperasi. Pencucian balik kondensor adalah cara untuk mencegah terbentuknya deposit dan menurunkan kecepatan perpindahan panas secara keseluruhan akibat adanya pengotoran pada pipa, mengurangi endapan binatang laut dan benda – benda asing.

Gambar 88 Condensor Back Washing

Katup pencucian balik harus digunakan dengan posisi tertutup penuh atau terbuka penuh untuk pencegahan gangguan katup akibat gaya dorong yang besar terhadap badan katup. Pada instalasi ini, pencucian balik dapat dilaksanakan secara berurutan dan otomatis. c.

Sistem Manual.

Sistem ini dilaksanakan saat unit out of service (tidak beroperasi) dengan membersihkan kotoran-kotoran disisi inlet dan outlet kondensor. Untuk pipa dapat dibersihkan dengan sistem tekanan, yaikni menggunakan air ataupun bola yang ditekan memakai udara.


101

5.

Peralatan Penunjang

5.1. Sistem Hidrolik a. Dasar – Dasar Sistem Hidrolik Sistem hidrolik merupakan suatu bentuk perubahan atau pemindahan daya dengan menggunakan media penghantar berupa fluida cair untuk memperoleh daya yang lebih besar dari daya awal yang dikeluarkan. Dimana fluida penghantar ini dinaikan tekanannya oleh pompa pembangkit tekanan yang kemudian diteruskan ke silinder kerja melalui pipa-pipa saluran

dan

katup-katup.

Gerakan

translasi

batang

piston

dari

silinder

kerja yang diakibatkan oleh tekanan fluida pada ruang silinder dimanfaatkan untuk gerak maju dan. Minyak mineral jenis cairan yang umum dipakai sebagai fluida hidrolik. Pada prinsipnya bidang hidromekanik (mekanika fluida ) dibagi menjadi dua bagian sebagai berikut : a. Hidrostatik

: yaitu mekanika fluida diam

b. Hidrodinamik : yaitu mekanika fluida bergerak Perbedaan yang menonjol dari dua system di atas adalah dilihat dari fluida cair itu sendiri. Apabila fluida cair itu bergerak karena dibangkitkan oleh suatu pesawat (pompa) atau karena beda potensial permukaan fluida cair. Prinsip dasar hidrolik adalah karena sifatnya yang sangat sederhana, yaitu : -

tidak mempunyai bentuk yang tetap

-

tidak dapat terkompresi

-

tekanan diteruskan kesegala arah secara merata

-

memberikan gerakan yang sangat halus.

Pada gambar 1-1. menunjukan apabila tuas ditekan kuat-kuat ke arah botol yang tertutup rapat, maka botol akan pecah merata keseluruh kulit botol.

Gambar 89 Zat Cair Tidak Kompresibel


102

Secara diagram gerak perpindahan minyak hidrolik adalah seperti terlihat pada gambar 2.2. yang mengubah energi listrik atau panas menjadi energi hidrolik hingga mekanik.

Gambar 90 Diagram Aliran Sistem Hidrolik

Hidrolik dapat dinyatakan sebagai alat yang memindahkan tenaga dengan mendorong sejumlah cairan tertentu . Komponen pembangkit minyak bertekanan disebut pompa, dan sebaliknya, komponen pengubah tekanan hidrolik (minyak bertekanan) menjadi gerak mekanik disebut elemn kerja. Pada prinsipnya elemen kerja ini dapat menghasilkan dua macam gerakan utama. Gerakan linier (lurus) dihasilkan dari elemen kerja silinder, dan gerakan putar dihasilkan dari elemkerja motor hidrolik.

Sebagai penggerak pompa hidrolik dapat digunakan motor listrik atau motor bakar sebagai penggerak utamanya. Setelah minyak hildrolik dipompa pada tekanan tertentu, kemudian disalurkan kekatu pengarah yang bertugas mengatur kemana cairan hidrolik itu harus pergi. Hal ini terlihat sekali pada suatu alat yang terdiri dari beberapa element kerja.

Pada diagram sederhana pada gambar 2-3, yang menyatakan digram aliran minyak hidrolik pada sebuah sistem hidrolik. Minyak ditampung pada sebuah reservoar dan di pompa. Keluar dari pompa minyak tersebut telah mempunyai tekanan tertentu. Dengan tekanan ini maka torak didalam silinder akan terdorong keluar, dengan perantara batang torak maka beban di


103

depannya akan tertorak, dengan demikian oli harus dan disalurkan ke resevoar. Demikian seterusnya, sehingga terjadi sirkulasi minyak didalam suatu sistem. Apabila diperhatikan pada gambar 2-3 kelihatan sangat sederhana pada dasarnya komponen hidrolik tidak dapat bekerja begitu saja. Peralatan hidrolik memerlukan ketelitian gerakan, keamanan dan keselamatan, dan hemat energi dalam pengoperasiannya. Seluruh persaratan yang di tuntut itu dapat dipenuhi dengan komponen-komponen tertentu yang di sebut katup – katup pengatur. Jenis, fungsi, dan sistem kerja katup pengatur bermacam-macam. Secara terinci bagian itu akan dibahas pada bab-bab selanjutnya. Elemen penggerak rotari atau motor Memberi gerak putar sistem. Ia dapat Dihubungkan ke puli, roda gigi, conveyor dan sebagainya.

Gambar 91 Transmisi tenaga hodrolik

Bagaimana gerakan perpindahan minyak hidroliknya ?

Gambar 92 Diagram sistem hidrolik


104

Minyak hidrolik ditampung dalam reservoar (2), lihat gambar 2-4, dari reservoar ini dipompa pada debit dan tekanan tertentu, tergantung beban dan kecepatan beban tersebut. Semakin besar beban yang diangkat akan memerlukan tekanan yang relatif tinggi. Dan semakin cepat gerak perpindahan beban, debit atau volume pemompaan minyak semakin besar. Dengan kata lain gaya yang di hasilkan tergantung pada tekanan kerja, dan kecepatan gerak perpindahan tergantung pada debit yang dihasilkan pompa, dengan ketentuan ia bekarja pada luas penampung silinder kerja yang sama. Hasil pemompaan pada roda gigi (1) didistribusikan pada katup pengaman (3) dan sebagian kekatup pengarah (directional control value) (5). katup pengaman (3) berfungsi sebagai pengatur tekanan maksimum yang diinginkan. Apabila tekanan yang dihasilkan oleh pompa melebihi yang disetel pada katup tesebut, maka secara otomatis minyak pompa itu akan menembus peluru hingga

kembali pada resevoar. Dengan demikian tekanan penyetelan

yang telah disetel akan selalu dicapai, dan tekanan yang melebihi akan dapat dihindarkan. Pembahasan lebih detail tentang katup penamanan akan dibahas pada bahasan tersendiri. Apabila posisi katup pengarah seperti pada gambar 2-4, maka torak akan bergeser ke kanan. Kecepatan gerak pergeseran torak (beban) dapat diatur oleh katup pengatur aliran (7). di depan torak (4.1) terdapat cairan minyak yang terdorong olehnya hingga pengalir kembali ke resevoar melewati katup pengarah (5). Diagram aliran seperti pada gambar 2-4 untuk alat-alat yang kompleks, misalnya dengan silider kerja lebih dari satu dua atau tiga buah akan sulit sekali menggambarnya. Selain tidak praktis penggambarannya, juga sulit untuk menyeragamkan gambar-gambar dari berbagai pabrik pembuat gambar hidrolik. Untuk mengatasi hal itu cukup dengan menggambarkan dalam bentuk simbol-simbol yang sudah dinormalisasikan. Dari gerakan-gerakan yang dihasilkan oleh elemen kerja hidrolik dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Pencetakan (molding ember plastik pada pabrik plastik sampai pada penngerak komponen-komponan pesawat terbang atau pesawat antariska sekalipun. Dengan melihat kemampuan tenaga hidrolik tentu tidak semua sistem gerakan dapat diatasi oleh gerakan elemen kerja hidrolik (tenaga hidrolik) adakalanya lebih menguntungkan apabila memakai tenaga kerja pnematik, elektrik, hal ini tergantung dari lingkungan dan kompleksitas jenis pekerjaan. Jelasnya, tenaga hidrolik dapat digunakan untuk industri-industri ringan maupun berat. Sebagai pertimbangan berikut akan diuraikan tentang kerugian dan keuntungan bila memakai tenaga hidrolik.


105

Keuntungan : 1. saluran tenaga hidrolik dapat ditempatkan pada hampir semua tempat, tenaga hidrolik lebih flexible 2. gaya yang sangat kecil dapat digunakan untuk mengangkat beban yang berat. 3. sistem hidrolik menggunakan minyak mineral sebagai media pemindah gayanya. 4. bebannya dengan mudah dikontrol dengan memakai katup pengatur tekanan. 5. sistem hidrolik dapat dioprasikan pada kecepatan yang konstan, meskipun demikian elemen kerja dapat dijalankan dan berubah ubah. 6. sedikit kiranya penggerak-penggerak utama yang dapat dibalik seketika. 7. bila pompa tidak mampu mengangkat, maka beban berhenti dan dapat dikunci dimana saja. Dan bila beban dikurangi, sistem dapat dijalankan tanpa dipersiapkan lagi. 8. tenaga dapat disimpan dalam akumulator.

Kelemahan : Sistem hidrolik membutuhkan suatu lingkungan yang betul-betul bersih. Komponen kerusakan yang diakibatkan oleh debu. Karena kotoran akan ikut minyak hidrolik yang kemudian kebocoran akan timbul sehinnga menurunkan efisiensi. Apabila ditinjau dari beberapa segi sisistim hidrolik mempunyai banyak keuntungan dari pada kerugian. Hal ini tidak lain hanyalah kesesuaian di mana sistem hidrolik itu dipakai. Namun demikian dalam berbagai bidang industri sekarang ini sudah dirintis memakai sistem hidrolik baik untuk industri ringan maupun berat.

b. Komponen – komponen Utama Sistem Hidrolik Sistem hidrolik ini didukung oleh 3 unit komponen utama, yaitu :  Unit tenaga, berfungsi sebagai sumber tenaga dengan liquid/minyak hidrolik terdiri atas: 

Penggerak mula yang berupa motor listrik atau motor bakar



Pompa hidrolik, putaran dari poros penggerak mula memutar pompa hidrolik sehingga pompa hidrolik bekerja.



Tangki hidrolik, berfungsi sebagai wadah atau penampang cairan hidrolik



Kelengkapan (accessories), seperti : pressure gauge, gelas penduga, relief valve


106

 Unit penggerak (Actuator), berfungsi untuk mengubah tenaga fluida menjadi tenaga mekanik. Hidrolik actuator dapat dibedakan menjadi dua macam yakni: 

Penggerak lurus (linier Actuator) : silinder hidrolik



Penggerak putar : motor hidrolik, rotary actuator

 Unit pengatur, berfungsi sebagai pengatur gerak sistem hidrolik. Unit ini biasanya diwujudkan dalam bentuk katup atau valve yang beragam bentuk.



Pompa Hidrolik

Dalam sistem hidrolik, pompa merupakan suatu alat untuk menimbulkan atau membangkitkan aliran fuida dan untuk memberikan gaya sebagaimana diperlukan. Pompa melaksanakan dua fungsi utama :  Pompa menciptakan kevakuman sebagian pada saluran masuk pompa.  Gerakan mekanik pompa mengisap fluiad ke dalam rongga pemompa, membawanya dan mendorong, menekan ke dalam sistem hidrolik.

Volume aliran suatu pompa dapat dinyatakan dengan volume alirannya setiap putaran poros pompa (L) , aytau dapat dikatakan juga aliran nominal rata-rata dalam L/menit, kelas pompa ini secara luas banyak digunakan. Sebenarnya pompa-pompa hidrolik tidak pernah di[pilih berdasarkan pada emperis. Foktor-faktor penting seharusnya ditentukan dan dipertimbangkan sebelum pompa dapat ditentukan.

Faktor-faktor itu adalah :  Tekanan maksimum yang diperlukan sistem untuk menghasilkan gaya keluar yang cukup dengan elemen penggerak,  Aliran maksimum atau aliran rata-rata yang diperlukan sistem menggunakan akumulator,  Daya guna pompa, kesesuaian operasi, pemeliharaan ringan, harga pembelian awal, dan keberisikan pompa.  Kontrol aliran pompa selama sistem berada dalam tahap tak bergerak, pemindahan tetap, dan pemindahan tak tetap.

Semua pompa hidrolik merupakan pembangkit aliran. Pompa itu bekerja pada prinsip yang disebut dengan ”pemindah”. Fluida cair disedot kedalam dan kemudian dipindahkan ke lain Simple Inspiring Performing Phenomenal

107

titik atau tempat. Oleh karena itu istilah ”hidrolik” berarti sustu hal yang mempelajari tentang gerakan fluida atau fluida yang bergerak khususnya fluida cair. sistem pemindahan pompa dapat dibedakan menjadi dua yaitu pemindahan non-positif dan pemindahan positif.

Sistem pompa dibagi menjadi dua :  pompa memindahan tetap  pompa pemindahan berubah-ubah.

Pada memindah tetap, pompa akan menggerakan atau memindahkan sejumblah volume oli yang sama dalam setiap putaran. Volume ini akan berubah apabila kecepatan pompa putar juga diubar. Volume dapat dipengaruhi oleh tekanan dalam sistem, tetapi hal ini disebabkan oleh tekanan dalam sistem. Dan biasanya dipakai untuk menjaga tekanan konstan dalam, tekanan sistem menurun, volume akan bertambah. Dan sewaktu tekanan bertambah, volume akan menurun.



Katup

Katup (valve) adalah komponen utama dalam sistem hidrolik yang digunakan untuk mengontrol tekanan dan aliran fluida melalui pipa hidrolik dan juga berguna dalam memanfaatkan dan menghasilkan tenaga hidrolik. Ada berbagai jenis katup hidrolik, masingmasing melayani tujuan yang berbeda dan fungsi, diantaranya.

a. Katup kontrol arah (directional control valve) katup kontrol arah yang digunakan untuk mengontrol atau mengarahkan aliran air dan mengaturnya dalam arah yang diinginkan. Katup ini juga digunakan untuk menghentikan atau memulai aliran fluida. Arah katup hidrolik memiliki dua atau lima jalur di mana mereka mengarahkan aliran air. Katup ini dapat digerakkan secara pneumatik, hidrolik, elektrik, mekanik atau manual.

Katup arah menerima sinyal dari luar (seperti mekanik sinyal yang dipandukan oleh fluida, atau electric) untuk melepas, menutup, atau mengalirkan kembali fluida yang mengalir melaluinya. Contoh yang paling umum dari katup hidrolik directional adalah solenoid yang dapat dioperasikan empat arah katup spool dan juga sekaligus dapat memeriksa katup.


108

Gambar 93 aplikasi katup arah (spring centered type)

Katup ini dipakai dalam rangkaian hidrolik untuk memberikan fungsi-fungsi kontrol, seperti : 

Mengatur arah gerakan elemen penggerak



Memilih rangkaian kontrol alternatif



Melakukan kontrol logika

Gambar 94 Katup kontrol arah

Hal yang penting dalam directional control valve adalah posisi katup dan jumlah saluran yang berbeda. Informasi ini selalu ditunjukan oleh tanda didepannya. Setiap posisi katup ditunjukan dengan segi empat dan panah dan garis dalam segi empat yang menunjukan arah aliran antara saluran. Jadi simbol yang lengkap adalah jumlah segi empat yang digabung dengan panah. Contoh yang sederhana adalah dua lubang saluran dan dua posisi katup. Simple Inspiring Performing Phenomenal

109

Gambar 95 Katup arah dengan berbagai bentuk saluran

Gambar 96 Jenis penggerak katup yang umum digunakan


110

b. Katup kontrol tekanan (pressure Control valve) Katup kontrol tekanan hidrolik, fungsinya adalah untuk membatasi tekanan pada sistem dan melindungi komponen komponen dan saluran dari over load dan bahaya ledakan secara individu. Katup ini bekerja membuka dan menutup bila tekanan telah normal kembali. Ada banyak jenis katup tekanan hidrolik, termasuk regulator tekanan, katup urutan, kontra keseimbangan katup dan katup bongkar.

Tekanan cairan hidrolik diatur untuk berbagai tujuan, misalnya untuk membatasi tekanan operasional dalam sistem hidrolik, agar tekanan agar penggerak hidrolik bekerja secara berurutan, untuk mengurangi tekanan yang mengalir dalam saluran tertentu menjadi kecil.

Gambar 97 Aplikasi katup kontrol tekanan


111

Macam-macam katup pengatur tekanan adalah: a. Pressure Relief Valve, katup ini berfungsi untuk membuang fluida hidrolik ke tangki penyimpanan apabila tekanan fluida melebihi dari nilai yang ditentukan untuk mencegah terjadinya beban lebih yang melebihi kemampuan sistem hidrolik.

Gambar 98 simbol dan skema Pressure Relief Valve

b. Pressure regulating valve, berfungsi untuk mengatur besar tekanan fluida hidrolik agar stabil di tekanan tertentu.

Gambar 99 anatomi bentuk regulating relief valve


112

c. Sequence Valve, berfungsi untuk mengatur arah aliran fluida hidrolik agar searah dan tidak ada yang terbalik.

Gambar 100 anatomi relief valve

c. Katup kontrol aliran (flow control valve) Katup kontrol aliran hidrolik didefinisikan sebagai elemen pengendali akhir, melalui mana cairan itu berlalu, dan menyesuaikan ukuran aliran bagian seperti yang diarahkan oleh sinyal dari controller untuk memodifikasi laju aliran fluida. Katup kontrol aliran hidrolik memastikan bahwa fluida sistem tidak akan mengalir di bawah pengaruh gravitasi ketika sistem hidrolik tidak beroperasi. Katup kontrol aliran hidrolik dapat dianggap sebagai katup 'cek' sehingga memungkinkan fuilda sistem mengalir saat pompa dihidupkan dan membatasi alirannya ketika pompa stop. Katup ini mengontrol kecepatan peralatan hidrolik (Selinder atau motor hidrolik ) denga cara mengatur volume aliran. Kelebihan aliran dari pompa di alirkan kembali ke tangki.

Gambar 101 penampang bagian flow control valve


113

d. Katup satu arah (check valve) Adalah katup satu arah, berfungsi sebagai pengarah aliran dan juga sebagai pressure control (pengontrol tekanan). Katup searah digunakan untuk bermacam – macam keperluan seperti ditunjukan pada gambar di bawah ini.

Gambar 102 penampang bagian check valve (swing type)



Accumulator

Peralatan ini berfungsi sebagai penyimpan energi tekanan fluida hidrolik dengan menggunakan gas. Alat ini hanya sebagai tambahan yang tidak semua sistem hidrolik yang menggunakannya. Tujuan penyimpanan energi tekanan tersebut adalah untuk menstabilkan tekanan fluida apabila terjadi penurunan tekanan tiba – tiba yang sesaat agar tidak mengganggu kerja aktuator.

Fungsi accumulator hidrolik secara umum adalah sebagai berikut : - Sebagai penyimpan energi (Energy storage) Ketika sistem hidrolik mengalami kerja yang berat, maka pada sistem akan megalami beban yang sangat besar dan ini akan membahayakan komponen-komponen hidrolik yang lain sistem hidrolik itu sendiri. Pada saat kondisi ini pompa akan terus menyuplai aliran oli, jika tekanan oli tidak sanggup melakukan kerja yang berat, maka akan terjadi desakan energi dari actuator ke pompa, Untuk mencegah kerusakan pada pompa, energi yang berlebih itu akan diserap oleh akumulator. Dan energi yang diserap ini akan dilepaskan lagi saat sistem hidrolik kekurangan energi atau pada saat tekanan yang diberikan pompa melemah. Simple Inspiring Performing Phenomenal

114

- Peredam kejut (Shock absorber) Beban kejut yang sering dialami actuator akan menimbulkan getaran pada sistem hidrolik, disini accumulator berfungsi sebagai peredam getaran yang terjadi pada actuator, sehingga tidak menimbulkan getaran dan gangguan pada sistem hidrolik. - Penambah aliran pompa (Supplementing pump flow) Pada fungsi pertama tadi telah dijelaskan bahwa accumulator berfungsi menyimpan energi. Energi yang diserap ini akan dilepaskan lagi ketika tekanan pompa melemah sehingga kerja yang dihasilkan selalu konstan dan tidak mengganggu kerja sistem hidrolik. - Menjaga tekanan (Maintaining pressure) Disini akumulator berfungsi untuk mempertahankan tekanan sistem. Jika tekanan oli terlalu besar, maka accumulator akan menyerap sebagian. Dan jika tekanan oli terlalu kecil (dari pompa) maka accumulator akan menyuplai tekanan, sehingga tekanan oli dalam sistem hidrolik akan tetap konstan. - Mengkompensasi tekanan (Leakage compesation) Disini accumulator berfungsi mengkompensasi tekanan saat terjadi kebocoran. Dimana saat terjadi kebocoran, maka tekanan oli dalam sistem hidrolik akan turun dan accumulator akan menggantikan/menambah tekanan oli sehingga kerja sistem hidrolik tetap normal untuk sementara waktu. - Mengkompensasi panas (Thermal expansion compensator) Accumulator juga dapat mengkompensasi panas yang terjadi pada oli di dalam sistem hidrolik dan fungsi lainnya seperti sumber energi darurat, sebagai pengganti kerugian bocoran, dan mengganti volume yang berkurang karena variasi temperatur dan tekanan.

Gambar 103 jenis – jenis akumulator


115

Secara umu terdapat 3 jenis accumulator yaitu tipe weight, tipe pegas dan tipe dengan memanfaatkan udara dan yang membedakan ketiga accumulator tersebut akan dijelaskan sebagai berikut : 1. Weight loaded accumulator Pada accumulator tipe ini memanfaatkan berat dari suatu benda untuk kompensasi tekanan, maupun tekanan kejut pada system hidrolik. Beban yang berat ini akan bergerak ke atas ketika tekanan sistem hidrolik terlalu besar dan akan turun ketika tekanan sistem kembali mengecil. 2. Spring loaded accumulator Pada tipe accumulator ini, perubahan volume yang terjadi proporsional terhadap tekanan yang terjadi pada system hidrolik. Pegas akan tertekan ketika oli bertekanan masuk ke dalam accumulator. Pada sistem ini memanfaatkan prinsip seperti yang terlihat pada rumus di bawah ini. Keuntungan dari tipe accumulator ini adalah ukurannya yang lebih kecil dari tipe accumulator yang lain dan pemasangannya yang lebih mudah. Tapi kelemahannya adalah suppy energy yang diberikan kecil, ini karena ukuran accumulator jenis ini yang kecil dan tekanan yang diberikannya juga tidak konstan. 3. Gas charged accumulator  Non-separator type Tipe accumulator ini tidak banyak digunakan dalam dunia industri karena sering menimbulkan gelembung udara udara (foaming) sebab tidak menggunakan penyaring.  Piston Accumulator yang menggunakan prinsip piston silinder. Saat tekanan oli tinggi, piston akan bergerak. Dan saat tekanan oli turun, maka piston akan kembali ke posisi semula dengan melepas energi yang tersimpan dalam accumulator.  Bladder Accumulator tipe ini menggunakan prinsip balon. Dimana di dalam accumulator dimasukkan balon yang diisi udara nitrogen. Bedanya dengan tipe piston adalah pada saat tekanan oli tinggi makan balon tersebut akan tertekan.  Diaphragm Untuk accumulator tipe ini, hampir sama dengan tipe blader. Bedanya accumulator tipe ini terdiri dari dua sekat yang berbeda yang dipisahkan oleh sebuah membran. Pada saat tekanan oli tinggi, maka mebran tersebut akan tertekan.


116

Gambar 104 bagian – bagian accumulator diapragma

Pada Accumulator tipe diaphragma, komponen diaphrama diikat antara dinding bejana tekan dan sebagai pemisah elastis antara fluida hidrolik dan nitrogin. Sebuah shut off button (tombol) dipasang pada bagian dasar diaphrama sebagai pengaman diaphrama ketika diaphrama mengembang penuh terhadap saluran masuk hidrolik dan semburan fluida hidrolik ketika masuk dalam keadaan fluifa hidrolik kosong. Pada sisi gas screw plug dipasang untuk mengecek tekanan N2 dan bagian atas accumulator dipasang peralatan untuk pengecekan.

Cara kerja accumulator, ketika fluida gas ditekan di dalam accumulator volume gas berkurang dan pada saat bersamaan tekanan bertambah. Jika fluida hidrolik keluar dari accumulator, diaphrama berkembang sampai tekanan gas sama dengan tekanan zat cair. Accumulator diaphrama adalah pemisah elastis yang mempunyai efisiensi yang tinggi, sistem operasinya praktis dan bebas kelembaman. Karena bebas gesekan, tidak terjadi goresan dan tempat minyak dan gas terpisah satu sama yang lainnya. Penggunaan accumulator hidrolik pada kebutuhan aliran yang variasinya besar dimana selama operasi instalasi hidrolik membutuhkan aliran volume yang besar secara periodic pada waktu yang sangat singkat, maka accumulator tidak memungkinkan, ini membutuhkan pompa, tangki hidrolik yang sangat besar dan daya motor penggerak yang besar pula. Dan juga perlu menggunakan variable capacity pump. Jika akumulator hidrolik digunakan sebagai sumber energi skunder, maka pompa dan tangki minyak dapat digunakan yang lebih kecil. Pompa hanya memberikan sejumlah aliran yang sedang sedangkan kebutuhan aliran volume yang lebih besar disuplai oleh accumulator. Accumulator diisi selama kebutuhan rendah. Accumulator selalu diisi penuh dan dikeluarkan seasat saja bila kebutuhan aliran diatas ratarata. Kemudian disarankan padakebutuhan aliran pada tekanan nol dilayani oleh accumulator atau jika kebutuhan aliran berkurang.


117



Tangki minyak hidrolik (Oil reservoir)

Reservoir Hidrolik adalah tempat penampungan fluida (oli) dari suatu sistem hidrolik dan seluruh oli dari sistem hidrolik akan selalu melewati reservoir. Dimana oli akan ditampung didalam reservoir dan selanjutnya dialirkan lagi kedalam sistem hidrolik dengan menggunakan pompa. Sebagai tempat penyimpanan fluida hidrolik untuk mengakumulasi perubahan volume fluida pada saat sistem bekerja. Pada reservoir juga terdapat sistem untuk memisahkan udara dari fluida hidrolik. Udara di dalam tangki akan mengganggu kerja sistem hidrolik.

Pada prinsipnya reservoar mempunyai sejumlah fungsi penting yaitu :  Storage of oil, merupakan fungsi utama dari reservoir, dimana reservoir berfungsi sebagai tempat penampung oli dalam suatu sistem hidrolik. Volume reservoir tergantung pada kebutuhan oli dalam sistem hidrolik dan karakteristik fisik dari sistem hidrolik itu sendiri.  Cooling of oil, sewaktu oli bekerja dalam suatu sistem hidrolik, maka oli akan mengalami gesekan dan panas sehingga temperatur oli menjadi naik. Untuk itu reservoir berfungsi sebagai tempat pendingin oli dimana reservoar mampu membuang panas

yang

ditimbulkan oleh tenaga yang hilang pada elemen penggerak.  Separation of contaminant, oli bersirkulasi dalam suatu sistem hidrolik akan masuk reservoir dan biasanya bercampur dengan kotoran-kotoran yang ada di dalam sistem hidrolik, seperti ; debu, parikel-partikel komponen ataupun udara. Kotoran-kotoran tersebut sangat mengganggu kerja sistem hidrolik nantinya. Untuk itu reservoir juga difungsikan sebagai alat penyaring dan mengendapkan kotoran-kotoran. Biasanya disaluran masuk reservoir diletakan filter. Reservoar juga dapat menetralisir adanya buih dan gelembung yang ditimbulkan, sehingga buih dan gelembung bisa terpisah dari fluidahidrolik.  Structural support, karena reservoir berukuran besar, rigid dan cukup berat, maka reservoir biasa dijadikan dasar atau tumpuan untuk sebuah sistem hidrolik. Komponen-komponen hidrolik lain seperti ; pompa biasanya diletakan diatas reservoir. Desain reservoar harus mampu menahan beban dari pompa, motor dan katup, karena pompa , motor dan katup dipasang diatasnya. Desain seperti ini disebut dengan “basic design of a hydraulic reservoir”.


118

Gambar 105 tangki penyimpan fluida sistem hidrolik

Tipe-tipe Reservoir o Pressurised reservoirs, Reservoir bertekanan sangat jarang digunakan dalam sistem hidrolik dan biasanya digunakan untuk sistem hidrolik penerbangan. Dimana pompa yang digunakan dalam sistem hidrolik memerlukan oli yang bertekanan untuk dapat bekerja optimum. o Non- pressurised reservoirs, Reservoir tidak bertekanan adalah tipe reservoir yang sangat sering digunakan dalam dunia industri. Reservoir tidak bertekanan pun dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu : o Open type reservoirs, Reservoir tipe ini adalah reservoir dengan kondisi terbuka, dimana oli berhubungan langsung dengan udara luar (lingkungan). Reservoir tipe ini sangat lemah dalam fungsinya sebagai penyaring kotoran, sebab oli berhubungan langsung dengan udara. Sehingga dikhawatirkan udara dan kotoran-kotoran lain dapat bercampur dengan oli saat memasuki pompa dan mengganggu kerja sistem hidrolik. Sehingga kerja yang dihasilkan sistem hidrolik menjadi tidak optimum. Hal inilah yang membuat open type reservoir menjadi tidak terkenal. o Closed type reservoirs, Untuk reservoir tipe inilah yang banyak digunakan, karena kondisinya yang tertutup sehingga tidak ada kotoran-kotoran dari lingkungan yang akan bercampur. Reservoir tipe ini mempunyai banyak variasi desain seperti ; rectangular, square, spherical, cylindrical, etc.


119

Ukuran reservoir, dalam perancangan ukuran reservoir suatu sistem hidrolik harus berdasarkan standar yang dikeluarkan oleh NFPA. Secara umum dalam standar ini ditetapkan bahwa ukuran minimum dari suatu reservoir hidrolik adalah volume reservoir harus berukuran tiga kali lebih besar dari volume total oli yang berada dalam suatu sistem hidrolik ditambah 10% untuk udara.



Saringan (filter)

Fluida hidrolik harus dijaga tetap bersih dalam suatu sistem dngan menggunakan filter (saringan halus disebut juga penapis) dan strainer (saringan kasar). Yang membedakan antara strainer dan filter adalah kemampuan penyaringannya terhadap kotoran-kotoran yang melewatinya. Filter mempunyai komponen penyaring yang lebih halus, sehingga kotoran yang dapat tersaring pun sampai butiran-butiran yang paling kecil. Berbeda dengan stainer, komponen penyaring (cartridge) yang digunakan lebih kasar, sehingga butiran-butiran yang tersaring pun lebih kasar. Pemisah maknit juga digunakan untuk menjerat kotoran-kotoran yang terbawa oleh fluida, khususnya kotoran-kotoran dari logam fero seperti keausan yang ditimbulkan oleh gesekan pada bidang-bidang bergerak. Karena pada prinsipnya partikel sebesar 1 – 5 mikron mampu menyebabkan kerusakan pada sistem servo dan mempercepat kerusakan oli dalam berbagai hal. Filtrasi (penyaringan) fluida hidrolik adalah merupakan hal yang paling penting untuk memelihara fungsi dan ketahanan sistem hidrolik.

Kontaminasi (kotoran) fluida terjadi melalui berbagai sumber, antara lain :  Kotoran yang tertinggal dalam sistem selama dalam perakitan awal atau akibat kerja pemeliharaan seperti terak pengelasan dan butir-butir pengelasan, sobekan pita silicon (pada penyekat), lepasan-lepasan pada sambungan ulir, potongan-potongan bahan penyekat, dan bram-bram penggerindaan.  Kotoran yang ditimbulkan ketika sistem bekerja seperti ketika lepasan-lepasan (bram) akibat gesekan antara logam dengan logam atau non logam, endapan dan pernis karena oksidasi fluida, demikian juga karat dan kondensasi air pada bagian dalam reservoar.  Kotoran yang dihadirkan dari luar ke dalam sistem. Hal ini terjadi pada penggunaaan fluida yang tidak sesuai, dan kotoran-kotoran yang dihadirkan oleh bram-bram sewaktu perbaikan komponen.


120

Fluida bertekanan tinggi dalam jumlah yang besar membawa kotoran-kotoran melalui sistem atau mengendapkan dalam ruangan yang sempit pada pompa, katup, elemen penggerak, dan motor tidak habisnya. Apabila kotoran-kotoran tersebut tidak disaring sistem itu lambat laun akan macet, atau justru dalam waktu yang pendek bisa menyebabkan keausan yang besar. Keausan ini ditimbulkan oleh adanya gesekan antara elemen-elemen bergerak dengan fluida yang mengandung kotoran (terak). Karena demikian kebocoran yang timbul akan semakin besar, sehingga rugi-rugi tenaganya bertambah besar.

Filter (saringan) diklasifikasikan dalam micrometer (m) yang sebanding dengan seperjuta meter. Pengujian pada fluida hidrolik telah menunjukan hubungan dekat antara derajat kontaminasi dan ukuran dari pada partikel-partikelnya. Menurut standar SAE, derajat kontaminasi fluida dibagi dalam tujuh kelas, kelas nol adalah kelas terbaik.

Gambar 106 filter untuk tekanan tinggi


121

Tabel 1 Particle Size for Class Rating

Particle Size

Class 6

Class 7

Class 8

5 to 15 μm

≤ 16,000 particles/100 mL



15 to 25 μm




25 to 50 μm

≤ 506 particles/100 mL



50 to 100 μm




> 100 μm






Pemanas dan pendingin pada sistem hidrolik (Heating and Cooling))

Pada sistem hidrolik tekanan tinggi, pendinginan fluida (oli) menjadikan suatu masalah besar. Sering kali sirkulasi normal dari pada oli dalam sistem tidak begitu lama melakukan tugasnya . Oleh sebab itu mengapa pendingin oli menjadi sangat umum dalam sistem hidrolik modern panas itu timbul oleh karena gesekan antara molekul-molekul fluidanya ketika fluida itu dipompa hingga mendorong elemen-elemen pengerak ,katup dan sebagainya . Apabila panas yang diradiasikan dari tangki ( reservoar) terlalu rendah, mengakibatkan suhu fluida berada di atas suhu operasi yang diinginkan, disebabkan oleh jumlah panas yang disuplai dan diradiasikan.

Gambar 107 Jenis – jenis oil heater dan cooling


122

Fluida ini harus didinginkan . Dengan pendingin dimaksudkan agar suhu fluida tertentu tidak terlampaui . Ada dua macam sistem pendingin yang umum digunakan : 1.

Pendingin udara – oli ( radiasi )

2.

Pendingin air – oli (konveksi ).

Pada pendingin udara-oli, fluida yang datang dari sistem mengalir kembali ke dalam sistem melalui tabung pendingin dengan memakai kipas (baling-baling) . Keuntungan pemakaian sistem ini bahwa udara dingin yang diperlukan tersedia di sembarang tempat . Udara mengalir melewati pipa yang dibelok-belokan pada suatu tempat, dan fluida (oli) mengalir di sekeliling pipa, dengan demikianan terjadi pemindahan panas dari oli ke udara. Pada pendinginan air-oli digunakan air sebagai media penyerap panasnya.Pada sistem ini baik oli maupun air dialirkan dalam suatu pipa berbelok-belok dalam suatu sistem (tempat tertentu) dan d sekelilingnya di lingkupi oleh aliran air atau oli, tinggal bahan mana yang dipilih harus melewati pipa pendinginnya. Pendinginan sistem air-oli membersihkan angka pendinginan yang lebih memuaskan . Karena memang media pendingin air mempunyai angka penerapan panas yang besar dan air mudah dan murah di dapatkan. Perbedaannya dengan pendingin udara bahwa udara dapat diambil dan dibuang di sembarang tempat, tetapi air harus memerlukan tempat penampungan. Untuk mengontrol suhu fluida dalam sistem digunakan termometer , dan untuk melengkapi kerja otomatis sistem digunakan termostat . Dengan dua alat ini suhu operasi akan selalu dicapai , baik itu pada elemen pendingin maupun pemanas. Termostat bekerja jika suhu oli di bawah suhu operasi dan akan mati apabila suhu operasi telah dicapai dan suhu oli tetap konstan.


123

c. Aktuator (actuator) Aktuator adalah suatu peralatan mechanik untuk mendapatkan tenaga penggerak yang besar dengan media udara dan cairan minyak. Untuk mendapatkan suatu kerja aktuator yang baik diperlukan fluida yang bebas kotoran artinya tidak mengandung bintik-bintik air dan debu.



Aktuator Pneumatik dan Hidrolik

Aktuator adalah suatu peralatan mekanik untuk mendapat kan tenaga penggerak yang besar dengan media udara dan cairan minyak. Bila menggunakan media udara disebut aktuator Peneumatik dan sebaliknya bila menggunakan media minyak disebut Actuator Hydraulic. Untuk mendapatkan suatu kerja aktuator yang baik diperlukan udara dan minyak bebas kotoran artinya udara tdak mengandung bintik-bintik air dan debu, biasanya pada tangki compressor dilengkapi pengering udara filter sebelum masuk aktuator. Actuator Peneumatic terdiri dari dua type :  Type Diaphragma  Type Cylinder.

 Actuator Pneumatic Type Diaphragm. Actuator ini digunakan untuk membuka dan menutup katup secara automatik (biasanya disebut control valve). Actuator yang dilengkapi dengan Hand Wheel agar dapat dioperasikan secara manual.

Gambar 108 sistem kerja actuator jenis dipragma


124

Mengenal jenis Actuator Pneumatic Type Diaphragm  Actuator Pneumatic Type Diaphragm type yang banyak digunakan pada aliran uap (lihat gambar 2-b).

Gambar 109 Actuator Pneumatic Type Diaphragm

 Actuator Pneumatic Type Diaphragm, penggunaan aktuator ini pada globe dan angle valve kecil yang mudah dimodifikasi tanpa harus menambah bagian - bagiannya (gambar 2-c)



125

Actuator Pneumatic Type Diaphragm, actuator yang dapat digunakan atau diaplikasikan sebagai throttling dengan menggunakan positioner (lihat gambar 2-d)


Direct Acting Arah batang katup bergerak kebawah untuk menutup katup (lihat gambar 2.e). Reverse Acting Arah batang katup bergerak ke bawah untuk membuka katup (lihat gambar 2.f).

Gambar 112 gerakan secara direct acting


Gambar 113 gerakan secara reverse acting

126

Prinsip Kerja Positioner Type Diaghragm. Media supplay yang diberikan melalui relay pilot valve adalah udara penekan diapragma. Beam dan Flapper berfungsi sebgai penutup nozzle

Gambar 114 Diagram Dasar Positioner Plus Actuator


127

Gambar 115 Positioner pada actuator

1.

Air Set

2.

Supplay tube

3.

Mouting Plate Retaining Screws.

4.

Diaghragam Tube

5.

Turbin Elbow.

6.

Positioner

7.

Cap Nut

8.

Positioner Connecting Arm

9.

Yoke

10. Mouting Plate 11. Compressing Fitting 12. By Pass Block Assembly 13. Stem Connector 14. Travel Pin


128

Karakteristik Cam. Pada pemesanan positioner yang baru biasanya dilengkapi 3 buah Cam. Cam type B adalah Cam dengan gerakan linier, sedangkan Cam tipe A dan C adalah Cam Non linier yang dibentuk untuk mendapatkan karakteristik yang khusus. Kedua ini dimaksud untuk dapat mengatasi problem ketidakstabilan pada katup kendali yang memiliki non linier pada setiap perubahan aliran.



Actuator Pneumatik tipe silinder

Suatu aktuator yang dilengkapi cylinder udara atau minyak dan positioner penggerak piston, hasil gerakan piston diteruskan oleh piston rod ke drive lever. Mengenal jenis Actuator Pneumatic Type Cylinder. Dilengkapi kerja piston menjadi gerak putar secara; propotional atau control dua posisi.

Gambar 116 Actuator Kerja Piston

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal

129

Prinsip Kerja Actuator Pneumatic Type Cylinder (Cylinder Daya). Double acting cylinder udara dan positioner penggerak piston dibuat sedemikian rupa untuk mendapatkan tenaga yang stabil dan dapat dengan mudah dikendalikan. Perbedaan tekanan pada-piston dari positioner menghasilkan gerakan piston. Gerakan ini

diteruskan ke piston rod dan kemudian ke drive lever yang dapat

memutar drive shaft. System ini menggunakan forces balanced yang berlawanan. satu dan lainnya (lihat gambar) pada saat positioner dalam keadaan balans loading pressure bellows stablised. Positioner drive arm dihubungkan pada drive lever kemudian diteruskan oleh drive rod sebagai umpan balik untuk dihubungkan melalui Cam agar diperoleh characteristik dari pada posisi piston.  Sewaktu loading pressure bertambah atau berkurang posisi balance beam berubah (lihat loading bellows).  Gerakan ini membuat perubahan pada beam naik atau turun pada batang pilot valve. Dan ini mengakibatkan bertambah atau berkurang (perbedaan) tekanan udara pada piston.  Dengan gerakan piston-rod turun atau naik juga positioning spring tension bertambah atau berkurang sehingga akhirnya posisi bellows dan spring pada posisi balance, posisi pilot valve kembali normal (netral), tetapi posisi piston sudah berubah ke posisi yang baru sesuai dengan permintaan (controller) Rem Pengunci Piston (Air Failure Brake). Bila tekanan dalam silinder daya tiba-tiba menghilang maka karena momen bekerja padanya, piston cenderung bergerak dengan sendirinya menuju salah satu titik ujungnya. Dalam beberapa pemakaian hal ini tidak diinginkan.


130

Untuk mencegahnya silindernya diperlengkapi dengan rem yang hanya bekerja bila Terjadi kegagalan tekanan udara didalam silinder. Beberapa perlengkapan utamanya antara lain :  Rem biasanya ganda yang bekerrja pada batang piston.  Batang penggerak rem.  Penahan batang penggerak yang mencegahnya bekerja bila terdapat tekanan didalam silinder daya.  Bellow yang memonitor ada tidaknya tekanan didalam silinder. Bila tekanan ada maka bellow bergerak mengunci batang penggerak rem agar tidak bekerja, sehingga piston dapat bergerak bebas. Bila tekanan tiba-tiba menghilang maka bellow mengempis, melepas penahan sehingga rem bekerja menahan batang piston gada kedudukannya yang terakhir.  Katup penghubung singkat silinder yang segera bekerja bila terjadi pengereman.


131



Actuator Hydraulic

Actuator Hydraulic adalah suatu alat control dan penghantar suatu tenaga penggerak zat cair. Mengenal jenis-jenis Actuator Hydraulic.

Gambar 117 Actuator electroHydraulic tranducer (type Ball Valve-350)

Actuator series 350 ini bisa digunakan pada globe dan angle valve secara propotional. Actuator ini juga dilengkapi pompa Hydraulic dan motor Prinsip kerja Actuator Hydraulic. Penggerak akhir berupa silinder daya yang digerakkan oleh tenaga pneumatik memiliki kemampuan yang terbatas. Untuk penggerak akhir yang lebih besar digunakan silinder daya yang digerakkan oleh minyak bertekanan tinggi. Umumnya digunakan tekanan Hydraulic sebesar 7 bar kentang 5 Bar - 10 Bar adalah umum diproduksi.


132

Rancangan khusus tersedia antara 2 - 5 Bar dan 10-17 Bar. Minyak yang dikeluarkan dari saluran pembuangan katup biasanya jatuh vertikal atas dasar gaya berat. Kalau dibuat miring umumnya pipa sambungan memiliki kemiringan paling sedikit 6 cm per meter. karena pada waktu pemeliharaan besar hal-hal yang demikian harus diperhatikan dan jangan sampai berubah.

Gambar memperlihatkan diaphragm silinder gaya beserta positioner pneumatic Hydraulic, artinya sinyal pneumatic yang datang dari controller, melalui diaphragm (A), batang-batang (B), (C), katup (D) dan katup pemandu (E), diubah menjadi sinyal Hydraulic penggerak piston dalam silinder daya. P/H positioner adalah kode untuk positioner yang menerima sinyal pneumatic dan mengubahnya menjadi sinyal Hydraulic.

Gambar 118 High Pressure Control Valve With Electro-Hydraulic Actuator


133

Single Acting Cylinder Dilengkapi dengan pegas (Spring) untuk mendorong piston rod (lihat gambar 2-l).

Gambar 119 Peralatan hidrolik model single acting cylinder

Double Acting Cylinder Banyak digunakan pada automatik kontrol untuk penggunaan yang bevariasi (gambar 2-m)

Gambar 120 Peralatan hidrolik model double acting cylinder


134

Pencegahan Kecelakaan pada pengoperasian sistem hidrolik. Kecelakaan atau bahaya yang mungkin terjadi akibat cairan minyak Hydraulic antara lain :  Tekanan tinggi  Kebocoran (tumpahan cairan)  Gesekan dll. Untuk menghindari bahaya tersebut diatas kita harus menggunakan alat keselamatan kerja dan mengadakan pemeriksaan secara teratur.

d. Diagram Pemipaan Sistem Hydraulic


135


136

Gambar 121 Instalasi sebuah sistem hidrolik

5.2. Waste Water Treatment Plant

Setiap proses pembangunan tentunya mempunyai dampak berupa limbah, baik berupa padat, limbah gas dll, yang bila ditangani dan dikendalikan dengan baik akan berdampak negatif terhadap lingkungan hidup. Undang-undang tentang pengelolaan lingkungan hidup dapat dilihat pada undang-undang No. 4 tahun 1982, dan UU.23 th 1997 dan tentang AMDAL pada PP No. 29 th. 1986 dan PP. NO.27 th 1999. Pada pembangkit listrik tenaga termal, seperti PLTU dan PLTGU, jenis limbah dari proses kimia dapat dikendalikan dengan cara seperti pada daftar sebagai berikut :


137

NO 1.

JENIS PROSES KIMIA Proses pembakaran

JENIS LIMBAH

CARA PENGENDALIAN

emisi gas No2

LNB, air staging

Emisi gas SO2

Fuel staging , reduksi NH3, katalytik reduksi FGD , FBD

emisi SPM

buangan alkali KOH

ESP, Bag filter

2.

Proses Hydrogen Plant

Panas

Netralisasi

3.

Proses pendingin Condensor

buangan alkali Na OCl

Lintasan diperpanjang

4.

Proses Chlorination Plant

Buang sisa regenerasi Alkali atau asam

Netralisasi

5.

Proses External Treatment

Netralisasi

6.

Proses Internal Treatment

buangan sisa regenerasi alkali atau asam, buangan sisa blowdown ketel

Netralisasi

buangan domestic

7.

Proses Sewage Treatment


Proses Sewage Treatment

138

Limbah cair dapat dikelompokan menjadi: a. Limbah Cair dari External Treatment  Limbah buangan Water Treatment Plant Limbah hasil sisa regenerasi Water Treatment Plant dapat bersifat asam (pH < 7,0) ataupun basa (pH > 7,0) tergantung dari banyaknya buangan pencucian sisa regenerasi WTP. Cara bekerjanya proses netralisasi sebagai berikut: Pada posisi permukaan tertentu air sisa buangan cucian regenerasi didalam bak penetral disirkulasikan dengan pompa penetral (start secara manual). Tergantung dari pembacaan sensor saat itu, apabila pH menunjukan asam (pH < 0,7), maka larutan basa dari katup tangki harian kausitik akam pembuka dan menetralkan air buangan demikian sebaliknya dengan larutan asam dari tangki harian asam HCI. Apabila pH telah memenuhi syarat baku mutu air buangan (7-9) , air dibuang ke luar ke setelah pembuangan.

Gambar 7 :Netralisasi Wtp


139

 Limbah buangan desalination plant Brine dari pompa blowdown secara periodik dipantau nilai pH, suhu dan kandungan phosphatnya (apabila memakai poly phosphate injection system). Apabila terdapat deviasi dilakukan tindakan-tindakan koreksi agar air buangan tidak melebihi nilai ambang batas.

b. Limbah Cair dari Internal Water Treatment  Limbah buangan dari Internal Water Treatment Limbah dari buangan air ketel perlu dipantau dan diketahui nilai pH-nya , kandungan phosphate, tidak boleh melebihi nilai ambang batas yang diijinkan. Apabila terjadi devisi pada air buangan, maka segera dilakukan tindakan pencegahan (misalnya dengan mengurangi blowdown ketel dan lain sebagainya).


140

KETERANGAN GAMBAR 1.Raw Water 2.Conc. NaOH storage tank 3.Conc. HCl storage tank 4.Waster water strorage pond & pH cont. oxydation pit blower 5.Desalination plant


6. Water Treatment Sistem 7.Neutral pit ( unit I & II ) 8. Neutral pit ( Unit III & IV) 9.Neutralizing pit 10.Filter I & II 11.Sludge storage pond,

141

c. Limbah domestic (sewage treatment) Limbah domestic berasal dari buangan domestic gedung sentral dan gedung administrasi. Sebelum disalurkan ke bak digestion (penghancur) terlebih dahulu ditampung di bak penampungan. Dari bak penampungan di pompa ke bak penghancur. Didalam bak penghancur air buangan diaduk dengan udara blower agar sisa buangan teroksidir dan mengendap serta bakteri aerob dapat hidup tanpa terjadi pembusukan . Untuk menghapus bakteri phatogen yang dapat menyebabkan penyakit (coli) air buangan diinjeksi dengan larutan sodium hypochlorite. Sebagai parameter pengukuran hasil treatment adalah: kadar sisa cl2 dan BOD-5 yang terkandung didalam air buangan domestic. Apabila melebihi NAB, maka perlu dilakukan koreksi untuk memperbaiki kondisi treatment (misalnya dengan memperpanjang pengadukan atau menambah larutan desinfectant).

Gambar 122 Sewage pump and sewage treatment


142

6.

PENGOPERASIAN PLTU

6.1. Klasifikasi Start Pada dasarnya jenis start unit PLTU dapat dibedakan menjadi 3, yaitu start dingin (cold start), start hangat (warm start) dan start panas (hot start). Pada saat akan mengoperasikan unit PLTU, terlebih dahulu harus ditentukan jenis start apa yang akan dilaksanakan. Sebagai pedoman untuk menentukan jenis start pada umumnya digunakan parameter ‘temperatur metal tingkat pertama’ (first stage metal temperature) turbin. Harga batas dari temperatur ini diberikan oleh pabrik agar diikuti karena boleh jadi ketentuan dari satu pabrik berbeda dengan pabrik lainnya. Adapun kriteria dari masing-masing jenis start adalah sebagai berikut : 

Start Dingin (Cold Start).

Operasi unit PLTU dikategorikan dalam start dingin apabila temperatur first stage metal < 120 0C. Temperatur first stage metal < 120 0C ini tercapai ketika turbin telah stop (shutdown) lebih dari 72 jam atau 3 hari. Start dingin memerlukan total waktu start yang paling lama. Hal ini disebabkan karena temperatur metal dari seluruh komponen masih dalam keadaan dingin sehingga memerlukan waktu yang cukup lama guna mencapai pemerataan panas (heat soak). Faktor lain yang juga perlu diperhatikan pada start dingin adalah kemungkinan terjadinya termal stress akibat perbedaan temperatur. Yakinkan bahwa perbedaan temperatur dari setiap komponen tidak melebihi batas yang diizinkan oleh pabrik. 

Start Hangat (Warm Start).

Start unit diklasifikasikan menjadi start hangat apabila temperatur first stage metal turbin berada diantara 120 0C s.d 350 0C. Temperatur ini terjadi apabila turbin telah stop selama sekitar 30 jam. Karena temperatur metal turbin masih cukup tinggi, maka lama start menjadi lebih singkat dibanding start dingin. Hal yang perlu dipertimbangkan pada start hangat diantaranya adalah pengaturan temperatur uap keluar boiler agar pada saat start


143

turbin, temperatur uap sesudah proses throtling pada stop valve sesuai dengan temperatur metal. 

Start Panas (Hot Start).

Start panas merupakan jenis start yang membutuhkan waktu start paling cepat dibanding jenis start yang lain. Start panas dilakukan apabila temperatur first stage metal turbin > 350 0C. Start panas dilakukan ketika turbin baru shut down sebentar, yaitu sekitar 12 jam. Hal yang perlu dipertimbangkan pada start hangat juga berlaku untuk start panas. Selain ketiga jenis start diatas, pada sebagian PLTU terdapat satu jenis start lagi, yaitu ‘start sangat panas’ (very hot start). Start sangat panas dilakukan apabila temperatur metal turbin masih > 450 0C. Hal ini terjadi ketika turbin trip akibat gangguan dari luar seperti saluran (transmisi) interkoneksi terganggu atau rele MFT salah operasi. Masing-masing jenis start memerlukan perlakuan yang berbeda dan hal ini ditampilkan pada kurva start. Kurva start dibuat oleh pabrik pembuat mesin dan harus digunakan sebagai acuan untuk melakukan start. Tabel 2 Daftar perkiraan waktu untuk tiap jenis sta

Jenis Start

Dari penyalaan

Dari turbin

Dari paralel

Totaldari

hingga start

start hingga

hingga beban

penyalaan hingga

turbin

paralel

penuh

beban penuh

1. Start Dingin (cold start)

240 menit

220 menit

190 menit

650 menit

80 menit

70 menit

90 menit

240 menit

40 menit

15 menit

35 menit

90 menit

10 menit

10 menit

30 menit

50 menit

2.Start Hangat (warm start) 3. Start Panas (Hot start ) 4. Start sangat panas (very hot start)


144

5.2 Prosedur Start Alat Bantu dan Sistem Air Pengisi Sebelum melakukan start, terlebih dahulu harus dilakukan persiapan atau pemeriksaan sebelum start (pre start check / PSC). Guna membantu kelancaran pelaksanaaan start, biasanya digunakan daftar item-item yang harus diperiksa sebelum start berupa list untuk semua komponen. Start unit dapat dirinci menjadi start untuk tiap komponen utama yang meliputi start boiler, start turbin, start alat bantu dan sebagainya. Untuk keperluan praktis, urutan kegiatan start mulai dari persiapan hingga beban penuh dapat dibuat dalam bentuk diagram blok urutan start. Dengan diagram tersebut dapat dilihat apa saja yang dilakukan di boiler dan mana yang dapat dilakukan secara bersamaan antara boiler dan turbin. Apabila kondisi unit usai pekerjaan overhaul atau pekerjaan pemeliharaan, maka persiapan dan pemeriksaan

mencakup semua bagian alat dan harus dilakukan

secara teliti dan bertahap. Tetapi apabila kondisi unit hangat atau stand by, maka persiapan dan pemeriksaan relatif lebih singkat, hanya untuk memastikan posisi bagian alat atau sistem. Sesuai dengan prosedur yang berlaku pekerjaan persiapan ataupun pengoperasian alat atau sistem ada yang dapat dilakukan secara paralel tetapi ada pula yang harus dikerjakan secara berurutan. a. Sistem air pendingin utama dan pendingin bantu Didalam unit pembangkit yang sistem pendinginnya terdiri dari sistem pendingin utama dan pendingin bantu, maka sistem pendingin utama merupakan sistem yang pertama dioperasikan sebelum alat atau sistem yang lain beroperasi. Hal ini karena sistem pendingin utama selain untuk mengkondensasi uap di kondensor

juga

berfungsi untuk mendinginkan air dalam sistem pendingin bantu (auxiliary cooling water atau close cooling water).


145



Sistem Pendingin Utama

Pengoperasian sistem pendingin utama meliputi pemeriksaan mulai dari intake (sisi masuk) pompa hingga outfall (sisi keluar) kondensor

Gambar 123 Sistem Air Pendingin Utama (CWS)

Sistem ini berfungsi untuk mendinginkan alat bantu dan bersirkulasi secara tertutup. Sekalipun siklusnya tertutup tetapi sebagian airnya terbuang (bocor), misalnya untuk pendingin atau perapat poros pompa dan sebagainya. Oleh karena itu persediaan air dalam tangki (header) air pendingin ini harus cukup sebelum sistem dioperasikan.


146

Gambar 124 Sistem Air Pendingin Bantu (Siklus tertutup, CCCWS)

b. Sistem udara instrumen dan udara service Karena kompressor udara instrumen maupun kompresor udara service didinginkan dengan air pendingin bantu. Produk udara instrumen ini digunakan untuk menggerakkan peralatan instrumen-kontrol termasuk katup dan damper. Persiapan sebelum mengoperasikan sistem udara instrumen dan service pada dasarnya sama.

Perbedaannya adalah dalam sistem udara instrumen terdapat

sistem pengering udara (air dryer).


147

Gambar 125 Siklus Air Uap PLTU Suralaya 5 – 7.



Sistem Air Pengisi

-

Pengisian Hotwell kondensor Pengisian hotwell dapat dilakukan bila kualitas dan jumlah air penambah di tangki CST (condensat storage tank) tersedia cukup. Isilah hotwell hingga level normal (nol).

-

Pengisian Tangki Deaerator Setelah level hotwell cukup, berikutnya dilanjutkan mengisi tangki deaerator. Air dapat diisikan ke tangki deaerator dengan pompa kondensat hingga level normal. Pada saat mengisi tangki deaerator, secara simultan juga dilakukan penambahan air penambah ke hotwell.


148

Gambar 126 Tangki air penambah (CST)

-

Pengisian Boiler Air diisikan ke ketel dengan pompa air pengisi (BFP). Sebelum menjalankan pompa air pengisi, pompa harus di "Priming" terlebih dahulu dengan cara membuka katup suction dan katup venting pada pompa sampai semua udara terbuang yang ditandai dengan keluarnya air dari saluran venting. Sebelum mengisikan air kedalam boiler, yakinkan bahwa katup venting pada boiler drum,

superheater,

reheater

(bila

tersedia) harus sudah dalam

keadaan terbuka. Isi boiler hingga level drum sedikit dibawah level normal. Setelah muka air drum mencapai level yang ditetapkan, maka katup pengatur (CV) ditutup dan pompa air pengisi dapat dimatikan.


149

Gambar 127 Sistem Air Kondensat

Gambar 128 . Pompa Air Pengisi (BFP)


150

Gambar 129 Pemanas air pengisi (Feed heater)



Sistem minyak pelumas

Didalam unit pembangkit minyak pelumas selain digunakan untuk pelumas bantalan turbin generator juga digunakan sebagai minyak hidrolik dan kontrol turbin serta untuk perapat poros (seal) generator. Pompa pelumas terdiri lebih dari satu, tetapi dalam kondisi normal yang beroperasi hanya satu, sedang yang lain sebagai back up. Jalankanpompa pelumas, jacking oil dan kemudian Turning gear untuk memutar turbin pada putaran 4 rpm. Sistem minyak perapat poros hanya digunakan dalam generator yang didinginkan dengan hidrogen. Pompa minyak terdiri dari dua, yaitu pompa perapat untuk sisi udara dan pompa perapat untuk sisi hidrogen. Dalam kondisi normal kedua pompa yang digerakkan dengan motor listrik AC beroperasi semua. Untuk mencegah keluarnya hidrogen pada saat aliran listrik AC hilang, maka sistem ini dilengkapi dengan pompa perapat yang digerakkan dengan motor DC.


151

Gambar 130 Sistem Minyak Pelumas Turbin

Gambar 131 Panel (Faceplate) start pompa pelumas


152

Gambar 132 Sistem Minyak Perapat poros Generator

5.3. Prosedur Start Boiler 5.3.1 Sistem udara bakar dan gas buang Udara bakar dipasok oleh FD fan dan gas buang dikeluarkan ke atmosfir dengan ID fan. Udara bakar (udara sekunder) diambil dari atmosfir yang jumlahnya diatur dengan inlet vane pada FD Fan dan dipanaskan oleh Air Heater. ID Fan menghisap gas buang dan mengendalikan tekanan ruang bakar.


153

Gambar 133 Sistem udara bakar dengan FD Fan

Gambar 134 Damper udara bakar pada windbox


154

Gambar 135 Sistem gas buang dengan ID Fan

Gambar 136 Sistem Udara Primer dengan PA Fan


155

5.3.2 Pembilasan Ruang Bakar (Purging) Ruang bakar adalah tempat reaksi pembakaran antara bahan bakar dengan udara . Oleh karena itu, ketika boiler beroperasi selalu ada resiko masuknya bahan bakar yang tidak terbakar kedalam boiler dan akumulasi sisa bahan bakar ini bersifat eksplosif. Untuk itu, maka ruang bakar senantiasa harus dibilas (purging) terlebih dahulu sebelum dilakukan penyalaan. Tujuan dari purging ini adalah untuk membuang gas yang dapat terbakar (combustible gas) dari dalam boiler. Untuk memastikan bahwa boiler sudah bersih dari combustible gas, maka purging dilakukan selama sekitar 5 menit. 

Persyaratan purging

Untuk dapat melakukan purging diperlukan beberapa persyaratan yang harus dipenuhi. Persyaratan untuk melakukan purge antara boiler satu dengan yang lain dapat saja berbeda, tetapi persyaratan utama pada prinsipnya sama. Persyaratan tersebut antara lain adalah : *

Aliran udara lebih besar dari 30 % aliran beban penuh

*

Katup penutup cepat (trip valve) bahan bakar penyala tertutup

*

Tekanan ruang bakar (furnace pressure) sudah sesuai

*

Katup penutup cepat bahan bakar utama tertutup

*

Semua damper/ vane udara dan gas terbuka

*

Level air di drum ketel diatas batas minimum.

*

Tidak ada nyala api di ruang bakar

Untuk unit boiler yang pengoperasiannya menggunakan DCS, item-item persyaratan purging dapat dilihat pada layar monitor. Pada boiler yang dilengkapi dengan penangkap abu elektrik (Electrostatic Precipitator, EP), pastikan bahwa EP ini baru dioperasikan setelah proses pembilasan (purging) selesai.


156

Untuk memperoleh aliran udara lebih besar dari 30 %, dilakukan dengan mengatur inlet vane dari FD fan. Sementara untuk membuat tekanan ruang bakar minus 10 mm dilakukan dengan mengatur inlet vane ID Fan.

Gambar 137 Persyaratan purging boiler



Prosedur purging

Apabila persiapan dan persyaratan purging telah terpenuhi, maka purging dapat dilakukan dengan aliran udara ke ruang bakar > 30 % aliran beban penuh selama sekitar 5 menit. Selama proses purging berlangsung kondisi ketel dijaga stabil seperti saat sebelum purging. Jadi semua parameter dari alat yang beroperasi dijaga untuk tidak berubah dan tidak melakukan start atau stop suatu alat.

5.3.3 Sistem bahan bakar minyak Solar/HSD BBM solar digunakan sebagai penyala (ignitor) dan untuk pembakaran awal pada saat start dingin. Jalankan dua pompa HSD dan set tekanannya menjadi 7 bar, posisikan ke auto sehingga tekanan sampai di ignitor 6 bar. 

Penyalaan/Pembakaran awal


157

Sebelum melakukan penyalaan awal, maka komponen berikut ini harus disiapkan : -

Damper udara dalam posisi untuk penyalaan atau posisi otomatis

-

Tekanan uap atau udara untuk atomising cukup

-

Flame detector (scanner) dalam keadaan kerja.

-

Tekanan ruang bakar normal,

-

Tekanan bahan bakar penyala cukup

Penyalaan dapat dilakukan apabila purging telah selesai. Untuk melakukan penyalaan, jalankan pompa minyak penyala (HSD), 

RESET boiler

Buka Trip Valve bbm HSD. Begitu tombol start ignitor ditekan, maka urutan penyalaannya berlangsung : * Ignitor gun masuk (insert) keruang bakar. * Katup uap atau udara atomisasi terbuka * Busi mengeluarkan bunga api (igniter on) * Katup bahan bakar penyala terbuka Jika nyala api yang terdeteksi oleh flame detector memuaskan, artinya terjadi pembakaran yang baik, maka penyalaan berlangsung terus, busi akan mati dan retract. Tetapi jika nyala api tidak terdeteksi oleh flame detektor, maka proses penyalaan stop, sistem ignitor trip (katup bahanbakar dan uap atomisasi tertutup). Pada saat penyalaan pastikan bahwa pembakaran terjadi dengan baik. Bentuk nyala api diperiksa melalui kaca intip, tidak terlalu panjang dan tidak terlalu lebar sehingga tidak menyentuh dinding ruang bakar.


158

Gambar 138 Sistem penyala (Ignitor)

Gambar 139 . Konfigurasi ignitor pada boiler

Proses pemanasan pada boiler harus dilakukan bertahap dengan kenaikan temperatur uap yang terkontrol (lihat kurva start). Temperatur metal pipa boiler harus dipantau dan dijaga pada batas yang diijinkan. Temperatur pipa reheater juga harus diamati terus menerus karena belum ada aliran uap masuk turbin. Buka katup resirkulasi ekonomiser agar air dapat bersirkulasi dari drum ke pipa pipa ekonomiser


159

dan kembali ke drum. Pada saat ini belum ada penguapan dan belum terjadi sirkulasi sehingga kenaikan temperatur harus diatur dengan hati-hati agar tidak terjadi overheating pada pipa-pipa ketel. Atur laju kenaikan temperatur dan tekanan uap dengan mengatur banyaknya igniter yang beroperasi. Periksa temperatur gas keluar ruang bakar dengan menggunakan thermoprobe, jaga agar temperatur ini tidak melebihi batas yang telah ditentukan. Laju kenaikan temperatur tetap harus dibatasi demikian pula temperatur pipa-pipa boiler harus terus dipantau. Pengaturan kenaikan temperatur dapat dilakukan dengan menambah atau mengurangi jumlah ignitor.

Gambar 140 Ruang bakar dan thermoprobe



Menaikkan Tekanan dan Temperatur Boiler

Dalam tahap kenaikan tekanan boiler, aspek yang harus diperhatikan adalah menjaga agar perbedaan temperatur pada komponen boiler tidak boleh melampaui batas yang ditetapkan karena akan menimbulkan stress thermal. Hal ini terutama


160

pada boiler drum karena boiler drum merupakan komponen yang paling tebal dalam boiler. Perbedaan temperatur yang perlu diperhatikan pada boiler drum adalah perbedaan temperatur antara

Top dengan

terbentuknya uap. Saat belum terjadi terpanasi

adalah

Bottom

penguapan,

terutama

bagian

dinding sebelah dalam bagian bawah

sebelum

boiler drum

yang

yang

bersinggungan

dengan air. Pada tahap ini, boiler drum bagian bawah cenderung memuai sedang drum bagian atas belum memuai sehingga terjadi stress. Untuk mengurangi stress, maka perbedaan temperatur antara Top dengan Bottom tidak boleh melebihi batasan yang ditetapkan. Manakala penguapan sudah terjadi, maka seluruh permukaan bagian dalam dari boiler drum sudah terpanasi secara merata, dimana bagian bawah dipanasi oleh air sedang bagian atas dipanasi oleh uap. Pada tahap ini perbedaan temperatur antara Top/Bottom mulai mengecil. Perbedaan temperatur yang masih ada adalah antara bagian dalam drum dengan bagian luar drum (inner dengan outter). Gambar dibawah menunjukkan contoh formula batasan perbedaan temperatur drum.

Gambar 141 Contoh batas perbedaan temperatur pada drum


161

Ketika

belum terbentuk uap, maka temperatur gas bekas harus dibatasi untuk

mencegah terjadinya overheating pada pipa-pipa superheater. Pembatasan ini dilakukan

dengan

mengatur jumlah ignitor yang dioperasikan. Bila

ternyata

temperatur ruang bakar melebihi batasan yang ditetapkan, maka jumlah ignitor harus dikurangi. Bila tidak tersedia thermoprobe, maka batasan terhadap laju kenaikan temperatur sesuai rekomendasi pabrik seperti yang terdapat pada buku manual. Pada tekanan 2 bar, katup venting drum ditutup, naikkan tekanan secara bertahap dengan memperhatikan batas-batas yang ditetapkan. Gambar 113 menunjukkan contoh tipikal grafik start dingin (cold start) ketel dan turbin.

5.4. Start Turbin Pastikan bahwa semua indikator dan peralatan turbovisori berfungsi dengan baik. Pastikan bahwa semua katup drain turbin

(casing

drain,

main steam drain,

extraction line drain) terbuka. 

Pemanasan (warming) Main Steam Line

Pada boiler yang dilengkapi dengan "Boiler stop valve", maka setelah boiler mencapai tekanan tertentu,

saluran

uap utama (main Steam line) dapat di

"warming" dengan membuka boiler stop valve. 

Mengoperasikan Uap Perapat Turbin dan Membuat Vakum kondensor

Sebelum turbin beroperasi, uap perapat umumnya dipasok dari auxiliary steam, tekanan dan temperatur uap perapat harus disesuaikan dengan kondisi perapat. Karena itu tekanan uap perapat harus diturunkan melalui katup pengatur. Selain itu, uap perapat sisi tekanan rendah juga diturunkan temperaturnya dengan menggunakan

air

pancar

(spray water). Uap bekas dari perapat selanjutnya

mengalir ke gland steam condensor dan didinginkan oleh air kondensat.


162

Perangkat pembuat vacum dapat berupa "Steam Ejector" atau Pompa vakum. Alat ini dioperasikan setelah

tekanan

boiler

mencapai

harga tertentu > 15 bar.

Umumnya yang dijalankan pertama adalah starting/Hoging Ejector.

Setelah

mencapai vakum 600 mmHg dipindah ke main Ejector. Untuk perangkat pembuat vacum kondesor yang menggunakan pompa vacum (vacum pump), biasanya setiap unit dilengkapi dengan 2 atau 3 pompa vacum sehingga untuk start dapat menggunakan 3 pompa vacum dan saat normal operasi cukup 1 pompa. Sambil menunggu vakum kondensor mencapai harga nominal, atur agar laju kenaikan temperatur pada boiler tetap berada dalam batas yang diijinkan. Setelah tercapai vakum ≥ 680 mm Hg, sistem turbine by pass dapat dioperasikan, namun pompa kondensat dan BFP harus beroperasi. Dengan beroperasinya sistem by pass turbin, maka aliran uap melintas keluar boiler meningkat sehingga kenaikan temperatur uap menjadi lebih cepat.

Gambar 142 Pasok uap Sistem gland steam


163



Rolling up Turbin.

Setelah vakum condensor mencapai harga nominal, tekanan dan temperatur uap sesuai jenis stat, turbin dapat segera dijalankan. Periksa apakah eksentrisitas (eccentricity) poros telah

berada dibawah harga

batas yang telah ditetapkan. Bila belum, tunda start turbin dan biarkan poros turbin tetap diputar oleh turning gear sampai eksintrisitas poros mencapai batasan yang ditetapkan. Periksa

posisi

poros (rotor position) serta perbedaan pemuaian (differential

expansion) antara rotor dengan casing. Amati perbedaan temperatur antara upper dengan lower casing, serta perbedaan temperatur antara flens dengan Bolt. Periksa temperatur uap bekas dari LP turbin

dan

yakinkan bahwa sistem pengatur

temperatur uap bekas LP turbin (LP exhaust hood spray water) bekerja.

Gambar 143 Katup utama uap Turbin (MSV, GV, RSV dan ICP)


164

Jalankan AOP (auxiliary oil pump), RESET turbin dan amati reaksi katup-katup governor. Segera setelah reset, maka governor valve akan membuka penuh. Kini turbin siap diputar dengan membuka stop valve (throttle valve). Besarnya laju percepatan dapat dilihat dari grafik start turbin yang

direkomendasikan

pabrik. Pada turbin yang dilengkapi sistem start otomatis (Automatic Turbine Start Up/ ATS), tersedia selector switch untuk memilih laju akselerasi

yaitu " Slow",

"Normal" dan "Fast" dimana besaran akselerasi untuk masing-masing posisi selector switch telah ditentukan oleh pabrik.

Gambar 144 Faceplate pompa vakum

Untuk start secara manual, gunakan grafik start turbin sesuai dengan jenis start (cold, warm, atau hot start) yang direkomendasikan oleh pabrik. Ketika melakukan start dingin (cold tertentu selama

start), umumnya putaran turbin harus periode

waktu tertentu

ditahan

pada

harga

untuk tujuan pemerataan panas (heat

soak). Perlu diingat bahwa ketika uap mulai mengalir kedalam turbin, maka rotor akan memuai lebih cepat dari casing .


165

Hal-hal

tersebut mengakibatkan timbulnya

perbedaan pemuaian

relatif

(differensial expansion) antara rotor dengan casing. Bila perbedaan pemuaian ini lebih besar dari jarak bebas (clearence) antara bagian yang bergerak dengan bagian yang

stasioner, maka

kemungkinan dapat terjadi pergesekan

diantara

keduanya.

Gambar 145 Program ATS (automatic turbin start up)

Disamping itu, perbedaan temperatur antara upper dengan lower casing dan perbedaan

temperatur antara flens dengan bolt

turbin yang dilengkapi sistem

juga harus diperhatikan. Pada

ATS, terdapat sistem monitoring "Stress Level".

Bila stress tinggi, maka tahap urutan start akan ditunda secara otomatis ”hold”, turbin akan tetap berada pada putaran tertentu dalam waktu yang lama. Setelah "Stress level" turun dibawah batas yang tentukan, maka proses urutan start akan berlanjut lagi. Begitu program start turbin mulai, putaran naik, kopling turning gear terlepas (disanggage)

dan matikan. Pada putaran sekitar 500 rpm

turbin di trip untuk

memastikan kerja MSV dan dilakukan pemeriksaan gesekan (rub check).


166

Gambar 146 Indikator parameter turbin (turbine supervisory)

Bila ternyata hasilnya normal, turbin dapat distart lagi. Pada putaran tertentu, vibrasi akan tinggi, ini menunjukkan bahwa turbin berada pada putaran kritisnya (critical speed). Turbin biasanya memiliki beberapa putaran kritis sampai mencapai 3000 rpm. Ketika putaran mencapai 95% putaran nominal (2850 Rpm) akan terjadi proses valve transfer. Pada saat ini, governor valve akan bergerak dari posisi terbuka penuh

ke

posisi

pembukaan minimum, sementara stop valve akan membuka

penuh. Pengendalian pengaturan aliran uap kini diambil alih oleh governor valve. Saat dimana

valve

transfer

terjadi merupakan saat yang sangat

rentan karena

berpindahnya proses throtling dari stop valve ke governor valve. Bila tekanan dan temperatur uap tidak memadai, maka ada kemungkinan terjadi kondensasi di steam chest. Setelah itu, naikkan putaran turbin hingga putaran nominal dengan membuka governor valve. Matikan jacking oil pump dan Auxiliary oil pump.


167



Sinkronisasi Generator dan Pembebanan

Periksa aliran pelumas bantalan dan temperaturnya. Amati juga vibrasi bantalan

pada

bantalan generator. Manakala putaran turbin/generator telah mencapai

putaran nominalnya, sistem eksitasi dapat diaktifkan. Masukkan saklar arus penguat (Field Circuit Breaker). Naikkan tegangan generator sampai tegangan nominalnya dengan mengatur arus penguat melalui Base Adjuster .

Gambar 147 . Faceplat field breaker dan AVR

Pindahkan balance switch ke posisi Bal, amati penunjukan balance meter (BM)". Atur/tunggu agar jarum pada "Balance meter" menunjuk angka 0 (nol) yang posisinya tepat ditengah-tengah. Setelah jarum tepat berada ditengah-tengah (menunjuk angka nol), pindahkan switch pilihan ke "auto". Dengan demikian maka "Automatic Voltage Regulator (AVR)" telah berfungsi dan pengaturan dalam posisi otomatis.


168

START UP CURVE PLTU SURALAYA TEMP Press (kg/cm2) oC

TURBINE SPEED

COLD START UP

%

600

500

200

100

2

180 400

160

80

140 300

120

60

4

100 200

80

40

60 100

40

3000

3 1

20

2000

1000

20 0

2

4

6

8

10

12

14

16

Waktu- Jam

KETERANGAN : 1. Main steam pressure (kg/cm2) 2. Main steam temperature (oC) 3. Turbine speed (rpm) 4. Pembebanan Generator

Gambar 148 Kurva Start Up



Sinkronisasi

Tahap berikutnya adalah memparalelkan generator dengan sistem jaringan. Paralel generator dapat dilakukan secara otomatis maupun secara manual. Bila harus dilakukan secara manual, maka operator harus mengetahui syarat - syarat paralel generator yaitu : 

Tegangan generator harus sama dengan tegangan sistem



Frequensi generator harus sama dengan tegangan sistem



Sudut fasa harus sama


169

Langkah pertama adalah menyamakan frequensi generator terhadap frequensi sistem dengan mengatur putaran turbin menggunakan GV. Berikutnya menyamakan tegangan generator terhadap tegangan sistem. Atur tegangan generator dengan mengatur arus penguat melalui " Voltage Adjuster (90 R)" sehingga sama dengan tegangan jaringan. Aktifkan "synchron switch" sehingga jarum "synchronoscope" bergerak menunjuk perbedaan sudut fasa. Atur agar jarum synchronoscope berputar dengan lambat searah jarum jam dengan cara mengatur pembukaan katup governor. Paralel generator dilakukan dengan memasukkan PMT generator (generator circuit breaker). Masukkan PMT generator ketika jarum synchronoscope menunjuk di jam 12 ± 3 0. Setelah sinkron, naikkan beban generator hingga beban minimum yang dengan katup governor. Tutup katup drain main steam, drain turbin dan drain lainnya. 

Pembebanan

Beban generator biasanya ditahan pada 10 % MCR selama beberapa menit. Selanjutnya naikkan beban secara bertahap, sambil mengatur pembakaran agar tekanan

dan

temperatur uap naik sesuai grafik jenis start yang dipilih. Bila

diperlukan, tambah jumlah ignitor yang beroperasi. Setelah mencapai beban tertentu (umumnya berkisar 10 % ~ 20 % MCR), lakukan pemindahan (transfer) pasokan listrik untuk alat-alat bantu dari start up transformer (SST) ke trafo unit (UST). Uap ektraksi (Bleed Steam) ke pemanas air pengisi dapat dioperasikan. Aktifkan mulai dari pemanas yang paling rendah. Aktifkan pula sistem kaskade kondensasi drain setiap pemanas awal. Normalnya drain dari pemanas dialirkan ke pemanas awal yang lebih rendah (Cascade System).


170

Langkah berikutnya persiapkan untuk start mill dengan menjalankan PA Fan dan SA Fan serta mengatur kenaikan temperatur udara primer. Pembebanan selanjutnya mengikuti kurva pembebanan yang dikeluarkan oleh pabrik dan sesuai permintaan kebutuhan dari Pusat Pengatur Beban.

7. 7.1. NO 1

2

TROUBLE-SHOOTING TROUBLE-SHOOTING BOILER JENIS GANGGUAN LEVEL DRUM RENDAH

BOILER TUBE BOCOR

INDIKASI

TINDAKAN

1. Alarm Water Drum Level Low

1. Mencegah Drum Level Rendah. a. Pertahankan katub kontrol air pengisi dalam kondisi kerja yang bagus. b. Sedapat mungkin hindari terjadinya fluktuasi beban yang besar.

2. Feed Water Flow Menurun

2. Jika Terjadi Level Drum Lebih Rendah Dari Gelas Duga. a. Matikan Pembakaran dengan segera dan shut down unit. b. Dalam keadaan darurat dan seijin orang yang berwenang, dapat dilakukan pengisian jika perbedaan temperatur antara metal drum sisi bawah dan air pengisi tidak lebih dari 55º C.

Tanda-tanda Adanya kegagalan Boiler Tube a. Ampere ID fan naik untuk boiler balance draught b. Kadar gas buang berubah c. Terdapat suara berdesis pada pipa

Shut-own unit segara dengan urutan sbb : a. Matikan pembakaran b. Tutup aliran pembakaran c. Tutup aliran uap dari boiler d. Matikan suplai air pengisi ke boiler e. Purging ruang bakar


171

d. e.

yang bocor Jika kebocoran besar Pemakaian air pengisi menjadi lebih besar Terjadi fluktuasi pada ruang bakar

f.

g.

h.

setelah bahan bakar dimatikan Shut Down FD Fan dan tahan hanya cukup hisapan pada ruang bakar guna membuang kebocoran uap kecerobongan Buka drain superheater reheater dan veat drum sampai tekanan 1,8 2 Kg/Cm Buka pintu-pintu manhole dan pendingin unit hanya dengan 1 (satu) ID Fan beroperasi setelah tekanan uap turun

3

EKSPLOSIVE PADA RUANG BAKAR

Eksplosive dalam ruang bakar dapat terjadi karena pembakaran spontan dari bahan bakar atau gas yang tidak terbakar yang terakumulasi didalam ruang bakar ( tekanan ruang bakar diatas maksimum )

Pencegahan Terhadap Eksplosive a. Pengujian penutupan katup F.O harus tertutup dengan rapat b. Tripkan segera katup burner jika kehilangan nyala utama c. Purging ruang bakar dan laluan gas sebelum menyalakan kembali burner d. Metoda purging secara terusmenerus minimum jumlah udara yang lewat 30 % dari volume unit e. Interlock antara kontrol pembakaran dan tekanan ruang bakar berfungsi dengan sempurna

4

KEBAKARAN AIR HEATER

Penyimpangan temperatur yang cepat menunjukan atau merupakan indikasi AH terbakar

1. Mencegah Kebakaran Air Heater a. Menghindari deposit yang berlainan minyak, pengembunan uap minyak, abu yang tidak terbakar dll. Pada elemen AH dengan melakukan soot blowing secara teratur b. Periksa kondisi pengoperasian AH, terhadap temperatur udara dan gas masuk dan keluar


172

2. Jika Terjadi Kebakaran a. Hentikan pembakaran dan shut down inti b. Shut down semua Fan dan tutup semua damper c. Semprot daerah yang terbakar dengan menggunakan CO2 atau alat pemadam yang sesuai d. Jangan membuka pintu masuk, kecuali sangat diperlukan

5

LEVEL DRUM TINGGI

Alarm Drum Level Hight

1. Jika Level Drum Tinggi, Akan Terjadi ”PRIMING” 2. Tidakan Pencegahan a. Hindari perubahan beban yang besar yang mendadak b. Selidiki dan betulkan kondisi air boiler dan air pengisi 3. Jika terjadi ” Priming ” a. Turunkan level drum dengan pengaturan air pengisi secara manual, dan jika perlu turunkan laju penguapan b. Gunakan treatment air pengisi yang bagus dan cukup blow down untuk mempertahankan alkali dan konsentrasi material padat dibawah batas yang telah ditentukan

6

TEKANAN UAP KELUAR SUPER HEATER DROP

Dapat Terjadi Karena : a. Deposit didalam tube b. Katub yang tidak terbuka penuh


Pencegahan terhadap akumulasi deposit a. Selidiki maisture yang terbawa keluar dari drum b. Mutu air ketel dan air pengisi harus sesuai spesifikasi yang ditentukan

173

7

TEMPERATUR UAP SUPERHEAT TINGGI

Hal-hal yang bisa menyebabkannya a. Temperatur air pengisi rendah b. Kelebihan udara lebih c. Terbentuknya slagging pada ruang bakar dan ekonomiser d. Pembakaran yang terlambat (pembakaran skunder terjadi pada jalur konveksi) e. Katup pengaman drum bekerja (blowing) f. Katup De superheater trouble

a. Kurangi udara lebih

8

SUHU UAP SUPERHEAT RENDAH

Penurunan temperatur uap super-heater bisa disebabkan oleh : a. Pipa-pipa superheat kotor b. Udara lebih rendah c. De Superheater valve trouble d. Moisture terbawa pada uap jenuh

a. Tambah Excess Airnya b. Bersihkan pipa Superheater c. Kurangi pembukaan katup De superheater

9

BLOWING PADA BEBAN RENDAH

Blowing pada tekanan rendah (dibawah 50 % Full Load) akan menyebabkan: a. Tekanan ruang bakar naik b. Nyala tidak stabil

a. Tidak melakukan Blowing bila mengakibatkan perubahan tekanan ruang bakar dan nyala api tidak stabil . b. Blowing dilaksanakan untuk menaikkan efisiensi Boiler.


b. Tambah pembukaan katup Desuperheater

174

7.2.

a.

TROUBLE-SHOOTING TURBIN

Identifikasi Gangguan

Peringatan terhadap adanya gangguan secara umum ditampilkan oleh munculnya alarm di panel. Namun apabila gangguan tersebut disebabkan oleh sistem kelistrikan, maka selain timbulnya alarm juga oleh bekerjanya relay proteksi. Identifikasi terhadap gangguan meliputi : -

Waktu terjadinya gangguan

-

Lokasi gangguan

-

Jenis gangguan (penyimpangan dari batas normal, kebocoran dsb.)

-

Data operasi meliputi : a. Tekanan b. Suhu c. Getaran d. Suara e. Bau

b.

Jenis Gangguan 

Tekanan minyak pelumas rendah

Sistem minyak pelumas turbin umumnya memiliki dua fungsi, yaitu sebagai fluida penggerak katup-katup (munyak hidrolik) dan sebagai pelumas bantalan. Keduanya dipasok dari sumber yang sama. Oleh karena itu kehilangan tekanan minyak pelumas juga akan menyebabkan kehilangan minyak hidrolik dan katup uap akan tertutup. Selama penurunan putaran, bantalan turbin akan dipasok dari pompa minyak bantu yang digerakkan motor listrik.


175

Faktor yang dapat menyebabkan tekanan minyak pelumas turun antara lain adalah : -

saringan kotor (tersumbat)

-

saluran (pipa) tersumbat

-

impeller pompa aus

-

pipa bocor

-

level (volume) minyak sangat kurang



Vakum kondensor rendah

Bila tekanan dalam kondensor naik, maka temperatur uap bekas juga mengalami kenaikan sehingga akan mengakibatkan overheating pada baris akhir sudu-sudu turbin. Aliran uap masuk kondensor terhambat karena mendapat tekanan lawan (back pressure) sehingga kemampuan turbin berkurang. Banyak faktor yang dapat mengakibatkan penurunan vakum kondensor, baik dari sisi uap, sisi penghisap udara/gas maupun sisi air pendingin/kondensor. Kemungkinan penyebab vakum kondensor turun dari sisi uap antara lain adalah : -

beban (aliran uap) terlalu rendah

-

adanya kebocoran uap/air drain masuk kondensor

-

laluan uap terhambat

dari sisi air pendingin/kondensor kemungkinannyaadalah : -

aliran air pendingin berkurang

-

pipa kondensor kotor

-

temperatur air pendingin naik


176



Pembuatan Laporan

Didalam setiap bertugas operator harus membuat laporan. Laporan pengoperasian berisi kondisi kinerja alat (performance) dan penyimpangan atau kerusakan yang terjadi. Selain itu laporan juga mencakup antara lain : -

Pemakaian bahan bakar – yaitu jumlah bahan bakar yang digunakan selama bertugas.

-

Produksi energi listrik (jumlah kwh) – yaitu jumlah kwh yang dibangkitkan dikurangi kwh untuk pemakaian sendiri

-

Pemakaian air – yaitu jumlah air yang digunakan untuk penambah.

-

Laporan kerusakan – laporan untuk permintaan perbaikan atau pemeliharaan terhadap gangguan atau penyimpangan kerja peralatan.

Laporan ini ditulis atau diinformasikan ke atasan untuk ditulis dalam format sistem laporan kerusakan. Untuk memudahkan dalam melakukan perbaikan, maka laporan kerusakan agar dilengkapi dengan data yang lengkap termasuk waktu kejadian dan nomor tag bila perlu. Sistem laporan tersebut sangat penting untuk mengetahui kondisi peralatan atau sistem dari waktu ke waktu sehingga dapat juga digunakan sebagai pertimbangan dalam mengambil keputusan pengoperasian yang akan datang. Data yang dilaporkan harus sesuai dengan hasil penunjukkan dilapangan.


177

Pengoperasian PLTU

Recommend Documents