ASWIN IFFATYANTO UTOMO 21060110120020JOKO SUSILO 21060110110041WAHYU PRASETYA 21060110120019HERIAWAN KUKUH S21060110120017FEBRIAN NUGROHO W 21060110120002M HAMI PRADIPTA 21060110120011RISMANTO ARIF N 21060110120028AGGIE BRENDA V 21060110120007RIZKY PATRA JAYA 21060110110005

Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Bagian-bagian PLTU

OutlineKlasifikasi dan Harga Batubara (Rizky PJ)Coal Handling-Coal Delivery-Pulverised fuel (Aggie B)Boiler (Heriawan K)Turbin Uap (Febrian N)Generator (Wahyu P)Peralatan Tambahan (Joko S dan Rismanto)Contoh Perencanaan Biaya ( M Hami P)

Klasifikasi Batubara1. Lignite (batubara muda atau brown coal)Tingkat terendah dari batu bara, sangat lunak dan mengandung air 70% dari beratnya. Berwarna hitam, sangat rapuh, nilai kalor rendah dengan kandungan karbon yang sangat sedikit, kandungan abu dan sulfur yang banyak.2.Sub bituminusmengandung sedikit karbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.3. BituminusBatu bara yang tebal, berwarna hitam mengkilat, terkadang cokelat tua. Mengandung 86% karbon dari beratnya dengan kandungan abu dan sulfur yang sedikit. 4. Antrasitkelas batu bara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung antara 86% - 98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%.4231

Pada PLTU batubara, bahan bakar yang digunakan adalah batubara uap yang terdiri dari kelas sub bituminus dan bituminus. Lignit juga mulai mendapat tempat sebagai bahan bakar pada PLTU belakangan ini, seiring dengan perkembangan teknologi pembangkitan yang mampu mengakomodasi batubara berkualitas rendah.

KEBUTUHAN BATUBARA UNTUK PLTU TANJUNG JATI B UNIT 3 DAN 4 SEBANYAK 3,4 JUTA TON/TAHUN. WAKTU TEMPUH PENGANGKUTAN BATUBARA DARI KALIMANTAN TIMUR KE JEPARA SEKITAR 2,5 HARIPLTU TANJUNG JATI B KINI MENYUMBANG 25% DARI PLTU BATUBARA YANG ADA DI JAWA (DARI TOTAL 13.000 MW) DAN MENYUMBANG HAMPIR SEPERDELAPAN LISTRIK PADA SISTEM INTERKONEKSI JAWA-BALI (TOTAL 24.000 MW).DENGAN HARGA BATUBARA SAAT INI, PLN MEMBELI 6,5 SEN PER KWH. SEBAGAI PEMBANDING, PLN MEMBELI LISTRIK DARI PEMBANGKIT BERBAHAN BAKAR BBM SEHARGA 23 SEN PER KWHPLTU TANJUNG JATI B AKAN MENGKONSUMSI 8 JUTA TON PERTAHUN ATAU SEPERENAM DARI BATUBARA YANG DIALOKASIKAN UNTUK PLN (TOTAL 50 JUTA TON PER TAHUN).RATA-RATA HARGA BATUBARA PERSEROAN PADA TRIWULAN IV-2011 MASIH BERTENGGER DI US$ 97 PER TON, LALU KEMUDIAN MENURUN MENJADI US$ 94 PER TON DI TRIWULAN I-2012. PADA AKHIR JUNI 2012 KEMBALI MELEMAH KE POSISI US$ 87 PER TON.

Coal handling systemProses sistem penanganan batubara terdiri dari proses pengiriman batubara dari kapal laut ke stockpile (area penimbunan ), dan pengiriman batubara dari stock pile ke plant silo (bunker tempat menampung batubara).

Coal DeliveryPengangkutan batu bara menuju tempat penimbunan batu bara.

Unloading Systembottom dump railcar

top dump railcarBila pengangkutan lewat daratbottom dump railcarPintu untuk unloading berada di bawah rail carbottom dump railcarBagian atas terbuka lebar, untuk unloading dengan cara diputar

port unloading,dengan peralatanBila pengangkutan lewat laut(Dengan barge / kapal)Unloading SystemContinous bucket unloader memiliki maximum unloading rate sebesar 1500 ton/jam

Coal ConveyorUntuk mengangkut batubara dari coal yard ke Pulverizer,

Pulverised fuelPulverizer adalah bagian dari peralatan PLTU yang merupakan mesin penghalus atau pemecah batubara. Batubara dari coal yard diangkut ke pulverizer dengan conveyor belt untuk dipecah atau dihaluskan menjadi bubuk halus batubara,

COAL HANDLING SYSTEM:Vessel Capacity: 70,000 DWT Ship Unloading rate : 1,500 MT/hour x 2 UnitsRate of coal conveyor: 1,500/1,000 MT/hourRate for staking out : 1,500 MT/hour x 2 UnitsRate for reclaiming: 1,000 MT/hour x 2 UnitsCoal Storage Capacity: 630,000 ton (+ 2 month) COAL HANDLING/ SHIP UNLOADER SYSTEM Type : Grab Quantity: Two (2) Nominal capacity: 1,500 Ton/hour each

CONVEYOR BELT Capacity: 1.500 ton/hour Quantity: Two ( 2 )

BoilerBOILER MERUPAKAN BEJANA TERTUTUP DIMANA PANAS PEMBAKARAN DIALIRKAN KE AIR SAMPAI TERBENTUK AIR PANAS ATAUSTEAMBERUPA ENERGI KERJA. AIR ADALAH MEDIA YANG BERGUNA DAN MURAH UNTUK MENGALIRKAN PANAS KE SUATU PROSES. AIR PANAS ATAUSTEAMPADA TEKANAN DAN SUHU TERTENTU MEMPUNYAI NILAI ENERGI YANG KEMUDIAN DIGUNAKAN UNTUK MENGALIRKAN PANAS DALAM BENTUK ENERGI KALOR KE SUATU PROSES.

Komponen-komponen boilerFurnaceKomponen ini merupakan tempat pembakaran bahan bakar. Beberapa bagian darifurnaces diantaranya :refractory, ruang perapian,burner,exhaust for flue gas,charge and discharge door.Steam DrumKomponen ini merupakan tempat penampungan air panas danpembangkitansteam. Steammasih bersifat jenuh (saturated steam).SuperheaterKomponen ini merupakan tempat pengeringansteamdan siap dikirim melaluimain steam pipedan siap untuk menggerakkan turbin uap atau menjalankan proses industri.Air HeaterKomponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan udara luar yang diserap untuk meminimalisasi udara yang lembab yang akan masuk ke dalam tungku pembakaran.EconomizerKomponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnyamaupun air umpan baru.Safety valveKomponen ini merupakan saluran buangsteamjika terjadi keadaan dimana tekanansteammelebihi kemampuan boiler menahan tekanansteam.Blowdown valveKomponen ini merupakan saluran yang berfungsi membuang endapan yang berada di dalam pipasteam.

Klasifikasi Boiler Berdasarkan Tipe PipaFire Tube: Tipe boiler pipa api memiliki karakteristik : menghasilkan kapasitas dan tekanansteamyang rendah.Water Tube: Tipe boiler pipa air memiliki karakteristik : menghasilkan kapasitas dan tekanansteamyang tinggi.

Klasifikasi Boiler Berdasar Bahan Bakar yang digunakanSolid Fuel: Tipe boiler bahan bakar padat memiliki karakteristik : harga bahan baku pembakaran relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang menggunakan bahan bakar cair dan listrik. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandingkan denganboiler tipe listrik.

Oil Fuel: Tipe boiler bahan bakar cair memiliki karakteristik : harga bahan baku pembakaran paling mahal dibandingkan dengan semua tipe. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dbandingkan dengan boiler bahan bakar padat dan listrik.

Gaseous Fuel: Tipe boiler bahan bakar gas memiliki karakteristik : harga bahan baku pembakaran paling murah dibandingkan dengan semua tipe boiler. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandingkan dengan semua tipe boiler berdasarkan bahan bakar.

Electric:Tipe boiler listrik memiliki karakteristik : harga bahan baku pemanasan relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang menggunakan bahan bakar cair. Nilai effisiensi dari tipe ini paling rendah jika dbandingkan dengan semua tipe boiler berdasarkan bahan bakarnya.

Klasifikasi Boiler Berdasarkan tekanan kerja boilerLow Pressure Boilers: Tipe low pressure boiler memiliki karakteristik : tipe ini memiliki tekanansteamoperasi kurang dari 15 psig atau menghasilkan air panas dengan tekanan dibawah 160 psig atau temperatur dibawah 2500FHigh Pressure Boilers: Tipe high pressure boiler memiliki karakteristik : tipe ini memiliki tekanansteamoperasi diatas 15 psig atau menghasilkan air panas dengan tekanan diatas 160 psig atau temperatur diatas 2500F

Klasifikasi Boiler Berdasarkan cara pembakaran bahan bakarStoker Combustion: Tipestoker combustionmemiliki karakteristik : tipe ini memanfaatkan bahan bakar padat untuk melakukan pembakaran, bahan bakar padat dimasukkan kedalam ruang pembakaran melaluiconveyorataupun manual. Tipe ini memiliki sisa pembakaran yang harus diatangani berupabottom ashataufly ashyang dapat mencemari lingkungan.Pulverized Coal: Cara kerja : proses ini menghancurkan batu bara dengan ball mill atau roller mill sehingga batu bara memiliki ukuran kurang dari 1 mm. kemudian batu bara berupa bubuk ini disemprotkan ke dalam ruang pembakaran.Fluidized Coal: Cara kerja : proses ini menghancurkan batu bara dengan crusher, sehingga batu bara memiliki ukuran kurang dari 2 mm.Pada proses ini pembakaran dilakukan dalam lapisan pasir, batu bara akan langsung membara jika mengenai pasir.Firing Combustion: Tipefiringmemiliki karakteristik : tipe ini memanfaatkan bahan bakar cair, padat, dan gas untuk melakukan pembakaran, pemanasan yang terjadi lebih merata. Cara kerja : bahan bakar cair digunakan sebagaipreliminary firing fueldimasukkan kedalam ruang pembakaran melaluioil gun. Setelah tercapai temperatur yang sesuai, pembakaran diambil alih olehcoal nozzleataugas nozzle.

CONTOH SPESIFIKASI BOILEROperating Pressure175 bar a (B-MCR)Main Steam Flow2,124 T/H (100% ECR)Main Steam Temperature5410CFeed Water Temperature2910CCoal Mill/Feeders5 plus 1 spareCoal Rate (Coal)263.58 50n/h (B-MCR)Ignition FuelFuel OilBurner System24 Coal Low Nox BurnersBoiler Efficiency88.12% HHV (ECR)

BOILERBOILER (STEAM GENERATOR) BERFUNGSI UNTUK MENGUBAH AIR MENJADI UAP. UAP BERTEKANAN SANGAT TINGGI YANG DIHASILKAN BOILER DIPERGUNAKAN UNTUK MEMUTAR TURBINE.

Boiler terbagi menjadi beberapa sub system, yaitu :- Boiler house steel structure - Pressure parts - Coal system - Air system - Boiler cleaning system

Metode Pembakaran Pada PLTUpembakaran lapisan tetap (fixed bed combustion)pembakaran batubara serbuk (pulverized coal combustion /PCC)pembakaran lapisan mengambang (fluidized bed combustion / FBC)

Pembakaran Lapisan TetapMetode lapisan tetap menggunakan stoker boiler untuk proses pembakarannya.Sebagai bahan bakarnya adalah batubara dengan kadar abu yang tidak terlalu rendah dan berukuran maksimum sekitar 30mm.

Pembakaran Batubara Serbuk (Pulverized Coal Combustion/PCC)Pada PCC, batubara diremuk dulu dengan menggunakan coal pulverizer (coal mill) sampai berukuran 200 mesh (diameter 74m), kemudian bersama sama dengan udara pembakaran disemprotkan ke boiler untuk dibakar.

Pembakaran Lapisan Mengambang (Fluidized Bed Combustion/FBC)Pada pembakaran dengan metode FBC, batubara diremuk terlebih dulu dengan menggunakan crusher sampai berukuran maksimum 25mm. Tidak seperti pembakaran menggunakan stoker yang menempatkan batubara di atas kisi api selama pembakaran atau metode PCC yang menyemprotkan campuran batubara dan udara pada saat pembakaran, butiran batubara dijaga agar dalam posisi mengambang, dengan cara melewatkan angin berkecepatan tertentu dari bagian bawah boiler.

SPESIFIKASI BOILEROperating Pressure : 175 bar a (B-MCR)Main Steam Flow : 2,124 T/H (100% ECR)Main Steam Temperature : 5410CFeed Water Temperature : 2910CCoal Mill/Feeders : 5 plus 1 spareCoal Rate (Coal) : 263.58 50n/h (B-MCR)Ignition Fuel : Fuel OilBurner System : 24 Coal Low Nox BurnersBoiler Efficiency : 88.12% HHV (ECR)

Turbin uap

Prinsip kerjaUap masuk kedalam turbin melalui nosel. Didalam nosel energi panas dari uap dirubah menjadi energi kinetis dan uap mengalami pengembangan. Uap yang memancar keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu turbin yang berbentuk lengkungan dan dipasang di sekeliling roda turbin.Uap yang mengalir melalui celah-celah antara sudu turbin itu dibelokkan kearah mengikuti lengkungan dari sudu turbin. Perubahan kecepatan uap ini menimbulkan gaya yang mendorong dan kemudian memutar roda dan poros turbin.

Jenis-Jenis Turbin UapBerdasarkan transformasi energi, yaitu: - Turbin impulseExpansi uap terjadi di dalam nozzle.- Turbin reaksi exspansi uap terjadi pada sudu pengarah dan sudu gerakBerdasarkan tekanan uap keluar turbin, yaitu: - Back pressure uap yang telah dipakai diproses lagi dan digunakan untuk mengerakan sudu turbin sisi intermediate.- Condensing uap masuk turbin langsung turun keproses pendinginBack PressureCondensing

Berdasarkan tekanan uap yang masuk turbin yaitu : - Tekanan uap super kritis ( tekanan uap diatas 225 bar ) - Tekanan uap tinggi ( tekanan uap antara 88 224 bar ) - Tekanan uap menengah ( tekanan uap antara 10 88 bar ) - Tekanan uap rendah ( tekanan uap dibawah 10 bar )Berdasrkan aliran uap, yaitu : - Turbin axial (Gb. a), dimana fluida kerja / uap mengalir dengan arah yang sejajar terhadap sumbu turbin. - Turbin radial dimana fluida kerja / uap mengalir dengan arah yang tegak lurus terhadap sumbu turbin.Dibagi 2, yaitu radial centrifugal (Gb. b) dan radial centripetal (Gb. c) Berdasarkan typenya - Single casing , untuk turbin turbin yang bersekala kecil ( blower, fan , bfpt, generator dengan kapasitas < 50 MW dll ) - Double casing , untuk turbin turbin yang bersekala besar ( generator diatas 50 MW )

Contoh spesifikasi turbin TJBType: there cylinder impulse type, tandem compound reheat condensing turbineMax T-MCR : 719 MWRated output: 710 MWHeat rated (at ECR): 1861 kcal/kWhSteam flow (at T-MCR) : 2213,1 ton/hourSpeed: 3000rpmSteam pressure: 167 barSteam temperature: 538 CReheat temp. at heat viv : 538CExhaust pressure : 0.0832 barHP turbine bypass capacity : 35% (at 176 bar)LP turbine bypass cappasity : HP bypass steam flow+desuperheating spray water flow

Generator Generator adalah suatu perangkat yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik dalam bentuk putaran poros menjadi energi listrik.

DAYA, RUGI DAYA DAN EFISIENSIPin = T x 2n/60Pa = daya pada jangkar = Ea IaPL = Pout Rugi daya= Daya keluar = V IL = Pa PcuEfisiensi generator dapat ditentukan dengan rumus : = PL/Pin = V IL/HP x 736 = V IL/T x 2 n/60Keterangan :T = Torsi keluaran penggerak mula (Nm)n = Jumlah putaran penggerak mula (rpm)

Besarnya Ggl InduksiEa = p(n/60)(Z/A) voltKeterangan :Ea= ggl induksi yang dibangkitkan oleh lilitan jangkar (volt)P = jumlah pasang kutubn= jumlah putaran rotor (rpm)Z = jumlah penghantar total lilitan jangkar = jumlah garis-garis gaya magnet (Weber)A = jumlah cabang parallel lilitan jnagkar

Spesifikasi Generator PLTU PaitonType : Three phase synchronous generator totally enclosed direct couple to steam turbineRatingKapasitas: 473 MVAArus: 15.172 kATegangan: 18 kVPutaran: 3000 rpmFrekuensi: 50 HzFaktor daya: 0,85 laggingPenguatan generator: sistem penguatan statis dengan thyristorJumlah phasa: 3 phasaJumlah kutub: 2 kutubRasio hubung singkat: >= 0,5Klas isolator pada stator: BKlas isolator pada rotor: B

Spesifikasi Generator PLTU PaitonSistem PendinginLilitan startor: didingankan langsung dengan airInti startor: didinginkan dengan gas H2Lilitan rotor: didinginkan langsung dengan gas H2Gas PendinginRata-rata aliran gas yang melalui generator pada tekanan H2 4,2 kg/cm2g: 31 m3/sTemperatur inlet: 460 CTemperatur outlet: 670 C

Spesifikasi Generator PLTU PaitonAliran Air yang Melalui Lilitan Startor : 1.100liter/menitPendingin Gas H2Kuantitas : 4 unit tiap generatorRata rata aliran pendingin tiap unit : 1.750liter/menitAliran pendingin total : 7000 liter/menitTemperatur inlet air pendingin : 380 C Temperatur outlet air pendingin : 45,40 C

Force Draught fanUntuk mengubah udara menjadi lebih panas yang kemudian dicampur dengan batubara yang telah dihancurkan di pulverize fuel mill lalu disemprotkan ke boiler sehingga terbakar.

Superheater suatu alat yang kontruksinya merupakan rangkaian pipa-pipa yang berbentuk spiral diletakkan di bagian atas ruang pembakaran.Berfungsi untuk menaikkan suhu dan tekanan uap untuk menggerakkan turbine tekanan tinggi.

Reheater Fungsinya sebagai pemanas ulang, yaitu uap yg keluar dari turbin tekanan tinggi akan berkurang drastis, maka uap itu dialirkan ke boiler lalu dimasukkan ke Reheater untuk meningkatkan suhu dan tekanan uap, uap ini lah yang akan digunakan memutar turbin tekanan sedang. Dan keluarannya langsung untuk menggerakkan turbin tekanan rendah.

Economizer suatu alat yang konstruksinya merupakan rangkaian pipa-pipa yang berbentuk spiral dan dipasang pada saluran gas bekas yang berfungsi untuk memanaskan air sebelum masuk ke Boiler Drum.

Air preheaterAir Preheater (APH) merupakan peralatan bantu dalam PLTU yang berfungsi sebagai pemanas awal udara sampai ke tingkat temperatur tertentu sehingga dapat terjadi pembakaran optimal dalam boiler. Dalam prosesnya, Air Preheater ini menggunakan gas buang(flue gas)hasil pembakaran di boiler sebagai sumber panasnya,kemudian mentransfer panas tersebut ke aliran udara melalui elemen pemanas berputar (rotating heat exchanger).

Induced Draught FanSebagai kipas hisap untuk membuang emisi/asap dari boiler ke cerobong

Precipitator Berfungsi untuk mengurangi polusi asap/gas buang dari induced draught fan

Konstruksi PrecipitatorSeperti apa skemanya?Menit 07.22 bro

ASH HANDLING SYSTEM Ash handling system adalah, pengangkutan debu batu bara yang dilakukan melalui sistem perpipaan dibantu dengan udara bertekanan. Bisa juga dilakukan secara manual menggunakan dump truck.

ASH HANDLING SYSTEM:

Fly Ash Transp. Method : Pneumatic VacuumAsh Silo Capacity : 48 hours x 2 unitsBottom Ash Mill Reject : 13,000 kg/hour (Peak)SSC capacity : 18,000 kg/hour (Peak)Ash Storage Area : Landfill + 23 ha

Ash hopperSebagai penampung debu / abu dasar (bottom ash) yang merupakan material sisa hasil pembakaran batubara dari PTL Bottom ash mempunyai ukuran partikel lebih besar dan lebih berat daripada fly ash, sehingga bottom ash akan jatuh kebagian bawah dari tungku (boiler), Komposisi kimia dari bottom ash sebagian besar tersusun dari unsur-unsur Si, Al, Fe, Ca, Mg, S, Na, dan unsur kimia lain.

Chimney StackCerobong sebagai pembuangan emisi yang sudah disaring gas buang nya

Data dan rincian biaya investasi PLTUPerhitungan biaya investasi listrik untuk membangun sebuah PLTU 25 MW harus ditunjang dengan data data yang ada di lapangan. Berikut data data yang diperoleh di lapangan :Effisiensi Boiler: 88%Harga batubara: USS 70/ton( USS 1 = Rp. 10.000) Rp. 700 / Kg

Gaji karyawan: Rp. 191.523.325Dengan rincianPenambahan THR : Rp. 18.750.000SHU + lain lainnya: Rp. 963.325Karyawan 120 orang: Rp. 126.810.000Staff 11 orang: Rp. 45.000.000 +Rp . 191.523.325

Biaya investasi PLTU: Rp. 157.800.000.000Dengan rincian :- Boiler dan Turbin: Rp. 64.500.000.000- Gedung dan fondasi : Rp. 18.500.000.000 (boiler dan turbin)- Conveyor + Cerobong: Rp. 17.200.000.000- Biaya Pancang: Rp. 3.000.000.000- Biaya uruk tanah: Rp. 2.000.000.000- cooling tower: Rp. 2.752.000.000- Water treatment: Rp. 5.031.000.000- Clarifier: Rp. 3.268.000.000

- Pembuatan tangki: Rp. 1.500.000.000- Pembuatan Fondasi : Rp. 4.000.000.000 (demineralized, Clarifier, cooling tower)- Kabel power: Rp. 1.400.000.000- Cubicle trafo: Rp. 86.000.000- Trafo: Rp. 860.000.000- Pembuatan pipa Cooling Tower: Rp. 1.500.000.000- Pipa demineralized: Rp. 1.500.000.000- Biaya erection turbin: Rp. 2.500.000.000 + Rp. 129.597.000.000TOTAL BIAYA Rp. 130.000.000.000

*