Thursday, September 27, 2012

Proses Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU)






Pada proses pembangkit listrik tenaga gas uap (PLTGU) ini mempunyai ciri yang khas dari pembangkit-pembangkit pada lain yaitu dapat menjadi proses gas saja (PLTG) atau dapat juga di combine sehingga menjadi pembangkit listrik tenaga uap (PLTGU), dengan cara combine ini proses dari pembangkitan listrik ini menjadi efisien. Pembangkit listrik ini biasanya menjadi penombang tambahan pada saat beban listrik mengalami beban puncak. Pada PLTGU ini dapat langsung online ke sistem trasmisi dengan cepat selama 15 menit, ini merupakan salah satu kelebihan dari PLTGU. Secara garis besar dalam proses pembangkitan ini adalah :


Gbr. PLTGU Tambak Lorok Semarang

  • PLTG
Sering juga disebut sebagai pembangkitan listrik tenaga gas uap dengan sistem open cycle. Hal ini dikarenakan pada prosesnya gas buangan yang dihasilkan gas turbin setelah terjadi proses produksi listrik langsung dibuang ke cerobong atau langsung di bypass melalui cerobong exhaust. Gas buangan yang dibuang oleh gas turbine tersebut bersuhu 500oC
Gbr. Bagan proses di PLTG
Proses pembangkitan secara awal yaitu mempersatukan bahan-bahan yang akan digunakan sebagai bahan pembakaran, terdapat 3 elemen yang dibutuhkan untuk menjadikan pembakaran yang dihasilkan sempurna yaitu terdapat udara, bahan bakar dan kemudian api. Maka pada bagan diatas bahan bakar dipompa dan disemprotkan secara bersama-sama beserta udara yang terlebih dahulu dihisap dari udara sekitar menggunkan tenaga starting motor crangking disaring melalui air filter dan dihembuskan melalui kompresor akan bertemu diruang pembakaran, dan elemen api dihasilkan dari percikan busi yang terdapat dalam ruang pembakaran. Ruang pembakaran disebut combustion system. 
Gbr. Proses terjadinya pembakaran
Kemudian uap yang dihasilkan akan memutar turbin yang telah dikopel terhadap generator singkron, pada PLTG itu sendiri disebut GTG (gas turbine generator). Pada PLTGU tambak lorok Semarang mempunyai 3 GTG dari 6 unit yang dimiliki. Setelah itu generator akan membangkitkan listrik 11 kV dan akan dinaikan teganganya oleh trafo menjadi 150 kV dan ditrasmisikan ke jaringan.

  • PLTGU

Gbr. Proses PLTGU
Uap yang dihasilkan ketika terjadi open cycle adalah 500ohal ini mengindikasikan dari energi tersebut masih bisa dimanfaatkan, maka uap yang dihasilkan turbin uap pada proses open cycle tersebut tidak langsung dibuang melalui cerobong exhaust melainkan digunakan kembali dialirkan ke HRSG (heat recovery  steam generator) yang pada nantinya uap tersebut akan memasak air sehingga uap yang dihasilkan melalui pemasakan air tersebut akan memutar turbine yang telah dikopel dengan generator. Pada PLTGU itu sendiri disebut STG (steam turbine generator). Pada PLTGU tambak lorok mempunya 1 STG dari 6 unit yang dimiliki, sama seperti pada saat digunakan open cycle energi listrik yang dihasilkan pada nantinya akan ditrasmisikan ke jaringan. Namun dalam menambah keefisiensianya uap yang dihasilkan turbin pada proses PLTGU akan diarahkan ke kondensator untuk diembunkan dan nantinya akan menghasilkan air dengan kadar elektrolit yang rendah, lalu air tersebut akan dialirkan ke daerator, di daerator air tersebut akan dihilangkan kadar oksigenya atau gas-gas terlarut lainnya, karena oksigen dan gas-gas terlarut lainya akan menimbulkan korosi pada pipa-pipa. Kemudian dari daerator air kan di tampung feed water pump dan kemudian air tersebut akan dialirkan ke pipa-pipa air HRSG kembali. Ini yang dinamakan proses close cycle. Daya keluaran PLTGU tambak lorok Semarang pada tiap GTG dan STG ialah 100 MW.

  • Komponen-komponen pada PLTGU
Secara garis besar komponen yang terdapat pada PLTGU adalah sebagai berikut :
A.       Alat Bantu pada Boiler
Boiler atau ketel uap adalah suatu alat yang digunakan untuk memproduksi uap dengan tekanan dan temperature tertentu.Uap yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan turbin uap sehingga dari turbin uap tersebut akan didapatkan energi mekanis. Selanjutnya, energi mekanis ini akan diubah menjadi energi listrik didalam generator .Adapun boiler sendiri mempunyai alat-alat bantu seperti berikut :
1.      Economizer
      Economizer adalah alat yang digunakan untuk memanaskan air pengisi ketel dengan media pemanas energi kalor yang terkandung didalam gas bekas. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan air pengisi ketel yang suhunya tidak jauh berbeda dengan air yang terdapat pada boiler drum, serta untuk menaikkan efisiensi boiler.

2.       Drum Uap / Steam Drum
      Steam drum adalah alat yang digunakan untuk memisahkan bagian air, uap basah dan uap kering karena didalam boiler terjadi pemanasan bertingkat. Setiap unit boiler dilengkapi oleh sebuah steam drum dan dipasang pada bagian atas dari boiler.

3.       Super Heater.
      Uap yang dihasilkan boiler drum ada yang masih berupa uap basah , dan untuk mendapatkan uap yang betul-betul kering. Uap basah yang berasal dari boiler drum perlu dipanaskan lagi pada super heater sehingga uap kering yang dihasilkkan naik ke steam drum dan memutar sudu – sudu turbin uap. Setiap boiler biasanya dilengkapi dengan dua buah super heater yaitu primary dan secondary super heater yang dipasang pada bagian atas dari ruang pembakarn (furnace).

4.       Desuper Heater
      Desuper Heater merupakan spray water yang digunakan untuk mengatur temperatur uap yang dialirkan ke turbin. Alat sudah dibuat sedemikian rupa sehingga bila temperatur uap melebihi ketentuan, maka desuper heater ini akan menyemprotkan air yang berasal dari discharge boiler feed pump sampai temperaturnya normal kembali.

5.       Soot Blower
      Soot Blower merupakan alat pembersih pipa di dalam boiler yang diakibatkan menempelnya sisa-sisa pembakaran, dengan media pembersih auxiliary steam.
6.      Boiler Feed Pump ( BFP )
      Boiler Feed Pump merupakan pompa pengisi air boiler. Pompa tersebut memompakan deaerator storage tank ke boiler.
B.       Alat-alat bantu pada Turbin

1.      Condensor
    Condensor dibuat dari sejumlah pipa-pipa kecil yang mana air laut sebagai media pendingin dapat mengalir melalui pipa-pipa tersebut. Sedangkan uap bekas yang keluar dari turbin akan memasuki sela-sela pipa kondensor sehingga terjadilah perpindahan panas dari uap ke air laut yang selanjutnya akan terjadi pengembunan dan kondensasi uap. Uap yang sudah berubah menjadi air didalam kondensor ditampung didalam hot well. Fungsi dari condensor adalah sebagai berikut :
a.       Menaikkan efisiensi turbin, karena dengan mengusahakan vacuum didalam kondensor uap bekas dari turbin akan segera dapat keluar dan tidak memberikan reaksi tekanan terhadap putaran turbin.
b.      Untuk mengembunkan uap bekas dari turbin dengan media pendingin air laut yang mengalir melalui pipa-pipa kecil didalam kondensor sehingga air kondensasi tersebut dapat dijadikan sebagai air pengisi ketel.
2.       Condensate Pump
    Setelah air kondensasi terkumpul pada hot well, maka air tersebut dipompakan oleh condensate pump ke daerator tank dengan melalui heater.
3.      Low Pressure Heater
   Alat ini berguna untuk memanaskan air condensate yang berasal dari hot well, sebelum dimasukkan ke daerator tank. Konstruksi pemanasan ini terdiri dari pipa-pipa air yang dilalui oleh air condensat dan pada bagian luarnya dipanasi dengan uap yang diambilkan dari extraction steam dari turbin.
4.      Auxiliary Cooling Water Pump
    Pompa ini berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin yang dibutuhkan untuk mendinginkan minyak pelumas dan gas hydrogen. Air pendingin yang disirkulasikan pleh pompa ini didinginkan lagi oleh air laut didalam auxillary cooling water heat exchanger.
5.       High Pressure Heater
     Alat ini berguna untuk memanaskan air pengisi ketel yang berasal dari deaerator storage tank, yang selanjutnya akan dikirim ke ketel lewat economizer. Konstruksi alat ini terdiri dari pipa-pipa air yang dilalui oleh air boiler feed dan bagian luarnya dipanasi dengan uap.
6.       Daerator
    Daerator adalah alat yang berfungsi untuk membuang O2 dan gas-gas lain yang terkandung dalam air kondensat, disamping itu juga berfungsi sebagai pemanas air kondensat. Alat ini dikonstruksikan dari tray-tray yang berlapis-lapis sehingga memungkinkan untuk membuat partikel-partikel air condensate yang dimasukkannya. Dengan adanya air kondensat yang sudah menjadi partikel-partikel tersebut serta adanya uap ekstraksi yang disemprotkan, maka akan memungkinkan O2 dan gas-gas lainnya yang terkandung didalamnya akan terlepas dan dibuang ke atmosfir.
7.      Air Ejector
     Air Ejector adalah suatu alat yang dikonstruksikan dari sebuah nozzle sehingga bilamana dialiri uap akan dapat menarik udara dan gas-gas yang tidak dapat mengembun didalam kondensor sehingga condensor akan menjadi vacuum. Dengan adanya kevakuman pada kondensor maka akan dapat menaikkan efisiensi dari turbin.
      Alat ini ada dua macam yaitu :
a.    Primming Ejector
Primming Ejector digunakan pada saat start up, kemudian bila kemampuannya sudah mencapai batas maka penarikan vacuum dilakukan oleh alat lain.
b.      Air Ejector
Air Ejector digunakan untuk menarik kevakuman setelah melalui alat  primming ejector.

Secara garis besar komponen yang terdapat pada PLTGU adalah sebagai berikut :
  •    Cranking Motor
    • Crangking Motor adalah motor yang digunakkan sebagai penggerak awal saat turbin belum menghasilkan tenaga penggerak generator ataupun compressor. Motor Crangking mendapatkan suplai listrik yang berasal dari jaringan tegangan tinggi 150 KV / 500 KV Jawa – Bali.
  • Air Filter
    • Air Filter merupakan filter yang berfungsi untuk menyaring udara bebas agar udara yang mengalir menuju ke compressor merupakan udara yang bersih.
  •  Compressor
    • Compressor sebagai penghisap udara luar, dengan terlebih dahulu melalui air filter. Compressor menghisap udara atmosfer dan menaikkan tekanannya menjadi beberapa kali lipat ( sampai 8 kali ) tekanan semula. Udara luar ini akan diubah menjadi udara atomizing untuk sebagian kecil pembakaran dan sebagian besar sebagai pendingin turbin.
  • Combustion Chamber
    • Combustion chamber ( ruang bakar ) adalah ruang yang dipakai sebagai tempat pembakaran bahan bakar ( solar ) dan udara atomizing. Gas panas yang dihasilkan dari proses pembakaran di combustion chamber digunakan sebagai penggerak turbin gas.
  •  Gas Turbine
    • Gas Turbine adalah turbin yang berputar dengan menggunakan energi Gas panas yang dihasilkan dari combustion chamber. Hasil putaran dari turbin inilah yang akan diubah oleh generator untuk menghasilkan listrik.
  • Selector Valve
    • Selector Valve merupakan valve yang berfungsi untuk mengatur gas buangan dari turbin gas, apakah akan dibuang langsung ke udara ataukah akan dialirkan menuju ke HRSG.
  • GTG
    • GTG (Gas Turbine Generator) berfungsi sebagai alat pembangkit listrik dengan menggunakan tenaga putaran yang dihasilkan dari turbin gas. Pada PLTGU, satu buah generator ini menghasilkan daya 100 MW. PT. Indonesia Power Unit Bisnis pembangkitan Semarang memiliki 3 Gas Turbine generator dengan kapasitas masing-masing adalah 100 MW.
  • Steam Turbine
    • Steam Turbine ( Turbin Uap ) adalah turbin yang berputar dengan menggunakan energi uap. Uap ini diperoleh dari penguapan air yang berasal dari HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ).
  • STG
    • STG (Steam Turbine Generator) merupakan generator berfungsi sebagai alat pembangkit listrik dengan menggunakan tenaga putaran yang diperoleh dari turbin uap. Tenaga penggeraknya berasal dari uap kering yang dihasilkan oleh HRSG dengan putaran 3000 RPM, berpendingin hidrogen dan tegangan keluar 11,5 KV. Pada PLTGU, satu buah generator ini menghasilkan daya kurang lebihnya sekitar 200 MW. PT. Indonesia Power Unit Bisnis pembangkitan Semarang memiliki 1 buah steam turbine generator untuk bagian PLTGU-nya.
  • HRSG 
    • HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ) UBP Semarang memiliki 2 blok Combine Cycle Power Plant dengan kapasitas masing-masing 1x 500 MW. Per bloknya terdiri dari 3 x 100 MW turbin gas dan 1 x 200 MW turbin uap yang merupakan combine cycle dari sisa gas buang dari GTG.100 oC tergantung dari load gas turbin dan ambien temperatur. HRSG ini didesain untuk beroperasi pada turbin gas dengan pembakaran natural gas dan destilate oil.± 514 oC (HSD) pada outlet flow gas ±Untuk masing-masing HRSG akan membangkitkan uap sebesar 194,29 ton/jam total flow, pada inlet flow gas
Sumber
  1. Teknik tenaga listrik dasar - Prof.Dr.Ir.Hamzah Berahim,M.T.
  2. Laporan PKL PLTGU tambak lorok Semarang
  3. http://rahmanta13.wordpress.com/2011/10/13/proses-produksi-listrik-pada-pltgu/
  4. http://www.docstoc.com/docs/76028744/Deaerator



1 comment: