isi laporan kerja praktek di pt jawa power unit 5 dan 6

Upload: abdur-rozaq

Post on 09-Oct-2015

268 views

Category:

Documents


8 download

DESCRIPTION

Bagaimana air dapat dimanfaatkan untuk menerangi sebuah pulau ?

TRANSCRIPT

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangUnit Pembangkit Listrik Paiton merupakan salah satu perusahaan yang bergerak dibidang produksi listrik. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yang dikelola oleh PT Pembangkitan Jawa-Bali berada di kompleks pembangkit listrik di Kecamatan Paiton, Kabupaten Probolinggo. Tepatnya berada di posisi paling timur kompleks yang berada di tepi jalur pantura Surabaya-Banyuwangi. Pembangkit ini mengoperasikan 2 PLTU dengan total kapasitas 1242 MW dengan masing-masing PLTU menghasilkan 621 MW. Energi listrik ini kemudian didistribusikan melalui SUTET 500 kV Sistem Interkoneksi Jawa-Bali. Pada kompleks pembangkit listrik Paiton, terdapat 2 Pembangkit Listrik Swasta dengan kontribusi kapasitas sebesar 2500 MW. Pembangkit Listrik Swasta I yang dimiliki oleh PT. Paiton Energy Company dan dioperasikan oleh PT. International Power Mitsui Operation & Maintenance Indonesia (IPMOMI). Total kapasitas 1230 MW. Pembangkit Listrik Swasta II yang dimiliki oleh PT. Jawa Power dan dioperasikan oleh PT YTL Jawa Timur. Komponen utama dalam PLTU adalah komponen yang pokok dan sangat diperlukan dalam pembangkit listrik. Komponen utama dalam PLTU diantarnya adalah Boiler, Turbin, Generator dan Condenser. Komponen yang yang baik adalah komponen yang memiliki efisiensi kerja yang tinggi. Heat losses merupakan salah satu bagian penting yang harus diminimalkan dalam proses produksi listrik. Ada beberapa metode yang diterapkan dalam meminimalkan Heat Losses, yaitu: Input-Output, Audit Energy, dan Pre Elementary.

43

Pada kerja praktek ini akan dilakukan pembelajaran mengenai Input-Output. Pembelajaran ini mengacu pada perpindahan panas dan massa yang terjadi pada sistem (Frank 1

3

44

Incropera, 1999)[1] , serta kenyamanan Thernal yang harus diciptakan dalam pembangkit listrik agar tidak temperature

ruangan berada dalam kondisi nyaman (Thomas H Kuehn,1998)[2]. Serta jurnal tentang optimum performance pada turbin gas (Maher M Abou Al-Sood,2013) [3].Dari kegiatan kerja praktek yang akan dilakukan oleh peserta didik, maka diharapkan akan bermanfaat:1. Bagi peserta didik, yaitu melakukan pembelajaran tentang heat losses pada Turbin Uap (tujuan mahasiswa 1) dan Boiler (tujuan mahasiswa 2) di PT. Jawa Power Unit 5 Dan 6.2. Bagi PT. Jawa Power Unit 5 dan 6, mampu mengkaji kembali mengenai sistem performansi dan sistem kontrol pada Turbin Uap dan Boiler di PT. Jawa Power Unit 5 dan 6.3. Bagi program studi Teknik Fisika, mampu memberikan referensi mengenai metode Input-Output untuk kerja praktek dan tugas akhir untuk pengukuran heat losses yang telah diajarkan pada mata kuliah termodinamika di Jurusan Teknik Fisika ITS.

1.2 Tujuan dan MateriKegiatan kerja praktek merupakan salah satu kegiatan mahasiswa khususnya peserta didik teknik untuk meningkatkan kualitas dan kemampuan hard skill dan soft skill-nya dalam dunia industri. Serta, melaksanakan studi banding antara teori yang diperoleh dengan aplikasi di dunia kerja. Berdasarkan pada hal tersebut, maka tujuan peserta didik melaksanakan kerja praktek di PT. Jawa Power Unit 5 dan 6 adalah sebagai berikut:1. Untuk meningkatkan kemampuan berkomunikasi dalam hal manajerial di bidang prosedur penanganan sisa pembakaran (bottom ash).2. Untuk melakukan pembelajaran tentang heat and mass balance untuk menghitung heat losses pada turbin uap di PT Jawa Power Unit 5 dan 6.

Materi pada kerja praktek ini didasarkan pada kurikulum yang ada pada Jurusan Teknik Fisika ITS, dan yang diharapkan mampu dikuasai oleh peserta didik dari adanya kerja praktek ini adalah:Materi I :Materi I ini merupakan materi untuk menjalankan tujuan pertama, yaitu mengenai administrasi kerja di bidang prosedur penanganan sisa pembakaran (bottom ash) di PT. Jawa Power Unit 5 dan 6. Materi yang akan dipelajari antara lain:1. Struktur OrganisasiPengenalan dan pemahaman mengenai struktur organisasi pengurus dan karyawan PT. Jawa Power Unit 5 dan 6, serta sistem kerja yang diterapkan dalam perusahaan tersebut.2. Pemahaman Sistem Pemahaman mengenai sisa pembakaran (bottom ash) di PT. Jawa Power Unit 5 dan 6 dalam penggunaan teknologinya, serta mengenal orang-orang yang bertanggung jawab di dalam penanganan tersebut.1. 2. 3. Diagram AlirPemahaman alur pelaporan yang harus dilakukan dalam penanganan hasil sisa pembakaran batu bara supaya tidak terjadi pencemaran udara saat bekerja pada PT. Jawa Power Unit 5 dan 6.Materi II :Materi II ini merupakan materi utama untuk menyelesaikan tujuan kedua, yaitu melakukan pembelajaran tentang heat losess pada turbin uap di PT. Jawa Power Unit 5 dan 6. Adapun materi dari kerja praktek ini lebih ditekankan pada kemampuan mahasiswa dalam memahami permasalahan dan memecahkan permasalahan yang ada, yaitu :1. Prinsip Kerja Turbin Uap dan BoilerTurbin uap merupakan sebuah komponen utama dalam proses merubah energi mekanik yang berasal dari steam yang kemudian menggerakan generator untuk menghasilkan listrik. Sedangkan boiler adalah komponen utama yang diperlukan dalam proses energi panas pembakaran bahan bakar menjadi energi kinetik uap yang mempunyai tekanan dan temperatur yang tertentu. Selain itu, meliputi pemahaman bagaimana turbin uap bekerja di PT. Jawa Power Unit 5 dan 6.

2. Pengumpulan DataPada saat turbin uap berjalan, mulai dari mengamati kondisinya (mengamati laju aliran steam , mengamati temperature, mengukur tekanan). Langkah langkah pengambilan data yaitu : a. Menentukan lokasi aman untuk mengukur laju aliran massa dan temperature pada turbin uap.b. Melakukan pengambilan data laju aliran massa dan temperature pada turbin uap.3. Pengolahan DataHasil yang diperoleh dari pengukuran di lapangan selanjutnya dilakukan pengolahan, dengan langkah-langkah seperti berikut ini :a. Hasil dari data masih dalam bentuk nilai besaran laju aliran massa dan temperature.b. Dari hasil tersebut dilakukan sebuah perhitungan dengan model matematis dengan menggunakan pembelajaran heat and mass balance. c. Penentuan heat losses yang didapat dari perhitungan dengan pembelajaran heat and mass balance dan membandingkan dengan metode yang sudah ada.

1.3 Realisasi Kegiatan Kerja PraktekPraktek Kerja Lapangan ini dilaksanakan di Main Plant Operation Section PT JAWA POWER UNIT 5 & 6. Waktu pelaksanaan Kerja Praktek dimulai dari tanggal 26 Juni s/d 25 Juli 2014. Dengan jam kerja sebagai berikut :Hari kerja: Senin JumatJam Masuk: 07.00 WIBJam Pulang: 16.00 WIB.Untuk jadwal kegiatan yang lebih detail, dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 1.1 Realisasi Jadwal Kegiatan Kerja Praktek

No.Bentuk kegiatanMinggu ke

IIIIIIIV

1.Penyesuaian Program PT. Jawa Power Unit 5 dan 6

2.Materi I: Struktur Organisasi Pemahaman Sistem Diagram Alir

3.Materi II : Pengenalan Prinsip Kerja Turbin Uap dan Boiler Pengumpulan Data Pengolahan Data

4.Penyusunan laporan KP

5.Penyerahan draft laporan KP

Halaman ini memang dikosongkan

BAB IIPT JAWA POWER UNIT 5 DAN 62.1 Sejarah Dan Struktur Organisasi PerusahaanPaiton Private Power Project Phase II merupakan sebuah proyek untuk mendukung PLN dalam pengadaan supply listrik negara dengan membangun 2 buah unit baru (5 & 6) disamping unit 1 dan 2 yang telah dibangun oleh PJB (Pembangkit Jawa Bali) sebelumnya. Sedangkan Paiton Private Power Project Phase I dibangun untuk unit 7 dan 8 yang dioperasikan oleh IPMOMI.Awal mulanya, Paiton Private Power Project Phase II merupakan sebuah konsorsium yang terdiri atas Siemens SPV (Siemens Project Venture) yang berasal dari Jerman, PowerGen yang berasal dari Inggris, dan PT. Bumi Pertiwi yang berasal dari Indonesia.Ketiganya memiliki jumlah saham yang berbeda atas kepemilikan unit 5 dan 6, yaitu :

Siemens SPV50 % Powergen35 % PT. Bumi Pertiwi15 %

Ketiga pemegang saham tersebut membentuk PT. Jawa Power sebagai pemilik unit 5 dan 6.Sedangkan PT. PowerGen Jawa Timur berlaku sebagai anak perusahaan dari PowerGen International yang mengoperasikan dan memelihara (Operation and Maintenance / O & M) berdasarkan O & M Agreement : Merekrut dan melatih team Indonesia Mengembangkan kebijakan, prosedur, strategi Melakukan business management systems Mengembangkan health and safety culture Mematuhi hukum Indonesia Membantu commissioning plantPada tanggal 4 Desember 2004, saham yang dimiliki oleh PowerGen atas kepemilikan unit 5 dan 6 (sebesar 35%),diakuisisi seluruhnya oleh YTL Power Service.YTL Power Service sendiri merupakan anak perusahaan dari YTL Corporation Berhad yang berasal dari Malaysia.Selanjutnya YTL Power Service membuat anak perusahaan baru yakni PT. YTL JAWA TIMUR yang bertugas sebagai Operation and Maintenance Company bagi unit 5 dan 6 menggantikan posisi PT. PowerGen Jawa Timur.Untuk saat ini, pengoperasian fasilitas pembangkit listrik tenaga uap di Paiton meliputi Paiton Unit 1 dan 2 (milik PJB), Unit 7 dan 8 (milik IPMOMI), serta Unit 5 dan 6 (milik PT. YTL JAWA TIMUR).Semua unit ini menggunakan batubara sebagai bahan bakar dan air laut sebagai media pendingin sistem.

Gambar 2. 1 Tampak Atas Lokasi PT JAWA POWER Unit 5 dan 62.2. Lokasi PerusahaanPT. YTL JAWA TIMUR merupakan anak perusahaan dari YTL Power Services, sebuah perusahaan multinasional Malaysia dimana kantor pusatnya beralamat di :8th Floor, Menara ING84 Jalan Raja Chuln50200 Kuala LumpurMalaysiaTel : 60 (03) 27320551 Fax : 60 (03) 27320561Sedangkan PT. YTL JAWA TIMUR sendiri mempunyai Main Office yang beralamat di :Jl. Raya Surabaya Situbondo km 141 PO Box 36 Paiton-ProbolinggoJawa Timur IndonesiaTel : (62335) 773100 Fax : (62335) 7731612.3. Profil PerusahaanYTL Power Services merupakan sebuah perusahaan jasa multi-disiplin yang didirikan di Malaysia pada bulan Oktober, 1993, dimana ruang lingkup kerjanya dikhususkan pada operasi dan perawatan pusat pembangkit daya.Kerjasama dimiliki oleh YTL Corporation dengan Siemens AG of Germany sampai akhir tahun 2001.Sejak bulan Desember 2001, kepemilikan YTL Power Services dikuasai 100% oleh YTL Corporation.Perusahaan menangani aktivitas Operation & Maintenance (O&M) dari kedua pembangkit daya nya di Malaysia, dimana keduanya menghasilkan daya sekitar 12 % dari konsumsi listrik di Peninsular, Malaysia.YTL Power Services juga menyediakan pengarahan teknik untuk proyek - proyek pembangkitan daya di Malaysia dan daerah Asia, meliputi : Commissioning Personnel Operation Personnel Maintenance Personnel Turbine Overhaul Services Conditioning Monitoring TrainingYTL Power Services adalah perusahaan modern yang bergerak dalam lingkungan teknologi tinggi dimana penggunaan peralatan yang uptodate serta teknik untuk perawatan dan pengoperasian system pembangkit daya siklus gabungan gas turbin merupakan integral dari organisasi perusahaan.Saat ini, perusahaan mempekerjakan sekitar 200 personil yang sebagian besar berada di kedua stasiun pembangkit daya di Malaysia,sedangkan sebagian kecil adalah staf kantor pusat di Kuala Lumpur.Sebagian besar staf adalah warga Negara Malaysia dengan dibantu beberapa ekspatriat yang menyediakan bimbingan teknis dan manajemen.Pada tanggal 4 Desember 2004, YTL Power Services mengakuisisi saham PT. Powergen Jawa Timur sehingga secara otomatis, Stasiun Pembangkit Daya Unit 5 dan 6 Paiton di Jawa Timur-Indonesia, ikut menjadi milik YTL Power Services dan anak perusahan yang menangani pengoperasian dan pemeliharaan ( O & M) pembangkit unit 5 & 6 Paiton tersebut adalah PT.YTL JAWA TIMUR.Sampai sekarang, ada sekitar 310 personil yang dipekerjakan di sana.Seiring meningkatnya kebutuhan masyarakat akan jasa penerangan, maka PT. YTL JAWA TIMUR berusaha untuk meningkatkan mutu pelayanan bagi masyarakat dengan tetap melakukan aktivitas aktivitas dalam proses produksi daya listrik yang untuk selanjutnya akan disuplai kepada PLN sebagai distributor listrik di Indonesia.Untuk meningkatkan mutu layanan sebagai produsen listrik, PT. YTL JAWA TIMUR juga harus mampu untuk mengendalikan pengoperasian dari perlengkapan perlengkapan yang menuntut pengoperasian yang baik agar tujuan utama sebagai penyuplai listrik kepada PLN terus berjalan secara kontinyu dalam jangka waktu yang lama sesuai dengan kontrak proyek yaitu selama 30 tahun, dalam artian bahwa proses produksi listrik khususnya untuk unit 5 dan 6 dapat terus berjalan tanpa ada hambatan yang berarti.PT. YTL JAWA TIMUR sampai saat ini telah mampu melayani fasilitas penerangan listrik di wilayah Jawa dan Bali.Sebagai perusahaan pembangkit listrik tenaga uap, PT. YTL JAWA TIMUR dalam operasionalnya menekankan pada tiga faktor penting, yaitu :1. Keselamatan (Safety)Perhatian perusahaan pada faktor ini sangat besar. PT. YTL JAWA TIMUR selalu berusaha agar menjadi perusahaan dengan tingkat kecelakaan kerja nol (zero accident).Komitmen perusahaan ini terhadap keselamatan kerja diwujudkan dalam bentuk peraturan tentang standar keselamatan kerja yang ketat yaitu K3.Arti penting K3 yaitu : Tanggung jawa moral :1. Karyawan adalah aset PT. YTL JAWA TIMUR yang terbesar2. Semua cedera dan penyakit dapat dicegah3. Duty of care Penghematan/cost benefit :1. Ongkos sendiri / Personal Cost pada individu- Rasa sakit dan penderitaan- Kehilangan suatu kualitas kehidupan- Kehilangan pendapatan- Kehilangan kenikmatan hidup (sementara dan permanen)- Ongkos tambahan (perjalanan, obat, dll.)- Kekhawatiran / kepedulian keluarga2. Ongkos langsung (cedera, penyakit, dan kerusakan pada plant / produk)3. Ongkos tak langsung- Kerusakan produk atau material- Penundaan produksi- Pengerjaan lembur- Waktu bagi investasi- Waktu bagi administrasi- Kehilangan kemampuanMenurut UU No. 1 tahun 1970 keselamatan kerja bagi seluruh karyawan dari PT. YTL JAWA TIMUR sangat diperhatikan sekali, adapun caranya dengan melalui berbagai pelatihan keselamatan (safety training) dan dengan memasukkan prosedur keselamatan kerja pertama kali dalam setiap pekerjaan. Misalnya dalam sistem pelaksanaan maintenance harus melewati prosedur keselamatan yang sangat ketat dengan kendali keselamatan kerja langsung di bawah Presiden Direktur.Dengan komitmen ini diharapkan akan tercipta kondisi kerja yang aman sehingga kinerja masing masing personel aman.2. Berwawasan Lingkungan HidupSebagai salah satu bentuk perhatian PT. YTL JAWA TIMUR terhadap lingkungan, perusahaan mengeluarkan Pernyataan Kebijakan Lingkungan seperti yang tertera di bawah ini : Sebagai pengakuan dari PT. Jawa Power ( Pemilik ) dan YTL Power dalam Pernyataan Kebijakannya, PT. YTL JAWA TIMUR (Operator) mendukung pandangan bahwa lingkungan adalah bagian integral dan fundamental dari strategi dan tujuan bisnis Stasiun Pembangkit Paiton II.Sebagai Operator dari Stasiun Pembangkit Paiton Tahap II, kami mengakui bahwa kegiatan kami mungkin berdampak pada lingkungan dank arena itu kami bertekad untuk menerapkan perlindungan lingkungan berstandar tinggi dan meningkatkan kinerja pengelolaan lingkungan secara berkesinambungan.Di Paiton, kami bertekad untuk meningkatkan kinerja pengelolaan lingkungan dengan : Mematuhi peraturan perundang-undangan dan bila mungkin mencapai unjuk kerja yang lebih baik dari apa yang dipersyaratkan peraturan perundang undangan. Mempertahankan Sistem Pengelolaan Lingkungan yang efektif dan efisien. Meminimalkan resiko lingkungan dan mencegah polusi. Mengurangi dampak visual dari operasi kami. Mendorong penggunaan transportasi yang efisien pada semua kegiatan kami. Mengelola tanah dengan penuh kehati hatian serta mengembangkan konservasi alam.Kami juga mengakui bahwa para pemilik saham kami berperan dalam dan bertekad untuk : Mendidik dan melatih staf kami untuk menjalankan kegiatan mereka secara bertanggung jawab pada lingkungan. Memberi informasi para pemasok dan kontraktor kami tentang standar lingkungan kami yang tinggi Mendorong standar yang tinggi di sepanjang rantai pasokan kami. Mendorong semua pemilik saham kami untuk menggunakan energi dan sumber daya secara efisien.Untuk mencapai tujuan tersebut kami kan merumuskan tujuan dan target serta laporan tahunan atas perkembangan kami.Sebagai perwujudan dari pernyataan tersebut di atas, perusahaan membuktikannya dengan dioperasikannya berbagai fasilitas dalam plant yang bertujuan untuk mengolah setiap hasil buangan sehingga benar benar ramah lingkungan.Contohnya adalah penggunaan fasilitas ElectroStatic Prescipitator (ESP), Flue Gas Desulphurisation (FGD), dan Waste Water Treatment Plant (WWTP).3. Lingkungan SosialPT. YTL JAWA TIMUR juga menaruh perhatian yang besar pada kehidupan sosial di luar lingkungan perusahaan.Pihak perusahaan menyadari pentingnya hubungan sosial dalam rangka menciptakan kehidupan yang serasi, selaras, dan seimbang dengan masyarakat sekitar.Bentuk nyata kepeduliannya dalam bidang pendidikan berupa bantuan ke sekolah sekolah sekitar, pondok pesantren, dan sumbangan sosial lainnya.2.4. Visi dan Misi PT.YTL Jawa TimurVisi : Menjadi perusahaan utama di bidang pengoperasian dan pemeliharaan pembangkit listrik yang memberikan pelayanan kelas dunia kepada PT.Jawa Power di Indonesia. Menjadi dikenal di Indonesia sebagai perusahaan yang paling maju dan terkemuka.

Misi :Berkomitmen untuk terus menerus memberikan pelayanan sempuran yang menguntungkan dalam sasaran bisnis dengan melampaui harapan para pemilik dan para pemegang saham serta peduli terhadap karyawan.Menjadi terkemuka dan unggul dalam manajemen kualitas, operasional, keselamatan kerja, kesahatan dan lingkungan.2.5. Struktur OrganisasiStruktur organisasi perusahaan adalah kerangka yang menunjukkan segenap fungsi dan pekerjaan. Hubungan antara fungsi-fungsi yang ada beserta wewenang dan tanggung jawab dari masing-masing komponen dalam organisasi tersebut.Dengan adanya struktur organisasi di suatu perusahaan, maka akan terlihat adanya pembagian pekerjaan secara tegas dan formal, diantara bagian-bagian dalam perusahaan dan juga diperoleh gambaran yang jelas antara wewenang dan tanggung jawab dalam kerja perusahaan.

Adapun struktur organisasi perusahaan PT. YTL JAWA TIMUR adalah sebagai berikut :

Gambar 2. 2 Struktur Organisasi PT JAWA POWER UNIT 5 dan 6

Halaman ini sengaja dikosongkan

61

18

BAB IIIDESKRIPSI UMUM

3.1 PROSES DASAR PRODUKSI LISTRIKDi dalam prinsip kerja PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) Paiton unit 5 dan 6 secara umum yaitu adanya pembakaran dengan bahan bakar batubara pada boiler untuk memanaskan air dan kemudian mengubah air tersebut menjadi uap yang sangat panas, kemudian uap tersebut menggerakan turbin uap, ketika turbin uap berputar maka generator akan bekerja sehingga energi listrik dapat dihasilkan.Dalam proses produksi listrik, terdapat berbagai komponen-komponen utama seperti boiler, turbin, pompa,dan kondensor. Selain itu, juga terdapat komponen pendukung seperti deaerator, stack, PA Fan, FD Fan, ID Fan, Absorber, GGH, LP WP Heater, Feedwater Storage Tank, steam drum, economizer, dan valve. Pada bahan utama yang dibutuhkan dalam proses produksi listrik yaitu air, udara, solar (pada saat Start Up dan Shut Down) dan batubara (pada saat running). Proses produksi listrik yang ada pada unit 5 dan 6 membutuhkan beberapa proses mulai dari pengangkutan batubara dari kapal sampai pembuangan sisa batubara (Ash), proses pertama setelah batubara turun dari kapal, batubara sementara akan ditampung di penampungan batubara. Selanjutnya, dari penampungan batubara dipindahkan ke silo dengan bantuan konveyor, tetapi sebelum dipindahkan batubara tersebut akan di spray menggunakan air supaya tidak terlalu berdebu dan kemudian batubara dilewatkan ke sensor logam supaya tidak ada logam yang ikut terbawa dalam konveyor. Pada saat berada di Silo, batubara dimasukkan kedalam pulverizer atau mill melalui pengumpan batubara (coal feeder) yang dilengkapi alat pengatur aliran. Di dalam pulverizer batubara akan dihancurkan menjadi butiran yang sangat halus seperti powder, kemudian powder batubara akan naik karena dorongan udara panas dari PA Fan (Primary Air) Fan dan dibawa ke pembakar batubara dengan cara di injeksikan ke ruang bakar boiler (furnace). Di sini powder batubara yang keluar dari corner (sudut sudut boiler) dibakar bersama- sama dengan udara panas yang berasal dari FD Fan (Forced Draft Fan) dan api yang diinjeksikan ke ruang bakar secara bersamaan.Proses pembakaran yang ada didalam furnace diawali dengan bahan bakar solar, karena solar mudah terbakar serta harganya murah dibandingkan bahan bakar minyak yang lain. Kemudian, solar masuk melalui setiap corner dan pematik api (ignitor) di setiap corner akan menyala sehingga terjadi pembakaran, setelah terjadi proses pembakaran perlahan-lahan solar akan digantikan dengan bahan bakar batubara. Panas yang di hasilkan dari proses pembakaran ini melalui proses perpindahan panas secara konveksi Uap panas ini kemudian di panaskan lebih lanjut oleh super heater sampai menjadi uap panas kering (dry super heated steam), setelah itu uap panas kering akan disalurkan ke turbin bertekanan tinggi (HP Turbine) dengan bantuan pipa pipa tebal bertekanan tinggi dimana steam itu dikeluarkan lewat nozzle nozzle mengenai blade turbin. Saat mengenai blade, energi kalor yang dimiliki steam akan berubah menjadi energi kinetik dan menggerakkan blade turbin, uap yang keluar dari High Pressure (HP) Turbine akan dilakukan pemanasan ulang (Reheat) di dalam boiler dengan tujuan supaya dapat meningkatkan efisiensi boiler, selanjutnya steam dari reheat akan masuk kedalam IP Turbine, setelah dari IP (Intermediate Pressure) Turbine steam akan masuk kedalam Low Pressure (LP) Turbine dan shaft turbin yang disambungkan dengan generator ikut berputar. Shaft yang disambungkan dengan generator berupa silinder elektromagnetik besar sehingga ketika turbin berputar generator ikut berputar, yaitu bagian rotor. Rotor generator tergabung dengan stator. Stator adalah bagian generator yang tidak ikut berputar, berupa gulungan yang menggunakan batang tembaga sebagai pendingin internal. Listrik dihasilkan dalam batang batang tembaga stator dengan elektostatik di dalam rotor melalui putaran magnet. Listrik yang dihasilkan bertegangan 21 kV dan dengan trafo step up dinaikkan menjadi 500 kV, sesuai tegangan yang diminta PLN . 3.2 Siklus RankineProses yang terjadi dalam sistem pembangkit listrik tenaga uap menggunakan analisa siklus rankine. Siklus yang terjadi adalah siklus tertutup karena fluida kerja yang digunakan secara terus menerus. Sedangkan pada pembangkit tenaga gas siklus yang terjadi adalah siklus terbuka. Dalam penerapannya siklus rankine dibagi menjadi dua yaitu siklus rankine sederhana (tanpa reheater) dan siklus rankine dengan reheater.

A.Siklus rankine sederhana (tanpa reheater).Berikut adalah gambar skema siklus rankine sederhana dengan menggunakan fluida ideal.

Gambar 3. 1 Skema Prinsip Kerja Dan Perpindahan Panas Dari Sistem Uap SederhanaPada siklus Rankine sederhana (tanpa reheater) peralatan utama yang digunakan adalah pompa, boiler, turbin uap serta kondensor. Pada gambar di bawah ini merupakan diagram T S dari siklus Rankine yang ideal.

Gambar 3. 2 Diagram T S Dari Siklus Rankine Ideal

Proses siklus Rankine sederhana yang dapat dilihat dari diagram diatas adalah sebagai berikut :1 2: Proses ekspansi isentropik di dalam turbin uap.2 3: Proses pengeluaran kalor atau pengembunan pada tekanan konstan, di dalam kondensor.3 4: Proses pemompaan isentropik, di dalam pompa.4 a 1: Pada proses ini tekanan fluida konstan dan terjadi transfer panas fluida di boiler untuk mendapatkan steam.Sesuai dengan diagram di atas setelah fluida dipompa dan masuk ke boiler, maka fluida dipanaskan di boiler dengan tekanan tetap hingga menghasilkan uap bertekanan yang kemudian digunakan untuk memutar turbin uap. Selanjutnya udara keluarannya melewati kondensor dan berubah kembali menjadi bentuk cair dan kemudian dipompa kembali ke boiler, demikian proses berlangsung terus menerus.

B.Siklus rankine dengan reheaterDalam rangka meningkatkan efisiensi dalam proses maka muncul alat yang disebut dengan reheater. Penggunaan reheater ini didasari pertimbangan pemanfaatan uap keluaran dari turbin masih memiliki temperatur yang relatif cukup tinggi. Bila uap ini langsung ditampung di kondensor akan menghasilkan kerugian yang besar bagi PLTU. Berikut gambar sederhana siklus Rankine dengan menggunakan reheater :

Gambar 3. 3 Siklus Pemanasan Ulang IdealPada gambar di bawah ini akan terlihat grafik T S yang sederhana dari siklus pemanasan ulang ideal.Gambar 3. 4 Diagram T S Siklus Pemanasan Ulang IdealPada sistem ini prinsip kerjanya hampir sama seperti pada sistem tanpa reheater. Pada sistem ini, menggunakan turbin bertingkat dua. Uap berekspansi melaui turbin tingkat pertama (proses 1- 2) ke suatu nilai tekanan diantara turbin uap dan kondenser. Uap kemudian dipanaskan kembali di dalam turbin uap (proses 2 3). Idealnya, tidak terjadi penurunan tekanan ketika uap dipanaskan ulang. Setelah pemanasan ulang, uap berekspansi di dalam turbin tingkat dua hingga mencapai tekanan kondenser (proses 3 - 4). Selanjutnya pada proses 4 5 terjadi kondensasi dan hasil kondensasi berupa air akan dipompa (proses 5 6) menuju ke boiler dan di dalam boiler air akan dipanaskan menjadi uap kering supaya dapat diproses pada turbin uap (proses 6 1). Proses ini berlangsung secara terus menerus.3.3 Komponen Utama Pembangkitan Listrik Tenaga Uap (PLTU)3.3.1 BoilerBoiler merupakan suatu bejana tertutup yang secara efisien dapat merubah air menjadi steam dengan bahan bakar batubara, yang mana steam ini digunakan sebagai penggerak turbin. Steam yang dihasilkan berasal dari air dalam pipa-pipa boiler yang dipanaskan menggunakan panas yang dihasilkan pada ruang pembakaran. Jika dioperasikan dengan benar, boiler secara efisien dapat mengubah air dalam volume yang besar menjadi steam yang sangat panas dalam volume yang lebih besar lagi.Jenis boiler yang digunakan pada unit 5 dan 6 adalah tipe menggantung dengan pengontrol sirkulasi (controlled circulation) yaitu sirkulasi air dan uap pada boiler tidak terjadi secara natural tapi dipaksa dengan pompa BWCP ( Boiler water Circulating Pump) , hal ini memudahkan dalam pengoperasian boiler untuk menyesuaikan dengan kebutuhan air dan uap agar sesuai dengan beban yang diinginkan.

Gambar 3.5 Konstruksi Komponen Sistem Pembakaran (Abb Handbook)3.3.2 ConveyorBerfungsi sebagai pemindah batubara dari Stock Pile ke Coal Bunker.

Gambar 3. 6 Conveyor Tampak Depan3.3.3 Coal Bunker (Coal Silo)Berfungsi sebagai tempat untuk menampung batubara dari Stock Pile sebelum dihaluskan di Mill.Spesifikasi Teknik Coal Bunker Unit 5 dan 6 PLTU Paiton :Jumlah tiap unit: 6 unitKapasitas / unit: 500 Ton

Gambar 3. 7 Coal Silo Tampak Depan3.3.4 Coal Feeder ( pengumpan )Berfungsi untuk menimbang dan mengatur mass flow rate batubara yang akan masuk ke Mill sekaligus sebagai penyalur batubara ke Mill. Jika putaran pulley atau conveyor feeder makin cepat maka batubara yang diumpankan juga makin banyak.Spesifikasi Teknik Coal Feeder Unit 5 dan 6 PLTU Paiton :Jumlah / unit: 6Kapasitas / unit: 89 Ton/jamPutaran: 1440 rpmDaya / Tegangan: 2,2 kW / 10,4 kV

Gambar 3. 8 Desain Coal Feeder3.3.5 Mill (Pulverizer)Mill merupakan mesin yang berfungsi untuk menghaluskan batubara sampai dengan mesh yang diinginkan sebelum diumpan ke furnace. Cara kerja mill yaitu dengan menggerus batubara yang disupply oleh feeder, di dalam mill terdapat dua buah silinder pejal yang sangat besar. Silinder berputar statis menggilas batubara yang berada pada lempengan dibawahnya , lempengan tersebut juga berputar namun putarannya pada arah horizontal. Batubara yang sudah hancur akan diterbangkan ke atas menuju furnace oleh udara yang berasal dari PA Fan, tetapi apabila ada ukuran yang tidak sesuai maka akan kembali jatuh pada tempat pengilingan dan akan dihancurkan lagi. Sedangkan apabila ada batubara atau benda lain yang benar-benar tidak bisa hancur akan bergerak kesamping karenaadanya gaya radial dari putaran lempeng yang kemudian akan ditampung dalam sebuah tempat yang dinamakan pyret shopper. Mill juga memiliki sistem proteksi untuk mencegah agar batubara tidak menempel pada dinding-dinding mill. Proteksi yang digunakan yaitu proteksi dari seal air, yaitu dengan menyemprotkan udara ke mill agar batubara yang menempel pada mill dapat terlepas. Proteksi yang lain yaitu mencegah kebakaran, yaitu dengan menyeimbangkan kadar oksigen yang ada pada mill, karena apabila kadar oksigen terlalu banyak maka dapat mudah terbakar. Untuk menyeimbangkan udara agar tidak terlalu banyak oksigen maka dibuat jalur inert steam yang berfungsi menyuplay inert steam. Inert steam bekerja secara otomatis bila kandungan oksigen di dalam mill terlalu besar.

Gambar 3. 9 Pulverizer3.3.6 Coal NozzleBerfungsi untuk mengatur semburan batubara yang telah dihaluskan di Pulverizer sehingga dapat mengarah ke setiap sudut furnace secara merata.

Gambar 3. 10 Coal Nozzle3.3.7 Furnace Furnace merupakan tempat terjadi pembakaran yang pada dindingnya tersusun pipa pipa. Proses pembakaran dimulai dengan bahan bakar solar kemudian perlahan-lahan akan diganti dengan bahan bakar batubara. Pada saat start Up dan Shut Down bahan bakar solar dimasukkan kedalam furnace dari setiap corner, selanjutnya bahan bakar solar perlahan-lahan akan dihentikan dan akan digantikan dengan batubara apabila api yang dihasilkan sudah besar dan temperature sudah panas dalam hal ini proses sudah running.Batubara yang diterbangkan dari mill akan masuk kedalam furnace dari setiap corner, yang mana setiap elevasi ketinggian tertentu terdapat sebuah pipa batubara yang berfungsi agar pembakaran batubara berjalan seimbang sehingga api tepat berada di tengah furnace.Api yang dihasilkan seperti bola yang berputar-putar, karena bahan bakar yang dimasukkan diarahkan ke samping - samping furnace sehingga api yang dihasilkan akan terlihat mengelilingi furnace, sehingga panas yang dihasilkan akan berkumpul di tengah furnace dan membentuk bola api yang sangat besar.

Gambar 3. 11 Bola Api Dalam FurnaceBatubara yang masuk akan diatur sudut masuknya dengan CCFOA (Close Coupled Overfire Air Compartment), yang mana CCFOA berfungsi mengatur sudut masuk batubara agar api yang dihasilkan tepat pada posisi yang diinginkan, CCFOA ditempatkan pada masing-masing elevasi pada setiap corner.Selain CCFOA juga terdapat SOFA (Separated Overfire Air Register). SOFA berfungsi sebagai pengatur sudut elevasi udara masuk sehingga api yang dihasilkan dapat dinaikkan dan di turunkan. Udara yang masuk di furnace berasal dari FD Fan (Forced Difuse Fan)

Gambar 3. 12 Susunan Elevasi Coal Burner pada Corner Furnace (ABB Handbook)3.3.8 IgnitorIgnitor merupakan sebuah peralatan yang berfungsi untuk memicu terjadi pembakaran didalam furnace, pada saat memulai Start Up, udara akan masuk kedalam furnace kemudian Ignitor melakukan kerja, dan bahan bakar solar masuk ke furnace secara perlahan-lahan dan terjadi pembakaran, setelah terjadi pembakaran maka ignitor dapat dimatikan.3.3.9 Primary Air Fan (PA Fan)Primary Air Fan (PA Fan) merupakan sebuah fan sentrifugal yang berfungsi untuk menyuplai udara ke dalam Mill, kemudian mendorong batubara yang berbentuk serbuk ke furnace, udara yang masuk ke Mill sudah mengalami pemanasan di Air Heater. PA Fan juga menyuplai udara dingin yang berguna untuk mengatur suhu dalam Mill jika suhu dalam mill terlalu tinggi, sehingga tidak terjadi trip. Udara yang digunakan oleh PA Fan berasal dari atmosphere. Karakter PA Fan ini adalah menghasilkan tekanan yang tinggi dan kecepatan aliran kecil sehingga mampu mendorong batubara masuk ke furnace, selain itu PA FAN sendiri jumlahnya ada dua dalam setiap unit pembangkit.

Gambar 3. 13 Primary Air Fan3.3.10 Force Draft Fan (FD Fan)Force Draft Fan (FD Fan) Merupakan fan aksial yang berfungsi untuk menyuplai udara ke dalam furnace melalui windbox yang ada di sisi-sisi furnace sebagai udara pembakaran setelah sebelumnya dipanaskan di Air Heater, udara yang dihasilkan oleh FD Fan memang digunakan khusus untuk pembakaran sehingga udara langsung menuju ke tempat pembakaran batubara. Untuk mengatur banyak sedikitnya udara yang disuplai ke boiler digunakan blade-blade yang mempunyai sudut elevasi tertentu. Sudut bukaan blade diatur menjadi lebih besar atau lebih kecil. Jika lebih besar maka kapasitas udara yang dihisap dari udara bebas lebih banyak dengan tekanan rendah ,demikian juga sebaliknya. Blade-blade tersebut akan menyesuaikan sudut kemiringan tertentu (tilting) dengan kebutuhan udara pada ruang pembakaran. Gerakan blade ini diatur oleh system hidrolik yang bergabung dengan sistem pelumas motor Fan, sehingga selain sebagai pelumas pada motor juga dapat berfungsi sebagai pengisi mesin hidrolik.3.3.11 Induced Draft Fan (ID Fan)Induced Draft Fan (ID Fan) merupakan fan aksial yang paling besar jika dibandingkan dengan fan yang lain. ID Fan berfungsi untuk mengambil sisa sisa pembakaran di dalam furnace, berupa abu dan flue gas (gas buang), kemudian disalurkan ke ESP (Electro Static Precipitator), selanjutnya ke Flue Gas Desulphurization System untuk di-treatment, sehingga flue gas sudah ramah lingkungan pada saat dibuang ke udara bebas.

Gambar 3. 14 ID Fan tampak samping3.3.12 Air HeaterAir Heater merupakan sebuah pengering udara yang berfungsi untuk memanaskan udara melalui sebuah elemen yang berputar atau dengan memanfaatkan panas udara yang berasal dari furnace, Sehingga secara tak langsung alat ini meningkatkan efisiensi boiler dengan memanaskan udara yang masuk ke boiler, sekaligus meningkatkan efisiensi pengolahan gas buang dengan menurunkan suhu flue gas saat gas buang ini dialirkan gas air heater sehingga terjadi heat transfer. Dari tiga saluran yang dimiliki air heater salah satunya berasal dari saluran udara panas dari furnace, sedangkan dua saluran yang lain berasal dari PA Fan dan FD Fan. Udara yang dipanaskan melewati gas air heater ini akan ditansfer ke PA fan dan FD fan.

Gambar 3. 15 Gas Air Heater MotorPengeringan pertama kali terjadi adalah udara yang berasal dari PA Fan karena udara dari PA Fan digunakan untuk mendorong sekaligus mengeringkan batubara sebelum masuk kedalam furnace, sedangkan udara yang digunakan dalam proses pembakaran dalam furnace (udara dari FD Fan) dikeringkan juga di air heater, tetapi pengeringannya bukan yang pertama karena udara untuk pembakaran tidak membutuhkan terlalu banyak panas

Gambar 3. 16 Perpindahan Panas Air Heater3.3.13 PompaPompa berfungsi sebagai alat untuk memberikan energi ke aliran fluida yang melewatinya sehingga head-nya bertambah sehingga bisa dialirkan ke tempat lainnya yang diinginkan melalui pipa.Unit 5 dan 6 PLTU Paiton memakai berbagai jenis pompa yang disesuaikan dengan jenis fluida dan tujuannya, diantaranya adalah :a) Demin Water Pump (DWP)Berfungsi untuk memompa air dari Demin Storage Tank menuju kondenser apabila kondenser membutuhkan air.Jumlah pompa 2 buah.

b) Condenser Extraction Pump (CEP)Berfungsi untuk memompa air dari kondenser menuju Deaerator setelah melalui proses pemanasan di heater.Jumlah pompa ada 3, dikontrol secara otomatis untuk bekerja secara bergantian, dua pompa berjalan dan satu pompa standby.c) Feedwater Pump (FWP)Berfungsi untuk memompa air dari Feedwater Storage Tank menuju Economizer.d) Boiler Water Circulating Pump (BWCP)Berfungsi untuk memompa dan mensirkulasi air dari Steam Drum menuju Wall Tubes atau Evaporator yang disalurkan melalui Down Comer dan ditampung di Lowering Header

Gambar 3. 17 Boiler Water Circulating Pump (BWCP)e) Turbin Feed water pumpUap yang digunakan boiler diperoleh dengan memanaskan air yang dialirkan oleh Boiler Feed water Pump (BFP) dengan menggunakan bahan bakar batubara. Pada setiap unit terdapat 3 buah BFP, dengan kondisi 1 BFP digerakkan oleh motor listrik yang digunakan pada waktu start up dan 2 lainnya digerakkan dengan menggunakan turbin yang disebut dengan Turbine Feed Water Pump (TFWP).f) Turbine Feed Water Pump (TFWP)digunakan untuk menggerakkan Boiler Feed water Pump (BFP) yang berfungsi untuk memindahkan air dari Feed Water Storage Tank ke Boiler Economizer melalui 3 Feed Water Heater A6, A7 dan A8. Turbine Feed Water Pump (TFWP) yang berfungsi untuk untuk menggerakkan Boiler Feed water Pump (BFP) ini tidak digerakkan menggunakan motor listrik tapi digerakkan menggunakan uap atau steam

Gambar 3. 18 Diagram Turbine Feed Water Pump ( TFWP )3.3.14 EconomizerEconomizer digunakan untuk memanaskan air yang telah melewati High PressureHeater.Pemanasan dilakukan dengan memanfaatkan panas dari flue gas yang merupakan sisa dari pembakaran dalam furnace.Temperatur air yang keluar dari Economizer harus dibawah temperatur jenuhnya untuk mencegah terjadinya boiling dalam Economizer.Karena perpindahan panas yang terjadi dalam Economizeradalah konveksi, maka menaikkan luas permukaan akan mempermudah perpindahan panas ke air.Inilah sebabnya mengapa desain pipa Economizer dibuat bertingkat .

Keuntungan: Meningkatkan efisiensi unit karena dengan memanfaatkan kalor dari flue gas untuk memanaskan air, dapat mengurangi kebutuhan kalor yang besar untuk pemanasan air sampai terbentuk uap kering pada Superheater. Biaya Operasi lebih ekonomis karena jumlah bahan bakar untuk pemanasan pada Superheater menjadi lebih sedikit. Maintenance Cost dapat dihemat karena dengan adanya Economizer, thermal shock pada pipa boiler dapat dihindari.Kerugian : Desain pipa yang bertingkat akan menimbulkan masalah abu, terutama bila batubara yang digunakan kadar abunya tinggi.3.3.15 Steam DrumFungsi utamanya adalah untuk memisahkan fasa campuran dari air dan uap. Fasa cair atau air akan berasa di bagian bawah dari steamdrum sedangkan gas atau uap akan berada di atas dari air.Selain itu juga berfungsi untuk mendistribusikan feedwater,membuang kontaminan dari air boiler, menambahkan bahan kimia, dan mengeringkan uap setelah dipisahkan dari air.Air dari Steam Drum disalurkan ke Evaporator dengan cara dipompa oleh BWCP (Boiler Water Circulating Pump).

Gambar 3. 19 Tampak Depan Main Steam DrumUap dan air dalam steam drum dipisahkan dengan tiga tahap,primary, secondary dan drying. Tahap primary dan secondary dilakukan oleh turbo separator dan plat yang berombak ombak melakukan tahap drying.Fungsi utama dari alat pemisah ini adalah untuk memindahkan uap dari air boiler dan untuk mengurangi campuran yang terdapat dalam uap sebelum meninggalkan steam drum.

3.3.16 ReheaterReheater berfungsi untuk memanaskan kembali steam (uap kering) yang keluar dari HP (High Pressure) Turbin, karena steam telah mengalami penurunan suhu dan tekanan akibat dari proses kerja yang terjadi pada HP. Steam keluaran HP turbin berupa cold steam sehingga perlu dipanaskan kembali dan dimasukkan kembali ke dalam Boiler. Reheater kemudian memasuki Front Reheater dan keluar melalui Reheater Vertical Spaced Front Outlet Header menuju IP (Intermediet Pressure)Turbine.

3.3.17 TurbinDalam proses yang terjadi pada boiler master system telah disinggung tentang aliran uap kering yang dihasilkan boiler. Lebih detail, setelah uap kering mengalami proses ekspansi dalam HP Turbine, maka tekanan dan temperatur uap akan menurun sehingga uap keluaran turbin berupa uap jenuh. Uap ini memiliki efek negatif yang dapat menimbulkan erosi pada sudu sudu turbin dan juga bersifat korosif. Oleh karena itu, uap keluaran HP Turbine tidak langsung disalurkan ke IP Turbine, melainkan dipanaskan ulang di Reheater sampai menjadi uap kering lagi, setelah itu baru disalurkan ke First LP Turbine. Dari First LP Turbine, uap disalurkan ke Secondary LP Turbine.Uap panas keluaran Secondary LP Turbine akan masuk ke kondenser untuk dikondensasikan menjadi wujud cair lagi sehingga air hasil proses kondensasi ini akan menjadi air untuk siklus berikutnya.Komponen komponen dari turbine master sistemTurbin yang dipakai pada unit ini merupakan turbin satu poros dengan bagian High Pressure (HP),Intermediate Pressure (IP)dan Low Pressure(LP)yang terpisah.masing-Masing memiliki spesifikasi sesuai kegunaan dari turbin itu sendiri.3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. 3.2.5. 3.2.6. 3.2.7. 3.2.8. 3.2.9. 3.2.10. 3.2.11. 3.2.12. 3.2.13. 3.2.14. 3.2.15. 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9 3.2.10 3.2.11 3.2.12 3.2.13 3.2.14 3.2.15 High Pressure turbineHigh Pressure turbine atau HP turbin adalah turbin dengan aliran silinder tunggal.Uap yang masuk ke HP turbin ini adalah initial steam, uap yang pertama kali keluar dari boiler. Uap ini mengenai sudu-sudu turbin dengan diatur oleh main stop dan control valves.Casing terluar dari turbin ini berbentuk seperti tong (barrel type) tanpa flens aksial.Simetri melingkar yang hampir sempurna memungkinkan keseragaman tebal dinding casing pada semua bagian.Casing bagian dalam terpisah secara aksial dan ditutup rapi sehingga mudah bergerak untuk merespon ekpansi thermal.Casing tipe barrel atau tong in memungkinkan fleksibilitas dalam operasionalnya baik ketika start up dalam waktu yang singkat maupun perubahan beban yang besar walaupun pada initial condition yang sedang tinggi.Uap yang masuk ke HP turbin akan menggerakkan sudu-sudu dan sebagian lagi untuk memanasakn high pressure heater.Lalu uap akan masuk reheater untuk dipanaskan kembali.Karena setelah melewati HP turbin,uap mengalami ekpansi temperatur yang cukup besar. Untuk itu, dalam instalasinya,pada jalur utama exhaust HP turbin ke reheater dipasang swing check valve agar uap tidak mengalir masuk kembali ke HP turbin.

Gambar 3. 20 Tampak Depan High Pressure Turbin

Intermediate Pressure Turbine Intermediate Pressure turbine atau IP turbine adalah turbin yang terdiri casing terpisah dengan aliran aksial ganda. Antara casing bagian dalam (inner casing) dan luarnya harus ada jarak agar pergerakan inner casing yang terjadi karena panas dapat terakomodasi.,dimana pada inner casing ini terdapat sudu-sudu tetap. Uap yang masuk ke IP turbin ini adalah uap yang keluar dari reheater dan masuk melalui kedua sisi samping.Konstruksi Inner casing harus mampu mengatasi inlet uap yang mempunyai suhu dan tekanan tinggi sedangkan casing dan sambungan flensnya cukup mampu mengatasi exhaust IP turbine yang mempunyai suhu dan tekanan rendah.Uap yang masuk ke IP turbin ini sebagian besar digunakan untuk memutar poros generator dan sebagian lagi untuk memanaskan air yang akan masuk boiler melalui low pressure heater 4.

Gambar 3. 21 Tampak Depan Intermediate Pressure TurbinLow Pressure TurbineLow Pressure turbine atau LP turbine adalah turbin yang terdiri dari dua rumah turbin dengan aliran ganda. Casing bagian luarnya terhubung dengan kondensor sedangkan inner casing didukung oleh lengan penyangga yang terletak pada bracket pada bantalan pedestal. Uap yang masuk ke LP turbin ini berasal dari LP turbin dan sebagian besar digunakan untuk memutar poros generator,sebagian lagi untuk memanaskan air yang akan masuk boiler melalui low pressure heater (LP heater).Karena ada dua LP turbin ,masing- masing uap turbin masuk ke low pressure heateryang berbeda, LP turbin satu (MAC 1) memanaskan LP heater 1. dan LP turbin dua (MAC 2) memanaskan LP heater 2 dan 3.

Gambar 3. 22 Tampak Depan Low Pressure Turbin3.3.18 GeneratorGenerator adalah alat untuk membangkitkan listrik,generator sendiri terdiri dari stator dan rotor.Rotor dihubungkan dengan shaft turbin sehingga berputar bersama-sama.Stator didalam generator membawa arus hubungan output pembangkit.Arus DC dialirkan melalui brush gear yang langsung bersentujhan dengan slip ring yang dipasang jadi satu dengnan rotor sehingga timbul medan magnet.Jika rotor berputar medan magnet tersebut memotong kumparan di stator sehingga pada ujung-ujung kumparan stator timbul tegangan listrik.Untuk penyediaan arus listrik generator diambilkan arus DC dari luar.setelah sesaat generator timbul tegangan,sehingga melalui excitasi tansformer arus AC akan diserahkan oleh rectifier dan arus DC akan kembali ke generator,proses ini disebut self excitation.Dalam sistem tenaga,generator disamping menyuplai listrik ke jaringan ekstra tinggi 500 kV,sehingga untuk itu perlu trafo step-up untuk menaikkan tegangan yang dihasilkan generator (21 kV) menjadi 500 kV.Selain itu juga dipakai untuk pemakaian sendiri dimana tegangan output generator diturunkan melalui transformer sesuai kebutuhan yaitu dari 21 kV mebjadi 10 kV dengan trafo step down.

Gambar 3. 23 Tampak Depan Generator3.3.19 KondensorSetelah LP turbine diputar oleh uap,maka uap akan mengalir masuk melewati kondenser.Saat melewati kondenser ini uap akan mengalami perpindahan panas sehingga berubah menjadi air.Ada dua kondenser untuk tiap unit A dab B yang letaknya dibawah LP turbin A dan B.Energi pendinginan uap didapat dari air laut yang masuk ke pipa pipa kondenser.Uap yang sudah terkondensasi menjadi air kemudian ditampung di condensate hot well. Untuk menjaga volume air siklus boiler,maka pada condenser dilengkapi make up water yang berfungsi menambahkan air pada air siklus yang berkurang karena blowdown, bocor dan sebagainya.Air yang ditambahkan ini adalah demin water yang diambil dari water treatment plant.Untuk dapat bekerja kondenser bekerja pada kondisi vacuum, dan jika sewaktu-waktu terjadi trip (plant mati) maka untuk keamanan,keadaan hampa udara kondenser dibuat jadi tidak hampa dengan membuka vacuum breaker.

3.3.20 PolisherCondensate water dari condensate how well akan dipompa oelh condensate pump menuju polisher. Pada PLTU Paiton Unit 5 dan Unit 6 memiliki masing- masing 3 pompa, dan dua dalam keadaan akrif dan satu digunakan dalam stand by dengan kapasitas pada setiap pompa adalah sebesar 50%.Pada polisher terdapat resin kation dan anion, resin ini berfungsi sebagai :1. Resin kation : mengikat ion negatif penyebab korosi.2. Resin anion : mengikat ion positif penyebab kerak atau scale.Ion ion tersebut diikat oleh resin dalam polisher untuk memurnikan kembali air yang masuk ke boiler. Parameter ion teresebut dapat diukur dengan melihat nilai konduktivitasnya, jika kondukvitasnya bernilai tinggi maka dapat berarti dua hal, yaitu :1. Terdapat kebocoran air laut di dalam polisher, terdeteksi dengan leak detektor.2. Resin jenuh dan harus diregenerasi. Regenerasi resin kation dilakukan dengan menambahkan asam kuat (H2SO4) dan resin anion menggunakan basa (NaOH). Dari polisher, air dipanaskan di feed water heater 2, 3,dan 4 yang sebelumnya diinjeksi dengan amonia untuk meningkatkan kadar pH (pH ideal = 9 9,5) agar sodium yang terkandung di dalam air hilang sebab sodium dapat menyebabkan kerusakan pada material penyusun boiler. Kemudian air menuju ke feed water heater 5 yang ada di deaerator.

Gambar 3. 24 Tampak Depan Polisher3.3.21 Feed water heaterFeed water heater adalah tempat pemanasan awal dari kondenser yang akan digunakan kembali untuk bahan baku pembentukan steam boiler.Terdapat 8 feed water heater pada masing- masing unit :a. Feed water heater 1Terletak di bagian bawah kondenser, fungsinya untuk memanaskan air yang keluar dari kondenser. Panas yang digunakan berasal dari ektrasi LP turbin.b. Feed water heater 2, 3, dan 4Fungsinya untuk memanaskan air sebelum memasuki deaerator. Panas yang digunakan berasal dari ekstraksi LP turbin.c. Feed water heater 5Terletak di atas deaerator. Panas yang digunakan berasal dari ekstraksi IP turbin.d. Feed water heater 6 A-B, 7 A-B, dan 8 A-BFungsinya untuk memanaskan air yang akan masuk ke ekonomizer. Panas yang diperoleh berasal dari IP turbin pada feed water heater 6 A-B dan 7 A-B sedangkan feed water heater 8 A-B panas diperoleh dari ekstraksion HP turbin.

Gambar 3. 25 Tampak Depan HP Feed Water Heater3.3.22 DeaeratorDeaerator berkerja untuk membuang gas yang tak terkondensasi dalam air pengisi boiler,terutama gas O2 karena gas ini akan menimbulkan korosi.Deaerator juga memiliki fungsi sebagai pemanas air umpan terbuka (opendea) sehingga dapat memanaskan air sampai sekitar 162C. Penempatan Deaerator yang tinggi memungkinkan pemberian suction head yang cukup untuk Feed Water Pump.Prinsip kerjanya air yang masih mengandung O2 dan CO2 disemprotkan ke steam deaerator,sehingga gas tersebut diserap secara thermis dan dikeluarkan melalui valve pelepas udara.

Gambar 3. 26 DeaeratorPada proses kerja PLTU Paiton unit 5 dan 6 memerlukan air yang diperoleh dari air laut. Sebelum dimasukkan ke boiler air terlebih dahulu dioleh melalui water treatment. Pada tahap ini air mengalami mekanisme fisis antara lain :a. Pre treatmentb. Air diendapkan melalui proses fisika dengan bantuan endapan coral, pasir, dan bebatuan.c. SWRO (Sea Water Reverse Osmosis)Pada kondisi ini air mengalami pemalik osmosis atau yang disebut reverse osmosis. Air dilewatkan pada membran semipermeabel yang terbuat dari polyamiteide acid. Tekanan yang ada pada SWRO adalah 4200 Kpa. Air dinetralisir hingga 25 %. Dengan TDS (Total Disilve Solid) sebesar 200 ppm.d. DWROProses yang terjadi pada tahap ini hampir sama dengan SWRO. Tekanan pada DWRO ini adalah 1500 Kpa dengan TDS sebesar 200 ppm.e. Mix BedPada tahap ini terjadi reaksi kimia. Air dilewatkan dalam sebuah filter dengan 2 buah resin yaitu resin kation dan resin anion. Resin ini berfungsi untuk pertukatan ion (ion exchange) untuk mengikat kation dan anion sehingga diperoleh atom H+ dan OH- dan didapatkan H2O murni dengan TDS < 0,01 ppm. Setelah itu akan disimpan dalam kondensif tank.3.3.23 Elektrostatik Precipitator (ESP)ESP berfungsi untuk memisahkan fly ash dari gas panas sampai 97% yaitu dengan bantuan sistem elektroda tegangan langsung yang sangat tinggi. Debu atau abu yang ditangkap ESP akan dikumpulkan pada penampung debu ESP (ESP hopper) yang kemudian oleh kompresor akan dorong ke silo tertutup yang selanjutnya dibuang ke ash lagoon melalui sistem perpipaan yang menghubungkan plant dengan area pembuangan limbah.

Gambar 3. 27 Tampak Depan ESP pada unit 5Cara kerja dari ESP adalah dengan pemberian muatan listrik negatif sehingga gas buang bermuatan listrik positif yang melewati alat ini akan menempel pada dinding elektrode di ESP.Untuk membersihkannya dengan cara menghentikan aliran listrik kemudian diketok dengan palu secara periodik sehingga abu (ash) akan jatuh dan ditampung Ash Collecting Hopper.Metode pembersihan ini berjalan secara otomatis.ESP diperkirakan bisa menangkap 97% debu yang terbawa oleh flue gas.Hal ini bertujuan agar gas yang dibuang keluar stack dalam keadaan bersih sehingga tidak mencemari lingkungan.Untuk mendukung proses pembuangan flue gas ini, digunakan Induced DraftFan (ID Fan) yang berfungsi menarik gas hasil pembakaran dari furnace, melalui permukaan penukar panas di dalam pemanas lanjut, pemanas ulang, ekonomisator dan sisi gas pemanas awal udara, dan pada akhirnya ke stack.

Gambar 3. 28 Struktur Dalam ESP Pada YTL3.3.24 FGD, GGH, and AbsorberDalam proses produksi energi listrik ini ada produk lain yang dihasilkan yaitu terjadi saat proses pengubahan air menjadi uap panas di boiler , produk itu adalah batubara yang tidak ikut terbakar saat pembakaran (firing) dan gas panas yang mengandung debu batubara hasil pembakaran (fly ash) . Batubara yang tidak ikut terbakar ini akan jatuh ke SSCC atau Submerged Scraper Chain Conveyor dan disebut sebagai bottom ash. Bottom ash yang terkumpul di SSCC akan ditampung pada sebuah bak dan jika sudah penuh akan dibuang oleh dump truck ke ash lagoon.Sedangkan fly ash akan ditangani oleh ESP (Electrostatic Precipitator) yaitu dengan menangkap debu batubara. Sisa gas yang keluar kemudian dikeluarkan lewat cerobong ( stack ) setelah terlebih dulu diproses atau di desulphurisasi agar ramah lingkungan. Lebih detail tentang pengolahan limbah di unit 5 dan 6 adalah sebagai berikut.

Gambar 3. 29 Tampak Depan AbsorberDari ID Fan, flue gas mengalir menuju Flue Gas Desulphurization (FGD) System.Pada sistem ini, flue gas dialirkan melalui Absorber untuk diserap kandungan gas gas yang berbahaya seperti SOx (Sulfur), dan selanjutnya masuk ke dalam Gas Gas Heater untuk dipanaskan sebelum keluar dari stack. Adapun prinsip kerja dari Absorber dan Gas Gas Heater adalah sebagai berikut :1. Dalam Absorber terdapat nozzle yang berfungsi untuk menyemprotkan air ke arah flue gas yang masuk ke dalam Absorber.Air tersebut merupakan air laut yang dipompa oleh sea water feed pump.Air laut yang merupakan senyawa NaCl akan berikatan dengan Flue Gas sehingga terbentuk flue gas basah yang kandungan SOx nya sudah terserap/hilang. 2. Flue gas basah yang keluar dari Absorber masuk Gas Gas Heater untuk dipanaskan sehingga sifat basahnya menjadi kering.Proses perpindahan panas dalam Gas Gas Heater ini merupakan proses Regenerative Heat Transfer .Fungsi gas-gas heater disini mirip dengan air gas heater hanya saja media pemanas maupun yang dipanaskan adalah sama sama gas panas.Dengan adanya komponen ini dalam sistem pengolahan gas buang ,gas yang keluar dari dalam stack atau cerobong akan tetap dalam bentuk uap panas ( gas dengan suhu tinggi ) sehingga gas lebih cepat keluar keluar dari stack..Skema kerja adsorber dapat dilihat pada gambar 30 lampiran

Gambar 3. 30 Skema proses pada Flue Gas Deshulprization3.3.25 StackStack (cerobong) gas ini merupakan sebuah komponen yang berfungsi sebagai saluran pembuangan gas hasil pembakaran yang telah di proses di FGD. Di dalam stack terdapat sebuah alat ukur yang berfungsi mengukur kandungan-kandungan gas buang sehingga gas yang akan dibuang akan aman.

Gambar 3. 31 Tampak Depan StackBAB IVPEMBAHASAN

4.1 Penanganan Abu (Ash)Sistem penangannan abu pada PLTU Piton unit 5 dan unit 6 terdiri dari beberapa proses utama, diantara proses tersebut adalah sebagai berikut :

a. Pengumpul Abu Dari Ekonomiser Dan Sistem ConveyorAbu sisa pembakaran dari ekonomiser akan jatuh menuju hopper. Prinsip kerjanya abu sisa pembakaran tersebut jatuh karena adanya gravitasi bumi. Dari hopper abu menuju ke intermediet bin. Intermediet bin adalah alat pemisah antara debu dan gas gas buang.

b. Pengumpul Abu Dari Electrostatic Precipitator (Esp)Dalam Electostatic Precipitator (ESP) terjadi proses pemisahan antara flue gas atau gas buang dengan debu yang terkandung di dalamnnya. ESP dapat memisahkan udara dengan debu hingga mencapai 97%. Maka udara yang dikeluarkan melalui stack tidak mencemari udara lingkungan. Debu yang terperangkap oleh ESP akan dikumpulkan juga oleh Ash Collecting Hopper. Kemudian mejuju ke tempat penimbunan sementara yaitu blow tank. Dari blow tank ash akan dipindahkan menuju ke fly ash silo. Proses pemindahannya ada beberapa tahapan, tahap tahapnya adalah sebagai berikut :

1.) Filing CycleProses pengisingan blow tank oleh ash hingga mencapai level yang telah ditentukan atau pengisian dalam waktu yang telah ditetapkan. Jika proses pengisian telah tercapai maka katup masuk dan katup filing vent akan tertutup.

2.) Fluidising And Presssurising CycleSetelah katup masuk tertutup maka proses fluidisasi dimulai terjadi penambahan tekanan supaya ash dapat berpindah dari blow tank menuju ash silo.3.) Discharge And Conveying CycleProses berikutnya yaitu ash akan meleeati pipa yang akan menuju ke ash silo.4.) De-Pressurising Vent And FilingSetelah ash menuju ke ash silo maka katup ditutup supaya tidak kembali lagi ke blow tank. Sedangkan blow tank kembali diisi oleh ash dari ESP.5.) Purge CycleProses pembersiha pipa. Dan dari semua tahap yan ada terus berkesinambungan kerjanya tidak berhenti sehingga membentuk siklus.c. Fly Ash SiloFly ash silo digunakan untuk menampung ash yang berada di blow tank. Tempat ini memiliki daya tampung yang lebih besar yaitu 1.500 m3. Ash yang dikumpulkan bisa dibuang langsung ke ash lagoon dan bisa digunakan untuk bahan tambahan pada pembuatan semen. Sekarang ash yang ada dimanfaatkan semua oleh perusahaaan semen sebagai bahan tambahan.

d. Pembuangan Fly AshPembuangan fly ash berasal dari ESP. Dalam ESP yang terjadi proses pemisahan antara gas buang dengan material yang tidak bisa di buang ke udara bebas. Karena material tersebut dapat mencemari udara. Maka material tersebut (ash) akan dibuang ke ash lagoon. Sebelum dilakukan pembuangan ke ash lagoon ash akan ditampung di tempat yang disebut ash silo. Dalam ash silo ash akan dicampur dengan air terlebih dahulu supaya ketika dibuang ke ash lagoon tidak menyebar ke udara. Tetapi sekarang fly ash tidak dibuang ke ash lagoon tetapi dimanfaatkan oleh perusahaan pembuatan semen untuk bahan tambahan. e. Bottom Ash

Bottom ash (abu dasar) merupakan sebuah abu dari hasil sisa pembakaran batubara yang terdapat didalam boiler. Bottom ash yang dihasilkan berupa butiran - butiran halus atau bongkahan - bongkahan kecil yang keluar seperti pasir dan berwarna hitam. Bottom ash yang tidak terbakar akan langsung jatuh kebawah dengan percepatan gravitasi. Selain Bottom ash, juga ada slag (abu batubara yang menggumpal di pipa boiler) yang juga ikut jatuh karena adanya bantuan dari sootblower.

Gambar 4. 1 Proses Bottom AshBottom ash yang jatuh akan di terima oleh Sub Merged Scraper Conveyor (SMCC), kemudian SMCC akan bergerak dan membuang Bottom ash jatuh kedalam kontainer berwarna biru yang mempunyai kapasitas pembuangan sebesar 7 Ton, kemudian kontainer yang sudah full akan diangkut oleh truk dan akan dibuang ke Ash Lagoon (Tempat Pembuangan Bottom ash). Truk yang membawa kontainer akan membuang bottom ash sebanyak 4 jam sekali.

Gambar 4. 2 Tempat Pembuangan Bottom ash(Ash Lagoon)

f. Data ash handlingBerdasarkan Tecnical Specification jumlah ash yang diproduksi adalah sebagai berikut :

Tabel 4. 1 Jumlah Produksi Ash Setiap JamRata rata produksiKapasitas Desain

Total ash6,81 t/h21,81t/h

Bottom Ash (20%)1,36 t/h4,4 t/h

Fly Ash (80%)5,45 t/h17,45 t/h

4.2 Perhitungan Effisiensi Turbin UapMenghitung Effisiensi Turbin Uap () menggunakan metode Input-Output dengan 2 parameter yaitu pressure dan temperature kemudian didapatkan nilai enthalpy:Digram T-S sebagai siklus rankine pemanasan ulang

Gambar 4. 3 Diagram T-STabel 4. 2 Data Pressure 100% Full LoadP11P12P21P22P31P32

16742.7138.835.635.632.97

Keterangan

P11 = Pressure Inlet High Pressure Turbin (bar)P12 = Pressure outlet High Pressure Turbin (bar)P21 = Pressure Inlet Intermediate Pressure Turbin (bar)P22 = Pressure outlet Intermediate Pressure Turbin (bar)P31 = Pressure Inlet Low Pressure Turbin (bar)P32 = Pressure outlet Low Pressure Turbin (bar)

Tabel 4. 3 Data Temperature 100% Full LoadT11T12T21T22T31T32

538332.2538267.1267.1190

Keterangan

T11 = Temperature Inlet High Pressure Turbin (C)T12 = Temperature outlet High Pressure Turbin (C)T21 = Temperature Inlet Intermediate Pressure Turbin (C)T22 = Temperature outlet Intermediate Pressure Turbin (C)T31 = Temperature Inlet Low Pressure Turbin (C)T32 = Temperature outlet Low Pressure Turbin (C)

Berdasarkan data Pressure dan Temperature kemudian didapatkan data Enthalpi (Table Thermodynamics)Tabel 4. 4 Data Enthalpy 100% Full LoadH 11H 21H 22H 31H 41H 42H 51H 52

3396,93000,23042,53532,52924,72994,72814,962851,9

Keterangan

H11 = Enthalpy Inlet High Pressure Turbin(Kj/Kg)H21 = Enthalpy outlet Ideal High Pressure Turbin (Kj/Kg)H22 = Enthalpy Inlet Intermediate Pressure Turbin (Kj/Kg)H31 = Enthalpy outlet Ideal Intermediate Pressure Turbin (Kj/Kg)H41 = Enthalpy Inlet Ideal Low Pressure Turbin (Kj/Kg)H42 = Enthalpy outlet Low Pressure Turbin (Kj/Kg)H51 = Enthalpy outlet Ideal Low Pressure Turbin (Kj/Kg)H52 = Enthalpy outlet Low Pressure Turbin (Kj/Kg)

High Pressure Turbin (HP) =

Intermediate Pressure Turbin (IP) =

Low Pressure Turbin (LP) =

Total = High Pressure Turbin * Intermediate Pressure Turbin * Low Pressure Turbin Total = 89,34 % * 88,49 % * 66,36 % Total = 52,46 %4.3 Perhitungan Efisiensi BoilerAnalisis ultimate batubara Kandugan abu : 24,6 %Kandugan kadar air: 3,25 %Kandungan Carbon: 52.6 %Kandungan Hidrogen: 3,69 %Kandungan Oksigen: 14,68 %Kandungan Nitrogen: 0,93 %Kandungan Sulfur: 0,29 %GCV (Gross Calorific Value): 5022 kkal/kgLain lainKadar CO2 pada gas buang: 10,61 %Kelembapan udara: 55 %Suhu lingkungan (Tf): 32, 2 oCSuhu gas keluar(Ta): 142,017 oCRadiasi: 0,18 %Perhitungan1. Kebutuhan udara teoritis

1. Udara berlebih yang dipasok (EA)

1. Massa udara sebenarnya yang dipasok / kg bahan bakar (AAS)

1. Seluruh kehilangan panas1. Persentase kehilangan panas karena gas kering cerobong

1. Kehilangan panas karenapenguapan kadar air karena adanya H2 dalam bahan bakar

1. Kehilangan panas karena kadarair dalam udara

1. Kehilangan panas karena radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung

Maka nilai efisiensi boiler () adalah :

Pada desain boiler yang ada memiliki efisiensi 92,5% tetapi pada aktualnya setelah dilakukan perhitungan efisiensi mengalami penurunan sebanyak 5,21%.

Halaman ini sengaja dikosongkan

BAB VPENUTUP

5.1 KesimpulanSelama pelaksanaan kerja praktek di PT YTL Jawa Timur maka peserta KP dapat mengambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada proses pembuangan sisa pembakaran yang berupa fly ash dapat dimanfaatkan untuk bahan tambahan pembuatan semen.2. Efisiensi turbin uap dengan perhitungan menggunakan metode input output adalah 52,46 %.3. Efisiensi boiler dengan perhitungan menggunakan metode heat loss adalah 86,29 %.5.2 SaranDari kerja praktek yang telah dilakukan oleh peserta KP berikut saran yang dapat diberikan kepada pihak perusahaan.1. Sebagai pembanding efisiensi boiler perlu dibandingkan dengan metode langsung (input output) sebagai koreksi antara aktual dengan desain alat.2. Sebaiknya perlu diterapkan sistem pengambilan data secara terintegrasi supaya lebih efektif dalam pengukuran yang dilakukan secara manual.

DAFTAR PUSTAKA

] Incropera, Frank (1999). Fundamentals Of Heat and Mass Transfer. Dept. Of Mechanical Engineering University of Minnesota.USA[2]Kuehn,Thomas H (1998). Thermal Environmental Engineering. Dept. Of Mechanical Engineering University of Minnesota.USA[3] Al-Sood, Maher M Abou (2013). Optimum parametric performance characterization of an irreversible gas turbine Brayton cycle. Dept. Of Mechanical Engineering University Assiut. Egypt

Lampiran