Steam GeneratorSTEAM GENERATOR(SYSTEM AE)SafetyGunakan alat K3 (helm, sepatu, ear plug, kaos tangan tahan panas) jika memasuki area boilerLakukan koordinasi dan komunikasi dengan operator lain yang terkait, me-ngenai rencana pekerjaan yang memerlukan perhatian dan prioritas utamaYakinkan peralatan pendukung safety dalam kondisi standar (penerangan cukup, alat komunikasi terjangkau, dan lift dalam keadaan normal)Jika akan menutup manhole boiler, yakinkan bahwa didalam furnace sudah tidak ada orang dengan cara : beri sinyal sinar, pukulan dan beritahu bahwa manhole akan ditutupFungsi dan cara kerjaFungsi dari steam generator adalah untuk memproduksi uap (steam) untuk menggerakkan turbin. Proses produksinya adalah dengan penguapan pada boiler drum. Uap tersebut harus memenuhi standar kualitas tertentu (pressure, temperature dan unsur kimia) dan juga dari kuantitas (flow dalam ton/jam), sesuai yang dibutuhkan turbine pada saat tertentu (kondisi hot/warm/cold) untuk dapat menghasilkan energi listrik. Pada steam generator system ini dapat dibagi dalam dua aliran, yaitu aliran uap dan aliran air.Bagian utama* Feed water inlet* Economizer* Boiler drum* Superheater* Main steam pipe* Reheat steamFeed water inletSebagai pengisi air boiler, disuplai dari BFP setelah melalui HP heater. Pada sistem air pengisi air boiler ini, diperlengkapi feed water back pressure control valve sebelum masuk ke sistem aliran air pada boiler (economizer). Feed water back pressure control dapat diposisikan auto, dengan fungsi sebagai pe-nyeimbang steam flow sebagai output demannya. Sedang jika dalam posisi manual operator dapat mengontrol valve sesuai yang dibutuhkan.EconomizerDengan memanfaatkan gas buang boiler, economizer akan memanaskan air pengisi sebelum masuk ke boiler drum. Pada economizer ini yang harus dijaga adalah terjadinya korosi, baik dari sisi dalam maupun dari sisi luar. Untuk menjaga korosi dari sisi luar, dapat dilakukan dengan cara :* Membatasi kandungan sulfur pada fuel (coal)* Menjaga temperature metal economizer* Melakukan sistem firing dengan baikSedang untuk mencegah korosi dari sisi dalam, dengan jalan menjaga kualitas air yang diijinkan pada sistem air pengisi.Hal-hal yang perlu diperhatikan dan yang mungkin terjadi pada economizer adalah :Perubahan air pengisi dari fase air ke fase uap pada economizer yang di-sebabkan tidak adanya sirkulasi air pada economizer saat firing atau furnace dalam keadaan panas. Hal ini akan mengakibatkan water hammer pada economizer. Untuk mencegah hal tersebut, valve recirculation economizer (MOV AE-SHV-1A/1B) harus dibuka untuk memperoleh aliran alami pada economizer dari down comer. Tapi pada saat ada aliran air pengisi, hendaknya MOV tersebut harus ditutup kembali.Terjadinya thermal shock pada inlet header economizer yang disebabkan oleh perbedaan temperature antara air masuk dan air pada header economizer. Jika hal itu terpaksa dilakukan, maka sistem pengisian air penambah dilaku-kan dengan flow yang sedikit mungkin secara teratur.Boiler drumDrum adalah tempat pemisahan antara partikel-partikel air dan uap. Air yang ada pada drum akan mengalami aliran alami pada down comer. Gelembung-gelembung uap akan naik keatas dan di drum gelembung-gelembung uap itu akan terkumpul dan menjadi uap.Pada drum hal yang perlu diperhatikan pada saat firing adalah temperature metal antara top dan bottom. Perbedaan temperature tersebut sesuai rekomendasi dari BVI adalah sesuai dengan grafik (Lampiran 1).Peralatan utama pada drum adalah sebagai berikut :- Level indicatorTerdiri dari tiga macam, yaitu :Glass gauge level di lokalLevel indicator analog di CR (Fibre Optic)Level indicator digital (berupa angka) di OIS, yang juga sebagai sinyal control feed water- Pressure indicatorPressure indicator ini dapat dibaca di lokal lewat PT, sedangkan di CR melalui data digital di OIS- Relief valve/safety valveBerfungsi untuk membuang steam jika terjadi tekanan tinggi pada drum.Safety valve yang terdapat pada boiler drum adalah sebagai berikut :NO Tag Set press(kg/m) Set press(psig) Capacity(kg/h) Capacity(lb/h) 105-AE-RV-39 211.7 3011 249640 550353 205-AE-RV-40 209.2 2975 249640 550353 305-AE-RV-41 214.2 3047 302810 667572 405-AE-RV-42 215.4 3064 305570 673657 505-AE-RV-43 210.4 2993 247290 545173 605-AE-RV-44 213.0 3029 252030 555662 Ket : Nomor tag adalah contoh untuk unit 5 (dua digit pertama)Vent drumBerfungsi untuk membuang udara (02) yang mungkin masih tertinggal pada steam drum. Vent drum dibuka pada saat stop s/d boiler firing pada tekanan 2 kg/cm2.*Drain dan CBDBerfungsi untuk membuang silica yang ada pada boiler water. CBD dapat menggunakan MOV 001 jika air boiler masih tergolong baik dengan meng-alirkan steam ke deaerator lewat SHV 011. Atau juga bisa langsung dibuang jika memang kualitas airnya sangat jelek sekali.SuperheaterUap dari steam drum selanjutnya dipanaskan kembali untuk mendapatkan uap yang super heat pada superheater (PSH maupun SSH) dengan memanfaatkan gas bekas dari furnace.Untuk menjaga temperature pada main steam sebesar 538 oC, maka pada PSH dan SSH dilengkapi dengan spray yang diambilkan dari feedwater. Selain dengan spray, temperature dikontrol juga dengan pembukaan damper SH flue gas biasing damper.PSH dan SSH juga dilengkapi drain dan vent. Sebelum firing hendaknya drain dan vent valve harus dibuka untuk menghindari water hammer pada PSH maupun SSH.Main steam pipeUap dari SSH selanjutnya masuk ke main steam pipe, untuk selanjutnya masuk ke turbine. Main steam pipe dilengkapi dengan beberapa peralatan bantu, antara lain :Relief valve/safety valveBerfungsi untuk membuang steam jika tekanan pada main steam telah men-capai batasan operasi safety valve tsb.Safety valve/relief valve yang terdapat pada main steam line adalah sbb :No Tag Set press(kg/cm2) Set press(psig) Capacity(kg/h) Capacity(lb/h) 105-SB-RV-13 195.46 2780 119795 264099 205-SB-RV-14 196.51 2795 158400 349372 305-SB-RV-15 197.50 2809 159614 351885 405-SB-RV-17 188.78 2685 203745 449176 505-SB-RV-20 176.26 2507 203745 449176 Ket : Nomor tag adalah contoh untuk unit 5 (dua digit pertama)Untuk valve 05-SB-RV-17 dan 20 adalah electric relief valve yang dapat di-posisikan manual atau auto dari CR. Jika posisi manual maka relief valve (RF 17 dan 20) bisa dibuka dari CR walaupun belum mencapai tekanan kerjanya.Drain main steam pipe (MOV 033, 034, 046 dan 047)Drain pada pipa main steam harus dibuka pada saat boiler akan firing dengan tujuan agar air kondensasi sepanjang pipa dapat dibuang, dan sekaligus untuk pemanasan awal (warming) agar tidak terjadi water hammer pada line tersebut.eamSetelah main steam memutar HP turbine, selanjutnya steam akan keluar dari HP yang disebut sebagai HP exhaust atau cold reheat. Pada kondisi tersebut steam akan mengalami penurunan temperature. Agar steam bisa dimanfaat-kan kembali untuk memutar turbine, maka perlu dinaikkan kembali temperature dan pressurenya dengan cara memanaskan steam tersebut di reheater dengan memanfaatkan gas buang pada furnace. Steam yang sudah dipanaskan ter-sebut selanjutnya disebut hot reheat.Sistem kontrol temperature hot reheat adalah dengan :* Spray (attemperator), dengan menggunakan TCV 003A dan 003B* RH flue gas biassing damper (flow gas buang)* Venting dan drain reheat steamVenting dan drain digunakan pada saat start atau stop unit pada pressure dibawah 2 kg/cm2. Adapun lokasi venting dan drain adalah sebagai berikut :* Venting RH header : AJ MOV 003A dan MOV 003B* Drain RH header : AJ MOV 007 dan MOV 008* Drain pada cold reheat line : MOV 10, 09, 01, 04* Drain pada hot reheat line : MOV 07, 08Safety valve/reheat valvePada line reheat juga dilengkapi dengan alat pengaman tekanan lebih yang disebut safety valve. Safety valve yang terdapat pada reheat steam adalah sebagai berikut :Cold reheat safety valveNo Tag Set press(kg/cm2) Set press(psig) Capacity(kg/h) Capacity(lb/h) 105-SB-RV-91 58.99 839 264932 584070 205-SB-RV-77 59.41 845 266795 588177 305-SB-RV-90 59.83 851 268658 592284 405-SB-RV-76 60.25 857 270521 596391 505-SB-RV-75 60.68 863 328193 723976 Ket : Nomor tag adalah contoh untuk unit 5 (dua digit pertama)Hot reheat safety valveNo Tag Set press(kg/cm2) Set press(psig) Capacity(kg/h) Capacity(lb/h) 105-SB-RV-92 57.30 815 132593 292314 205-SB-RV-102 57.58 819 133232 293724 Ket : Nomor tag adalah contoh untuk unit 5 (dua digit pertama)Filosofi sistem kontrol dan proteksiDalam sistem kontrol steam generator, dapat kita bagi menjadi 3 sistem kontrol, yaitu : Tekanan, temperature dan level drum.4.1. Kontrol tekananTekanan steam generator dapat dihasilkan oleh proses penguapan air sebagai hasil dari sistem pembakaran. Jika produksi uap boiler sama dengan konsumsi turbine, maka pressure pada main steam akan relatif stabil. Untuk mendapatkan keseimbangan tersebut maka diperlukan kontrol bahan bakar sebagai energi untuk memproduksi uap pada boiler. Sistem kontrol tekanan pada main steam dapat kita ringkas seperti pada ke-terangan dibawah ini.Proteksi kontrol pada kontrol tekanan adalah sebagai berikut :Fuel/air sistem ke manual, jika :? FDF master tidak siap untuk mengontrol? semua sinyal flow batubara tidak bagus? boiler master demand sinyal fail? tidak ada pulverizer master station yang autoBTU corection station menuju manual, jika :? fuel/air master tidak auto? flow batubara sinyalnya jelek? sinyal steam flow jelekFlue gas oxigen station akan :? correction factor ke 1.0 jika FDF air flow cont damper stn ke manual? trip ke manual jika flue gas oxigen signal irrationalBoiler master menuju ke manual, jika :? fuel/air master ke manual? fuel runback? feed water economizer inlet temperature signal irrational? main steam pressure signal irrationalTurbine master akan trip ke manual, jika :? generator breaker not close? main steam pressure dibawah 80 kg/cm2? main steam pressure signal irrational? main steam temperature signal irrational? HP turbine 1st pressure signal irrational? equipment failure dan boiler follow ON? turbine runbackLoad programmer ramp rate tidak akan berfungsi, jika : feed water master dan main steam temperature master tidak auto4.2. Kontrol temperatureTemperature main steamTemperature main steam dikontrol oleh proses attemperator/spray dan dengan pembukaan SH flow gas damper. Spray pada PSH I dan SSH di-ambil dari feed water header. Sistem pengontrolan spray PSH II / TCV 1A dan 1B mengambil sinyal dari platen SH II inlet header dengan set temperature dari sistem kontrol main steam temperature. Sedang untuk pengontrolan SSH inlet header temperature dikontrol TCV 2A/2B. Air yang digunakan untuk spray akan menjadi uap pada main steam. Sehingga :MS flow adalah jumlah flow total spray PSH/SSH + flow feed water inletPengaturan temperature dengan SSH FG damper adalah dengan me-manfaatkan panas gas buang untuk PSH/SSH. Semakin besar pembuka-an damper semakin besar pula panas yang bisa dimanfaatkan.Temperature reheat steamPengaturan temperature reheat steam menggunakan TCV 3A/3B dengan mengambil air dari salah satu sudu pompa SU BFP ataupun BFPT. TCV 3A/3B mengambil sinyal input dari RH inlet header dengan set temperature dari reheat steam temperature control. Pengaturan dengan damper FG biasing sama seperti pada SSH FG biasing damper.4.3. Kontrol drum levelFeed water control akan mengatur/mengontrol level drum hingga level drum pada posisi normal. Ada tiga elemen yang menjadi input sinyal dalam pengaturan drum level, yaitu :* Drum level* Feed water flow* Steam flowFW elemen sinyal dapat kita select secara manual maupun secara auto. Secara manual kita bisa men-select 1 elemen, 2 elemen atau 3 elemen dengan melihat kondisi pada saat itu. Sedang kalau secara auto maka secara otomatis akan pindah sendiri.Level indikator yang digunakan untuk indikasi dan sinyal level drum pada FW control dari tiga transmiter, yang mana ketiga transmiter tersebut bisa kita pilih salah satu diantaranya atau diambil sinyal tengah (median). Tetapi khusus untuk sinyal MFT trip hanya diambilkan dari sinyal median ( 250 mm).Sistem kontrol feed water adalah :Prosedur operasiPersiapan lokal* Yakinkan bahwa semua manhole boiler sudah tertutup* Yakinkan tidak ada tagging di semua peralatan boiler* Yakinkan level air pada drum pada posisi normal (dari glass gauge)* Yakinkan CCTV dapat dioperasikan dengan baik o Yakinkan isolating valve untuk peralatan instrument pada posisi terbuka dan normal (PS, PT, TS, TT, LS, LT dll)o Yakinkan SDCC telah terisi air * Yakinkan isolating valve instrument air untuk peralatan pada posisi terbuka dan ada tekanannya (CRV, SV, damper, igniter dll)* Yakinkan isolating valve untuk MOV pada drain, venting dan TCV untuk spray SH dan RH serta VCV atomizing dan fuel oil pada posisi terbuka* Yakinkan breaker 380 V untuk semua MOV sistem drain, vent dan attemperator pada posisi close/on dan siap dioperasikan* Yakinkan level minyak pelumas untuk semua fan dan gear box diatas normal* Yakinkan igniter tiap level telah siap untuk dinyalakan/dioperasikan. Misal : fuel oil pressure, atomizing steam pressure, instrument air, flame detector dan valve telah terbuka.* Yakinkan breaker untuk semua motor (fan, pompa dan damper) sudah dalam posisi close dan siap dioperasikanStart sequence* Isi drum sampai normal level (untuk cold start, pada level -30 mm), dari discharge CEP (ISV 0025 & 0026)* Buka vent dan drain boiler* Start satu IDF (misal A) dan set furnace pressure ?12 mmWg o Start satu FDF (misal A) dan buka perlahan-lahan FDF vane inlet damper (VIV) station dan perhatikan furnace pressure sampai boiler total air flow mencapai diatas 30%o Start Flame Scanner Air Blower * Buka OIS boiler trip, tekan huruf ?I? (permissive status listing), maka akan muncul ?Boiler purge permisssives?. Point-point boiler purge permisssives yang sudah terpenuhi akan muncul indikasi merah pada OIS. Sedangkan yang belum terpenuhi akan berwarna hijau. Segera penuhi permissive yang kurang* Jika boiler purge permisssives telah terpenuhi, purge status sequence akan pindah (indikasi merah) dari seq. ke seq. : Purge required purge permissives satisfied purge in progress dengan timer 300 sec.* Pada saat purge elapsed time 0 sec. maka purge status akan complete* Tekan ?next?, maka akan dapat dilihat ?boiler reset permits?? Boiler purging complete? No boiler trip command exists* Reset igniter oil safety valve trip dan siapkan level igniter yang akan di-start pata OIS* Pada layar lain, buka OIS ?boiler trip? dan tekan boiler trip/reset, pada posisi reset* Sesaat setelah boiler reset segera buka oil safety valve trip dan start igniter yang telah disiapkan (sebaiknya dimulai dari level terendah)* Setelah selesai purging, inlet damper PAH harus ditutup * Yakinkan level igniter akan menyala, sebab kalau tidak ada satupun igniter yang menyala selama 5 menit setelah boiler reset, maka MFT akan trip kembali* Jika MFT trip (kembali), lakukan boiler purge sebagaimana prosedur diatas dan reset boiler/MFT kembali sampai ada igniter yang menyala* Jika sudah ada igniter yang menyala, atur pembakaran igniter se-demikian rupa sehingga kenaikan temperature masih dalam batas-batas design yang diijinkan oleh pabrik (grafik terlampir)* Pada saat drum pressure mencapai 2 kg/cm2 tutup venting boiler drum AE MOV 1A/1B, superheater venting AJ MOV 1A/1B/2B* Perhatikan kenaikan temperature dan pressure pada drum * Perhatikan diff. temperature antara top dan botom pada boiler drum, dan yakinkan masih dalam batas yang diijinkan oleh pabrik (grafik terlampir)* Persiapkan MS/RH temperature control, HP/LP by-pass temperature control dan posisikan AUTO. Untuk temperature control MS/RH dapat diset pada temperature 538 oC* Saat pressure mencapai 23 kg/cm2 start SU BFPT dan ambil alih control drum level dengan SU BFPT* Pada pressure 35 kg/cm2, lakukan warming HP by-pass system * Jika pressure mencapai 60 kg/cm2 operasikan HP by-pass system untuk mempercepat kenaikan temperature main steam hingga temperature MS telah memenuhi syarat untuk rolling turbine* Tutup main steam line drain valve (SB MOV 30, 33, 34, 29)* Persiapkan rolling turbine. Saat rolling turbine perhatikan : * Pressure main steam. Jika ada indikasi cenderung turun sampai dibawah setting HP by-pass pressure tambah pembakaran dengan start igniter lagi.* Start mill dilaksanakan pada saat putaran turbine akan dinaikkan ke 3000 rpm* Pada periode heat shock, start booster feed pump* Jika harus pakai mill, perhatikan pembukaan HP by-pass. Jangan sampai terlalu besar untuk menghindari max flow pada SU BFP* Sebelum generator on-line (synchrone) pastikan boiler sudah memakai paling tidak satu mill untuk menghindari penurunan pressure akibat ke-butuhan steam yang besar pada turbine* Lakukan warming booster pump BFP dan inservice-kan BFPT. Untuk menghindari max flow pada SU BFP, maka BFPT dan SU BFP bisa di-paralel. Dalam paralel BFPT dan SU BFP yang perlu diperhatikan adalah :* Pressure discharge BFPT harus sedikit lebih besar ( 1 kg/cm2) dari pressure FW header* Flow discharge BFPT lebih besar dari pada flow sirkulasinya* Jika BFPT sudah inservice dan auto, bias negatif control SU BFP untuk menghindari max flow pada SU BFP* Jika generator sudah on-line perhatikan pressure main steam dan per-tahankan pressure main steam tersebut dengan cara menambah speed coal feeder atau kalau perlu start (tambah) pulverizer lagi (dilihat dari HP by-pass)* Jika sudah menggunakan 2 (dua) pulverizer, maka master station masing-masing pulverizer dapat diposisikan auto dan selanjutnya kontrol pembakaran dapat dikontrol dari fuel/air master station* Perhatikan master speed coal feeder pulverizer yang beroperasi. Jika kondisi boiler sudah stabil, ?fuel/air master station? dapat diposisikan auto dan selanjutnya kontrol dipegang oleh ?boiler master station?* Naikkan setting HP by-pass pressure secara perlahan-lahan sampai HP by-pass menutup penuh. Dan jika setting pressure lebih besar 1 kg/cm2 dari actual pressure (PV), posisikan HP by-pass pada posisi cascade. Pada posisi auto cascade, maka HP by-pass set point akan selalu 5 kg/cm2 diatas actual pressure main steam.* Jika kondisi boiler sudah stabil, ?boiler master station? dapat diposisi-kan auto, yang selanjutnya pressure main steam akan dipertahankan pada set pressure ?unit master sliding pressure set-point?* Jika telah diposisikan ?boiler follow?, kita tinggal menaikkan pressure main steam dengan cara menaikkan/menurunkan pressure setting pada ?unit master sliding pressure? dan nilainya disesuaikan dengan rate-nya (kenaikan pressure per menit). Pressure main steam akan menuju ke nilai set tersebut setelah diposisikan ke ramp* Jika kondisi sudah stabil, ?turbine master station? dapat diposisikan auto untuk mendapatkan BT coordinate mode (BTC)Stop sequence (dengan asumsi beban 600 MW BTC, 5 mill i/s)Turunkan beban boiler secara perlahan-lahan. Jika memakai BTC mode, turunkan set ?unit master load demand station?.Perhatikan hal-hal berikut :* Speed CF pulverizer yang beroperasi. Apabila speed masing-masing CF sudah mendekati minimum, maka stop dulu salah satu pulverizer* Flow masing-masing BFPT. Jika recirculation BFPT pada posisi manual, buka recirculation valve pada posisi yang aman* Bersamaan dengan menurunkan load, kita juga bisa menurunkan pressure set main steam dari ?unit master sliding pressure set point?* Lakukan hal tersebut diatas secara perlahan-lahan dan hati-hati. Jika beban generator sudah mencapai low load limit pada ?limit load demand?, lepas ?turbine master station? dan terus turunkan beban dari governor atau load limit control* Jika beban sudah mencapai 60 MW dan pulverizer yang inservice tinggal satu buah, lepas ?boiler master station?, lepas cascade control pada HP by-pass dan set HP by-pass pressure sama dengan actual pressure main steam saat itu. Start SU BFP dan ambil alih kontrol dari BFPT ke SU BFP. Jika kondisi boiler sudah stabil, lepas CB generator (pada load 15 ? 20 MW)* Perhatikan HP by-pass control valve apakah bisa mengkontrol pressure main steam* Turunkan speed CF yang masih beroperasi dan shut down normal pulverizer* Tripkan turbine dan yakinkan MFT tidak trip* Kurangi terus pembakaran dari igniter sampai MFT trip dari no flame detected* Lakukan purge boiler dan reset boiler dengan tujuan untuk :? Membilas furnace dari sisa-sisa bahan bakar? Mengeluarkan gun ignitor yang masih tertinggal akibat dari MFT trip* Tanyakan ke SUOP mengenai status boiler stop. Jika :a. Hot banking? stop semua fan? tutup semua gas part bias damper? tutup CBDb. Natural cooling? stop semua fan? buka semua gas part bias damperc. Forced cooling? start IDF dan FDF? buka FDF master station sampai total air flow 15 %? perhatikan temperature metal top/bottom drum.(rekomendasi dari pabrik tidak boleh lebih dari 60 oC)Catatan :Jika akan melakukan filling drum, differential temperature antara FW inlet dan temperature air di drum tidak boleh melebihi 100 oCLakukan dengan flow yang sedikit mungkinSistem monitoring dan batasan operasiBeberapa batasan operasi yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut :No Peralatan Satuan Alarm Trip High Low High Low 1Furnace pressure kg/cm2 50 - 50 250 - 250 2SA duct pressure kg/cm2 200 25 3Feedwater to econ. out temperature oC 335 4Drum metal temp. top/bottom oC 580 5Rises to drum water temperature oC 368 6Drum pressure kg/cm2 220 7Drum level mm 50 - 50 250 - 250 8PSH 1 inlet steam temperature oC 455 20 9PSH 2 inlet steam temperature oC 391 25 10 PSH 2 steam temperature oC 507 20 11 SSH inlet temperature oC 440 25 12 Main steam pressure kg/cm2 188 13 Main steam temperature oC 550 14 Reheat pressure kg/cm2 50 15 Reheat temperature oC 550 16 Burner metal temperature oC 705 17 Burner nozel coal temperature oC 705 18 PSH 1 metal temperature oC 480 19 PSH 2 metal temperature oC 525 20 SSH inlet metal temperature oC 528 21 SSH outlet metal temperature oC 578 22 Reheat outlet metal temperature oC 591 23 Burner row level pressure kg/cm2 140 - 50 24 Thermoprobe temperature oC 590 10 Intertripping dan boiler runbackBoiler adalah alat utama pada PLTU yang sangat vital dan perlu mendapatkan perhatian yang lebih bagi operator, karena kondisi boiler sangat menentukan operasional PLTU. Karena jika boiler/MFT trip, maka turbine generator akan trip. Tetapi jika turbine/generator trip, boiler belum tentu trip.Boiler tripDari keinginan operator* Menekan 2 tombol MFT trip emergency dari panel* Menekan boiler trip dari DCIS* Dari sistem udara dan gas* Tidak ada IDF yang beroperasi* Tidak ada FDF yang beroperasi* Furnace pressure high dari 2 sinyal (2 out of 3) setelah 2 detik (05 AE..PS000100~300)* Furnace pressure low dari 2 sinyal (2 out of 3) setelah 2 detik(05 AE..PS000400~600)* Secondary air duct pressure high dari 2 sinyal (2 out of 3) setelah 5 detik (05 AF..PS000100~300)* Total air flow dibawah 25% selama 5 detikDari sistem pembakaran* Kehilangan semua nyala api setelah ada deteksi nyala api (flame)* Tidak ada ignitor atau coal burner yang beroperasi setelah 5 menit boiler reset* Ignitor oil safety trip valve trip dan tidak ada coal burner yang beroperasi* Semual coal burnerm, trip tetapi tidak ada ignitor atau coal burner yang beroperasi* Tidak ada nyala atau semua burner swing valve tutup* Scanner cooling air pressure low-low selama 25 detik (05AN-0101C102-B)Dari feed water supply* Drum level high selama 20 detik dari indikasi level drum median diantara 3 level transmitter boiler drum (+ 250 mm)* Drum level low selama 20 detik dari indikasi level drum median diantara 3 level transmitter boiler drum (- 250 mm)Akibat gangguan dari luar* Turbine trip, tetapi HP by-pass tidak berfungsi* Critical MFT/slave failure (PCU 26~29)* Boiler control system off lineDari steam temperature* Main steam temperature hightemperature 560 oC selama 100 menittemperature 565 oC selama 10 menittemperature 570 oC selama 1 menit* Reheat steam temperature hightemperature 560 oC selama 100 menittemperature 565 oC selama 10 menittemperature 570 oC selama 1 menitBoiler runbackSistem runback difungsikan untuk mengamankan peralatan-peralatan pada boiler dan turbine dari operasional yang melebihi kapasitas peralatan. Jika ter-deteksi terjadinya kelebihan kapasitas operasi peralatan, boiler master akan menurunkan demand pada posisi yang ideal. Runback terjadi pada hal-hal sebagai berikut :* Kehilangan kontrol 1 FDF dari 2 FDF yang beroperasi* Kehilangan kontrol 1 IDF dari 2 IDF yang beroperasi* Kehilangan kontrol 1 PAF dari 2 PAF yang beroperasi* Kehilangan kontrol 1 FDF dari 2 FDF yang beroperasi* Kehilangan kontrol salah satu pulverizer yang beroperasi (fuel limit)* Kehilangan kapasitas feed water (1 BFPT dan SU BFP)Jika terjadi runback, maka boiler master akan trip ke manual tetapi turbine master masih auto untuk mengontrol throttle pressure (turbine following). Boiler master juga akan menurunkan demand-nya sesuai dengan permintaan kontrolnya dengan cara menurunkan konsumsi batubara/bahan bakar.Pada saat terjadi boiler runback maka konsumsi bahan bakar/batubara akan mempertahankan 50% MCR dengan cara mempertahankan 3 mill pada level mill yang terbawah yang beroperasi saat itu dan sekaligus menstart automatic ignitor level E12 dan C12Contoh : Jika terjadi FDF A trip pada beban 550 MW (mill i/s ABCEF)* Boiler master akan trip ke manual dan akan menurunkan demand sampai 50% MCR* Secondary duct pressure akan dikontrol oleh inlet vane damper FDF B dengan membuka penuh, karena pada saat FDF A trip, secondary duct header pressure akan drop* Pulverizer F dan selanjutnya disusul pulverizer B akan trip dengan first annunciator ?boiler runback? dan pulverizer yang tidak trip akan menurunkan speed hingga flow batubara 30 t/h.* Dengan tripnya pulverizer F dan B serta turunnya speed CF yang masih beroperasi, maka kebutuhan secondary air flow akan turun, yang selanjutnya akan menurunkan pembukaan secondary air row damper.* Dengan menurunnya pembukaan secondary row damper, maka secondary duct pressure akan naik lagi yang pada akhirnya akan menurunkan juga pembukaan inlet vane damper FDF B* Control unit akan berubah ke turbine follow dengan mengontrol besarnya throttle pressure dengan cara menurunkan governor valve (load) sesuai dengan turbine demand-nyaTurbine demand = ? T Pedimana T Pe = throttle pressure error= throttle pressure set point ? throttle pressureRunback akan normal kembali jika beban generator sudah turun dibawah 300 MW (50% MCR)SOP PENGOPERASIAN BOILER1. 1. PERSIAPAN / PENGECEKAN LOKAL* Check Temperature pada ?Metal Drum?* Check semua manhole Boiler tertutup* Check Semua manhole Air Heater tertutup* Check Semua manhole IDF, FDF dan PAF tertutup* Check Fire Fighting system untuk Boiler stand by operasi* Check Udara Instrument untuk Ignitor dan alat bantu Boiler siap* Check semua katup isolasi untuk parameter & Transmitter Boiler terbuka* Check katup isolasi untuk ?Glass gauge? Boiler Drum Level sudah buka* Check katup Drain dan CBD dalam keadaan tertutup* Check katup Venting Drum, Venting SH dan Drain Super heater / Reheater kondisi buka* Chek katup-katup pengaman ( safety valve ) Boiler kondisi siap / stand by operasi* Check Aux. Steam Header siap operasi* Check katup atomizing steam dan oil ignitor siap operasi* Check pompa ignitor supply siap operasi* Check level minyak pelumas dan air pendingin pada semua bantalan ?alat bantu? Boiler siap* Check semua damper-damper pada laluan udara dan gas siap operasi* Check damper ? damper pada IDF, FDF dan PAF siap operasi* Check Furnace Probe siap operasi* Check Furnace TV Camera siap operasi* Ceck alat bantu Boiler / SAH, PAH, ID Fan, FD Fan, PAF, Seal Air Fan, Seal Air Blower, Flame Scanner Air Blower dan Soot Blower System Siap Operasi2. BOILER PURGE PERMISSIVE * MFT Cha A Relays in Tripped Position* MFT Cha B Relays in Tripped Position* No Flame Detected* Ignition Oil Safety Trip Valve Closed* All Ignitor Group Oil Valves Closed* Both PA Fans Stopped and Outlet Isolating Dampers Closed* All Pulverizers Stopped* All Feeders Stopped* All Coal Burner Swing Valves Closed* Gas Path Proven Permissive* Min ID Fan Run?g with In & Out Isol. Dmp open* Min FD Fan Run?g with In & Out Iso.l Dmp open* Furnace Press < Max ( 2 out of 3 )* Furnace Draft < Max ( 2 out of 3 )* Air Flow > 30%* All DCIS BMS and BMC MFP / Slave Status Good1. 3. START SEQUENCE* Isi Boiler Drum sampai normal level ( dilihat pada glass gauge )* Start Secondary Air Heater* Start Primary Air Heater* Start Ignitor oil supply* Start salah satu ID Fan dan Atur pembukaan damper IDF hingga tekanan pada ?Furnace? mencapai ?12 mmwg dan posisikan auto* Start FDF Atur damper FDF hingga udara pembakaran (combustion air) lebih besar 30 %* Start Secondary Air Steam Coil Air Heater* Start (1) Flame Scanner Blower* Insert ?Furnace Gas Temperature Probe? untuk mendeteksi temperatur gas masuk laluan reheater, dipertahankan < 510 C* Lakukan Boiler purge dengan menombol PB reset pada DCIS (Semua damper laluan udara dan gas buka untuk membuang gas-gas yang tersisa keluar cerobong dengan tenggang waktu 300 second)* Buka katup ?Ignitor safety Shut off valve?* Start Ignitor level C atau E* Buka katup economizer Recirculation valve* Lakukan start Ignitor berikutnya dengan melihat kondisi temperature gas yang masuk Reheater tidak lebih dari 510 C dan laju kenaikan temp dibatasi sesuai diagram pada ?buku Operating Manual ? dan Diff. Temp Top / Bottom pada Drum tidak lebih dari 100 C* Bila tekanan di Drum sudah mencapai > 2 Kg/cm2 Tutup semua katup venting Drum dan SH serta katup-katup Drain Pada SH4. STOP SEQUENCE* Turunkan Beban Generator secara bertahap bersamaan dengan menurunkan ?Main Steam Press? dengan mengurangi Pembakaran Bahan bakar ( Coal Burner atau Ignitor )* Transfer UST ke SST 60 MW* Lepas Generator CB ( 52 G ) pada beban 30 MW* Open Exciter Field Breaker* Stop Ignitor terahir* Lakukan Boiler Purge* Stop FD Fan* Stop ID Fan* Biarkan Scondary AH dan Primary AH beroperasi sampai Temp < 2045. BOILER PROTECTION* Both BLR Trip PBS On Unit Trip PL Depressed* Boiler Trips PB On DCIS Depressed* No ID Fan Running* No FD Fan Running* Furnace Press high for 2 seconds ( 2 out of 3 )* Furnace Press low for 2 seconds ( 2 out of 3 )* SA Duct Press high for 5 second ( 2 out of 3 )* Total air flow below 25 % for 5 second* Total loss of flame after any flame detected* No Ignitor / coal burner On within 5 min after BLR Reset* Main Steam Temp high* Ignitor Oil Safety Trip V Trippeed & no Coal Burner On* Any Coal Burner Tripped but no Ignitor ignitor On / Coal Burner On* Last individual Ignitor or Coal Burner Valve Close* Scanner Cooling Air Press low-low ( Delayed )* Drum Level high for 20 second ( Median of 3 )* Drum level Low for 20 second ( Median off 3 )* Turbine Trip and Bypass System Malfunction* Critical MFT / Slave Failure* Boiler control System off line ( Delayed )Reheat Steam Temp highSTEAM GENERATORPendahuluan :Kebutuhan masyarakat Indonesia khususnya akan tenaga listrik terus meningkat ,hal ini membuat PLN sebagai perusahaan penyedia tenaga listrik mencari alternatif sumber tenaga pembangkit listrik yang murah dan berkapasitas besar selain PLTA ( Pembangkit listrik tenaga air ) yang telah ada namun karena PLTA bersumberkan tenaga air terjun sehingga kapasitasnya menjadi terbatas oleh sumber air tersebut.Dalam hal ini PLTU ( Pembangkit listrik tenaga uap ) dengan bahan bakar batu bara menjadi alternatif sumber tenaga Pembangkit Listrik karena Pembangkit listrik berbahan bakar minyak terasa mahal.Untuk itu pada tahun 1982 dibangunlah PLTU Suralaya Unit 1-4 yang berkapasitas 4 x 400 Mw yang menggunakan bahan bakar batu bara dan mulai beroperasi pada tahun 1985 sedang PLTU Unit 5-7 yang barkapasitas 3 x 600 MW mulai beroperasi tahun 1995 yang berlokasi di daerah Merak Jawa- Barat.Didalam Pembangkit Listrik tenaga uap (PLTU Suralaya) diperlukan suatu alat Pembangkit Uap ( Steam Generator ) atau lebih dikenal dengan BOILERFUNGSI BOILERFungsi Boiler diantaranya :* Memproduksi uap dengan jumlah yang dibutuhkan sesuai rencana.* Memanaskan lanjut uap yang dihasilkan untuk mendapatkan Temperatur yang diinginkan sebelum dipakai memutar Turbine.* Memanaskan kembali uap yang telah digunakan oleh Turbine tekanan tinggi sebelum digunakan kembali untuk memutar Turbine tekanan menengah atau sering disebut REHEATER.CIRCULASI AIR DI BOILERPada BOILER Pembangkit tenaga listrik yang memproduksi uap secara continuous maka air harus bercirculasi secara continuous juga melalui tube ? tube Boiler.Circulasi air pada Boiler ada dua system :1. Natural circulation atau Thermal circulation2. Force circulation atau Pumped circulationPada Boiler suralaya yang dipakai adalah Natural circulationYang dimaksud dengan Natural circulation adalah :Dari gambar 14a kita perhatikan pada sisi A-B ( Down comer ) adalah 100 % air ,setelah dipanaskan pada dinding Boiler seperti terlihat di sisi B-C ( Riser tube ) maka air dan uap mulai bercampur sehingga berat jenis air pada sisi B ? C ( Riser tube )akan lebih rendah dari sisi A ? B ( Down comer ) sehingga gaya gravitasi akan mengalirkan air ke bagian bawah sisi A ? B (Down comer) dan akan mendorong keatas air dan uap yang berada di sisi B ? C ( Riser tube ) ke Boiler Drum kejadian ini disebut Natural circulation.Air yang bercirculasi pada Boiler PLTU Suralaya Unit 1-4 / 5-7 diperlukan empat kali circulasi sehingga menjadi uap semuanya atau dalam Natural circulasi PLTU Suralaya Unit 1-4 / 5-7 Boiling Rationya = 4 : 1 artinya dalam satu putaran circulasi dari Drum turun ke Down comer naik keriser sambil dipanaskan yang menjadi uap hanya 25 %, selebihnya turun kembali ke Down comer dan bercirculasi seterusnya.Besar kecilnya Circulasi air di Boiler tergantung pada :1. Ketinggian Boiler : karena akan menyebabkan perbedaan tekanan yang besar antara sis A ? B ( Down comer) dan sisi B ? C (Riser tube ) sehingga bisa memproduksi uap lebih banyak.2. Tekanan Operasi Boiler : Tingginya tekan operasi dari Boiler akan menyebabkan perbedaan tekanan di sisi dingin ( Down comer ) dan sisi panas ( Riser tube lebih kecil sehingga produksi uap akan lerbih kecil.3. Jumlah panas dari api pembakaran : Semakin besar jumlah panas pada Boiler akan menyebabkan semakin besar perbedaan tekanan di sisi dingin dan sisi panas sehingga produksi uap akan semakin besar demikian pula sebaliknya.4. Besar kecilnya pipa yang dialiri air tersebut : Semakin besar pipa yang dilalui air maka akan mengurangi hambatan sehingga produksi uap akan semakin besar demikian pula sebaliknya.BAGIAN ? BAGIAN UTAMA BOILERECONOMIZERFungsinya menyerap panas dari gas ? gas sisa pembakaran untuk memanaskan air penambah ( feed water ) sebelum air tersebut masuk ke Main drum sehingga effesiency Boiler menjadi besar .Ada dua type economizer yang digunakan pada Boiler :1. Plan tube :Plain tube economizer terdiri dari kumpulan pipa-pipa yang susunanya sebaris ( in line ) maupun selang ( stagered ).1. Finned tube :Tipe terdiri dari pipa-pipa baja lunak ( mild steel ) yang bersirip besi,biasanya pipa-pipa disusun sebaris ( in line ) untuk memudahkan pembersihan atau inspecsi disamping merupakan susunan yang paling economis.Cara- cara pembersihan pipa-pipa economizer biasanya dilakukan dengan dua cara ,Yaitu pada saat Boiler beroperasi ( on load ) dan dalam keadaan tidak beroperasi ( off load ).Dalam keadaan beroperasi economizer dibersihkan dengan alat yaitu Soot blower ( Long retractable soot blower ) dimana media pembersihnya menggunakan uap yang keluar dari primary super heater, alat ini efective digunakan pada kedua type economizer tersebut.Dalam keadaan tidak beroperasi pembersihan economizer dapat dilakukan secara mecanic atau dengan menggunakan air disemprotkan , di beberapa kasus digunakan larutan soda api untuk membersihkan deposit sebelum menggunakan air BOILER DRUMFungsi dari Drum :* Menampung air yang akan dipanaskan sebelum didistribusikanke pipa-pipa penguap ( riser tube ).* Mengatur permukaan air di Boiler sehingga tidak terjadi kekurangan saat Boiler beroperasi, yang akan menyebabkan Boiler Over heating.* Memisahkan uap dari air yang telah dipanaskan di ruang bakar.* Membuang kotoran-kotoran yang terlarut didalam air melalui continuouDRUM PROTECTION :Pada saat menaikan tekanan Boiler akan terjadi Stress diantara Drum bagian atas dan Drum bagian bawah karena perbedaan temperatur, untuk itu harus harus hati ? hati supaya perbedaan temperature tersebut tidak melebihi batasan yang ditentukan (lihat grafik ).Batasan yang dibolehkan dari perubahan saturation temperature adalah merupakan fungsi dari jumlah perbedaan saturation temperature yang harus dibuat.Contoh :Cold start dari temperature 38 oC ke 356,6 oCJumlah perbedaanaya ( Total change ) adalah 318,6 oC ,jadi dengan melihat grafik maka kenaikan temperatur air pada Drum yang dibolehkan dibatasi Max 111 oC/jam.Hot start dengan jumlah perubahan saturation temp ( Totoal Change) kurang dari 55 oC ,Kenaikan temperature ( Rate of saturation temp change) air di Drum yang dibolehkan adalah Max 222 oC/jam ( lihat grafik ).Pada saat kenaikan temperature saturation , temperature Drum bagian atas dan bawah harus dimonitor sehingga perbedaan temperaturenya tidak melebihi dari batasanya .Perbedaan temperature Drum atas dan bawah yang dibolehkan adalah Pada saat start Boiler dari dingin perbedaan temp Drum atas dan bawah adalah 100 oC.Pada saat Shut down sampai dingin perbedaan temp Drum atas dan bawah adalah 112 oC.Batasan perubahan saturation temperature dan perbedaan temp Drum bagian atas dan Drum bagian bawah maksudnya : Untuk mengamankan kerusakan diantara bagian yang bertekanan dan bagian yang tidak bertekanan pada saat boiler start maupun shut down. Untuk mengurangi Drum humping pada semua bagian bertekanan yang berhubungan dengan Drum.BAGIAN ? BAGIAN dari DRUMa. Feed water pipe :Berfungsi untuk mendistribusikan air masuk ke Drum dari economizer bagian Drum karena pipa ini memancarkan airnya disepanjang Drum.b. Chemical injection pipe :Diameter pipa ini kecil hanya satu inchi yang berfungsi untuk mendistribusikan zat kimia kedalam untuk mengontrol PH air didalanm Drum bahan kimia tersebut biasanya adalah Na2PO4 ( Natrium phospate ) atau NH3 (amoniak ).c.Sampling pipe :Besar pipa ini sama dengan pipa injection pipe yang gunanya untuk mengambil sample air dari Drum ,untuk diperiksa dilaboratorium apakah air di Drum tersebut baik atau tidak dan untuk menentukan jumlah bahan kimia yang diinjecsikan kedalam Drum.d.Baffle plate :Bagian ini fungsinya untuk memisahkan air yang telah dipanaskan supaya tidak bercampur dengan air dingin yang datang dari pipa air pengisi dan diarahkan ke sparator disamping untuk mencegah terjadinya riak pada permukaan air yang akan mempengaruhi tingginya level air yang terlihat pada indikator.e.Separator :Alat ini berfungsi untuk memisahkan uap dari air yang telah dipanaskan pada riser tube sehingga uapnya naik ke superheater dan airnya turun kembali ke Drum untuk circulasi ulang lagi pada riser tube frinsif kerjanya air panas berpusar sehingga airnya akan jatuh lagi ke Drum atau sering disebut ciklon sparator.f. Dryer :Berfungsi sebagai pemisah tingkat kedua sehingga semua air dalm uap dihilangkan sebelum uap tersebut menuju superheater.g.Steam scrubber :Berfungsi untuk menyaring uap air yang masih terbawa oleh uap setelah melalui sparator sehingga air yang masih terbawa akan jatuh kembali ke Drum disamping untuk membersihkan kadar uap yang dihasilkan.h. Dry box :Posisinya ada dibagian paling atas dari Drum yang berfungsi untuk menampung uap yang dihasilka dan mendistribusikanya ke superheater.II. SPESIFIKASI TEKNIK ( BOILER SURALAYA 1-4 / 5-7 )Pabrik pembuat : Babcock & Wilcox CanadaType : Natural Circulation,Singgel Drum, Radiant Boiler.Kapasitas : 1168 / 1850 ton/jamTekanan uap keluar Superheater : 174 kg/cm2Temp uap keluar Superheater : 540 oCTekanan uap masuk Reheater : 40 kg/cm2Temp uap masuk Reheater : 336 oCTemp uap keluar Reheater : 540 oCTekanan uap keluar Reheater : 40 kg/cm2Jumlah aliran uap Reheater : 1023 / 1500 ton/jamJumlah Burner : 35 / 36 setBahan bakar utama : Batu baraBahan bakar untuk penyala awal : solarPENJELASAN :* Natural circulation artinya circulasi air didalam Boiler dai Drum turun ke Down comer ? riser tube ( pipa penguap ) ?kembali ke Drum terjadi secara alamiah ( karena perbedaan density dari air yang masih dingin pada pipa down comer dan air panas yang mualai menguap pada pipa penguap ).* Singgle Drum artinya Boiler ini mempunyai satu buah Drum yang terletak dibagian atas Boiler sedangkan dibagian bawah menggunakan header. o Radiant Boiler artinya perpindahan panas yang terjadi sebagian besar secara Radiasi dari api diruang bakar ke pipa-pipa penguap Boiler.Dampak dari DeviasiNO Deviasi/penyimpangan Dampak 1Unburn Carbon dalam Fly Ash tinggi - Kerugian yangmenurunkan efisiensiBoiler- Terjadi second combustionatau fire pada daerahConveksi dan EP 2Pulverzed Fuel (PF) Fineness kasar 1) Pembakaran sempurna akan terjadi Di Daerah Superheater (SH)2) Terjadi Kenaikan temperatur Metal SH3) Memperpendek life time Boiler tube4) Loses naik karena Gas Oulet Temperatur naik.5) Unburn Carbon naik 3Kinerja Air Heater rendah Efisiensi Boiler turun 4Oxygen In Flue Gas pada Furnce outlet , AH Inlet,AH Oulet dan EP Outlet Rendah / Tinggi O2 Furnace Exit < 2 %: * Menaikkan CO* Unburn Carbon Naik* ExplossiveO2 Furnace Exit tinggi* Penyerapan Panas Di Furnace turun* Masa dan Temperature Gas di daerah Konveksi naik* Penyerapan Panas Konveksi naik* Temperature material Boiler Tube naik* Temperture Gas Keluar AH naik* Loses naik ? Efisiensi boiler turun* Daya FDF dan IDF naik 5Coal Feeder kalibrasi tidak akurat 1) Tidak terjaminnya ratio antara Fuel dengan Combustion Air2) Combustion kurang sempurna 6Pengukuran Peralatan Air Flow tidak akurat 1) Tidak terjaminnya ratio antara Fuel dengan Combustion Air2) Combustion kurang sempurna 7PF Line Flow tidak balance ( flow antar Coal Pipe dlm 1 level burner) 1) Distribusi panas didalam boiler tidak merata2) Terjadi pemanasan lebih pada satu tempat3) Material Over Heating4) Terbentuk Slagging 8Temperature Gas keluar Boiler tinggi atau terlalu rendah Tinggi:1) Loses naik2) Efisiensi boiler turun3) Element Air Heater Hot end Fatiq4)Rendah:Element Air heater Cold End koropsi dan rusak 9Main Steam Temperature rendah atau tinggi Rendah :1. Inthalpi Main Steam turun2. Main Steam Flow naik3. Bahan bakar naik4. Plant Heat Rate naikTinggi :1. Material Superheater Over Heat2. Superheater tubes tubes sering bocor3. Memperpendek life time Superheater 10 Reheat Steam Temperature rendah atau tinggi Rendah :1) Inthalpi RH Steam turun2) Rehat Steam Flow naik3) Bahan bakar naik4) Merusak last Stage dari LP Turbine BladesTinggi :1) Material Reheater Over Heat2) Reheater tubes sering bocor3) Memperpendek life time Reheater 11 Final Feed Water Temperature rendah 1) Efisiensi Boiler turun2) Pemakaian bahan bakar naik ESTIMASI LOSSES AND SAVING1. Perubahan Excess Air sebesar 10% atau O2 sebesar 2% mengakibatkan perubahan efisiensi boiler sebesar 1%2. Setiap kenaikan temperature Flue Gas outlet Air heater sebesar 40 F ( 4,44 C) mengakibatkan penurunan efisiensi Boiler sebesar 1 %3. Setiap kenaikam 0,5% combustibles ( CO) mengakibatkan efisiensi turun 1 %4. Setiap perubahan Moisture dari Coal sebesar 10% mengakibatkan perubahan efisiensi sebesar 1%5. Setiap Perubahan temperatur Final Feed Water sebesar 11 F ( misal dari 482 F menjadi 471 F) mengakibatkan penurunan efisiensi Boiler sebesar 1 %