Makalah TTL Fix PDF
Transcript of Makalah TTL Fix PDF
1 | Ir.Amien Rahardjo
MAKALAH TEKNIK TENAGA LISTRIK
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP
Dipersembahkan oleh :
Barlian Caxica Pristy (1306369642)
Muhammad Abu Bakar (1306369592)
Mursid Abidiarso (1306369604)
Teguh Samudra Firdaus (1306369636)
Departemen teknik elektro
Univeristas indonesia
Depok
2015
2 | Ir.Amien Rahardjo
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-
Nya.Sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang Pembangkit Listrik Tenaga Uap.
Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam mengikuti kuliah Teknik
Tenaga Listrik. Dan juga kami berterima kasih pada Bapak Ir.Amien Rahardjo selaku Dosen
mata kuliah Pembangkit Tenaga Listrik yang telah memberikan tugas ini kepada kami.
Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta
pengetahuan kita mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Kami juga menyadari sepenuhnya
bahwa di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu,
kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan makalah yang telah kami buat di
masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang
membangun.
Depok, 1 November 2015
Penulis
3 | Ir.Amien Rahardjo
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR …………….............................................................................................2
DAFTAR ISI……………............................................................................................................3
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ....................................................................................................4
1.2 Rumusan Masalah...................................................................................................6
1.3 Tujuan..................................................................................................................2
BAB II Pembahasan
2.1 Pengertian............................................................................................................7
2.2 Sejarah PLTU.......................................................................................................7
2.3 Perkembangan PLTU di Indonesia.......................................................................7
2.4 Daftar PLTU yang di canangkan..........................................................................9
2.5 Macam-Macam Pembakarab PLTU.....................................................................10
2.6. Peralatan Pembangkit PLTU...............................................................................12
BAB III Pembangkitan
3.1 Proses Pembangkitan..........................................................................................16
3.2 Proses Konversi Energi.........................................................................................17
3.3 Siklus Uap dan Air.............................................................................................19
3.4 Masalah Operasi.................................................................................................21
3.5 Ukuran PLTU.....................................................................................................22
3.6 Masalah Lingkungan...........................................................................................22
3.7 Pemeliharaan PLTU............................................................................................23
3.8 Siklus PLTU.......................................................................................................24
3.9 Prospek PLTU di Indonesia................................................................................26
3.10 Keuntungan dan Kerugian Pada PLTU...............................................................27
BAB IX Kesimpulan
4.1 Kesimpulan.........................................................................................................28
Daftar Pustaka
4 | Ir.Amien Rahardjo
Lampiran
Gambar
1. Gambar 1.PLTU Suralaya
2. Gambar 2.Stoker Boiler
3. Gambar 3.PCC Boiler
4. Gambar 4.Boiler FBC
5. Gambar 5. Boiler (Steam Generator)
6. Gambar 6.Konstruksi Boiler
7. Gambar 7.Turbin Uap
8. Gambar 8.Kondensor
9. Gambar 9.Proses Pembangkitan PLTU
10. Gambar 10.Proses pembangkitan PLTU
11. Gambar 11.Siklus air pada boiler
12. Gambar 12.Siklus PLTU
13. Gambar 13 Rencana tambahan kapasitas pembangkit listrik indonesia dalam rentang waktu
2010-2030
Tabel
1. Tabel 1.Daftar PLTU yang di canangkan Indonesia
Grafik
1. Grafik 1.Siklus rangkine ideal
2. Grafik 2.Superheated
3. Grafik 3.OFWH
4. Grafik 4 CFWH
5 | Ir.Amien Rahardjo
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di Indonesia, listrik merupakan salah satu sumber energi utama kehidupan masyarakat.
Saat ini, produktivitas masyarakat seringkali dikaitkan dengan ketersediaan sumber energi listrik.
Akibatnya, konsumsi energi listrik masyarakat semakin besar. Namun sayangnya, upaya
elektrifikasi oleh pemerintah masih terfokuskan sebatas kota-kota besar yang kaya penduduk.
Sementara daerah perdesaan yang miskin penduduk tidak menjadi prioritas utama. padahal secara
potensi yang terdapat di daerah perdesaan sangat besar. Dan juga kegiatan pembangunan ekonomi
di Indonesia sejak awal masa pembangunan,maka mengakibatkan kegiatan di bidang energi pun
semakin lama semakin meluas dan meninggi.Peningkatan kegiatan di bidang energi listrik ini di
satu pihak menuntut ditingkatkannya jumlah tenaga ahli guna memenuhi kebutuhan berbagai
subsektor energi listrik,dipihak lain mempersyaratkan semakin tingginya mutu profesional para
ahli Indonesia di bidang energi.
Pada periode tahun 2015-2024 "kebutuhan listrik diperkirakan akan meningkat dari 219,1
TWh pada tahun 2015 menjadi 464,2 TWh pada tahun 2024, atau tumbuh rata-rata 8,7% per
tahun." Prediksi tersebut menggambarkan adanya peningkatan per tahun kebutuhan energi listrik
masyarakat Indonesia namun permasalahannya adalah dalam memenuhi kebutuhan energi listrik
tersebut infrastruktur yang tersedia masih kurang terutama pemenuhan listrik di daerah perdesaan.
Dalam hal ini, pengembangan teknologi pembangkit energi baru dan terbarukan merupakan solusi
tepat guna untuk mengembangkan daerah perdesaan.
Pemerintah dalam RPTUL 2015-2024 menyebutkan bahwa untuk merealisasikan
elektrifikasi daerah perdesaan pemerintah menerapkan sebuah kebijakan mengenai pengembangan
energi baru dan terbarukan yaitu berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 79/2014 tentang kebijakan
energi nasional dan peraturan menteri ESDM Nomor 2 tahun 2006 tentang "pengembangan energi
baru dan terbarukan (EBT) yang salah satunya meliputi pembangkit tenaga air skala besar,
menengah dan kecil" Sejalan dengan rencana pemerintah dalam RUPTL 2015-2024 mengenai
rencana elektrifikasi daerah perdesaan
Seperti yang dicanangkan oleh PLN bahwa melalui PLTU ditargetkan dapat tercapai
produksi tenaga listrik sebesar 10.000MW dengan membangun PLTU sebanyak 35 buah yang
nantinya akan ditempatkan di jawa dan luar jawa.
Sebagai sumber energi sebuah PLTU adalah batu bara. Sebuah pembangkit listrik jika
dilihat dari bahan baku untuk memproduksinya, maka Pembangkit Listrik Tenaga Uap bisa
dikatakan pembangkit yang berbahan baku Air.Uap disini hanya sebagai tenaga pemutar turbin,
sementara untuk menghasilkan uap dalam jumlah tertentu diperlukan air. Menariknya didalam
PLTU terdapat proses yang terus menerus berlangsung dan berulang-ulang. Prosesnya antara air
menjadi uap kemudian uap kembali menjadi air dan seterusnya. Proses inilah yang dimaksud
dengan Siklus PLTU.
6 | Ir.Amien Rahardjo
Air yang digunakan dalam siklus PLTU ini disebut Air Demin (Demineralized), yakni air
yang mempunyai kadar conductivity (kemampuan untuk menghantarkan listrik) sebesar 0.2 us
(mikro siemen). Sebagai perbandingan air mineral yang kita minum sehari-hari mempunyai kadar
conductivity sekitar 100 – 200 us. Untuk mendapatkan air demin ini, setiap unit PLTU biasanya
dilengkapi dengan Desalination Plant dan Demineralization Plant yang berfungsi untuk
memproduksi air demin ini.
1.2 Rumusan masalah
1. Apa pengertian PLTU
2. Bagaimana Sejarah PLTU
3. Bagaimana Prinsip kerja PLTU
4. Bagaimana proses kerja PLTU
5. Apa saja kelebihan dan kekurangan PLTU
6. Apa saja dampak pembangunan PLTU
7. Bagaimana upaya pengendalian dampak pembangunan PLTU
1.3 Tujuan
1. Sebagai pemenuhan tugas Mata Kuliah Teknik Tenaga Listrik
2. Untuk mengetahui prinsip kerja dan komponen-komponen yang digunakan untuk sebuah
pembangkit listrik tenaga uap (PLTU).
3. Untuk mengetahui proses terjadinya listrik dari pembangkit listrik tenaga uap.
4. Mengetahui permasalahan PLTU
5. Pentingnya PLTU di Indonesia sebagai pemasok listrik terbesar
7 | Ir.Amien Rahardjo
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian
PLTU adalah singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Pembangkit ini memiliki
alat pembakaran yang dinamakan dengan Boiler sehingga dihasilkan uap panas kering (steam)
yang akan digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin. Sudu-sudu turbin yang berputar akan
memutar poros turbin yang terhubung langsung dengan poros generator, sehingga akan
menghasilkan energi listrik. Seperti yang kita ketahui bahwa generator berfungsi untuk mengubah
energi mekanik (poros turbin yang berputar) menjadi energi listrik yang nantinya akan disalurkan
ke gardu induk melalui transformator.PLTU pada umumnya menggunakan bahan bakar minyak
dan batubara. PLTU yang menggunakan minyak sebagai bahan bakarnya memiliki gas buang yang
relatif bersih dibandingkan dengan PLTU yang menggunakan batubara. PLTU batubara lebih
cocok dipakai pada wilayah yang memiliki kandungan batubara yang banyak seperti daerah
sumatera.
2.2 Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Uap
Pada tahun 1831, setelah sebelas tahun melakukan percobaan, Michael Faraday dapat
membuktikan prinsip pembangkitan listrik dengan induksi magnet. Dengan peragaan dijelaskan,
bahwa bila kumparan atau penghantar memotong medan magnet yang berubah-ubah akan
terinduksi suatu tegangan listrik padanya. Kini rancangan semua mesin listrik adalah didasarkan
pada bukti nyata tersebut.Kemudahan membangkitkan listrik secara induksi memunculkan
perkembangan pembuatan dynamo dan pada tahun 1882 tersedia pasok listrik untuk publik di
London. Pasokan ini diperoleh dari generator DC yang digerakkan dengan mesin bolak balik
(reciprocating) yang di catu dengan uap dari boiler pembakaran manual. Permintaan tenaga listrik
tumbuh berkembang dan pembangkit kecil muncul di seluruh negeri. Hal ini memberikan
keinginan untuk bergabung agar menjadi ekonomis.
Pada tahun 1878 generator pertama dibuat oleh Gramme, tetapi tidak menghasilkan listrik
sampai tahun 1888 ketika Nikola Tesla memperkenalkan sistem banyak fasa (poly phase) medan
berputar. Pada tahun 1882 Sir Charles Parson mengembangkan Turbin generator AC pertama dan
pada 1901 dibuat generator 3 fasa 1500 kW untuk pusat pembangkit Neptune di Tyne
Inggris.Inilah mesin awal dengan kumparan yang berputar didalam medan magnet, tetapi ternyata
bahwa semakin besar output yang diinginkan akan lebih mudah mengalirkan arus listrik pada
medan magnet berputar didalam kumparan yang diam atau stator. Rancangan mesin secara
bertahap berkembang sehingga pada 1922, generator 20 MW yang berputar pada 3000 rpm
beroperasi.Sementara itu karena tuntutan permintaan kebutuhan rancangan unit pembangkit juga
berkembang dan kapasitasnyapun meningkat sehingga dibentuk organisasi untuk mengoperasikan
sistem transmisi interkoneksi yang disebut pusat penyaluran dan pengatur beban.
2.3 Perkembangan PLTU di Indonesia
PLTU yang pertama kali beroperasi di Indonesia yaitu pada tahun 1962 dengan kapasitas
25 MW, suhu 500¼ Co, tekanan 65 Kg/cm
2, boiler masih menggunakan pipa biasa dan
8 | Ir.Amien Rahardjo
pendingin generator dilakukan dengan udara. Kemajuan pada PLTU yang pertama adalah
boiler sudah dilengkapi pipa dinding dan pendingin generator dilakukan dengan hidrogen,
namun kapasitasnya masih 25 MW. Bila dayanya ditingkatkan dari 100 - 200 MW, maka
boilernya harus dilengkapi super heater, ekonomizer dan tungku tekanan.Kemudian
turbinnya bisa melakukan pemanasan ulang dan arus ganda dan pendingin generatornya
masih menggunakan hidrogen. Hanya saja untuk kapasitas 200 MW uap yang dihasilkan
mempunyai tekanan 131,5 Kg/cm2 dan suhu 540¼C
o dan bahan bakarnya masih
menggunakan minyak bumi.
Ketika kapasitas PLTU sudah mencapai 400 MW maka bahan bakarnya sudah tidak
menggunakan minyak bumi lagi melainkan batu bara. Batu bara dibagi menjadi dua bagian
yaitu batu bara berkualitas tinggi dan batu bara berkualitas rendah. Batu bara yang
kualitasnya baik maka akan sedikit sekali menghasilkan unsur berbahaya, sehingga tidak
begitu mencemari lingkungan. Sedang bila batu bara yang dipakai mutunya rendah maka
akan banyak menghasilkan unsur berbahaya seperti Sulfur, Nitrogen dan Sodium. Apalagi
bila pembakarannya tidak sempurna maka akan dihasilkan pula unsur beracun seperti CO,
akibatnya daya guna menjadi rendah.
PLTU batu bara di Indonesia yang pertama kali dibangun adalah di Suryalaya pada
tahun1984 dengan kapasitas terpasang 4 x 400 MW. Kemudian PLTU Bukit Asam dengan
kapasitas 2 x 65 MW pada tahun 1987. Dan pada tahun 1993-an beroperasi pula PLTU
Paiton 1 dan 2 masing-masing dengan kapasitas 400 MW. Kemudian PLTU Suryalaya akan
dikembangkan dari unit 5 - 7 dengan kapasitas 600 MW/unit. PLTU batu bara pada tahun
1994 kapasitasnya sudah mencapai 2.130 MW (16% dari total daya terpasang). Pada tahun
2003 kapasitasnya diperkirakan sekitar 12.100 MW (37%), tahun 2008/09 mencapai 24.570
MW (48%) dan pada tahun 2020 sekitar 46.000 MW. Sementara itu pemakaian batu bara
pada tahun 1995 tercatat bahwa untuk menghasilkan energi listrik sebesar 17,3 TWh
dibutuhkan batu bara sebanyak 7,5 juta ton. Dan pada tahun 2005 pemakaian batu bara
diperkirakan mencapai 45,2 juta ton dengan energi listrik yang dihasilkan mencapai 104
TWh.
Harga batu bara itu sendiri ditentukan oleh nilai panasnya (Kcal/Kg), artinya bila nilai
panas tetap maka harga akan turun 1% pertahun. Sedang nilai panas ditentukan oleh
kandungan zat SOx yaitu suatu zat yang beracun, jadi pada pembangkit harus dilengkapi alat
penghisap SOx. Hal inilah yang menyebabkan biaya PLTU Batu bara lebih tinggi sampai
20% dari pada PLTU minyak bumi. Bila batu bara yang digunakan rendah kandungan SOx-
nya maka pembangkit tidak perlu dilengkapi oleh alat penghisap SOx dengan demikian harga
PLTU batu bara bisa lebih murah. Keunggulan pembangkit ini adalah bahan bakarnya lebih
murah harganya dari minyak dan cadangannya tersedia dalam jumlah besar serta tersebar di
seluruh Indonesia.
9 | Ir.Amien Rahardjo
Gambar 1.PLTU Suralaya
2.4 Daftar PLTU yang dicanangkan di Indonesia
Untuk di Pulau Jawa
No Pembangkit Tempat Kapasitas
1 PLTU 1 Banten Suralaya 1 x 625 MW
2 PLTU 2 Banten Labuhan 2 x 300 MW
3 PLTU 3 Banten Lontar 3 x 315 MW
4 PLTU 1 Jawa Barat Indramayu 3 x 330 MW
5 PLTU 2 Jawa Barat Pelabuhan Ratu 3 x 350 MW
6 PLTU 1 Jawa Tengah Rembang 2 x 315 MW
7 PLTU 2 Jawa Tengah Cilacap 1 x 600 MW
8 PLTU 1 Jawa Timur Pacitan 2 x 315 MW
9 PLTU 2 Jawa Timur Paiton 1 x 660 MW
10 PLTU 3 Jawa Timur Tj. Awar–Awar Tuban 2 x 350 MW
11 PLTU Tanjung Jati B Jepara 2 x 661 MW
10 | Ir.Amien Rahardjo
Untuk diluar pulau jawa dan bali dibangun 25 PLTU, rinciannya sebagai berikut :
No Pembangkit Kapasitas
1 PLTU NAD 2 x 100 MW
2 PLTU 2 Sumatra Utara 2 x 200 MW
3 PLTU Sumatra Barat 2 x 100 MW
4 PLTU 3 Bangka Belitung 2 x 25 MW
5 PLTU 4 Bangka Belitung 2 x 15 MW
6 PLTU 1 Riau 2 x 10 MW
7 PLTU 2 Riau 2 x 7 MW
8 PLTU Kepulauan Riau 2 x 7 MW
9 PLTU Lampung 2 x 100 MW
10 PLTU 1 Kalimantan Barat 2 x 50 MW
11 PLTU 2 Kalimantan Barat 2 x 25 MW
12 PLTU 1 Kalimantan Tengah 2 x 60 MW
13 PLTU Kalimantan Selatan 2 x 65 MW
14 PLTU 2 Sulawesi Utara 2 x 25 MW
15 PLTU Sulawesi Tenggara 2 x 10 MW
16 PLTU Sulawesi Selatan 2 x 50 MW
17 PLTU Gorontalo 2 x 25 MW
18 PLTU Maluku 2 x 15 MW
19 PLTU Maluku Utara 2 x 7 MW
20 PLTU 1 NTB 2 x 15 MW
21 PLTU 2 NTB 2 x 25 MW
22 PLTU 1 NTT 2 x 7 MW
23 PLTU 2 NTT 2 x 15 MW
24 PLTU 1 Papua 2 x 7 MW
Tabel 1.Daftar PLTU yang di canangkan Indonesia
2.5 Macam-Macam Pembakaran pada PLTU
a. Pembakaran Lapisan Tetap
Metode lapisan tetap menggunakan stoker boiler
untuk proses pembakarannya. Sebagai bahan bakarnya
adalah batubara dengan kadar abu yang tidak terlalu rendah
dan berukuran maksimum sekitar 30mm. Selain itu, karena
adanya pembatasan sebaran ukuran butiran batubara yang
digunakan, maka perlu dilakukan pengurangan jumlah fine
coal yang ikut tercampur ke dalam batubara tersebut.
Alasan tidak digunakannya batubara dengan kadar abu
yang terlalu rendah adalah karena pada metode pembakaran
ini, batubara dibakar diatas lapisan abu tebal yang
terbentuk di atas kisi api (traveling fire grate) pada stoker
boiler.
Gambar 2.Stoker Boiler
11 | Ir.Amien Rahardjo
b. Pembakaran Batu Bara Serbuk
Pada PCC, batubara diremuk dulu dengan
menggunakan coal pulverizer (coal mill) sampai
berukuran 200 mesh (diameter 74μm), kemudian
bersama – sama dengan udara pembakaran
disemprotkan ke boiler untuk dibakar. Pembakaran
metode ini sensitif terhadap kualitas batubara yang
digunakan, terutama sifat ketergerusan
(grindability), sifat slagging, sifat fauling, dan kadar
air (moisture content). Batubara yang disukai untuk
boiler PCC adalah yang memiliki sifat ketergerusan
dengan HGI (Hardgrove Grindability Index) di atas
40 dan kadar air kurang dari 30%, serta rasio bahan
bakar (fuel ratio) kurang dari 2. Pembakaran
dengan metode PCC ini akan menghasilkan abu
yang terdiri diri dari clinker ash sebanyak 15% dan
sisanya berupa fly ash
Gambar 3.PCC Boiler
c.Pembakaran Lapisan Mengembang
Pada pembakaran dengan metode FBC,batu bara diremuk terlebih dahulu dengan
menggunakan crusher sampai berukuran maksimum 25mm.Tidak seperti pembakaran
menggunakan stoker yang menempatkan batu bara diatas kisi api selama pembakaran atau metode
PCC yang menyemprotkan campuran batu bara dan udara pada saat pembakaran,butiran batu
baradijaga agar dalam posisi mengembang,dengan cara melewatkan angin berkecapatan tertentu
dari bagian bawah boiler
Gambar 4.Boiler FBC
12 | Ir.Amien Rahardjo
2.6 Peralatan Pembangkit PLTU
a. Instalasi Energi Primer, yaitu bahan bakar atau instalasi tenaga air
b. Instalasi Mesin Penggerak Generator, yaitu yang berfungsi sebagai pengubah energi
primer menjadi energi mekanik penggerak generator. Mesin penggerak generator ini dapat
berupa ketel uap beserta turbin uap, mesin diesel, turbin gas, dan turbin air
c. Instalasi Pendingin, yaitu instalasi yang berfungsi mendinginkan instalasi penggerak yang
menggunakan bahan bakar
d. Instalasi Listrik, yaitu instalasi yang secara garis besar terdari dari :
Instalasi Tegangan Tinggi, yaitu instalasi yang menyalurkan energi listrik yang
dibangkitkan generator
Instalasi Tegangan Rendah, yaitu instalasi alat-alat bantu dan instalasi penerangan
Instalasi Arus Searah, yaitu instalasi yang terdiri dari baterai aki beserta pengisinya
dan jaringan arus serarah yang terutama digunakan untuk proteksi, kontrol dan
telekomunikasi
1. Komponen Utama dan Fungsi
a. Boiler Boiler yang umumnya disebut ketel uap merupakan satu bagian utama dari PLTU yang fungsinya
adalah untuk memproduksi uap yang selanjutnya uap tersebut dialirkan ke turbin.
Gambar 5. Boiler (Steam Generator)
2. Komponen Utama Boiler
Boiler terdiri dari dua komponen utama, yaitu:
1. Ruang bakar sebagai alat untuk mengubah energi kimia menjadi energi panas.
2. Alat penguapan terdiri dari pipa-pipa penguap yang mengubah energi pembakaran (energi
kimia) menjadi energi potensial uap, (energi panas).
13 | Ir.Amien Rahardjo
3. Konstruksi Boiler
Konstruksi boiler dari beberapa bagian antara lain :
Gambar 6.Konstruksi Boiler
4. Komponen Pendukung Boiler
a. Forced Draft Fan
Alat yang berupa fan (kipas) ini berfungsi untuk memasukkan udara pembakaran secara
paksa ke dalam furnace, terpasang pada bagian ujung saluran air intake boiler dan
digerakkan oleh motor listrik.
b. MFO Heater
MFO Heater merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan bahan bakar berupa
MFO dengan tujuan menurunkan viskositas dari MFO.
c. Air Preheat Coil
Alat yang berfungsi untuk memanaskan udara sebelum memasuki Air Heater dengan
sumber panas berasal dari air Deaerator.
d. Air Heater
Air Heater merupakan alat pemanas udara, dimana panas diambil dari gas buang hasil
pembakaran sebelum masuk ke cerobong (stack).
e. Burner
Alat yang berfungsi untuk membakar campuran antara bahan bakar (fuel) dengan udara
(air) di dalam ruang bakar (furnace) pada boiler.
f. Gas Recirculating Fan
Alat ini berfungsi untuk mengarahkan sebagian flue gas (gas sisa pembakaran) kembali
ke furnace untuk meningkatkan efisiensi boiler.
14 | Ir.Amien Rahardjo
g. Soot Blower
Sootblower merupakan peralatan tambahan boiler yang berfungsi untuk membersihkan
kotoran yang dihasilkan dari proses pembakaran yang menempel pada pipa-pipa wall
tube, superheater, reheater, economizer, dan air heater .
h. Safety Valve
Safety valve berfungsi sebagai pengaman ketika terjadi tekanan uap yang berlebih yang
dihasilkan oleh boiler.
5. Turbin
Turbin adalah suatu perangkat yang mengkonversikan energi uap yang bertemperatur tinggi
dan tekanan tinggi menjadi energi mekanik (putaran). Ekspansi uap yang dihasilkan tergantung
dari sudu-sudu (nozzle) pengarah dan sudut-sudut putar. Hal ini dapat kita lihat dari macam
silinder casing pada Turbin:
Gambar 7.Turbin Uap
a. Cross Compound
Dimana HP (High Pressure) dan LP (Low Pressure) turbinnya terpisah dan masing-
masing dikopel dengan satu generator.
b. Tandem Compound
Dimana HP dan IP (Intermediet Pressure) turbinnya terpisah dengan LP Turbin tetapi
masih dalam satu poros.
Pada PLTU, Turbine dibagi menjadi tiga tingkatan, yaitu :
1. High Pressure (HP) Turbine
Data HP Turbin:
a) Jumlah sudu : 1 pasang sudu impuls (tingkat 1) 14 pasang sudu reaksi
b) Arah uap ke Pedestal
15 | Ir.Amien Rahardjo
c) Jumlah 1 buah
2. Intermediate Pressure (IP) Turbine
Data IP Turbine:
a) Jumlah sudu : 12 pasang sudu reaksi
b) Arah ekspansi berkebalikan dengan HP Turbin
c) Jumlah 1 buah
3. Low Pressure (LP) Turbine
Data LP Turbine:
a) Jumlah sudu : 8 pasang per turbin
b) Arah ekspansi uap saling berlawanan
c) Jumlah : 1 buah
6. Komponen - Komponen Turbin Uap
Komponen utama turbin uap:
1. Sudu - Sudu Turbin
2. Sudu Tetap dan Sudu Jalan Turbin
3. Poros (shaft)
4. Casing (Rumah Turbin)
5. Katup - Katup Pengatur Beban
6. Bantalan Aksial Turbin
7. Bantalan turbin
7. Peralatan Bantu Turbin Uap
Peralatan bantu turbin merupakan serangkaian sistem yang mendukung operasi turbin agar dalam
pengoperasiannya dapat berjalan dengan baik. Peralatan bantu turbin antara lain:
1. Sistem Pelumasan
2. Sistem Perapat/Seal
3. Sistem Turning Gear
4. Sistem Governor
5. Sistem Proteksi
6. Condenser
8. Sistem Valve pada Turbin
Sistem valve pada turbin berfungsi mengatur laju aliran uap ke dalam turbin. Sistem valve
digerakkan oleh servo valve actuator dan minyak hidrolik sebagai penggerak valve. Valve turbin
terdiri dari:
1. MSV (Main Stop Valve)
MSV merupakan valve yang membuka dan menutup aliran uap utama (main steam)
masuk ke HP Turbin. Pada saat start up, MSV berfungsi mengatur laju aliran uap yang
masuk ke HP Turbin dan juga sebagai proteksi saat turbin trip.
2. GV (Governor Valve)
GV bekerja setelah terjadinya valve transfer dari MSV ke GV yang berfungsi mengatur
laju aliran uap utama pada HP dan juga sebagai pengontrol beban (setelah disinkronisasi
sampai beban normal).
16 | Ir.Amien Rahardjo
3. RSV (Reheat Stop Valve)
RSV merupakan valve yang membuka dan menutup aliran uap reheat yang masuk ke IP
Turbin. Pada saat start up RSV sudah dalam kondisi membuka penuh, jadi tidak berperan
dalam pengaturan laju aliran uap reheat dan juga sebagai alat proteksi saat turbin trip.
4. ICV (Interceptor Valve)
Pada saat start up, ICV berperan seperti MSV yaitu mengatur aliran uap reheat pada IP
Turbin.
9. Kondensor
Kondensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas dari
turbin menjadi air. Kondensor terbuat dari plat baja berbentuk silinder yang diletakkan secara
mendatar dan didalamnya dipasang pipa-pipa pendingin yang terbuat dari kuningan paduan.
Gambar 8.Kondensor
17 | Ir.Amien Rahardjo
BAB III
PEMBANGKITAN
3.1 Proses Pembangkitan
Pembangkitan tenaga listrik sebagian besar dilakukan dengan cara memutar generator
sinkron sehingga didapat tenaga listrik dengan tegangan bolak- balik tiga fasa. Energi
mekanik yang diperlukan untuk memutar generator sinkron didapat dari mesin penggerak
generator atau biasa disebut prime mover. Mesin penggerak generator yang bantak digunakan
dalam praktik, yaitu mesin diesel, turbin uap, turbin air, dan turbin gas.
Jadi, sesungguhnya mesin penggerak generator melakukan konversi energi primer
menjadi energi melalui penggerak generator. Proses konversi energi primer menjadi energi
mekanik menimbulkan “produk” sampingan berupa limbah dan kebisingan yang perlu
dikendalikan agar tidak menimbulkan masalah lingkungan.
Dari segin ekonomi teknik, komponen biaya penyediaan tenaga listrik yang terbesar
adalah biaya pembangkitan khususnya biaya bahan bakar. Oleh sebab itu, berbagai teknik
untuk menekan biaya bahan bakar terus berkembang, baik dari segi unit pembangkit secara
individu maupun dari segi operasi sitem tenanga listrik secara terpadu.
3.2 Proses Konversi Energi
Dalam PLTU, energi primer yang dikonversikan menjadi energi listrik adalah bahan
bakar. Baban bakar yang digunakan dapat berupa batubara (padat), minyak (cair), atau gas.
Ada kalanya PLTU menggunakan kombinasi beberapa macam bahan bakar.
Konversi energi tingkat pertama yang berlangsung dalam PLTU adalah konversi energi
primer menjadi energi panas (kalor). Hal ini dilakukan dalam ruang bakar dari ketel uap
PLTU. Energi panas ini kemudian dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa ketel untuk
menghasilkan uap yang dikumpulkan dalam drum dari ketel. Uap dari drum ketel dialirkan ke
turbin uap. Dalam turbin uap, energi uap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak
generator, dan akhirnya energi mekanik dari turbin uap ini dikonversikan menjadi energi listrik
oleh generator. Secara skematis, proses tersebut di atas digambarkan oleh Gambar 1
18 | Ir.Amien Rahardjo
Gambar 9.Proses Pembangkitan PLTU
Gambar 10.Proses pembangkitan PLTU
19 | Ir.Amien Rahardjo
Gambar 11.Siklus air pada boiler
3.3 Siklus Uap dan Air
Gambar 9 menggambarkan siklus uap dan air yang berlangsung dalam PLTU, yang
dayanya relatif besar, di atas 200MW. Untuk PLTU ukuran ini, PLTU umumnya memiliki
pemanas ulang dan pemanas awal serta mempunyai 3 turbin tekanan tinggi, turbin tekanan
menengah, dan turbin tekanan rendah. Siklus yang digambar oleh Gambar 9 telah
disederhanakan, yaitu bagian yang menggambarkan sirkuit pengolahan air untuk suplisi
dihilangkan untuk penyederhanaan. Suplisi air ini diperlukan karena adanya kebocoran uap
pada sambungan- sambungan pipa uap dan adanya blow down air dari drum ketel.
Air dipompakan ke dalam drum dan selanjutnya mengalir ke pipa-pipa air yang
merupakan dinding yang mengelilingi ruang bakar ketel ke dalam ruang bakal ketel
disemprotkan bahan bakar dan udara pembakaran. Bahan bakar yang dicampur udara ini
dinyalakan dalam ruang bakar sehingga terjadi pembakaran dalam ruang bakar. Pembakaran
bahan bakar dalam ruang bahan bakar mengubah energi kimia yang terkandung dalam bahan
bakar menjadi energi panas (kalori). Energi panas hasil pembakaran ini dipindahkan ke air
yang ada dalam pipa air ketel melalui proses radiasi, konduksi, dan konveksi.
Untuk setiap macam bahan bakar, komposisi perpindahan panas berbeda, misalnya
bahan bakar minyak paling bantak memindahkan kalori hasil pembakarannya melalui radiasi
dibandingkan bahan bakar lainnya. Untuk melaksanakan pembakaran diperlukan oksigen yang
diambil dari udara. Oleh karena itu, diperlukan pasokan udara yang cukup ke dalam ruang
bakar. Untuk keperluan memasok udara ke ruang bakar, ada kipas (ventilator) tekan dan kipas
isap yang dipasang masing0masing pad aujung masuk udara ke ruang bakar dan pada ujung
keluar udara dari ruang bakar (Lihar Gambar 9).
Gas hasil pembakaran dalam ruang bakar setelah diberi “kesempatan” memindahkan
energy panasnya ke air yang ada di dalam pipa air ketel, dialirkan melalui saluran
pembuangan gas buang untuk selanjutnya dibuang ke udara melalu cerobong. Gas buang sisa
pembakaran ini masih mengandung banyak energy panas karaena tidak semua energi
panasnya dapat dipindahkan ke air yang ada dalam pipa air ketel. Gas buang yang masih
mempunyai suhu di atas 400 C ini dimanfaatkan untuk memanasi
a. Pemanas Lanjut (Super Heater)
20 | Ir.Amien Rahardjo
Di dalam pemanas lanjut, mengalir uap dari drum ketel yang menuju ke turbin
uap tekanan tinggi. Uap yang mengalir dalam pemanas lanjut ini mengalami kenaikan
suhu sehingga uap air ini semakin kering, oleh karena adanya gas buang di sekeliling
pemanas lanjut.
b. Pemanas Ulang (reheater)
Uap yang telah digunakan untuk menggerakkan turbin tekanan tinggi, sebelum
menuju turbin tekanan menengah, dialirkan kembali melalui pipa yang dikelilingi oleh
gas buang. Di sini uap akan mengalami kenaikan suhu yang serupa dengan pemanas
lanjut.
c. Economizer
Air yang dipompakan ke dalam ketel, terlebih dahulu dialirkan melalui
economizer agar mendapat pemanasa oleh gas buang. Dengan demikian suhu air akan
lebih tinggi ketika masuk ke pipa air di dalam ruang bakar yang selanjutnya akan
mengurangi jumlah kalori yang diperlukan untuk penguapan (lebih ekonomis)
d. Pemanas Udara
Udara yang akan dialirkan ke ruang pembakaran yang digunakan untuk
membakar bahan bakar terlebih dahulu dialirkan melalu pemanas udara agar mendapat
pemanasan oleh gas buang sehingga suhu udara pembakaran naik yang selanjutnya
akan mempertinggi suhu nyala pembakaran.
Dengan menempatkan alat-alat tersebut di atas dalam saluran gas buang, makan energi
panas yang masih terkandung dalam gas buang dapat dimanfaatkan semakimal mungkin.
Sebelum melalu pemanas udara, gas buang diharapkan masih mempunyai suhu di atas suhu
pengembunan asam sulfar, yaitu sekitas 180C. Hal ini perlu untuk menghindari terjadinya
pengembunan asam sulfat di pemanas udara. Apabila hal ini terjadi, maka akan terjadi korosi
pada pemanas udara dan pemanas udara tersebut akan menjadi rusak (keropos).
Energi panas yang timbul dalam ruang pembakaran sebagai hasil pembakar, setelah
dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pip air ketel, akan menaikkan suhu air dan
menghasilkan uap. Uap ini dikumpulkan dalam drum ketel. Uap terkumpul dalam drum ketel
mempunyai tekanan suhu yang tinggi dimana bisa mencapai sekitar 100kg/cm^2 dan 530 C.
Energi uap yang tersimpan dalam drum ketel dapat digunakan untuk mendorong atau
memanasi sesuatu (uap ini mengadung enthalpy). Drum ketel berisi air di bagian bawaah dan
uap yang mengadung enthalpy di bagian atas.
Uap dari drum ketel dialirkan ke trubin uap, dan dalam turbin uap, energi dari uap
dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator. Turbin pada PLTU besar, di atas
150 MW, umumnya terdiri dari 3 kelompok, yaitu turbin tekanan tinggi, turbin tekanan
menengan, dan turbin tekanan rendah. Uap dari drum ketel mula0mula dialirkan ke turbin
tekanan tinggi dengan terlebih dahulu melalui pemanas lanjut agar uapnya menjadi kering.
Setelah keluar dari turbin tekanan tinggi, uap dialirkan ke turbin tekanan menengah.
Keluar dari turbin tekanan menegah, uap langsung dialirkan ke trubin tekanan rendah.
Turbin tekanan rendah umumnya merupakan turbin dengan aliran uap ganda dengan arah
aliran yang berlawan untuk mengurangi gaya aksial turbin.
21 | Ir.Amien Rahardjo
Dari turbin tekanan rendah, uap dialirkan ke kondensor untuk diembunkan. Kondensor
memerlukan air pendingin untuk mengembunkan uap yang keluar dari turbin tekanan rendah.
Oleh karena itu, banyak PLTU dibangin di pantai, karena dapat menggunakan air laut sebagai
air pendingin kondensor dalam jumlah yang besar. Di lain pihak, penggunan air laut sebagai
air pendingin menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut:
a. Material yang dialiri air laut harus material anti korosi
b. Binatang laut ikut masuk dan berkembang biak dalam saluran air pendingin yang
memerlukan pembersihan secara periodik
c. Selain binatang laut, kotoran air laut juga ikut masuk dan akan mengubat pipa-pipa
kondensor sehingga diperlukan pembersihan pipa kondensor secara periodik.
d. Ada resiko air laut masuk ke dalam sirkuit uap. Hal ini berbahaya bagi sudu-sudu
turbin uap. Oleh karena itu, harus dicegah.
Setelah air diembukan dalam kondensor, air kemudian dipompa ke tangki pengolahan
air. Dalam tangki pengolah air, ada penambahan air untuk mengkompensasi kehilangan air
yang terjadi karena kebocoran. Dalam tangka pengolah air, air diolah agar memenuhi mutu
yang diinginkan untuk air ketel. Mutu air ketel antara lain menyangkup kandungan Nacl, CL,
O2, dan derajat keasaman. Dari tangki pengolah air, air dipompa kembali ke ketel, tetapi
terlebih dahulu melalui economizer. Dalam economizer, air mengambil energi panas dari gas
buang sehingga suhunya naik, kemudian baru mengalir ke ketel uap.
Pada PLTU yang besar, di atas 150 MW, biasanya digunakan pemanas awal, yaitu
pemanas air yang akan masuk ke economizer sebelum masuk ke ketel uap. Pemanas awal ini
ada 2 buah, masing-masing menggunakan uap yang diambil (di-tap) dari turbin tekanan
menengah dan dari turbin tekanan rendah sehingga didapat pemanas awal tekanan menengah
dan pemanas awal tekanan rendah.
3.4 Masalah Operasi
Untuk menstar PLTU dari keadaan dingin sampai operasi dengan beban penuh,
dibutuhkan waktu antara 6-8 jam. Jika PLTU yang telah beroperasi dibentukan, tetapi uapnya
dijaga agar tetap panas dalam drum ketel dengan cara tetap menyalakan api secukupnya unuk
menjaga suhu dan tekanan uap di sekitar nilai operasi (sekitar 500 C dan 100kg/cm^2) maka
untuk mengoperasikannya kembali sampai beban penuh diperlukan waktu kira-kira 1 jam.
Waktu yang lama untuk mengoperasika PLTU tersebut di atas terutama diperlukan untuk
menghasilkan uap dalam jumlah yang cukup untuk operasi (biasanya dinyatakan dalam ton
per jam ). Selain waktu yang diperlukan untuk menghasilkan uap yang cukup untuk operasi,
juga perlu diperhatikan maslaah pemuaian bagian-bagian turbin. Sebelum distar, suhu turbin
adalah sama dengan suhu ruang, yaitu sekitar 30C. Pada waktu start, dialirkan uap dengan
suhu sekitar 500C. Hal ini harus dilakukan secara bertahap agar jangan sampai terjadi
pemuaian yagn berlebih dan tidak merata. Pemuaian yang berlebihan dapat menumbulkan
tegangan mekanis yang berlebihan, sedangkan pemuaian yang tidak merata dapat
menyebabkan bagian yang bergerak bergesekan dengan bagian yang diam, misalnya antara
sudu-sudu jalan turbin dengan sudu-sudu tetap yang menempel pada rumah turbin.
Apabila turbin sedang berbeban penuh kemudian terjadi gangguan yang menyebabkan
pemutus tegangan (PMT) generator yang digerakkan turbin trip, maka turbin kehilangan
beban secara mendadak. Hal ini menyebabkan putaran turbin akan naik secara mendadak dan
22 | Ir.Amien Rahardjo
apabila hal ini tidak dihentikan, akan merusak bagian-bagian yang berputar pada turbin
maupun pada generator, seperti bantalan sudu jalan turbin, dan kumparan atus searah yang ada
pada rotor generator. Untuk mencegah hal ini, aliran uap ke turbin harus dibentukan, yaitu
dengan cara menutup katup uap turbin. Pemberhentian aliran uap ke turbin dengan menutup
katup uap turbin secara mendadak menyebabkan uap mengumpul dalam drum ketel sehingga
tekanan uap dalam drum ketel naik dengan cepat dan akhirnya menyebabkan katup pengaman
pada drum membukan dan membukan dan uap dibuang ke udara. Bisa juga sebagian dari uap
di by pass ke kondensor. Dengan cara by pass ini tidak terlalu banyak uap yang hilang
sehingga sewaktu turbin akan dioperasikan kembali banyak waktu dapat dihebat untuk start.
Tetapi sistem by pass memerlukan biaya investasi tambahan karena kondensor hatus tahan
suhu tinggi dan tekanan tinggi dari hasil by pass.
Dari uraian di atas tampak bahwa perubahan beban secara mendadak memerlukan pula
langkah pengurangan produksi uap secara mendadak agar tidak terlalu banyak uap yang harus
dibiang ke udara. Langkah pengurangan produksi ini dilakukan dengan matikan ntala api
dalam ruang bakar ketel dan mengurangi pengisiair ketel. Masalahnya di sini bahwa walaupun
nyala api dalam ruang bakar padam, masih cukup banyak panas yang tertinggal dalam ruang
bakar untuk menghasilkan uap sehingga pompa pengisi ketel harus tetap mengisi air ke dalam
ketel untuk mencegah penurunan level air dalam drum yang tidak dikehendaki.
Mengingat masalah-masalah tersebut di atas yang menyangkut masalah proses
produksi uap dan masalah-masalah pemuaian yang terjadi dalam turbin sebaiknya PLTU tidak
diperasikan dengan persebntasi perubahan beban yang besar. Efisiensi PLTU banyak
dipengaruhi ukuran PLTU, karena ukutan PLTU menentukan ekonomis tidaknya penggunaan
pemanas ulang dan pemanas awal. Efisiensi termis dari PLTU berkisar pada angka 35-38%
3.5 Ukuran PLTU
Instalasi PLTU memerlukan banyak peralatan. Faktor utaman menentukan ukuran
PLTU yang dapat dibangun tersedianya bahan bakar dan air pendingin, selain tanah yang
cukup luas. Mengingat hal –hal ini, maka PLTU baru ekonomis dibagung dengan daya
terpasang di atas 10MW per unitnya. Semakin besar daya terpasangnya, semakin ekonomis.
Secara teknis, PLTU dapat dibangun dengan data terpasang di atas 1000MW per unitnya. Unit
PLTU milik PLN yang terbesar saat ini adalah 600 MW di Suralaya, Jawa Barat
3.6 Masalah Lingkungan
Gas buang yang keluar dari cerobong PLTU mempunyai potensi mencemasi
lingkungan. Oleh Karen itu, ad apenangkap abu gar pencemaran lingkungan dapat dibuat
minimal. Selain abu halus yang ditangkap di cerobong, ada bagian-bagian abu yang relative
besar, jatuh dan ditangkap di bagian bawa ruang bakar. Abu dari PLTU, baik yang halus
maupun yang kasar, dapat dimanfaatkan untuk bahan bangunan sipil. Walaupun abungan telah
ditangkap, gas buang yang keluar dari cerobong masih mengandung gas-gas yang kurang baik
bagi kesehatan manusia, seperti SO_2, NO_x, dan CO_2. Jadar dari gas0gas ini tergantung
kepada kualitas bahan bakar, khusunya batubara yang digunakan. Bila perlu, harus dipasang
alat penyaring gas-gas ini agar kadarnya yang masuk ke udara tidak melampau batas yang
diizinkan oleh pemerintah.
23 | Ir.Amien Rahardjo
3.7 Pemeliharaan
Bagian-bagian PLTU yang memerlukan pemeliharaan secar aperiodic adalah bagian-
bagian yang berhubungan dengan gas buang dan dengan air pendingin, yaitu pipa-pia air ketel
uap dan pipa-pa air pending termasuk pipa-pipa kondensor. Pipa-pipa ini semua memerlukan
pembersihan secara periodic.
Pada pipa air ketel umumnya banyak abu yang menempel dan perlu dibersihkan agar
proses perpindahan panas dari ruang bakar ke air melalui dinding pipa tidak terhanbar.
Walaupun telah ada soor blower yang dapat digunakan untuk menyemprotkan air pembersih
pada pipa air ketel, tetapi tidak semua bagian pipa air ketel uap dapat dijangkau oleh air
pembersih soot blower ini sehingga diperlukan kesempatan untuk pembersihan bagian yang
tidak terjangkau oleh soor blower tersebut.
Saluran air pendingin,terutama jikan menggunakan air laut, umumnya ditempeli
bintang laut yang berkembang biak dan juga ditempeli kotoran air laut sehingga luas
penampang efektif dari saluran tersebut menurun. Untuk mengurangin binatang laut ini ada
chlorination oplant yang mentukan gas klor ke dalam air pendingin (air laut). Oleh Karen itu,
secar aperiodic saluran air pengingin perlu secara periodic dibersihkan. Pipa kondensor yang
dilalui air pendingin, dank arena penampangnya kecil, pipa ini juga memerlukan pembersihan
yang lebih sering daripada bagian saluran pendingin yang lain. Namun pembersihan pipa air
kondensor tidak memerlukan penghentian operasi dari unti pembangkit yang bersangkutan,
hanya memerlukan penurunan beban karena pipa kondensor dapat dibersihkan secara
bertahap.
Pipa kondensor PLTU yang dgunakan ada yang terbuata dari tebaga dan ada yang
terbuat dari titanium. Dyaa hantar panas tembaga lebih baik daripada titanium, tetapi kekuatan
mekanisnya tidak sebaik titanium. Oleh karena itu, pad aunti PLTU yang besar, misalnya pada
unit 400MW, digunakan pipa titanium karena diperlukan pipa yang panjang. Karena daya
hantar panas titanium tidak sebaik daya hantas panas tembaha, maka soal kebersihan dinding
pipa titanium memerlukan perhatian daripada pipa tembaga. Itulah sebabnya, pada
penggunaan pipa titanium dilengkapi dengan bola-bola pembersih.
Sambungan ipa kondensor dengan dingdingnya merupakan bagian yang rawa terhadap
kebocoran. Apabila terjadi kebocoran, maka air laut yang mengandung NaCl measuk ke
dalam sirkuit air ketel dan sangat berbahaya bagi ketel uap maupun bagu turbin. Tingkat
kebocoran ini dapat dilihat dari daya hantar listrik air ketel. Apabila daya hantar listrik ini
tinggi, hal ini berarti bahwa tingkat kebocoran kondensor tinggi.
Semua peralatan yang ada dalam saluran gas buang perlu dibersihkan secara periodic,
yaitu pemanas lanjut, pemanas ulang, economizer, dan pemanas udara. Bagian-bagian PLTU
lain yang rawan kerusakan dan perlu pengecekan periodic adalah:
a. Bagian-bagian yang bergesek satu sama lain, seperti bantala dan roda ggi
b. Bagian yang mempertemukan dua zat yang suhungan berbeda, misalnya kondensor
dan penukar panas
c. Kotak-kotak saluran listrik dan sakelar-sakelar
24 | Ir.Amien Rahardjo
Karena sebagian besar dari pekerjaan pemeliharaan tersebur di atas memerlukan
penghentian operasi unit yang bersangkuran apabila dilaksanakan, maka pekerjaan-pekerjaan
tersebut dilakukan sekaligus sewaktu unit menjalani overhaul yang dilakukan secara periodic
yakni sekali dalam 10000 jam operasi untuk waktu kira-kira 3 minggu.
Dibandingkan ketel uap, turbin uap tidak banyak memerlukan pemeliharaan asal saja
kualitas uap terjaga dengan baik. Oleh karena itu, pemeriksaan utrbin uap dapat dilakukan
dalam setiap 20000 jam operasi.
3.8 Siklus PLTU
Gambar 12.Siklus PLTU
Keterangan gambar
1.Stack
2.Boiler
3.FD fan
4.Air Heater
5.Steam Drum
6.Primary Superheater
7.Economizer
8.Header
9.Water Wall
10.Secondary Superheater
11.Reheater
12.Wind Box
12.HP Turbine
14.IP Turbine
15.LP Turbine
16.Generator
17.Condenser
18.MFO Tank
19.MFO Pump
20.MFO Heater
21.Burner
22.Circulating Water Pump
23.Desalination Plant
24.Distillate Water Pump
25.Make Up Water Tank
26.Make Up Warer Pump
27.Denim Water Tank
28.Denim Water Pump
29.Condensate Pump
30.LP Heater
31.Dearator
32.Boiler Feed Pump
33.HP Heater
34.18 kV/150kV Switch Yard
35.Transmission
25 | Ir.Amien Rahardjo
3.9 Siklus Rankine Ideal
Siklus di PLTU menggunakan siklus rangkine dengan superheater dan reheater
Grafik 1.Siklus rangkine ideal
Keterangan gambar
a. Proses 1-1’ :Penaikan tekanan pada air menggunakan condensate extraction pump
b. Proses 1’-2 :Pemanasan air pada low pressure heater
c. Proses 2-2’ :Penaikan tekanan air menggunakan boiler feed pump
d. Proses 2’-3 :Pemanasan air pada high pressure heater dan pada economizer
e. Proses 3-4 :Pemanasan air menjadi uap air pada wall tube dan downcomer di
dalam boiler
f. Proses 4-5 :Pemanasan uap air menjadi uap panas lanjut(superheated steam) pada
superheater
g. Proses 5-6 :Ekspansi uap di dalam high pressure turbine
h. Proses 6-7 :Pemanasan kembali uap yang keluar dari high pressure turbine yang
terjadi dalam reheater
i. Proses7-7’ :Ekspansi uap yang keluar dari reheater di dalam intermediate pressure
turbine
j. Proses 7’-8 :Ekspansi uap didalam low pressure turbine tanpa mengalami
pemanasan ulang
k. Proses 8-1 :Pendinginan uap menjadi air dalam condenser
Selain itu untuk meningkatkan efisiensi dari siklus Rankine dapat dilakukan sebagai berikut:
26 | Ir.Amien Rahardjo
a. Superheated atau Reheat
Grafik 2.Superheated
b. Open feed water heater (OFWH)
Grafik 3.OFWH
c. Closed feed water heater (CFWH)
Grafik 4 CFWH
3.10 Prospek PLTU di Indonesia
27 | Ir.Amien Rahardjo
Gambar 13 Rencana tambahan kapasitas pembangkit listrik Indonesia dalam rentang waktu
2010-2030
Sedangkan untuk PLTU BBM lama-kelamaan mulai di hilangkan/ kurangi,
dikarenakan ketersediaan minyak bumi nasional yang semakin sedikit dan
pembengkakan pada subsidi BBM oleh pemerintah.
Menurut Rencana Umum Ketanagalistrikan Nasional (RUKN) 2010-2030,dalam
kurun 20 tahun ke depan Indonesia memerlukan tambahan tenaga listrik kumulatif
sebesar 172 GW.Dari jumlah itu 82 % (sekitar 142 GW) diantaranya adalah untuk
memenuhi kebutuhan Jawa-Madura-Bali(JAMALI).Tambahan kapasitas PLTU Batu
bara mencapai pangsa sekitar 79% atau mendominasi dengan total penambahan
kepasitas sebesar 116,4 GW
3.11 Keuntungan dan Kerugian PLTU
Keuntungan PLTU :
Kapasitas bisa sampai ratusan MW
Effisiensi tinggi jika beban mendekati full load.
Efisiensi tinggi dengan memggunakan waste heat utilization
Hasil pembangkitan steam dapat digunakan untuk proses produksi
Biaya bahan bakar lebih murah
Biaya pemeliharaan lebih murah
Kerugian PLTU :
o Respon beban lambat.
o Start-up lama dan harus ada cadangan berputar spining reserve utuk mempercepat
start-up
o Tidak ramah lingkungan.
o Investasi mahal.
o Pembangunan konstruksi yang lama
o Membutuhkan penanganan air umpan yang akan masuk ke dalam boiler
o Menghasilkan limbah batu bara yang memerlukan penanganan khusus
o Menghasilkan polutan-polutan yang lebih tinggi
o Membutuhkan area yang lebih luas
o Kurang terhadap fluktuasi beban
28 | Ir.Amien Rahardjo
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
PLTU merupakan Pembangkit Listrik dengan mengandalkan energi kinetik dari uap
untuk menghasilkan energi listrik. Bentuk utama pembangkit listrik jenis ini adalah
Generator yang dihubungkan ke turbin dimana untuk memutar turbin diperlukan energi
kinetik dari uap panas atau kering.Dimana PLTU terdiri dari komponen utama dan
komponen pendukung.Komponen utama dari PLTU terdiri dari Boiler, Turbine,
Kondensor dan Generator dan Pembangkit listrik tenaga uap menggunakan berbagai
macam bahan bakar terutama batu bara dan bahan bakar minyak serta untuk start awal.
Dengan berbagai keuntungan yang didapat, membuat PLTU menjadi pemasok
ketenagalistrikan terbesar di Indonesia , terbukti dengan berdasarkan Rencana Umum
Ketenagalistrikan Nasional (RUKN) 2010-2030 bahwa dalam kurun 20 tahun ke depan
Indonesia memerlukan tambahan tenaga listrik kumulatif sebesar 172 GW. Dengan
Tambahan kapasitas PLTU Batubara mencapai pangsa sekitar 79% atau mendominasi
dengan total penambahan kapasitas sebesar 116,4 GW.
29 | Ir.Amien Rahardjo
DAFTAR PUSTAKA
1. Pembakitan Tenaga Listrik, Djiteng Marsudi
2. Energi,Abdul Kadir
3. http://indianpowersector.com/home/power-station/thermal-power-plant/ (online)
Diakses pada 02 November 2015,08.03
4. http://knowledgecenter.ptpp.co.id/app/assets/upload/files/42c03c7cf4b548d64bf12ae9f0b
2ad7b/PLTU.pdf (online) Diakses pada 02 November,05.10
5. Scrib,Makalah ITS
6. Pembangkit Tenaga Listrik,Tri Wati Ningsih S.T,M.T
7. http://www.acronymfinder.com/(online) diakses pada 03 November 2015,11.38