PEMBAHASAN

POWER PLANT

Power plant merupakan mesin tenaga uap yang memiliki prinsip kerja mesin pada

pembakaran luar. Fluida kerja dengan sumbr enrginya terpisah. Sumbr eneergi kalor dari

proses pembakaran digunakan untuk membangkitkan uap panas.

Kali ini, akan dijelaskan beeberapa komponen utama dari power plant diantaranya

ialah :

1. Boiler

2. Turbin uap

1. BOILER

1.1 PENGERTIAN BOILER

Boiler, yang secara fungsinya disebut juga sebagai steam generator (penghasil uap),

adalah suatu bentuk sistem pembakaran yang merupakan gabungan dari beberapa tube,

header, ducting, burner, fin plate dan manifold yang di desain untuk saling terhubung

dalam suatu proses untuk mengubah air menjadi uap bertekanan yang kemudian digunakan

untuk menggerakkan turbin dan generator sehingga menghasilkan listrik di sebuah power

plant (pembangkit listrik).

1.2 MACAM-MACAM BOILER

Berdasarkan tipe konstruksinya boiler dibagi menjadi 3 tipe yaitu :

- Boiler gantung

- Boiler duduk 

- Boiler paket (package boiler)

Berdasarkan tipe bahan bakarnya, boiler dibagi menjadi 2 yaitu :

- Circulated Fluidized Bed (CFB) Boiler

- Pulverized Coal (PC) Boiler.

1.3 PRINSIP KERJA BOILER

Secara umum, didalam boiler terdapat 3 proses yaitu :

- Proses air menjadi steam

- Proses bahan bakar (batu bara, limestone, oil) sampai menjadi abu sisa pembakaran

- Proses udara sampai menjadi gas buang

Penjelasan kali ini akan menjelaskan tentang proses perubahan air menjadi

steam.Untuk dapat menghasilkan uap air tentunya diperlukan air yang sesuai dengan kadar

Ph yang telah ditetapkan sebelumnya. Air didapatkan dari laut yang kemudian diproses

didalam chemical building (atau desalination) dan water treatment sebelum di supply ke

deaerator (untuk mengurangi kandungan oksigen didalam air) dan disupply ke boiler

melalui feed water pump. Dengan feed water pump, air yang sudah melalui proses di

deaerator tadi memulai tahapan proses di boiler dengan urutan sebagai berikut :

1.3.1 Economizer

Disini air akan dinaikkan suhunya secara perlahan sebelum mencapai sistem

berikutnya

1.3.2 Steam drum

Dari economizer, air kemudian disupply ke steam drum melalui pipa. Diawal

proses, saat steam (uap air) belum mencapai saturated steam, maka separator (pemisah)

didalam steam drum akan melakukan bypass dan membiarkan air turun ke tahap

selanjutnya.

1.3.3 Downcomer

Disini, downcomer yang berbentuk pipa mengalirkan air ke bagian terbawah dari

system selanjutnya melalui lower connecting pipes.

1.3.4 Furnace

Selanjutnya air dari downcomer akan masuk ke furnace bagian paling bawah dan

ditampung didalam bottom header yang kemudian karena sistem pembakaran batu bara, oil

dan limestone didalam furnace, perlahan-lahan akan berubah bentuk menjadi uap basah.

Sesuai dengan sifatnya, uap akan merambat keatas dengan sendirinya didalam tube (karena

proses pemanasan yang konstan didalam boiler). Uap air tersebut ditampung didalam upper

header (outlet header) pada bagian atas furnace. Disinilah terjadinya sistem konversi

energy. Setelah itu uap akan kembali disupply ke steam drum melalui upper connecting

pipes, dan, kembali oleh separatornya, uap tersebut disupply kembali dari steam drum

menuju sistem berikutnya.

1.3.5 Superheater

Disini terdapat beberapa kali backpass (umpan balik) steam dari low temperature

superheater ke medium temperature superheater lalu disupply ke steam drum, lalu kembali

ke high temperature superheater / final superheater. Di high / final termperature

superheater inilah proses terakhir steam setelah melalui pemanasan berulang-ulang kali di

dalam low dan medium superheater.

1.3.6 Main Steam Pipe

Pipa ini merupakan pipa terpenting dalam proses power plant, dikarenakan pipa ini

yang nantinya akan mensuplai superheated steam ke turbin. Material, kawat las dan test

nya pun (Non Destructive Test) tergolong istimewa karena membutuhkan perlakuan

khusus dan tim khusus untuk mengerjakannya. Disinilah temperatur dan pressure tertinggi

di boiler berada

.

Keseluruhan sistem diatas dikirim dari manufaktur (pabrik) nya ke lokasi

pemasangan (site) dalam bentuk knocked down (pecah belah/terpisah) yang kemudian

dirakit (difabricate) di site dan kemudian dipasang dengan sistem rigging (pengangkatan)

& welding (pengelasan) yang semua proses tersebut mengacu kepada international

standard seperti American Welding Society (AWS), American Society of Mechanical

Engineers (ASME), American Standard for Testing & Material (ASTM), dan lain-lain.

2. TURBIN UAP

Siklus Renkine setelah diciptakan langsung diterima sebagai standar untuk

pembangkit daya yang menggunakan uap (steam ). Siklus Renkine nyata yang digunakan

dalam instalasi pembangkit daya jauh lebih rumit dari pada siklus renkine ideal asli yang

sederhana. siklus ini merupakan siklus yang paling banyak digunakan untuk pembangkit

daya listrik sekarang ini. Oleh karena siklus Rankine merupakan sikus uap cair maka

paling baik siklus itu digambarkan dengan diagram P-v dan T-s dengan garis yang

menunjukkan uap jenuh dan cair jenuh. Fluida kerjanya adalah air (H2O).

Turbin Uap adalah salah satu komponen dasar dalam pembangkit listrik tenaga uap.

Dimana komponen utama dari sistem tersebut yaitu : Ketel, kondensor, pompa air ketel,

dan turbin itu sendiri. Uap yang berfungsi sebagai fluida kerja dihasilkan oleh katel uap,

yaitu suatu alat yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap.

2.1 PRINSIP KERJA TURBIN UAP

Secara singkat prinsip kerja turbin uap adalah sebagai berikut :

Uap masuk kedalam turbin melalui nosel. Didalam nosel energi panas dari uap dirubah

menjadi energi kinetis dan uap mengalami pengembangan. Tekanan uap pada saat

keluar dari nosel lebih kecil dari pada saat masuk ke dalam nosel, akan tetapi

sebaliknya kecepatan uap keluar nosel lebih besar dari pada saat masuk ke dalam nosel.

Uap yang memancar keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu turbin yang berbentuk

lengkungan dan dipasang disekeliling roda turbin. Uap yang mengalir melalui celah-

celah antara sudu turbin itu dibelokkan kearah mengikuti lengkungan dari sudu turbin.

Perubahan kecepatan uap ini menimbulkan gaya yang mendorong dan kemudian

memutar roda dan poros turbin.

Jika uap masih mempunyai kecepatan saat meninggalkn sudu turbin berarti hanya

sebagian yang energi kinetis dari uap yang diambil oleh sudu-sudu turbin yang

berjalan. Supaya energi kinetis yang tersisa saat meninggalkan sudu turbin

dimanfaatkan maka pada turbin dipasang lebih dari satu baris sudu gerak. Sebelum

memasuki baris kedua sudu gerak. Maka antara baris pertama dan baris kedua sudu

gerak dipasang satu baris sudu tetap ( guide blade ) yang berguna untuk mengubah arah

kecepatan uap, supaya uap dapat masuk ke baris kedua sudu gerak dengan arah yang

tepat.

Kecepatan uap saat meninggalkan sudu gerak yang terakhir harus dapat dibuat sekecil

mungkin, agar energi kinetis yang tersedia dapat dimanfaatkan sebanyak mungkin.

Dengan demikian effisiensi turbin menjadi lebih tinggi karena kehilangan energi relatif

kecil.

2.2 KLASIFIKASI TURBIN UAP

Turbin Uap dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yang berbeda

berdasarkan pada konstruksinya, prinsip kerjanya dan menurut peoses penurunan tekanan

uap sebagai berikut:

2.2.1 Klasifikasi Turbin berdasarkan Prinsip Kerjanya

1. Turbin Impulse

Turbin impuls atau turbin tahapan impuls adalah turbin sederhana berrotor satu atau

banyak (gabungan ) yang mempunyai sudu-sudu pada rotor itu. Sudu biasanya

simetris dan mempunyai sudut masuk dan sudut keluar.

Turbin satu tahap.

Turbin impuls gabungan.

Turbin impuls gabungan kecepatan.

Ciri-ciri dari turbin impuls antara lain:

- Proses pengembangan uap / penurunan tekanan seluruhnya terjadi pada sudu diam /

nosel.

- Akibat tekanan dalam turbin sama sehingga disebut dengan Tekanan Rata.

2. Turbin Reaksi

Turbin reaksi mempunyai tiga tahap, yaitu masing-masingnya terdiri dari baris

sudu tetap dan dua baris sudu gerak. Sudu bergerrak turbin reaksi dapat dibedakan

dengan mudah dari sudu impuls karena tidak simetris, karena berfungsi sebagai

nossel bentuknya sama dengan sudu tetap walaupun arahnya lengkungnya

berlawanan.

Ciri-ciri turbin ini adalah :

- Penurunan tekanan uap sebagian terjadi di Nosel dan Sudu Gerak

- Adanya perbedaan tekanan didalam turbin sehingga disebut Tekanan Bertingkat.

2.2.2 Klasifikasi turbin uap berdasarkan pada tingkat penurunan Tekanan Dalam Turbin

Turbin Tunggal ( Single Stage )

Dengan kecepatan satu tingkat atau lebih turbin ini cocok untuk untuk daya kecil,

misalnya penggerak kompresor, blower, dll.

Turbin Bertingkat (Aksi dan Reaksi ).

Disini sudu-sudu turbin dibuat bertingkat, biasanya cocok untuk daya besar. Pada

turbin bertingkat terdapat deretan sudu 2 atau lebih. Sehingga turbin tersebut terjadi

distribusi kecepatan / tekanan.

2.2.3 Klasifikasi turbin berdasarkan Proses Penurunan Tekanan Uap

Turbin Kondensasi.

Tekanan keluar turbin kurang dari 1 atm dan dimasukkan kedalam kompresor.

Turbin Tekanan Lawan.

Apabila tekanan sisi keluar turbin masih besar dari 1 atm sehingga masih dapat

dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin lain.

Turbin Ekstraksi.

Didalam turbin ini sebagian uap dalam turbin diekstraksi untuk roses pemanasan

lain, misalnya proses industri.

2.3 BAGIAN – BAGIAN TURBIN UAP

Dari data yang didapatkan dari Blue Book dan menurut lampiran dari gambar

Turbin Part SR 434450 maka bagian – bagian Turbin dapat diuraikan sebagai berikut :

2.3.1 Cassing

Cassing adalah sebagai penutup bagian-bagian utama turbin.

2.3.2 Rotor

Rotor adalah bagian turbin yang berputar yang terdiri dari poros, sudu

turbin atau deretan sudu yaitu Stasionary Blade dan Moving Blade. Untuk turbin

bertekanan tinggi atau ukuran besar, khususnya unuk turbin jenis reaksi maka motor

ini perlu di Balanceuntuk mengimbagi gaya reaksi yang timbul secara aksial terhadap

poros.

2.3.3 Bearing Pendestal

Bearing Pendestal merupakan kekdudukan dari poros rotor.

2.34. Journal Bearing

Journal Bearing Adalah Turbine Part yang berfungsi untuk menahan Gaya

Radial atau Gaya Tegak Lurus Rotor.

2.3.5 Thrust Bearing

Thrust Bearing adalah Turbine Part yang berfungsi untuk menahan atau

untuk menerima gaya aksial atau gaya sejajar terhadap poros yang merupakan

gerakan maju mundurnya poros rotor.

2.3.6 Main Oli Pump

Main Oli Pump berfungsi untuk memompakan oli dari tangki

untukdisalurkan pada bagian – bagian yang berputar pada turbin . Dimana fungsi

dari Lube Oil adalah :

Sebagai Pelumas pada bagian – bagian yang berputar.

Sebagai Pendingin ( Oil Cooler ) yang telah panas dan masuk ke bagian

turbin dan akan menekan / terdorong keluar secara sirkuler

Sebagai Pelapis ( Oil Film ) pada bagian turbin yang bergerak secara rotasi.

Sebagai Pembersih ( Oil Cleaner ) dimana oli yang telah kotor sebagai akibat

dari benda-benda yang berputar dari turbin akan terdorong ke luar secara

sirkuler oleh oli yang masuk .

2.3.7 Gland Packing

Gland Packing berfungsi sebagai Penyekat untuk menahan kebocoran baik

kebocoran Uap maupun kebocoran oli.

2.3.8 Impuls Stage

Impuls Stage adalah sudu turbin tingkat pertama yang mempunyai sudu

sebanyak 116 buah

2.3.9 Reducing Gear

Reducing Gear adalah suatu bagian dari turbin yang biasanya dipasang pada

turbin-turbin dengan kapasitas besar dan berfungsi untuk menurunkan putaran poros

rotor dari 5500rpm menjadi 1500 rpm.

Bagian-bagian dari Reducing Gear adalah :

Gear Cassing adalah merupakan penutup gear box dari bagian-bagian dalam

reducing gear.

Pinion ( high speed gear ) adalah roda gigi dengan type Helical yang

putarannya merupakan putaran dari shaft rotor turbin uap.

Gear Wheal ( low speed gear ) merupakan roda gigi type Helical yang

putarannya akan mengurangi jumlah putaran dari Shaft rotor turbin yaitu dari

5500 rpm menjadi 1500 rpm.

Pinion Bearing yaitu bantalan yang berfungsi untuk menahan / menerima

gaya tegak lurus dari pinion gear.

Pinion Holding Ring yaitu ring berfungsi menahan Pinion Bearing terhadap

gaya radial shaft pinion gear.

Wheel Bearing yaitu bantalan yang berfungsi menerima atau menahan gaya

radial dari shaft gear wheel.

Wheel Holding Ring adalah ring penahan dari wheel Bearing terhadap gaya

radial atau tegak lurus shaft gear wheel.

Wheel Trust Bearing merupakn bantalan yang berfungsi menahan atau

menerima gaya sejajar dari poros gear wheel ( gaya aksial ) yang merupakan

gerak maju mundurnya poros.

DAFTAR PUSTAKA

Li, Kam W., and Priddy, A. Paul, Powerplant System Design. New York: Wiley,1985.

El-Wakil, M. M., Power Plant Technology. New York: McGraw-Hill, 1984.

Skrotzi, B. G. A. and Vopat, W. A., Power Station Engineering and Economy.New York:

McGraw-Hill, 1960.