sejarah dasar PLTU

1. PERKEMBANGAN PLTU 

Pada tahun 1831, setelah sebelas tahun melakukan percobaan, Michael Faraday dapat

membuktikan prinsip pembangkitan listrik dengan induksi magnet. Dengan peragaan

dijelaskan, bahwa bila kumparan atau penghantar memotong medan magnet yang berubah-

ubah akan terinduksi suatu tegangan listrik padanya. Kini rancangan semua mesin listrik

adalah didasarkan pada bukti nyata tersebut. 

Kemudahan membangkitkan listrik secara induksi memunculkan perkembangan

pembuatan dynamo dan pada tahun 1882 tersedia pasok listrik untuk publik di London.

Pasokan ini diperoleh dari generator DC yang digerakkan dengan mesin bolak balik

(reciprocating) yang di catu dengan uap dari boiler pembakaran manual. Permintaan

tenaga listrik tumbuh berkembang dan pembangkit kecil muncul di seluruh negeri. Hal ini

memberikan keinginan untuk bergabung agar menjadi ekonomis. 

Pada tahun 1878 generator pertama dibuat oleh Gramme, tetapi tidak menghasilkan listrik

sampai tahun 1888 ketika Nikola Tesla memperkenalkan sistem banyak fasa (poly phase)

medan berputar. Pada tahun 1882 Sir Charles Parson mengembangkan Turbin generator

AC pertama dan pada 1901 dibuat generator 3 fasa 1500 kW untuk pusat pembangkit

Neptune di Tyne Inggris. 

Inilah mesin awal dengan kumparan yang berputar didalam medan magnet, tetapi ternyata

bahwa semakin besar output yang diinginkan akan lebih mudah mengalirkan arus listrik

pada medan magnet berputar didalam kumparan yang diam atau stator. Rancangan mesin

secara bertahap berkembang sehingga pada 1922, generator 20 MW yang berputar pada

3000 rpm beroperasi. 

Sementara itu karena tuntutan permintaan kebutuhan rancangan unit pembangkit juga

berkembang dan kapasitasnyapun meningkat sehingga dibentuk organisasi untuk

mengoperasikan sistem transmisi interkoneksi yang disebut pusat penyaluran dan

pengatur beban. 

PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak digunakan, karena

efisiensinya baik dan bahan bakarnya mudah didapat sehingga menghasilkan energi listrik

yang ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi energi yang merubah energi kimia dalam

bahan bakar menjadi energi listrik.

4. Prinsip Kerja 

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

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

Kedua, uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran. Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan. Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler. Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang-ulang. 

Gambar 3 menunjukkan diagram sederhana PLTU dengan komponen utama dan siklus kerja sistem-sistemnya. 

Putaran turbin digunakan untuk memutar generator yang dikopel langsung dengan turbin sehingga ketika turbin berputar

dihasilkan energi listrik dari terminal output generator. Sekalipun siklus fluida kerjanya merupakan siklus tertutup, namun jumlah air dalam siklus akan mengalami pengurangan. Pengurangan air ini disebabkan oleh kebocoran kebocoran baik yang disengaja maupun yang tidak disengaja. Untuk mengganti air yang hilang, maka perlu adanya penambahan air kedalam siklus. Kriteria air penambah (make up water) ini harus sama dengan air yang ada dalam siklus. 

http://dasartekniktenagalistrik.blogspot.com/2010/02/sejarah-dasar-pltu.html

Cara Kerja PLTUUdara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet). Kompresor berfungsi untuk

menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, sehingga temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara bertekanan ini masuk kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengan cara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar. Proses pembakaran tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang (exhaust).Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai berikut:

1.   Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan2.   Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar dengan udara

kemudian di bakar.3.   Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar melalui nozel

(nozzle).4.   Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran pembuangan.

Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi kerugiankerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas. Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain:

      Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan (pressure losses) di ruang bakar.

      Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin.

      Berubahnya nilai Cp dari fluida kerja akibat terjadinya perubahan temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja.

      Adanya mechanical loss, dsb.

Kamis, 28 April 2011

MAKALAH PLTU untuk mata kuliah OSTL..BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Kebutuhan  listrik  pada saat   ini  dirasa cukup banyak.  Sebagai  negara  kepulauan,Indonesia  memiliki   luas wilayah yang cukup besar. Seiring dengan tidak meratanya jumlah kelahiran dan persebaran penduduk pada setiap wilayah atau pulau yang ada di Indonesia mengakibatkan konsentrasi kepadatan penduduk hanya terdapat pada beberapa tempat saja, secara khusus hanya terdapat pada kota-kota besar saja.

Inilah yang menyebabkan kebutuhan energi listrik diperkotaan sangat dibutuhkan. Banyaknya pembangkit listrik  yang ada seperti PLTU (Pembangkit  Listrik  Tenaga Uap)  harus  menghasilkan  jumlah tenaga   lisrik  dalam jumlah yang cukup besar.

Seperti yang dicanangkan oleh PLN bahwa melalui PLTU ditargetkan dapat tercapai produksi tenaga listrik sebesar 10.000MW dengan membangun PLTU sebanyak 35 buah yang nantinya akan ditempatkan di jawa dan luar jawa.

Adapun rinciannya dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Untuk di Pulau Jawa

No Pembangkit Tempat Kapasitas

1 PLTU 1 Banten Suralaya 1 x 625 MW

2 PLTU 2 Banten Labuhan 2 x 300 MW

3 PLTU 3 Banten Lontar 3 x 315 MW

4 PLTU 1 Jawa Barat Indramayu 3 x 330 MW

5 PLTU 2 Jawa Barat Pelabuhan Ratu 3 x 350 MW

6 PLTU 1 Jawa Tengah Rembang 2 x 315 MW

7 PLTU 2 Jawa Tengah Cilacap 1 x 600 MW

8 PLTU 1 Jawa Timur Pacitan 2 x 315 MW

9 PLTU 2 Jawa Timur Paiton 1 x 660 MW

10 PLTU 3 Jawa Timur Tj. Awar–Awar Tuban 2 x 350 MW

11 PLTU Tanjung Jati B Jepara 2 x 661 MW

Untuk diluar pulau jawa dan bali dibangun 25 PLTU, rinciannya sebagai berikut :

No Pembangkit Kapasitas

1 PLTU NAD 2 x 100 MW

2 PLTU 2 Sumatra Utara 2 x 200 MW

3 PLTU Sumatra Barat 2 x 100 MW

4 PLTU 3 Bangka Belitung 2 x 25 MW

5 PLTU 4 Bangka Belitung 2 x 15 MW

6 PLTU 1 Riau 2 x 10 MW

7 PLTU 2 Riau 2 x 7 MW

8 PLTU Kepulauan Riau 2 x 7 MW

9 PLTU Lampung 2 x 100 MW

10 PLTU 1 Kalimantan Barat 2 x 50 MW

11 PLTU 2 Kalimantan Barat 2 x 25 MW

12 PLTU 1 Kalimantan Tengah 2 x 60 MW

13 PLTU Kalimantan Selatan 2 x 65 MW

14 PLTU 2 Sulawesi Utara 2 x 25 MW

15 PLTU Sulawesi Tenggara 2 x 10 MW

16 PLTU Sulawesi Selatan 2 x 50 MW

17 PLTU Gorontalo 2 x 25 MW

18 PLTU Maluku 2 x 15 MW

19 PLTU Maluku Utara 2 x 7 MW

20 PLTU 1 NTB 2 x 15 MW

21 PLTU 2 NTB 2 x 25 MW

22 PLTU 1 NTT 2 x 7 MW

23 PLTU 2 NTT 2 x 15 MW

24 PLTU 1 Papua 2 x 7 MW

25 PLTU 2 Papua 2 x 10 MW

Sebagai sumber energi sebuah PLTU adalah batu bara. Sebuah pembangkit listrikjika dilihat dari bahan baku untuk memproduksinya, maka Pembangkit Listrik Tenaga Uapbisa dikatakan pembangkit yang berbahan baku Air. Kenapa tidak UAP? Uap disini hanya sebagai tenaga pemutar turbin, sementara untuk menghasilkan uap dalam jumlah tertentu diperlukan air. Menariknya didalam PLTU terdapat proses yang terus menerus berlangsung dan berulang-ulang. Prosesnya antara air menjadi uap kemudian uap kembali menjadi air dan seterusnya. Proses inilah yang dimaksud dengan Siklus PLTU.

Air  yang digunakan dalam siklus  PLTU  ini  disebut Air Demin (Demineralized),  yakni  air  yang mempunyai kadar   conductivity   (kemampuan   untuk   menghantarkan   listrik)   sebesar   0.2   us   (mikro   siemen).   Sebagai perbandingan air mineral yang kita minum sehari-hari mempunyai kadar conductivity sekitar 100 – 200 us. Untuk mendapatkan air demin ini, setiap unit PLTU biasanya dilengkapi dengan Desalination Plant dan Demineralization Plant yang berfungsi untuk memproduksi air demin ini.

Secara   sederhana   bagaimana   siklus   PLTU   itu   bisa   dilihat   ketika   proses   memasak   air.   Mula-mula   air ditampung dalam tempat memasak dan kemudian diberi panas dari sumbu api yang menyala dibawahnya. Akibat pembakaran   menimbulkan   air   terus   mengalami   kenaikan   suhu   sampai   pada   batas   titik   didihnya.   Karena pembakaran terus berlanjut maka air yang dimasak melampaui titik didihnya sampai timbul uap panas. Uap ini lah yang digunakan untuk memutar turbin dan generator yang nantinya akan menghasilkan energi listrik.

B.       Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan pembuatan makalah ini antara lain, yaitu:

1.  Sebagai bahan kajian para mahasiswa mengenai PLTU

2.  Sebagai metode pengumpulan data tentang PLTU

3. Sebagai pemenuhan tugas Mata Kuliah Operasi Sistem Tenaga Listrik

C.      Ruang Lingkup

Makalah   ini   membahas   mengenai   Definisi,   Prinsip   Kerja,   Komponen   dan   Fungsi, Kelebihan serta Kekurangan dari PLTU

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian / Definisi PLTU

Suatu   sistem   pembangkit   tenaga   listrik   yang   mengkonversikan   energikimia   listrik dengan menggunakan  uap  air   sebagai fluida  kerjanya,   yaitu  denganmemanfaatkan  energi kinetik uap untuk   menggerakkan   poros   sudu -   suduturbin.   Sudu -sudu turbin   mengerakkan   poros   turbin,   untuk selanjutnya   poros   turbin   mengerakkan   generator.   Dari   generator   inilah   kemudian   dibangkitkan energi listrik.

http://irmawidiyanti.blogspot.com/2011/04/makalah-pltu-untuk-mata-kuliah-ostl.html

Salah satu sumber energi yang digunakan dalam pembangkit tenaga uap adalah batubara, selain itu ada juga yang menggunakan minyak bakara (HSD -high speed diesel- ataupun MFO -marine fuel oil- ) untuk bahan bakar memasak airnya. Selain itu bisa juga di gunakan gas dan nuklir.Dalam PLTU terjadi perubahan dari energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas untuk memanaskan air yang kemudian berubah menjadi energi mekanik yang menggerakkan turbin lalu berubah lagi menjadi energi listrik dlam generator.

Prinsip kerjanya adalah air yang di uapkan dalam sirkulasi yang tertutup, dimana air ini dipanaskan didalam boiler. boiler ini bisa di umpamakan sebagai panci untuk memasak. tapi jangan di bayangkan kalau bentuknya seperti drum ya... karena boiler terdiri atas deretan pipa-pipa yang nantinya berisi air.

air yang sudah dipanaskan didalam boiler ini nantinya dengan suhu tekanan tertentu diarahkan untuk memutar turbin yang nantinya menghasilkan tenaga mekanik berupa putaran. Putaran dari turbin inilah yang digunakan untuk menggerakkan generator yang keluarannya berupa energi listrik.

Uap panas setelah memutar turbin didinginkan lagi dalma kondenser agar dapat di panaskan kembali untuk menghasilkan uap. Meskipun berupa siklus tertutup, tetapi air hasil kondensasi ini bisa saja berkurnag  karena adanya kebocoran-kebocoran. Untuk menambah air ini, digunakan make up water. Kriteria air penambah ini harus sama dengan air di boiler. untuk peralatan dalam PLTU di teruskan nanti lagi ya.

PLTU atau pusat listrik tenaga uap adalah pembangkit listrik yang menggunakan uap sebagai fluida kerjanya untuk memutar turbin. Turbin memutar generator yang membangkitkan listrik. Umumnya PLTU menggunakan batubara sebagai bahan bakarnya. Ada juga sih yang menggunakan BBM, tapi saat ini sudah jarang karena tidak ekonomis.

Pada PLTU terdapat buanyak sekali peralatan. Mulai dari valve, pompa, motor, fan, boiler, turbin, generator, dan masih banyak lagi dengan jenis

yang berbeda-beda. Ada beberapa sistem/siklus utama dalam sebuah PLTU: siklus air dan uap, siklus air pendingin, sistem pengolahan bahan bakar,

sistem udara pembakaran, sistem pengolahan air, sistem pengolahan air bekas, dan sistem pengolahan abu.

Siklus air dan uap itu adalah suatu siklus dimana air diubah fasanya menjadi uap kering untuk menggerakan turbin, kemudian dikondensasi kembali

menjadi air, dan seterusnya.

Siklus air pendingin, sesuai dengan namanya, untuk pendinginan   Terutama digunakan untuk kondensasi uap hasil ekspansi turbin menjadi air

di kondensor. Tergantung dari desain PLTUnya, ada siklus pendingin yang menggunakan air pendingin dari air laut, ada juga yang dari air sungai yang

telah diolah sebelumnya di sistem pengolahan air. Kalau yang diambil dari air laut biasanya siklus terbuka, air dihisap dari laut, digunakan untuk

mendinginkan kondensor, kemudian langsung dibuang ke laut lagi. Kalau yang diambil dari sungai, ada peralatan yang namanya cooling towercooling towerada air yang terbuang dan ada penambahan air (make up) juga. untuk mendinginkan air pendingin yang sudah panas karena mendinginkan uap di kondensor. Jadi siklusnya bisa dibilang siklus semi tertutup, gak tertutup full

karena di

Sistem pengolahan bahan bakar adalah suatu sistem yang mengolah bahan bakar (batu bara) dari tempat penyimpanan awal (stock pile) sampai

nantinya digunakan untuk pembakaran di boiler.

Sistem udara pembakaran adalah suatu sistem yang berfungsi menyuplai udara untuk pembakaran. Peralatan utama disana adalah fan yang berfungsi

menghisap udara dari luar dan menghembuskannya ke dalam boiler untuk pembakaran.

Sistem pengolahan air adalah sistem yang mengolah air baku. Di PLTU yang mengambil air dari laut, ada sistemdesalination, yakni untuk mengubah air

laut menjadi air tawar, kemudian diolah lagi menjadi air demin (air tanpa mineral) melalui proses demineralization. Kalau PLTU yang sumber airnya

dari sungai, proses pengolahan awalnya seperti di PDAM, kemudian sebagian digunakan untuk siklus pendingin, sebagian lagi untuk dijadikan

air demin yang nantinya digunakan pada siklus air-uap utama.

Sistem pengolahan air bekas mengolah air yang sudah dipakai sebelum dibuang ke sungai. Tujuannya biar gak mencemari lingkungan.

Sistem pengolahan abu adalah sistem yang mengolah abu hasil pembakaran di boiler. Batubara yang merupakan bahan bakar PLTU menghasilkan produk

limbah berupa abu, kayak asap pada kendaraan bermotor. Abu yang dihasilkan sangat banyak. Kalau langsung dibuang begitu saja akan

mencemari lingkungan, dan pastinya pengelola PLTU bakal didemo sama masyarakat sekitarnya. Makanya, ada peralatan yang namanya electrostatic precipitator (EP) yang fungsinya menangkap abu. Sehingga abu yang keluar

dari cerobong PLTU kadarnya sangat sedikit dan tidak mencemari lingkungan. Abu yang ditangkap oleh EP di-drain secara berkala. Abu hasil

pembakaran tersebut bisa dimanfaatkan untuk campuran semen dan bahan campuran pembuat batako. Dan di pulau Jawa hal ini sudah dimanfaatkan.

Berikut ini skema sistem/siklus PLTU di tempat saya kerja. Mudah-mudahan gak bingung ngeliatnya, hehe…

https://sites.google.com/site/surgayangkudamba/poncopltu