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.