 |
| Pembangkit Listrik Tenaga Uap |
Pembangkit Listrik
Tenaga Uap (PLTU) merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan uap air untuk
menghasilkan energi listrik. Pembangkit ini termasuk dalam pembangkit listrik
termis, yaitu pembangkit listrik yang memanfaatkan panas sebagai penggerak
mulanya. Prinsip kerja dari PLTU hampir sama dengan sebuah ceret yang
dipanaskan. Air yang diletakkan didalam boiler, kemudian dipanaskan dengan
bahan bakar, seperti batubara, minyak bumi, atau gas. Setelah mendidih, maka
akan menghasilkan uap air. Uap air ini selanjutnya ditampung untuk sementara,
kemudian setelah memiliki temperatur dan tekanan yang memenuhi, uap air
dialirkan menuju ruangan turbin untuk memutar turbin. Turbin ini dikopel
langsung dengan rotor generator. Sehingga ketika turbin berputar, rotor
generator juga ikut berputar dan alhasil stator dari generator dapat
menghasilkan energi listrik yang selanjutnya dapat kita gunakan bersama. Lalu,
apakah perbedaan antara PLTU dengan pembangkit yang lain?
PLTU memiliki 3 siklus utama, yaituSiklus Air PLTU
Siklus ini secara
ringkas telah dibahas pada paragraf sebelumnya, namun ada bagian lain yang juga
berperan penting dalam siklus ini. Awalnya, air laut yang akan digunakan diambil
dan dipompa oleh Circulating Water Pump (CWP) masuk ke dalam Water Treatment
Plant. Didalam Water Treatment Plant ini, air masuk ke pengolahan air tawar
yang terdiri dari perlakuan awal (pretreatment) dan proses pembuatan air tawar
yang disebut dengan Desalination Evaporator dengan menggunakan metoda osmosis
balik (reverse osmosis). Air tawar yang dikeluarkan dinamakan dengan make up
water.
Make up water ini dipompa
dengan distillate pump menuju make up water tank untuk disimpan sementara. Setelah
itu, Make Up Water akan masuk ke sistem pemurnian (demineralization). Hasil
dari pemurnian tersebut adalah air demin. Air demin merupakan air yang memiliki
kandungan mineral kecil dengan konduktivitas 0.2-1 mikro siemens dan pH 6-7.
Air demin yang
dihasilkan selanjutnya dicampurkan dengan air condensate didalam Hotwell. Air
condensate adalah air murni hasil pengembunan uap air pada Condensor. Setelah
bercampur, air tersebut selanjutnya dipompa oleh Condensate Pump menuju ke Low
Pressure Heater untuk dinaikkan temperaturnya. Setelah dinaikkan temperaturnya,
air dialirkan ke deaerator. Deaerator memiliki fungsi untuk menghilangkan
kandungan oksigen serta gelembung-gelembung udara. Perlu diketahui saja, oksigen
yang larut dalam air demin dapat menyebabkan korosi (pengkaratan) pada sudu-sudu
(sirip-sirip) turbin.
Sekeluarnya dari Deaerator,
air akan menuju ke High Pressure Heater untuk dinaikkan lagi temperaturnya.
Setelah itu air dialirkan ke Economizer. Economizer merupakan alat untuk
memanaskan air, namun tidak sampai menguap. Suhu akhir dari air kira-kira
mencapai 70oC dari yang semula hanya 34oC. Setelah melalui Economizer, air
dipompakan oleh Boiler Feeding Pump menuju boiler. Boiler merupakan tempat
untuk menampung dan memanaskan air hingga menjadi uap air. Boiler ini terdapat
didalam Furnace dimana didalam Furnace ini juga terdapat tungku pembakaran
bahan bakar. Energi panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar mampu
mendidihkan air hingga menjadi uap air. Uap air ini selanjutnya ditampung
sementara didalam suatu tempat berbentuk seperti drum (Steam Drum). Uap air
yang dihasilkan ini masih berupa uap air jenuh (basah) yang memiliki kelembaban
yang tinggi. Setelah uap air ini memiliki temperatur dan tekanan tertentu, uap
air akan menuju ke Superheater. Didalam superheater ini uap air dipanaskan
lebih lanjut. Uap air yang keluar dari Superheater ini memiliki temperatur
kurang lebih 540 oC dan bertekanan 160 bar. Dengan adanya pemanasan lanjut ini,
uap air bukan lagi berupa uap air basah, namun berupa uap air kering yang layak
dialirkan untuk memutar sudu-sudu (sirip-sirip) turbin. Jika uap air basah
masuk ke dalam turbin, maka uap air tersebut dapat menyebabkan turbin mengalami
pengikisan.
Uap air ini memutar 3
jenis turbin, yaitu tubin bertekanan tinggi (High Pressure Turbine /HP
Turbine), turbin tekanan menengah (Intermediate Pressure Turbine /IP Turbine),
dan tubin tekanan rendah (Low Pressure Turbine /LP Turbine). Keseluruhan dari
turbin ini merupakan turbin berkecepatan tinggi (high speed turbine).
Uap air yang keluar dari
turbin tekanan tinggi dan menuju ke turbin tekanan menengah akan mengalami
penurunan temperatur. Untuk itu, digunakan Reheater yang berfungsi sebagai
pemanas uap air sehingga kembali ke suhu semulanya. Dilain sisi, uap air yang
keluar dari turbin tekanan menengah biasanya tidak dipanaskan menggunakan
reheater, namun langsung dimasukkan ke turbin tekanan rendah.
Turbin HP, IP, dan LP
ini dikopel langsung dengan rotor generator, maka ketika turbin ini berputar, rotor
generator juga ikut berputar. Generator yang biasa digunakan dalam proses PLTU
adalah generator sinkron revolving field. Pada generator jenis ini, bagian rotornya
diberi arus eksitasi sedangkan statornya menghasilkan energi listrik. Tegangan
yang dihasilkan dari generator ini biasanya 6, 11, atau 22 kV. Karena sistem
transmisi di Indonesia bertegangan 150 kV(SUTT) atau 500 kV(SUTET), maka
digunakan trafo step-up untuk menaikkan tegangan keluarannya.
Uap air yang keluar dari
turbin bertekanan rendah dapat diembunkan menjadi air lagi menggunakan Condensor.
Condensor ini menggunakan air laut sebagai pendingin utama dari uap air
tersebut yang pada akhirnya dapat mengembun dan menghasilkan air. Air ini
selanjutnya ditampung didalam Hotwell dan karena sudah murni, air ini bisa
digunakan kembali untuk dimasukkan ke boiler dan proses berulang seperti yang
telah dijelaskan diatas. PLTU yang dalam operasinya menggunakan Condensor untuk
mengembunkan uap air, dinamakan dengan PLTU siklus tertutup (close loop). Jika
tidak menggunakan condensor, uap air ini dapat dibuang begitu saja. PLTU yang
menggunakan prinsip ini dinamakan dengan PLTU siklus terbuka (open loop).
Siklus Air Pendingin Condensor
Siklus air pendingin ini
berkaitan erat dengan pengembunan uap air yang terjadi pada Condensor. Air yang
digunakan untuk pendinginan pada condensor merupakan air laut. Air laut ini
awalnya diambil dari water intake menggunakan Circulating Water Pump (CWP). Kemudian
dibersihkan dari zat-zat pengotor dan hewan laut terlebih dahulu. Setelah itu,
air menuju ke condensor. Air laut yang masuk ke condensor awalnya memiliki suhu
yang rendah. Namun setelah keluar dari condensor, suhu air menjadi tinggi. Pada
PLTU Tanjung Jati B (TJB), air pendingin yang masuk kondensor bersuhu 29,2oC dan
keluarannya bersuhu 36,2-38oC.
Air yang bersuhu tinggi
ini kemudian dibuang lagi ke laut melalui Water outake/ Circulating Water Out Fall.
Siklus Bahan Bakar
Dalam proses PLTU, untuk
mendidihkan air didalam boiler dibutuhkan energi panas. Energi panas ini dapat
berasal dari pembakaran bahan bakar, seperti : batubara, minyak bumi atau gas. Karena
harga batubara yang murah, kebanyakan dari PLTU yang ada di bumi menggunakan
bahan bakar batubara.
Untuk menangani batubara
pada suatu PLTU, biasanya terdapat sistem tersendiri. Sistem tersebut dinamakan
Sistem Penanganan Batubara (Coal Handling System). Awalnya, batubara diangkut
dari tambang batubara menggunakan kapal kosong tanpa mesin bernama kapal
tongkang dengan kapasitas 66 metrix ton. Kapal tersebut berlabuh disuatu
dermaga didalam PLTU yang bernama Coal Jetty. Coal Jetty ini memiliki panjang
240 meter dan letaknya pun 1 kilometer dari tepi pantai. Batubara yang diangkut
oleh kapal tongkang tersebut diturunkan dengan menggunakan alat yang bernama
Ship Unloader. Untuk menurunkan seluruh batubara yang terdapat pada kapal
tongkang tersebut dibutuhkan waktu selama 3 hari penuh.
Batubara yang telah
diturunkan dari kapal tongkang tersebut selanjutnya diletakkan diatas Conveyor
Belt. Converyor Belt adalah suatu alat yang mirip seperti eskavator yang
mengangkut batubara dari Coal Jetty yang letaknya 1 kilometer dari garis pantai
menuju ke Coal Yard/ Stockpile. Coal Yard/ Stockpile adalah lapangan luas
tempat diletakkan dan disimpannya batubara setelah diangkut oleh kapal
tongkang. Coal Yard yang ada biasanya mampu memenuhi kebutuhan bahan bakar PLTU
hingga 2 bulan (630.000 ton).
Ketika batubara yang ada
di Coal Yard ingin digunakan sebagai bahan bakar, batubara tersebut dikeruk
dengan suatu alat pengeruk yang dinamakan dengan Stacker Reclaimer. Setelah
dikeruk, batubara ini kembali diletakkan diatas Belt Conveyor namun menuju ke
bagian dalam PLTU. Kemampuan keruk dari Stacker Reclaimer dan kemampuan angkut
dari Belt Conveyor dapat mencapai 1500 ton per jam.
Setelah diangkut oleh
Belt Conveyor, batubara ini masuk ke bagian dalam PLTU tepatnya di Coal Bunker.
Disini, batubara disimpan untuk sementara waktu hingga selanjutnya disalurkan
oleh Coal Feeder untuk menuju ke Pulverizer. Batubara yang masuk ke Pulverizer
awalnya berbentuk seperti batu dengan diameter berkisar 5 cm. Batubara seperti
ini tidaklah baik untuk dibakar didalam tungku pembakaran. Hal ini dikarenakan
semakin besar ukuran batubara, maka semakin kecil kalori yang dihasilkan oleh
batubara tersebut ketika pembakaran nantinya. Oleh karenanya, Pulverizer ini
berperan dalam menghaluskan batubara hingga bentuknya berubah menjadi serbuk
batubara. Perlu diketahui saja, semakin halus batubara, kalori yang dihasilkan
juga semakin besar. Kemampuan Pulverizer dalam menghaluskan batubara dapat
mencapai 335 ton setiap jam.
Serbuk batubara yang
dihasilkan oleh Pulverizer ini selanjutnya dihembuskan ke dalam Furnace
bersamaan dengan udara panas. Didalam Furnace ini, perbakaran dari serbuk
batubara tersebut menghasilkan energi panas yang selanjutnya digunakan untuk
memanaskan air yang ada didalam Boiler. Kalori yang dihasilkan oleh batubara
tergantung pada jenis batubara yang digunakan.
Selain menghasilkan
energi panas, pembakaran dari batubara ternyata juga menghasilkan kandungan
lain, yaitu Nox (Oksida Nitrogen), Sox (Oksida Sulfur), dan COx (oksida karbon).
Untuk menciptakan PLTU yang ramah bagi manusia dan lingkungan,
kandungan-kandungan tersebut harus diminimalisir hingga batas yang aman.
Terdapat alat-alat yang digunakan untuk meminimalisir kandungan-kandungan
tersebut, yaitu :
Flue Gas
Desulphurization (FGD)
Merupakan sistem untuk meminimalkan kandungan sulfur pada asap dengan
menggunakan batu kapur (Limestrone)
Electro Static
Precipitator (ESP)
Merupakan sistem yang digunakan untuk menangkap debu (fly ash) hasil pembakaran batubara dengan efisiensi 99,3%.
Ash Pond dengan lapisan HDPE ( High Density Poly Ethylene)
Merupakan tempat menimbun limbah-limbah padat
seperti fly ash dan gipsum
untuk mencegah terjadinya rembesan ke air tanah.
Waste Water Treatment Plant (WWTP)
Merupakan sistem pengolahan limbah cair
sehingga keluarannya memenuhi baku mutu.
Low NOx Burner
Merupakan sistem untuk mengurangi terbentuknya NOx
pada pembakaran batubara .
Jika udara pembakaran
batubara tersebut telah dilewatkan ke sistem-sistem penanganan limbah diatas,
maka udara tersebut telah aman untuk dibuang ke udara bebas. Begitu pula limbah
cair, bila sudah aman dapat dibuang ke laut bebas. Udara yang telah aman dapat
dibuang ke cerobong asap atau biasa disebut dengan Stack atau Chimney. Stack
yang ada dapat memiliki ketinggian sampai 240 meter atau dua kali tinggi monas.
Udara yang telah bersih
tersebut masih memiliki temperatur yang masih tinggi, sehingga panas tersebut masih
dapat digunakan untuk Economizer, Superheater dan Reheater.
Artikel Terkait :
- Minyak Solar Pada Proses Pembangkitan PLTU
Artikel Terkait :
- Minyak Solar Pada Proses Pembangkitan PLTU
lumayan
BalasHapus