PUSAT LISTRIK TENAGA UAP

BAGIAN-BAGIAN UTAMA PUSAT LISTRIK TANAGA UAP (PLTU)PLTU adalah pembangkit tenaga listrik yang mempergunakan energi kinetik uap air untuk menggerakan turbin. Kemudian turbin dikopel dengan poros generator, maka akan dibangkitkan energi/tenaga listrik.Komponen utama pada system PLTU adalah :

ketel uap yang merupakan pembuat uapturbin uap yang merupakan penggerak utamaalternator/generator, pembangkit tanaga listriksuper heater, pemanas uap lanjutekonomiser, pemanas pendahuluan airkondensor, pendingin uap

KETEL UAPKetel uap berfungsi sebagai tempat untuk menghasilkan uap, energi kinetiknya digunakan untuk memutar turbin. Uap yang dihasilkan mempunyai suhu dan tekanan tertentu sedemikian hingga dapat beroperasi seefesien mungkin. Biasanya ada perbedaan temperature untuk unit daya rendah dan untuk unit daya tinggi, missal : 125 C (daya rendah) dan 650 C (daya tinggi).

TURBINTurbin merupakan mesin penggerak, di mana energi fluida kerja dipergunakan langsung untuk memutarnya. Dengan adanya energi kinetis uap yang digunakan langsung untuk memutar turbin, maka dapat dikatakan juga disini, bahwa kemajuan teknologi turbin banyak dipengaruhi oleh kondisi uap yang dihasilkan. Tujuan yang ingin dicapai oleh teknologi turbin adalah mengambil manfaat sebesar-besarnya dari energi fluida kerja yang tersedia, mengubahnya menjadi energi mekanis dengan efesiensi maksimum.

Turbin uap dapat merupakan turbin impuls atau turbin reaksi. Turbin impuls adalah turbin di mana proses ekspansi (penurunan tekanan) dari fluida kerjanya hanya terjadi di dalam baris sudu-sudu tetapnya saja.

TURBINSedangkan turbin reaksi adalah turbin di mana proses ekspansi dari fluida kerjanya terjadi di dalam baris sudu-sudu tetap maupun sudu-sudu geraknya.

Turbin impuls dapat merupakan impuls sederhana (bertingkat tunggal), turbin impuls kecepatan bertingkat (turbin Curtis) dan turbin impuls tekanan bertingkat (turbin Rateau).

Sedangkan di dalam turbin reaksi proses ekspansi (penurunan tekanan) terjadi baik di dalam baris-baris sudu tetap maupun sudu geraknya. Turbin reaksi juga dinamai Parsons.

GENERATORGenerator merupakan mesin pembangkit tenaga listrik yang energi mekanisnya diperoleh dari gerak rotasi turbin

PLTU 250 MVA di Semarang

TURBIN UAP

PLTU 10 MVA

TIPE PEMBANGKITAN PLTUAda dua system dalam pembangkitan tenaga listrik, yaitu :system tertutupSistem terbuka

Pada PLTU tanpa kondensasi, uap yang keluar dari turbin mempunyai tekanan lebih besar dari tekanan atmosfir. Uap ini dapat digunakan untuk memanasi air yang akan masuk ketel atau untuk proses-proses industri lain.

Sistem Terbuka

Sistem Tertutup

Ekonomiser

Overder Interdek Intertube InterbankTIPE-TIPE PEMANAS

TURBIN UAP1. BANTALAN MOTOR4. KATUB TURBIN7. ROTOR GENERATOR2. MOTOR TURBIN5. JALAN KELUAR UAP8. STATOR GENERATOR3. RUMAH TURBIN6. UAP KE KOMPRESOR9. PENGUAT GENERATOR

Pada PLTU dengan kondensasi, uap yang keluar dari turbin masuk ke dalam kondensor, uap ini dikondensasikan, sehingga menghasilkan air. Air ini disebut air kondensat. Tekanan dalam kondensor lebih kecil dari tekanan atmosfir (tekanan dalam kondensor dikurangi oleh pompa vakum).

Keuntungan utama dari system dengan kondensasi adalah penambahan energi yang dapat diambil per kilogram uap dan daya yang lebih besar dapat dibangkitkan oleh turbin tersebut, jika dibandingkan dengan system tanpa kondensasi. Bahan bakar yang digunakan pada PLTU ada dua macam, yaitu batubara dan residu.

PRINSIP KERJA PLTU Adapun cara kerja/prinsip kerja PLTU adalah berdasarkan siklus Rankine. Siklus Rankine terdiri dari beberapa proses sebagai berikut :Proses pemompaan isentropik, di dalam pompaProses pemasukan kalor atau pemanasan pada tekanan konstan, di dalam ketelProses ekspansi isentropik di dalam turbin atau mesin uap lainnyaProses pengeluaran kalor atau pengembunan pada tekanan kosntan, di dalam kondensator

Secara sederhana prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :

Air masuk ke sistem destilasi (proses pemurnian) menjadi air suling, kemudian ke pompa masuk ke tangki air (reservoir). Kemudian melalui demineraliser, di mana terjadi pemisahan mineral-mineral, air dimasukkan ke dalam tangki berikutnya. Temperatur iar di sini sekitar 34 C. Melalui ekonomiser air ditingkatkan suhunya, kemudian ke pemanas tekanan rendah ke pemanas tekanan tinggi, sampai suhu 70 C. Pemanasan ini perlu dilakukan untuk menghindari adanya tekanan termal (perubahan suhu mendadak) yang akan merusak tabung boiler. Sesudah melalui pemanasan ini, air dialirkan ke boiler untuk diuapkan. Selanjutnya ke pemanas lanjut primer dan pemanas lanjut sekunder mengalir menggerakkan turbin.

Dalam kenyataannya siklus sistem turbin uap menyimpang dari siklus Rankine, hal ini disebabkan beberapa faktor, yaitu :

Kerugian dalam pipa/saluran fluida kerja, yaitu kerugian gesekan dan kerugian kalor ke atmosfer sekitarnya, menyebabkan tekanan dan temperatur uap masuk turbin menjadi lebih rendah dari pada keadaan yang ideal.Di dalam ketel uapnya sendiri juga terjadi kerugian tekanan, dengan demikian, maka air masuk ke dalam ketel harus bertekanan lebih tinggi daripada tekanan uap yang harus dihasilkan, sehingga diperlukan kerja pompa yang lebih besar pula.Kerugian energi di dalam turbin terutama terjadi karena adanya gesekan antara fluida kerja dan bagian-bagian dari turbinKerugian yang dialami oleh pompa-pompaKerugian lain-lain diantaranya kerugian kerugian kalor ke atmosfer dan kerugian di dalam kondensator

Salah satu usaha untuk meningkatkan efesiensi turbin adalah dengan jalan menaikkan tekanan uap dan pemanasan ulang. Dengan pemanasanulang bukan saja diperoleh efesiensi yang lebih baik, tetapi juga untuk menghindari uap keluar turbin dengan kadar air yang terlampau tinggi. Dengan pemanasan ulang, turbin dibagi menjadi dua bagian, yaitu : turbin tekanan tinggi dan turbin tekanan rendah. Uap yang keluar dari turbin tekanan tinggi dipanaskan kembali dalam ketel, kemudian masuk dalam turbin tekanan rendah. Tipe ini dapat dibedakan atas pemakaian bahan bakarnya, yaitu minyak, batu bara dan gas.

Perbedaan penggunaan bahan bakar ini menyebabkan perbedaab instalasi sistem proses pembakaran untuk mendapatkan kalor panas; selain itu perbedaan lainnya adalah bahwa PLTU batu bara memerlukan halaman untuk penampungan batu bara, pengopak dan pengakut minyak, sedangkan PLTU gas juga memerlukan peralatan ini.

Siklus Rankine Dengan Pemanasan Ulang

Diagram P-V Siklus Rankine

Diagram TS Siklus Rankine

Diagram HS Siklus Rankine