< Previous160Pembangkitan Tenaga ListrikSebaliknya penentuan DMA minimum yang terlalu tinggi bisa mengurangi volume kolam untuk periode pengisian yang bisa menyebabkan akan banyak air yang melimpas/dibuang pada periode B, yaitu periode DMA maksimum. B menggambarkan periode DMA maksimum. Apabilapermukaan air telah mencapai DMA maksimum tetapi masih ada air masuk ke dalam kolam (waduk) maka air secara otomatis akan melimpas dan terbuang. Pelimpasan ini perlu untuk mengamankan bangunan sipil kolam/waduk,jangan sampai terjadiover toppingyang bisamenyebabkan jebolnya kolam/waduk.Over topping terjadi apabilakolam/waduk isinya sudah penuh tetapi air masuk masih terusberlangsung sehingga air tidak hanya melimpas di tempat pelimpasan yang terbuat dari beton, tetapi juga melimpas di bagian bendungan yangterbuat dari batu dan pasir (rock fill), sehingga batu dan pasir di bagian bendungan ini jebol. C menggambarkan periode pengosongankolam/wadukyang dimulai pada akhir bulan Juli yaitu perkiraan nilainya musim kemarau.DMA dalam periode A dan periode C harus diatur agar berada diantara batas atas dan batas bawah. Hal ini dapat dilakukan dengan mengatur pengeluaran air dari kolam/waduk. Kolam/waduk dilengkapi denganlubang pengeluaran air ekstra di samping tempat pelimpasanyangterbuat dari beton. Hal ini diperlukan untuk pengamanan kolam/waduk.Ada kolam/wadukyang mempunyai fungsi serba guna seperti waduk PLTA Jatiluhur, yaitu untuk: Pengairan sawah, menghasilkan padi.Pembangkitan tenaga listrik. Pengendalian banjir. Lalulintas kapal,Pariwisata.Akhir-akhir ini wadukPLTA digunakan juga untuk pemeliharaan ikan dalam keramba.Dalam hal yang demikian maka pengendalian DMA harus memperhatikan fungsi-fungsi tersebut di atas.Untuk beberapa PLTA yang ada dalam hubungan kaskade (mempunyai satu sungai penggerak dan masing-masing mempunyai kolam/waduk), maka pengendalian DMA dalam kolam-kolarn PLTA kaskade ini harus dilakukan sedemikian rupa hingga dicapai penggunaan yang optimum.B.Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU)1.Konversi EnergiMasalah Operasi pada Pusat-Pusat ListrikDalam PLTU, energi primer yang dikonversikan menjadi energi listrik adalah bahan bakar. Baban bakaryangdigunakan dapat berupabatubara (padat), minyak (cair), atau gas. Ada kalanya PLTUmenggunakan kombinasi beberapa macam bahan bakar.Konversi energi tingkat pertama yang berlangsung dalam PLTU adalahkonversi energi primer menjadi energi panas (kalor). Hal ini dilakukan dalam ruang bakar dari ketel uap PLTU. Energi panas ini kemudian dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa ketel untuk menghasilkan uapyang dikumpulkan dalam drum dari ketel. Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap. Dalam turbin uap, energi uap dikonversikanmenjadi energi mekanis penggerak generator, dan akhirnya energimekanik dari turbin uap ini dikonversikan menjadi energi listrik olehgenerator.Secara skematis, proses tersebut di atas digambarkan oleh GambarIII.19Main Flow Diagram PLTU PerakUnit 3 dan4GambarIII.19Siklus uap dan air yang berlangsung dalam PLTU, yang dayanya relatif besar, di atas 200 MWGambar III.19 menggambarkan siklus uap dan air yang berlangsung dalam PLTU, yang dayanya relatif besar, di atas 200 MW. Untuk PLTU ukuran ini, PLTU umumnyamemiliki pemanas ulang dan pemanas awal sertamempunyai 3 turbin yaitu turbin tekanan tinggi, turbin tekanan menengah, dan turbin tekanan rendah. Bagianyang menggambarkansirkuit pengolahan untuk suplai dihilangkan untuk penyederhanaansedangkan suplai air diperlukan karena adanya kebocoran uap pada 162Pembangkitan Tenaga Listriksambungan-sambungan pipa uap dan adanya blow down air dari drum ketel.Air dipompakan ke dalam drum dan selanjutnya mengalir ke pipa-pipa air yang merupakan dinding yangmengelilingi ruang bakar ketel. Ke dalam ruang bakar ketel disemprotkan bahan bakar dan udara pembakaran. Bahan bakar yang dicampur udara ini dinyalakan dalam ruang bakar sehingga terjadi pembakaran dalam ruang. Pembakaran bahan bakardalam ruang bakar mengubah energi kimiayang terkandung dalambahan bakar menjadi energi panas(kalor).Energi panas hasilpembakaran ini dipindahkan ke airyang ada dalam pipa air melaluiproses radiasi, konduksi, dan konveksi.Untuk setiap macam bahan bakar, komposisi perpindahan panasberbeda,misalnya bahan bakar minyakbanyak memindahkan kalori hasil pembakarannya melalui radiasi dibandingkan bahan bakar lainnya. Untuk melaksanakan pembakaran diperlukan oksigen yang diambil dari udara. Oleh karena itu, diperlukan pasokan udara yang cukup dalam ruang bakar. Untuk keperluan memasok udara dalam ruang bakar, diperlukan kipas(ventilator) tekan dan kipas isap yang dipasang masing-masingpada ujung masuk udara ke ruang bakar dan pada ujung keluar udara dari ruang bakar.Gas hasil pembakaran dalam ruang bakar setelah setelah diberi“kesempatan” memindahkan energi panasnya ke air yang ada di dalam pipa air ketel, dialirkan melalui saluran pembuangan gas buang untuk selanjutnya dibuang ke udara melalui cerobong. Gas buang sisapembakaran ini masih mengandung banyak energi panas karena tidak semuaenergi panasnya dapat dipindahkan ke air yang ada dalam pipa air ketel. Gas buang masih mempunyai suhu di atas 400o C inidimanfaatkan untuk memanasi: (lihat Gambar III.19)a.Pemanas Lanjut (Super Heater)Di dalam pemanas lanjut, mengalir uap dari drum ketel yang menuju ke turbin uap tekanan tinggi. Uap yang mengalir dalam pemanas lanjut ini mengalami kenaikan suhu sehingga uap air ini semakin kering, oleh karena adanya gas buang di sekeliling pemanas lanjut.b.Pemanas Ulang (Reheater).Uapyang telah digunakan untuk menggerakkan turbin tekanan tinggi, sebelum menuju turbin tekanan menengah, dialirkan kembali melalui pipa yang dikelilingi oleh gas buang. Di sini uap akan mengalami kenaikan suhuyang serupa dengan pemanas lanjut.Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik163c.Economizer.Airyang dipompakan ke dalam ketel, terlebih dahulu dialirkan melalui economizer agar mendapat pemanasan oleh gas buang. Dengandemikian suhu air akan lebih tinggi ketika masuk ke pipa air di dalam ruang bakaryang selanjutnya akan mengurangi jumlah kaloriyangdiperlukan untuk penguapan (lebih ekonomis).d.Pemanas Udara.Udarayang akan dialirkan ke ruang pembakaran yang digunakan untuk membakar bahan bakar terlebih dahulu dialirkan melalui pemanas udara agar mendapat pemanasan oleh gas buang sehingga suhu udarapembakaran naikyang selanjutnya akan mempertinggi suhu nyalapembakaran.Dengan menempatkan alat-alat tersebut di atas dalam saluran gasbuang, maka energi panasyang masih terkandung dalam gas buang dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin. Sebelum melalui pemanas udara, gas buang diharapkan masih mempunyai suhu di atas suhupengembunan asam sulfat (H2SO4), yaitu sekitar 18000C. Hal ini perlu untuk menghindari terjadinya pengembunan asam sulfat di pemanasudara. Apabila hal ini terjadi, maka akan terjadi korosi pada pemanasudara dan pemanas udara tersebut akan menjadi rusak (keropos).Energi panasyang timbul dalam ruang pembakaran sebagai hasilpembakaran, setelah dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa air ketel, akan menaikkan suhu air dan menghasilkan uap. Uap inidikumpulkan dalam drum ketel. Uap yang terkumpul dalam drum ketel mempunyai tekanan dan suhu yang tinggi di mana bisa mencapai sekitar 100 kg/cm dan 5300C.Energi uap yang tersimpan dalam drum ketel dapat digunakan untuk mendorong atau memanasi sesuatu (uap ini mengandungenthalpy). Drum ketel berisi air di bagian bawah dan uap yang mengandungenthalpy di bagian atas.Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap, dan dalam turbin uap, energi (enthalpy) dariuap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator. Turbin pada PLTU besar, di atas 150 MW, umumnya terdiri dari 3 kelompok, yaitu turbin tekanan tinggi, turbin tekanan menengah, dan turbin tekanan rendah. Uap dari drum ketel mula-mula dialirkan ke turbin tekanan tinggi dengan terlebih dahulu melalui pemanas lanjut agar uapnya menjadi kering. Setelah keluar dari turbin tekanan tinggi, uap dialirkan ke pemanasulang untuk menerima energi panas dari gas buang sehingga suhunya naik. Dari pemanas ulang, uap dialirkan ke turbin tekanan menengah.164Pembangkitan Tenaga ListrikKeluar dari turbin tekanan menengah, uap langsung dialirkan ke turbintekanan rendah. Turbin tekanan rendah umumnyamerupakan turbin dengan aliran uap ganda dengan arah aliran yang berlawanan untuk mengurangi gaya aksial turbin.Dari turbin tekanan rendah,uap dialirkan ke kondensor untukdiembunkan. Kondensor memerlu-kan pendingin untuk meng-embunkanuapyang keluar dari turbin tekanan rendah. Oleh karena itu, banyakPLTU dibangun di pantai, karena dapat menggunakan air laut sebagai air pendingin kondensor dalam jumlahyang besar. Di lain pihak,penggunaan air laut sebagai air pendingin menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut:1)Materialyang dialiri air laut harus material anti korosi (tahan air laut).2)Binatang laut ikut masuk dan berkembang biak dalam saluran air pendinginyang memerlukan pembersihan secara periodik.3)Selain binatang laut, kotoran air laut juga ikut masuk dan akan menyumbat pipa-pipa kondensor sehingga diperlukan pembersihan pipa kondensor secara periodik.4)Ada risiko air laut masuk ke dalam sirkuit uap. Hal ini berbahaya bagi sudu-sudu turbin uap. Olehkarena itu, harus dicegah.Setelah air diembunkan dalam kondensor, air kemudian dipompa ke tangki pengolah air. Dalam tangkipengolah air, ada penambahan air untuk mengkompensasi kehilangan air yang terjadi karena kebocoran. Dalamtangki pengolah air, air diolah agar memenuhi mutuyangdiinginkan untuk air ketel. Mutu air ketel antara lainmenyangkutkandungan NaCl, CO2, dan derajat keasaman (pH). Dari tangki pengolah air, air dipompa kembali ke ketel, tetapi terlebih dahulu melaluiEconomizer. Dalam Economizer,air mengambil energi panas dari gas buang sehingga naik, kemudian baru mengalir ke ketel uap.Pada PLTU yang besar, di atas 150 MW, biasanya digunakan pemanasawal ke heater, yaitu pemanasyang akan masuk ke economizersebelummasuk ke ketel uap. Pemanas awal ini ada 2 buah, masing-masingmenggunakan uap yang diambil (di-tap) dari turbin tekanan menengah dan dari turbin tekanan rendah sehingga didapat pemanas awal tekanan menengah dan pemanas awal tekanan rendah.Gambar III.20, sampai III.25 adalah foto-foto dari berbagai bagian PLTU.Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik165Gambar III.20CoalYardPLTU SurabayaGambar III.21PLTU Paiton Milik PLN166Pembangkitan Tenaga ListrikGambar III.22Ruang Turbin PLTU SurabayaGambar III.23Unit 400 MW PLTU Paiton Milik PLN Jawa TimurMasalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik.Gambar III.25Generator dan Turbin400 MW di Jawa Barat2.Masalah OperasiGambar III.24Unit 400 MW PLTU Paiton Milik PLN 36 Sudu Jalur Jawa Timur168Pembangkitan Tenaga ListrikUntuk men-start PLTU dari keadaan dingin sampai operasi dengan beban penuh, dibutuhkan waktu antara 6-8 jam. Jika PLTUyang telahberoperasi dihentikan, tetapi uapnya dijaga agar tetap panas dalam drum ketel dengan cara tetap menyalakan api secukupnya untuk menjaga suhu dan tekanan uap ada di sekitar nilai operasi (yaitu sekitar 5000C dan sekitar 100 kg/cm 2) maka untuk mengoperasikannya kembali sampai beban penuh diperlukan waktu kira-kira I jam. Waktu yang lama untuk mengoperasikan PLTU tersebut di atas terutamadiperlukan untukmenghasilkan uap dalam jumlahyang cukup untuk operasi (biasanya dinyatakan dalam ton per jam). Selain waktu yang diperlukan untuk menghasilkan uap, yang cukup untuk operasi, juga perlu diperhatikan masalah pemuaian bagian-bagian turbin.Sebelum di-start, suhu turbin adalah sama dengan suhu ruangan.Gambar III.26Turbin Uap dan KondensorMasalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik169Gambar III.27Boiler PLTU PerakPada waktu start, dialirkan uap dengan suhu sekitar 5000C. Hal ini harus dilakukan secara bertahap agar jangan sampai terjadi pemuaian yangberlebihan dan tidak merata. Pemuaianyang berlebihan dapatmenimbulkan tegangan mekanis (mechanical stress)yang berlebihan,sedangkan pemuaianyang tidak merata dapatmenyebabkan bagian yang bergerak (berputar) bergesekan dengan bagianyang diam,misalnya antara. ,sudu-sudu jalan turbin dengan sudu-sudu tetap yangmenempel pada rumah turbin.Apabila turbin sedang berbeban penuh kemudian terjadi gangguan yangmenyebabkan pemutus tenaga, (PMT) generator yang digerakkan turbin trip, maka turbin kehilangan beban secara mendadak. Hal inimenyebabkan putaran turbin akan naik secara mendadak dan apabila hal ini tidak dihentikan, maka akan merusak bagian-bagianyang berputar pada turbin maupun pada generator, seperti: bantalan, sudu jalan turbin, dan kumparan arus searahyangada pada rotor generator. Untukmencegah hal ini, aliran uap ke turbin harus dihentikan, yaitu dengan cara menutup katup uap turbin. Pemberhentian aliran uapke turbindengan menutup katup uap turbin secara mendadak menyebabkan uap mengumpul dalam drum ketel sehingga tekanan uap dalam drum ketel naik dengan cepat dan akhirnya menyebabkan katup pengaman pada drum membuka dan uap dibuang ke udara. Bisa juga sebagian dari uapdiby pass ke kondensor. Dengan cara by pass ini tidak terlalu banyak uapyang hilang sehingga sewaktu turbin akan dioperasikan kembali banyak waktu dapat dihemat untuk start.Tetapi sistemby passNext >