PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP Prepared by: anonymous
Siklus Rankine Ideal Siklus Rankine Ideal pada diagram P-V & T-s
Siklus Regeneratif
Proses pada PLTU Energi Primer (Bahan Bakar) Dibakar Energi Panas (Kalor) pada Boiler Energi Mekanik (Turbin Uap) Energi Listrik
Prinsip PLTU
prinsip dasar kerja & Heat Transfer Rumus dasar : Boiler Condenser Pompa Boiler
Performance Parameter Efisiensi thermal : or Back work ratio :
Skema PLTU Batu Bara
Contoh PLTU Batu Bara
Gambar Coal Handling System Layout
PERALATAN UTAMA COAL HANDDLING SYSTEM 1. Ship Unloader 2. Conveyor 3. Stock Pile Area ( Reclaim Hopper ) 4. Transfer House (TH) 5. Travelling Tripper 6. Vibrating Feeder 7. Teleschopic Chute 8. Magnetic Separator 9. Gate 10. Belt Scale 11. Dust Collector
TRAVELLING TRIPPER FUNGSI sebagai alat untuk mengarahkan batu bara saat masuk ke silo.
VIBRATING FEEDER FUNGSI : alat penggetar batu bara sehingga batu bara bisa turun ke conveyor dari stock pile.
Pulverizer Coal
CONVEYOR
Contoh PLTU PJB UP Gresik 1. Desalination pump 2. Desalination water plant 3. Booster pump 4. Feed Water Tank 5. Demin plant 6. Condensor 7. Low Pressure Heater 8. Deaerator 9. Boiler Feed Pump 10. High Pressure Heater 11. Economizer 12. Steam drum 13. Furnace 14. superheater 15. Turbin uap 16. Heavy unloading oil 17.Residual tank 18. Residual tank 19. Heater 20. Fuel pump 21. FDF 22. Air heater 23. Stack 24. Generator 25. Step up transformator 26. switchyard 27. Saluran transmissi
Ketel Uap (Boiler) Bagian-bagian Boiler : Steam drum Pipa air (Tube water wall) Ruang Bakar (Furnace) Burner Drum Uap (Steam Drum) Economizer Evaporator Pemanas Lanjut (Superheater) Pemanas ulang (Reheater) Sight glass burner Boiler tubes furnace Pompa bahan bakar
Contoh ketel uap batu bara
Sirkulasi Air pada Boiler Secara (a) Natural (b) Paksa
Unjuk kerja Boiler Ada 2 cara menentukan efisiensi Boiler, berdasar HHV dan LHV. Berdasar HHV, losses dibagi menjadi: 1. Dry gas loss, L1 2. Loss due to combustion of Hydrogen and moisture in fuel, L2 3. Loss due to moisture in air, L3 4. Radiation Loss, L4. American Boiler Manufacturers Association (ABMA) chart [7]. Estimasi cepat harga L4 : 5. Unaccounted losses or a margin, L5 Maka efisiensinya : Keterangan : wdg = dry flue gas produced, lb/lb fuel wda = dry air requred, lb/lb fuel H2, W = hydrogen and moisture in fuel, fraction M = moisture in air, lb/lb dry air tg, ta = temperatur of flue gas and air, of Q = duty in MM Btu/h
Unjuk kerja Boiler Berdasar LHV, losses dibagi menjadi: 1. Wet flue gas loss, Cp untuk wet flue gas memiliki nilai dari 0.26 0.27 2. Radiation loss, 3. Unaccounted losses, margin Maka efisiensinya : Jika analisa bahan bakar tidak diketahui, maka : 1. Untuk natural gas 2. Untuk oil
Unjuk kerja Boiler Keterangan : EA = Excess Air factor (1.15 berarti 15 % excess air) ΔT = mperbedaan temperatur keluar dengan temperatur ambient Kapasitas Boiler Daya kuda Boiler [standard ASTM (1889)]
Tipe Superheater Gambar Lokasi convective dan radiant superheater : 1. Superheater 2. Burner 3. Screen evaporator
Economiser
Alat Bantu Boiler Force Draft Fan (FDF) Gas Injection Fan (GIF) Residu Oil Transfer Pump Residual Oil Storage Service Tank
Pompa Head pompa Water Horse Power (WHP) Brake Horse Power (BHP) Keterangan : P = tekanan (atm) V = Kecepatan air m 2 Z = ketinggian (m) H = head total (m) Hloss = losses total (mayor dan minor) (m) g = r.g (N/m 3 ) Q = Flowrate/debit (gpm)
Turbin Uap Alat-alat bantu Turbin : Boiler Feed Pump (BFP) Raw Water Tank Water Treatment Supply Pump Make Up Water Transfer Pump Condensate Pump Circulating Water Pump (CWP) Priming Vacuum Pump
Gangguan pada Turbin kekurangan/kebocoran lubricating oil Oli digunakan untuk mendinginkan bearing dan melumasi bearing pada turbin dan generator. Tidak adanya lubrikasi akan menyebabkan keausan pada bearing. Skema pelumasan pada Turbin
Gangguan pada Turbin Tekanan yang tinggi pada exhaust Turbin (Low condenser vacuum) akan menyebabkan terjadinya overheating dan dapat terjadi kerusakan. Temperatur steam exhaust LP tinggi Jika vacuum rendah dan spray water system akan digunakan untuk menjaga blade turbin agar tetap dingin. Temperatur exhaust steam menjadi indikasi spray water system. Spray water bertindak sebagai sarana proteksi. kehilangan listrik pada Governor Overspeed trip Skema low condenser vacuum & temperatur steam LP exhaust tinggi
Condensor
Condensor
Condensor
Feed water heater
Feed water heater
Deaerator
Cooling tower
Pemeliharaan (Maintenance) Tujuan : 1. Mempertahankan efisiensi 2. Mempertahankan keandalan 3. Mempertahankan umur ekonomis Contoh kerusakan 1. Kerusakan sudu-sudu turbin 2. kebocoran pada kondensor 3. Vibrasi yang berlebihan pada fwp
Pemeliharaan (Maintenance) Pemeliharaan Jangka Pendek 1. First Line Maintenance (FLM) 2. Preventive Maintenance (PM) 3. Predictive Maintenance (PD) 4. Corrective Maintenance (CM) 5. Emergency Maintenance (EM) Pemeliharaan Jangka Panjang 1. Overhaul / Inspection (OH) 2. Repair/Rehabilitasi (RP) 3. Engineering/Project/Modification (EJ)
Maintenance pada Condenser Masalah pada maintenance kondensor dapat diklasifikasikan menjadi 3 item sbb : 1. Fall of vacuum Fall in vacuum, akan meningkatkan head loss pada tube dan meningkatkan perbedaan temperatur antara uap air dan outlet dari air pendingin yang diakibatkan oleh kontaminasi. 2. Kontaminasi dengan air pendinginan (air laut) Kontaminasi dengan air akan menimbulkan korosi, masuknya benda asing (misal kulit kerang, lumpur, dll) yang bisa menyebabkan penyumbatan tube. 3. Penurunan kemurnian air kondensat Bisa disebabkan oleh kebocoran pada tube, pada sambungan (joint).
Maintenance pada Condenser Untuk memperpanjang umur dari tube kondensor,ada beberapa metode sbb : Tapproge ball cleaning (seminggu sekali) Menggunakan bola bola tapproge berdiameter suaian sesak dengan tube Backwashing of cooling water (setiap hari) Dilakukan dengan cara mengatur valve pada inlet dan outlet Chlorination treatment of cooling water (kontinyu) Untuk mencegah masuknya benda hidup/organisme Prevention of flowing in of foreign matter Dilakukan dengan memasang filter Debris pada sisi inlet Cathodic protection (kontinyu) Untuk mencegah korosi Ferrous sulfate injection (setiap hari) Untuk melapisi sisi dalam tube dengan Ferrous
Tapproge ball cleaning Tapproge ball 1. Strainer 2. Pressure Differential 3. Ball Collector 4. Ball reciculating pump 5. Ball reciculating monitor (ball sorter) 6. Ball injector 7.Inlet water 8.Valve 9. Connector pipe 10.Pipe
Air Heater
Water Treatment Plant
Kelebihan & Kekurangan PLTU Kelebihan : 1. Efisiensi tinggi dengan memggunakan waste heat utilization 2. Hasil pembangkitan steam dapat digunakan untuk proses produksi 3. Biaya bahan bakar lebih murah 4. Biaya pemeliharaan lebih murah Kekurangan : 1. Membutuhkan penanganan air umpan yang akan masuk ke dalam boiler 2. Menghasilkan limbah batu bara yang memerlukan penanganan khusus 3. Menghasilkan polutan-polutan yang lebih tinggi 4. Membutuhkan area yang lebih luas 5. Kurang terhadap fluktuasi beban 6. Start up membutuhkan waktu yang relatif lama