Keunggulan dan Kelemahan PLTU

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan jenis pembangkit listrik lainnya. Keunggulan tersebut antara lain :

1. Dapat dioperasikan menggunakan berbagai jenis bahan bakar (padat, cair dan gas).
2. Dapat dibangun dengan kapasitas yang bervariasi
3. Dapat dioperasikan dengan berbagai mode pembebanan
4. Kontinyuitas operasinya tinggi
5. Usia pakai (life time) relatif lama

Namun Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) juga memiliki beberapa kelemahan. Kelemahan tersebut antara lain :

1. Sangat tergantung pada tersedianya pasokan bahan bakar
2. Tidak dapat dioperasikan (start) tanpa pasokan listrik dari luar
3. Memerlukan tersedianya air pendingin yang sangat banyak dan kontinyu
4. Investasi awalnya mahal

BAGIAN-BAGIAN PLTU

BAGIAN UTAMA

Bagian utama dari PLTU pada umumnya adalah :

Boiler
Boiler berfungsi untuk mengubah air (feed water) menjadi uap panas lanjut (superheated steam) yang akan digunakan untuk memutar turbin.

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. 

Kondensor
Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas dari turbin (uap yang telah digunakan untuk memutar turbin). 

Generator
Generator berfungsi untuk mengubah energi putar dari turbin menjadi energi listrik.

PERALATAN PENUNJANG/PERALATAN BANTU

Peralatan penunjang pada PLTU pada umumnya adalah :

Desalination Plant (Unit Desal)
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.

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.

Demineralizer Plant (Unit Demin)
Berfungsi untuk menghilangkan kadar mineral (ion) yang terkadung 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 (gaya gerak listrik) induksi pada saat air tersebut melewati jalur perpipaan di dalam PLTU. Hal ini dapat menimbulkan korosi pada peralatan PLTU.

Hidrogen Plant (Unit Hidrogen)
Pada PLTU digunakan hydrogen (H2) sebagai pendingin Generator.

Chlorination Plant (Unit Chlorin)
Berfungsi untuk menghasilkan senyawa natrium hipoclorit (NaOCl) yang digunakan untuk memabukkan/melemahkan/mematikan sementara 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.

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 up maupun sebagai uap bantu (auxiliary steam). 

Coal Handling (Unit Pelayanan Batubara)
Merupakan unit yang melayani pengolahan batubara yaitu dari proses bongkar muat kapal 
(ship unloading) di dermaga, penyaluran ke coal yard sampai penyaluran ke coal bunker.

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 Drag Chain Conveyor) pada unit utama sampai ke tempat penampungan abu (ash valley/ash yard)

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.

SUMBER : Dari berbagai sumber ; buku, web, internet, dll. 

 

 

Pemabangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

FUNGSI

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.  

 

PRINSIP KERJA

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.
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 ketika turbin 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. 

ALUR PROSES PLTU
 
 

Tiap  unit  PLTU  terdiri  dari  boiler  (steam  generator)  dengan  siklus  superheat  dan
atau  reheat,  turbin  uap,  dan  generator  dengan  pengatur  tegangan.  Udara
pembakaran disediakan oleh dua forced draft fan (FD Fan) dan siklus air pengisi yang terdiri
dari  kondensor,  dua  pompa  ekstraksi  kondensat,  dua  pompa  air  pengisi  dan
rangkaian pemanas air tekanan rendah serta tekanan tinggi. 
Bahan  bakar  dipasok  ke  unit  dari  sistem  penanganan  bahan  bakar.  Bahan  bakar
minyak  disimpan  dalam  tangki  persediaan  dan  di  distribusikan  ke  unit  melalui
tangki harian BBM. Bahan bakar minyak HSD (light fuel oil) digunakan untuk start
up boiler. 
Batubara  dikirim  melalui  laut,  disimpan  pada  tempat  penimbunan  stockpiles. Batubara  di
distribusikan  ke  unit  PLTU  dari  stockpiles  melalui  stacker  /  reclaimer  yang
disediakan atau dengan dozer melalui hopper bawah tanah. 
Air penambah diperlukan untuk mengganti air yang hilang melalui blow down, vent
serta  drain.  Air  ini  diperoleh  dari  unit  pemurnian  air.  Air  baku  dihasilkan  dari  unit
desalinasi yang mengambil air laut dari kanal masuk sistem air pendingin. 
Air  pendingin  (cooling  water)  dipasok  oleh  sistem  air  pendingin  utama  (circulating
water), dan sistem air pendingin bantu. Sistem air pendingin utama mengambil air
dari  kanal  masuk  untuk  air  pendingin  kondensor  dan  heat  exchanger  sistem
pendingin bantu. Sistem air pendingin bantu melayani alat bantu boiler dan turbin.
Sistem ini disediakan untuk pusat pembangkit yang terdiri dari beberapa unit yang
saling terhubung (interkoneksi) antar unit. 
Gas  buang  setelah  melewati  pemanas  udara  (air  heater)  regeneratif  dan
penangkap  abu  (electrostatic  precipitator)  dibuang  ke  atmosfir  melalui  cerobong
yang tinggi.

SIKLUS RANKINE

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 :




a - b  :  Air dipompa dari tekanan P2 menjadi 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 heater dan 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 superheater boiler
            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.