Pembangkit Listrik Tenaga Uap(1)

8/18/2019 Pembangkit Listrik Tenaga Uap(1)

1/33

SISTEM PEMBANGKITLISTRIK TENAGA UAPSiklus rankine sebagai siklus pembangkit listrik tenaga uap

2014UNIVERSITAS MERCUBUANA

Kelompok 3 :Ai tri!anto" #$3$33$%%$&'Seto a(i santoso

" #$3$33$%%)3'*u(i +ioo" #$3$33$%%)#'Arno,an nugro-o" #$3$33$%%).'/er! kis+anto" #$3$33$%%)0'1ai " #$3$33$%%3%'


2/33

KATA PENGANTAR

*u(i s!ukur penulis pan(atkatkan ke-aapan Ia /!ang 2i-i 2asa

Tu-an 4ang Ma-a Esa5 karena berkat ra-mat an karunia6N!a5 makala-!ang ber(uul 7Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap(PLTU)” apat iselesaikan sesuaiengan +aktun!a Tersusunn!a makala- ini aala- berkatorongan5 bantuan anbimbingan ari berbagai pi-ak ole- karena itu penulis men!ampaikan u8apan terima kasi- kepaa !ang ter-ormat:

Semua

pi-ak !ang turut membantu men!elesaikan makala- ini baik se8ara langsung maupun tiak langsung berupa masukan an kritikan !angbersi9at pen!empurnaan *enulis men!aari ba-+a makala- ini (au- arikesempurnaan meskipun penulis tela- berusa-a engan segenapkemampuan /al ini ikarenakan keterbatasan pengeta-uan anpengalaman penulis le- karena itu engan senag -atipenulis meng-arapkan serta menerima saran an kritik !ang bersi9atmembangunSebagai ak-ir kata5 penulis ber-arap semoga makala- ini apatberman9aat untuk proses pembela(aran k-ususn!a an bagipara pemba8a umumn!a

Sto a(i santoso5


3/33

pen!usun

BAB I PENDHULUAN

$$ ;atar Belakang

Selama beraba6aba5 manusia tela- mengamati tentang proseste(ain!a listrik Mereka tela- beberapa kali melakukan per8obaanguna menapatkan peme8a-an tentang teka6teki timbuln!a listrik Ban!aktoko-6toko- !ang ber-asil mengungkap an membuat suatu penemuan!ang erat kaitan!a engan unia kelistrikan iantaran!a aala- Mi8-aelii ari *arispaa ta-un $?3) =enerator pertama ini menggunakansebua- magnet permanen berbentuk sepatu kua5 iputarmengelilingi sebua- inti besi !ang berlilitan !ang i-ubungkan engansebua- komutator an bila iputar akan meng-asilkan bunga apiSelain Mi8-ael


4/33

$Bagaimana prinsip ker(a an komponen6komponen !ang igunakanuntuk sebua- pembangkit listrik tenaga uap "*;TU'

)Bagaimana proses ter(ain!a listrik ari pembangkit listrik tenaga uap

$3Tu(uan *enulisan

Se-ubungan engan permasala-an iatas5 tu(uan penulisanini meliputi:

$Untuk mengeta-ui prinsip ker(a an komponen6komponen !angigunakan untuk sebua- pembangkit listrik tenaga uap "*;TU'

)Untuk mengeta-ui proses ter(ain!a listrik ari pembangkit listriktenaga uap

$#Man9aat *enulisan

Setela- ilakukan penulisan i-arapkan makala-ini memiliki man9aat sebagai berikut :

$Man9aat teoritis5 apat menberikan sumbangan bagi ilmu peniikanalam upa!a meningkatkan pengeta-uan mengenai pembangkit listrik tenaga uap "*;TU'

)Man9aat *raktis

aBagi ma-asis+a5 apat meningkatkan pengeta-uan an -asilbela(ar alam biang sistem pembangkit tenaga uap "*;TU'

bBagi penga(ar5 apat igunakan sebagai sarana re9erensialam pembela(aran guna peningkatan prestasi sis+a iik alamproses bela(ar menga(ar


5/33

BAB 2 PEMBAHASANA *EN=ERTIAN *;TU

*;TU aala- singkatan ari *embangkit ;istrik Tenaga Uap *embangkitini memiliki alat pembakaran !ang inamakan engan Boiler se-inggai-asilkan uap panas kering "steam' !ang akan igunakan untuk memutarsuu6suu turbin Suu6suu turbin !ang berputar akan memutar porosturbin !ang ter-ubung langsung engan poros generator5 se-ingga akanmeng-asilkan energi listrik Seperti !ang kita keta-ui ba-+a generatorber9ungsi untuk menguba- energi mekanik "poros turbin !ang berputar'

men(ai energi listrik !ang nantin!a akan isalurkan ke garu inuk melalui


6/33

trans9ormator

=ambar $ *;TU *aiton $

*;TU paa umumn!a menggunakan ba-an bakar min!ak anbatubara *;TU !ang menggunakan min!ak sebagai ba-an bakarn!amemiliki gas buang !ang relati9 bersi- ibaningkan engan *;TU !angmenggunakan batubara *;TU batubara lebi- 8o8ok ipakai paa +ila!a-!ang memiliki kanungan batubara !ang ban!ak seperti aera- sumatera

B KM*NEN D KM*NEN *;TU

$ BI;ER


7/33

Boiler atau ketel uap aala- suatu be(ana+aa- !ang i alamn!aberisi air atau Fuia lain untuk ipanaskan Energi panas ari Fuia tersebutselan(utn!a igunakan untuk berbagai ma8am keperluan5 seperti untukturbin uap5 pemanas ruangan5 mesin uap5 an lain sebagain!a Se8araproses kon,ersi energi5 boiler memiliki 9ungsi untuk mengkon,ersi energi

kimia !ang tersimpan i alam ba-an bakar men(ai energi panas !angtertrans9er ke Fuia ker(a

Be(ana bertekanan paa boiler umumn!a menggunakan ba-an ba(aengan spesikasi tertentu !ang tela- itentukan alam stanar ASME 5terutama untuk penggunaan boiler paa inustri6inustri besar 1alamse(ara- ter8atat berbagai ma8am (enis material igunakan sebagai ba-anpembuatan boiler seperti tembaga5 kuningan5 an besi 8or Namun ba-an6ba-an tersebut sua- lama itinggalkan karena alasan ekonomis an (ugaketa-anan material !ang sua- tiak sesuai engan kebutu-an inustri

*anas !ang iberikan kepaa Fuia i alam boiler berasal ari proses

pembakaran engan berbagai ma8am (enis ba-an bakar !ang apatigunakan5 seperti ka!u5 batubara5 solarmin!ak bumi5 an gas 1enganaan!a kema(uan teknologi5 energi nuklir pun (uga igunakan sebagaisumber panas paa boiler

$$ Klasikasi boiler

Klasikasi ketel uap aa beberapa ma8am5 untuk memili- ketel uap-arus mengeta-ui klasikasin!a terlebi- a-ulu5 se-ingga apat memili-engan benar an sesuai engan kegunaann!a i inustri Karena (ika sala-alam pemili-an ketel uap akan men!ababkan penggunaan tiak akan

maksimal an apat men!ebabkan masala- ikemuian -arin!a

Berasarkan Fuia !ang mengalir alam pipa

a Ketel *ipa api "


8/33

*aa ketel pipa api5 gas panas mele+ati pipa6pipa an air umpan ketelaa i alam s-ell untuk iruba- men(ai steam Ketel pipa api biaan!aigunakan untuk kapasitas steam sampai $#%%% kg(am engan tekanan $?kg8m) Ketel pipa api apat menggunakan ba-an bakar min!ak bakar5 gas

atau ba-an bkar paat alam operasin!a Untuk alasan ekonomis5 sebagianbesar ketel pipa api ikontruksi sebagai 7paketG boiler " irakit pabrik 'untuksemua ba-an bakar

b Ketel pipa air " +ater tube boiler '

*aa ketel pipa air5 air iumpankan boiler melalui pipa6pipa masukkealam rum Air !ang tersirkulasi ipanaskan ole- gas pembakaranmembentuk steam pa aera- uapalam rum Ketel ini ipili- (ikakebutu-an steam an tekanan steam sangat tinggi seperti paa kasus keteluntuk pembangkit tenaga Ketel !ang moern iran8ang engan kapasitas

http://3.bp.blogspot.com/-7UZOl3ksolY/UVukGYGL2lI/AAAAAAAAAJs/x1TTCRiWK3Y/s1600/ketel+pipa+air.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-cTOyep6MWJo/UVukHSltzQI/AAAAAAAAAJ4/Kio86-0_gGo/s1600/ketel+pipa+api.jpg


9/33

steam antar #&%% D $)%%% ton(am5 engan tekanan sangat tingi Ban!akketel pipa air !ang ikontruksikan se8ara paket (ika igunankan ba-an bakarmin!ak bakar an gasuntuk ketel pipa air !ang menggunakan ba-an bakar paat5 tiak umumiran8ang se8ara paket Karakteristik ketel pipa air sebagai berikut:

a


10/33

Berasarkan letak apur "9urna8e posisition '

a Ketel engan pembakaran i alam "internall! re steam boiler 'alam -ai ini apur beraa "pembakaran ter(ai 'i bagian alam ketel keban!akan ketel pipa api memakai s!stem ini

b Ketel engan pembakaran i luar " outernall! re steam boiler 'alam -ai ini apur beraa "pembakaran ter(ai 'i bagian alam ketel keban!akan ketel pipa air memakai s!stem ini

http://1.bp.blogspot.com/-YiOLBh8vyjo/UVukCAVnKOI/AAAAAAAAAJE/wAe8GJQNB4g/s1600/internally+fired+steam-boiler.gifhttp://2.bp.blogspot.com/-mopcH-PakCw/UVukGAgu-FI/AAAAAAAAAJg/AOqIq9Byj58/s1600/ketel+mobil.jpg


11/33

Berasarkan (umla- lorong "boiler tube '

a Ketel engan lorong tunggal "single tube steam boiler 'paa single tube steam boiler5 -an!a terapat $ lorong sa(a5 lorong apimaupun lorong air Cornis- boiler aala- single re tube boiler an simple,ertikal boiler aala- single +ater tube boiler

b Ketel engan lorong gana " multi tube steam boiler 'multi re tube boiler misaln!a ketel s8ot8- an multi +ater tube boilermisaln!a ketel B an 2 ll

http://4.bp.blogspot.com/-gf4Q6rQStYw/UVukBzHYW8I/AAAAAAAAAJM/MQvpAhUcEPE/s1600/ketel+lorong+tunggal.jpghttp://4.bp.blogspot.com/-RIgElgULmBk/UVukF84yvhI/AAAAAAAAAJc/mkgYM_icKm0/s1600/ketel+pembakaran+luar.jpg


12/33

Berasarkan paa porosn!a tutup rum "s-ell'

a Ketel tegak " ,ertikal steam boiler '5 seperti ketel 8o8-arn5 ketel8larkson ll

b Ketel menatar " -oriHontal steam boiler '5 seperti ketel 8ornis-5lan8as-ire5 s8ot8- ll

http://4.bp.blogspot.com/-zxAsL_82IZU/UVukFVisfqI/AAAAAAAAAJQ/Z0yhbgRykrA/s1600/ketel+mendatar.jpghttp://3.bp.blogspot.com/-n-ctj43dvsk/UVukIpmSS2I/AAAAAAAAAKU/EFjAYrs7qLQ/s1600/ketel+tegak.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-cTOyep6MWJo/UVukHSltzQI/AAAAAAAAAJ4/Kio86-0_gGo/s1600/ketel+pipa+api.jpg


13/33

Berasarkan bentuk an letak pipa

a ketel engan pipa lurus5 bengok an berllekak6lekuk " strig-t5 bentan sinous tubeler -eating sur9a8e '

b ketel engan pipa miring atar an miring tegak " -oriHontal5in8line or ,erti8al tubeler -eating sur9a8e '

http://1.bp.blogspot.com/-7UZOl3ksolY/UVukGYGL2lI/AAAAAAAAAJ0/km5DaLEoq4E/s1600/ketel+pipa+air.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-lw6SI-Y5u8Q/UVukL34lGtI/AAAAAAAAAKs/meHt-QM5TTU/s1600/ketel+uap+pipa+lurus.jpg


14/33

Berasarkan perearan air ketel " +ater 8ir8ulation '

a Ketel engan perearan alam " natural 8ir8ulation steam boiler '

paa natural 8ir8ulation boiler5 perearan air alam ketel ter(ai se8araalami !aitu air !ang ringan naik5 seangkan ter(aila- aliran aliran 8on,eksialami Umumn!a ketel beroperasi se8ara aliran alami5 seperti ketellan8as-ire5 bab8o8k +il8o>

b Ketel engan perearan paksa " 9or8e 8ir8ulation steam boiler '

paa ketel engan aliran paksa5 aliran peksa iperole- ari sebua-pompa 8entri9ugal !ang igerakkan engan elektri8 motor misaln!a la6montboiler5 benson boiler5 loeJer boiler an ,el8an boiler

$) komponen boiler

a E8onomiHer

Economizer ber9ungsi untuk meningkatkan temperatur air" pemanasan a+al' sebelum masuk ke boiler untuk selan(utn!a ialirkan kesteam drum5 komponen ini beraa alam boiler !ang teriri ari rangkaianpipa6pipa "tubes' !ang menerima air ari inlet

Sumber panas !ang iperlukan ole- alat tersebut berasal ari gasbuang alam boiler Air mengalir alam pipaDpipa5 sementara iluar mengalirgas panas !ang berasal ari -asil pembakaran boiler Selan(utn!a steampanas tersebut iman9aatkan untuk memanaskan air se-inggatemperaturn!a meningkat

*enggunaan Economizer untuk pemanasan a+al sangatla- penting5karena:

$ /al tersebut apat meningkatkan esiensi boiler se8arakeseluru-an5 karena panas !ang aa paa steam bisa iman9aatkan untukmelakukan usa-a

) 1engan memanaskan air sebelum air iuba- men(ai steam iBoiler5 berarti mempermua- ker(a Boiler5 -an!a seikit sa(a panas !angperlu itamba-kan

3 *emanasan air -an!a akan mengurangi Thermal Shock paa Boiler

b Steam 1rum


15/33

Ber9ungsi untuk men!impan air alam ,olume !ang besar anuntuk memisa-kan uap ari air setela- proses pemanasan !ang ter(aialam Boiler Se8ara umunm5 aa empat (enis pipa sambungan asar !angber-ubungan engan Steam Drum5 !aitu:

1 !eed "ater Pipe

Ber9ungsi mengalirkan air ari E8onomiHer ke 1istribution *ipe !angpan(angn!a sama persis engan Steam 1rum 1istribute *ipe ber9ungsimengalirkan air ari E8onomiHer se8ara merata keseluru- bagian Steam1rum

) Do#ncomer atau *ipa turun

1itempatkan isepan(ang bagian asar Steam Drum engan (arak!ang sama antara !ang satu engan !ang lainn!a *ipa6pipa ini mengalirkanair ari Steam Drum menu$u %oiler &irculating Pump %oiler "ater &irculating

Pump "B2C*' igunakan untuk memompa air ari Do#ncomer anmensirkulasikann!a menu(u "ater#all !ang kemuian air tersebutipanaskan ole- pembakaran i Boiler an ikirim kembali ke Steam Drum

' "ater#all Pipe

Terletak ikeua sisi Steam Drum an merupakan pipa6pipa ke8il !angbereret ,ertikal alam Boiler5 setiap pipa isambung satu sama lain agarmembentuk selubung !ang kontinu alam Boiler Konstruksi seperti iniisebut konstruksi membran "ater#all bertugas menerima an mengalirkanair ari %oiler &irculating Pump kemuian ipanaskan alam Boiler anialirkan ke Steam Drum

Steam utlet Pipe

Merupakan sambungan terak-ir5 iletakkan ibagian atas Steam Drum untuk memungkinkan Saturated Steam keluar ari Steam Drum menu(uSuperheater

1alam Steam Drum5 Saturated Steam akan ipisa-kan aniteruskan untuk pemanasan lebi- lan(ut i Superheater 5 seangkan airn!atetap beraa alam Steam rum an ialirkan ke Do#n &omer 5 ari siniproses akan imulai lagi

Selain pipa tersebut5 (uga terapat %lo#do#n Pipa !angletakn!a ibagian ba+a- Steam Drum5 tepat iba+a- permukaan air Saatair beruba- men(ai uap5 kotoran6kotoran air akan tetap tinggal i air alamSteam Drum @ika konsentrasi kotoran tersebut men(ai tinggi5 kemurniansteam !ang keluar ari Steam Drum akan terpengaru- an akan terba+a keSuper *eater ataupun ke Turbin Pipa %lo#do#n akan meng-ilangkansebagian kotoran air Boiler ari permukaan Steam Drum5 anmengalirkann!a se-ingga apat mengurangi konsentrasi kotoran alam air


16/33

Boiler5 an paa ak-irn!a apat men(aga Super *eater an Turbin tetapbersi-

8 /EATER

Super-eater

Superheater merupakan kumpulan pipa Boiler !ang terletak i(alanaliran gas panas -asil pembakaran *anas ari gas ini ipina-kan keSaturated Steam !ang aa alam pipa Superheater+ se-ingga beruba-men(ai Super *eated Steam

Superheater ini aa ua bagian5 !aitu Primar, Superheater anSecondar, Superheater Primar, Superheater merupakan pemanas pertama!ang ile+ati ole- Saturate Steam setela- keluar ari Steam drum+ setela-itu baru mele+ati Secondar, Superheater an men(ai Super *eated Steam

S* Steam akan ialirkan untuk memutar *igh Presure Turbin5 an kemuiantekanan an temperaturn!a akan turun

Re6/eater

Setela- tekanan an temperatur S* Steam turun maka S* Steam tersebut akan ikembalikan ke Boiler untuk pemanasan ulang *emanasanulang ini berlangsung i bagian Boiler !ang isebut -e.*eater !angmerupakan kumpulan pipa Boiler !ang iberi panas ari gas pembakaranseperti Superheater @ai -e.*eater ber9ungsi untuk menaikkan temperaturS* Steam tanpa mempengaru-i tekanann!a 1i bagian -e *eater 5 S* Steam akan ikembalikan untuk memutar /ntermediate Presure Turbine(/P) an Lo#

Presure Turbine (LP)

Air *re6/eater

0ir Pre.*eater aala- instrument !ang sistem ker(an!a berputarengan putaran rena- an ber9ungsi untuk memanasi uara pembakaransebelum ikirim ke !urnace *emanas Uara pembakaran tersebut iambilari gas buang -asil pembakaran ari !urnace !ang ialirkan melalui 0ir Pre.*eater sebelum ibuang ke &himne,


17/33

Ba-a!a leakan i8ega- engan peran8angan Boiler !ang tepat5 Boiler -arus8ukup besar untuk memperlambat aliran uara5 se-ingga sebelummeninggalkan Boiler ba-an bakar apat terbakar engan sempurna

a I1


18/33

batubara sesuai engan kebutu-aan !eeder ini menapat suplai batubarari penampung batubara !ang isebut Silo (&oal %unker '

8 Ignitor

*anas !ang iperlukan untuk pembakaran iseiakan ole- /gnitor

Begitu pembakaran imulai5 ba-an bakar !ang terbakar akan memasokpanas !ang 8ukup untuk men!alakan ba-an bakar baru !ang memasukiBoiler an /gnitor apat imatikan

) TURBIN UA*

Kon,ersi energi ter(ai paa Turbine Blaes5 Turbin mempun!aisusunan Blae bergerak berselang seling engan Blae tetap Steam akanmasuk ke Turbin an ialirkan langsung ke Turbin Blaes5 Blaes bergerakan beker(a untuk menguba- energi t-ermal alam Steam men(ai energimekanis berotasi5 !ang men!ebabakan rotor Turbin berputar5 perputaranrotor ini akan menggerakkkan =enerator an ak-irn!a energi mekanikmen(ai energi listrik

/ubungan peralatan serta prinsip ker(a ari Turbin itun(ukkan paagambar Bagian D bagian ari Turbin:

a NoHel

Ber9ungsi untuk meruba- energi "pipa pan8ar' potensial men(aienergi kinetik ari steam

b Blaes

Ber9ungsi untuk meruba- tenaga ke8epatn men(ai tenaga putar

8 1is8k "roa turbin'

Ber9ungsi untuk meneruskan tenaga putar turbin kepaa pesa+at!ang igerakkan Tenaga !ang i-asilkan aala- tenaga makanis steam


19/33

=ambar ). *rinsip Ker(a ari Turbin

@ai prinsip ker(a Turbin aala- tenaga potensial steam iuba- men(aitanaga kinetis paa NoHel an tenaga kinetis ini iuba- men(ai tenagaputar paa Blae5 engan melalui 1is8k tenaga putar iuba- men(ai tenagamekanis paa poros

3 KN1ENSR

Konensor aala- alat untuk membuat konensasi ba-an peningingas ari kompresor engan su-u tinggi an tekanan tinggi Untukpenempatan!a seniri5 konensor itempatkan iluar ruangan !ang seangiinginkan5 agar apat membuang panasn!a keluar Konensor merupakan (aringan pipa !ang ber9ungsi sebagai pengembunan Re9rigerant !ang !angipompakan ari kompresor akan mengalami penekanan se-ingga mengalirke pipa konensor5 kemuian mengalami pengembunan 1ari sini re9rigerant!ang sua- mengembun an men(ai Hat 8air akan mengalir menu(u pipa

e,aporatorKonensor aala- sala- satu (enis mesin penukar kalor "-eat e>8-anger'!ang ber9ungsi untuk mengkonensasikan Fuia ker(aSe8ara umum5 terapat ) (enis konensor !aitu :

$ Sur9a8e 8onenser

http://karangpundung.blogspot.com/2011/05/definisi-evaporator-adalah.htmlhttp://karangpundung.blogspot.com/2011/05/definisi-evaporator-adalah.html


20/33

*rinsip ker(a sur9a8e 8onenser Steam masuk ke alam s-ell konensormelalui steam inlet 8onne8tion paa bagian atas konensor Steam kemuianbersinggungan engan tube konensor !ang bertemperatur rena- se-inggatemperatur steam turun an terkonensasi5 meng-asilkan konensat !angterkumpul paa -ot+ellTemperatur rena- paa tube i(aga engan 8ara

mensirkulasikan air !ang men!erap kalor ari steam paa proseskonensasi Kalor !ang imaksu isini isebut kalor laten penguapan anterkaang isebut (uga kalor konensasi "-eat o9 8onensation' alamlingkup ba-asan konensor Konensat !ang terkumpul i -ot+ell kemuianipina-kan ari konensor engan menggunakan pompa konensat kee>-aust konensat

Ketika meninggalkan konensor5 -ampir keseluru-an steam tela-terkonensasi ke8uali bagian !ang (enu- ari uara !ang aa i alamsistem Uara !ang aa i alam sistem se8ara umum timbul akibat aan!akebo8oran paa perpipaan5 s-a9t seal5 katup6katup5 an sebagain!a

Uara ini masuk ke alam konensor bersama engan steam Uarai(enu-kan ole- uap air5 kemuian mele+ati air 8ooling se8tion imana8ampuran antara uap an uara iinginkan untuk selan(utn!a ibuang arikonensor engan menggunakan air e(e8tors !ang ber9ungsi untukmemperta-ankan ,a8uum i konensorUntuk meng-ilangkan uara !ang terlarut alm konensat akibat aan!auara i konensor5 ilakukan e6aeration 1e6aeration ilakukan ikonensor engan memanaskan konensat engan steam agar uara !angterlalut paa konensat akan menguap Uara kemuian itarik ke air8ooling se8tion engan meman9aatkan tekanan rena- !ang ter(ai paa air8ooling se8tion Air e(e8tor kemuian akan memina-kan uara ari sistem

a /oriHontal konenser

Air peningin masuk konensor melalui bagian ba+a-5 kemuianmasuk ke alam pipa6pipa peningin an keluar paa bagian atasSeangkan arus panas masuk le+at bagian tenga- konenser an keluarsebagai konensat paa bagian ba+a- konensor

b Verti8al 8onenser

Air peningin masuk konensor melalui bagian ba+a-5 kemuianmasuk ke alam pipa6pipa peningin an keluar paa bagian atasSeangkan arus panas masuk le+at bagian atas konenser an keluarsebagai konensat paa bagian ba+a- konensor

) 1ire8t68onta8t 8onenser

1ire8t68onta8t 8onenser mengkonensasikan steam enganmen8ampurn!a langsung engan air peningin1ire8t68onta8t atau open


21/33

8onenser igunakan paa beberapa kasus k-usus5 seperti :$ =eot-ermal po+erplant) *aa po+erplant !ang menggunakan perbeaan temperatur i air laut"TEC'

Spra! Conenser

*aa spra! 8onenser5 pen8ampuran steam engan air peninginilakukan engan (alan men!emprotkan air ke steam Se-ingga steam !angkeluar ari e>-aust turbin paa bagian ba+a- ber8ampur engan airpeningin paa bagian tenga- meng-asilkan konensat !ang menekati9ase saturateKemuian ipompakan kembali ke 8ooling To+er Sebagianari konensat ikembalikan ke boiler sebagai 9ee+ater Sisan!aiinginkan5 biasan!a ialam r!6 "8lose6' 8ooling to+er Air !angiinginkan paa Cooling to+er isemprotkan ke e>-aust turbin an prosesberulang

# =ENERATR

=enerator aala- alat untuk membangkitkan listrik5 generator seniriteriri ari stator an rotor Rotor i-ubungkan engan s-a9t turbin se-inggaberputar bersam6sama Stator bars i alam sebua- generator memba+aarus -ubungan output pembangkit Arus 1ire8t Current "1C' ialirkan melaluiBrus- =ear !ang langsung bersentu-an engan slip ring !ang ipasang (aisatu engan rotor se-ingga akan timbul mean magnet "Fu>' @ika rotorberputar 5 mean magnet tersebut memotong kumparan i stator se-inggapaa u(ung6u(ung kumparan stator timbul tegangan listrik Untuk pen!eiaanarus listrik =enerator iambilkan arus 1C ari luar Setela- sesaat

generator timbul tegangan5 se-ingga melalui e>itasi trans9ormer arus ACakan iseara-kan ole- re8tier an arus 1C akan kembali ke =enerator5proses ini isebut engan Sel9 E>8itation 1alam sistem tenaga5 isamping=enerator men!uplai listrik ke (aringan e>tra tinggi &%% KV5 (uga ipakaiuntuk pemakaian seniri imana tegangan output =enerator iturunkanmelalui trans9ormer sesuai engan kebutu-an Untuk kebutu-an saat startiambilkan ari $&% KV line Untuk sistem tegangan ekstra tinggi tenagalistrik !ang i-asilkan ole- *o+er *lant isupl! ke (aringan sebesar &%% KVan selan(utn!a ole- beberapa trans9ormer tegangann!a iturunkan sesuaiengan kebutu-an


22/33

C SKEMA *EMBAN=KIT ;ISTRIK TENA=A UA*

$*rinsip ker(a *;TU

*;TU menggunakan Fuia ker(a air uap !ang bersirkulasi se8aratertutup Siklus tertutup artin!a menggunakan Fuia !ang sama se8ara

berulang6ulang Urutan sirkulasin!a se8ara singkat aala- sebagai berikut :

*ertama air iisikan ke boiler -ingga mengisi penu- seluru- luaspermukaan pemina- panas 1ialam boiler air ini ipanaskan engan gaspanas -asil pembakaran ba-an bakar engan uara se-ingga beruba-men(ai uap

Keua5 uap -asil prouksi boiler engan tekanan an temperaturtertentu iara-kan untuk memutar turbin se-ingga meng-asilkan a!amekanik berupa putaran =enerator !ang ikopel langsung engan turbinberputar meng-asilkan energi listrik sebagai -asil ari perputaran meanmagnet alam kumparan Ketiga5 uap bekas keluar turbin masuk kekonensor untuk iinginkan engan air peningin se-ingga beruba-kembali men(ai air Air konensat -asil konensasi uap kemuian igunakanlagi sebagai air pengisi boiler

1emikian siklus air uap "Fuia ker(a' ini berlangsung se8ara berulang6

ulang an terus menerus *utaran turbin igunakan untuk memutargenerator !ang ikopel langsung engan turbin se-ingga ketika turbinberputar i-asilkan energi listrik ari terminal output generator

Tiap unit *;TU teriri ari boiler "steam generator' engan siklussuper-eat an atau re-eat5 turbin uap5 an generator engan pengaturtegangan AVR "Automati8 Voltage Regulator'


23/33

Ba-an bakar ipasok ke unit ari sistem penanganan ba-an bakarBa-an bakar min!ak isimpan alam tangki perseiaan an i istribusikanke unit melalui tangki -arian BBM Ba-an bakar min!ak /S1 "lig-t 9uel oil'igunakan untuk start up boiler

Batubara ikirim melalui laut5 isimpan paa tempat penimbunansto8kpiles Terapat penimbunan -iup "li,e' an sto8kpiles mati "ea'Batubara i istribusikan ke unit *;TU ari sto8kpiles -iup melalui sta8ker re8laimer !ang iseiakan atau engan oHer melalui -opper ba+a- tana-

Air penamba- iperlukan untuk mengganti air !ang -ilang melaluiblo+ o+n5 ,ent serta rain Air ini iperole- ari unit pemurnian air Airbaku i-asilkan ari unit esalinasi !ang mengambil air laut ari kanalmasuk sistem air peningin

Air peningin "8ooling +ater' ipasok ole- sistem air peningin utama"8ir8ulating +ater'5 an sistem air peningin bantu Sistem air peningin

utama mengambil air ari kanal masuk untuk air peningin konensor an-eat e>8-anger sistem peningin bantu Sistem air peningin bantumela!ani alat bantu boiler an turbin Sistem ini iseiakan untuk pusatpembangkit !ang teriri ari beberapa unit !ang saling ter-ubung"interkoneksi' antar unit

=as buang setela- mele+ati pemanas uara "air -eater' regenerati9an penangkap abu "ele8trostati8 pre8ipitator' ibuang ke atmosr melalui8erobong !ang tinggi Instrumentasi igunakan untuk memantau gas buangan memastikan memenu-i pers!aratan lingkungan

) siklus termoinamika *;TU

Skema siklus Rankine ieal seer-ana apat ili-at paa gambar & berikutini


24/33

=ambar & skema siklus Rankine ieal seer-ana

Skema paa gambar & apat igambarkan garis ker(an!a paa iagram T6sseperti paa gambar . berikut ini

=ambar . iagram T6s untuk siklus Rankine ieal seer-ana

Keterangan gambar . :

*roses $ D ) aala- proses paa tekanan konstan !ang berlangsung paaboiler *aa proses ini kalor masuk ke alam sistem "L in'

*roses ) D 3 aala- proses ekspansi isentropis "aiabatis re,ersibel' !angberlangsung i alam turbin uap *aa proses ini ter(ai ker(a keluar sistem"2out'

http://djukarna.wordpress.com/siklus-rankine/ts-rankine/http://djukarna.wordpress.com/siklus-rankine/skema-rankine-sederhana/


25/33

*roses 3 D # aala- proses paa tekanan konstan !ang berlangsung i alamkonensor *aa proses ini kalor keluar ari sistem "pembuang kalor' "Lout'

*roses # D $ aala- proses penekanan se8ara isentropis ole- pompa *aaproses ini ker(a masuk ke alam sistem "2in'

*aa siklus Rankine ieal seer-ana Air ipompa ole- pompa pengisi boilerke alam boiler *ompa !ang bertugas untuk memompakan air ke alamboiler isebut 2eed #ater pump *ompa ini -arus apat menekan air ke boilerengan tekanan !ang 8ukup tinggi "sesuai engan tekanan ker(a siklus'Se8ara ieal pompa beker(a menurut proses isentropis "aiabatis re,ersibel'an se8ara aktual pompa beker(a menurut proses aiabatis irre,ersibel

1i alam boiler5 air !ang bertekanan tinggi ipanaskan -ingga men(ai uappanas lan(ut5 prosesn!a aala- sebagai berikut:

$ Ekonomiser5 air pertama6tama masuk ke ekonomiser Ekonomierber9ungsi sebagai pemanas a+al Sesuai naman!a alat ini ber9ungsiuntuk meningkatkan esiensi boiler engan 8ara menggunakan panassisa gas buang untuk memanaskan a+al air !ang masuk ke boiler

) E,aporator5 ari ekonomiser5 air masuk ke rum penampung air ie,aporator 1i alam e,aporator air ipanaskan melalui pipa6pipae,aporasi -ingga beruba- men(ai uap Uap air !ang keluar arie,aporator aala- uap (enu-

3 Super-eater5 selan(utn!a uap (enu- ari e,aporator masuk kesuper-eater Super-eater aala- alat penukar kalor !ang iran8ang

k-usus untuk memanaskan uap (enu- men(ai uap panas lan(utengan menggunakan gas panas -asil pembakaran Uap panas lan(ut!ang keluar ari super-eater siap igunakan untuk memutar turbinuap

Uap panas lan(ut ari boiler kemuian ialirkan ke turbin uap melalui pipa Dpipa uap 1i alam turbin uap 5 uap panas lan(ut iekspansikan anigunakan untuk memutar rotor turbin uap *roses ekspansi i alam turbinuap berlangsung melalui beberapa ta-ap !aitu :

$ *roses ekspansi a+al i alam turbin tekanan tinggi "roa Curtis'

Uap panas lan(ut !ang bertekanan tinggi iekspansikan i nosel ankemuian igunakan untuk memutar roa Curtis Roa Curtis aala- turbinuap (enis turbin implus *aa roa Curtis ter(ai penurunan tekanan !angsignikan

) *roses ekspansi paa turbin tingkat menenga-


26/33

Turbin tingkat menenga- menggunakan turbin (enis reaksi an tersusun atasbeberapa tingkat turbin

3 *roses ekspansi tingkat ak-ir

*aa tingkat ak-ir ini uap terus iekspansikan -ingga tekanan sangat rena-"biasan!a iba+a- tekanan atmosr ' engan bantuan konensor

*utaran poros !ang i-asilkan ari proses ekspansi uap panas lan(ut ialam turbin igunakan untuk memutar beban Beban apat berupagenerator listrik seperti i *;TU atau propeler "baling6baling' untukmenggerak kapal

Uap tekanan rena- ari turbin uap mengalir ke konensor 1i alamkonensor5 uap iinginkan engan meia peningin air -ingga beruba- 9asemen(ai air Kemuian air itampung i alam tangki an ipisa-kan ari

gas6gas !ang tersisa an siap untuk ipompa ke alam boiler ole- pompapengisi boiler *roses ini terus berlan(ut an berulang membentuk sebua-siklus !ang isebut siklus Rankine

*aa siklus Rankine ieal Ke # alat ianggap beker(a paa konisi Stead,3o# Se-ingga persamaan energi untuk konisi stead, 3o# apat itulis :

Beberapa proses !ang berlangsung paa masing6masing alat aala- :

Ker(a pompa :

1imana aala- ,olume spesi9ik !ang besarn!a

Kalor masuk ke boiler :

http://djukarna.wordpress.com/siklus-rankine/r10-2/http://djukarna.wordpress.com/siklus-rankine/r4-2/http://djukarna.wordpress.com/siklus-rankine/r3-2/


27/33

Ker(a !ang i-asilkan turbin uap :

Kalor !ang ibuang ole- konensor :

Esiensi t-ermal siklus Rankine ieal seer-ana apat i-itung :

1imana :Untuk meng-itung kiner(a siklus Rankine5 iperlukan tabel si9at6si9at air anuap air

1 ANA;ISA MATEMATIS *EN=ARU/ TEM*ERATUR TER/A1A* E


28/33

Kondisi 1

*aa konisi $ siklus pltu memiliki parameter tekanan uap masuk turbin3Mpa an temperatur 3)%%C sementara tekanan konensor sebesar $% Kpa

*$ $% Kpa "sat liOui'

1ari tabel : -$ -9 P$%Kpa 191,8 kJk!

V$ ,9 P$%Kpa %5%%$%$ m3kg

S$ s9 P$%k*a %5.#0 k@

Untuk menentukan -) paa *) 3Mpa

S) s$

2pump ,$ " *) D *$' " %5%%$%$ m3

kg ' Q"3%%% D $%'k*a

35%) k@kg

-) -$ +pump $0$5? k@kg 35%) k@kg 194,82 kJk!

*3 3Mpa

T3 3)%oC

1ari tabel : -3 "04" kJk!S3 .5.)# k@

Untuk menetukan -# paa *# $% k*a " sat mi>'

S# s3

# %50

Maka -# -9 >#-9g $0$? k@kg %0 ")3035) k@kg' 2099,18 kJk!

#$ % &" ' &4 %3%#3 k@kg 6 )%005$?k@kg 0## k@kg

Lin -3 D -) 3%#3 k@kg D $0#5?) k@kg )?#?5$? k@kg

Lout -# D -$ )%005$? k@kg D $0$5? k@kg $0%53? k@kg

t- $6 $ 6 %533 ""(

1ari -asil per-itungan i apat nilai esiensi t-ermaln!a sebesar ""(

Kondisi 2*aa konisi ) parameter silus aala- tekanan uap masuk turbine3Mpa engan temperatur #&%oC sementara tekanan konensor $% k*a


29/33



V$ ,9 P$%Kpa %5%%$%$ m3kg

S$ s9 P$%k*a %5.#0 k@


S) s$

2pump ,$ " *) D *$' " %5%%$%$ m3kg ' Q"3%%% D $%'k*a

35%) k@kg

-) -$ +pump $0$5? k@kg 35%) k@kg 194,82 kJk!

*3 3Mpa

T3 #&%oC

1ari tabel : -3 33## kJk!S3 %?3 k@

Untuk menetukan -# paa *# $% k*a " sat mi>'

S# s3

# %5?&?

Maka -# -9 >#-9g $0$? k@kg %5?&? ")3035) k@kg'

224),1* kJk! #$ % &" ' & 4 % 33##k@kg 6 ))#&5$ k@kg $%0?5?3 k@kg

Lin -3 D -) 33##k@kg D $0#5?) k@kg 3$#05$? k@kg

Lout -# D -$ ))#&5$ k@kg D $0$5? k@kg )%&353 k@kg

t- $6 $ 6 %53#? "4,8(

1ari -asil per-itungan paa siklus *;TU konisi ) iapat nilai esiensit-ermaln!a sebesar "4,8(

Kondisi "

*aa konisi 3 tekanan uap masuk turbin sama engan konisi $ an )sebesar 3 Mpa namun temperatur n!a i naikan men(ai .%%oCsementara tekanan konensor sama sebesar $% k*a



30/33


V$ ,9 P$%Kpa %5%%$%$ m3kg

S$ s9 P$%k*a %5.#0 k@


S) s$

2pump ,$ " *) D *$' " %5%%$%$ m3kg ' Q"3%%% D $%'k*a

35%) k@kg

-) -$ +pump $0$5? k@kg 35%) k@kg 194,82 kJk!

*3 3Mpa

T3 .%%oC1ari tabel : -3 "+82 kJk!

S3 *)08 kJ Untuk menetukan -# paa *# $% k*a " sat mi>'

S# s3

# %50$#

Maka -# -9 >#-9g $0$? k@kg %%50$# ")3035) k@kg' 2"*9,18 kJk!#$ % &" ' &4 % 3.?)k@kg6 )305$? k@kg $3%)5?) k@kg

Lin -3 D -) 3.?)k@kg D $0#5?) k@kg 3#?5$? k@kgLout -# D -$ )305$? k@kg D $0$5? k@kg )$?53? k@kg

t- $6 $ 6 %533 "*,"(

ari -asil per-itungan paa konisi 3 iapatkan nilai esiensi t-ermalsebesar "*,"(

&-si. -n-.is- /

ari -asil per-itungan i keta-ui ba-+a setiap kenaikan temperaturmasuk turbin maka akan menaikan esiensi t-ermal ari sikluspembangkit listrik tenaga uap 1apat i li-at ari grak i ba+a-


31/33

=rak peruba-an esiensi ter-aap peruba-an temperatur

Begitu pula paa a!a turbin 5 semakin tinggi temperatur !ang i -asilkanboiler maka semakin tinggi pula a!a !ang i -asilkan turbin5 apat i li-atari grak


32/33

BAB " KESIMPULAN

*;TU aala- singkatan ari *embangkit ;istrik Tenaga Uap *embangkitini memiliki alat pembakaran !ang inamakan engan Boiler se-inggai-asilkan uap panas kering "steam' !ang akan igunakan untuk memutarsuu6suu turbin Suu6suu turbin !ang berputar akan memutar porosturbin !ang ter-ubung langsung engan poros generator5 se-ingga akanmeng-asilkan energi listrik

1engan menaikan temperatur uap -asil pembakaran i boiler makaakan mempengaru-i a!a turbin an esiensi arisuatu siklus rankine paa*;TU 1imana semakin tinggi temperatur !ang i -asilkan boiler maka akansemakin tinggi pula ker(a out put an esiensi ari suatu siklus


33/33

DATAR PUSTAKA

-ttp:tutorialteknikblogspot8om

222==;ECM

2222IKI*E1IACM

2222R1*RESSCM
http://www.google.com/http://www.wikipedia.com/http://www.wordpress.com/http://www.google.com/http://www.wikipedia.com/http://www.wordpress.com/

Pembangkit Listrik Tenaga Uap(1)

Documents

Transcript of Pembangkit Listrik Tenaga Uap(1)