PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ O1. FUNGSI DAN DAN PRINSIP KERJA PLTU PLTU 1.1. Fungsi PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak digunakan, karena efisiensinya baik dan bahan bakarnya mudah didapat sehingga menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi energi yang merubah 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.
Gambar 1, proses konversi energi pada PLTU
Dibanding jenis pembangkit lainnya PLTU memiliki beberapa keunggulan. Keunggulan tersebut antara lain : • • • • •
Dapat dioperasikan dengan menggunakan berbagai jenis bahan bakar (padat, cair, gas). Dapat dibangun dengan kapasitas yang bervariasi Dapat dioperasikan dengan berbagai mode pembebanan Kontinyuitas operasinya tinggi Usia pakai (life time) relatif lama
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010 TBU/Lvl2/2010
1
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Namun PLTU mempunyai bebrapa kelemahan yang harus dipertimbangkan dalam memilih jenis pembangkit pembangkit termal. Kelemahan Kelemahan itu adalah adalah :
• • • •
Sangat tergantung pada tersedianya pasokan bahan bakar Tidak dapat dioperasikan (start) tanpa pasok listrik dari luar Memerlukan tersedianya air pendingin yang sangat banyak dan kontinyu Investasi awalnya mahal
Gambar 2, Tata letak PLTU Batubara Batubara
1.2. Prinsip Kerja PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. tertutup . Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. 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. 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.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010 TBU/Lvl2/2010
2
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler. Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulangulang. Gambar 3 menunjukkan diagram sederhana PLTU dengan komponen utama dan siklus kerja sistem-sistemnya. sistem-sistemnya. Putaran turbin digunakan untuk memutar generator yang dikopel langsung dengan turbin sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator.
Boiler Induced Draft Fan
Turbin uap
Generator
Kondensor
Bahan bakar
Boiler Feed Pump
Gambar 3, Siklus fluida kerja (air uap) PLTU
Sekalipun siklus fluida kerjanya merupakan siklus tertutup, namun jumlah air dalam siklus akan mengalami pengurangan. Pengurangan air ini disebabkan oleh kebocoran kebocoran baik yang disengaja maupun yang tidak disengaja. Untuk mengganti air yang hilang, maka perlu adanya penambahan air kedalam siklus. Kriteria air penambah (make up water) ini harus sama dengan air yang ada dalam siklus.
1.3. Siklus Rankine 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 :
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010 TBU/Lvl2/2010
3
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 4, diagram T – s siklus PLTU (siklus rankine)
• • • • • •
a - b : air dipompa dari tekanan P2 menjadi P1. Langkah ini adalah kompresi isentropis, dan proses ini terjadi pada pompa air pengisi. b - c : air bertekanan ini dinaikkan suhunya hingga mencapai titik didih. c - d : air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini disebut vapourising (penguapan) dengan proses isobar isotermis, terjadi di boiler. d - e ; uap dipanaskan lebih lanjut hingga mencapai suhu kerjanya. Langkah ini terjadi di boiler dengan proses isobar. e - f : uap melakukan kerja sehingga tekanan dan suhunya turun. Langkah ini adalah ekspansi isentropis, dan terjadi didalam turbin. f – a ; pembuangan panas laten uap sehingga berubah menjadi air kondensat. Langkah ini adalah isobar isotermis, dan terjadi didalam kondensor.
1.4. Bagian-bagian PLTU PLTU adalah mesin pembangkit yang terdiri dari komponen utama dan instalasi peralatan penunjang. penunjang. Komponen utama PLTU terdiri dari empat, yaitu ( i ) Boiler (ii ) Turbin uap (iii) Kondensor (iv) Generator BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010 TBU/Lvl2/2010
4
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Sedangkan peralatan penunjang terdiri dari - Desalination plant (unit desal) - Demineraliser plant (unit demin) - Hidrogen plant (unit hidrogen) - Chlorination plant (unit chlorin) - Auxiliary boiler - Coal and ash handling 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 atau ketel uap adalah suatu perangkat mesin yang berfungsi untuk merubah air menjadi uap. Proses perubahan air menjadi uap terjadi dengan memanaskan air yang berada didalam pipa-pipa dengan panas hasil pembakaran bahan bakar. Pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar. 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. Ditinjau dari bahan bakar yang digunakan, maka PLTU dapat dibedakan menjadi : - PLTU Batubara - PLTU Minyak - PLTU gas - PLTU nuklir atau PLTN Jenis PLTU batubara masih dapat dibedakan berdasarkan proses pembakarannya, yaitu PLTU dengan pembakaran batubara bubuk (PF boiler) dan PLTU dengan pembakaran batubara curah (chain grate boiler). Perbedaan antara PLTU Batubara dengan PLTU minyak atau gas adalah pada peralatan dan sistem penanganan dan pembakaran bahan bakar serta limbah abunya. PLTU batubara mempunyai peralatan bantu yang lebih banyak dan lebih komplek dibanding PLTU minyak atau gas. PLTU gas merupakan PLTU yang paling sederhana peralatan bantunya.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
5
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 5, tata letak boiler batubara
Gambar 6, PLTU minyak BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
6
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ 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 dalam ruang bakar yang positif diakibatkan oleh hembusan udara dari kipas tekan paksa (forced draft fan, FDF). Gas buang keluar dari ruang bakar ke atmosfir karena perbedaan tekanan.
Gambar 7, diagram pressurised boiler
Gambar 8, diagram balanced draft boiler
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
7
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ 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 mmH 2 O. Tekanan ini hasil dari pengaturan dua buah kipas, yaitu kipas hisap paksa (induced draft fan, IDF) dan FDF. 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 lagi yang menerapkan PLTU dengan boiler bertekanan negatif.
tidak ada
2.2. Sirkit Air dan Uap Sirkit air dan uap dalam boiler merupakan satu mata rantai rangkaian siklus fluida kerja. Boiler mendapat pasokan fluida kerja air dan menghasilkan uap untuk dialirkan ke turbin. a. Sirkit air Air sebagai fluida kerja diisikan ke boiler menggunakan pompa air pengisi (BFP) dengan melalui economiser dan ditampung didalam drum boiler. Economiser adalah bagian dari boiler yang merupakan pemanas air terakhir sebelum masuk ke drum. Didalam economiser air menyerap panas gas buang yang keluar dari superheater sebelum dibuang ke atmosfir melalui cerobong. Sirkit air diboiler 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 sehingga mendidih dan naik ke drum kembali. Peralatan yang dilalui dalam sirkit air adalah drum boiler, down comer, header bawah (bottom header), dan riser. Perpindahan panas dari api/gas ke air didalam pipa-pipa boiler terjadi secara radiasi, konveksi dan konduksi. Akibat pemanasan selain temperatur naik hingga mendidih juga terjadi sirkulasi air secara alami 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.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
8
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 9, economiser tipe pipa bersirip (fin tubes)
Gambar 10, sirkit air di boiler.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
9
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar .. prinsip sirkulasi alami. Gambar 11, prinsip sirkulasi alami
Gambar 12, Pipa riser dan dinding ruang bakar boiler.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
10
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ 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 didrum.
Gambar 13, konstruksi drum boiler.
b. Sirkit Uap Sirkit uap 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 suhu uap melebihi batas suhu kerjanya, maka de superheater kerja menyemprotkan air untuk menurunkanl suhu sehingga sesuai harga yang diinginkan. Desuperheater terletak diantara superheater I dan Superheater II. Superheater berfungsi untuk memanaskan uap agar kandungan energi panas dan kekeringan nya bertambah sehingga menjadi uap superheat (uap panas lanjut). Pemanasan dilakukan dalam dua atau tiga tahap. Sebagai pemanasnya adalah gas hasil pembakaran bahan bakar.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
11
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 14, sirkit uap superheat
Gambar 15, sirkit uap reheat. BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
12
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Pada PLTU dengan kapasitas > 100 MW dengan 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 turbin agar kandungan energi panasnya meningkat lagi setelah memutar turbin. Uap ini selanjutnya dialirkan kembali ke turbin (IP turbin). Pemanasan dilakukan dengan gas buang keluar superheater.
Gambar 16, siklus uap pltu dengan reheat
2.3. Sistem Udara dan Gas a. Sirkit udara Udara berfungsi untuk proses pembakaran bahan bakar sehingga disebut udara pembakaran. Udara berasal dari atmosfir dihisap oleh FD fan dan dialirkan ke air heater. Udara panas dari air heater kemudian masuk kedalam windbox dan selanjutnya didistribusikan ke tiap-tiap burner untuk proses pembakaran. Peralatan yang berada dalam sirkit udara adalah Forced draft fan (FDF), air heater, dan windbox. FD fan berfungsi sebagai pemasok udara pembakaran, dimana udara ini diambil dari atmosfir. Air heater berfungsi untuk memanaskan udara pembakaran dengan menggunakan gas buang. Wind box berfungsi untuk mendistribusikan udara pembakaran ke masing-masing burner agar terjadi proses pembakaran yang sempurna.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
13
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 17, sirkit udara pembakaran.
Gambar 18, Forced draft fan dengan vane pengatur aliran. BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
14
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ b. Sirkit gas Gas panas hasil pembakaran atau disebut gas buang (flue gas) berfungsi sebagai sumber energi panas. Gas panas dari ruang bakar dialirkan ke pipa-pipa superheater I dan II, pipa-pipa reheater I dan II, ke economiser, dan ke air heater. Dari air heater gas masuk ke alat penangkap abu (EP). dan dari EP gas dihisap oleh ID fan untuk selanjutnya dibuang ke atmosfir melalui cerobong. Peralatan yag termasuk dalam sistem gas buang meliputi Air heater (AH), Electrostatic Precipitator (EP), dan induced draft fan (IDF). Air heater, berfungsi untuk memanaskan udara pembakaran dengan panas gas buang. Electrostatic Precipitator (EP) 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.
Gambar 19, sirkit gas di boiler.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
15
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 20, Air heater
Gambar 21, Electrosttic preciptator
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
16
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ 2.4. Sistem Bahan Bakar Minyak Bahan bakar minyak yang digunakan terdiri dari • Minyak HSD (solar) • Minyak MFO (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. Minyak HSD Persediaan minyak HSD 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 atau menambah/ mengurangi ignitor yang operasi. Minyak MFO Persediaan minyak MFO 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 rekasi pembakaran, maka pada burner minyak MFO dikabutkan dengan menggunakan uap atau secara mekanik. Pengaturan aliran MFO ke burner dengan katup pengatur dapat dilakukan sebelum atau sesudah burner
Gambar 22, diagram sistem BBM dari storage ke day tank.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
17
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 23, sirkit bahan bakar MFO.
Gambar 24, contoh burner MFO dengan pengabutan uap.
2.5. Sistem Bahan Bakar Batubara Bahan bakar batubara pada PLTU batubara adalah sebagai bahan bakar utama. Persediaan batubara ditampung dilapangan terbuka (coal stock area) dan untuk melayani kebutuhan pembakaran di boiler, batubara ditampung pada bunker (silo) di tiap boiler. Pemasokan batubara dari bunker ke burner ruang bakar dilakukan melalui coal feeder, mill pulveriser, dan coal pipe. Pengaturan dan pencatatan jumlah aliran batubara dilakukan dengan coal feeder.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
18
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Mill pulveriser berfungsi untuk menggerus batubara sehingga menjadi bubuk. Sedang untuk membawa bubuk batubara ke burner, dihembuskan udara primer ke mill. Udara primer dihasilkan oleh primary air fan (PAF) dan dipanaskan pada pemanas udara primer sehingga cukup untuk mengringkan bubuk batubara.
Gambar 25, sistem bahan bakar batubara
Gambar 26, mill pulveriser
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
19
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 27, penempatan burner batubara pada ruang bakar 2.6. Sootblower Fungsi soot blower adalah untuk membersihkan abu atau jelaga yang menempel pada bagian boiler yang dilewati gas buang. Hasil reaksi pembakaran bahan bakar dan udara selain api dan gas panas adalah abu dan jelaga. Abu ini terbawa gas dan akan menempel pada pipa-pipa dan saluran yang dilewati gas buang sehingga menimbulakn slaging dan fouling (pengotoran). Apabila hal pengotoran ini dibiarkan menempel pada pipa-pipa (peralatan pemindah panas) akan menghambat perpindahan panas dari gas ke air, uap atau udara yang dipanaskan. Oleh karena itu abu dan jelaga ini harus dibersihkan dan dibuang. Bagian yang di soot blowing adalah • Pipa-pipa dinding ruang bakar • Pipa-pipa superheater • Pipa-pipa reheater • Pipa-pipa economiser • Elemen-elemen air heater Soot blower dioperasikan pada saat boiler beroperasi (on load cleaning) dengan menggunakan media uap atau udara.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
20
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 28, jenis-jenis sootblower.
2.7. Pengatur Temperatur uap Mutu uap keluar boiler harus dijaga, yaitu dengan mempertahankan temperatur (suhu) dan tekanan pada rentang yang konstan. Untuk menjaga suhu agar tetap konstan pada beban yang berubah dapat dilakukan dengan mengatur pembakaran. Apabila dengan pengaturan pembakaran suhu uap tetap melebihi batas nominalnya, maka dapat dilakukan pengaturan dengan berikut ini. • • • • • •
De superheater (attemperator) Elevasi burner Tilting burner Resirkulasi gas atau damper gas Excess air Soot blower
Semua boiler dilengkapi dengan de superheater untuk mengatur suhu uap yang melebihi batas. Didalam pengaturan ini uap diturunkan suhunya dengan cara menyemprotkan air pada aliran uap. Pengaturan ini sangat efektif karena air kontak langsung dengan uap yang diturunkan suhunya. BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
21
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Penyalaan burner pada elevasi yang berbeda akan mempengaruhi perimbangan penyerapan panas didalam boiler. Akibatnya akan mempengaruhi suhu uap yang dihasilkan. Dengan demikian penyalaan burner dengan elevasi yang berbeda akan dapat mengatur suhu uap.
Gambar 29, konstruksi de superheater
3. Turbin Uap dan Alat Bantu 3.1. Prinsip Kerja Turbin uap Turbin uap berfungsi untuk merubah 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.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
22
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 30, prinsip kerja turbin uap
Gambar 31, Irisan memanjang turbin uap satu silinder
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
23
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Pada dasarnya turbin uap terdiri dari dua bagian, yaitu casing dan rotor. 3.2. Jenis dan karakteristik Jenis turbin menurut prinsip kerjanya terdiri dari • Turbin Impuls (aksi) • Turbin reaksi 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. Sedangkan turbin reaksi penurunan tekanan terjadi pada sudu tetap dan sudu gerak. Kedeua jenis turbin ini mempunyai karakteristik yang berbeda seperti ditunjukkan dalam gambar dibawah. Jenis turbin menurut banyaknya silinder • Single cylinder • Multi cylinder Jenis turbin menurut arah aliran uap • Single flow • Double flow
Gambar 32, jenis turbin dan karakteristiknya
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
24
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 33, turbin single silinder dan multi silinder.
3.3. Konstruksi dan Bagian Utama a. Casing Casing adalah bagian yang diam merupakan rumah atau wadah dari rotor. Pada casing terdapat sudu-sudu diam 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.
Gambar 34, Bagian utama turbin uap. BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
25
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 35, sudu tetap (diam)
b. 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 berfungsi untuk merubah 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 .
Gambar 36, rotor turbin uap
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
26
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ c. 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 beaqring) yang berfungsi untuk mencegah turbin bergeser kearah aksial. Didalam bantalan kemungkinan dapat terjadi kontak (gesekan) antara bagian yang berputar dengan bagian yang diam. Untuk mengurangi akibat gesekan, maka pada bantalan diberikan minyak pelumas bertekanan.
Gambar 37, bantalan jurnal.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
27
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 38, Bantalan aksial
e. 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 Sop Valve (MSV) Katup ini berfungsi sebagai katup penutup cepat jika turbin trip atau katup pengisolasi turbin terhadap uap masuk. MSV bekerja dalam dua posisi, yaitu menutup penuh atau membuka penuh. Pada saat turbin beroperasi MSV membuka penuh. Sebagai penggerak untuk membuka MSV digunakan tekanan minyak hidroli. Sedangkan untuk menutupnya adalah dengan kekuatan pegas.
Gambar 39, Main stop valve BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
28
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Governor Valve 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).
Gambar 40, katup MSV dan GV
Gambar 41, prinsip kerja katup governor BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
29
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ 3.4. Sistem Pelumasan Pelumasan bantalan sangatlah penting sehingga turbin tidak boleh diputar tanpa adanya pelumasan. Parameter utama dari sistem pelumasan adalah tekanan. Untuk menjamin tekanan minyak pelumas yang konstan disediakan beberapa pompa minyak pelumas - Main oil pump (MOP) - Auxiliary oil pump (AOP). - Emergency oil pump (EOP) Main oil pump adalah pompa pelumas utama yang digerakan oleh poros turbin sehingga baru berfungsi ketika putaran turbin telah mencapai lebih besar 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 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.
Gambar 42 sistem pelumasan
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
30
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ - Sistem jacking oil Pada turbin kapasitas besar, berat rotor juga besar sehingga dalam keadaan diam rotor tersebut akan menyingkirkan lapisan minyak pelumas dari permukaan poros dan bantala n. 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. - T urning 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 ya ng panas langsung berhenti. Untuk mencegah terjadinya pelendutan, maka rotor harus diputar perlahan secara kontinyu atau berkala.
Gambar 43, turning gear
Alat untuk memutar rotor turbin ini disebut turning gear atau barring gear. Turning gear digerakkan dengan motor listrik melalui roda gigi dengan kecepatan putar antara 3 - 40 rpm. Turning gear juga memberikan torsi pemutar awal turbin ketika turbin start. Turning gear biasanya dipasang pada sisi turbin tekanan rendah atau diantara turbin dan generator. 3.5. 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 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). BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
31
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 44, Gland seal steam dan perapat labirin
Gambar 45, sirkit uap perapat (gland seal steam) BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
32
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ 3.6. Sistem PROTEKSI Turbin uap merupakan komponen PLTU yang penting dan mahal, oleh karena itu turbin dilengkapi dengan peralatan proteksi (Turbin Protective Device) yang berfungsi untuk mengamankan turbin dari kemungkinan terjadinya kerusakan fatal. Peralatan proteksi tur bin akan bekerja bila salah satu sirkit pengaman energize. Kerja sistem proteksi turbin adalah menutup (trip) katup penutup cepat (MSV) turbin yang merupakan katup isolasi uap masuk. Sistem proteksi akan men trip turbin bila salah satu dari berikut ini terjadi : - Putaran lebih (overspeed) - Tekanan pelumas bantalan rendah (low bearing oil press) - Keausan bantalan aksial tinggi (hing thrust wear) - Vakum kondensor rendah (low vacuum condenser) - Tombol trip turbin ditekan (emergency PB)
Gambar 46, sistem proteksi turbin
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
33
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ 4. Kondensor Kondensor adalah peralatan untuk merubah uap menjadi air. Proses perubahan nya dilakukan dengan cara mengalirkan uap kedalam suatu ruangan yang berisi pipa-pipa (tubes). Uap mengalir diluar pipa-pipa sedangkan air sebagai pendingin mengalir didala m pipa-pipa. Kondensor seperti ini disebut kondensor tipe surface (permukaan). Kebutuha n air untuk pendingin di kondensor sangat besar sehinga 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 grafitasi. 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 kondensat nya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan tempe ratur. 4.1. Konstruksi Kondensor Aliran air pendingin satu lintasan (single pass atau dua lintasan (double pass). Untuk mengeluarkan udara yang terjebak pada water box (sisi air pendingin), dipasang ‘venting pump’ atau priming pump’.
Gambar 47, kondensor tipe permukaan Udara dan noncondensable gas pada sisi uap dikeluarkan dari kondensor dengan ejector atau pompa vakum. BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
34
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 48, irisan kondensor dilihat dari depan
4.2. Unit Pembuang Udara dan Gas Adanya sejumlah gas dan udara yang tidak terkondensasi akan mengurangi laju perpindahan panas. Terhambatnya laju perpindahan panas dikarenakan gas dan udara ini akan menyelimuti permukaan pipa air pendingin, sehingga panas yang akan dilep askan 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. Peralatan penghisap udara/gas kondensor harus mamp u memenuhi dua keadaan, yaitu pembuang udara/gas selama opeasi normal dan membuat vakum kondensor pada saat start. Pada saat menaikkan vakum peralatan penghisap udara harus mampu mengeluark an secara cepat sejumlah besar udara/gas. Peralatan penghisap udara/gas dari kond ensor dapat menggunakan ejektor uap atau menggunakan pompa vakum (vacuum pump). Pada kondisi turbin telah beroperasi main ejector tetap dioperasikan untuk membuang udara dan gas-gas yang tidak terkondens asi dari dalam kondensor. Udara/gas dibuang ke atmosfir sedangkan uap untuk ejector dikondensasi didalam kondensor ejector. Hasil air kondensatnya dialirkan ke kondensor utama.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
35
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 49, ejector uap sebagai penghisap udara dan non condensible gas
4.3. Faktor yang mempengaruhi vakum (Kinerja Kondensor) Proses perpindahan panas dari uap ke air pendingin didalam kondensor dipengaruhi oleh faktor, yaitu : - Jumlah aliran air pendingin - Kebersihan pipa-pipa kondensor dan tube plate - Kerja unit pembuang udara/gas - Kebocoran udara - Suhu air pendingin Perpindahan panas akan berpengaruh terhadap kinerja kondensor. Gangguan pada salah satu faktor tersebut diatas akan berakibat pada penurunan vakum kondensor. Penurunan vakum kondensor atau naiknya tekanan balik akan berpengaruh pada kemampuan kerja turbin.
4.4. Sistem Air Pendingin Utama Fungsi sistem air pendingin utama adalah menyediakan pasokan air pendingin untuk mendinginkan uap di kondensor. Kebutuhan air pendingin yang banyak dan terus menerus hanya dapat dipenuhi dari sumber air yang berlimpah yaitu air laut, danau atau sungai . Sistem air pendingin utama selain mendinginkan kondensor juga digunakan untuk mendinginkan sistem pendingin bantu (auxiliary/close cooling water).
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
36
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 50, sirkit sistem air pendingin
4.5. Sirkit Air Pendingin Bantu Sistem air pendingin bantu me rupakan pemasok kebutuhan air pendingin untuk alat-alat bantu pembangkit termal. Sistem ini menggunakan air tawar atau air demin sebagai media pendinginnya. Sirkulasi air pendingin bantu merupakan siklus tertutup sehingga sering disebut dengan sistem air pendingin siklus tertutup (closed cycle atau closed loop). Karena menggunakan air demin, maka airnya bersih, sehingga biasanya hanya dipasang satu saringan. Sisi hisap pompa mendapat umpan (pasokan) dari air balik yang lebih panas atau dari tangki pendingin (head tank). Pendinginan air dilakukan pada sisi tekan pompa sebelum didistribusikan ke pendingin-pendingin (oil cooler, compressor cooler, dan sebagainya).
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
37
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Peralatan yang didinginkan dengan sistem air pendingin bantu antara lain adalah : Pendingin hidrogen (untuk generator berpendingin hidrogen) Pendingin pelumas turbin Instrument & Service Air Compressor Pendingin Pompa air pengisi (BFP) Pendingin pelumas Air Heater Pendingin pelumas FDF & IDF • • • • • •
Air pendingin ini didinginkan dengan air pendingin utama didalam heat exchanger.
Gambar 51, sistem air pendingin bantu
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
38
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ 5. SISTEM AIR PENGISI Air pengisi berfungsi untuk memaso k kebutuhan air ke boiler dengan spesifikasi dan kualitas air sesuai dengan yang ada diboiler. Didalam lintasannya dari tangki hotwell kondensor hingga masuk boiler (economiser), air ini mengalami pemanasan dan dijaga kualitasnya agar sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Pemanasan air pengisi dilakukan melalu i pemanas atau ”feed heater” dan kualitas dijaga dengan injeksi bahan kimia.
Gambar 52, Sistem air pengisi
5.1. Sistem Air Kondensat Sistem air kondensat juga disebut sistem air pengisi tekanan rendah yang meliputi hotwell kondensor hingga deaerator. Air dari hotwell dipindahkan ke deaerator dengan pompa kondensat melalui pendingin bantu (auxiliary cooling) dan beberapa pemanas tekanan rendah (LP heater). Didalam pendingin bantu air kondensat berfungsi sebagai pendingin yang menyerap panas sedangkan didalam pemanas air kondensat dipanask an dengan uap ekstraksi dari turbin. Proses pemanasan ini menaikkan temperatur air kondensat, sedangkan pompa kondensat menaikkan tekanan air dari kondisi yang vakum didalam hotwell kondensor.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
39
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Didalam deaerator air kondensat dihilangkan kandungan udaranya (oksigen) dengan semburan uap yang sekaligus juga memanaskan air tersebut. Lokasi dearator yang berada diatas memudahkan dalam proses deaerasi dan airnya kemudian ditampung didalam tangki deaerator (air pengisi) yang juga memberikan tekanan positif ke sisi isa p pompa BFP.
5.2. Sistem Air Pengisi Tekanan Tinggi Sistem air pengisi tekanan tinggi memindahkan air dari tangki deaerator ke boiler dengan melalui beberapa pemanas tekanan tinggi (HP heater). Pompa BFP menghasilkan tekanan yang cukup untuk mengalirkan air pengisi ke boiler sekalipun boiler sudah bertekanan. Pemanas HP heater mendapat uap ekstraksi dari turbin sehingga menaikkan temperatur air pengisi hingga mendekati temperatur air didalam boiler.
Gambar 53, sirkit air pengisi PLTU 60 MW
5.3. Sistem Air Penambah Sekalipun siklus air ua p didalam PLTU merupakan siklus tertutup tetapi didalam sirkulasinya banyak terjadi kehilangan massa air yang antara lain disebabkan oleh adanya kebocoran - kebocoran didalam sistem.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
40
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Akibatnya diperlukan tambahan air sejumlah tertentu dari luar siklus secara kontinyu. Sistem air penambah berfungsi untuk memenuhi kebutuhan akan tambahan fluida kerja tersebut. Mengingat bahwa kualitas air p enambah harus sama baiknya dengan kualitas air yang telah berada dalam siklus, maka sistem air penambah dilengkapi dengan unit pengolah air (demineralizer plant) yang berfungsi untuk mengolah air sumber (raw water) menjadi air penambah (make up water).
Gambar 54, sistem air penambah
6. Generator Tujuan utama dari kegiatan di PLTU adalah menghasilkan energi listrik. Produksi energi listrik merupakan target dari proses konversi energi di PLTU. Generator yang dikopel langsung dengan turbin akan menghasilkan tegangan listrik manakala turbin berputar. Proses konversi energi didalam generator adalah dengan memutar medan magnet didalam kumparan. Rotor generator sebagai medan magnet menginduksi kumparan yang dipasang pada stator sehingga timbul tegangan diantara kedua ujung kumparan ge nerator. Untuk membuat rotor agar menjadi medan magnet, maka dialirkan arus DC ke kumparan rotor. Sistem pemberian arus DC kepada rotor agar menjadi magnet ini disebut eksitasi.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
41
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ 6.1. Konstruksi dan Bagian-Bagian Generator Generator terdiri dari bagian yang diam disebut stator dan bagian berputar disebut rotor. Stator terdiri dari casing yang berisi kumparan dan rotor yang merupakan medan magnet listrik terdiri dari inti yang berisi kumparan
Gambar 55, generator pltu dengan main eksiter dan pilot eksiter.
Inti ini terbentuk dari susunan plat-plat baja silikon yang mempunyai sifat kemagnetan yang baik dikompres dengan rapat sekali, tetapi diisolasi satu sama lain dengan pernis atau kertas berisolasi (impregnated paper). Susunan plat baja silikon yang membentuk inti ini biasanya disebut laminasi. Laminasilaminasi ini membentuk saluran yang baik sekali bagi flux magnit yang dihasilkan oleh rotor. Isolasi pada laminasi mengurangi besarnya arus pusar (Eddy current), sehin gga mengurangi kerugian panas yang timbu l. Bentuk rotor dari generator besar yang diputar dengan turbin uap biasanya tipe silinder dengan 2 atau 4 kutub magnet. Rotor ini dibuat dari metal tempa berbentuk silinder sepanjang generator. Untuk mesin-mesin berkutub 4 yang lebih besar diameternya sampai 1,5 meter. Kedua ujung rotor yang merup akan poros dibuat berdiameter lebih kecil untuk dipasang bantalan journal
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
42
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 56, Stator (atas) dan rotor (bawah) generator
6.2. Sistem Eksitasi Eksitasi adalah sistem mengalirkan pasok listrik DC untuk penguat meda n rotor alternator. Dengan mengalirnya arus DC ke kumparan rotor, maka rotor menjadi magnet dengan jumlah kutub sesuai jumlah kumparannya. Alat untuk membangkitkan arus eksitasi disebut eksiter.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
43
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________ Untuk mengalirkan arus listrik ke rotor dapat dilakukan dengan melalui slipring dan sikat arang (brush) atau membuat eksiter dengan kumparan berputar. Dalam keadaan start atau beroperasi sendiri tegangan alternator tergantung pada besarnya arus eksitasi. Apabila arus eksitasi berubah tegangan alternator juga berubah
Gambar 57, sistem eksitasi
6.3. Sinkronisasi Generator Bila dua sistem tegangan bolak-b alik ( AC ) akan di paralel, maka kesamaan dari lima kondisi atau parameter berikut ini harus dipenuhi. Kondisi tersebut adalah : 1. Tegangan 2. Frekuensi 3. Perbedaan fasa (sudut fasa ) 4. Urutan fasa 5. Bentuk gelombang Dua kondisi yang terakhir merupa kan konstanta yang berkaitan dengan rancang bangun dan operasinya tidak dapat dikontrol. Sedang tiga kondisi lainnya harus dikontrol agar tegangan frekuensi dan sudut fasanya sama sebelum dihubungkan. Proses ini disebut sebagai “ Mensinkronkan “.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
44
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 58, sinkronoskop
6.4. Sistem Pendingin Generator Sistem pendingin alternator diperlukan untuk menyerap panas yang timbul didalam alternator sehingga mencegah terjadinya panas lebih yang dapat merusak isolasi. Panas didalam alternator merupakan ke rugian yang akan menurunkan efisiensi alternator. Kerugian terjadi akibat dari - Arus yang mengalir didalam penghantar - Inti besi yang menjadi magnet dan medan magnet yang berubah-ubah - Gesekan angin antara rotor dengan media pendingin Untuk menyerap dan membuang panas (disipasi) yang timbul didalam alternator yang sedang beroperasi dapat digunakan beberapa macam media pendingin. Media pendingin generator dapat menggunakan udara, gas hidrogen, atau air (water). Keuntungan penggunaan hidrogen sebagai pendingin generator dibanding dengan udara : a. Kerapatannya rendah (¼ nya udara ) b. Daya hantar panas tinggi ( 7 kali udara ) c. Koefisien perpindahan panasnya tinggi d. Tidak menimbulkan korosi asam e. Resiko kebakaran rendah f. Biaya pemeliharaan alternator rendah
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
45
PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT
Pengoperasian PLTU
_________________________________________________________________________________
Gambar 59, sirkulasi pendingin hidrogen didalam generator.
6.5. Sistem Kelistrikan PLTU (Diagram garis tunggal) Sistem PLTU memerlukan sejumlah peralatan bantu seperti pompa, fan dan s ebagainya untuk dapat membangkitkan tenaga listrik. Hampir semua peralatan ini menggunakan tenaga listrik, dan sebagian peralatan bantu digerakkan dengan motor listrik. Besarnya tenaga listrik yang diperlukan untuk menjalankan alat-alat bantu bervariasi antara sekitar 6 % untuk PLTU kecil, hingga 4 % untuk PLTU dengan kapasitas 1000 MW. Sistem yang mendistribusikan daya untuk pasok motor dan semua peralatan listrik di PLTU sering disebut “ sitem alat bantu listrik “ suatu ”Pemakaian sendiri “.
6.6. Distribusi daya Sitem pasok alat bantu berfungsi untuk menyediakan energi lis trik yang akan digunakan untuk keperluan alat-alat bantu pembangkit sendiri. Alat-alat bantu listrik secara umum dapat diklasifikasikan menjadi 2 kelompok pasok daya, yaitu : a. Alat-alat bantu penting (urgen) Adalah yang berkaitan langsung dengan kel angsungan jalannya unit PLTU, dan bila hilang (mati) akan segera menyebabkan pengurangan keluaran unit. Contoh alat bantu urgen antara lain adalah FD fan, Mill (untuk PLTU batu bara) atau pompa residu (untuk PLTU minyak). Tentu saja secara rinci ada perbedaan jumlah atau jenis alat bantu yang digunakan di PLTU tergantung pabrik pembuat dan kondisi setempat.
BPS/TtB/Sdr
Doc. TBU/Lvl2/2010
46
