Notulensi 1. Penanya : Gita Putri Kusumawardani (Kelompok 4)Pertanyaan : Bagaimana cara menaikkan nilai kalor batubara lignit supaya dapat digunakan sebagai bahan bakar pada industri PLTU?Jawaban :Kualitas Batubara Indonesiayang pada umumnya didominasi oleh batubara peringkat rendah (lignit), yaitu sekitar 70% daritotalsumber daya, belum banyak dieksploitasi karena masih mengalami kendala dalam transportasi dan pemanfaatan. Batubara peringkat rendah ini mempunyai kandungan airtotalcukup tinggi sehingga nilai kalor menjadi rendah. Dengan demikian diperlukan teknologi khusus untuk memanfaatkan batubara peringkat rendah tersebut agar dapat bersaing dengan batubara peringkat tinggi yang cadangannya sudah mulai menipis.Berdasarkan penelitian proses UBC skala labratorium di Puslitbang tekMIRA (Datin, 2002) dan skala bench di Kobe Steel Ltd., Kakogawa, Jepang, (Shigehisa, 2000), beberapa batubara peringkat rendah yang berasal dariIndonesiadapat ditingkatkan kualitasnya. Dalam proses UBC, batubara dibuat slurry dengan menggunakan minyak tanah yang dicampur dengan minyak residu, kemudian dipanaskan pada temperatur 150C dan tekanan sekitar 3,5 atm (Deguchi,1999). Batubara hasil proses dipisahkan, dikeringkan, dan dibuat briket.Campuran minyak tanah dan residu dapat digunakan kembali untuk proses selanjutnya. Penambahan minyak residu diperlukan untuk menutup pori-pori batubara yang terbuka sehingga air yang telah keluar tidak akan terserap kembali.

PROSES UBCAir yang terkandung dalam batubara terdiri atas air bebas (free moisture) dan air bawaan (inherent moisture). Air bebas adalah air yang terikat secara mekanik dengan batubara pada permukaan dalam rekahan atau kapiler yang mempunyai tekanan uap normal. Sedangkan air bawaan adalah air yang terikat secara fisik pada struktur pori-pori bagian dalam batubara dan mempunyai tekanan uap yang lebih rendah daripada tekanan normal. Kandungan air dalam batubara, baik air bebas maupun air bawaan, merupakan faktor yang merugikan karena memberikan pengaruh yang negatip terhadap proses pembakarannya.Penurunannya kadar air dalam batubara dapat dilakukan dengan cara mekanik atau perlakuan panas. Pengeringan cara mekanik efektif untuk untuk mengurangi kadar air bebas dalam batubara basah, sedangkan penurunan kadar air bawaan harus dilakukan dengan cara pemanasan. Salah satu proses dengan cara ini adalah UBC (Upgraded brown coal) yang diperkenalkan oleh Kobe Steel Ltd., Jepang. Bagan air proses UBC (Kobelco, Ltd., 2000) dapat dilihat pada Gambar dibawah ini :

Gambar Bagan Air Proses UBCProses UBC dilakukan pada temperatur sekitar 150C sehingga pengeluaran tar dari batubara belum sempurna. Untuk itu perlu ditambahkan zat aditif sebagai penutup permukaan batubara, seperti kanji, tetes tebu (mollase), slope pekat (fuse oil), dan minyak residu. Untuk proses UBC, sebagai aditif digunakan minyak residu yang merupakan senyawa organik yang beberapa sifat kimianya mempunyai kesamaan dengan batubara. Dengan kesamaan sifat kimia tersebut, minyak residu yang masuk ke dalam pori-pori batubara akan kering, kemudian bersatu dengan batubara. Lapisan minyak ini cukup kuat dan dapat menempel pada waktu yang cukup lama sehingga batubara dapat disimpan di tempat yang terbuka untuk jangka waktu yang cukup lama (Couch, 1990).

Gambar Permukaan Batubara Sebelum dan Sesudah Proses Pengeringan Proses UBC dilakukan pada temperatur sekitar 150C sehingga pengeluaran tar dari batubara belum sempurna. Untuk itu perlu ditambahkan zat aditif sebagai penutup permukaan batubara, sperti kanji, tetes tebu (mollase), slope pekat (fuse oil), dan minyak residu. Untuk proses UBC, sebagai aditif digunakan minyak residu yang merupakan senyawa organik yang beberapa sifat kimianya mempunyai kesamaan dengan batubara. Dengan kesamaan sifat kimia tersebut, minyak residu yang masuk ke dalam pori-pori batubara akan kering, kemudian bersatu dengan batubara. Lapisan minyak ini cukup kuat dan dapat menempel pada waktu yang cukup lama sehingga batubara dapat disimpan di tempat terbuka untuk jangka waktu yang cukup lama (Couch, 1990). (http://www.tekmira.esdm.go.id/HasilLitbang/?p=800)

2. Penanya : Eka Apriyanti (Kelompok 5)Pertanyaan : Proses pembakaran pada industri batubara terdapat 3 proses yaitu pembakaran tetap, pembakaran fluidized dan pembakaran melayang. Manakah yang paling efisien dari ketiga proses tersebut dan apa saja syarat batubara yang digunakan sebagai bahan bakar di PLTU?Jawaban :Menurut kelompok kami, metode pembakaran yang paling baik adalah metode pembakaran melayang. Karena pada metode ini, butiran batubara dijaga agar dalam posisi mengambang, dengan cara melewatkan angin berkecepatan tertentu dari bagian bawah boiler. Keseimbangan antara gaya dorong ke atas dari angin dan gaya gravitasi akan menjaga butiran batubara tetap dalam posisi mengambang sehingga membentuk lapisan seperti fluida yang selalu bergerak. Kondisi ini akan menyebabkan pembakaran bahan bakar yang lebih sempurna karena posisi batubara selalu berubah sehingga sirkulasi udara dapat berjalan dengan baik dan mencukupi untuk proses pembakaran.

Syarat batubara yang digunakan sebagai bahan bakar di PLTU adalah :a. Metode pembakaran lapisan tetap Batubara dengan kadar abu yang tidak terlalu rendah dan berukuran maksimum sekitar 30mm. Kadar abu batubara yang disukai untuk tipe boiler ini adalah sekitar 10 15%.b. Pembakaran Batubara Serbuk (Pulverized Coal Combustion/PCC) Batubara yang berukuran maksimum 200 mesh yang memiliki sifat ketergerusan dengan HGI (Hardgrove Grindability Index) di atas 40 dan kadar air kurang dari 30%, serta rasio bahan bakar (fuel ratio) kurang dari 2.c. Pembakaran Lapisan Mengambang (Fluidized Bed Combustion/FBC)Batubara yang berukuran maksimum 25mm. persyaratan spesifikasi bahan bakar yang akan digunakan untuk FBC tidaklah seketat pada metode pembakaran yang lain. Secara umum, tidak ada pembatasan yang khusus untuk kadar zat terbang (volatile matter), rasio bahan bakar (fuel ratio) dan kadar abu. Bahkan semua jenis batubara termasuk peringkat rendah sekalipun dapat dibakar dengan baik menggunakan metode FBC ini. Hanya saja ketika batubara akan dimasukkan ke boiler, kadar air yang menempel di permukaannya (free moisture) diharapkan tidak lebih dari 4%.Tiyono, Sulis. April 2013. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). (Online). (http://godamaiku.blogspot.co.id, diunduh 7 November 2015).

3. Penanya : Natashia Cindy Patricia (Kelompok 2)Pertanyaan : Pada skema pembakaran batubara di PLTU menggunakan 3 turbin yaitu turbin bertekanan tinggi, turbin bertekanan sedang dan turbin bertekanan rendah. Berapa tekanan dari masing-masing turbin dan apa yang membedakan ketiga turbin tersebut? Serta berapa kV listrik yang dihasilkan dari ketiga turbin tersebut!Jawaban :a. High Pressure (HP) TurbineHP Turbine mengekspansikan uap utama yang dihasilkan dari superheater dengan tekanan 169 kg/cm2 dan temperatur 538oC, kemudian uap keluar HP Turbin (41 kg/cm2) dengan temperatur 336oC dipanaskan kembali pada bagian reheater.b. Intermediate Pressure (IP) Turbine Pada IP, uap keluarnya bertekanan 8 kg/cm2 dan suhunya sekitar 330oC.c. Low Pressure (LP) TurbineTekanan uap keluar dari LP Turbin pada tekanan 56 mmHg (Vaccum), kondisi vakum ini diciptakan di dalam condenser dengan temperatur 40oC. (http://irmawidiyanti.blogspot.co.id/2011/04/makalah-pltu-untuk-mata-kuliah-ostl.html)

Pada PLTU, untuk menggerakkan generator harus menggunakan ketiga tingkatan turbin yang digabung dengan shaft yang sama. Hal ini juga disebabkan karena fluida yang digunakan adalah uap air yang harus mengalami beberapa proses agar dapat menghasilkan tekanan yang diinginkan. Barulah generator bisa menghasilkan energi listrik yang kemudian dapat didistribusikan dengan baik. Tegangansistemdistribusi dapat dikelompokkan menjadi 2 bagian besar, yaitu distribusi primer (20kV) dan distribusi sekunder (380/220V). Jaringan distribusi 20kV sering disebutSistemDistribusi Tegangan Menengah dan jaringan distribusi 380/220V sering disebut jaringan distribusi sekunder atau disebut Jaringan Tegangan Rendah. Tegangan generator dinaikkan ke tingkat yang dipakai untuk transmisi yaitu antara 11 kV d 765 kV. Tegangan extra-tinggi (Extra High Voltage EHV) : 345, 500 dan 765 kV. Tegangan tinggi standar (High Voltage-HV standard) :115kV, 138kV, dan 230kV Untuksistemdistribusi, tegangan menengah yaitu antara 2,4kV dan 69kV. Umumnya antara 120V dan 69kV dan untuk tegangan rendah yaitu antara 120V sampai 600V(http://agusbudiana1.blogspot.co.id/2014/04/sistem-tenaga-listrik.html)

4. Penanya : Triadi Hutomo (Kelompok 1)Pertanyaan : Seperti yang telah dijelaskan oleh saudari penyaji bahwa pada proses ICFBC terdapat alat yang dikenal dengan nama primary combustion chamber. Tetapi mengapa pada proses tidak dijelaskan tentang secondary combustion chamber. Jika memang tidak ada sencondary combustion chamber, mengapa digunakan alat primary combustion chamber?Jawaban :Karena tidak semua boiler memiliki secondary combustion. Pada alat Internal Circulating Fluidized Bed Combustion (ICFBC) ini primary combustion chamber berfungsi sebagai ruang pembakaran, dimana batubara yang telah dikecilkan ukurannya yang berfungsi sebagai bahan bakar dipanaskan pada ruang bakar ini dengan menggunakan prinsip fluidisasi. Dimana udara bertekanan tinggi dan sedang dihembuskan melalui bagian tengah dan sisi kanan kiri ruang pembakaran. Hasil dari pembakaran ini nantinya akan menghasilkann gas panas dan abu sisa hasil pembakaran (fly ash). Agar fly ash ini tidak mencemari lingkungan sehingga fly ash tidak dibuang kelingkungan akan tetapi gas panas dan abu sisa hasil pembakaran tadi akan dimasukkan ke dalam cyclone terlebih dahulu . Di cyclone ini akan terjadi pemisahan antara gas panas dan abu sisa hasil pembakaran. Dimana gas panas akan keluar dari bagian atas dan akan dimanfaatkan untuk menggerakkan tubin sedangkan abu sisa hasil pembakaran (fly ash) akan disirkulasikan kembali masuk ke dalam heat recovery chamber (ruang pengambilan panas) untuk disimpan. (Sumber : World Coal Institude. Mei 2015. Sumber Daya Batubara. Tinjauan Lengkap Mengenai Batubara. Hlm. 21.)

5. Penanya : Veronika Sulistyani (Kelompok 6)Pertanyaan : Berikan spesifikasi batubara uap/ steam coal agar dapat dijadikan sebagai bahan bakar pada PLTU ?Jawaban :

Sumber : (ITS-Undergraduate-2938-Chapter1.pdf)