PROSES PRODUKSI LISTRIK DI PLTU TANJUNG JATI B JEPARA Siklus PLTU Tanjung Jati B Dalam kegiatan produksi PLTU Tanjung Jati B terdapat lima siklus utama yang melingkupi seluruh proses pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap di PT. Tanjung Jati B Power Service. Kelima siklus utama tersebut adalah : Siklus bahan bakar Siklus udara primer Siklus udara sekunder Siklus gas buang Siklus uap dan air Setiap siklus memiliki fungsi masing-masing, tetapi setiap proses bekerja secara terintegrasi. Siklus PLTU Tanjung Jati B Siklus Bahan Bakar (Batubara) Bahan bakar yang digunakan pada PLTU ini adalah batubara. Pada saat batubara datang dan disimpan di Cool Yard, batubara masih berukuran besar. Menurut wawancara dengan Engineer Material Handling, batubara ini akan dimasukkan ke dalam Silo yang berada diatas Cool Feeder untuk diproses lebih lanjut. Feeder akan memindahkan batubara ke dalam Pulverizer pada suatu nilai laju (ton per hour) yang tetap yang ditentukan oleh operator. Di dalam Pulverizer, batubara yang berukuran besar itu akan digiling (grind) hingga menjadi halus. Penggilingan mencapai spesifik 200 butir batubara halus dalam 1 inchi (melewati 200-mesh screen). Batubara yang telah hancur inilah yang akan dibakar didalam burner. Siklus Udara primer Primary Air ( udara primer) disuplai ke dalam Pulverizer melalui Primary Air Fans.Primary Air pun melewati pemanas udara dan digunakan untuk memindahkan batubara dari Pulverizer menuju Burner. Selain itu, Primary Air pun digunakan untuk mengeringkan batubara agar terjadi pembakaran yang baik dan mensirkulasikan batubara didalam Pulverizer. Untuk menjaga temperatur keluaran dari Pulverizer. Primary Air yang memiliki temperatur yang. rendah akan dicampurkan dengan primary air yang lebih panas disuplai ke Pulverizer untuk digunakan didalamnya. Siklus Udara Sekunder Secondary Air ( udara sekunder) disuplay ke Burner melalui Windbox dengan menggunakan Forced Draft Fan (FD Fan). Menurut Babcock & Wilcox, Windbox adalah suatu ruangan berukuran besar yang mendistribusikan udara untuk Burner dan berada melingkupi seluruh bagian burner. Siklus Gas Buang Di dalam Burner, batubara akan dibakar sehingga dihasilkan gas panas. Gas ini akan ditarik oleh Induced Draft Fan (ID Fan) untuk memasuki Boiler. Ketika gas ini melewati Primary dan Secondary Superheater, Reheater dan Economizer yang ada didalam Boiler, gas ini akan mentranfer panas yang dimilikinya baik pada uap maupun air yang ada di dalam tabung. Setelah keluar dari Boiler, pertukaran panas akan kembali terjadi pada tri-sector Air Heater, gas yang keluar akan didinginkan dengan menukarkan panasnya dengan primary dan secondary air. Setelah gas bertukar kalor di air heater, gas akan dialirkan ke dalam Electrostatic Precipitator(ESP). Di dalam ESP, partikel debu ataupun abu yang masih tercampur dengan gas akan dipisahkan sehingga gas yang akan masuk ke dalam sistem Flue Gas Desulpurization (FGD) adalah gas yang bersih dari partikel-partikel abu sisa pembakaran. Didalam FGD, zat SO2 yang masih terkadung didalam gas hasil pembakaran batubara akan dihilangkan. Setelah SO2 dihilangkan, gas yang telah bersih dari SO2 akan dibuang ke udara melalui cerobong. Siklus Uap dan Air Siklus air dan uap dimulai dari pengambilan air laut dengan menggunakan pompa air laut ( Sea Water Pump/Desal Pump ). Proses pertama pengolahan air adalah dengan disaring terlebih dahulu untuk menghilangkan kotoran – kotoran atau sampah yang berukuran cukup besar. Setelah itu air diolah di chlorination plant untuk membuat mabuk biota – biota laut yang ada di air laut, sehingga biota laut tidak membuat sarang atau berkembang biak di tube condenser dan pipa line CWP. Setelah dari chlorination plant air menuju ke desalination plant. Di desalination plant ini air laut diolah untuk menghilangkan kadar garam dari air laut. Desalination plant di PLTU Tanjung Jati B menggunakan Sistem Reverse Osmosis. Prinsip dari reverse osmosis dengan memberikan tekanan larutan dengan kadar garam tinggi (concentrated solution) supaya terjadi aliran molekul air yang menuju larutan dengan kadar garam rendah (dilute solution). Pada proses ini molekul garam tidak dapat menembus membrane semipermeable, sehingga yang terjadi hanyalah aliran molekul air saja. Melalui proses ini, akan diperoleh air tawar yang dihasilkan dari larutan berkadar garam tinggi Setelah menjadi air tawar, kemudian dipompakan untuk mengisi tangki Make Up Water Tank. Dari Make Up Water Tank air dipompakan lagi menuju Destillate Polisher untuk diubah menjadi air murni dengan cara meninjeksikan resin anion dan kation, lalu air murni tersebut ditampung di Demin Water Tank. Air pada Demin Water Tank digunakan untuk air penambah pada Kondesor. Penambahan air di Kondensor dilakukan secara otomatis berdasarkan level Hot Well Condenser. Air dari kondeser kemudian dipompakan Condensat Electric Pump (CEP) untuk dipanaskan dengan menggunakan uap extraction steam. Setelah melalui pemanas pada LP Heater, air tersebut menuju Deaerator, Deaerator berfungsi untuk memisahkan oksigen dari air karena oksigen dapat menyebabkan korosi pada pipa-pipa. Air dari Deaerator kemudian dipompakan oleh Boiler Feed Pump menuju High Preasure Heater untuk dipanaskan lagi menggunakan uap extraction steam. Setelah melewati HP Heater air akan memasuki Economizer. Di dalam Economizer, air ini akan dinaikkan temperaturnya dengan menggunakan kalor yang berasal dari gas hasil pembakaran batubara. Setelah melalui proses Economizer, air akan dikeluarkan melalui Economizer Outlet Header, lalu air akan dipompa agar masuk ke dalam Steam Drum. Air masuk ke dalam Steam Drum melalui kedua bagian ujung dari Steam Drum, ujung depan dan ujung belakang, lalu di distribusikan di sepanjang Steam Drum. Air yang masuk ke dalam Steam Drum ini akan bercampur dengan air panas yang telah ada di didalam Steam Drum sebelumnya. Campuran air ini akan disebut Boiler Water. Boiler Water akan turun dari Steam Drum melalui Downcomers dan disirkulasikan dengan melalui Furnace Wall, dinding dari tungku pembakaran. Boiler water yang turun akan dimasukan dan dipanaskan di dalam Furnace Wall. Boiler akan mendidih sehingga bagian air yang panas dan menjadi uap akan naik dan meninggalkan Furnace Wall, sedangkan yang masih berupa air akan kembali ke dalam Steam Drum. Siklus tersebut disebut sebagai siklus natural. Didalam Steam Drum, uap akan dipisahkan dari air dengan menggunakan Cyclone Separator dan Srubber. Uap kering akan mengalir keluar dari pipa yang ada di bagian atap Steam Drum dan masuk ke dalam Primary Superheater Inlet. Uap air akan mengalir melalui Primary Superheater dan akan keluar melalui outlet header, lalu uap akan melewati pipa penghubung yang dilengkapi dengan Spray Attemperator. Setelah itu uap akan melewati superheater yang berbentuk suatu lempengan yang sangat lebar yang berada pada bagian puncak Furnace. Tahap kedua dari Superheater (Attemperator) akan ada diantara Platen Superheater dan Secondary Superheater. Uap akan memasuki bagian Input Secondary Superheater dan mengalir memaluinya sampai ke outlet header dan digunakan untuk memutar High Preasure Turbin (HP Turbin). Uap yang kembali dari turbin tekanan tinggi akan melewati reheat attemperator yang berada dipipa inlet menuju reheater. Setelah itu, uap akan mengalir melalui reheater hingga mencapai outlet header. Uap panas yang dihasilkan dari proses pemanasan ulang akan melewati salah satu oulet header dan masuk digunakan untuk memutar IP Turbin kemudian masuk ke LP Turbin. Setelah uap melewati LP Turbin didinginkan di Kondenser untuk menjadi air kembali dan ditambahkan air penambah . Proses Produksi Listrik Pembangkit listrik merupakan sebuah pengubah energi. Pembakaran bahan bakar, merupakan proses perubahan energi panas yang mengubah air menjadi uap pada suhu dan temperatur yang sangat tinggi. Uap bertekanan 175 bar dan temperatur 541oC dari boiler dialirkan melalui pipa tekanan tinggi ke turbin multi tingkat. Energi panas dan kinetic yang tersimpan di dalam uap bergerak untuk memutar Turbin, mengubah energi panas menjadi energi mekanik. Generator dihubungkan ke poros Turbin dimana energi listrik dibangkitkan. Setiap tingkatan turbin menyumbang daya keluaran total dari generator sebesar 719 MW. Generator menghasilkan arus dengan 22800 volt dari konduktor dan sebuah sirkuit pemutus arus menuju generator transformer disini tegangan dinaikkan sebesar 500KV. Dari transformer energi listrik dialirkan ke dalam jaringan terintegrasi Jawa Madura Bali milik PLN BAGIAN – BAGIAN UTAMA PLTU TANJUNG JATI B BOILER Salah satu peralatan yang sangat penting pada pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah Boiler atau yang biasa di sebut ketel uap. Alat ini merupakan alat penukar kalor dimana panas yang dihasilkan pada proses pembakaran bahan bakar dirubah menjadi energi potensial yang berupa uap. Uap mempunyai tekanan dan temperatur tinggi inilah yang digunakan untuk memutar Turbin Uap.Energi panas diperoleh dari pembakaran bahan bakar. Bahan bakar utama di PLTU Tanjung Jati B adalah batubara. Untuk memasukkan bahan bakar ke ruang bakar tiap unit telah dilengkapi alat pembakar. Jenis Boiler unit 1 dan 2 pada PLTU Tanjung Jati B Jepara adalah Parameter subcritical, satu furnace, pembuangan kerak padat, menggunakan kerangka baja. Dinding ruang bakar ketel terbuat dari pipa pipa air dan pipa penguapan sedang bagian luarnya dibungkus dengan isolasi tahan panas. Pada saat air pengisiakan masuk ke dalam ketel, air pengisi terlebih dahulu masuk ke economizer untuk ditingkatkan temperaturnya guna mempercepat proses penguapan dan mencegah terjadinya thermal stress. Alat pemanas uap lanjut dipasang di atas ruang bakar ketel. Diantara primary superheater dan secondary superheater dipasang suatu alat yang disebut desuperheater yang berguna seabagi tempat pending uap dengan air pancar yang tujuannya adalah agar temperature uap yang keluar dari ketel uap diatur tetap konstan. TURBIN Sebuah turbin terdiri dari serangkaian sudu – sudu berputar, mengubah energi Termal (panas) menjadi energi mekanik. Tiap turbin mempunyai rotor yang tertutup di dalam casing. Turbin berputar menggunakan dua set blade/sudu-sudu . Satu set terpasang tetap di casing bagian luar dari turbin dan mengarahkan aliran dari uap. Yang lainnya terpasang di rotor dan memutar rotor dengan cara memanfaatkan energi dari uap yang bergerak cepat . Turbin di PLTU TJB terdiri dari tiga tingkat : Sebuah turbin tekanan tinggi, Turbin tekanan menengah , dan Turbin tekanan rendah. Sebuah tingkatan turbin menyumbang daya keluaran total dari generator sebesar 719 MW. KONDENSOR Sebuah kondensor pada dasarnya adalah sebuah alat berisi 34074 buah pipa kecil titanium . Uap yang sudah digunakan dari turbin memasuki kondensor dan mengalami kontak dengan permukaan luar pipa kecil yang dngin. Air dari sistem pendingin mengalir melalui pipa – pipa tersebut . dari perbedaan suhu anara uap yang terpakai (kira – kira 40 derajat celsius) dan air pendingin ( 29 derajat celsius ) menghasilkan kondensasi. GENERATOR Turbin dihubungkan langsung dengan rotor generator dan berputar pada 3000 putaran per menit. Di dalam casing generator terdapat ribuan kawat penghantar tembaga yang terpasang dalam sebuah gulungan yang di sebut stator. Di dalam gulungan stator terdapat sebuah rotor . saat rotor berputar, kutub magnetiknya memotong sebuah kumparan kawat penghantar, yang menghasilkan arus berlanjut yang bervariasi. Hasilnya adalah arus bolak – balik ( AC ) yang dihasilkan oleh semua pembangkit listrik. TUJUAN SURVEY LAPANGAN Mengetahui dan memahami proses pembangkitan energi listrik di PLTU Tanjung Jati B Memperdalam ilmu yang telah diperoleh pada waktu kuliah dengan melakukan pengamatan atau observasi langsung Mengetahui tentang tema survei lapangan : “ Cara pengoperasian boiler di PLTU Tanjung Jati B unit 1 dan 2 ” Mengetahui tentang garis besar proses terbentuknya listrik pada pembangkit PLTU tanjung jati B unit 1 dan 2, dengan terjun ke lapangan. Mengetahui spesifikasi boiler unit 1 dan 2 Mengetahui bagian – bagian boiler Mengetahui Prinsip kerja komponen - komponen boiler Memahami cara – cara dan tahapan dalam start up dan shutdown di dalam pengoperasian boiler Mengetahui tentang masalah – masalah yang terjadi saat pengoperasian boiler Mengetahui cara mengatasi masalah – masalah saat pengoperasian boiler Proses sirklus air dan udara pada boiler Sirklus air Pertama air yang sudah mengalami water treatment plant akan di tampung di dalam Make Up Water tank, dimana di PLTU Tanjung jati B unit 1 dan 2 berkapasitas 2 x 1000 m3 atau sekitar 1000.000 liter , lalu air dipompakan menuju condensor . Selanjutnya, air di pompakan oleh CEP ( Condensat Extraction Pump ) menuju ke Gland Steam Condensor untuk dipanaskan awal menggunakan uap sisa dari perawatan poros turbin, disini juga berfungsi untuk memisahkan logam logam yang masih terkandung dalam air pengisi. Air akan diteruskan ke LP Heater 1 – 3 untuk dipanaskan lebih lanjut, uap yang digunakan dalam LP Heater berasal dari sebagian uap dari LP turbin . Dan air diteruskan ke deaerator untuk memisahkan O2 yang diharapkan hanya H2O yang ada dalam kandungan air pengisi boiler . Selanjutnya, air di pompakan dengan BFP ( Boiler Feed Pump ) menuju HP Heater 5 – 7 agar air semakin panas. Air yang dipompakan melalui BFP sebagian juga di salurkan menuju Primary SH, Platen secondary SH, dan Re – heater yang berfungsi menjaga temperatur agar tidak terlalu panas. Selanjutnya, air di teruskan menuju economizer untuk dipanasakan lebih lanjut sebelum masuk ke ruang bakar , air masuk ke steam drum dilanjutkan ke Doam Corner , lalu ke water heater dan proses terakhir air pengisi boiler adalah menuju fuser. Di dalam Fuser terjadi perubahan fase dari air menjadi udara . Selanjutnya, udara tersebut diteruskan ke boiler drum. Di dalam boiler drum terdapat uap jenis, uapnya diteruskan menuju steam wall tube back pass area dan air yang tidak menjadi uap akan di kembali di circel melalui steam drum hingga fuser kembali. Siklus udara Uap yang terjadi setelah perubahan fase dari air menjadi uap di dalam fuser akan diteruskan menuju steam wall tube back pass area.Uap akan dipanaskan menuju Primary Super Heater dan di sinilah uap pertama kali dipanaskan sehimgga menjadi uap panas lanjut. Selanjutnya uapnya akan dipanaskan lebih lanjut melalui tahap Platen secondary SH, dan tahap terakhir untuk pemanasan uap adalah melewati pendant and final super heater, di tahap ini uap pemanas boiler mencapai 541 °C, dan tekanannya mencapai 175 bar a (B-MCR) . Selanjutnya, uap yang dihasilkan akan masuk ke dalam HP turbin untuk memutar turbin. Uap yang setelah melewati HP (High Pressure) turbin akan diteruskan ke reheater untuk dipanaskan kembali , dan akan diteruskan di IP (Intermediate Turbin) turbin , LP (Low Preassure) Turbin dan yang terakhir akan kembali lagi ke condensor . Siklus Bahan Bakar sebelum masuk ke ruang bakar, batubara di atur jumlahnya oleh coal feeders kemudian disalurkan menuju coal pulverizer. Temperatur dari ruang bakar furnace dapat mencapai +1.000°C. Proses penggerusan batubara terjadi di pulverizer yang mengubah batubara ukuran +50 mm menjadi berukuran 200 mess.. Penggerusan ini berfungsi untuk memaksimalkan luas permukaan kontak pembakaran dari partikel batubara. Selanjutnya hasil penggerusan batubara dihembuskan dengan udara dari Primary Air Fan (PA Fan) bertemperatur tertentu (+60°C ) menuju ruang bakar. Udara di tambahan dari Force Draft Fan menuju ruang bakar untuk mensuplai kebutuhan udaranya. Nama : YUNIAR ANIS BUDIHARJA NIM : 21050112083007 Tema survey lapangan : ” Cara pengoperasian boiler PLTU Tanjung Jati B Unit 1 dan 2 “ D III TEKNIK MESIN – PLN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO