PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP
Prepared by: anonymous
Siklus Rankine Ideal
Siklus Rankine Ideal pada diagram P-V & T-s
Siklus Regeneratif
Proses pada PLTU
Energi Primer (Bahan Bakar)
Energi Mekanik (Turbin Uap)
Dibakar
Energi Panas (Kalor) pada Boiler
Energi Listrik
Prinsip PLTU
prinsip dasar kerja & Heat Transfer Rumus dasar :
Boiler
Condenser
Pompa
Boiler
Performance Parameter Efisiensi thermal :
or
Back work ratio :
Skema PLTU Batu Bara
Contoh PLTU Batu Bara
Gambar Coal Handling System Layout
PERALATAN UTAMA COAL HANDDLING SYSTEM 1. Ship Unloader 2. Conveyor 3. Stock Pile Area ( Reclaim Hopper ) 4. Transfer House (TH) 5. Travelling Tripper 6. Vibrating Feeder 7. Teleschopic Chute 8. Magnetic Separator 9. Gate 10. Belt Scale 11. Dust Collector
TRAVELLING TRIPPER
FUNGSI sebagai alat untuk mengarahkan batu bara saat masuk ke silo.
VIBRATING FEEDER
FUNGSI : alat penggetar batu bara sehingga batu bara bisa turun ke conveyor dari stock pile.
Pulverizer Coal
CONVEYOR
Contoh PLTU
PJB UP Gresik
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Desalination pump Desalination water plant Booster pump Feed Water Tank Demin plant Condensor Low Pressure Heater
8. Deaerator 9. Boiler Feed Pump 10. High Pressure Heater 11. Economizer 12. Steam drum 13. Furnace 14. superheater
15. Turbin uap 16. Heavy unloading oil 17 .Residual tank 18. Residual tank 19. Heater 20. Fuel pump 21. FDF
22. 23. 24. 25. 26. 27.
Air heater Stack Generator Step up transformator switchyard Saluran transmissi
Ketel Uap (Boiler) Bagian-bagian Boiler :
Pipa air (Tube water wall)
Ruang Bakar (Furnace)
Burner
Drum Uap (Steam Drum)
Steam drum
Boiler tubes
Economizer
Evaporator
Pemanas Lanjut (Superheater)
Pemanas ulang (Reheater)
Sight glass
furnace burner
Pompa bahan bakar
Contoh ketel uap batu bara
Sirkulasi Air pada Boiler Secara
(a) Natural
(b) Paksa
Unjuk kerja Boiler Ada 2 cara menentukan efisiensi Boiler, berdasar HHV dan LHV.
Berdasar HHV, losses dibagi menjadi: 1. Dry gas loss, L1
2.
Loss due to combustion of Hydrogen and moisture in fuel, L2
3.
Loss due to moisture in air, L3
4.
Radiation Loss, L4. American Boiler Manufacturers Association (ABMA) chart [7]. Estimasi cepat harga L4 :
5.
Unaccounted losses or a margin, L5 Maka efisiensinya : Keterangan : wdg = dry flue gas produced, lb/lb fuel wda = dry air requred, lb/lb fuel H2 , W = hydrogen and moisture in fuel, fraction M = moisture in air, lb/lb dry air tg, ta = temperatur of flue gas and air, oF Q = duty in MM Btu/h
Unjuk kerja Boiler Berdasar LHV, losses dibagi menjadi: 1. Wet flue gas loss,
2. 3.
Cp untuk wet flue gas memiliki nilai dari 0.26 – 0.27 Radiation loss, Unaccounted losses, margin Maka efisiensinya :
Jika analisa bahan bakar tidak diketahui, maka : 1. Untuk natural gas
2. Untuk oil
Unjuk kerja Boiler
Keterangan : EA = Excess Air factor (1.15 berarti 15 % excess air) 𝛥T = mperbedaan temperatur keluar dengan temperatur ambient
Kapasitas Boiler
Daya kuda Boiler [standard ASTM (1889)]
Tipe Superheater
Gambar Lokasi convective dan radiant superheater : 1. Superheater 2. Burner 3. Screen evaporator
Economiser
Alat Bantu Boiler
Force Draft Fan (FDF) Gas Injection Fan (GIF) Residu Oil Transfer Pump Residual Oil Storage Service Tank
Pompa
Head pompa
Water Horse Power (WHP)
Brake Horse Power (BHP)
Keterangan : P = tekanan (atm) V = Kecepatan air m2 Z = ketinggian (m) H = head total (m) Hloss = losses total (mayor dan minor) (m) g = r.g (N/m3) Q = Flowrate/debit (gpm)
Turbin Uap Alat-alat bantu Turbin :
Boiler Feed Pump (BFP)
Raw Water Tank
Water Treatment Supply Pump
Make Up Water Transfer Pump
Condensate Pump
Circulating Water Pump (CWP)
Priming Vacuum Pump
Gangguan pada Turbin kekurangan/kebocoran lubricating oil Oli digunakan untuk mendinginkan bearing dan melumasi bearing pada turbin dan generator. Tidak adanya lubrikasi akan menyebabkan keausan pada bearing.
Skema pelumasan pada Turbin
Gangguan pada Turbin Tekanan yang tinggi pada exhaust Turbin (Low condenser vacuum) akan menyebabkan terjadinya overheating dan dapat terjadi kerusakan. Temperatur steam exhaust LP tinggi Jika vacuum rendah dan spray water system akan digunakan untuk menjaga blade turbin agar tetap dingin. Temperatur exhaust steam menjadi indikasi spray water system. Spray water bertindak sebagai sarana proteksi. kehilangan listrik pada Governor Overspeed trip
Skema low condenser vacuum & temperatur steam LP exhaust tinggi
Condensor
Condensor
Condensor
Feed water heater
Feed water heater
Deaerator
Cooling tower
Pemeliharaan (Maintenance) Tujuan : 1. Mempertahankan efisiensi 2. Mempertahankan keandalan 3. Mempertahankan umur ekonomis
Contoh kerusakan 1. Kerusakan sudu-sudu turbin 2. kebocoran pada kondensor 3. Vibrasi yang berlebihan pada fwp
Pemeliharaan (Maintenance) Pemeliharaan Jangka Pendek 1. First Line Maintenance (FLM) 2. Preventive Maintenance (PM) 3. Predictive Maintenance (PD) 4. Corrective Maintenance (CM) 5. Emergency Maintenance (EM) Pemeliharaan Jangka Panjang 1. Overhaul / Inspection (OH) 2. Repair/Rehabilitasi (RP) 3. Engineering/Project/Modification (EJ)
Maintenance pada Condenser Masalah pada maintenance kondensor dapat diklasifikasikan menjadi 3 item sbb : 1. Fall of vacuum Fall in vacuum, akan meningkatkan head loss pada tube dan meningkatkan perbedaan temperatur antara uap air dan outlet dari air pendingin yang diakibatkan oleh kontaminasi. 2. Kontaminasi dengan air pendinginan (air laut) Kontaminasi dengan air akan menimbulkan korosi, masuknya benda asing (misal kulit kerang, lumpur, dll) yang bisa menyebabkan penyumbatan tube. 3. Penurunan kemurnian air kondensat Bisa disebabkan oleh kebocoran pada tube, pada sambungan (joint).
Maintenance pada Condenser Untuk memperpanjang umur dari tube kondensor,ada beberapa metode sbb :
Tapproge ball cleaning (seminggu sekali) Menggunakan bola bola tapproge berdiameter suaian sesak dengan tube
Backwashing of cooling water (setiap hari) Dilakukan dengan cara mengatur valve pada inlet dan outlet
Chlorination treatment of cooling water (kontinyu) Untuk mencegah masuknya benda hidup/organisme
Prevention of flowing in of foreign matter Dilakukan dengan memasang filter Debris pada sisi inlet
Cathodic protection (kontinyu) Untuk mencegah korosi
Ferrous sulfate injection (setiap hari) Untuk melapisi sisi dalam tube dengan Ferrous
Tapproge ball cleaning
Tapproge ball
1. Strainer 2. Pressure Differential 3. Ball Collector 4. Ball reciculating pump 5. Ball reciculating monitor (ball sorter)
6. Ball injector 7.Inlet water 8.Valve 9. Connector pipe 10.Pipe
Air Heater
Water Treatment Plant
Kelebihan & Kekurangan PLTU Kelebihan : 1. Efisiensi tinggi dengan memggunakan waste heat utilization 2. Hasil pembangkitan steam dapat digunakan untuk proses produksi 3. Biaya bahan bakar lebih murah 4. Biaya pemeliharaan lebih murah
Kekurangan : 1. Membutuhkan penanganan air umpan yang akan masuk ke dalam boiler 2. Menghasilkan limbah batu bara yang memerlukan penanganan khusus 3. Menghasilkan polutan-polutan yang lebih tinggi 4. Membutuhkan area yang lebih luas 5. Kurang terhadap fluktuasi beban 6. Start up membutuhkan waktu yang relatif lama
