BATUBARABatubara terdiri dari beberapa komponen utama yaitu:1. Moisture / uap air2. Volatile matter / mis: atom oksigen dan hidrogen3. Carbon4. AshBatubara yang dikatakan baik adalah batubara yang mengandung moisture/uap air yang kecil dan kandungan karbon yang besar.KALORIPada awal mulanya, kalori adalah satuan energi yang digunakan untuk menyatakan panas. Namun kemudian meluas menjadi satuan food energy (bahasa indonesianya apa ya??).Mis: di label pembungkus makanan, sering ditemui tulisan Calories : 150Nah, kalo yang di makanan ini, ane kurang mengerti gimana hitungnya ya??heheheKalau kalori yang merupakan satuan panas ada beberapa definisi yang serupa, antara lain:1. Energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air dari suhu 14,5 deg C 15,5 deg C pada tekanan standar atmosfir.2. Energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air dari suhu 19,5 deg C 20,5 deg C pada tekanan standar atmosfir.3. Energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air dari suhu 3,5 deg C 4,5 deg C pada tekanan standar atmosfir.Energi 1 kalori diatas kira-kira sama dengan 4,1852 4,1858 J (point 1 & 2) dan 4,204 J (point 3).Tambah lagi bingungnya nekok energi yang digunakan untuk memanaskan 1 gram air yang sama pada tekanan yang sama NAMUN pada suhu yang berbeda, energinya tidak berbeda jauh?? *meneketeheLalu kalau kilokalori itu apaan?Sama saja seperti yang diatas..hanya saja, jumlah berat air yang harus dinaikkan suhunya adalah sebanyak 1 KG.Ingat..ingatVOLUME tidak sama dengan BERAT/massa.Volume air 1 Liter bisa jadi beratnya tidak 1 KG, begitu pula sebaliknya.ok lanjutSFC (specific fuel consumption)adalah konsumsi/pemakaian batubara per jam. (umumnya sih satuan yang digunakan ton/jam, dapat dipilih satuan lain bila diperlukan).Kalau pertanyaannya, bagaimana menghitung nilai kalor batubara, itu ane kagak tahu..hehehe..tapi ya kemungkinan caranya begini:1. Ambil batubara2. Masukkan ke alat penghitung nilai kalor batubara3. Pencet sana pencet siniblaaarrr!!!! keluar deh nilai kalor batubaranya.PLTU dengan boiler PC, lebih sensitif terhadap pemilihan batubara sehingga desain PLTU sebisa mungkin sesuai dengan spesifikasi batubara yang digunakan.PLTU dengan boiler CFB, lebih fleksibel dengan macam-macam batubara yang digunakan.Nilai kalori coal yang digunakan di PLN berbeda-beda.Di PLTU Asam asam KALSEL, menggunakan batubara dengan kalori 4425 kkal/Kg (kalau tidak salah).Proyek percepatan 10.000 MW, menggunakan batubara dengan kalori 3700 4300 kkal/Kg.PLTU Suralaya, standard designnya menggunakan batubara 5100 kkal/Kg (katanya orang IP).Nilai kalori ini menyatakan berapa besar nilai energi panas yang bisa dihasilkan dalam 1 kg batubara. Semakin besar nilai kalori, semakin baik batubara tersebut dan semakin mahal pula lah harganya.Oceeeitu sekarang baru spesifikasi batubara yang akan digunakan.Sekarang tentukan berapa kapasitas pembangkitnya.Ambil lah misalnya 2 x 100 MW.Batubara tidak lain tidak bukan hanya digunakan untuk mendidihkan air yang masuk ke boiler untuk mencapai suhu tertentu.Nah, disinilah baru dihitung, berapa suhu air masuk boiler masuk, berapa suhu uap keluar boiler, berapa uap yang ingin dihasilkan untuk menggerakkan turbin 2 x 100 MW tadi. (mulai pusing ne).Ambil gampang aja timbang pusingMisal ingin memanaskan 1 kg air dari suhu 25 deg C menjadi 90 deg C menggunakan batubara dengan spek batubara 5000 kkal/kg.Begini hitungannya:Diketahui :T1 = 25 deg CT2 = 90 deg CT2-T1 = 65 deg CSpek Batubara = 5000 kkal/KgDitanya : berapa batubara yang dibutuhkan?Jawab:Sesuai definisi 1 kkal, maka untuk menaikkan suhu air 1 kg sebesar 65 deg C maka dibutuhkan 65 kkal. Betul?Jadi batubara yang dibutuhkan = 65 kkal / 5000 kkal/kg = 0,013 kg = 13 gr (kok kecil amat ya??ga salah ne..huehehehe, aku aja kaget kok kecil amat ya?)Emmm..tapi ingat, definisi 1 kalori adalah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu air dari suhu 19,5 20,5 deg C. Kalau mau sampai suhu 90 deg C, mungkin butuh energi lebih besar atau lebih kecil dari hitung-hitungan seperti tersebut diatas..Karena faktor tekanan air sangat berpengaruh pada titik didih air.Contoh kasusnya gampang saja kok, air yang mendidih di daerah pegunungan pasti suhu didihnya tidak sampai 100 deg C..(ingat rumus PV = nRT)..-. Semakin tinggi tekanan udara, semakin tinggi pula suhu yang dihasilkan.-. Semakin rendah tekanan udara, semakin rendah pula suhu yang dihasilkan.Perhitungan diatas lalu ditarik untuk menghitung konsumsi batubara yang digunakan untuk mendidihkan air hingga suhu minimal 500 deg C dan berat air yang dipanaskan mencapai ratusan ton air per jamnya.Sederhananya, begini saja deh :1. Cari berapa keluaran energi PLTU selama 1 jam. (kwh)2. Cari berapa konsumsi batubara PLTU selama 1 jam. (kg)3. Cari spesifikasi batubara yang digunakan. (kkal/kg)4. Kalikan konsumsi batubara per jam dgn spek batubara yang digunakan. (kg*kkal/kg, coret satuan kg sehingga diperoleh angka dengan satuan KKAL saja)5. Bagi kedua angka diatas (angka pada point 1 dan 4) dengan menjadikan angka pada point 4 sebagai pembilang dan angka point 1 sebagai penyebut, diperolehlah satuan kkal/kwh yang sering disebut dengan PLANT HEAT RATEDi tulisan Mengenal PLTU (1) saya sudah menuliskan tentang bagaimana mencari heat rate pembangkit dan mengenal sekilas tentang batubara sebagai bahan bakar utama PLTU.Sekarang dalam tulisan ini, saya akan menuliskan tentang kondisi batubara setelah proses pembakaran batubara di boiler.Hasil pembakaran batubara di boiler menghasilkan dua produk utama yaitu flue gas dan ash. Ash disini pun dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu bottom ash dan fly ash.Bottom ash adalah abu hasil pembakaran batubara yang memiliki masa lebih berat dibandingkan dengan fly ash sehingga bottom ash langsung turun menuju bagian bawah boiler setelah terjadi pembakaran batubara. Sedangkan fly ash merupakan abu yang ringan sehingga ikut terbawa ke dalam aliran gas (flue gas) yang akan dialirkan menuju stack.Penanganan bottom ash relatif lebih mudah ketimbang fly ash. Karena sifatnya yang berat, bottom ash cukup diberi wadah ala kadarnya di bagian bawah penampung ash (primary ash silo) hasil pembakaran batubara di boiler. Ya, sebenarnya tidak sebegitu ala kadarnya. Itu hanya bahasa yang digunakan untuk menyatakan bahwa tidak terlalu repot untuk menangani bottom ash.Yang membutuhkan penanganan relatif lebih sulit adalah fly ash. Oleh karena sifatnya yang ringan, maka fly ash tercampur ke dalam flue gas dan memiliki kemungkinan untuk keluar dari stack sebagai partikel padat terlarut. Hal ini tentunya tidak boleh dan membahayakan bagi lingkungan.Oleh karena itulah, kemudian dipasang ESP (Electro Static Precipitator). Terjemahan bebas dari ESP adalah alat pengendap elektro statis atau bila ditilik dari penggunaan pada kondisi realnya, ESP adalah alat yang digunakan untuk menangkap debu dengan menggunakan prinsip elektrostatis.Dan yang lebih membanggakan lagi adalah, ESP ini dapat menangkap hingga 99% fly ash.Haaa??? besar amat..99%..Bagaimana mungkin?Yup..ESP bekerja dengan memanfaatkan prinsip elektrostatis. Coba ingat dulu saat masih zaman sekolah pakai celana pendek, ada percobaan gosok menggosok penggaris mika di rambut, kemudian didekatkan ke potongan kertas kecil dantralalakertas-kertas tersebut tertarik ke penggaris mika. Atau ada contoh lain ne..tadi pagi saat baru menyetrika celana kain saya, tidak sengaja tertaruh dekat ke kaki. Dan voiilabulu kuduk di sekitaran kaki yang didekatkan dengan celana kain tersebut, berdiri beraturan seperti tertarik oleh celana kain tersebut.Kenapa bisa seperti itu? Hal itu terjadi karena terjadi beda potensial/beda muatan listrik antara dua benda yang berdekatan.Itulah prinsip dasar pengoperasian ESP. Flue gas yang mengandung fly ash, dilewatkan ke dalam alat yang mensuplai aliran DC tegangan tinggi. Partikel fly ash yang lewat melalui alat tersebut akan bermuatan listrik sehingga kemudian dengan keajaiban elektrostatis, maka partikel fly ash akan menempel di sisi elektroda yang memiliki muatan listrik lebih rendah. Begitu saja prinsip dasarnya.Lalu apabila elektroda sudah kotor dengan debu, maka ada alat yang lazim disebut dengan hammering device atau terjemahan bebas dan sembarangannya adalah alat untuk pukul-pukul elektroda yang sudah kotor agar fly ash yang menempel bisa lepas.Ini liat gambarnya aja timbang bingung..(hammering device tidak tampak dalam gambar)

ESP ini sebenarnya sudah cukup untuk mengamankan limbah keluaran PLTU dari sisi pengendalian debu. Namun ESP hanya berfungsi untuk mengeliminir limbah padat saja. Limbah kimia macam SOx dan NOx tidak dapat dieliminir oleh ESP.Untuk mengamankan limbah keluaran PLTU dari sisi kimia itulah yang kemudian diberikan lagi satu alat tambahan yang bernama FGD (Flue Gas Desulfurization).Sesuai dengan namanya, FGD (Flue Gas Desulfurization) adalah alat yang berguna untuk menghilangkan/mereduksi Sulfur Dioksida (SO2) dari flue gas (gas buang) hasil pembakaran batubara PLTU.Kenapa SO2 harus dihilangkan? Karena menurut penyelidikan para ahli kulit ternama di LOreal Institute Paris, SO2 adalah tersangka utama terjadinya hujan asam dan tidak ada seseorang pun di dunia ini yang suka dengan yang namanya hujan asam. Begitu ceritanya saudara-saudara.FGD ditempatkan setelah ESP untuk memastikan tidak terlalu banyak partikel padat yang harus dihandle oleh si FGD sehingga peran FGD benar-benar fokus untuk menangani pengurangan limbah kimia proses pembakaran batubara di PLTU.Gambar dibawah adalah gambar FGD eksisting di PLTU Tanjung Jati-B di Jepara. Aliran flue gas dimulai dari ESP (Electro Static Presipitator) kemudian FGD (Flue gas Desulfurization) dan kemudian menuju Stack (Cerobong Pembuangan Asap).

Bagaimana cara kerjanya?SO2 sudah terbukti di laboratorium uji klinis LOreal sebagai zat yang bersifat asam. Nah untuk menghilangkan sifat asamnya, maka haruslah benda yang asam itu ditemukan dengan bahan-bahan yang bersifat basa atau alkali. Bahan alkali natural yang bisa digunakan adalah air laut karena air laut tersedia dengan melimpah dan murah tentunya.*Tapi perasaan air laut kan sifatnya asin ya..heheheDan inilah reaksi yang terjadi ketika air laut dilewati oleh flue gas yang mengandung SO2.SO2 (gas) + H2O + O2 (gas) SO42- (solid) + 2H+HCO3- + H+ H2O + CO2 (gas)

Gampang saja kan??iya gampang kok..Alatnya juga kecil saja kok..tapi harganya mahal bokk..harga FGD adalah $100/kW. Jadi bayangkan lah kalau misalnya ada PLTU dengan kapasitas 600 MW (600.000 kW) maka harus sediakan duit $10.000.000 untuk membangun sebuah FGD. What a price!!!Sampai disini apakah masih bingung juga??Liat ini gambarnya dibawah biar sedikit tercerahkan.

Gimana? gimana? cukup memuaskan gambar dan penjelasannya.. Sekarang waktunya cabut dan cukup sekian dahulu dari saya. ^_*Salam Joss Jaya!!

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Penjelasan singkat tentang PLTU

Salah satu sumber energi yang digunakan dalam pembangkit tenaga uap adalah batubara, selain itu ada juga yang menggunakan minyak bakara (HSD -high speed diesel- ataupun MFO -marine fuel oil- ) untuk bahan bakar memasak airnya. Selain itu bisa juga di gunakan gas dan nuklir.Dalam PLTU terjadi perubahan dari energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas untuk memanaskan air yang kemudian berubah menjadi energi mekanik yang menggerakkan turbin lalu berubah lagi menjadi energi listrik dlam generator.

Prinsip kerjanya adalah air yang di uapkan dalam sirkulasi yang tertutup, dimana air ini dipanaskan didalam boiler. boiler ini bisa di umpamakan sebagai panci untuk memasak. tapi jangan di bayangkan kalau bentuknya seperti drum ya... karena boiler terdiri atas deretan pipa-pipa yang nantinya berisi air.

air yang sudah dipanaskan didalam boiler ini nantinya dengan suhu tekanan tertentu diarahkan untuk memutar turbin yang nantinya menghasilkan tenaga mekanik berupa putaran. Putaran dari turbin inilah yang digunakan untuk menggerakkan generator yang keluarannya berupa energi listrik.

Uap panas setelah memutar turbin didinginkan lagi dalma kondenser agar dapat di panaskan kembali untuk menghasilkan uap. Meskipun berupa siklus tertutup, tetapi air hasil kondensasi ini bisa saja berkurnag karena adanya kebocoran-kebocoran. Untuk menambah air ini, digunakan make up water. Kriteria air penambah ini harus sama dengan air di boiler. untuk peralatan dalam PLTU di teruskan nanti lagi ya.

**Info dari Internet**

Mengenal PLTU -1PLTU atau pusat listrik tenaga uap adalah pembangkit listrik yang menggunakan uap sebagai fluida kerjanya untuk memutar turbin. Turbin memutar generator yang membangkitkan listrik. Umumnya PLTU menggunakan batubara sebagai bahan bakarnya. Ada juga sih yang menggunakan BBM, tapi saat ini sudah jarang karena tidak ekonomis.Pada PLTU terdapat buanyak sekali peralatan. Mulai dari valve, pompa, motor, fan, boiler, turbin, generator, dan masih banyak lagi dengan jenis yang berbeda-beda. Ada beberapa sistem/siklus utama dalam sebuah PLTU: siklus air dan uap, siklus air pendingin, sistem pengolahan bahan bakar, sistem udara pembakaran, sistem pengolahan air, sistem pengolahan air bekas, dan sistem pengolahan abu.Siklus air dan uap itu adalah suatu siklus dimana air diubah fasanya menjadi uap kering untuk menggerakan turbin, kemudian dikondensasi kembali menjadi air, dan seterusnya.Siklus air pendingin, sesuai dengan namanya, untuk pendinginan Terutama digunakan untuk kondensasi uap hasil ekspansi turbin menjadi air di kondensor. Tergantung dari desain PLTUnya, ada siklus pendingin yang menggunakan air pendingin dari air laut, ada juga yang dari air sungai yang telah diolah sebelumnya di sistem pengolahan air. Kalau yang diambil dari air laut biasanya siklus terbuka, air dihisap dari laut, digunakan untuk mendinginkan kondensor, kemudian langsung dibuang ke laut lagi. Kalau yang diambil dari sungai, ada peralatan yang namanya cooling towercooling tower ada air yang terbuang dan ada penambahan air (make up) juga. untuk mendinginkan air pendingin yang sudah panas karena mendinginkan uap di kondensor. Jadi siklusnya bisa dibilang siklus semi tertutup, gak tertutup full karena di Sistem pengolahan bahan bakar adalah suatu sistem yang mengolah bahan bakar (batu bara) dari tempat penyimpanan awal (stock pile) sampai nantinya digunakan untuk pembakaran di boiler.Sistem udara pembakaran adalah suatu sistem yang berfungsi menyuplai udara untuk pembakaran. Peralatan utama disana adalah fan yang berfungsi menghisap udara dari luar dan menghembuskannya ke dalam boiler untuk pembakaran.Sistem pengolahan air adalah sistem yang mengolah air baku. Di PLTU yang mengambil air dari laut, ada sistem desalination, yakni untuk mengubah air laut menjadi air tawar, kemudian diolah lagi menjadi air demin (air tanpa mineral) melalui proses demineralization. Kalau PLTU yang sumber airnya dari sungai, proses pengolahan awalnya seperti di PDAM, kemudian sebagian digunakan untuk siklus pendingin, sebagian lagi untuk dijadikan air demin yang nantinya digunakan pada siklus air-uap utama.Sistem pengolahan air bekas mengolah air yang sudah dipakai sebelum dibuang ke sungai. Tujuannya biar gak mencemari lingkungan.Sistem pengolahan abu adalah sistem yang mengolah abu hasil pembakaran di boiler. Batubara yang merupakan bahan bakar PLTU menghasilkan produk limbah berupa abu, kayak asap pada kendaraan bermotor. Abu yang dihasilkan sangat banyak. Kalau langsung dibuang begitu saja akan mencemari lingkungan, dan pastinya pengelola PLTU bakal didemo sama masyarakat sekitarnya. Makanya, ada peralatan yang namanya electrostatic precipitator (EP) yang fungsinya menangkap abu. Sehingga abu yang keluar dari cerobong PLTU kadarnya sangat sedikit dan tidak mencemari lingkungan. Abu yang ditangkap oleh EP di-drain secara berkala. Abu hasil pembakaran tersebut bisa dimanfaatkan untuk campuran semen dan bahan campuran pembuat batako. Dan di pulau Jawa hal ini sudah dimanfaatkan.Berikut ini skema sistem/siklus PLTU di tempat saya kerja. Mudah-mudahan gak bingung ngeliatnya, hehe