7/25/2019 Pengoperasian PLTU
1/178
PEMBIDANGAN PRAJABATAN S1D3
INDONESIA POWER
PENGOPERASIAN PLTU
Edisi I Tahun 2014
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
2/178
i
PEMBIDANGAN PRAJABATAN S1D3
INDONESIA POWER
TUJUAN PEMBELAJARAN: Setelah mengikuti pelatihan ini peserta mampu
memahami prosedur pengoperasian dan pemeliharaan
pembangkit tenaga listrik sesuai prosedur/standar
operasi/ instruksi kerja dan petunjuk pabrikan.
DURASI : 320 JP / 40 HARI EFEKTIF
TIM PENYUSUN : 1. MURDANI
2. ERWIN
3. EFRI YENDRI
4. HAULIAN SIREGAR
5. PEPI ALIYANI
6. MUHAMAD MAWARDI
TIM VALIDATOR : 1. JOKO AGUNG
2. DODI HENDRA
3. SUDARWOKO
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
3/178
ii
KATA PENGANTAR
MANAJER PLN PRIMARY ENERGY & POWER GENERATION ACADEMYPLN CORPORATE UNIVERSITY
Puji syukur ke hadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat, taufik serta hidayahnya, sehingga
penyusunan materi pembelajaran PEMBIDANGAN PRAJABATAN S1D3 INDONESIA POWERini dapat
diselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya.
Materi ini merupakan materi yang terdapat pada Direktori Diklat yang sudah disahkan oleh Direktur
Pengadaan Strategis selaku Learning Council Primary Energy & Power Generation Academy. Materi ini
terdiri dari 11 buku yang membahas mengenai K2 dan Lingkungan Hidup, Pengoperasian PLTU,
Pengoperasian PLTGU, Pengenalan PLTP, Perencanaan, pengendalian, dan evaluasi O&M Pembangkit,
Pemeliharaan Mekanikal Pembangkit Thermal dan Hidro, Pemeliharaan Listrik Pembangkit,
Pemeliharaan Proteksi, Kontrol & Instrumen, Kimia Pembangkit, Pengoperasian PLTA, dan Pengenalan
PLTD sehingga diharapkan dapat mempermudah proses belajar dan mengajar di Primary Energy dan
Power Generation Academy.
Akhir kata, Pembelajaran ini diharapkan dapat membantu meningkatkan kinerja unit operasional dan
bisa menunjang kinerja ekselen korporat. Tentunya tidak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada
semua pihak yang telah terlibat dalam penyusunan materi pembelajaran ini. Saran dan kritik dari
pembaca/siswa sangat diharapkan bagi penyempurnaan materi ini.
Suralaya, 31 Januari 2014
M. IRWANSYAH PUTRA
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
4/178
iii
DAFTAR BUKU PELAJARAN
Buku 1
K2 dan Lingkungan Hidup
Buku 2
Pengoperasian PLTU
Buku 3
Pengoperasian PLTGU
Buku 4
Pengenalan PLTP
Buku 5
Perencanaan, pengendalian, dan evaluasi O&M Pembangkit
Buku 6
Pemeliharaan Mekanikal Pembangkit Thermal dan Hidro
Buku 7
Pemeliharaan Listrik Pembangkit
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
5/178
iv
Buku 8
Pemeliharaan Proteksi, Kontrol & Instrumen
Buku 9
Kimia Pembangkit
Buku 10
Pengoperasian PLTA
Buku 11
Pengenalan PLTD
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
6/178
Simple Inspiring Performing Phenomenal v
BUKU II
PENGOPERASIAN PLTU
TUJUAN PELAJARAN : Setelah mengikuti pelajaran ini peserta memahami
prinsip kerja, komponen dan sistem-sistem yang ada di
PLTU serta prosedur pengoperasian PLTU sesuai
standar perusahaan
DURASI : 70 JP
PENYUSUN : 1. EFRI YENDRI
2. GAMA AJIYANTONO
3. PEPI ALIYANI
5. MURDANI
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
7/178
Simple Inspiring Performing Phenomenal vi
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ................................................................................................................. ii
DAFTAR BUKU PELAJARAN .................................................................................................. iii
1. PRINSIP KERJA PLTU .................................................................................................... 14
1.1 Siklus Rankine ......................................................................................................... 14
1.2 Bagian-Bagian PLTU ................................................................................................. 16
2. BOILER DAN ALAT BANTU ............................................................................................ 20
2.1 Prinsip Kerja Boiler .................................................................................................... 20
2.2 Siklus Air dan Uap di Boiler ........................................................................................ 27
2.3 Sistem Udara dan Gas ............................................................................................... 34
2.5 Sistem Penanganan Abu dan Debu ........................................................................... 44
2.6 Soot Blower (Pembersih Jelaga) ................................................................................ 46
3. TURBIN UAP DAN ALAT BANTU .................................................................................... 48
3.1 Prinsip Kerja Turbin Uap ............................................................................................ 48
3.2 Jenis dan Karakteristik Turbin Uap............................................................................. 49
3.3 Konstruksi dan Bagian Utama Turbin Uap ................................................................. 56
3.4 Sistem Pelumasan dan Jacking Turbin Uap ............................................................... 61
3.5 Turning Gear .............................................................................................................. 63
3.6 Sistem Perapat Poros ................................................................................................ 63
3.7 Sistem Uap Ekstraksi (Extraction/Bleed Steam System) ......................................... 65
4. KONDENSOR DAN ALAT BANTUNYA ........................................................................... 67
4.1 Prinsip Kerja Kondensor ........................................................................................... 67
4.2 Konstruksi Kondensor .............................................................................................. 67
4.3 Sistem Air Pengisi .................................................................................................... 69
4.4 Sistem Air Pendingin ................................................................................................ 87
4.5 Vacuum Condensor System ..................................................................................... 92
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
8/178
Simple Inspiring Performing Phenomenal vii
4.6 Sistem Condensor Cleaning....................................................................................... 99
5. Peralatan Penunjang ..................................................................................................... 102
5.1. Sistem Hidrolik ...................................................................................................... 102
5.2. Waste Water Treatment Plant ............................................................................... 137
6. PENGOPERASIAN PLTU .............................................................................................. 143
6.1. Klasifikasi Start ....................................................................................................... 143
5.2 Prosedur Start Alat Bantu dan Sistem Air Pengisi .................................................... 145
5.3. Prosedur Start Boiler .............................................................................................. 153
5.4. Start Turbin ............................................................................................................ 162
7. TROUBLE-SHOOTING .................................................................................................. 171
7.1. TROUBLE-SHOOTING BOILER ........................................................................... 171
7.2. TROUBLE-SHOOTING TURBIN .......................................................................... 175
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
9/178
Simple Inspiring Performing Phenomenal viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Proses konversi energi pada PLTU .......................................................................... 14
Gambar 2 Siklus fluida kerja sederhana pada PLTU ................................................................. 15
Gambar 3 Diagram Ts Siklus PLTU (Siklus Rankine) ........................................................... 16
Gambar 4 Boiler ....................................................................................................................... 17
Gambar 5 Turbin Uap ............................................................................................................... 17
Gambar 6 Kondensor ............................................................................................................... 18
Gambar 7 Generator ................................................................................................................. 18
Gambar 8 Water Tube Boiler .................................................................................................... 20
Gambar 9 Tata letak Pulverized Coal (PC) Boiler Batubara ...................................................... 22
Gambar 10 Tata letak Circulating Fluidized Boiler (CFB) .......................................................... 23
Gambar 11 Boiler Stoker .......................................................................................................... 24
Gambar 12 Boiler PLTU Indramayu .......................................................................................... 25
Gambar 13 Jenis-jenis Tekanan (Draft) Boiler .......................................................................... 26
Gambar 14 Skema Balanced Draft Boiler ................................................................................. 27
Gambar 15 Economiser tipe pipa bersirip (finned tubes)........................................................... 28
Gambar 16 Siklus air dan uap di boiler. .................................................................................... 29
Gambar 17 Prinsip sirkulasi alami ............................................................................................. 30
Gambar 18 . Prinsip sirkulasi paksa ........................................................................................ 30
Gambar 19 Pipa riser dan dinding ruang bakar boiler. .............................................................. 31
Gambar 20 Drum Boiler. ........................................................................................................... 31
Gambar 21 Konstruksi Drum Boiler. ......................................................................................... 32
Gambar 22 Siklus uap superheat .............................................................................................. 33
Gambar 23 Siklus air - uap PLTU dengan Reheater ................................................................. 33
Gambar 24 Siklus udara pembakaran. ...................................................................................... 35
Gambar 25 Force Draught Fan ................................................................................................. 35
Gambar 26 Siklus gas di boiler. ................................................................................................ 36
Gambar 27 Electrostatic Precipitator ........................................................................................ 37
Gambar 28 Air Heater ............................................................................................................... 38
Gambar 29 Diagram sistem BBM ............................................................................................. 39
Gambar 30 Contoh Burner MFO dengan pengabutan uap. ....................................................... 40
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
10/178
Simple Inspiring Performing Phenomenal ix
Gambar 31 . Belt Feeder. ........................................................................................................ 41
Gambar 32 Sistem suplai bahan bakar batubara ke burner ...................................................... 42
Gambar 33 Penempatan burner batubara pada ruang bakar .................................................... 42
Gambar 34 Sistem Bahan Bakar .............................................................................................. 43
Gambar 35 Mill / Pulverizer ....................................................................................................... 44
Gambar 36 System Ash handling ............................................................................................. 45
Gambar 37 Shoot Blower.......................................................................................................... 47
Gambar 38 Prinsip Kerja Turbin Uap ........................................................................................ 48
Gambar 40. Gambar 39 Turbin Uap......................................................................................... 49
Gambar 40 Jenis turbin dan karakteristiknya ............................................................................ 50
Gambar 41 Turbin impuls bertingkat tekanan ........................................................................... 51
Gambar 42 Turbin impuls bertingkat kecepatan ........................................................................ 52
Gambar 43 Turbin Impuls Bertingkat Tekanan dan Kecepatan. ................................................ 53
Gambar 44 Turbin single silinder dan multi silinder. .................................................................. 54
Gambar 45 Kurva Efisiensi Sudu-sudu ..................................................................................... 55
Gambar 46 Sudu bentuk vortex ................................................................................................ 56
Gambar 47 Bagian utama turbin uap. ....................................................................................... 57
Gambar 48 Sudu tetap (Stator) ................................................................................................. 57
Gambar 49 Rotor turbin uap ..................................................................................................... 58
Gambar 50 Bantalan jurnal. ...................................................................................................... 59
Gambar 51 Bantalan aksial ....................................................................................................... 59
Gambar 52 Main Stop Valve ..................................................................................................... 60
Gambar 53 Main Steam Flow (UBP Suralaya Unit 5-7) ............................................................ 61
Gambar 54 Sistem pelumasan.................................................................................................. 62
Gambar 55 Sistem Jacking Oil.................................................................................................. 62
Gambar 56 Turning Gear .......................................................................................................... 63
Gambar 57 Gland seal system.................................................................................................. 64
Gambar 58 Gland seal steam dan perapat labirin ..................................................................... 64
Gambar 59 Siklus uap perapat (Gland Seal Steam) ................................................................. 65
Gambar 60 Sistem Uap Ekstraksi ............................................................................................. 66
Gambar 61 Prinsip kerja kondensor .......................................................................................... 67
Gambar 62 Kondensor tipe permukaan (surface condenser) .................................................... 68
Gambar 63 Konstruksi Kondensor ............................................................................................ 68
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
11/178
Simple Inspiring Performing Phenomenal x
Gambar 64 Sistem Air Kondensat (UBP Suralaya unit 5-7) ...................................................... 69
Gambar 65 Line Condensate Polisher ...................................................................................... 73
Gambar 66 Saluran Resirkulasi ................................................................................................ 75
Gambar 67 Pengaturan Level Deaerator .................................................................................. 76
Gambar 68 Low Pressure Heater (LPH) ................................................................................... 77
Gambar 69 Deaerator Tipe Spray & Tray............................................................................... 78
Gambar 70 High Pressure Heater (HPH) .................................................................................. 79
Gambar 71 . Boiler Feed Pump (BFP) ..................................................................................... 81
Gambar 72 Saluran Piston Pengimbang Pada BFP .................................................................. 82
Gambar 73 Pengaturan Aliran Dengan Kopling Fluida .............................................................. 84
Gambar 74 Pengaturan Aliran Air Pengisi Dengan Governor ................................................... 84
Gambar 75 Pengaturan Aliran Dengan Katup ........................................................................... 85
Gambar 76 Pemanas Awal Air Pengisi ..................................................................................... 86
Gambar 77 Sistem Air Pendingin Utama Siklus Terbuka. ......................................................... 89
Gambar 78 Aplikasi Sistem Air Pendingin Utama Siklus Tertutup. ............................................ 90
Gambar 79 Proses Pembuangan Panas pada Cooling Tower .................................................. 91
Gambar 80 Kondensor (kontak langsung) jet. ........................................................................... 93
Gambar 81 Kondensor lintasan tunggal .................................................................................... 94
Gambar 82 Kondensor lintasan ganda dan saluran venting. ..................................................... 95
Gambar 83 Posisi kondensor dibawah turbin ............................................................................ 96
Gambar 84 Sistem Vacuum Condensor .................................................................................... 96
Gambar 85 Starting dan main ejector ....................................................................................... 98
Gambar 86 Pompa Vakum ....................................................................................................... 99
Gambar 87 Sistem Tapprogge ................................................................................................ 100
Gambar 88 Condensor Back Washing .................................................................................... 101
Gambar 89 Zat Cair Tidak Kompresibel .................................................................................. 102
Gambar 90 Diagram Aliran Sistem Hidrolik ............................................................................. 103
Gambar 91 Transmisi tenaga hodrolik .................................................................................... 104
Gambar 92 Diagram sistem hidrolik ........................................................................................ 104
Gambar 93 aplikasi katup arah (spring centered type) ............................................................ 109
Gambar 94 Katup kontrol arah ................................................................................................ 109
Gambar 95 Katup arah dengan berbagai bentuk saluran ........................................................ 110
Gambar 96 Jenis penggerak katup yang umum digunakan .................................................... 110
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
12/178
Simple Inspiring Performing Phenomenal xi
Gambar 97 Aplikasi katup kontrol tekanan .............................................................................. 111
Gambar 98 simbol dan skema Pressure Relief Valve ............................................................. 112
Gambar 99 anatomi bentuk regulating relief valve .................................................................. 112
Gambar 100 anatomi relief valve ............................................................................................ 113
Gambar 101 penampang bagian flow control valve ................................................................ 113
Gambar 102 penampang bagian check valve (swing type) ..................................................... 114
Gambar 103 jenisjenis akumulator ...................................................................................... 115
Gambar 104 bagianbagian accumulator diapragma ............................................................ 117
Gambar 105 tangki penyimpan fluida sistem hidrolik .............................................................. 119
Gambar 106 filter untuk tekanan tinggi ................................................................................... 121
Gambar 107 Jenisjenis oil heater dan cooling .................................................................... 122
Gambar 108 sistem kerja actuator jenis dipragma .................................................................. 124
Gambar 109 Actuator Pneumatic Type Diaphragm ................................................................. 125
Gambar 110 Actuator Pneumatic Type Diaphragm ................................................................. 125
Gambar 111 Actuator Pneumatic Type Diaphragm ................................................................. 126
Gambar 112 gerakan secara direct acting ............... Gambar 113 gerakan secara reverse acting
126
Gambar 114 Diagram Dasar Positioner Plus Actuator ............................................................ 127
Gambar 115 Positioner pada actuator .................................................................................... 128
Gambar 116 Actuator Kerja Piston ......................................................................................... 129
Gambar 117 Actuator electroHydraulic tranducer (type Ball Valve-350) .................................. 132
Gambar 118 High Pressure Control Valve With Electro-Hydraulic Actuator ............................ 133
Gambar 119 Peralatan hidrolik model single acting cylinder ................................................... 134
Gambar 120 Peralatan hidrolik model double acting cylinder .................................................. 134
Gambar 121 Instalasi sebuah sistem hidrolik .......................................................................... 137
Gambar 122 Sewage pump and sewage treatment ................................................................ 142
Gambar 123 Sistem Air Pendingin Utama (CWS) ................................................................... 146
Gambar 124 Sistem Air Pendingin Bantu (Siklus tertutup, CCCWS) ....................................... 147
Gambar 125 Siklus Air Uap PLTU Suralaya 57. .................................................................. 148
Gambar 126 Tangki air penambah (CST) ............................................................................... 149
Gambar 127 Sistem Air Kondensat ......................................................................................... 150
Gambar 128 . Pompa Air Pengisi (BFP) ............................................................................... 150
Gambar 129 Pemanas air pengisi (Feed heater) .................................................................... 151
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
13/178
Simple Inspiring Performing Phenomenal xii
Gambar 130 Sistem Minyak Pelumas Turbin .......................................................................... 152
Gambar 131 Panel (Faceplate) start pompa pelumas ............................................................. 152
Gambar 132 Sistem Minyak Perapat poros Generator ............................................................ 153
Gambar 133 Sistem udara bakar dengan FD Fan .................................................................. 154
Gambar 134 Damper udara bakar pada windbox ................................................................... 154
Gambar 135 Sistem gas buang dengan ID Fan ...................................................................... 155
Gambar 136 Sistem Udara Primer dengan PA Fan ................................................................ 155
Gambar 137 Persyaratan purging boiler ................................................................................. 157
Gambar 138 Sistem penyala (Ignitor) ..................................................................................... 159
Gambar 139 . Konfigurasi ignitor pada boiler ......................................................................... 159
Gambar 140 Ruang bakar dan thermoprobe ........................................................................... 160
Gambar 141 Contoh batas perbedaan temperatur pada drum ................................................ 161
Gambar 142 Pasok uap Sistem gland steam .......................................................................... 163
Gambar 143 Katup utama uap Turbin (MSV, GV, RSV dan ICP) ............................................ 164
Gambar 144 Faceplate pompa vakum .................................................................................... 165
Gambar 145 Program ATS (automatic turbin start up) ............................................................ 166
Gambar 146 Indikator parameter turbin (turbine supervisory) ................................................. 167
Gambar 147 . Faceplat field breaker dan AVR ...................................................................... 168
Gambar 148 Kurva Start Up ................................................................................................... 169
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
14/178
Simple Inspiring Performing Phenomenal xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Particle Size for Class Rating ..................................................................................... 122
Tabel 1 Daftar perkiraan waktu untuk tiap jenis sta ................................................................. 144
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
15/178
PENGOPERASIAN PLTU
1. PRINSIP KERJA PLTU
1.1 Siklus Rankine
PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak digunakan, karena
efisiensinya tinggi sehingga menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan
mesin konversi energi yang mengubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi listrik.
Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu :
Pertama, energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk
uap bertekanan dan temperatur tinggi.
Kedua, energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran.
Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik.
Gambar 1 Proses konversi energi pada PLTU
PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. Siklus tertutup
artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Urutan sirkulasinya secara
singkat adalah sebagai berikut :
Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah
panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan
bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.
Uap
BOILER TURBIN
GENERATORBahan bakar Poros Listrik
Energi Kimia
menjadi
Energi Panas
Energi Panas
menjadi
Energi Mekanik
Energi Mekanik
menjadi
Energi Listrik
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
16/178
Kedua, uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk
memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.
Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi
listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan, sehingga ketikaturbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator
Keempat, Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air
pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. Air kondensat
hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler.
Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang-ulang.
Gambar 2 Siklus fluida kerja sederhana pada PLTU
Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat digambarkan dengan diagram T
s (Temperatur entropi). Siklus ini adalah penerapan siklus rankine ideal. Adapun
urutan langkahnya adalah sebagai berikut :
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
17/178
Gambar 3 Diagram Ts Siklus PLTU (Siklus Rankine)
a - b : Air dipompa dari tekanan P2menjadi P1. Langkah ini adalah langkah kompresi
isentropis, dan proses ini terjadi pada pompa air pengisi.
b - c : Air bertekanan ini dinaikkan temperaturnya hingga mencapai titik didih.
Terjadi di LP heater, HP heaterdan Economiser. .
c - d : Air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini disebut vapourising
(penguapan) dengan proses isobar isothermis, terjadi di boiler yaitu di wall tube (riser)
dan steam drum..
d - e : Uap dipanaskan lebih lanjut hingga uap mencapai temperatur kerjanya
menjadi uap panas lanjut (superheated vapour). Langkah ini terjadi di superheaterboiler
dengan proses isobar.
e - f : Uap melakukan kerja sehingga tekanan dan temperaturnya turun. Langkah ini
adalah langkah ekspansi isentropis, dan terjadi didalam turbin.
f - a : Pembuangan panas laten uap sehingga berubah menjadi air kondensat.
Langkah ini adalah isobar isothermis, dan terjadi didalam kondensor.
1.2 Bagian-Bagian PLTU
1.2.1. Bagian Utama
Bagian utama yang terdapat pada suatu PLTU yaitu :
a. Boiler
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
18/178
Boiler berfungsi untuk mengubah air (feed water) menjadi uap panas lanjut
(superheated steam) yang akan digunakan untuk memutar turbin.
Gambar 4 Boiler
b. Turbin uap
Turbin uap berfungsi untuk mengkonversi energi panas yang dikandung oleh uap
menjadi energi putar (energi mekanik). Poros turbin dikopel dengan poros generator
sehingga ketika turbin berputar generator juga ikut berputar.
Gambar 5 Turbin Uap
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
19/178
c. Kondensor
Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas dari turbin (uap yang telah
digunakan untuk memutar turbin).
Gambar 6 Kondensor
d. Generator
Generator berfungsi untuk mengubah energi putar dari turbin menjadi energi listrik.
Gambar 7 Generator
1.2.2. Peralatan Penunjang
Peralatan penunjang yang terdapat dalam suatu PLTU pada umumnya adalah :
a. Desalination Plant (Unit Desal)
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
20/178
Peralatan ini berfungsi untuk mengubah air laut (brine) menjadi air tawar (fresh water)
dengan metode penyulingan (kombinasi evaporasi dan kondensasi). Hal ini dikarenakan
sifat air laut yang korosif, sehingga jika air laut tersebut dibiarkan langsung masuk ke
dalam unit utama, maka dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan PLTU.
b. Reverse Osmosis (RO)
Mempunyai fungsi yang sama seperti desalination plant namun metode yang digunakan
berbeda. Pada peralatan ini digunakan membran semi permeable yang dapat menyaring
garam-garam yang terkandung pada air laut, sehingga dapat dihasilkan air tawar seperti
pada desalination plant.
c. Pre Treatment pada unit yang menggunakan pendingin air tanah / sungai
Untuk PLTU yang menggunakan air tanah/air sungai, pre-treatment berfungsi untuk
menghilangkan endapan,kotoran dan mineral yang terkandung di dalam air tersebut.
d. Demineralizer Plant (Unit Demin)
Berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral (ion) yang terkandung dalam air tawar.
Air sebagai fluida kerja PLTU harus bebas dari mineral, karena jika air masih
mengandung mineral berarti konduktivitasnya masih tinggi sehingga dapat
menyebabkan terjadinya GGL induksi pada saat air tersebut melewati jalur perpipaan di
dalam PLTU. Hal ini dapat menimbulkan korosi pada peralatan PLTU.
e. Hidrogen Plant (Unit Hidrogen)
Pada PLTU digunakan hydrogen (H2) sebagai pendingin Generator.
f. Chlorination Plant (Unit Chlorin)
Berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (NaOCl) yang digunakan
untuk memabukkan/melemahkan mikro organisme laut pada area water intake. Hal ini
dimaksudkan untuk menghindari terjadinya pengerakkan (scaling) pada pipa-pipa
kondensor maupun unit desal akibat perkembangbiakan mikro organisme laut tersebut.
g. Auxiliary Boiler (Boiler Bantu)
Pada umumnya merupakan boiler berbahan bakar minyak (fuel oil), yang berfungsi
untuk menghasilkan uap (steam) yang digunakan pada saat boiler utama start upmaupun sebagai uap bantu (auxiliary steam).
h. Coal Handling (Unit Pelayanan Batubara)
Merupakan unit yang melayani pengolahan batubara yaitu dari proses bongkar muat
kapal (ship unloading) di dermaga, penyaluran ke stock area sampai penyaluran ke
bunker unit.
i. Ash Handling (Unit Pelayanan Abu)
Merupakan unit yang melayani pengolahan abu baik itu abu jatuh (bottom ash) maupun
abu terbang (fly ash) dari Electrostatic Precipitator hopper dan SDCC (Submerged DragChain Conveyor) pada unit utama sampai ke tempat penampungan abu (ash valley)
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
21/178
Tiap-tiap komponen utama dan peralatan penunjang dilengkapi dengan sistem-sistem dan
alat bantu yang mendukung kerja komponen tersebut. Gangguan atau malfunction dari salah
satu bagian komponen utama akan dapat menyebabkan terganggunya seluruh sistem PLTU.
2. BOILER DAN ALAT BANTU
2.1 Prinsip Kerja Boiler
Boiler atau ketel uap adalah suatu perangkat mesin yang berfungsi untuk mengubah air
menjadi uap. Proses perubahan air menjadi uap terjadi dengan memanaskan air yang berada
didalam pipa-pipa dengan memanfaatkan panas dari hasil pembakaran bahan bakar.
Pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan
bakar dan udara dari luar.
Gambar 8 Water Tube Boiler
Uap yang dihasilkan boiler adalah uap superheatdengan tekanan dan temperatur yang tinggi.
Jumlah produksi uap tergantung pada luas permukaan pemindah panas, laju aliran, dan
panas pembakaran yang diberikan. Boiler yang konstruksinya terdiri dari pipa-pipa berisi air
disebut dengan water tube boiler(boiler pipa air).
Pada unit pembangkit, boiler juga biasa disebut dengan steam generator (pembangkit uap)
mengingat arti kata boiler hanya pendidih, sementara pada kenyataannya dari boiler
dihasilkan uap superheatbertekanan tinggi.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
22/178
Ditinjau dari bahan bakar yang digunakan, maka PLTU dapat dibedakan menjadi :
PLTU Batubara
PLTU Minyak
PLTU gas
PLTU nuklir atau PLTN
Jenis PLTU batu bara masih dapat dibedakan berdasarkan proses pembakarannya, yaitu
PLTU dengan pembakaran batu bara bubuk (Pulverized Coal/ PC Boiler) dan PLTU dengan
pembakaran batu bara curah (Circulating Fluidized Bed/ CFB Boiler).
Perbedaan antara PLTU Batu bara dengan PLTU minyak atau gas adalah pada peralatan dan
sistem penanganan dan pembakaran bahan bakar serta penanganan limbah abunya. PLTU
batubara mempunyai peralatan bantu yang lebih banyak dan lebih kompleks dibanding PLTU
minyak atau gas. PLTU gas merupakan PLTU yang paling sederhana peralatan bantunya.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
23/178
Gambar 9 Tata letak Pulverized Coal (PC) Boiler Batubara
2.1.1 Circulating Fluidized Boiler (CFB)
Seperti jenis boiler lainnya, pertama-tama dilakukan Purging selama 5 menit untuk
membersihkan ruang bakar dari gas-gas yang berpotensial menimbulkan ledakan pada saat
burner dinyalakan.
Setelah purging selesai 2 burner (sisi berseberangan ) dinyalakan. Kenaikan temperature
furnace di jaga tidak lebih dari 95 0C per jam untuk menjaga material dari termal stress dan
menjaga refractory agar tidak retak.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
24/178
Gambar 10 Tata letak Circulating Fluidized Boiler (CFB)
Setelah temperature Furnace 530o
C Batubara dimasukkan melalui 3 coal feeder pada
minimum flow rate (6 Ton/jam) / coal feeder sambil kedua burner masih menyala.
Setelah temperature furnace mencapai 660 oC kedua burner dimatikan satu persatu.
Selanjutnya pembakaran dilakukan dengan batubara.
Selama boiler beroperasi tidak diperlukan support burner karena dapat menyebabkan materal
bed meleleh. Burner hanya digunakan pada saat proses start up sampai temperature yang
diizinkan diatas.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
25/178
2.1.2 Boiler Stoker
Batubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak. Ketika grate bergerak sepanjang
tungku, batubara terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat
keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate, damper udara dan baffles, untuk
menjamin pembakaran yang bersih serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon
yang tidak terbakar dalam abu. Hopper umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh
ujung umpan batubara pada tungku.
Gambar 11 Boiler Stoker
Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan kecepatan batubara yang
diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan bed bahan bakar. Ukuran batubara
harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna pada waktu
mencapai ujung grate.
Seperti kita ketahui unsur utama yang mempengaruhi pembakaran adalah udara dan bahan
bakar ( batubara ). Sempurna/baik tidaknya suatu pembakaran sangat dipengaruhi oleh rasio
udara dan batubara. Sangat sulit untuk menentukan rasio tersebut pada bahan bakar padat
seperti batubara dimana kandungan dan ukurannya tidak selalu sama. Jadi kita harus juga
menyesuaikan kondisi batubara yang kita bakar. Berikut adalah uraian dan beberapa patokan
untuk mencapai pembakaran yang sempurna.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
26/178
Pada keadaan batubara yang cukup baik ( normal ) abu yang keluar dari ash conveyor
berwarna putih kecoklatan, atau dengan kata lain carbon habis teroksidasi jadi tidak ada sisa
batubara yang tidak terbakar atau arang.
Gambar 12 Boiler PLTU Indramayu
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
27/178
Ditinjau dari tekanan ruang bakar boilernya, PLTU dapat dibedakan menjadi:
PLTU dengan PressurisedBoiler
PLTU dengan Balanced Draft Boiler
PLTU dengan Vacuum Boiler
Sistem pengaturan tekanan ruang bakar (furnace pressure) biasa disebut draftatau tekanan
statik didalam ruang bakar dimana proses pembakaran bahan bakar berlangsung. PLTU
dengan pressurised boiler (tekanan ruang bakar positif) digunakan untuk pembakaran bahan
bakar minyak atau gas. Tekanan ruang bakar yang positif diakibatkan oleh hembusan udara
dari kipas tekan paksa (Forced Draft Fan, FDF). Gas buang keluar dari ruang bakar ke
atmosfer karena perbedaan tekanan.
Pressurised Boiler Vacuum Boiler Balanced Draft Boiler
Gambar 13 Jenis-jenis Tekanan (Draft) Boiler
PLTU dengan Balanced Draft Boiler(tekanan berimbang) biasa digunakan untuk pembakaranbahan bakar batubara. Tekanan ruang bakar dibuat sedikit dibawah tekanan atmosfir,
biasanya sekitar 10 mmH2O. Tekanan ini dihasilkan dari pengaturan dua buah kipas, yaitu
kipas hisap paksa (Induced Draft Fan, IDF) dan kipas tekan paksa (Forced Draft Fan, FDF).
FDF berfungsi untuk menyuplai udara pembakaran menuju ruang bakar ( furnace) di boiler,
sedangkan IDF berfungsi untuk menghisap gas dari ruang bakar dan membuang ke atmosfir
melalui cerobong. Sedangkan PLTU dengan vacum boilertidak dikembangkan lagi, sehingga
saat ini tidak ada lagi yang menerapkan PLTU dengan boiler bertekanan negatif.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
28/178
Gambar 14 Skema Balanced Draft Boiler
2.2 Siklus Air dan Uap di Boiler
2.2.1 Siklus Air
Siklus air boiler merupakan suatu mata rantai rangkaian siklus fluida kerja. Boiler mendapat
pasokan fluida kerja air dan menghasilkan uap untuk dialirkan ke turbin. Air sebagai fluida
kerja diisikan ke boiler menggunakan pompa air pengisi (Boiler Feed Pump) dengan melalui
economiserdan ditampung didalam steamdrumboiler.
Economiser adalah alat yang merupakan pemanas air terakhir sebelum masuk ke drum. Di
dalam economiser air menyerap panas gas buang yang keluar dari superheater sebelum
dibuang ke atmosfir melalui cerobong.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
29/178
Gambar 15 Economiser tipe pipa bersirip (finned tubes)
Peralatan yang dilalui dalam siklus air di boiler adalah drum boiler, down comer, header
bawah (bottom header), dan riser. Siklus air di steam drumadalah, air dari drumturun melalui
pipa-pipa down comer ke header bawah (bottom header). Dari header bawah air
didistribusikan ke pipa-pipa pemanas (riser) yang tersusun membentuk dinding ruang bakar
boiler. Didalam riserair mengalami pemanasan dan naik ke drumkembali akibat perbedaan
temperatur.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
30/178
Gambar 16 Siklus air dan uap di boiler.
Perpindahan panas dari api (flue gas) ke air di dalam pipa-pipa boiler terjadi secara radiasi,
konveksi dan konduksi. Akibat pemanasan selain temperatur naik hingga mendidih juga
terjadi sirkulasi air secara alami, yakni dari drumturun melalui down comerke headerbawah
dan naik kembali ke drummelalui pipa-pipa riser. Adanya sirkulasi ini sangat diperlukan agar
terjadi pendinginan terhadap pipa-pipa pemanas dan mempercepat proses perpindahan
panas. Kecepatan sirkulasi akan berpengaruh terhadap produksi uap dan kenaikan tekanan
serta temperaturnya.
Selain sirkulasi alami, juga dikenal sirkulasi paksa (forced circulation). Untuk sirkulasi jenis ini
digunakan sebuah pompa sirkulasi (circulation pump). Umumnya pompa sirkulasi mempunyai
laju sirkulasi sekitar 1,7, artinya jumlah air yang disirkulasikan 1,7 kali kapasitas penguapan.
Beberapa keuntungan dari sistem sirkulasi paksa antara lain :
Waktu start (pemanasan) lebih cepat
Mempunyai respon yang lebih baik dalam mempertahankan aliran air ke pipa-pipa
pemanas pada saat start maupun beban penuh.
Mencegah kemungkinan terjadinya stagnasi pada sisi penguapan
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
31/178
Gambar 17 Prinsip sirkulasi alami
Gambar 18 . Prinsip sirkulasi paksa
Ms
CIRCULATING
PUMP ORIFICE
Mw
COLDS
IDE
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
32/178
Gambar 19 Pipa riser dan dinding ruang bakar boiler.
Drumboi lerberfungsi untuk menampung dan mengontrol kebutuhan air di boiler. Fungsi lain
yang tidak kalah pentingnya adalah memisahkan uap dan air. Untuk mengontrol kebutuhan air
boiler, maka level air di drum harus dijaga konstan pada level normalnya. Level ini dapat
dilihat di kontrol room maupun di lokal. Kualitas air di boiler juga harus dipantau dengan
mengambil sampelnya dari air di drum.
Gambar 20 Drum Boiler.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
33/178
Gambar 21 Konstruksi Drum Boiler.
2.2.2 Siklus Uap
a. Siklus Uap Utama (Main Steam System)
Siklus uap utama dalam boiler adalah, uap dari drum boiler dalam kondisi jenuh dialirkan ke
Superheater I (primary SH) dan ke Superheater II (secondary SH) kemudian ke outlet header
untuk selanjutnya disalurkan ke turbin. Apabila temperatur uap (main steam) melebihi batas
temperatur kerjanya, maka desuperheater menyemprotkan steam bersuhu yang lebih rendah
untuk menurunkan temperatur main steam sehingga sesuai harga yang diinginkan.
Desuperheater terletak diantara Superheater I dan Superheater II.
Superheater berfungsi untuk memanaskan uap agar kandungan energi panas dan
kekeringannya bertambah sehingga menjadi uap superheat (uap panas lanjut). Pemanasan
dilakukan dalam dua atau tiga tahap. Sebagai pemanasnya adalah gas hasil pembakaran
bahan bakar.
DRYER
STEAM OUTLET
FEED WATER
INLET
DOWNCOMER
RISER
TUBES
PRIMARYY
SEPARATOR
SECONDARY
SEPARATOR
BAFFLE
PLATES
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
34/178
Gambar 22 Siklus uap superheat
Gambar 23 Siklus air - uap PLTU dengan Reheater
Generator
600MW
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
35/178
b. Siklus Uap Panas Ulang (Reheat steam system)
Pada PLTU dengan kapasitas > 100 MW dan mempunyai turbin multi cylinder, maka uap dari
HP turbin dialirkan kembali ke boiler, yaitu ke reheater. Konfigurasi reheater sama dengan
superheater.
Reheater berfungsi untuk memanaskan uap dari HP (High Pressure) turbin agar kandungan
energi panasnya meningkat lagi setelah memutar HP turbin. Uap ini selanjutnya dialirkan
kembali ke IP (Intermediate Pressure) turbin. Pemanasan diperoleh dari gas buang yang
keluar superheater.
2.3 Sistem Udara dan Gas
2.3.1 Sistem Udara
Udara berfungsi untuk proses pembakaran bahan bakar sehingga disebut udara pembakaran.
Udara berasal dari atmosfer dihisap oleh FD fan dan dialirkan ke air heater. Udara panas dari
air heater kemudian masuk kedalam wind box dan selanjutnya didistribusikan ke tiap-tiap
burner untuk proses pembakaran.
Peralatan yang berada dalam siklus udara adalah Forced Draft Fan (FDF), air heater, dan
wind box. FD fan berfungsi sebagai pemasok udara pembakaran, dimana udara ini diambil
dari atmosfer.
Air heater berfungsi untuk memanaskan udara pembakaran dengan memanfaatkan panas
dari gas buang (flue gas). Wind box berfungsi untuk mendistribusikan udara pembakaran ke
masing-masing burner agar terjadi proses pembakaran yang sempurna.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
36/178
Gambar 24 Siklus udara pembakaran.
Gambar 25 Force Draught Fan
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
37/178
2.3.2 Sistem Gas
Gas panas hasil pembakaran atau disebut gas buang (flue gas) berfungsi sebagai sumber
energi panas. Gas panas dari ruang bakar (furnace) dialirkan ke pipa-pipa Superheater I danII, pipa-pipa reheater, economiser, dan ke air heater. Dari air heater gas masuk ke alat
penangkap abu (Electrostatic Precipitator / EP). Dari EP gas dihisap oleh ID Fan untuk
selanjutnya dibuang ke atmosfer melalui cerobong (stack).
Gambar 26 Siklus gas di boiler.
Peralatan yang termasuk dalam sistem gas buang meliputi Air heater (AH), Electrostatic
Precipitator (EP) atau Baghouse Filter, dan Induced Draft Fan (IDF).
Air Heater, peralatan berfungsi untuk memanaskan udara pembakaran dengan
memanfaatkan panas gas buang.
Electrostatic Precipitator (EP) atau Baghouse Filter berfungsi untuk menangkap abu dan debu
yang terbawa dalam gas sebelum dibuang ke atmosfir.
Induced draft fan (IDF) berfungsi untuk menghisap gas dan membuang ke atmosfir melalui
cerobong. IDF juga berfungsi mengontrol tekanan ruang bakar agar selalu sedikit vakum.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
38/178
Gambar 27 Electrostatic Precipitator
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
39/178
Gambar 28 Air Heater
2.4 Sistem Bahan Bakar Minyak Dan Batu Bara
2.4.1. Sistem Bahan Bakar MinyakBahan bakar minyak yang digunakan terdiri dari
Minyak HSD / High Speed Diesel (solar)
Minyak MFO / Marine Fuel Oil (residu)
Fungsi minyak HSD pada PLTU batubara maupun PLTU minyak adalah sebagai bahan bakar
penyala awal dan pembakaran awal. Sedangkan fungsi minyak MFO pada PLTU minyak
adalah sebagai bahan bakar utama.
a. HSD
Persediaan minyak HSD (High Speed Diesel) ditampung dalam tangki atau bunker. Untuk
menyalurkan minyak HSD ke alat penyala ( ignitor) digunakan pompa dengan melalui filter,
katup penutup cepat, katup pengatur dan flow meter.
Untuk kesempurnaan proses pembakaran, maka HSD yang disemprotkan ke ruang bakar
diatomisasi (dikabutkan) dengan menggunakan uap atau udara. Pengaturan pembakaran
atau panas yang masuk boiler dapat dilakukan dengan mengatur aliran HSD dan dengan
menambah atau mengurangi ignitor yang operasi.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
40/178
b. MFO
Persediaan minyak MFO (Marine Fuel Oil) di PLTU ditampung dalam tangki persediaan
(storage tank), sedangkan untuk penggunaan sehari-hari dilayani dengan tangki harian (day
tank). Untuk mengalirkan MFO dari day tankke burner(pembakar) digunakan pompa dengan
melalui filter, katup penutup cepat, pemanas (oil heater), katup pengatur dan flow meter.
Pemanas berfungsi untuk menurunkan kekentalan MFO agar dapat disemprotkan oleh
burner. Sebagaimana pada minyak HSD untuk kesempurnaan reaksi pembakaran, maka
pada burner minyak MFO dikabutkan dengan menggunakan uap atau secara mekanik.
Pengaturan aliran MFO ke burner dengan menggunakan katup pengatur aliran.
Gambar 29 Diagram sistem BBM
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
41/178
Gambar 31. Siklus bahan bakar MFO.
Gambar 30 Contoh Burner MFO dengan pengabutan uap.
2.4.2 Sistem Bahan Bakar Batu Bara
Bahan bakar batubara pada PLTU batubara adalah sebagai bahan bakar utama. Persediaan
batubara ditampung di lapangan terbuka (coal stock area) dan untuk melayani kebutuhanpembakaran di boiler, batubara ditampung pada bunker (silo) di tiap boiler. Pemasokan
SHUT OFF
VALVE
FOSUPPLY
CONTROL
FLOWMETER
BOILER
FLOWMETER
RETURN
FO RETURNCONTROL
RECIRCULATION
VALVESUPPLY HEADER
RETURN LINE
RECIRCULATION LINE
TRANSFER
LINE
HEATER
STRAINER
FO
PUMPDAY
TANK
CONDENSATE
STEAM
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
42/178
batubara dari bunker ke burner ruang bakar dilakukan melalui coal feeder, mill / pulveriser (PC
Boiler), dan coal pipe. Pengaturan dan pencatatan jumlah aliran batubara dilakukan dengan
coal feeder.
Gambar 31 . Belt Feeder.
Mill (pulverizer) berfungsi untuk menggerus batu bara sehingga menjadi serbuk ( 200 mesh).
Sedangkan untuk membawa serbuk batu bara ke burner, dihembuskan udara primer ke mill.
Udara primer dihasilkan oleh Primary Air Fan (PAF) dan sebelum masuk ke mill dipanaskan
terlebih dahulu pada pemanas udara primer (Primary Air Heater) sehingga cukup untuk
mengeringkan serbuk batu bara.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
43/178
Gambar 32 Sistem suplai bahan bakar batubara ke burner
Gambar 33 Penempatan burner batubara pada ruang bakar
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
44/178
Gambar 34 Sistem Bahan Bakar
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
45/178
Gambar 35 Mill / Pulverizer
2.5 Sistem Penanganan Abu dan Debu
Proses pembakaran bahan bakar bertujuan untuk menghasilkan panas, tetapi selain panas
terdapat material lain sisa pembakaran, yaitu debu terutama apabila menggunakan bahan
bakar batubara. Abu dan debu merupakan limbah proses pembakaran yang dapat mencemarilingkungan.
Instalasi penanganan abu debu terdiri dari :
1. Sarana penangkap dan penampung abu sementara
Didalam boiler abu debu dapat terkumpul dimana saja didaerah sepanjang ruang bakar
sampai cerobong. Abu hasil pembakaran dibedakan menjadi 2 macam, yaitu : abu yang
mengendap (abu kasar) dan abu terbang (fly ash) bersama asap. Abu yang mengendap akan
akan jatuh terkumpul dan ditampung dibagian bawah boiler (bottom ash hopper). Hopper
penampung abu debu dipasang pada beberapa lokasi diboiler, yaitu : furnace bottom ash
hopper, air heater hopper, economizer hopper dan electrostatic precipitator hopper.
Sistem penanganan Abu didasar boiler (bottom Ash hopper) dengan abu ditampung dan
didinginkan didalam hopper dengan air dan diangkut dan dibawa dalam keadaan basah ke
system konveyor melalui submerged scrapper conveyor (SSC) dan vibrating grid.
Sistem Abu Terbang (fly Ash) menangani abu sisi pembakaran yang terbawa gas buang
dalam lintasannya dari ruang bakar ke cerobong. Untuk menangkap abu terbang digunakanalat penangkap abu yang dipasang pada saluran gas buang sebelum ID Fan. Alat ini ada
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
46/178
yang bekerja dengan cara mekanik disebut dust collector atau mechanical grit arrestor, dan
dengan cara electrostatic precipitator (EP).
- Penangkap debu mekanik bekerja berdasarkan gaya sentrifugal, dimana partikel debu
yang lebih berat disbanding gas asap akan jatuh dan ditampung sedangkan gas asap
terus mengalir ke cerobong.
- Penangkap debu electric bekerja berdasarkan gaya elektrostatik dimana gas asap yang
mengandung debu melewati medan listrik static yang ada antara dua electrode. Partikel
debu akan bermuatan ketika melewati medan listrik ini sehingga menempel pada
electrode. Debu yang terkumpul secara periodic dirontokkan dari electrode dan
ditampung dalam hopper, sedangkan gas asap yang sudah bebas dari debu mengalir
menuju cerobong.
2. Sarana transportasi dan penampungan abu/debu
Abu debu dari hopper-hopper harus segera diangkut kelokasi pembuangan. Metode
pengangkutan dapat dengan beberapa cara, yaitu : dengan truk, dengan pompa, atau dengan
system conveyor.
Abu debu dapat langsung diangkut dalam kondisi kering atau diproses terlebih dahulu.
Metode yang dipilih tergantung pada jarak ke lokasi pembuangan dan system pemrosesan
abu.
Gambar 36 System Ash handling
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
47/178
2.6 Soot Blower (Pembersih Jelaga)
Fungsi
Boiler-boiler modern dilengkapi dengan pembersih jelaga (sootblower) yang dapat
dioperasikan dari jarak jauh (remotely operated) dan dikendalikan secara
bergantian dan berurutan. Fungsi dari sootblower adalah untuk membersihkan
abu, debu atau jelaga yang menempel pada pipa-pipa Boiler, superheater,
Economizer dan pada elemen air heater. Tujuan dari pembersihan tersebut adalah
untuk menaikkan efisiensi dari boiler dan menghindari kerusakan pipa-pipa pada
bolier/superheater. Biasanya sootblower menggunakan uap untuk membersihkan
pipa-pipa boiler/superheater.
Uap yang digunakan untuk pembersihan abu biasanya diambil langsung dari
boiler, dari sisi keluar pemanas lanjut primer atau dari sisi masuk cold reheater,namun uap dari boiler bantu (auxilary boiler) pun dapat digunakan. Tekanan uap
yang menuju kemasing-masing blower diturunkan seperlunya oleh plat-plat orifis
(orifice plate). Pada pusat pembangkit lain, udara bertekanan juga digunakan
sebagai media pembersih. Sistem sootblowing dengan udara bertekanan ini
memerlukan tambahan modal dan biaya untuk kompressor yang berkapasitas
besar.
Jenis dan Konstruksi
Jenis penempatan, ukuran dan tekanan serta frekuensi penggunaan sootblower
sangat bervariasi sesuai dengan disain boiler dan karakter deposit/endapannya .
Oleh karena itu adalah tidak mungkin untuk menguraikan semua pemakaian-
pemakainnya , tetapi secara umum , jenis-jenis utama dari sootblower yang
digunakan adalah seperti diperlihatkan pada gambar, yaitu :
a. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) dengan nozle jet
yang berlawanan untuk membersihkan pipa-pipa air ruang bakar.
b. Blower-blower yang dapat ditarik (retractable gun blowers) yang mempunyai
nozle jet tunggal untuk diarahkan pada susunan pipa-pipa boiler dansuperheater.
c. Blower-blower panjang yang dapat ditarik (long retractable lance blowers) yang
bergerak/bergeser diantara susunan pipa-pipa, dengan nozle berputar dan
mempunyai jet yang berlawanan untuk mengimbangkan gaya dorong. Jenis
inilah yang paling efektif, untuk pemanas lanjut pada boiler modern sehingga
memungkinkan mencapai sasaran yang lebar dengan merata/sebanding.
d. Blower dengan nozzle jet banyak (multi jet tube blowers), digunakan untuk
zone temperatur yang lebih rendah seperti economizer dan air heater. Blower
tersebut tidak dapat ditarik (non-retractring) tetapi dapat berputar dan/atau
bergeser.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
48/178
e. Sama dengan multi jet blower dengan nozzle jet yang dapat digunakan pada
posisi tetap untuk membersihkan lorong-lorong diantara pipa-pipa. Blower ini
hanya cocok untuk zone temperatur yang lebih rendah dan pada zone yang
deposit/endapannya ringan, oleh karena itu tidak perlu daya yang besar untuk
beberapa nozle kecil .
Gambar 37 Shoot Blower
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
49/178
3. TURBIN UAP DAN ALAT BANTU
3.1 Prinsip Kerja Turbin Uap
Turbin uap berfungsi untuk mengubah energi panas yang terkandung dalam uap menjadi
energi mekanik dalam bentuk putaran. Uap dengan tekanan dan temperatur tinggi mengalir
melalui nosel sehingga kecepatannya naik dan mengarah dengan tepat untuk mendorong
sudu-sudu turbin yang dipasang pada poros. Akibatnya poros turbin bergerak menghasilkan
putaran (energi mekanik).
Uap yang telah melakukan kerja di turbin tekanan dan temperatur turun hingga kondisinya
menjadi uap basah. Uap keluar turbin ini kemudian dialirkan kedalam kondensor untuk
didinginkan agar menjadi air kondensat, sedangkan tenaga putar yang dihasilkan digunakan
untuk memutar generator.
Gambar 38 Prinsip Kerja Turbin Uap
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
50/178
Gambar 40. Gambar 39 Turbin Uap
3.2 Jenis dan Karakteristik Turbin Uap
Jenis turbin menurut prinsip kerjanya terdiri dari :
3.4.3. Turbin Impuls (aksi)
Turbin impuls atau turbin tekanan tetap, adalah turbin yang ekspansi uapnya hanya terjadi
pada sudu-sudu tetap atau nosel. Ketika uap melewati sudu tetap, maka tekanan turun dan
uap mengalami peningkatan energi kinetik. Sudu-sudu tetap berfungsi sebagai nosel (saluran
pancar) dan mengarahkan aliran uap ke sudu-sudu gerak.
3.4.4. Turbin ReaksiSedangkan Turbin reaksi penurunan tekanan terjadi pada sudu tetap dan sudu gerak.
Kedua jenis turbin ini mempunyai karakteristik yang berbeda seperti ditunjukkan dalam
gambar dibawah.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
51/178
Gambar 40 Jenis turbin dan karakteristiknya
Tingkatan SuduSudu Turbin Impuls
Berdasarkan tingkatannya (stages), turbin impuls dapat dibedakan :
a. Turbin Impuls Bertingkat Tekanan
Turbin impuls disebut bertingkat tekanan jika semua jajaran dari sudu-sudu tetap merupakan
nosel-nosel. Tekanan uap diturunkan secara bertahap sebagaimana ditunjukkan pada
gambar di bawah.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
52/178
Gambar 41 Turbin impuls bertingkat tekanan
b. Turbin Impul Bertingkat Kecepatan
Turbin impuls dikatakan bertingkat kecepatan bila seluruh penurunan tekanan terjadi di baris
pertama dari sudu-sudu tetap (nosel). Selanjutnya uap akan mengalir melintasi tingkat-tingkat
berikutnya dimana setiap kali melintasi jajaran sudu gerak sehingga kecepatan uap
mengalami penurunan sehingga penurunan kecepatan uap berlangsung secara bertahap.
Dalam hal ini sudu tetap hanya berfungsi sebagai pengarah uap ke baris sudu gerak
berikutnya. Penurunan tekanan uap terjadi secara bertahap setiap melintasi jajaran sudu-
sudu gerak, seperti yang terlihat pada gambar di bawah.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
53/178
Gambar 42 Turbin impuls bertingkat kecepatan
c. Turbin Impuls Bertingkat Tekanan dan Kecepatan
Turbin ini merupakan kombinasi dari turbin bertingkat tekanan dengan turbin bertingkat
kecepatan yang dijelaskan diatas. Diagram dan karakteristik turbin ini seperti ditunjukkan
dalam gambar.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
54/178
Gambar 43 Turbin Impuls Bertingkat Tekanan dan Kecepatan.
Jenis turbin menurut banyaknya silinder dibagi menjadi :
Single cylinder
Multi cylinder
Jenis turbin menurut jumlah aliran uap masuk dibagi menjadi :
Single flow
Double flow
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
55/178
Gambar 44 Turbin single silinder dan multi silinder.
Sudu Bentuk Memuntir (Vortex)
Pada turbin High Pressure (Tekanan Tinggi) ukuran tinggi dari sudusudunya relatif kecil
dibanding dengan diameter dari rotor sehingga variasi kecepatan sudu (tangential) mulai dari
pangkal hingga ke ujung sudu tidak terlalu besar. Karena itu profil sudu untuk turbin tekanan
tinggi umumnya mempunyai bentuk yang sama dari pangkal sudu sampai keujung. Tetapi
tidak demikian halnya dengan sudusudu yang lebih panjang, khususnya pada turbin L.P.
(tekanan rendah) dimana variasi kecepatan sudu mulai dari pangkal hingga ke ujung menjadi
cukup besar. Variasi kecepatan ini akan mempengaruhi efisiensi sudu.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
56/178
Efisiensi dari sudu bervariasi dengan perbandingan :
Kecepatan Sudu
Kecepatan Uap masuk ke sudu-sudu
Perbandingan ini dikatakan sebagai perbandingan kecepatan. Bentuk kurva efisiensi dari
sudu-sudu jenis impuls dan reaksi diperlihatkan pada gambar 9.8. Dari gambar tersebut dapat
diketahui bahwa nilai optimum dari perbandingan kecepatan adalah :
Impuls = 0,5 Reaksi = 0,9
Dengan kata lain, untuk memperoleh efisiensi maksimum, kecepatan sudu untuk jenis impuls
sangat kecil dibandingkan kecepatan sudu jenis reaksi pada kecepatan uap yang sama. Ini
menyebabkan sudu-sudu gerak yang panjang harus berprofil impuls pada bagain pangkal dan
berprofil reaksi pada bagian ujung. Sudut masuk dari sudusudu berubah secara bertahap
mulai dari pangkal hingga ke ujung sudu sehingga tetap dapat diperoleh efisiensi yang
optimum meskipun ukuran tinggi sudu cukup panjang.
Gambar 45 Kurva Efisiensi Sudu-sudu
Untuk mengurangi stres akibat gaya sentrifugal, maka sudu sudu gerak yang panjang ini
dibuat meruncing dari pangkal ke ujung. Semua ini akan menghasilkan bentuk sudu yang
lancip dan memuntir dari pangkal ke ujung yang dikenal sebagai Sudu Vortex.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
57/178
Gambar 46 Sudu bentuk vortex
Karena separuh penurunan tekanan uap pada setiap tingkat terjadi pada sudu tetap akibat
pengaruh 50 % reaksi, maka tekanan uap disisi luar dari sudu jalan menjadi lebih besar
dibanding tekanan pada sisi dalam sudu. Hal ini akan membantu aliran uap melalui sudu
sudu untuk melawan pengaruh gaya sentrifugal yang cenderung melemparkan uap ke arah
sisi luar dari sudusudu.
3.3 Konstruksi dan Bagian Utama Turbin Uap
3.4.5. Casing
Casing adalah bagian yang diam merupakan rumah atau wadah dari rotor. Pada casing
terdapat sudu-sudu diam (disebut stator) yang dipasang melingkar dan berjajar terdiri dari
beberapa baris yang merupakan pasangan dari sudu gerak pada rotor. Sudu diam berfungsi
untuk mengarahkan aliran uap agar tepat dalam mendorong sudu gerak pada rotor.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
58/178
Gambar 47 Bagian utama turbin uap.
Gambar 48 Sudu tetap (Stator)
3.4.6. Rotor
Rotor adalah bagian yang berutar terdiri dari poros dan sudu-sudu gerak yang terpasang
mengelilingi rotor. Jumlah baris sudu gerak pada rotor sama dengan jumlah baris sudu diam
pada casing. Pasangan antara sudu diam dan sudu gerak disebut tingkat (stage). Sudu gerak
(rotor) berfungsi untuk mengubah energi kinetik uap menjadi energi mekanik.
Selain casing dan rotor turbin dilengkapi dengan bantalan, katup utama, turning gear, dan
sistem-sistem bantu seperti sistem pelumasan, sistem jacking serta sistem perapat .
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
59/178
Gambar 49 Rotor turbin uap
3.4.7. Bantalan
Fungsi bantalan adalah untuk menopang dan menjaga rotor turbin agar tetap pada posisi
normalnya. Ada dua macam bantalan pada turbin, yaitu
Bantalan journal yang berfungsi untuk menopang dan mencegah poros turbin dari
pergeseran arah radial
Bantalan aksial (thrust bearing) yang berfungsi untuk mencegah turbin bergeser kearah
aksial.
Di dalam bantalan kemungkinan dapat terjadi kontak (gesekan) antara bagian yang berputar
dengan bagian yang diam. Untuk mengurangi gesekan langsung, maka pada bantalan
diberikan minyak pelumas bertekanan.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
60/178
Gambar 50 Bantalan jurnal.
Gambar 51 Bantalan aksial
3.4.8. Katup Utama
Katup utama turbin terdiri dari Main Stop Valve (MSV) dan Governor Valve (GV). Pada turbin
dengan kapasitas > 100 MW dilengkapi dengan katup uap reheat, yaitu Reheat Stop Valve
(RSV) dan Interceptor Valve (ICV).
Main Stop Valve (MSV)
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
61/178
Gambar 52 Main Stop Valve
Katup ini berfungsi sebagai katup penutup cepat jika turbin trip atau sebagai katup pengisolasi
turbin terhadap uap masuk. MSV bekerja dalam dua posisi yaitu menutup penuh atau
membuka penuh. Pada saat turbin beroperasi maka MSV membuka penuh. Sebagai
penggerak untuk membuka MSV digunakan tekanan minyak hidrolik. Sedangkan untuk
menutupnya digunakan kekuatan pegas.
Governor Valve (GV)
Turbin harus dapat beroperasi dengan putaran yang konstan pada beban yang berubah ubah.
Untuk membuat agar putaran turbin selalu tetap digunakan governor valve yang bertugas
mengatur aliran uap masuk turbin sesuai dengan bebannya.
Sistem governor valve yang digunakan umumnya adalah mechanic hydraulic (MH) atau
electro hydraulic (EH).
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
62/178
Gambar 53 Main Steam Flow (UBP Suralaya Unit 5-7)
3.4 Sistem Pelumasan dan Jacking Turbin Uap
3.4.1. Sistem Pelumasan
Turbin tidak boleh diputar tanpa adanya pelumasan sehingga pelumasan bantalan sangatlah
penting. Parameter utama dari sistem pelumasan adalah tekanan. Untuk menjamin tekanan
minyak pelumas yang konstan disediakan beberapa pompa minyak pelumas :
1. Main Oil Pump (MOP)
2. Auxiliary Oil Pump (AOP).
3. Emergency Oil Pump (EOP)
Main Oil Pump adalah pompa pelumas utama yang digerakan oleh poros turbin
sehingga baru berfungsi ketika putaran turbin mencapai lebih dari 95 %.
Auxiliary Oil Pumpadalah pompa yang digerakkan dengan motor listrik AC. Pompa ini
berfungsi pada start up dan shut down turbin serta sebagai back up bila tekanan minyak
pelumas dari MOP turun.
Emergency Oil Pump adalah pompa yang digerakkan dengan motor listrik DC dan
digunakan sebagai cadangan atau darurat ketika pasok listrik AC hilang.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
63/178
Gambar 54 Sistem pelumasan
3.4.2. Sistem Jacking Oil
Pada turbin kapasitas besar, berat rotornya juga besar sehingga dalam keadaan diam rotor
tersebut akan menyingkirkan lapisan minyak pelumas dari permukaan poros dan bantalan.
Dalam keadaan seperti ini, bantalan atau poros akan rusak bila diputar. Untuk menghindari
kerusakan akibat tiadanya pelumasan diantara poros dan bantalan, maka digunakan sistem
jacking oil. Jacking oil berfungsi untuk mengangkat poros dengan minyak tekanan tinggi.
Gambar 55 Sistem Jacking Oil
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
64/178
3.5 Turning Gear
Rotor turbin yang berat dan panjang apabila dibiarkan dalam keadaan diam dalam waktu
yang lama dapat melendut. Pelendutan menjadi lebih nyata apabila dari kondisi operasi yang
panas langsung berhenti. Untuk mencegah terjadinya pelendutan, maka rotor harus diputar
perlahan secara kontinyu atau berkala. Alat untuk memutar rotor turbin ini disebut turning gear
atau bearing gear. Turning gear digerakkan dengan motor listrik melalui roda gigi dengan
kecepatan putar antara 3 - 40 rpm. Turning gear juga memberikan torsi pemutar awal ketika
turbin start.
Gambar 56 Turning Gear
3.6 Sistem Perapat Poros
Celah diantara casing (bagian yang diam) dan rotor (bagian yang berputar) turbin
menyebabkan terjadinya kebocoran uap keluar atau udara masuk turbin. Untuk mencegah
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
65/178
kebocoran pada celah tersebut dipasang perapat. Sistem perapat dilakukan dengan
memasang labirin (sirip-sirip) pada casing maupun rotor secara berderet. Tetapi perapat yang
hanya menggunakan labirin masih memungkinkan terjadinya kebocoran. Untuk itu pada
labirin diberikan fluida uap sebagai media perapat (gland seal steam).
Gambar 57 Gland seal system
Gambar 58 Gland seal steam dan perapat labirin
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
66/178
Gambar 59 Siklus uap perapat (Gland Seal Steam)
3.7 Sistem Uap Ekstraksi (Extraction/Bleed Steam System)
Selama melintasi turbin hingga keluar ke kondensor, uap dicerat (diekstrak) di beberapa titik
dan pada umumnya uap ini dialirkan ke pemanas awal air pengisi (Feed water Heater) untuk
memanaskan air kondensat atau air pengisi. Uap tersebut dinamakan uap ekstraksi. Gambar
di bawah memperlihatkan ketiga sistem uap tersebut, dimana garis tebal putus-putus
menunjukkan sistem uap ekstraksi dan garis tebal menyatakan sistem uap utama serta sistem
uap reheat.
Fungsi dari Sistem Ektraksi adalah meningkatkan efisiensi termal dengan cara melakukan
pemanasan awal pada air pengisi melalui proses heat transfer dari uap ekstraksi yang
dicerat dari turbin pada tingkat tertentu. Dengan dinaikkannya temperatur air pengisi, maka
jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk proses produksi uap akan lebih kecil.
Sistem uap ekstraksi ini sudah diterapkan pada turbin uap yang digunakan untuk pembangkit
listrik.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
67/178
Gambar 60 Sistem Uap Ekstraksi
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
68/178
4. KONDENSOR DAN ALAT BANTUNYA
4.1 Prinsip Kerja Kondensor
Kondensor adalah peralatan yang berfungsi untuk mengubah uap menjadi air. Proses
perubahannya dilakukan dengan cara mengalirkan uap ke dalam suatu ruangan yang berisi
pipa-pipa (tubes). Uap mengalir di luar pipa-pipa (shell side) sedangkan air sebagai pendingin
mengalir di dalam pipa-pipa (tube side). Kondensor seperti ini disebut kondensor tipe surface
(permukaan). Kebutuhan air untuk pendingin di kondensor sangat besar sehingga dalam
perencanaan biasanya sudah diperhitungkan. Air pendingin diambil dari sumber yang cukup
persediannya, yaitu dari danau, sungai atau laut. Posisi kondensor umumnya terletak dibawah
turbin sehingga memudahkan aliran uap keluar turbin untuk masuk kondensor karena
gravitasi.
Gambar 61 Prinsip kerja kondensor
Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin, kebersihan pipa-pipa dan
perbedaan temperatur antara uap dan air pendingin. Proses perubahan uap menjadi air
terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi
vakum. Karena temperatur air pendingin sama dengan temperatur udara luar, maka
temperatur air kondensatnya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju
perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.
4.2 Konstruksi Kondensor
Aliran air pendingin ada dua macam, yaitu satu lintasan (single pass) atau dua lintasan
(double pass). Untuk mengeluarkan udara yang terjebak pada water box (sisi air pendingin),
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
69/178
dipasang venting pump atau priming pump. Udara dan non condensable gas pada sisi uap
dikeluarkan dari kondensor dengan ejector atau pompa vakum.
Gambar 62 Kondensor tipe permukaan (surface condenser)
Gambar 63 Konstruksi Kondensor
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
70/178
4.3 Sistem Air Pengisi
4.3.1 Sistem air kondensat
Sistem air kondensat merupakan sumber pasokan utama untuk sistem air pengisi ketel.
Mayoritas air kondensat berasal dari proses kondensasi uap bekas di dalam kondensor.
Rentang sistem air kondensat adalah mulai dari hotwell sampai ke Dearator. Selama berada
dalam rentang sistem air kondensat, air mengalami 3 proses utama yaitu mengalami
pemanasan, mengalami pemurnian dan mengalami deaerasi.
Pada saat melintasi sistem air kondensat, air mengalami pemanasan pada berbagai
komponen antara lain di gland steam condensor, di air ejectordan di beberapa pemanas awal
air pengisi tekanan rendah. Pemanasan ini dilakukan untuk meningkatkan efisiensi siklus
serta menghemat pemakaian bahan bakar. Bila air kondensat tidak dipanaskan, berarti
membutuhkan lebih banyak bahan bakar untuk menaikkan temperatur air didalam ketel.
Selain itu, air kondensat juga mengalami proses pemurnian untuk mengurangi pencemar-
pencemar padat dan cair yang terkandung dalam air kondensat.
Gambar 64 Sistem Air Kondensat (UBP Suralaya unit 5-7)
Pemurnianyang dilakukan didalam sistem air kondensat termasuk sistem pemurnian didalam
siklus (Internal Treatment) yang dapat dilakukan dengan cara mengalirkan air kondensat
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
71/178
melintasi penukar ion (Condensate Polishing) bila ada, maupun secara kimia melalui
penginjeksian bahan - bahan kimia. Melalui proses pemurnian internal ini, maka pencemar
yang dapat mengakibatkan deposit maupun korosi pada komponen-komponen ketel dapat
dihilangkan sehingga kualitas air kondensat menjadi lebih baik.
Terjadinya deposit di ketel yang disebabkan oleh kualitas air yang buruk, dapat
mengakibatkan terhambatnya proses perpindahan panas didalam ketel dan pada kondisi
ekstrim dapat mengakibatkan bocornya pipa-pipa ketel akibat over heating.
Deaerasi adalah proses pembuangan pencemar gas dari dalam air kondensat. Gas-gas
pencemar yang ada dalam air kondensat misalnya oksigen (O2), carbondioksida (CO2) dan
non condensable gas lainnya. Pencemar gas dapat menyebabkan korosi pada saluran dan
komponen-komponen yang dilaui air kondensat. Proses deaerasi ini terjadi didalam deaerator
yang merupakan komponen paling hilir (akhir) dari sistem air kondensat. Ilustrasi sistem air
kondensat terlihat seperti pada gambar dibawah ini :
Komponen-komponen yang terdapat pada sistem air kondensat antara lain :
a. Hotwell.
Hotwell adalah tangki penampung yang terletak dibagian bawah kondensor dan berfungsi
untuk menampung air hasil kondensasi uap bekas didalam kondensor sebagai pemasok
utama sistem air kondensat. Tetapi perlu diketahui bahwa hasil kondensasi uap bekas tidak
selalu mencukupi kebutuhan untuk sistem kondensat. Oleh karena itu, level air kondensat
dalam hotwell harus selalu dimonitor. Bila level hotwell terlalu rendah, maka pompa kondesat
akan trip untuk mengamankan pompa. Manakala level hotwell terlalu tinggi, maka air
kondensat akan merendam pipa-pipa pendingin kondensor, sehingga dapat mengurangi
proses pendinginan dalam kondensor. Hal ini dapat mengakibatkan menurunnya laju
kondensasi uap bekas sehingga menurunkan vacum kondensor.
Untuk menjaga stabilitas level hotwell, umumnya disediakan Hotwell Level Control yang
akan mengontrol level hotwell decara otomatis. Bila level hotwell turun dari harga yang
semestinya, maka Hotwell Level Control akan memerintahkan katup air penambah (make up
water) untuk membuka sehingga air penambah akan mengalir masuk kedalam hotwell akibat
tarikan vacum kondensor. Ketika level hotwell kembali ke kondisi normal, Hotwell Level
Control akanmemerintahkan katup air penambah untuk menutup.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
72/178
Bila level hotwell terlalu tinggi, maka Hotwell Level Control akan memerintahkan katup
pelimpah (Spill Over/Overflow Valve) untuk membuka dan mengalirkan air kondensat melaui
pompa kondensat, saluran pelimpah dan kembali ke Tangki air penambah. Ketika level
hotwell kembali normal, maka katup pelimpah akan menutup kembali.
b. Pompa Kondesat (Condensate Pump).
Berfungsi untuk mengalirkan air kondensat dari hotwell melintasi sistem air kondensat menuju
ke deaerator. Umumnya sistem kondensat memiliki 2 buah pompa kondensat yaitu 1 untuk
cadangan (stand by) dan satu lagi beroperasi.Jenis pompa yang banyak dipakai adalah
pompa sentrifugal bertingkat (multy stage). Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa sisi
hisap pompa kondensat berhubungan dengan hotwell yang vakum. Untuk menjamin
kontinuitas aliran air ke sisi hisap (suction) pompa, maka tekanan pada sisi hisap pompa
paling tidak harus sama dengan tekanan kondensor. Berkaitan dengan hal tersebut, maka sisi
hisap pompa dilengkapi dengan saluran penyeimbang tekanan (Equalizing / Balancing Line)
agar tekanan pada sisi hisap pompa selalu sama dengan tekanan kondensor. Faktor yang
perlu diperhatikan oleh operator adalah bahwa katup isolasi (bila ada) pada saluran
penyeimbang ini harus selalu terbuka selama pompa beroperasi.
Pada mulut saluran hisap pompa kondensat didalam hotwell biasanya dipasang Vortex
Eliminator untuk mencegah terjadinya pusaran air (vortex). Bila pusaran ini sampai terjadi,
maka pompa kondensat akan mengalami kavitasi yang dapat merusak pompa.
Kavitasi ini juga dapat timbul bila temperatur air kondensat didalam hotwell terlalu tinggi.
Pompa kondensat juga dilengkapi oleh saringan (strainer) pada sisi hisapnya. Disamping itu
juga dilengkapi oleh katup isolasi yang dipasang sisi hisap dan sisi tekan pompa. Ketika akan
mencuci saringan, kedua katup isolasi ini harus ditutup rapat. Pada saat membuka katup
isolasi sisi hisap, lakukan secara hati-hati karena setelah pencucian strainer, rumah strainer
masih terisi udara. Pada sisi tekan pompa juga dipasang katup satu arah (check valve) untuk
mencegah aliran balik terhadap pompa.
c. Gland Steam Condensor.
Gland steam condensor adalah penukar panas untuk mengkondensasikan uap bekas dari
perapat poros turbin. Uap bekas ini akan memanaskan air kondensat dari pompa kondensat
yang dialirkan melintasi gland steam condensor. Karena panasnya diserap oleh air
kondensat, uap bekas dari perapat poros akan mengembun dan selanjutnya dialirkan ke
hotwell hingga bercampur dengan air hotwell. Didalam gland steam condensor, air kondensat
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
73/178
mengalir dibagian dalam pipa sedang uap bekas perapat berada diluar pipa. Gland steam
condensordilengkapi dengan Fanpenghisap (exhauster Fan) yang berfungsi untuk membuat
tekanan Gland Steam Condensorsisi uap sedikit vacum. Dengan kevacuman ini, maka uap
bekas perapat turbin akan mudah mengalir kedalam gland steam condensor. Tekanan dalam
Gland Steam Condensor berkisar antara - 8 sampai - 15 inchi kolom air.
d. Condensate Polisher (bila ada)
Merupakan perangkat penukar ion seperti demineralizer plant yang ditempatkan didalam
siklus air kondensat. Fungsinya untuk menjaga kualitas air kondensat. Condensate Polisher
akan mengikat calcium, magnesium, sodium sulphate, chlorid dan nitrat dari air kondensat
melalui penukar ion. Cara ini telah terbukti sangat efektif untuk menghilangkan garam-garam
dari air kondensat. Penukar ion yang dipakai umumnya dari jenis campuran resin penukar
kation dan resin penukar anion (mix bed). Pertama-tama, ion bermuatan positif (kation) dari
air kondesat (Calcium, magnesium dan sodium) akan ditukar oleh resin penukar kation.
Setelah itu baru ion bermuatan negatif (anion) dari air kondensat (sulphate, chloride dan
nitrate) akan ditukar oleh resin penukar anion. Setelah beroperasi beberapa lama, resin -
resin tersebut akan menjadi jenuh dan tidak mampu lagi menukar ion. Dalam kondisi seperti
ini, resin-resin tersebut harus diregenerasi agar dapat aktif kembali. Tangki mix beddengan
resin yang sudah jenuh harus dinon aktifkan dan ditukar dengan tangki mixbed satunya lagi(umumnya tersedia 2 tangki mixbed). Resin yang jenuh dalam tangki mixbed yang tidak aktif
kemudian harus dipindahkan ke tangki regenerasi.
Salah satu sarana transportasi yang banyak digunakan untuk memindakan resin yang jenuh
ke tangki regenerasi adalah udara bertekanan (compresed air).
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
74/178
Gambar 65 Line Condensate Polisher
Dengan dihembus oleh udara bertekanan, resin dialirkan melalui pipa ke tangki regenerasi.
Setelah regenerasi selesai dilakukan di tangki regenerasi, resin dialirkan kembali ke tangki
mix bed agar dapat dipergunakan bila kondisi membutuhkan. Condensate polisher juga
dilengkapi dengan katup pintas (bypass) untuk mengalirkan air kondensat tanpa melewati
condensate polisher.
e. Condensate Pol isher Boo ster Pump.
Dengan adanya pompa boosterini, maka tekanan kerja pompa kondensat dapat dibuat relatif
rendah guna menjamin kondisi yang aman bagi condensate polisher. Setelah melewati
condensate polisher, tekanan air kondesat dinaikkan oleh pompa booster condensate polisher
agar mampu mengalir hinggga sampai kedeaerator. Umumnya sistem dilengkapi oleh 2 buah
pompa booster dimana 1 buah beroperasi sedang satu lainnya stand by. Pompa ini juga
dilengkapi dengan proteksi terhadap tekanan sisi hisap rendah sehingga bila tekanan sisi
hisapnya terlalu rendah, maka pompa booster ini akan trip.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
75/178
f. Steam Air Ejector Condenso r
Pada PLTU yang menggunakan ejector uap untuk mempertahankan vakum kondensor, maka
uap bekas bercampur non condensable gas yang masih mengandung energi panas dipakaiuntuk memanaskan air kondensat yang dialirkan lewat steamair ejector condenser. Dengan
cara ini maka panas yang terkandung dalam campuran uap tadi akan diserap oleh air
kondensat sehingga temperatur air kondensat keluar dari steam air ejector condenser akan
mengalami kenaikkan. Uap yang telah diserap panasnya akan mengembun dan airnya
dialirkan ke hotwell.
g. Saluran Resirkulasi (Condensate Recirculat ion L ine).
Dalam sistem air kondensat, pada lokasi setelah condensate polisher terdapat saluran
simpang kembali ke kondensor / hotwell. Saluran simpang ini disebut saluran resirkulasi.
Saluran ini berfungsi sebagai proteksi terhadap komponen-komponen pompa kondensat,
gland steam condenser, condensate polisher, condensate polisher booster pumpdan steam
air ejector condensor. Saluran ini dilengkapi dengan katup pengatur otomatis yang mendapat
signal pengaturan dari besarnya aliran air kondensat yang menuju deaerator. Bila aliran
sangat rendah, maka katup resirkulasi ini akan membuka dan mengalirkan kembali
(meresirkulasi) sebagian air kondensat kembali kehotwell. Dengan cara ini berarti komponen -
komponen seperti tersebut diatas selalu dilewati aliran air kondensat yang senantiasa cukup.
Bila aliran air kondensat ke deaerator semakin bertambah tinggi, maka katup resirkulasi akan
menutup.
Pada beberapa PLTU, saluran ini juga disebut saluran minimumflowkarena berfungsi untuk
menjamin selalu tercapainya aliran minimum air kondensat sesuai kebutuhan dari komponen-
komponen yang disebut di atas.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
76/178
Gambar 66 Saluran Resirkulasi
h. Katup Pengatur Aliran Kondensat / Katup Pengontrol Level Deaerator.
Katup ini terpasang di saluran air kondensat menuju deaerator yang berfungsi untuk
mengontrol level deaerator. Dalam posisi pengaturan otomatis katup ini dikendalikan oleh
level deaerator. Bila level deaerator turun, pembukaan katup akan bertambah besar sehinggaaliran air kondensat menuju deaerator juga akan meningkat. Pada saat level deaerator tinggi,
pembukaan katup akan berkurang untuk mengurangi aliran air kondensat ke deaerator.
Pada beberapa PLTU, terdapat 2 macam katup pengontrol level deaerator, yaitu katup
pengontrol untuk kondisi normal operasi dan katup pengontrol untuk kondisi start up/beban
rendah. Katup yang pertama berfungsi untuk mengatur aliran air kondensat ketika unit sudah
berada dalam kondisi normal operasi pada beban yang cukup dimana aliran air kondensat
sudah cukup tinggi.
Katup yang kedua berfungsi untuk mengatur aliran air kondensat ketika unit sedang start up
atau ketika beroperasi pada beban rendah. Pada saat ini, dibutuhkan aliran yang masih relatif
rendah, serta variasi perubahan aliran yang relatif kecil. Dimensi katup maupun saluran pipa
katup ini lebih kecil dibanding katup pertama sehingga memungkinkan pengaturan aliran
dengan variasi yang halus.
7/25/2019 Pengoperasian PLTU
77/178
Gambar 67 Pengaturan Level Deaerator
Pada jenis PLTU yang menggunakan variasi putaran untuk mengatur aliran air kondensat,
katup pengatur seperti tersebut tidak tersedia dalam sistem air kondensat.
i. Pemanas awal air tekanan rendah (LP heater)
Pemanas awal air tekanan rendah berfungsi untuk meningkatkan efisiensi siklus dengan cara
memanaskan air kondensat yang melintasinya. Media pemanas yang digunakan adalah uap
yang dicerat / diekstrak dari turbin dan disebut uap ekstraksi (bleed steam / extraction steam).
Pemanas ini umumnya tipe permukaan (surface) dimana air mengalir dibagian dalam pipa
sedang uap ekstraksi dibagian luar pipa. Kondensasi uap ekstraksi yang terbentu