LAPORAN PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA TERMAL

PERANCANGAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP SUMUT 1 2X150 MW

Disusun sebagai salah satu tugas mata kuliah semester VII

Disusun oleh :

KELOMPOK 1

NAMA : Latif Wahyu Ardi

: Meli Mutiati Raina

: M. Irfan Zulfikar

: M. Adam Pratama

: Restu Yanuar Rahman

: Taufik Rizal

121724015

121724017

121724018

121724022

121724024

121724028

KELAS : 4C – TPTL

TEKNOLOGI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

POLITEKNIK NEGERI BANDUNGTAHUN 2015

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

BAB I

I.1 Latar Belakang

fsfsfsfsfsf

I.2 Tujuan

Tujuan dari perencanaan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Uap Sumut 1 adalah :

1. adad

2. adadada

3. adaddad

I.3 Deskripsi Lokasi

I.3.1 Letak Geografis

PLTU Sumut 1 2X150 MW terletak di provinsi Sumatera Utara berdekatan dengan PLTGU

Belawan (2X150+150) MW yang pembangunannya akan selesai pada tahun 2018.

Pembanngunan PLTU Sumut 1 2X150 MW :

Gambar 1.1 Jaringan pada Provinsi Sumatera Utara

Gambar 1.2 Lokasi Pembangunan PLTU Sumut 1 2X150 MW

Letak astronomis dari PLTU Sumut 1 adalah 3o47’42.67’’LU – 98o41’03.54’’BT

I.3.2 Batas Wilayah

Batas wilayah dari lokasi pembangunan PLTU Sumut 1, Belawan 2X150 MW berbatasan

dengan:

Barat Tanjung Pura

Timur Selat Malaka

Utara Selat Malaka

Selatan Sungai Belawan

I.3.3 Iklim

Belawan memiliki iklim tropis dan suhu rata-rata tahunan di Belawan adalah 32 °C. Dalam

setahun, curah hujan rata-rata adalah 2600 mm. Suhu air laut adalah 31 °C. Kelembaban udara

sekitar didaerah Sumatera Utara (Belawan) 90%.

BAB II

PLTU SUMUT 2X150 MW

1 Proyek (Informasi Umum)

1.1 Unit / Kapasitas : 2X150 MW Net, 2X165 MW Gross, BWR 10%

1.2 Akhir Pembangunan : Tahun 2018

2 Jenis dan Spesifikasi Bahan Bakar

2.1 Batubara

Spesifikasi batubara jenis lignite dari Sarongga, Kalimantan Selatan

2.2 Minyak

Spesifikasi Bahan Bakar minyak jenis HSD dari PT. Pertamina Persero

No. Test Items UnitMethod

ASTM-DSpecification Results

1 Density at 15 °C kg/l 4052-11 0.815 - 0.870 0.8529

2 Colour, ASTM   1500-07 3.0 max < 1.0

3 Cetane Index  7437b-

10a(Proc A)45.0 min 52

4 K. Viscosity@40 Deg C, cSt 445-12 2.0 - 5.0 3.985

5 Pour Point °C 97-11 18 max 0

6 Sulphur Content wt % 4294-10 0.35 max 0.316

7 Copper Corrosion   130-10 No.1 max No.1

Ultimate (%) Proximate (%)Carbon © 45,30 Moisture 29,40Sulfur 0,40 Volatile Matter 37,00Hydrogen 4,10 Fixed carbon 30,90Water 29,40 Ash, Dry 2,70Nitrogen 1,10 Higher Heating Value, Btu/Lb 7.821Ash 2,70 HGI Range (41-60)Oxygen 17,00           

(3hrs@100Deg C)

8Conradson Carbon

Residuewt % 189-06(10)e1 0.10 max 0.02

9 Water & Sediment Vol % 2709-96(11)e1 0.05 max 0

10 Ash wt % 482-07 0.01 max < 0.001

11 Flash Point, Procedure A °C 93-11 60 min 65

12 Strong Acid Number mgKOH/g 974-12 Nil Nil

13 Total Acid Number mgKOH/g 974-12 0.6 max 0.03

14 Distillation, Range °C 86-11b    

15 90% Recovered °C 86-11b 370 max 365.2

16 Particulates MG/L 6217-11 24 max 1.2

17 Appearance   VisualBright &

Clear

Bright &

Clear

3 Sistem Penanganan Bahan bakar

3.1 Batubara

3.1.1 Ship Unloader

Kapasitas : 200 ton/jam

3.1.2 Belt Conveyor

Spesifikasi :

o Size Belt Conveyor

Surcharge angle material : 25°

Standard CEMA (Conveyor Equipment Manufactured Association)

Density of Material : 800 kg/m3

Type idler shape : Throughing idler

Speed Belt Conveyor : max 500 rpm untuk Silo Feed Conveyor

380 rpm untuk Tripper Belt Conveyor

Lebar belt : 1200 mm

3.1.3 Stacker/Reclaimer

Spesifikasi stacker :

o Type : Traveling Bucket Wheel Stacker Reclaimero Set : 1o Stacking Capacity : 1500 ton/hourso Reclaiming Capacity : 360 ton/hours

3.1.4 Coal Yard

Dead Storage area 1,24 ha = 76,450 ton batubara Life storage area 0,33 ha = 15,290 batubara Life storage semi open with shed (roof steel structure )

3.1.5 Coal Silo

Spesifikasi

o Buatan : Indonesia PT MJ Techo Kapasitas : 5 – 15 meter3

3.1.6 Crusher

Spesifikasi :

o Pabrik Pembuat  : Pennsylvania Crusher Coorporation

USA

o Tipe                   :  TKK 72 x 114 Granulator

o Material       : Coal 61,8 Hgi (4,81 % Surface

Moisture)

o Berat                  :  73,500 Lbs (33, 361 Kg)

o Ukuran Material : 100 mm * 0 mm

o Ukuran Produksi  :  97 – 100%  - 32 mm

o Kapasitas             :  2400 ton/ jam

o Motor H.P. dan R.P.M  : 1340 Hp, 496 rpm

o Putaran Crsuher               :  496 rpm

o Top Screen Plate Opening          :  3 Inch (76 mm)

o Bottom Screen Plate Opening      :  4 Inch (101 mm)

o Lower Kick – Off Plate Opening    :  4.5 Inch (114 mm)

o Upper Kick - Off Plate Opening    :  4.5 Inch (114 mm)

o No. Hammer Rows            :  4

o Hammers/ Row :  2 Rows Of 20 Hammers and 2 Rows Of

18

o Hammers/ Set                            :  76

3.2 Limestone

4 Sistem Pembangkitan Uap

4.1 Boiler

4.1.1 Jenis Boiler

CFB Boiler

o Jenis Bahan Bakar : Lignite (Primer), HSD (Sekunder)

o Tout : 535°C

o Pout : 182 bar

o ṁsteam : 485 t/h

4.2 Feedwater Heater

Definisi

Feedwater Heater (FWH) adalah komponen pembangkit listrik yang digunakan

untuk memanaskan air sebelum dikirim ke boiler. Closed feedwater heater merupakan

bentuk penukar kalor shell and tube, dimana air umpan yang dipanaskan mengalir di

dalam tubes sedangkan uap hasil ekstraksi berada di luar tubes (shell). FWH yang

digunakan merupakan tipe closed feedwater heater.

Fungsi

Menurut Black &Veatch, 1996, Feed Water Heater digunakan untuk

menghasilkan kenaikan efisiensi siklus dan mengurangi kehilangan sejumlah energi di

kondensor dengan menggunakan uap ekstraksi dari turbin pada beberapa tingkatan dan

digunakan untuk memanaskan air umpan.

Bagian-bagian

Menurut Hariyotejo dalam artikel ilmiahnya, konstruksi closed feedwater heater

terdiri atas pelat pemisah pembagi aliran masuk dan keluar (partition plate), reverse

channel, floating head cover dan floating head tube shell, yang berguna memudahkan

pada saat membersihkan deposit (scale) di dalam tabung.

1. Shell: cangkang atau selongsong yang melingkupi tube yang dipasang dengan skirt

135

2. U Tubes: tube yang dibengkokan menyerupai bentuk huruf U tempat feedwater

masuk dan keluar melalui channel

3. Feedwater Nozzle: saluran keluar dan masuk feedwater yang dihubungkan dengan

channel

4. Inlet dan Outlet Nozzle: saluran masuk dan keluar sisi shell

5. Channel: tempat keluar dan masuknya feedwater

6. Heater Support: tempat penyangga feedwater heater

7. Impingement Plate: Piringan yang ada pada saluran uap masuk ataupun drain untuk

melindungi tube dari aliran uap/drain yang masuk lewat heat exchanger

8. Water level: untuk mengetahui ketinggian air yang berada di sisi shell

9. Tubes Support: penyangga tube dan melindungi tube dari gesekan antar tube

10. Tie rods and spacers: untuk menopang tube bundle dan baffle agar terikat dengan

benar

11. Tubeset: Plat disk yang di bor sebagai tempat ujung-ujung pelat U dipasang

12. Pass partilition: plat yang memisahkan feedwater inlet dengan feedwater outlet

13. Vent: untuk melepaskan noncondensable gases dari sisi shell and tube

14. Zona Desuperheating: zona dimana uap hasil ekstraksi turbin masuk ke feedwater

heater dengan keadaan panas lanjut, pada proses ini hanya terjadi penurunan

temperatur tidak terjadi perubahan fasa.

15. Zona Condensing: zona dimana uap dari turbin ektraksi mengalami kondensasi

sampai temperatur cair jenuh dan melepas panas laten.

16. Zona Subcooling: zona dimana uap telah mencapai kondisi cair pada temperatur

jenuh (kondensat) kemudian didinginkan sampai kondisi subcooled.

Feedwater heater di PLTU SUMUT I terdiri dari tiga LPH, dua HPH dan satu daerator.

Pembahasan Deaerator sendiri pada laporan ini berada pada sub bab terpisah dari

feedwater. Standard yang menggunakan mengacu pada HEI (Heat Exchanger Institute).

Spesifikasi Data

4.3 Turbin

4.3.1 Jenis Turbin Uap

Daya : 175 MW (Gross)

Tin : 535 °C

Pin : 165 bar

Putaran : 3000 rpm

Single reheat (3000+3000/3000, 3000+3000/3000, 3000+3000/3000)

Tin reheat : 415 °C

4.4 Kondensor

Spesifikasi :

4.5 Condensate Forwarding Pump

4.6 Gland Steam Condenser

4.7 Pompa air umpan dan komponen penunjang

5 Sistem Penanganan Udara

Fan

Fan merupakan salah satu peraatan utama pada boiler. Penggunaan fan pada PLTU

batubara lebih dari satu jenis. Berdasarkan arah putaranya fan dapat dibedakan

menjadi 2 macam yaitu axial dan centrifugal. Pada unit pembangkit Indramayu

terdapat beberapa fan diantaranya :

Forced Draft Fan Menyuplai udara sekunder ke ruang bakar agar terjadi pembakaran

sempurna dan purging ruang bakar saat awal sebelum pembakaran. Sistem udara

sekunder terdiri dari :

1. FD fan sentrifugal yang digerakkan oleh motor listrik

No. Item Unit Condensing turbine1 Product code2 Product Model N150-13.24/535/535

3 Product TypeSuper-highpressure, reheat, single casing, single-exhaust, impulse,

condensing4 Rated output MW 1505 Max. Output MW 161.86 Steam pressure before MSV MPa 13.24

7 Steam temperature before MSV C 535

8 Max. steam flow t/h 4809 Exhaust pressure Mpa 0.005310 Stage number 1+8+8+4=21

11 Number of heater 3 HP heater + 1 Daerator + 3 LP Heater

12 Cooling water temperature C 20/2813 Feeding water temperature C 243.914 Length of L-0 bucket mm 900

15 Overall dimension above operation floor ( LxWxH) m 9.1x8.1x4.1

16 Total weight of turbine proper T 230

17 Surface of condenser m2 7800-8200

2. Inlet control damper , shutoff damper, ducting dan peralatan lain

3. Panel kontrol sistem pelumasan PA fan

4. Heat exchanger sebagai pendingin minyak pelumas

Jumlah udara yang masuk ke dalam fan dikendalikan dengan variable inlet vane. FD fan

menghisap udara atmosfer melewati saringan hisap yang dilengkapi peredam.

Jumlah udara yang masuk fan di kontrol oleh inlet vane. Udara yang keluar dari

fan melewati damper yang digerakkan motor menuju discharge duct. Udara

tersebut kemudian mengalir melewati steam coil air heater yang berfungsi

meningkatkan temperatur udara ambient. Kemudian melewati secondary air heater

(SAH ) untuk meningkatkan temperatur udara setelah melewati steam coil.

Setelah itu, udara panas tersebut mengalir ke dalam windboxe yang terpasang di

sisi – sisi boiler. Di dalam Windbox tersebut terdapat damper – damper untuk

mengatur jumlah udara yang masuk ke dalam ruang bakar agar terjadi

pembakaran yang sempurna.

Gambar 3.8 Forced Draft Fan

Persimpangan duct terdapat setelah damper discharge FD fan. Duct tersebut sebagai

penyeimbang tekanan udara dalam windbox. Dari persimpangan duct tersebut udara

dingin digunakan sebagai suplay ignitor dan scanner booster fan. Terdapat instrumen

yang berfungsi untuk mengamati dan mengendalikan proses yang sedang

berlangsung dalam sistem ini.

Induced Draft Fan

Gambar 3.9 Induced Draft fan

Menghisap dan membuang gas sisa hasil pembakaran dari dalam ruang bakar sekaligus

menjaga tekanan rang bakar agar tetap negatif. Sistem udara primer terdiri dari :

1. Dua ID fan axial yang digerakkan oleh motor listrik berkecepatan tetap.

2. Inlet control damper dan shutoff damper

3. Turning gear

4. Ducting dan peralatan lain

5. Panel kontrol sistem pelumasan kopling dan bearing ID fan

6. Heat exchanger sebagai pendingin minyak lumas. Pelumasan bearingmotor oleh bak

minyak.

Gas buang mengalir keatas ruang bakar kemudian turun melewati laluan gas di

bagian belakang ruang bakar menuju air preheater. Di dalam air preheater, sisa panas

dari gas buang digunakan sebagai pemanas awal udara primer dan sekunder. Lalu,

setelah melewati air preheater, gas melewati precipitator (penangkap debu ), hingga

akhirnya gas dibuang ke cerobong ( stack ) oleh ID Fan. Untuk menjaga tekanan pada

ruang bakar tetap negatif, dilakukan pengaturan inlet damper ID Fan dan mengubah –

ubah kecepatan ID Fan.

Kurva Sistim Fan dan Pengaruhnya pada Resistansi Sistim (US DOE, 1989)

Karakteristik Fan

Karakteristik fan dapat dinyatakan dalam bentuk kurva fan. Kurva fan

merupakan kurva kinerja untuk fan tertentu pada sekumpulan kondisi yang spesifik.

Kurva fan merupakan penggambaran grafik dari sejumlah parameter yang saling

terkait. Biasanya sebuah kurva akan dikembangkan untuk sekumpulan kondisi yang

diberikan termasuk: volum fan, tekanan statis sistim, kecepatan fan, dan tenaga

yang diperlukan untuk menggerakan fan pada kondisi yang diketahui. Beberapa

kurva fan juga akan melibatkan kurva efisiensi sehingga desainer sistim akan

mengetahui kondisi pada kurva fandimana fan akan beroperasi (lihat Gambar 3).

Dari banyak kurva yang diketahui pada gambar, kurva tekanan statis (SP)

versus aliran pada

merupakan kuva yang sangat penting. Perpotongan kurva sistim dan tekanan statis

merupakan titik operasi. Bila resistansi sistim berubah, titik operasi juga berubah. Sekali titik

operasi ditetapkan, daya yang diperlukan dapat ditentukan dengan mengikuti garis tegak lurus

yang melintas melalui titik operasi ke titik potong dengan kurva tenaga (BHP). Sebuah garis

lurus yang digambar melalui perpotongan dengan kurva tenaga akan mengarah ke daya yang

diperlukan pada sumbu tegak lurus sebelah kanan. Pada kurva yang digambarkan, efisiensi

kurva juga disuguhkan.

Kurva Efisiensi Fan (BEE India, 2004)

Karakteristik sistim dan kurva fan

Pada berbagai sistim fan, resistansi terhadap aliran udara (tekanan) jika aliran udara

meningkat. Sebagaimana disebutkasn sebelumnya, resistansi ini bervariasi dengan kuadrat

aliran. Tekanan yang diperlukan oleh sistim pada suatu kisaran aliran dapat ditentukan dan

“kurva kinerja sistim” dapat dikembangkan (ditunjukkan sebagai SC) (lihat Gambar 4).

Kemudian kurva sistim ini dapat diplotkan pada kurva fan untuk menunjukan titik operasi fan

yang sebenarnya pada "A" dimana dua kurva (N1 dan SC1) berpotongan. Titik operasinya

yaitu aliran udara Q 1 terhadap tekanan P1. Sebuah fan beroperasi pada kinerja yang

diberikan oleh pabrik pembuatnya untuk kecepatan fan tertentu. (grafik kinerja fan

memperlihatkan kurva untuk serangkaian kecepatan fan). Pada kecepatan fan N1, fan akan

beroperasi sepanjang kurva kinerja N1 sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 4. Titik

operasi fan yang sebenarnya tergantung pada resistansi sistim, titik operasi fan “A” adalah

aliran (Q1) terhadap tekanan (P1).

Dua metode dapat digunakan untuk menurunkan aliran udara dari Q1 ke Q2:

Metode pertama adalah membatasi aliran udara dengan menutup sebagian damper dalam

sistim. Tindakan ini menyebabkan kurva kinerja sistim yang baru (SC2) dimana tekanan yang

dikehendaki lebih besar untuk aliran udara yang diberikan. Fan sekarang akan beroperasi

pada "B" untuk memberikan aliran udara yang berkurang Q2 terhadap tekanan yang lebih

tinggi P2.

Metode kedua untuk menurunkan aliran udara adalah dengan menurunkan kecepatan dari

N1 ke N2, menjaga damper terbuka penuh. Fan akan beroperasi pada "C" untuk memberikan

aliran udara Q2 yang sama, namun pada tekanan P3 yang lebih rendah. Jadi, menurunkan

kecepatan fan merupakan metode yang jauh lebih efisien untuk mengurangi aliran udara

karena daya yang diperlukan berkurang dan lebih sedikit energi yang dipakai.

Kurva kinerja fan (BEE India, 2004)

Hukum fan

Fan beroperasi dibawah beberapa hukum tentang kecepatan, daya dan tekanan. Perubahan

dalam kecepatan (putaran per menit atau RPM) berbagai fan akan memprediksi perubahan

kenaikan tekanan dan daya yang diperlukan untuk mengoperasikan fan pada RPM yang baru.

Kecepatam, tekanan dan daya fan (BEE India, 2004)

Fan sentrifugal

Fan sentrifugal meningkatkan kecepatan aliran udara dengan impeler berputar. Kecepatan

meningkat sampai mencapai ujung blades dan kemudian diubah ke tekanan. Fan ini mampu

menghasilkan tekanan tinggi yang cocok untuk kondisi operasi yang kasar, seperti sistim dengan

suhu tinggi, aliran udara kotor atau lembab, dan handling bahan.

Fan Aksial

Fan aksial menggerakan aliran udara sepanjang sumbu fan. Cara kerja fan seperti impele r

pesawat terbang: blades fan menghasilkan pengangkatan aerodinamis yang menekan udara. Fan

ini terkenal di industri karena murah, bentuknya yang kompak dan ringan. Jenis utama fan

dengan aliran aksial (impeler, pipa aksial dan impeler aksial).

5.1 Air Preheater

Air Preheater atau Rotary Air Preheater di gunakan sebagai pemanas awal

(preheater) khususnya di pembangkit listrik tenaga uap. alat ini digunakan unuk

memanasklan uadar primer (primary air) dan udara sekunder (secondary air ) maka

alat ini sering di sebut sebagai primary air heater dan secondary air heater. Udara

pembakaran yang di butuhkan furnance ( tungklu perapian)diharapkan memiliki

temperature yang lebih tinggi agar menghasilkan pembakaran yang sempurna. Media

pemanas Air Preheater ini sebagian besar adalah memanfaatkan gas panas hasil

buangan boiler (flue gas) yang memiliki temperature yang tinggi.

Secara umum prinsip kerja dari Air Preheater adalah gas panas hasil

pembakaran dari boiler keluar melewati Air Preheater dan memanasi permukaan dari

elemen Air Preheater, karena Air Preheater berpuar pada porosnya , elemen pemanas

letaknya akan berubah akibat putaran poros tersebut. Elemen pemanas yang telah

berada pada sisi udara akan memanaskan udara yang masuk ke boiler untuk udara

pembakaran dan untuk meniupkan bahan bakar yang di gunakan dalam pembakaran

di boiler.udara panas yang di hembuskan Air Preheater membuat proses pembakaran

di boiler menjadi meningkat karena udara masukan ke boiler telah mengalami

pemanasan terlebih dahulu.

Pada Air Preheater memiliki komponen utama, komponen komponen utama

dalam air preheater adalah sebagai berikut :

a. Elemen pemanas

Elemen pemanas pada Air Preheater berfungsi sebagai media perpindahan panas nya.

Gas panas keluaran dari boiler akan melewati elemen dari Air Preheater sehingga

elemen menjadi panas. Setelah itu elemen panas tersebut berputar dan memanskan

udara masukan yang akan menuju ke boiler. berikut adalah gambar elemen pemanas

dari APH.

Gambar 2.2 Elemen Pemanas di Air Preheater

b. Motor penggerak Air Praheater

Motor penggerak air preheater di gunakan untuk menggerakan elemen air preheater.

Gambar Motor Drive APH

Didalam satu unit Air Praheater terdapat dua motor penggerak yang masing masing

berfungsi menggerakan rotor dari APH sehingga elemen dari pada Air Praheater dapat

bergerak atau berotasi

c. Rotor Housing

Adalah peralatan Air Preheater yang berfungsi sebagai Housing elemen APH.

Gambar 2.3 Rotor Housing

d. Seal Air Preheater

Seal Air Preheater adalah sebagai seal yang berfungsi agar tidak terdapat kebocoran

atau leakage pada APH. Karena jika seal dalam Air Preheater rusak dapat

menimbulkan kebocoran yang dapat mempengaruhi efisiensi dari APH.

Secara keseluruhan Air Preheater di bagi menjadi beberapa bagian yang dapat dilihat dari

gambar di bawah ini :

Gambar 2.4 Skema Keseluruhan Air Preheater

HOWDEN AIR PREHEATER

Comparison of air preheater rotor area :

o Untuk kapasitas pembangkit 150 MW, adalah sekitar : 42 m2 Heat transfer component selection :

o Flat notched crossed, double undulated dan corrugated undulated Gas velocity between 9 – 12 m/s Design condition for air preheater

o Gas side resistance (pressure drop ) : 1,5 kpao air preheater with steam soot blowing, steam quality should meet

Entrance flange pressure: 1.5 MPa; Blowing nozzle pressure: 0.93 MPa ~ 1.07 MPa; Blowing nozzle temperature: 300 ~ 350 ℃.

Howden design of heat exchanger

5.2 ID Fan

Type MOTOR YKK710-6-TH

Serial No 710Y0910101-1.2009-06

Duty SI

Voltage 6000 V

Power 2150 KW

Current 244 Ampere

Connection Y

Speed 995 Rpm

Pf 0.88

IC 611

STD IEC600 34-1

IP 55

Freq 50 HZ

Weight 14850 Kg

Manufacturer Shanghai Electric Machinery Co. Ltd

Flow RateFAN 294 m3/s

main Shaft Speed Speed 990 r/min

Prod. Number 372

Total Pressure 5643 Pa

Driver Power 2150 kN

Date 2009-05

Manufacturer Shinyang Blower Works Group Co. Ltd

Motor Cooling Fan IDF

Type 3Motor HM2-160MI-2

Power 11 Kw

Voltage 380 V

IP 55

RPM 2930 R/MIN

HZ 50

Fan Cooling Fan IDFFlow rate 0,969 m3/s

Power 11 Kw

RPM 2960 R/MINBearing Motor Cooling Fan IDF

Motor Merk Type Pelumas

Inboard SKF 6309 ZZ  Outboard SKF 6309 ZZ  

Jumlah Blade Cooling Fan IDFBlade 12 Blade

6 Sistem Sirkulasi Air Pendingin

6.1 Circulating Water Pump

7 Sistem Kelistrikan

7.1 Generator

Pout 165 MW

Frekuensi 50 Hz

Power Factor 0,8-0,85

Efisiensi 98,8%

Vout 20 kV

Cooling system Udara

7.2 Transformator

7.2.1 Power Transformer

Vterminal : 20kV/150 kV

Daya nominal : 250 MVA

7.2.2 Unit Transformer

Vterminal : 20kV/10kV

Daya nominal : 12,5MVA

7.3 Switchyard

7.4 Pompa motor

8 Sistem Water Treatment Plant

Skema rancangan WTP untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap Sumut 1 2X150 MW

8.1 Pompa

Debit : 950 m3/h

Head : 282 m

8.2 Clarifier

8.3 Tank

8.3.1 Tangki Service water

Description : Asphalt Storage Tank

Type : Vertical, Cylindrical

Capacity : 200 m³

Base Diameter : 5730mm

Top Diameter : 5730mm

Height : 9000mm

Material : St 37.2 - St 52

Stored Materials : Oil - Asphalt - Bitumen - Chemical

Specification : Galvanized – Stainless if desired

Insulation : 50 kg / m² thick galvanized coated steel sheet with rock

wool

Warranty : 2 years

Keterangan : 1 Unit Pembangkit 1 tangki

8.3.2 Tangki make up water

Description : Asphalt Storage Tank

Type : Vertical, Cylindrical

Capacity : 1000 m³

Diameter

Base Diameter : 11460mm

Top Diameter : 11460mm

Height : 10500 mm

Material : St 37.2 - St 52

Stored Materials : Oil - Asphalt - Bitumen - Chemical

Specification : Galvanized – Stainless if desired

Insulation : 50 kg / m² thick galvanized coated steel sheet with rock

wool

Warranty : 2 years

Keterangan: 1 Unit pembangkit 2 tangki

9 Sistem Waste Water Treatment Plant

10 Sistem Penanganan fly ash

10.1 ESP

Electrostatic Precipitator (ESP) adalah sebuah teknologi untuk menangkap abu

hasil proses pembakaran dengan jalan memberi muatan listrik padanya. Prinsip kerja

ESP yaitu dengan memberi muatan negatif kepada abu-abu tersebut melalui beberapa

elektroda (biasa disebut discharge electrode). Jika abu tersebut dilewatkan lebih lanjut

ke dalam sebuah kolom yang terbuat dari plat yang memiliki muatan lebih positif

(biasa disebut collecting electrode), maka secara alami abu tersebut akan tertarik oleh

plat-plat tersebut. Setelah abu terakumulasi pada plat tersebut, sebuah sistem

rapper khusus akan membuat abu tersebut jatuh ke bawah dan keluar dari sistem ESP.

Proses-proses yang terjadi pada ESP sehingga abu (fly ash) dapat terkumpul adalah

sebagai berikut:

1. Charging

ESP menggunakan listrik DC sebagai sumber dayanya, dimana Collecting

Electrode (CE) terhubung dengan kutub positif dan ter-grounding, sedangkan

untuk Discharge Electrodeterhubung dengan kutub negatif yang bertegangan 55-85

kilovolt DC. Medan listrik terbentuk diantara DE dan CE, pada kondisi ini timbul

fenomena korona listrik yang berpendar pada sisi DE. Pada saat gas buang batubara

melewati medan listrik ini, fly ash akan terkena muatan negatif yang dipancarkan oleh

kutub negatif pada DE. Proses pemberian muatan negatif pada abu tersebut dapat

terjadi secara difusi atau induksi, tergantung dari ukuran abu tersebut. Beberapa

partikel abu akan sulit dikenai muatan negatif sehingga membutuhkan medan listrik

yang lebih besar. Ada pula partikel yang sangat mudah dikenai muatan negatif,

namun muatan negatif juga mudah terlepas, sehingga memerlukan

proses charging kembali.

2. Pengumpulan

Abu yang sudah bermuatan negatif, akan tertarik untuk menuju ke CE atau

bergerak menurut aliran gas yang ada. Kecepatan aliran gas buang mempengaruhi

proses pengumpulan abu pada CE. Kecepatan aliran gas yang rendah akan

memperlambat gerakan abu untuk menuju CE. Sehingga umumnya desain ESP

biasanya digunakan beberapa seri CE dan DE yang diatur sedemikian rupa sehingga

semua abu yang terkandung di dalam gas buang boiler dapat tertangkap.

3. Rapping

Lapisan abu yang terkumpul pada permukaan CE harus secara periodik

dirontokan. Metode yang paling umum digunakan adalah dengan jalan memukul

bagian CE dengan sebuah sistem mekanis. Sistem rapper mekanis ini terdiri dari

sebuah hammer, motor penggerak, serta sistem gearbox sederhana yang dapat

mengatur gerakan memukul agar terjadi secara periodik. Sistem rapper tidak hanya

terpasang pada sisi CE, pada DE juga terdapat sistem rapper. Hal ini karena ada

sebagian kecil dari abu yang akan bermuatan positif karena ia ter-charging oleh CE

yang bermuatan positif.

4. Abu yang rontok dari CE akan jatuh dan terkumpul di hopper yang terletak di bawah

sistem CE dan DE. Hopper ini harus didesain dengan baik agar abu yang sudah

terkumpul tidak masuk kembali ke dalam kompartemen ESP. Selanjutnya dengan

menggunakan udara bertekanan, kumpulan abu tersebut dipindahkan melewati pipa-

pipa ke tempat penampungan yang lebih besar.

Gas buang yang keluar dari boiler mengandung banyak senyawa yang bersifat

sangat korosif, jika senyawa-senyawa tersebut bereaksi dengan uap air yang

terkandung di dalam gas buang itu pula. Pada temperatur rendah uap air hasil

pembakaran hidrokarbon batubara dapat terkondensasi dan bereaksi dengan SO2 atau

NOx dan menghasilkan larutan asam yang sangat korosif. Larutan tersebut jika

melewati ESP akan sangat mungkin dapat merusak komponen-komponennya. Maka

pada prakteknya, pengoperasian ESP pada berbagai sistem boiler, baru dinyalakan

jika temperatur gas buang boiler sudah mencapai nilai tertentu. Hal ini bertujuan

selain untuk menghindari bahaya korosi, juga untuk menghindari terjadinya short

circuit akibat adanya senyawa-senyawa asam tersebut.

Secara umum bagian-bagian dari Electrostatic Precipitators (ESP) adalah sebagai

berikut:

1. Casing 

Casing dari ESP umumnya terbuat dari baja karbon berjenis ASTM A-36 atau

yang serupa.Casing ini didesain untuk kedap udara sehingga gas buang boiler yang

berada di dalam ESP tidak dapat bocor keluar. Selain itu ia didesain memiliki ruang

untuk pemuaian karena pada operasional normalnya ESP bekerja pada temperatur cukup

tinggi. Oleh karena itu pula sisi luar casing ini dipasang insulator tahan panas demi

keselamatan kerja. Discharge electrode dan collecting electrode didesain menggantung

dengan sisi support (penyangga) berada pada sisi casing bagian atas. Dan pada sisi

samping casing terdapat pintu akses masuk untuk keperluan perawatan sisi dalam ESP.

2. Hopper

Hopper terbuat dari bahan yang sama dengan casing. Ia berbentuk seperti

piramida yang terbalik dan terpasang pada sisi bawah ESP. Hopper berfungsi sebagai

tempat berkumpulnya abufly ash yang dijatuhkan dari collecting electrode dan discharge

electrode. Abu hanya sementara berada di dalam hopper, karena selanjutnya ia akan

dipindahkan menggunakan sebuah sistem transport khusus ke tempat penampungan yang

lebih besar. Namun, hopper ini didesain untuk mampu menyimpan abu sedikit lebih lama

apabila terjadi kerusakan pada sistem transport fly ashyang ada di bawahnya

3. Collecting Electrode

Seperti yang telah saya jelaskan sebelumnya, CE menjadi tempat terkumpulnya

abu bermuatan negatif sebelum jatuh ke hopper. Jarak antar CE pada sebuah ESP

didesain cukup dekat yakni 305-406 mm dengan kedua sisi plat (depan-belakang) yang

sama-sama berfungsi untuk menangkap abu. CE dibuat dari plat yang didukung dengan

baja penyangga untuk menjaga kekakuannya. Ia dipasang dengan suppot yang berada di

atas dan menggantung pada casing bagian atas. Untuk mendapatkan medan listrik yang

seragam pada CE, serta untuk meminimalisir terjadinya loncatan bunga api elektron,

maka CE harus dipasang dengan ketelitian yang sangat tinggi.

4. Discharge Electrode

DE menjadi komponen paling penting di ESP. DE terhubung dengan sumber

tegangan DC tinggi hingga berpendar menciptakan korona listrik. Ia berfungsi untuk

men-charging abu sehingga abu menjadi bermuatan negatif. DE dipasang pada tiap

tengah-tengah CE dengan jarak 152-203 mm tergantung jarak antar CE yang digunakan.

Untuk mencegah short circuit, pemasangan DE harus dipasang juga insulasi yang

memisahkan DE dengan casing dan CE yang bermuatan netral.

5. Sistem Kontrol Aliran Gas Buang

Efisiensi ESP sangat tergantung dengan distribusi aliran gas buang boiler yang

melintasinya. Semakin merata pendistribusian gas buang tersebut ke seluruh kolom CE

dan DE, maka akan semakin tinggi angka efisiensi ESP. Oleh karena itu dipasang sebuah

sistem vane atau sudu pada sisi masuk gas buang ke ESP agar gas tersebut dapat lebih

merata didistribusikan ke setiap kolom.

6. Rapper

Seperti yang sudah saya jelaskan di atas, sistem rapper berfungsi untuk

menjatuhkan abu yang terkumpul pada permukaan CE ataupun DE agar jatuh ke hopper.

Biasanya motor penggerakrapper terletak di bagian atas ESP, dan dihubungkan ke bagian

pemukul dengan sebuah poros yang terinsulasi untuk menghindari short circuit.

Sumber Energi Listrik. Alat yang berfungsi untuk men-supply energi listrik ke sistem ESP

disebut dengan Transformer Rectifier (TR). Sumber energi listrik berasal dari listrik AC

bertegangan 480 Volt, yang ditingkatkan menjadi 55.000 sampai 75.000 Volt sebelum diubah

menjadi tegangan DC negatif yang akan dihubungkan dengan discharge electrode. Karena

secara elektris ESP merupakan beban kapasitif, maka sumber tegangannya didesain untuk

menahan beban kapasitif tersebut. Selain itu, sumber tegangan ini didesain harus tahan

terhadap gangguan arus yang terjadi akibat adanya loncatan listrik (sparking) dari abu fly

ash.

Desain

Desain Effisiensi : 99,58%

Resistance : 235 Pa

Gas Leakage Rate : 2%

Noise : 80 dB

Electric Field Interpole Distance : 410 mm

Effective Length of Each Electric Field : 3,85 m

Total Effective Length of the four Electric Field : 15 m

Total Discharge Electrode Length : 77711 m

Discharge Electrode Material : Stainless

Rapping Area for each rapping hammer : 2587 m2

Effective Length of each Corona rapping hammer : 808 m

Ratio of dust collection area : 81,19 m2/m3/sec

Ratio of dust collection area when 12,5% is out of operation : 71,04 m2/m3/sec

Advancing Speed : 5,95 cm/sec

Advancing speed when 12,5% of the dust collecting area is stopped : 6,80 cm/sec

Flue Gas flow speed : 0,92 m/sec

Housing Material/Thickness : Q235/5mm

Insulation Material for each ESP : Rockwool (Supplied by buyer)

Quantity of Insulation Material for each ESP : 30 m2

10.2 FGD

10.3 Chimney