BAB I PENDAHULUAN Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), merupakan salah satu andalan pembangkit tenaga listrik yang menjadi jantung untuk kegiatan industry. Salah satu bahan bakar PLTU adalah batubara. Konsep dasar dari PLTU adalah batubara sebagai bahan bakar utama yang harus disediakan dengan kualifikasi tertentu dan untuk jangka waktu lama. Secara garis besar, batubara yang dipakai digolongkan menjadi dua, yakni batubara kualitas rendah dan batubara kualitas tinggi. Apabila digunakan batubara kualitas tinggi, akan menghasilkan sedikit unsur berbahaya. Sebaliknya apabila digunakan batubara berkualitas rendah, maka akan menghasilkan banyak unsur berbahaya seperti sulfur, nitrogen dan sodium. Apabila proses pembakaran batubara berlangsung tidak sempurna, akan dihasilkan pula CO, sehingga daya gunanya rendah. Banyak jumlah pemakaian batubara akan menentukan besarnya biaya pembangunan PLTU, sedang harga batubara itu sendiri ditentukan oleh nilai panasnya (kcal/kg). Artinya apabila nilai panas tetap maka harga anak turun 1% per tahun. Nilai panas batubara ditentukan oleh kandungan SOx (zat beracun). Oleh sebab itu, pada PLTU harus dilengkapi dengan penghisap Sox. Hal ini menyebabkan biaya operasi PLTU batubara menjadi lebih tinggihingga mencapai 20% dibandingkan PLTU minyak bumi. Apabila batubara yang digunakan mempunyai kandungan SOx rendah, maka PLTU batubara tidak perlu dilengkapi dengan alat penghisap SOx, dengan demikian biaya pembangunan PLTU batubara menjadi lebih murah. Keunggulan dari PLTU batubara adalah harga bahan bakarnya relative lebih murah dan mudah didapatkan jika dibandingkan dengan PLTU minyak bumi.
BAB II ISI 2.1 Komponen Penting PLTU Pada kesempatan ini akan dibahas mengenai sistem operasional dan peralatan utama pada PT PLN (Persero) Pembangkitan Tanjung Jati B. Dimana PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) Tanjung Jati B Unit 1 sampai 4 masing-masing berkapasitas 661 Megawatt (MW). Dengan kapasitas ini, per unit instalasi pembangkit di Tanjung Jati B adalah yang terbesar di Indonesia. Dengan kapasitas total 4 x 661 MW yang terpasang. Pembangkit Listrik Tanjung Jati B merupakan sebagai salah satu pembangkit terbesar di Indonesia. Besaran kapasitas yang dimiliki menjadikan Tanjung jati B sebuah aset penting dalam upaya negara memenuhi kebutuhan listrik Bangsa Indonesia terutama yang tinggal di Pulau Jawa, Bali atau Madura. Turbin uap bertenaga pembakaran batubara ini sangat kompetitif untuk dioperasikan melihat Indonesia yang kaya akan cadangan batubara sebagai salah satu bahan bakar fosil yang paling ekonomis. PLTU Tanjung Jati B juga dilengkapi dermaga pembongkaran batubara yang dibangun sebagai salah satu infrastruktur pembangkit. PLTU Tanjung Tanjung Jati B didisain untuk menjadi pembangkit listrik modern, dengan dilengkapi instalasi pengendali dampak lingkungan yang lengkap termasuk peralatan pemantau dan pengendali kandungan SOx dan NOx. 2.1.1 Penanganan Batubara Coal handling adalah fasilitas penunjang terhadap kelangsungan produksi listrik dari PLTU Tanjung Jati B. Penerimaan batubara dari supplier batubara dilakukan di jetty atau pelabuhan khusus yang panjang pelabuhannya 240 meter. Akses menuju dermaga tersebut menggunakan access road sepanjang 1,37 Km, yang membentang dari garis pantai. Batubara diangkut oleh kapal (jenis Panamax dengan kapasitas deadweight 66.000 metrik ton dan dibongkar di fasilitas Pembongkaran Batubara (Dermaga Batu Bara). Peralatan utama untuk membongkar batubara terdiri dari 2 unit shunlo (ship unloader) dan 2 line conveyor. Selanjutnya menggunakan belt conveyor menuju ke coal stockpile, yang mampu menampung konsumsi batubara selama 2 bulan. Dari stockpile batu bara didistribusikan dengan Stacker Reclaimer dan sistem Conveyor, menuju ke coal silo. Batubara yang ditampung di coal silo akan dihancurkan menggunakan coal pulverizer selanjutnya masuk ke ruang bakar atau furnace.
a. Pemilihan Batubara Unit boiler PLTU Tanjung Jati B didesain untuk bahan bakar batubara dengan kandungan kalori sekitar 5900 kcal/kg, dengan demikian batubara yang digunakan termasuk jenis bituminous coal. Bituminous (C 80 OH 5 O 15 ), merupakan kelas batubara yang memiliki kandungan kalori antara 5700 kcal/kg 6900 kcal/kg, dengan unsur karbon (C) 68% 86% dan kadar air 8% 10% dari beratnya. Bituminous paling banyak ditambang di Australia. Gambar 2.1 Batubara Bituminus b. Coal Yard-Coal Silo Batubara dari kapal akan diangkut menuju coalyard untuk diatur baik penyimpanan dan distribusinya menuju coal silo. PLTU Tanjung Jati B Unit 1 dan 2 memiliki coal yard dengan kapasitas 630.000 ton dengan konsumsi batubara 11.000 ton/hari untuk 2 unit tersebut. Sehingga jika coalyard terisi penuh maka setidaknya PLTU Tanjung Jati B Unit 1 dan 2 memiliki cadangan batubara untuk 2 bulan. Di area coalyard, batubara akan diatur oleh alat berat sehingga akan tersusun dengan baik lokasinya yang kemudian akan diteruskan oleh stacker reclaimer menuju ke belt conveyor hingga coal silo.
Gambar 2.2 Coal Yard Gambar 2.3 Coal Silo c. Crusher Untuk menghancurkan batubara menjadi ukuran yang lebih kecil sebelum masuk ke coal silo, PLTU Tanjung Jati B Unit 1 dan 2 menggunakan mesin crusher TKK 36 x 49 Koal King Granulator Coal Crusher dengan daya motor 350 HP/750 rpm dan kapasitas 600 MTPH.
Gambar 2.4 Crusher d. Coal Feeder dan Pulverizer Batubara dari coal silo akan diteruskan menuju ke coal feeder untuk diatur jumlah aliran yang masuk ke pulverizer guna dilakukan penggerusan ke ukuran yang sangat lembut. Feeders yang digunakan PLTU Tanjung Jati B Unit 1 dan 2 dalah Merric Gravimetric Feeder dengan desain keluaran maksimum 68,5 metric ton/jam. Proses penggerusan batubara terjadi di pulverizer yang mengubah batubara ukuran + 50 mm menjadi berukuran 200 mass sebanyak minimal 70%. Penggerusan ini berfungsi untuk memaksimalkan luas permukaan kontak pembakaran dari partikel batubara. Selanjutnya hasil penggerusan batubara dihembuskan dengan udara bertemperatur tertentu (+ 60 C ) menujur ruang bakar. Sedangkan untuk kesempurnaan pembakaran di sistem boiler diperlukan jumlah udara pembakaran yang optimum, sehingga didapatkan energi panas hasil pembakaran yang maksimal. Gambar 2.5 Coal Feeder
Gambar 2.6 Coal Pulverizer 2.1.2 Prinsip Kerja a. Boiler Boiler adalah salah satu alat penukar panas. Dalam boiler, terjadi pembakaran bahan bakar (batubara). Panas hasil pembakaran digunakan untuk merubah fase air menjadi uap. Batubara sebelum masuk ke ruang pembakaran (furnace) disalurkan oleh coal feeders menuju coal pulverizer. Temperatur dari ruang bakar furnace dapat mencapai + 1.000 DC. Proses penggerusan batubara terjadi di pulverizer yang mengubah batubara ukuran + 50 mm menjadi berukuran 200 mass sebanyak minimal 70%. Penggerusan ini berfungsi untuk memaksimalkan luas permukaan kontak pembakaran dari partikel batubara. Selanjutnya hasil penggerusan batubara dihembuskan dengan udara bertemperatur tertentu (+60DC) menuju ruang bakar. Sedangkan untuk kesempurnaan pembakaran di sistem boiler diperlukan jumlah udara pembakaran yang optimum, sehingga didapatkan energi panas hasil pembakaran yang maksimal. Konstruksi boiler terdiri dari ribuan tube (tube raiser, tube saturated, dan superheated steam), di mana air diubah menjadi uap lewat jenuh dengan temperatur (540 o C) dengan tekanan 170 bar sebelum masuk ke turbin.
Gambar 2.7 Boiler b. Turbin Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Uap hasil pembakaran dari boiler melewati fase tekanan tinggi, sedang dan rendah dalam turbin. Untuk uap tekanan tinggi, akan masuk ke high pressure turbine selanjutnya keluaran dari uap tersebut akan masuk ke sistem reheating (pemanasan ulang) untuk menaikkan temperatur sebelum mas uk ke intermediate pressure turbine lalu hasilnya masuk ke low pressure turbine. Uap hasil keluaran low pressure turbine langsung masuk ke kondesor. Putaran turbin adalah 3.000 rpm. Gambar 2.8 Turbin
c. Generator Generator adalah peralatan pengubah energi kinetik menjadi energi listrik. Rotor Generator terpasang 1 poros dengan rotor turbin sehingga putaran rotor generator sama dengan putaran rotor turbin sebesar 3.000 rpm yang ekuivalen dengan keluaran frekuensi energi listrik sebesar 50 Hz. Saat berputar, medan magnet pada rotor generator memotong penghantar pada lilitan-lilitan stator sehingga menimbulkan tegangan pada stator generator mengacu pada induksi elektromagnetik. Arus listrik mengalir saat generator terhubung ke beban. Besamya arus listrik yang mengalir tergantung pada besarnya hambatan listrik (resistansi) pada beban. Gambar 2.9 Generator d. Transformer Ada dua jenis transformer utama, yakni step up dan step down. Tranformer step up berfungsi menaikkan tegangan generator dari 22,8 kv menjadi 500 kv sebelum dialirkan ke sistem interkoneksi Jamali. Transformer step down berfungsi menurunkan tegangan generator dari 22,8 kv menjadi 10 kv sebelum digunakan untuk Sistem Pemakaian Sendiri Pembangkit.
Gambar 2.10 Transformer e. Kondensor Kondensor berfungsi untuk mengembunkan uap air yang telah digunakan untuk memutar turbin menjadi air kondensat. Proses pengembunan uap air menggunakan mekanisme pendinginan dengan bantuan air laut. Air kondensat selanjutnya dipompa kembali ke boiler untuk dipanaskan dan diubah menjadi uap air yang digunakan untuk memutar turbin lagi (close cycle). Sedangkan air laut yang telah digunakan, dialirkan kembali ke laut (open cycle). Gambar 2.11 Kondensor Prinsip Kerja PLTU PLTU (Pusat Listrik Tenaga Uap) merupakan mesin konversi energi yang merubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi listrik. 1. Air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah panas. Didalam boiler air dipanaskan dengan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara sehingga berubah menjadi uap. 2. Uap hasil produksi boiler diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.
3. Generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik 4. Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. 5. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler. Siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang-ulang. Gambar 2.11 Prinsip Kerja PLTU Gambaran proses produksi dari batubara dikirim oleh perusahaan tambang batubara, penanganan batubara (coal handling), perubahan energi uap menjadi energi listrik hingga penanganan air dari kondensator dapat diamati pada skema produksi (Gambar 2.12).
Gambar 2.12 Skema Proses Produksi PLTU
2.3 Desulfurisasi Batubara Tipe Basah PLTU-Batubara adalah salah satu pembangkit listrik yang paling banyak menghasilkan emisi debu, SO 2 dan Nox yang jika terlepas ke atmosfer maka akan mengakibatkan dampak lingkungan. Dewasa ini dikenal tiga sistem desulfurisasi, yaitu desulfurisasi tipe basah, desulfurisasi tipe kering dan desulfurisasi tipe semi kering. Namun dalam perkembangannya, desulfurisasi basah adalah yang paling banyak digunakan, disamping dianggap mudah dalam pengoperasiannya, desulfurisasi type basah ini dapat menghasilkan efisiensi pengurangan gas SO2 mencapai 95%, serta hasil samping (by product) yang masih bisa dapat untuk di manfaatkan. Dikatakan tipe basah, karena dalam proses pengurangan gas SO2, gas tersebut disemprotkan dengan air yang telah dicampur dengan kapur tohor akan menghasilkan gypsum dan limbah air. Model ini menggunakan limestone sebagai absorben. Model ini banyak dikembangkan di Jepang dan Jerman, dimana teknologi ini digunakan pada pembangkit listrik dengan kapasitas 150 MW atau lebih. Secara umum, desulfurisasi ini berlangssung sebagai berikut : Prinsip kerja dengan menggunakan limestone ini adalah melalui pencampuran limestone dalam tanki air yang akan membentuk slurry dan diteruskan ke dalam scrubber. Ditempat ini slurry akan di semprotkan dan bereaksi dengan gas buang hasil pembakaran batubara dari boiler guna mengurangi kandungan SO 2 dari gas buang tersebut. Sehingga dapat di katakan, keberhasilan dari proses ini tergantung dari desain scrubber. Di Jepang, dikembangkan 3 jenis scrubber, yaitu : 1. Jenis Packed Tower yang dikembangkan oleh Mistshubishi Haevy Industries dimana jenis ini akan menghasilkan kontak antara gas dengan slurry yang sangat baik 2. Jenis Spray Scrubber yang dikembangkan oleh Ishikawajima Harima Heavy Industries 3. Jenis Jet Bubbling Reactor yang dikembangkan oleh Chiyoda Chemical Construction Co. Teknologi ini terdiri dari vessel tunggal yang dapat menampung banyak slurry.
BAB III PENUTUP Dari uraian diatas, dapat disimpulkan bahwa untuk suatu PLTU Batubara, diperlukan persyaratan batubara yang dipasok dan mampu dimanfaatkan dengan spesifikasi PLTU yang telah dibangun. Penyimpangan pemakaian batubara yang tidak seperti yang telah ditentukan akan mengakibatkan gangguan dalam operasi PLTU.