Mata Pelajaran 2

Simple Inspiring Performing Phenomenal i

BUKU II

SISTEM AIR PENGISI

TUJUAN PELAJARAN : Setelah mengikuti pelajaran Sistem Air Pengisi peserta

diharapkan mampu memahami peralatan dan terminologi

(istilah istilah) yang digunakan dalam sistem air pengisi

DURASI : 4 JP

PENYUSUN : 1. EKO SETIONO

2. JEFRI SYANNI

Simple Inspiring Performing Phenomenal ii

DAFTAR ISI

TUJUAN PELAJARAN ....................................................................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................................................................. ii

1. Definisi .................................................................................................................................... 1

2. Pompa air pengisi (BFP boiler feed pumps) ................................................................. 2

3. Pengaturan Aliran dan Tekanan Air Pengisi (Feedwater Regulation) ................... 3

Simple Inspiring Performing Phenomenal 1

SISTEM AIR PENGISI

1. Definisi

Fungsi sistem air pengisi adalah untuk menyediakan dan mencatu air bertekanan tinggi,

menengah dan rendah ke boiler HRSG selama masa atart-up, operasi normal dan darurat. Sistem

air pengisi secara otomatis mengendalikan catu aliran air yang sesuai ke dalam tangki uap (steam

drum) dan menjaga level permukaan air di dalam tangki uap boiler agar tetap stabil. Sistem air

pengisi secara otomatis mengendalikan catu air ke desuperheater untuk menjaga suhu uap

kering.

Sistem air pengisi (feed water) pada satu unit blok PLTGU adalah bersifat umum (common), yaitu

hanya satu sistem air pengisi untuk memenuhi kebutuhan air semua boiler HRSG yang terdapat

pada satu blok unit siklus kombinasi PLTGU. Sistem air pengisi dimulai dari tangki air pengisi

(FWT) dan deaerator hingga pemanas ekonomiser.

Tekanan air pengisi tergantung pada beban unit turbin uap blok PLTGU. Pada beban kurang dari

50%, tekanan adalah tetap konstan pada tekanan minimum walaupun aliran air pengisi berubah

sesuai perubahan beban. Pada beban diatas 50%, tekanan air pengisi akan naik diatas tekanan

minimum dan bervariasi (sliding pressure) sesuai beban beban turbin uap. Perubahan tekanan

sliding pressure ini dikendalikan melalui katup pengatur tekanan (pressure control valve) atau

dengan mengatur putaran pompa melalui kopling hidrolik pengatur putaran (variable speed

hydraulic coupling).

Air pengisi disuplai dari tangki air pengisi (FWT) atau deaerator yang juga menyediakan tekanan

(net positive suction head) ke pompa air pengisi boiler (BFP). Pompa air pengisi boiler (BFP)

harus memompakan aliran tetap yang diperlukan untuk mengganti air di dalam boiler yang telah

dirubah menjadi air; juga harus menyediakan tekanan untuk mengimbangi tekanan dan

ketinggian tangki uap.

Air pengisi mengalir melalui katup control air pengisi (feed water control valve) dengan cara

mengkontrol level permuakaan air di dalam tangki uap. Catu air ke desuperheater dikontrol

melalui katup control desuperheater untuk mengkontrol suhu uap masuk turbin.


Sistem air pengisi dimulai dari bawah tangki air pengisi. Air mengalir dari bawah tangki menuju

sisi masuk (suction) pompa pengisi boiler; tangki dipasang cukup tinggi sebagai NPSH pompa.

Pompa mengalirkan air pengisi ke setiap boiler HRSG yang ada pada satu blok PLTGU melalui

pemanas dan katup control air pengisinya masing-masing, kemudian dipanaskan di ekonomiser

dan diisikan kedalam tangki uap. Untuk masing-masing tingkat tekanan disediakan sistem pompa

air pengisi tersendiri, yang paling utama adalah sistem pompa air pengisi tekanan tinggi (HP

pump); semua berawal dari tangki air pengisi (deaerator) yang sama.

Sistem air pengisi terdiri dari komponen-komponen utama sebagai berikut:

1. Pompa air pengisi (BFP = Boiler Feed Pumps)

2. Pengaturan aliran dan tekanan air pengisi (Feedwater Regulation)

3. Tangki air pengisi dan deaerator (FWT dan deaerator)

4. Pengaturan desuperheater (De-Superheating Spray)

5. Pemanas air pengisi (Feedwater Heaters)

2. Pompa air pengisi (BFP boiler feed pumps)

Fungsi pompa air pengisi adalah untuk menciptakan tekanan pada air pengisi dan

mengalirkannya ke boiler HRSG. Jenis pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal, dengan

tekanan stabil pada aliran yang berubah naik turun. Pompa air pengisi digerakkan oleh motor

listrik melalui kopling hidrolik pengatur putaran (variable speed hydraulic coupling).

Pada umumnya tersedia tiga unit pompa pada sistem air pengisi BFP pada satu unit blok PLTGU,

masing-masing dengan kapasitas 65% dari kebutuhan blok. Pada saat start-up hingga 50%

beban kapasitas blok, cukup hanya satu unit pompa air pengisi yang beroperasi, dua unit pompa

lainnya stand-by. Sedangkan bila beban blok PLTGU telah lebih dari 50% hingga maksimum,

maka dua unit pompa air pengisi yang harus beroperasi,satu unit pompa lainnya stand-by.

Sistem pompa air pengisi beroperasi secara otomatis dengan DCS, tetapi dapat juga

dioperasikan secara manual dari Control Room maupun dari lokal. Sistem pompa air pengisi

dilengkapi alat bantu seperti sistem pelumasan, sistem pendingin, sistem pengaman proteksi dan

interlok, serta peralatan control dan instrumentasi.


Setiap pompa dilengkapi dengan saluran dan katup sirkulasi. Ketika pompa beroperasi dengan

kapasitas aliran beban rendah, maka sebagian besar tenaga daya yang yang butuhkan pompa

akan dirubah menjadi panas yang menaikkan suhu air pengisi. Aliran sirkulasi akan mencegah

air didalam pompa menjadi terlalu panas hingga menguap dan menyebabkan kapitasi yang akan

merusak impleller pompa. Pipa saluran sirkulasi menghubungkan sisi keluar (discharge) pompa

sebelum katup cek (check valve) kembali ke sisi masuk (suction) pompa, dilengkapi dengan katup

kontrol sirkulasi untuk mempertahankan aliran minimum pompa, dan dua katup isolasi sebelum

dan sesudah katup kontrol sirkulasi.

3. Pengaturan Aliran dan Tekanan Air Pengisi (Feedwater Regulation)

Pengaturan aliran dan tekanan air pengisi (Feedwater Regulation) dikontrol secara otomatis

melalui DCS, dioperasikan dari Control Room; berfungsi menjaga level permukaan air di dalam

tangki uap tetap konstan dengan mengendalikan aliran air pengisi ke tangki tersebut, baik selama

masa start-up maupun sepanjang masa operasi pada keseluruhan rentang beban dan perubahan

beban.

Aliran air pengisi dikontrol dengan dua moda kontrol terpisah,yaitu:

- Kontrol elemen tunggal (single elemen)

Sistem elemen tunggal merespon level tangki untuk mengendalikan pembukaan katup

kontrol air pengisi (mengatur aliran air pengisi). Pengkontrolan level dengan

membandingkan harga set-point level tangki yang diset melalui pengkontrol DCS dengan

harga sesungguhnya yang terukur pada tangki uap. Pengkontrolan level pada posisi

“AUTO” membangkitkan sinyal yang akan mengatur pembukaan katup control air pengisi

untuk menjaga level permukaan air dalam tangki. Pada posisi “MANUAL” pengkontrolan

level dilakukan oleh Operator dari Control Rom.


- Kontrol tiga elemen (three elemen)

Sistem tiga elemen menggunakan harga hasil pengukuran aliran uap, aliran air pengisi

dan level tangki untuk mengendalikan pembukaan katup kontrol air pengisi (mengatur

aliran air pengisi). Pada pengkontrolan level posisi “AUTO”, harga hasil pengukuran aliran

uap menjadi sinyal utama untuk menjaga level tangki. Kemudian pengkontrol level tangki

membandingkan harga set-point level tangki yang diset melalui pengkontrol DCS dengan

harga sesungguhnya yang terukur pada tangki uap. Sinyal keluar (output) pengkontrol

level tangki adalah sama dengan aliran uap jika harga terukur level tangki sama dengan

harga set-point.

Suatu harga level tangki terukur rendah akan dikoreksi oleh pengkontrol level tangki

dengan membangkitkan suatu sinyal output yang lebih besar dari harga aliran uap terukur.

Sebaliknya, bila suatu harga level tangki terukur tinggi akan dikoreksi oleh pengkontrol

level tangki dengan membangkitkan suatu sinyal output yang lebih kecil dari harga aliran

uap terukur. Sehingga, harga output dari pengkontrol level tangki adalah harga aliran air

pengisi yang diinginkan (set-point), yang sama dengan harga aliran uap jika level tangki

yang terukur sama dengan set-pointnya

Kemudian pengkontrol air pengisi membandingkan harga aliran air pengisi terukur dengan

sinyal aliran air yang diinginkan yang datang dari pengkontrol level tangki. Rangkaian ini

menjadikan respon yang cepat terhadap aliran air pengisi bila ada perubahan aliran uap.

Pada saat operasi transien, seperti saat perubahan beban, voluma uap pada tangki uap akan

berubah-ubah bervariasi. Ketika kebutuhan aliran uap naik, maka tekanan sistem akan turun;

hal ini mengakibatkan pengaliran (flashing) dan kenaikan sesaat akan pembuatan uap. Level

air akan naik karena penambahan voluma uap didalam fasa air. Inilah yang disebut surja

(surge) atau membengkak (swell).

Hal yang sebaliknya terjadi ketika kebutuhan aliran uap turun. Sistem kontrol yang disetel

dengan tepat akan menormal kembali dengan cepat level air ketika keadaan operasi normal

(steady state) telah dicapai. Voluma surja dalam tangki harus cukup mampu untuk

menghindari baik carryoever butiran air yang banyak (priming) maupum alarm level rendah.


Asumsi operasi ini diawali dengan level air yang normal dan perubahan beban naik atau turun

setara denga 20% laju aliran per menit dari laju aliran rata-rata beban maksimum. Sistem uap

tekanan rendah adalah lebih sensitif dari fenomena ini.

Beda voluma antara level air normal dengan level sangat rendah (LLL) disebut kapasitas

penyediaan (storage capacity) tangki boiler. Kapasitas penyediaan menyediakan air ke

penguap jika aliran air pengisi terganggu atau tidak mencukupi untuk sesaat. Umumnya,

kapasitas penyediaan adalah selama 3 menit aliran minimum air pengisi untuk boiler

bertekanan diatas 52 bar, dan 5 hingga 10 menit aliran minimum untuk boiler bertekanan

rendah. Untuk penggunaan kritikal, voluma penyediaan air tangki boiler bisa lebih tinggi lagi

dan merupakan fungsi keandalan penyediaan air pengisi boiler. Setiap sistem harus

dievaluasi berdasarkan kasus per kasus. Dalam beberapa hal, voluma surja bisa menentukan

ukuran tangki.

Mata Pelajaran 2

Documents

Transcript of Mata Pelajaran 2