TUGAS DASAR TEKNIK TENAGA LISTRIK

Disusun oleh :

Ridho septian ( I1A006021 )

Hendra adiguna ( I1A006038 )

Bagus adhi kusuma ( I1A006041 )

Firman Saputra Siregar ( I1A006037 )

Rio Irsyad ( I1A006015 )

Adit novriansyah (I1A006051)

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK

TEKNIK ELEKTRO

2008/2009

A.DESKRIPSI

PLTU merupakan pembangkit listrik tenaga uap dimana uap yang digunakan berasal dari

pembakaran bahan bakar batu bara. Dalam hal dari apa bahan bakar yang digunakan maka

dibedakan atas dua macam yaitu bahan bakar berkualitas tinggi dan bahan bakar berkualitas

rendah.perbedaannya adalah jika bahan bakar yang digunakan berkualitas tinggi maka hasil

pembakaran yang keluar tidak membahayakan bagi lingkungan sekitar,akan tetapi jika bahan

bakar yang digunakan berkulitas rendah maka zat yang diekskresikan juga akan berdampak

buruk bagi lingkungan sekitar.hal ini dikarenakan pembakaran yang tidak sempurna sehingga

menimbulkan gas CO yang berbahaya.semakin banyak bahan bakar yang digunakan maka

semakin besar pula tenaga yang dihasilkan serta pemakaian jumlah turbin yang akan digerakkan

untuk memicu sumber tenaga listrik.

PLTU adalah pembangkit tenaga cukup besar dan merupakan sumber utama listrik saat ini karena batu bara yang digunakan untuk bahan bakarnya yang berharga murah . ada PLTU yang menggunakan bahan bakar batu bara dan ada pula yang menggunakan minyak bumi. Banyaknya pemakaian batu bara tentunya akan menentukan besarnya biaya pembangunan PLTU. Harga batu bara itu sendiri ditentukan oleh nilai panasnya (Kcal/Kg), artinya bila nilai panas tetap maka harga akan turun 1% pertahun. Sedang nilai panas ditentukan oleh kandungan zat SOx yaitu suatu zat yang beracun, jadi pada pembangkit harus dilengkapi alat penghisap SOx. Hal inilah yang menyebabkan biaya PLTU Batu bara lebih tinggi sampai 20% dari pada PLTU minyak bumi. Bila batu bara yang digunakan rendah kandungan SOx-nya maka pembangkit tidak perlu dilengkapi oleh alat penghisap SOx dengan demikian harga PLTU batu bara bisa lebih murah. Keunggulan pembankit ini adalah bahan bakarnya lebih murah harganya dari minyak dan cadangannya tersedia dalam jumlah besar serta tersebar di seluruh Indonesia.

B.KOMPONEN-KOMPONEN PENYUSUNNYA

FUEL

Bahan bakar yang digunakan untuk memanaskan boiler meliputi batu bara,minyak

bumi,dll. bahan bakar yang diutamakan adalah bahan bakar yang berkualitas tinggi agar

zat yang dieksresikan tidak berbahaya terhadap lingkungan sekitar.

STEAM BOILER

Boiler atau wadah yang digunakan untuk menampung air dimana pada tempat ini akan

terjadi penguapan yang seterusnya akan dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin.

STEAM TURBIN

Turbin adalah alat yang digunakan untuk menggerakkan generator dengan bantuan

tekanan uap.

WATER TREATMENT

Water treatment berfungsi untuk menambah jumlah air kedalam steam boiler agar air

yang ada di dalam boiler tetap terjaga ( exist )

FEED PUMP BOILER

Feed pump boiler berfungsi memompa air hasil dari uap yang didinginkan dari

kondensor.

SYSTEM COOLING

Pada Sebuah unit pembangkit thermal, system pendingin adalah system yang sangat

diperlukan karena system ini yang mengatur perpindahan panas dan menjaga kestabilan suhu dan

tekanan unit.

Sistem pendingin terdiri dari 4 alat utama:

1. CWP atau Circulate Water Pump

2. Kondensor.

3. Heat Exchanger

4. Auxiliary Cooling Water (ACW) Pump

Detail tentang masing-masing alat-alat dan fungsinya akan dibahas dibawah ini.

o CWP (Circulate Water Pump)

CWP adalah bagian pertama dari system pendingin. Pompa ini yang bertugas untuk

mengambil air pendingin dari laut. Pompa ini biasanya terletak pada areal Water Intake. Pada

PLTU Muara Karang terdapat 9 buah pompa CWP. Pompa ini bentuknya vertical dengan

suctionnya berada pada kedalaman laut yang agak dalam, sehingga bisa dihasilkan air pendingin

yang maksimal.

Dari CWP, air dipompakan menuju dua alat pendingin lainnya yakni kondensor dan Heat

Exchanger.

o Kondensor

Kondensor adalah alat yang berfungsi untuk mengembunkan uap yang telah memutar

turbin untuk dijadikan air yang akan digunakan untuk siklus selanjutnya. Kondensor terdiri dua

bagian. Ada yang menyebut sisi A, sisi B, sisi Barat, sisi Timur, maupun sisi utara, selatan.

Kondensor terdiri dari tube-tube kecil yang melintang. Pada tube-tube inilah air

pendingin dari laut dialirkan. Sedangkan uap mengalir dari atas menuju ke bawah agar

mengalami kondensasi atau pengembunan. Sampai di bawah, air akan ditampung pada bak

bernama hotwell.

Sebelum masuk kedalam kondensor, air laut biasanya melewati debris filter yang berfungsi

untuk menyaring kotoran-kotoran ataupun Lumpur yang terbawa air laut.

Agar uap dapat bergerak turun dengan lancar dari sudu terakhir LP Turbin, maka Vakum

kondensor harus dijaga.

Pada intinya Vakum adalah tekanan negative. Sebagai gambarannya, tekanan pada

permukaan bumi tepat diatas permukaan laut adalah 1 atm yang berarti setara dengan 0 gauge.

Nah dibawah tekanan 1 atm ada tekanan yang disebut 0 atm atau 0 absolut.

Jika kita menyebut vakum 700 mmHg misalnya, maka kita menghitung secara negatif

700 mmHg dari tekanan 1 atm. Vakum 760 mmHg sama dengan tekanan 0 absolut. Semakin

besar Vakum, maka tekanan udara menjadi semakin rendah.

Kembali ke masalah bagaimana uap bisa turun dari LP turbin. Itu karena ada vakum pada

kondensor yang menyebabkan tekanan udara pada kondensor menjadi rendah. Dengan tekanan

yang lebih rendah di kondensor, maka uap akan bisa bergerak dengan mudah menuju kondensor.

Vakum harus selalu dijaga, karena jika terlalu rendah maka akan terjadi back pressure pada

turbin yang nantinya bisa menyebabkan turbin mengalami trip/rusak. Vakum minimal yang

diperkenankan sekitar 500 mmHg.

Sebenarnya vakum pada kondensor tidak boleh terlalu tinggi juga. Karena jika tekanan

udara terlalu rendah, maka proses pengembunan uap tidak akan terjadi dengan sempurna karena

pada tekanan rendah, titik didih air juga akan turun. Tapi pengalaman selama ini di UP Muara

Karang, Vakum kondensor tidak pernah bisa mencapai nilai 760 mmHg. Maksimal yang bisa

dicapai berada di kisaran 710 mmHg. Biasanya nilai optimal vakum untuk Kondensor sekitar

710 – 720 mmHg.

Jika vakum kondensor sudah terlalu rendah, maka tube-tube kondensor perlu untuk

dibersihkan. Kegiatan pemeliharaan kondensor bermacam-macam. Ada yang namanya back

wash, atau melakukan aliran balik flow air laut yang masuk kondensor. Ada juga ball taprogoue

system, yakni memasukkan bola-bola kecil yang kenyal dan berukuran sedikit lebih besar dari

tube kondensor pada tube kondensor. Bola-bola ini nantinya akan membersihkan kotoran dan

Lumpur yang menempel pada tube-tube kondensor. Dan yang terakhir cuci kondensor.

o Heat Exchanger

Peralatan pada system pendingin selanjutnya adalah Heat Exchanger. HE adalah

pendingin air tawar. Sama seperti kondensor, alat pendingin HE menggunakan air laut. Air tawar

yang didinginkan di HE adalah air tawar yang juga berfungsi sebagai air pendingin. Air tawar ini

berfungsi untuk mendinginkan:

1. Gas H2 pendingin generator

2. Minyak pelumas turbin

3. Minyak pelumas peralatan-peralatan unit lainnya seperti Pompa, FD Fan dll.

Pada gambar dibawah ini bisa dilihat cara kerja HE. Air laut mengalir melalui tube-tube HE,

sedangkan air tawar yang didinginkan berputar mengelilingi tube-tubenya.

o ACW (Auxiliary Cooling Water) Pump

Alat terakhir pada system pendingin adalah ACW Pump (Auxiliary Cooling Water

Pump) yang berfungsi untuk mendistribusikan air tawar yang sudah didinginkan oleh HE ke

seluruh peralatan di unit

EXHAUST GAS POLUTION CONTROL

Exhaust gas pollution control adalah alat untuk mengontrol gas buang dari steam boiler

agar lingkungan tidak terkena polusi udara

STACK

Stack merupakan cerobong yang berfungsi untuk mengekskresikan gas dari exhaust gas

pollution control ke udara bebas .

ELECTRIC GENERATOR

WATER

Air yang akan digunakan sebagai uap untuk menggerakkan turbin

C. PROSES KONVERSI ENERGI

Sistim Kerja PLTU Batu bara

1. Sistim pembakaran batu bara bersih

Adapun prinsip kerja PLTU itu adalah batu bara yang akan digunakan/dipakai dibakar di

dalam boiler secara bertingkat. Hal ini dimaksudkan untuk memperoleh laju pembakaran yang

rendah dan tanpa mengurangi suhu yang diperlukan sehingga diperoleh pembentukan NOx yang

rendah. Batu bara sebelum dibakar digiling hingga menyerupai butir-butir beras, kemudian

dimasukkan ke wadah (boiler) dengan cara disemprot, di mana dasar wadah itu berbentuk rangka

panggangan yang berlubang. Pembakaran bisa terjadi dengan bantuan udara dari dasar yang

ditiupkan ke atas dan kecepatan tiup udara diatur sedemikian rupa, akibatnya butir bata bara agak

terangkat sedikit tanpa terbawa sehingga terbentuklah lapisan butir-butir batu bara yang

mengambang. Selain mengambang butir batu bara itu juga bergerak berarti hal ini menandakan

terjadinya sirkulasi udara yang akan memberikan efek yang baik sehingga butir itu habis

terbakar. Karena butir batu bara relatif mempunyai ukuran yang sama dan dengan jarak yang

berdekatan akibatnya lapisan mengambang itu menjadi penghantar panas yang baik. Karena

proses pembakaran suhunya rendah sehingga NOx yang dihasilkan kadarnya menjadi rendah,

dengan demikian sistim pembakaran ini bisa mengurangi polutan. Bila ke dalam tungku boiler

dimasukkan kapur (Ca) dan dari dasar tungku yang bersuhu 750 - 950 ?C dimasukkan udara

akibatnya terbentuk lapisan mengambang yang membakar. Pada lapisan itu terjadi reaksi kimia

yang menyebabkan sulfur terikat dengan kapur sehingga dihasilkan CaSO4 yang berupa debu

sehingga mudah jatuh bersama abu sisa pembakaran. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya

pengurangan emisi sampai 98 persen dan abu CaSO4-nya bisa dimanfaatkan. Keuntungan sistim

pembakaran ini adalah bisa menggunakan batu bara bermutu rendah dengan kadar belerang yang

tinggi dan batu bara seperti ini banyak terdapat di Indonesia.

2. Proses terjadinya energi listrik

Pembakaran batu bara ini akan menghasilkan uap dan gas buang yang panas. Gas buang

itu berfungsi juga untuk memanaskan pipa boiler yang berada di atas lapisan mengambang. Gas

buang selanjutnya dialiri ke pembersih yang di dalamnya terdapat alat pengendap abu setelah gas

itu bersih lalu dibuang ke udara melalui cerobong. Sedangkan uap dialiri ke turbin yang akan

menyebabkan turbin bergerak, tapi karena poros turbin digandeng/dikopel dengan poros

generator akibatnya gerakan turbin itu akan menyebabkan pula gerakan generator sehingga

dihasilkan energi listrik. Uap itu kemudian dialiri ke kondensor sehingga berubah menjadi air

dan dengan bantuan pompa air itu dialiri ke boiler sebagai air pengisi.

Generator biasanya berukuran besar dengan jumlah lebih dari satu unit dan dioperasikan

secara berlainan. Sedangkan generator ukuran menengah didisain berdasarkan asumsi bahwa

selama masa manfaatnya akan terjadi 10.000 kali star-stop. Berarti selama setahun dilakukan 250

x star-stop maka umur pembangkit bisa mencapai 40 tahun. Bila daya generator meningkat maka

kecepatannya meningkat pula dan bila kecepatan kritikan dilalui maka perlu dilakukan

pengendalian poros generator supaya tidak terjadi getaran. Untuk itu konstruksi rotor dan stator

serta mutu instalasi perlu ditingkatkan. Boilernya menggunakan sirkulasi alam dan menghasilkan

uap dengan tekanan 196,9 kg/cm2 dan suhu 554?C. PLTU ini dilengkapi dengan presipitator

elektro static yaitu suatu alat untuk mengendalikan partikel yang akan keluar cerobong dan alat

pengolahan abu batu bara. Sedang uap yang sudah dipakai kemudian didinginkan dalam

kondensor sehingga dihasilkan air yang dialirkan ke dalam boiler. Pada waktu PLTU batubara

beroperasi suhu pada kondensor naiknya begitu cepat, sehingga mengakibatkan kondensor

menjadi panas. Sedang untuk mendinginkan kondensor bisa digunakan air, tapi harus dalam

jumlah besar, hal inilah yang menyebabkan PLTU dibangun dekat dengan sumber air yang

banyak seperti di tepi sungai atau tepi pantai.