PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) A. PEMBANGKIT PADA UMUMNYA TERDAPAT : 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. B. PROSES KONVERSI ENERGI Dalam PLTU, energi primer berupa bahan bakar (batubara/minyak gas) dikonversikan menjadi listrik (energi sekunder), dengan tahapan sebagai berikut:
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU)A. PEMBANGKIT PADA UMUMNYA TERDAPAT :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.
B. PROSES KONVERSI ENERGIDalam PLTU, energi primer berupa bahan bakar (batubara/minyak gas) dikonversikan
menjadi listrik (energi sekunder), dengan tahapan sebagai berikut:
a. Pertama, energi kimia dalam bahan bakar dikonversikan menjadi energi panas dalam ruang
bakar boiler, dalam proses pembakaran.
b. Kedua, energi panas tersebut diatas selanjutnya dikonversikan menjadi energi dalam uap
(enthalpy) di boiler, melalui proses perpindahan panas.
c. Ketiga, energi dalam uap (enthalpy) selanjutnya dikonversikan menjadi energi mekanik
berupa putaran pada turbin uap.
d. Terakhir, energi mekanik dari turbin uap dikonversikan menjadi energi listrik pada generator.
C. SIKLUS UAP DAN AIRDari Gambar diatas menggambarkan siklus uap dan air yang berlangsung dalam PLTU,
yang dayanya relatif besar, di atas 200 MW. Untuk PLTU ukuran ini. PLTU umumnya
memiliki pemanas ulang dan pemanas awal serta menpunyai 3 tubin yaitu turbin tekanan
tinggi, turbin tekanan menengah dan turbin tekanan rendah. Siklus yang digambarkan oleh
Gambar diatas telah disederhanankan, yaitu bagian yang menggambarkan sirkuit pengolahan
air utnuk suplisi dihilangkan untuk penyederhanan. 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 selanjuntya mengalir ke pipa-pipa air yang
merupakan dinding yang mengelilingi ruang bakar ketel. Ke dalam ruang 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 bakar
mengubah energi kimia yang terkandung dalam bahan bakar menjadi energi panas (kalori).
Energi panas hasil pembakaran ini dipindahkan ke air yang aad dalam pipa air ketel melalui
proses radiasi, konduksi dan konveksi.
Untuk setiap macam bahan bakar. Komposisi perpindahan panas berbeda, mislanya bahan
bakar minyak paling banyak memindahkan kalori hasil pembakarannya melalui radiasi
dibandingkan bahan bakar lainnya. Untuk melaksanakan pemabakaran diperlukan oksigen
yang diambil dair udara. Oleh karena itu, diperlukan pasokan udara yang cukup ke dalam
ruang bakar. Untuk keperluan memasok udara ke ruang bakar dan pada ujung keluar udara
dari ruang bakar.
Gas hasil pembakaran dalam ruang bakar setelah diberi “kesempatan” memindahkan
energi panasnya ke air yang ada di dalam pipa air ketel, dialirkan melalui saluran
pembuangan gas untuk selanjuntya di buang ke udara melalui cerobong. Gas buang sisa
pembakaran ini masih mengandung banyak energi panas karena 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)
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
suhu uap air ini semakin kering, oleh karena adanya gas buang di sekeliling pemanas lanjut.
b. Pemanas Ulang (Reheater)
Uap yang telah digunakan untuk menggerakan 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 ekonomizer agar
mendapat pemanasan oleh gas buang. Dengan demikian suhu air akan lebih tinggi ketika
masuk ke pipa air di dalam ruang bakar yang selanjuntya 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 melalui pemanas udara agar mendapat pemanasan oleh gas
buang sehingga suhu udara pembakaran naik yang selanjuntya akan mempertinggi suhu nyala
pembakaran.
Dengan menempatkan alat-alat tersebut diatas dalam saluran gas buang, maka energi
panas yang masih terkandung dalam gas buang dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin.
Sebelum melalui panas udara, gas buang diharapkan masih mempunyai suhu diatas suhu
pengembunan asam sulfat H2SO4, yaitu sekitar 180°C. Hal ini perlu untuk menghindari
terjadinya pengembunan asam sulfat di atas 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 pembakaran, setelah
dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa air ketel, akan menaikan suhu air dan
menhasilkan uap. Uap ini dikumpulkan dalam drum ketel. Uap yang terkumpul mempunyai
tekanan dan suhu yang tinggi dimana bisa mencapai 100 kg/cm² dan 530°C. Energi yang
tersimpan dalam drum ketel dapat digunakan untuk mendorong atau memanasi sesuatu (uap
ini mengandung energi). Drum ketel berisi air dibagian bawah dan uap yang mengandung
energi dibagian atas.
Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap, dan dalam trubin uap, energi dari uap
dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator. Turbin pada PLTU besar, diatas
150 MW, umumnya terdiri dari 3 kelompok, yaitu turbin tekanan tinggi, tubin tekanan
menegah, turbin tekanan rendah. Uap dari drum ketel mula-mula dialirkan ke turbin tekanan
tinggi dengan terlebih dahulu melalui pemanas lanjut agar uapnya menjadi kering. Setelah
keluar dari turbin tekanan tinggi, uap dialirkan ke pemanas ulang untuk menerima energi
panas dan gas buang sehingga suhunya naik. Dari pemanas ulang, uap dialirkan ke turbin
tekanan menengah.
Keluar dari turbin tekanan menengah, uap langsung dialirkan ke turbin tekanan rendah.
Turbin tekanan rendah umumnya merupakan turbin dengan uap aliran ganda dengan arah
aliran yang berlawanan untuk mengurangi gaya aksial turbin.
Dari turbin tekanan rendah, uap dialirkan ke kondensor untuk diembunkan. Kondensor
memerlukan air pendinginn untuk mengembunkan uap yang keluar dari turbin tekanan
rendah, Oleh karena itu, banyak PLTU dibangun dipantai, Penggunaan air laut sebagai air
pendingin menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut :
a. Material yang dialiri air laut harus material anti korosi (tahan air laut)
b. Binatang laut bisa 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 menyumbat pipa-pipa
kondensor sehingga diperlukan pembersihan pipa kondensor secara periodik
d. Ada risiko air laut masuk ke dalam sirkuit uap. Hal ini berbahaya bagi sudu-sudu turbin uap.
Oleh karena itu, harus dicegah.
Setelah air diembunkan dalam kondensor, air kemudian dipompa ke tangki pengolah air.
Dalam tangki pengolah air, ada penambahan air agar memenuhi mutu yang diinginkan untuk
air ketel. Mutu air ketel antara lain menyangkut kandungan NaC1, C1, O2 dan derajat
keasaman (pH). Dari tangki pengolah air, air dipompa kembali ke ketel, tetapi terlebih dahulu
melalui Ekonomizer, air mengambil energi panas dari gas buang sehingga suhunya naik,
kemudian baru mengalir ke ketel uap.
Pada PLTU yang besar, diatas 150 MW, biasanya digunakan pemanas awal (pre heater),
yaitu pemanas air yang akan masuk ke ekonomizer sebelum masuk ke ketel uap. Pemanas
awal ini ada 2 buah, masing-masing menggunakan uap yang diambil (di-tap) dan turbin
tekanan menengah dan turbin tekanan rendah sehingga didapat pemanas awal tekanan
menengah dan pemanas awal tekanan rendah.
D. PERALATAN UTAMA PTLU
1. Coal Handling
Sebelum digunakan sebagai bahan bakar, batubara akan melalui beberapa proses yaitu
Stacking, Reclaiming dan Processing. Tetapi Coal Handling hanya akan melaksanakan
proses stacking dan Reclaming, sedangkan untuk Processing termasuk didalam
pengoperasian boiler dan akan dijelaskan pada pembahasan selanjutnya. Stacking merupakan
proses penumpukan batubara dari kapal laut. Sedangkan Processing merupakan sistem
penanganan batubara dari Silo hingga siap digunakan di Boiler.
Stacking
Stacking adalah proses pemindahan batubara dari kapal ke Coal Pile. Beberapa istilah dalam
Stacking antara lain :
a. Jetty
Jetty merupakan dermaga atau tempat merapat kapal laut pengangkut batubara di
PLTU. Tiap Jetty mempunyai empat buah Doc Mobil Hopper yang fungsinya untuk
memindahkan batubara dari kapal ke Belt Conveyor. Doc Mobil Hopper dapat diubah-ubah
posissinya sesuai dengan posisi kapal, hal ini dikontrol oleh operator di Coal Unloading
Control building (CUCB).
b. Belt Conveyor
Belt Conveyor berbentuk semacam sabuk besar yang terbuat dari karet yang bergerak
melewati Head Pulley dan Tail Pulley, keduanya berfungsi untuk menggerakkan Belt
Conveyor, serta Tansioning Pulley yang berfungsi sebagai peregang Belt conveyor. Untuk
menyangga Belt Conveyor beserta bobot batubara yang diangkut dipasang Idler pada jarak
tertentu diantara Head Pulley dan Tail Pulley. Idler adalah bantalan berputar yang dilewati
oleh Belt Conveyor. Batubara yang diangkut oleh Conveyor dituangkan dari sebuah bak
peluncur (Chute) diujung Tail Pulley kemudian bergerak menuju ke arah Head Pulley.
Biasanya , muatan batubara akan jatuh ke dalam bak peluncur lainnya yang terletak dibawah
Head Pulley untuk diteruskan ke conveyor lainnya atau masuk ke bak penyimpan. Disetiap
belokan antar Conveyor satu dengan yang lain dihubungkan dengan Transfer House, selain
itu pada belt Conveyor ditambahkan juga beberapa aksesori yang bertujuan untuk
meningkatkan fleksibilitasnya, antara lain:
1. Pengambil Sampel
Dilakukan secara otomatis, jika terdeteksi adanya metal pada batubara pengambil sampel
langsung berhenti.
2. Metal Detector
Merupakan alat untuk mendeteksi adanya logam-logam didalam batu bara yang tercampur
pada proses pengiriman.
3. Magnetic Separator
Untuk memisahkan logam-logam yang terkandung dalam batubara pada proses pengiriman.
4. Belt Scale
Untuk mengetahui jumlah tonnase berat batubara yang diangkut oleh Belt Conveyor.
5. Dust Supasion
Berfungsi untuk :
Air Polution kontroller
Menyemprot air pada batubara
Menghemat batubara agar tidak menjadi debu
Menghalangi terjadinya percikan api akibat debu panas dari batubara.
c. Reclaiming
Reclaming adalah proses pengambilan batubara dari Coal Pile dan menyalurkan ke
Silo. Beberapa istilah dalam reclaiming antara lain :
d. Coal Pile
Terdapat empat daerah Coal Pile, berturut-turut dari utara ke selatan :
Di Coal Pile, proses penimbunan dan pengambilan batubara dilakukan dengan alat yang
disebut Stacker/Reklaimer. Alat ini merupakan sebuah konveyor yang kompleks dan
terpasang pada sebuah struktur yang dapat bergerak. Didalam proses penimbunan, stacker
menyalurkan batubara melalui sebuah lengan yang dapat diatur agar selalu diam ditempat,
sehingga batubara yang tumpah melalui lengan itu akan membentuk timbunan yang tinggi ,
apabila lengan bergerak maju mundur maka timbunan yang akan dihasilkan menjadi
timbunan yang rapi dan memanjang. Pada saat pengambilan, Reclaiming Bucket pada stacker
akan berputar dan mengeruk batubara yang selanjutnya dituang ke Belt Conveyor untuk
dibawa ke instalasi. Seperti halnya proses penimbunan, Reclaiming Bucket ini dapat juga
diatur agar tetap diam ditempat atau maju mundur untuk mengeruk batubara.
e. Coal Silo
Terdapat enam buah Coal Silo yaitu A, B, C, D, E dan F. Pengisian Silo dilakukan
dengan menggunakan Belt conveyor yang dihubungkan dengan Tripper, pengopersiannya
dilakukan oleh operator di Coal handling Control Building (CHCB). Silo merupakan bunker
tempat menampung batubara di instalasi yang kemudian digunakan sebagai bahan bakar di
boiler. Volume sebuah silo sebesar 600 ton, pengisian ulang dilakukan setiap volume silo
kurang dari 30 – 40%. Dari silo batubara dimasukkan ke Pulverizer dengan menggunakan
Coal Feeder, batubara dari Pulverizer ini yang akan digunakan untuk pembakaran di boiler.
2. BOILER (KETEL UAP)
Boiler merupakan perlatan utama yang diperlukan dalam proses energi panas
pembakaran bahan bakar menjadi energi kinetis uap yang mempunyai tekanan dan
temperatur yang tertentu. Boiler terdiri dari dimana panas yang diberikan merupakan hasil
dari pembakaran bahan bakar minyak bersama udara pemabakaran.
Dalam menjalankan tugas, boiler ditunjang oleh komponen-komponen sebagai berikut :
a. Ruang Bakar (Furnace) adalah bagaian dari boiler yang dindingnya terdiri dari pipa-pipa air,
sedangkan pada sisi bagaian depan terdepat sembilan buah burner yang terletaknya terdiri
dari 3 tingkat tersusun mendatar yang berfungsi untuk membakar residu. Pembakaran residu
ini disertai dengan aliran udara yang panas, sedangkan gas bahan bakar yang keluar dari
ruang bakar dipapkai untuk memanaskan air preheater dan selanjutnya disalurkan ke
cerobong untuk dibuang
b. Dinding Pipa (Water Tubes) merupakan dinding yang berada dalam ruang bakar yang
berfungsi sebagai tempat penguapan air, dinding ini berupa pipa-pipa yang berisi air yang
berjajar vertikal
c. Burner adalah tempatnya terjadi suatu pembakaran, dimana bahan bakar selalu dikabutkan
menjadi partikel-partikel kecil sehingga memudahkan untuk berbaur dengan partikel-partikel
udara. Untuk penyaalan awal atau pemabakaran awal diperlukan bahan HSD, sedangkan
untuk proses pengkabutannya digunakan residu. Penyalaan tertangantung dari beban yang
dipikul oleh unit. Burner management sistem adalah penyaluran konfigurasi penyalaan burner
pada waktu start up atau shut down dan pada waktu load change. Jumlah burner yang
menyala atau mati tergantung dari beban generator yang sebanding dengan kapasitas dari
burner terbatas, maka diperlukan beberapa burner yang menyala, juga didalam
konfigurasinya diatur supaya pemanasan dalam ruang bakar dapat merata dan efesien.
Penyalaan burner yang tidak berimbang dengan beban generator akan mengakibatkan tidak
stabilnya tekanan dan temperatur uap.
d. Steam Drum adalah suatu alat pada boiler yang berfungsi sebagai tempat penampungan uap
hasil dari proses pernguapan di dalam boiler, dimana temperaturnya cukup tinggi dan berupa
campuran air dan udara. Campuran feed water dan mengalir mengikuti bentuk separator,
sehingga air pada campuran akan jatuh dan masuk ke dalam saluran primary dan secondary
drum. Uap yang telah dipisahkan oleh separator masuk ke chevron dryers.
e. Superheater digunakan untuk memanaskan lebih lanjut dan boiler sehingga menjadi uap
kering. Pemanasan untuk superheater diambil dari panas gas buang hasil pembakaran diruang
pembakaran (furnace). Superheater dibagi menjadi 3 tahap yaitu
- Primary superheater
- Secondary superheater
- Final superheater
Primary superheater menerima gas yang relatif dingin untuk dipanaskan dengan gas buang
yang diialari searah dengan aliran uap tersebut. Kemudian uap keluar dari secondary
superheater outlet melalui transfer yang dilengkapi dengan pipa spary type attemperator
untuk mengatur suhu uap menuju secondary superheater. Disini uap akan dipanas lebih
lanjut seperti di primary superheater, selanjutnya uap akan ke final superheater dimanan uap
juga akan dipanasi. Uap dari final outlet superheater masuk ke final superheater. Dan keluar
melalui final outlet superheater untuk meninggalkan boiler menuju high pressure.
f. Reheater digunakan untuk menaikan kembali enthalpy uap setelah diekspansikan di high
pressure turbine dengan jalan dipanaskan ulang. Pada pemanasan ulang itu temperatur akan
naik, sedangkan tekanannya tetap sehingga enthalpy uap akan naik kembali. Temperatur
pemanas ulang reheater akhir adalah 565°C.
g. Ekonomizer berfungsi untuk menyerap panas yang keluar dari ruang bakar (furnace) dan
masih banyak mengandung banyak kalori, maka diusahkan untuk meningkatkan efisiensi dan
juga agar tidak terjadi perbedaan suhu yang terlalu besar didalam boiler yang dapat
mengakibatkan keretakan pada dinding boiler. Ekonomizer seperti itu pendingin cerobong
yang terlalu besar (stack cooler) dan berfungsi sebagai pemanas air umpan tekanan rendah.
Hanya, medium pemanasnya di sini adalah gas buang dan bukan uap yang dibocorkan dari
turbin.
h. Air Preheater atau yang disebut pemanas udara awal befungsi untuk memanaskan udara
pembakaran dari forced draft fan (FD fan) yang dilewatkan melalui steam air coil heater.
Pemanas ini mempunyai tipe aliran yang berlawanan dan dua putaran yang bergantian.
Masuk dialiran yang masih panas dan udara dari kipas tekan paksa melewati pemanas ke sisi
udara untuk diambil panasnya.
i. Steam air coil heater terletak antara preheater dengan forced draft fan dimana alat ini
berfungsi sebagai penguat panas udara awal sebelum udara masuk ke air preheater dan
menjaga temperatur gas dapat diusahakan tetap konstan sesuai dengan standart temperatur
yang telah ditetapkan.
j. Soot Blower berfungsi untuk menyemprotkan uap ke dalam ruang bakar sehingga
membersihkan heat recovery area, antara lain ekonomizer, superheater dan lainnya saat unit
ini beroperasi .
k. Cerobong (stack) berfungsi untuk menyalurkan gas buang hasil pembakaran di ruang bakar
untuk dilepaskan atmosfer.
3. TURBIN
Turbin adalah mesin penggerak, dimana energi fluida kerja dipergunakan langsung
untuk memutar roda turbin . Jadi, berbeda dengan yang terjadi pada mesin torak, pada turbin
tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi. Bagaian turbin yang memutar dinamakan
rotor dan roda turbin sedangkan bagian turbin yang tidak berputar dinamakan stator atau
rumah turbin, roda turbin terletak di dalam rumah turbin dan roda turbin memutar poros daya
yang menggerakkan atau memutar bebannya (dalam hal ini generator). Siklus ideal dari
turbin uap yang sederhana digunakan siklus Rankine. Siklus Rankine dapat digambarkan pada
diagram T sebagai fungsi S seperti tampak pada gambar.
Dalam kenyataannya siklus sistem turbin uap yang menyimpang dari siklus ideal (Rankine),
antara lain adanya beberapa faktor dibawah ini :
Kerugian dalam ketel uap juga terjadi kerugian tekanan. Dengan demikan air masuk kedalam
ketel harus bertekanan lebih tinggi dari pada tekanan uap yang harus dihasilkan, sehingga
memerlukan kerja pompa yang lebih besar pula.
Kerugian energi di dalam turbin terutama karena adanya gesekan antara fluida kerja dan
bagian dari turbin sedangkan kerugian kalor ke atmosfer sekitar tidak begitu besar jika
dibandingkan dengan kerugian gesekan.
Kerugian di dalam pompa
Kerugian didalam kondensor, yang dalam hal ini relatif kecil salah satu diantaranya adalah
proses pendinginan dibawah temperatur jenuh dari air kondensat yang keluar dari kondensor.
Turbin uap menghasilkan putaran karena aliran uap yang tetap masuk ke nozzle dan
ditekan dengan tekanan rendah. Uap tersebut masuk ke steam jet, disini kecepatan uap
dinaikkan, sebagian energi kinetik dari uap tersebut dikirim ke sudu-sudu turbin yang
mengakibatkan terdorong sudu-sudu turbin untuk berputar. Besar dan kecilnya beban sangat
berpengaruh sekali terhadap uap yang akan dihasilkan, bila beban cukup tinggi, maka jumlah
uap yang dibutuhkan juga besar dan sebaliknya. Pengaturan jumlah uap yang masuk kedalam
turbin ini dilakukan oleh kontrol valve yang bekerja 3 tingkatan yaitu :
Turbin uap pada PLTU menjadu 3 tingkatan yaitu :
Tubin tekanan tinggi (high pressure turbine)
Turbin tekanan menengah (intermedete pressure turbine)
Turbin tekanan rendah (low pressure turbine)
Prinsip kerja turbin adalah sebagai berikut :
Uap kering dari final superheater yang mempunyai temperatur dan tekanan tinggi yang
dialirkan ke turbin tekanan tinggi. Didalam turbin ini terdapat sudu-sudu gerak yang
mempuyai bentuk sedemikian rupa sehingga dapat mengekspansikan uap. Energi yang
diterima sudu-sudu turbin digunakan untuk menggerakan poros turbin. Disini terjadi
perubahan energi, maka temperatur uap akan turun dan perlu diadakan pemanas ulang
didalam reheater. Dari heater masuk ke intermadete pressure turbine dan akan
menggerakkan sudu-sudu inetermadete pressure turbine dan low pressure turbine, sehingga
dari gerakan sudu-sudu ini akan memperkuat gerakan poros turbin. Poros turbin dihubungkan
dengan poros generator menggunakan kopling tetap (fixed coupling). Dari generator terjadi
perubahan energi dari energi mekanis menjadi energi listrik.
Hal yang utama selama start dan pembenanan adalah pemanasan yang perlahan-lahan
dan merata pada bagian-bagian kritis yang dari logam turbin seperti TSV, 1 stage nozzle bowl
pasage.I shell area, rotor turbin tekanan tinggi dan rotor turbin tekanan menengah. Untuk
menghasilkan laju pemanasan yang merata ini untuk membatasi tegangan, start turbin
menjadi 4 tingkatan-tingkatan utama berdasarkan suhu metal dan uap yaitu :
Cold Start : dari shutdown dimana temperatur inner casingnya dibawah 180°C
Warm Star : dari shutdown selama 1 bulan lebih kurang 55 jam dan temperatur inner
casingnya antara 180°C sampai 350°C
Warm Start dibagi menjadi 2 yaitu :
- Warm up I start : dari shutdown dimana temperatur inner casingnya dibawah 180°C sampai
250°C
- Warm up II start : dari shutdown dimana temperatur inner casingnya dibawah 250°C sampai
350°C
Hot start : dari shutdown selama semalam dengan temperatur tekanan tinggi inercasingnya
antara 350°C sampai 500°C
Very hot start : setelah unit trip dan temperatur tekanan tinggi inner casingnya diatas 500°C
Keempat kategori serta tersebut terbagi menjadi 2 tipe, yaitu :
Tipe pertama dimana by pass turbin tidak digunakan
Tipe kedua dimanan by pass turbin digunakan
Bagian utama dari turbin adalah :
a. Rotor turbin terdiri dari rotor untuk tekanan tinggi, menengah, rendah, tiap-tiap rotor ditahan
oleh 2 bantalan journal (bantalan luncur). Bantalan no 1 dan 2 berfungsi untuk mendukung
rotor tekanan tinggi sedangkan bantalan no 3 dan 4 berada pada tekanan tinggi tersebut dari
baja panduan chrom mobliden dan vanadium vanadium yang tahan terhadap tekanan tinggi
dan tegangan kelemahan. Rotor untuk tekanan rendah terbuat dari baja panduan nikel chrom
mobliden dan vanadium yang mempunyai ketahanan besar terhadap gesekan temperatur
rendah. Tiap-tiap rotor ditempat dari baja panduan pejal dan difabrikasi untuk bentuk poros,
cakra, bantalan, piringan penahan dan kopling pliens.
b. Sudu-sudu turbin mempunyai efisiens sudu yang tinggi, ketepatannya tinggi dan terpercaya.
Sudu mempunyai bentuk dan ukuran yang sesuai dengan tingkatannya. Sudu terbuat dari
panduan baja chrom yang mempunyai sifat yang ketabanan terhadap tegangan dan kelalahan
yang sangat baik dan terhadap kikisan uap dan korosi. Sudu-sudu bagian tekanan menengah
diberi slubung (sroud type). Sudu-sudu bagian akhir dimesin dengan tipe cioretial pada
pangakalanya yang masuk ke dalam roda (cakra) dan dikunci dengan pen. Logam satelite
dipatrikan dengan penggu sudu ini untuk mencegah erosi karena benturan (tumbukan) dengan
butiran air karena uap basah. Dalam pengoperasiannya, turbin uap dibantu oleh komponen-
komponen sebagi berikut :
- Turning Gear digunakan untuk memutar proses turbin. Tujiuannya untuk mencegah deflesi
(lentingan) dari poros karena panas dari uap pada waktu unit beroperasi dan karena sudu-
sudu turbin.
- Pipa Crosover berfungsi sebagai penyalur uap dari keluaran turbin tekanan menengah ke
turbin tekanan rendah yang dipasang pada casing turbin tersebut. Untuk mencegah gaya
dorong akibat beda pemuaian antara casing dan pipa crosover, maka pada sambungan pipa
diberikan bellows ekspansi yang lentur.
- Governor adalah untuk mengontrol putaran turbin dan membatasi putarannya pada batas
tertentu , pada setiap saat terjadi perubahan beban yang menyebabkan perubahan putaran
turbin
- Pengaman putaran lebih dari turbin yang digunakan jika gorvernor kurang sensitif cara
kerjanya. Karena apabila gorvernor kurang sensitif, maka putaran turbin akan lebih cepat dan
yang diharapkan. Hal ini sangat membahayakan, sehingga diperlukan adanya pengaman
berupa nock yang dipasang pada poros. Dan nock ini akan menjulur keluar dan menyentuh
tuas yang dipasang sekeliling poros tersebut dan relay akan menghentikan turbin.
- Pengaman bantalan axial berfungsi sebagai pengaman rotot dan mengamankan sudu-sudu
agar tidak bergerak kearah axial melebihi batas yang diijinkan path saat berputar. Gerakan
axial menyebabkan adanya gesekan antara stator dan rotor, karena sempitnya jarak bebas
antara sudu-sudu tetap dengan sudu gerakannya.
- Main Stop Valve terletak didepan turbin path aliran masuk uap utama, yaitu boiler dengan
katup kontrol uap. Fungsi utama main stop valve adalah untuk menutup dengan cepat aliran
uap ke tubin bila dalam keadaan bahaya, seperti kegagalan path katup kontrol uap atau path
waktu kehilangan beban.
- Pengaman Vacuum rendah merupakan pengaman vacuum kondensor yang juga disebut
Automatic Vacuum Trip yang merupakan interlock dengan turbin, karena tidak akan dimasuki
uap jika tekanan uap keluar turbin pada kondensor naik dan batas-batas yang telah diijinkan.
- Throttle Valve bekerja secara hidrolik, bila terjadi gangguan sehingga unti harus dimatikan,
katup akan menutup saluran untuk masuk turbin dengan menggunakan tekanan hidrolik
operating mechanism.
- Pengaman tekanan minyak sebagai pelumas juga sebagai media pendingin, sebab itu minyak
perlu dikontrol secara cermat, sehingga apabila terjadi pengurangan aliran maka sistem secara
interlock akan memerintahkan turbin untuk berhenti.
4. GENERATOR
Generator berfungsi mengkonversi energi mekanik (energi poros) dan turbin menjadi
energi listrik dengan cara mengkoplingkan poros generator dengan poros turbin. Generator
AC pada prinsipnya terdiri atas 2 bagian utama yaitu :
1. Rotor adalah bagian generator yang berputar. Pada rotor terhadap kumparan konduktor
sebagai pembangkit medan magnet utama. Medan magnet ini timbul karena adanya arus yang
mengalir pada kumparan rotor yang diperoleh dan exiter. Jika rotor berputar, maka medan
magnet akan memotong kumparan jangkar stator, sehingga timbul gaya gerak listrik (GGL)
yang kemudian disalurkan ke terminal generator
2. Stator adalah bagian generator yang tidak bergerak (statis). Pada stator terdapat peralatan-
peralatan sebagai berikut :
- Rumah generator berfungsi untuk melindungi komponen yang ada didalamnya, juga
berfungsi sebagai melekatnya inti dan belitan, konduktor serta terminal dari pada generator
itu sendiri
- Resistance Temperature Detector, temperatur belitan stator diukur untuk kumparan pengukur
(search coil) sebanyak 12 buah, yang terpasang antara bagian atas dan bawah dan belitan
bagian dalam. Tahanan pengukur suhu dibuat dan bahan tembaga murni yang mempunyai
tahanan 25 Ω pada temperatur 25°C. Letak dan tahan tahanan pengukur temperatur ini diatur
sedemikian rupa, sehingga waktu generator bekerja maka tahanan pengukur temperatur
diharapkan akan menunjukan temperatur kerja normal yang tertinggi.
- Sistem ventilasi, sistem ventilasi terdapat path stator dan berbentuk multiradial , sehingga
didapatkan suatu pendingin temperatur axial yang rata. Untuk tujuan yang sama, rotor
didinginkan melalui lubang-lubang angin yang berbentuk radial dilengkapi dengan celah-
celah ventelasi didalam gerigi rotor dan letak dibawah alur
- Spane Heater, berfungsi untuk mencegah pengembunan dan kelembaban selama pemakaian
mesin berhenti untuk jangka waktu yang lama.
5. CONDENSOR
Condensor merupakan salah satu komponen utama dan PLTU yang berfungsi
menkondensasikan uap keluar turbin menjadi air menjadi pendingin air laut. Agar proses
kondensasi tersebut lebih efisien, maka tekanan di condensor harus rendah (divakumkan).
Kevakuman pada condensor didapatkan dengan cara menghisap ruang condensor dengan
Steam Air Jet Ejector. Air hasil kondensasian disebut air kondensat (condensate water). Air
kondesat masih mengandung sedikit O2. Air ditampung di hotwall dan dialirakan kembali ke
siklusnya. Udara dan gas-gas yang terkondensasi dikeluarkan oleh Steam Air Jet Ejector. Hal
m1 dilakukan sebab ada kemungkinan ada udara yang terbawa.
Bagian-bagian utama condensor adalah sebagai berikut :
1. Shell dapat diartikan sebagai penutup exhaust turbin yang menuju hotwell
- Connecting section dipakai untuk memegang bagian antara exhaust turbin dan bagian atas
shell yang diletekan diatas pondasi tubin agar tahan terhadap keadaan vacumm. Bagian
dalamnya ditunjang dengan pipa-pipa penguat yang disambungkan dengan path turbin. Pada
bagian atas dan sambungan disediakan sambungan pemanas air pengisi tekanan rendah.
- Upper Shell berfungsi menyangga bagian bawah shell dan section sambungan pemanas air
pengisi tekanan rendah/
- Tube plate tube plate, merupakan material yang terbuat dan bahan baku Naval Brass yang
mempunyai keandalan dan tahan terhadap korosi. Tube plate dibor untuk menempatkan tube-