< Previous170Pembangkitan Tenaga Listrikmemerlukan biaya investasi tambahan karena kondensor harus tahan suhu tinggi dan tekanan tinggi dari bypass.Dari uraian di atas tampak bahwa perubahan beban secara mendadak memerlukan pula langkah penguranganproduksiuap secara mendadak agar tidak terlalu banyakuapyang harus dibuang ke udara. Langkah pengurangan fluksi dilakukan dengan mematikan nyala api dalam ruangbakar ketel dan mengurangi pengisian air ketel ini bahwa walaupun nyala api dalam ruang bakar padam, masih cukup banyak panas yang tinggaldalam ruang bakar untuk menghasilkan uap sehingga pompa pengisi ketel harus tetap mengisi air ke dalam ketel untuk mencegah penurunan level air dalam drum yang tidak dikehendaki.Mengingat masalah-masalah tersebut di atas yang menyangkut masalahproses produksi uap dan masalah-masalah pemuaianyang terjadidalamturbin, sebaiknya PLTU tidak dioperasikan dengan persentaseperubahan-perubahan beban yang besar.Efisiensi PLTU banyak dipengaruhi ukuran PLTU, karena ukuran PLTU menentukan ekonomis tidaknya penggunaan pemanas ulang danpemanas awal. Efisiensi thermisdari PLTU berkisar pada angka 35-38%.3.PemeliharaanBagian-bagian PLTUyang memerlukan pemeliharaan secara periodikadalah bagian-bagianyang berhubungan dengan gas buang dan air pendingin, yaitu pipa-pipa air, ketel uap dan pipa-pipa air pendingin termasukpipa kondensor. Pipa-pipa semua memerlukan pembersihan secaraperiodik.Pada pipa air ketel umumnya banyak abu yang menempel dan perlu dibersihkan agar proses perpindahanpanas dari ruang bakar ke air melalui dinding pipa tidak terhambat. Walaupun telah ada soot bloweryang dapatgunakan untuk menyemprotkan air pembersih pada pipa air ketel, tetapi tidak semua bagian pipa air ketel uapdapat dijangkau olehair pembersih soot blower ini sehingga diperlukan kesempatan untuk pembersihan bagianyangtidak teryangkau oleh soot blower tersebut.Saluran air pendingin, terutama jika menggunakan air laut, umumnya ditempeli binatang laut yang berkembang biak dan juga ditempeli kotoran air laut sehingga luas penampang efektif dari saluran tersebut menurun. Untukmengurangi binatang laut ini adachlorination plantyangmenyuntikkan gas klor ke dalam. air pendingin (air laut) ini. Oleh karena itu, secara periodik saluran air pendingin (baikyang berupa saluran terbuka maupun pipa) luar secara periodik dibersihkan. Pipa kondensor yangjuga dilalui air pendingin, dan karena penampangnya kecil, pipa ini Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik171juga memerlukan pembersihanyang lebih sering daripada bagiansaluran air pendingin yanglain.Untuk pembersihan pipa air kondensor tidak memerlukan penghentianoperasi dari unit pembangkitnya, hanya memerlukan penurunan beban karena pipa kondensor dapat dibersihkan secara bertahap.Pipa kondensor PLTU yang digunakan ada yang terbuat dari tembaga dan ada yang terbuat dari titanium.Daya hantar panas tembaga lebih baik daripada titanium, tetapi kekuatan mekanisnya tidak sebaik titanium. Oleh karena itu, pada unit PLTU yangbesar, misalnya pada Unit 400 MW, digunakan pipa titanium karena diperlukan pipayangpanjang. Karena daya hantar panas titanium tidaksebaik daya hantar panas tembaga, maka soalkebersihan dinding pipa titanium lebih memerlukan perhatian daripada pipa tembaga.Itulahsebabnya, pada penggunaan pipa titanium dilengkapi dengan bola-bolapembersih.Sambungan pipa kondensor dengan dindingnya merupakan bagian yangrawan terhadap kebocoran. Apabila terjadi kebocoran, maka air laut yangmengandung NaCl masuk ke dalam sirkuit air ketel dan sangatberbahaya bagi ketel uap maupun bagi turbin. Tingkat kebocoran ini dapat dilihat dari daya hantar listrik air ketel. Apabila daya hantar listrik ini tinggi, hal ini berarti bahwa tingkat kebocoran kondensor tinggi.Semua peralatan yang ada dalam saluran gas buang perlu dibersihkansecara periodik, yaitu pemanas lanjut,pemanas ulang, economizer, dan pemanas udara.Bagian-bagian PLTU lainyang rawan kerusakan dan perluperhatian/pengecekan periodik adalah:a.Bagian-bagianyang bergeser satu sama lain, seperti bantalan dan roda gigi.b.Bagianyang mempertemukan dua zatyang suhunya berbeda,misalnya kondensor dan penukar panas (heat exchanger).c.Kotak-kotak saluran listrik dan saklar-saklar.Karena sebagian besar dari pekerjaan pemeliharaan tersebut di atas memerlukan penghentian operasi unityang bersangkutan apabiladilaksanakan, maka pekerjaan-pekerjaan tersebut dilakukan sekaligus 172Pembangkitan Tenaga Listriksewaktu unit menjalanioverhaulyangdilakukan secara periodik yakni sekali dalam 10.000 jam operasi untuk waktu kira-kira 3 minggu.Dibandingkan dengan ketel uap, turbin uap tidak banyak memerlukan pemeliharaan asal saja kualitas uapterjaga dengan baik. Oleh karena itu, pemeriksaan turbin uap dapat dilakukan dalam setiap 20.000 jamoperasi.4.Penyimpanan Bahan BakarKarena banyaknya bahan bakar yang ditimbun di PLTU, maka perlu perhatian khusus mengenai pengelolaanpenimbunan bahan bakar agar tidak terjadi kebakaran. Seharusnya di sekeliling tangki BBM dibangun bakpengamanyang berupa dinding tembok. Volume bak pengaman ini harus sama dengan volume tangki sehinggakalau terjadi kebocoranbesar, BBM ini tidak mengalir ke mana-mana karena semuanyatertampung oleh bakpengaman tersebut.Pada penimbunan batubara, harus dilakukan pembalikan sertapenyiraman batubara agar tidak terjadipenyalaan sendiri.Pada penimbunan bahan bakar minyak (BBM), harus dicegah terjadinyakebocoranyang dapat mengalirkanBBM tersebut ke bagian instalasiyang bersuhu tinggi sehingga dapat terjadi kebakaran.Pada penggunaan gas sebagai bahan bakar, pendeteksian kebocoran bahan bakar gas (BBG) lebih sulitdibandingkan dengan kebocoranbahan bakar minyak (BBM). Oleh karena itu, pada penggunaan gas, alat-alat pendeteksian kebocoran harus dapat diandalkan untuk mencegah terjadinya kebakaran.Pengawasan kebocoran gas hidrogen yangdigunakan sebagai bahan pendingin generator serupa dengan pengawasan kebocoran BBG,mengingat gas hidrogen juga mudah terbakar.Karena risiko terjadinya kebakaran pada PLTU besar, maka harus ada instalasi pemadam kebakaran yang memadai dan personil perlu dilatih secara periodik untuk menghadapi kemungkinan terjadinya kebakaran.5.Ukuran PLTUDari uraian dalam beberapa subbab terdahulu, tampak bahwa dalam instalasi PLTU terdapat banyak peralatan.Faktor utamayang menentukan ukuran PLTUyang dapat dibangun adalah tersedianya bahan bakar dan air pendingin, selain tanah yangcukup luas. Mengingat hal-hal ini, maka PLTU baru ekonomis dibangun Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik173dengan daya terpasang di atas 10 MW per unitnya. Semakin besar daya terpasangnya, semakin ekonomis. Secara teknis, PLTU dapat dibangun dengan daya terpasang di atas 1.000 MW per unitnya. Unit PLTU milik PLNyang terbesar saat ini adalah 600 MW di Suralaya, Jawa Barat.6.Masalah LingkunganGas buangyang keluar dari cerobong PLTU mempunyai potensimencemari lingkungan.Oleh karena itu, ada penangkap abu agarpencemaran lingkungan dapat dibuat minimal. Selain abu halus yangditangkap di cerobong, ada bagian-bagian abu yang relatif besar, jatuh dan ditangkap di bagian bawah ruang bakar. Abu dari PLTU, baik yanghalus maupun yang kasar, dapat dimanfaatkan untuk bahan bangunan sipil. Walaupun abunya telah ditangkap, gas buangyang keluar dari cerobong masih mengandung gas-gasyang kurang baik bagi kesehatan manusia, seperti SO2, NOx, dan CO2. Kadar dari gas-gas ini tergantung kepada kualitas bahan bakar, khususnya batubara yang digunakan. Bila perlu, harus dipasang alat penyaring gas-gas ini agar kadarnya yangmasuk ke udara tidak melampaui batas yangdiizinkan oleh pernerintah.7.Penggunaan Bahan KimiaPada PLTU, digunakan bahan kimia yang dapat menimbulkan masalah lingkungan. Bahan-bahan kimia tersebut digunakan pada:a.Air pendingin dari air laut, untuk membunuh binatang dan tumbuhan laut agar tidak menyumbat saluran air pendingin. Air pendingin dari air laut diperlukan dalam jumlah besar, yaitu beberapa ton per detik. Air laut mengandung berbagai bakteri (mikroorganisme)yangdapat tumbuhsebagai tanaman dan menempel pada saluran sehingga mengurangiefektivitas dan efisiensi sistem pendinginan PLTU. Untuk mengurangipengaruh mikro-organisme ini ke dalam saluran air disuntikkan gas klor (Cl2) untuk membunuh mikroorganisme ini. Penyuntikan gas klor ini tidak dilakukan secara kontinu untuk mencegah kekebalan mikroorganisme.b.Air pengisi ketel,yang telah melaluieconomizer, suhunya bisamencapai sekitar 20000C. Untuk itu, air pengisi ketel sebelum melalui economizer, dalam pengolah air ketel, ditambahsoda lime untukmencegah timbulnya endapan pada pipa ketel uap. Bahan kimia iniakhirnya akan terkumpul dan harus dibuang secara periodik (blow down).Mutu air ketel harus dijaga agar tidak merusak bagian-bagian ketelmaupun bagian-bagian turbin. Hal-halyang harus dijaga adalah:174Pembangkitan Tenaga Listrik1).Kekerasan (hardness) dari air yang menyangkut kandungan garam kalsium dan magnesium. Pada umumnya kedua logam tersebutmembentuk garam dengan karbonat, hidrat, sulfat, dan hidrokarbonat(HCO 3 OH-, S04 2-, C02). Garam-garam ini pada tekanan dan suhu tinggi mudah mengendap disebabkan kelarutannya yang kecil. Endapan akan menempel pada dinding dalam pipa ketel dan menjadikan lapisan isolasi kerak panas (scaling) sehingga mengurangi efisiensi ketel dan juga dapat menimbulkan pemanasan setempat yang berlebihan.Untuk mencegah tejadinya endapan (scaling) ini, sebelum dipompakan keeconomizer, air dilunakkan (softening) terlebih dahulu. Prosespelunakan ini menggunakan soda lime (campuran antara KOH dan atau NaOH dengan Ca(OH)2)) sehingga timbul reaksi kimia.Setelah penambahan soda lime, dalam air ketel masih terkandung CaS04dan CaC12 (hasil klorinasi). Untuk mengeliminasi garam-garam kalsium ini ditambahkansoda ash (kalsium karbonat = Na2C03).Setelah itudilakukan filtrasi (penapisan) untuk menghilangkan garam-garamyangmengendap.2).Gas clor (Cl)yang sifatnya sangat korosif mungkin terbawa melalui kebocoran kondensor. Gas ini harus dibersihkan dari ketel. Sepertitersebut dalam butir a, air pendingin disuntik dengan gas klor sehingga dapat tejadi kebocoran ini. Untuk menangkap gas klor dapat digunakan filter arang.3).Kotoran-kotoran lainyang terbawa dalam air pengisi ketel dapat disaring dengan saringan mekanis,misalnya pasir dan airnya diberitekanan.4).Untuk mencegah scaling (kerak) atau korosi oleh air pengisi ketel, nilai pH air pengisi ketel perludikontrol agar berada pada nilai antara 9.5 sampai 11. pH diatur dengan penambahan buffer phospat. 5).Misalnya bila terlalu tinggi maka dapat ditambahkan NaH2P04 atau Na2HP04, dan bila pH terlalu rendah dapat ditambahkan Na3PO4 pH diatur hingga mendekati 1011. pHyang terlalu tinggi akan memicutejadinyascaling.Alkalinitasyang tinggi disebabkan oleh berbagaimacam unsur yang ada dalam air ketel di mana dapat menghasilkan buih dan menyebabkan carry over.6). Jumlah mineral yangada dalam air ketel dapat juga dikontrol dengan cara melakukan serangkaian proses demineralisasi. Kation sepertimagnesium dan kalsium dapat dihilangkan dengan proses penukaran ion Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik175dengan ion hidrogen, sementara anionnya tertinggal dalam air keteldengan bentuk, misalnya asam sulfat H2SO4, asam klorida HCI, dan lain-lain. Bila air ketel kemudian dilewatkan dalam vacum deaerator untukmengurangi 02 dan C02 kemudian dilewatkan lagi dalam proses penukaranion, maka asam-asamyang tertinggal dalam larutan akan dihilangkan dan menghasilkan air yang mungkin lebih murni dari air destilasi.7). Kadar oksigen (02) juga harus dibatasi karena02 merusak ketel maupun turbin pada suhu di atas 2000C. Hal ini dilakukan dalamdeaerator di mana air pengisi ketel disemprotkan menjadi butir-butir kecil dan dalam arah berlawanan (ke atas) disemprotkan uap panas yang akan menangkap OT.Segala endapan yang terjadi pada proses pengolahan air pengisi ketel ini harus dibuang melalui prosesblow down dari air drum ketel dan harus memenuhi syarat lingkungan.Makin tinggi tekanan uap ketel, makin tinggi kemungkinan terjadi scaling.Begitu pula acuan ini mengajukan nilai pH air pengisi ketel sebaiknya antara 10 dan ll. Penggunaan air murni hasil destilasi dalamdesalinization plant sangat membantu pengolahan air pengisi ketel jika dibandingkan denganpenggunaan air sumur yang mengandung banyak macam zat.PLTUyang menggunakan bahan bakar batubara menghasilkan 2 macamabu:xAbu dari bagian bawah ruang bakar, bentuknya besar, bisa dijadikan bahan lapisan pengeras jalan.xAbu cerobong yang ditangkap oleh electrostatic precipitator, bisa dipakai sebagai bahan campuran beton.Dari uraian di atas tampak bahwa abu yang merupakan limbah PLTU batubara dapat diproses sehinggamenjadi produk tambahan.8.Instalasi Pengolah Air KetelAdanyablow down air dari drum ketel untuk membuang bahan-bahankimia.menyebabkan perlu adanya suplisi air ketel. Suplai air ini bisaberasal dariPerusahaan Air Minum (PAM).Air dari PAM walaupun layak minum bagi manusia belum tentumemenuhi syarat sebagai airketel.176Pembangkitan Tenaga ListrikSumur,yang dibuat dengan bor tanah. Air sumur ini umumnya membawa banyak mineralyang ada di dalam tanah seperti silika dan kalsium.Mineral-mineral ini bisa merusak ketel sehingga harus dibuang.9.Air Laut yang Disuling (Didestilasi)Penyulingan air laut ini dilakukan dalamdestalination plant, di mana air laut diuapkan kemudiandiembunkan kembali. Air hasil sulingan inikemungkinan mengandung gas Cl2 dan NaCIyang sangat berbahaya bagi ketel, turbin dan bagian bagian lain dari instalasi PLTU. Olehkarenanya harus dihindarkan keberadaannya dalam air ketel.Dibanding dengan air yang berasal dari sumber-sumber tersebut di atas, air sungai atau air dari danau relatif paling banyak mengandung kotoran dan zat-zatyang tidak diinginkan sehingga proses pembersihannyapaling sukar.Instalasi pengolah air ketel berfungsi untuk membersihkan airyangberasal dari sumber-sumber tersebut agar memenuhi syarat sebagai air ketel dalam arti tidak akan merusak.Proses fisik dilakukan dengan melewatkan air pengisi ketel melaluisaringan-saringan untuk menyaring kotoran-kotoranyang dikandung air ketel tersebut. Kadang-kadang air ketel ini perlu ditekan agar bisa melalui ruanganyang kerapatannya tertentu, sesuai dengan kondisi air ketel yang akan disaring.Pada penggunaan air sungai dan air danau seringkali diperlukan klorinasi (penyuntikan dengan gas C12) untuk membunuh binatang-binatangyangada dalam air tersebut, agar terjadi pengumpulan binatang-binatang(bersarang) dalam instalasi pengolah air ketel. Dalam proses ini bisaterjadi gumpalan yang perlu diendapkan dengan bantuan bahan kimia tertentu.Setelah gumpalan mengendap, kemudian endapan dibuangsecara mekanis, sehingga didapat air yang jernih.Airyang telah dijernihkan ini maupun air yang telah jernih yang berasaldari PAM, sumur, atau daripenyulingan air laut, kemudian perludilunakkan dengan proses kimia. Reaksi kimia ini menimbulkan berbagai endapanyang harus disaring oleh saringan (filter).Proses pemurnian pendahuluan, langkah berikutnya adalah langkah demineralisasi, yaitu suatu proses kimia untuk menghilangkan mineral-mineralyang masih terdapat dalam air ketel. Dalam proses demineralisasi ini dilakukanpengambilan mineral-mineralyang masih ada dalam air ketel melalui pertukaran ion. Untuk ini digunakan 2 macam resin yaitu resin kation dan Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik177resin anion. Resin kation mempunyai ion positif hidrogen H2yangditempelkan pada polimeryang bermuatan negatif Ion-ion hidrogen positif ini dimaksudkan untuk menangkap kation dari kalsium, magnesium dan natrium. Berbeda dengan resin kation, resin anion mempunyai ion negatif hidroksidayangditempelkan pada polimer positif. Ion hidroksida negatif ini digunakan untuk menangkap ion-ion positif dari suffat klorida dan karbonat.Cation dan anionyang sudah kotof dengan ion-ion negatif dan ion-ionpositif ini bisa dibersihkan (diregenerasi) dengan melalukanasam padaresin kation dan basa pada resin anion.Kationyang telah banyak menangkap banyak ion-ion negatif dankalsium, magnesium dan natrium sehingga terbentuk basa Ca(OH)21,Mg(OH)2 dan Na(OH)2."Kotoran" berupa basa ini bisa dibersihkandengan menggunakan larutan asam misalnya H2SO4. Anion yang "kotor" mengandung banyak asam H2SO4, HCI, dan H2CO3. Untukmembersihkan "kotoran" ini bisa digunakan larutan basa misalnya NaOH.Mineral-mineralyangada dalam air ketel secara bertahap dibersihkan.Dekarbonator berfungsi mengeluarkan C02yang larut dalam air ketel dengan cara meniupkan udara ke arah atas dalam aliran airyangmengalir ke bawah, sehingga gas C02yang larut dalam air tertiup keluar. Secara fisik proses ini berlangsung seperti Gambar III.28 berlangsung dalam tangki-tangki baja disertai dengan pompa-pompa penggerak air dan ditambahkan dengan saringan-saringan.Gambar III.28Rangkaian proses demineralisasi178Pembangkitan Tenaga ListrikAiryang keluar dari instalasi demineralisasi masih mengandung gas-gasoksigen dan amoniak. Untuk mengeluarkan gas-gas ini, air ketelyangkeluar dari instalasi demineralisasi dialirkan ke menunjukkan rangkaian air ketel uap.AliranAirdanUapGambarIII.29Rangkaian air ketel uapGambar III.30Rangkaian Air Ketel UapDalamdeaerator air disemprotkan melaluisprinklesehingga menjadibutir-butir kecil yang kemudian jatuhmengalir di atas pelat baja, terus ke bawah dan akhirnya keluar. Di sisi lain, uap panas dimasukkan danmengalir ke atas, bertentangan dengan arah aliran-aliran air. Proses ini dimaksudkan memperluas dan menipiskan permukaan aliran air sehingga Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik179menjadi seluas mungkin. Dengan proses ini gas oksigen yang ada dalamair ketel diharapkan keluar dan tertiup keluar bersama uap panas.Keberadaan gas oksigen dalam air ketel sangat tidak diharapkan karenasifatnyayang korosif. Gas C02 di sebagian besar sudah keluar dalamdekarbonizer. Pembuangan gasdeaeratorberlangsung efektif pada nilai pH rendah mulai kira-kira 8,3 dan pada nilai pH = 4,3 pembuangan bisa100%. Sedangkan untuk gas amonia (NH3) adalah mulai pH = 7,0 danbisa 100% pada pH = 11,0.Setelah keluar dari instalasi pengolah air ketel, sebelum masuk economizer, air ketel masih diberi zat kimia hydrazin untuk mencegah terjadinya korosi dengan dinding pipa ketel mengingat suhunya sesudaheconomizerbisa mencapai 2000C.Dari uraian dalam subbab ini, tampak bahwa pengolahan air ketel secara garis besar terdiri dari:a.Proses fisik/mekanis berupa penyaringan melalui saringan yang terjadi dalam saringan. Ada proses penyaringanyang menggunakan fenomenaosmosa pada membran yang dikombinasi dengan tekanan.b.Proses reaksi kimia seperti yangdiuraikan sedangkan proses kimiayang tejadi seperti diuraikan dalam pasal ini merupakan proses kimiaelektro, yaitu pertukaran ion yang terjadi dalam instalasi demineralisasi.c.Proses pelepasan gas secara fisik,yang terjadi dalam deaerator kadang-kadang dipakai juga alat pelepas gas (degasfier) dalam bentukyang berbeda.Kualitas air ketel perlu dijaga secara kontinu karena kualitas air ketel yang tidak memenuhi syarat akan merusak peralatan PLTUyangdilaluinya baik ketika berbentuk cair (air) maupun ketika berbentuk uap.10.Pemeliharaan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) PerakPemeliharaan mempunyai maksud dan tujuan yaitu usaha untukmempertahankan/mengembalikan kondisi unit/ peralatan agar tetap dalam kondisi prima, dalam arti siap dan handal setiap diperlukan. Operasi siklus dapat berjalan dengan baik jika pemeliharaan alatpada sistem berfungsi dalam membantu kerja siklus tersebut. Secara umum jenis pemeliharaan dibagi menjadi 4 yaitu:a.Pemeliharaan RutinPemeliharaan ini dilakukan secara berulang dengan interval waktu maksimum 1 (satu) tahun, dan dapat dilaksanakan pada saat unit Next >