AIR UMPAN DAN KOMPONEN SISTEM UAP

Air umpan dan komponen sistem uap dibahas berdasarkan prinsip pemulihan boiler Andritz dimana dibahas tentang boiler khusus , yang didasarkan pada sirkulasi alami dengan menggunakan komponen yang hampir mirip dengan boiler lain, seperti gambar di bawah ini.

Steam Drum

Steam Drum merupakan komponen penting pada boiler bersirkulasi alami, sirkulasi paksa dan kombinasi. Steam Drum berfungsi sebagai reservoir campuran air dan uap air, steam drum juga dapat memisahkan uap air dengan air pada proses pembentukan uap superheater. Boiler yang menggunakan steam drum banyak ditemui pada boiler subcritical yang memungkinkan terbentuknya gelombang  - gelombang air.

  

Prinsip Kerja Steam Drum

 Prinsip kerja steam drum adalah feedwater akan dialirkan ke economiser melalui feedwater pump , setelah ke economiser , selanjutnya masuk ke steam drum ,lalu feedwater akan menuju ke ke bawah drum dengan pompa sirkulasi boiler dan kemudian melalui downcomers ke header pemasok.

Gb 1.2 Prinsip Kerja Steam Drum

Karena steam drum merupakan boiler sirkulasi alami , Semakin besar diameter drum maka pemisahan uap dan air dalam steam drum semakin efisien. Ukuran dari steam drum sebagian besar didasarkan pada pengalaman sebelumnya.

Pemisahan uap dan air

Pemisahan uap dan air di steam drum dapat didasarkan pada perbedaan  kepadatan air dan uap. Hal ini untuk menjaga kestabilan dan aliran dari air / uap yang bercampur pada steam drum. Hal ini sering diwujudkan dengan manifold (header) yang dirancang untuk partisi aliran.

Terdapat berbagai jenis perangkat untuk pemisahan air seperti piring baffle untuk mengubah arah aliran, pemisah berdasarkan kekuatan sentrifugal (siklon) dan juga pembersih uap seperti pengering layar (tepi layar) dan pencuci. Pemisahan ini biasanya dilakukan dalam beberapa tahap..

Kemurnian  dan kualitas uap

1)      Kotoran pengrusak

Kotoran pengrusak pada uap ini menyebabkan endapan pada permukaan bagian dalam tabung. endapan ini akan mengubah laju perpindahan panas dari tabung dan menyebabkan superheater terlalu panas (  dan  yang paling berbahaya). Pisau turbin juga sensitif untuk kotoran (  dan K yang paling berbahaya )

2)      kualitas uap

Kualitas uap dapat menurun dikarenakan zat lain , seperti garam. Garam terlarut dalam air umpan perlu dicegah masuk superheater dan ke turbin. Endapan garam dapat terjadi pada permukaan bagian dalam turbin dan superheater. Karena uap bentuknya gas , maka garam terlarut tersebut akan menurunkan kualitas dari uap tersebut.

3)      kemurnian uap

kandungan zat padat adalah pengukur tingkat kemurnian dari uap. Tingkat kotoran boiler air didapat dari perbandingan kandungan zat padat setelah proses pada steam drum dan kadar air setelah steam drum.

Pembersihan ( Blowdown ) Rutin

Ketika air diedarkan ke dalam sirkuit pembangkit uap, air yang dipompa kembali masuk ke boiler membawa kotoran-kotoran yang akan terus mengendap seiring boiler beroperasi secara terus – menerus.  Agar tidak terjadi kerusakan pada komponen sistem uap  maka air dalam boiler perlu dilakukan pembersihan atau “blowdown” secara berkala untuk mengontrol tingkat konsentrat kotoran tersebut di dalam boiler.

Penempatan Drum Uap

1)      Boiler sirkulasi alami

Dalam boiler sirkulasi alami drum uap harus ditempatkan setinggi mungkin di ruang boiler karena perbedaan ketinggian antara tingkat air di drum uap dan titik di mana air mulai penguapan dalam tabung boiler. Drum steam biasanya ditempatkan di atas boiler. Sirkulasi dikontrol , dan sesekali mengontrol melalui boiler.           

2)      Desain Lainnya

Penempatan drum uap juga dapat ditempatkan di bawah , dengan cara ujung-ujung pipa air umpan ditempatkan di bawah permukaan air drum dan harus diatur sedemikian rupa sehingga aliran air dingin tidak akan menyentuh langsung shell drum untuk menghindari tegangan termal.

Sistem Air Umpan

Gb 1.3 Feedwater system. (Andritz).

Sistem air umpan merupakan bagian dari proses pembangkit listrik sebelum boiler, yaitu antara kondensor (setelah turbin) dan economizer.

Sistem air umpan menyediakan jumlah air umpan yang tepat untuk boiler di semua tingkat beban. Parameter air umpan adalah temperatur, tekanan dan kualitas. Persediaan sistem air umpan juga menyemprotkan air untuk kelompok penyemprot air ke superheaters dan reheaters. Sistem air umpan terdiri dari tangki air umpan, pakan pompa air (s) dan (jika diperlukan) tinggi preheaters tekanan air.

Tangki air umpan

Sebuah boiler harus memiliki cadangan air umpan dalam jumlah banyak yang diperlukan untuk mematikan boiler aman. Panas yang diserap oleh boiler steam harus diperhitungkan ketika mendesain cadangan air umpan (tangki air umpan).

Tangki air umpan mempunyai fungsi diantaranya sbb :

1)      Menghilangkan dissolved oksigen dan non-condensable gas dari condensate

2)       Menaikkan temperatur feedwater sampai saturated temperature.

3)      Sebagai reservoir untuk menjaga supply feedwater dan condensate yang stabil pada demand yang fluktuatif.

Pompa Air Umpan

Feedwater pompa air umpan memompa feedwater dari tangki air umpan ke boiler. Ukuran dan desain pompa air umpan dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Pompa air umpan biasanya lebih didesain dalam kaitannya dengan laju aliran massa uap untuk memiliki kapasitas cadangan yang cukup untuk pembersihan air dan uap.

Pompa air umpan yang lebih kecil selalu listrik bertenaga, sementara pompa air umpan untuk kapasitas yang lebih besar dapat uap bertenaga. Biasanya tangki air umpan ditempatkan di atas pompa air umpan di ruang boiler. Perbedaan ketinggian antara pompa air umpan dan tangki air umpan didefinisikan oleh parameter yang disebut NPSH (net positive suction head). Hal ini terkait dengan kavitasi pompa air umpan dan mendefinisikan perbedaan ketinggian minimum antara pompa air umpan dan tangki air umpan.

Pemanas Air Umpan

Sebuah feedwater heater / Pemanas air umpan pada dasarnya adalah sebuah heat exchanger dimana panasditransfer dari uap ke feedwater baik dengan mencampur dua aliran fluida dua (openfeedwater heaters) atau tanpa pencampuran (closed feedwater heater)

Terdapat dua jenis pemanas air umpan dalam proses pembangkit listrik: pemanas air umpan tekanan tinggi (HP) dan tekanan rendah (LP). Dari jumlah tersebut, pemanas air umpan HP biasanya terletak setelah pompa air umpan (sebelum economizer) dalam proses pembangkit listrik. LP air umpan pemanas biasanya terletak di antara kondensor dan tangki air umpan (deaerator) dalam proses.

Pengontrol Temperatur Uap

Uap banyak digunakan seperti pada turbin , proses industri biasanya membutuhkan suhu uap yang relatif konstan (± 5 ° C); Oleh karena itu berarti pengontrol suhu uap boiler diperlukan.

Sistem kontrol suhu uap membantu mempertahankan efisiensi turbin tinggi, dan suhu bahan turbin pada tingkat yang wajar pada perubahan beban boiler. Sebuah konvektif superheater yang tidak terkendali akan menyebabkan kenaikan suhu uap dengan meningkatnya keluaran uap.

Dolezahl attemperator

The Dolezahl attemperator atau biasa disebut attemperator adalah sistem pengontrol temperatur uap  yang menggunakan kondensat sebagai air penyemprot.

Dalam sistem attemperator Dolezahl , uap jenuh dari drum uap menyebabkan kondensor didinginkan oleh air umpan. Kondensat (air jenuh meneruskan dari kondensor ke kelompok air penyemprot (injector). Injector menyemprotkan air menjadi uap dan dengan demikian mengurangi suhu uap superheated. Injector biasanya terletak antara tahap superheater.

Kelompok Air Penyemprot

Penyemprotan air terhadap aliran uap adalah metode yang paling umum untuk langsung melakukan kontrol suhu pada uap. Keuntungan utama dari penyemprotan air berbasis kontrol suhu adalah kecepatan dan efektivitas. Dengan metode ini dapat mendesain boiler dengan skala besar.

Kelompok air penyemprot berfungsi untuk mengurangi suhu uap dengan menyuntikkan air ke aliran uap bila diperlukan. Hal ini juga digunakan untuk mencegah tabung superheater terhadap kenaikan suhu yang berlebihan (terlalu banyak pemanasan berlebih).

Jenis Alat Penyemprot Air

Dua jenis yang ada dari pendingin uap dikategorikan dengan cara mereka pendingin air atomisasi:

1)      Pengabut berdasarkan aliran air bertekanan

Prinsip alat penyemprot berdasarkan air bertekanan memiliki banyak kemungkinan penyemprotan arah air dan jenis nozzle. Jenis sistem ini berlaku ketika variasi aliran uap tidak besar dan perbedaan suhu antara uap yang masuk untuk didinginkan dan uap keluar yang sudah didinginkan cukup besar.

2)      atomisasi oleh aliran uap

Alat penyemprot berdasarkan uap menggunakan uap sebagai media untuk atomisasi. Uap tekanan rendah dan menengah juga digunakan sebagai materi penyemprot untuk mendapatkan pendinginan yang lebih efektif. Aliran atomisasi steam biasanya konstan, menjadi sekitar 20% dari aliran ayyir pendingin. 

COAL BASED STEAM POWER PLANT

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP BATUBARA

            Pengertian

Pembangkit listrik tenaga panas batubara adalah salah satu pembangkit listrik dari berbagai macam pembangkit listrik yang ada. Pada pembangkit ini steam / uap dihasilkan melalui pembakaran batu bara dan hasil dari pembakaran batu bara tersebut digunakan untuk memutar turbin.

            Di Indonesia sendiri PLTU bahan bakar batubara adalah pembangkit listrik yang paling banyak digunakan, disamping solar / diesel ( PLTD ) dan tenaga air ( PLTA ).

            Mekanisme kerja

            Mekanisme kerja dari pembangkit listrik ini dapat dibagi menjadi beberapa proses :

1.      Tungku / Firebox

Hal pertama yaitu dengan melebur batubara menjadi serbuk / tepung , hal ini guna mempermudah masuk ke dalam boiler yang melalui pipa. Lalu serbuk tadi dicampur dengan udara panas yang dihembuskan oleh kipas, udara panas sendiri dibuat oleh heater yang ada di dalam power plant tersebut.

Dengan tekanan tinggi, campuran udara dan serbuk batubara tadi disemprotkan ke tungku yang berada di boiler.

2.      Ketel / Boiler

Di dalam boiler, air di alirkan melalui pipa ke boiler, lalu di dalam boiler tersebut air tersebut akan berubah menjadi uap akibat panas hasil pembakaran campuran batu bara dan udara tadi.

Uap tersebut memiliki suhu hingga 1000º F atau 537 º C dengan tekanan sebesar 3500 psi atau 240 bar dan kemudian dialirkan ke turbin.

3.      Turbin

Uap yang memiliki tekanan tinggi tersebut akan mendorong pisau – pisau turbin untuk berputar. Dan poros turbin yang dihubungkan dengan generator akan menghasilkan listrik.

4.      Kondensator / Condenser

Setelah melewati turbin maka uap tersebut akan menuju ke kondensator. Di dalam kondensator tersebut uap panas itu akan didinginkan dan diembunkan menjadi air kembali.

Proses pendinginan ini sistemnya dengan penyerapan panas uap ke air sebagai media pendingin. Untuk mendinginkan uap dengan suhu tinggi tersebut dibutuhkan jumlah air yang banyak.

5.      Kondensator Air Pendingin / Condenser Water Cooling

Air akan dipompa ke dalam pipa tabung yang berjalan di sepanjang kondensator, air tersebut bertugas sebagai penyerap panas uap yang melalui kondesator dan mengubah uap itu menjadi air. Setelah itu air dipompa kembali ke boiler untuk diubah menjadi uap kembali.

Analisis Penerapan PLTU Batubara di Indonesia

a.       Kelebihan

1)      Stok melimpah

Stok batu bara di Indonesia yang melimpah tidak akan menjadi masalah untuk menghidupi kerja dari pembangkit listrik tersebut. Dikutip dari kompas.com stok batu bara Indonesia mencapai 31 milliar ton. Serta dilihat dari laju produksi batu bara ( tahun 2009 mencapai  225 juta ton ) dengan laju penyerapan yang sedikit ( 35% dalam negeri , 70% ekspor).

2)      Murah

Pembangunan pembangkit listrik dengan tenaga batu bara lebih murah daripada pembangkit listrik sumber lain. Karena stok batubara yang melimpah membuat harganya murah sehingga berdampak pada ongkos produksi. Cocok jika diaplikasikan di Indonesia yang masih membutuhkan banyak pembangkit energi.

3)      Relatif aman

Kegagalan dalam pembangkit listrik dengan batu bara tidak seperti pada pembangkit dengan reaktor nuklir, yang dapat mengakibatkan dampak yang luas dan buruk, Biasanya dampak hanya mencakup internal pembangkit itu saja. Cocok untuk Indonesia yang termasuk kawasan rawan gempa.

4)      Tidak bergantung kondisi alam

Pembangkit listrik tenaga uap batubara tidak seperti pembangkit dengan energi surya ataupun angin yang bergantung pada kondisi alam. Selama masih ada stok batubara, dapat beroperasi terus menerus.

b.      Kelemahan

1)      Emisi tinggi

Bahan bakar batubara memiliki kandungan emisi yang tinggi , hal ini menyebabkan pencemaran udara dan efek gas rumah kaca yang memiliki efek negatif bagi lingkungan.

2)      Efisiensi rendah

Efisiensi pada pembangkit ini termasuk rendah, berkisar antara 33-36%.

3)      Buruk untuk jangka panjang

Jumlah batubara di alam lama kelamaan akan habis, disamping itu batubara juga tidak dapat diperbaharui. Oleh karena itu Indonesia perlu mengembangkan energi terbarukan, seperti panas bumi dan nuklir.

- See more at: http://faqih018.blogspot.sg/2015/05/pembangkit-listrik-tenaga-uap-batubara.html#sthash.eJdGcXxy.dpuf

COAL BASED STEAM POWER PLANT

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP BATUBARA

            Pengertian

Pembangkit listrik tenaga panas batubara adalah salah satu pembangkit listrik dari berbagai macam pembangkit listrik yang ada. Pada pembangkit ini steam / uap dihasilkan melalui pembakaran batu bara dan hasil dari pembakaran batu bara tersebut digunakan untuk memutar turbin.

            Di Indonesia sendiri PLTU bahan bakar batubara adalah pembangkit listrik yang paling banyak digunakan, disamping solar / diesel ( PLTD ) dan tenaga air ( PLTA ).

            Mekanisme kerja

            Mekanisme kerja dari pembangkit listrik ini dapat dibagi menjadi beberapa proses :

1.      Tungku / Firebox

Hal pertama yaitu dengan melebur batubara menjadi serbuk / tepung , hal ini guna mempermudah masuk ke dalam boiler yang melalui pipa. Lalu serbuk tadi dicampur dengan udara panas yang dihembuskan oleh kipas, udara panas sendiri dibuat oleh heater yang ada di dalam power plant tersebut.

Dengan tekanan tinggi, campuran udara dan serbuk batubara tadi disemprotkan ke tungku yang berada di boiler.

2.      Ketel / Boiler

Di dalam boiler, air di alirkan melalui pipa ke boiler, lalu di dalam boiler tersebut air tersebut akan berubah menjadi uap akibat panas hasil pembakaran campuran batu bara dan udara tadi.

Uap tersebut memiliki suhu hingga 1000º F atau 537 º C dengan tekanan sebesar 3500 psi atau 240 bar dan kemudian dialirkan ke turbin.

3.      Turbin

Uap yang memiliki tekanan tinggi tersebut akan mendorong pisau – pisau turbin untuk berputar. Dan poros turbin yang dihubungkan dengan generator akan menghasilkan listrik.

4.      Kondensator / Condenser

Setelah melewati turbin maka uap tersebut akan menuju ke kondensator. Di dalam kondensator tersebut uap panas itu akan didinginkan dan diembunkan menjadi air kembali.

Proses pendinginan ini sistemnya dengan penyerapan panas uap ke air sebagai media pendingin. Untuk mendinginkan uap dengan suhu tinggi tersebut dibutuhkan jumlah air yang banyak.

5.      Kondensator Air Pendingin / Condenser Water Cooling

Air akan dipompa ke dalam pipa tabung yang berjalan di sepanjang kondensator, air tersebut bertugas sebagai penyerap panas uap yang melalui kondesator dan mengubah uap itu menjadi air. Setelah itu air dipompa kembali ke boiler untuk diubah menjadi uap kembali.

Analisis Penerapan PLTU Batubara di Indonesia

a.       Kelebihan

1)      Stok melimpah

Stok batu bara di Indonesia yang melimpah tidak akan menjadi masalah untuk menghidupi kerja dari pembangkit listrik tersebut. Dikutip dari kompas.com stok batu bara Indonesia mencapai 31 milliar ton. Serta dilihat dari laju produksi batu bara ( tahun 2009 mencapai  225 juta ton ) dengan laju penyerapan yang sedikit ( 35% dalam negeri , 70% ekspor).

2)      Murah

Pembangunan pembangkit listrik dengan tenaga batu bara lebih murah daripada pembangkit listrik sumber lain. Karena stok batubara yang melimpah membuat harganya murah sehingga berdampak pada ongkos produksi. Cocok jika diaplikasikan di Indonesia yang masih membutuhkan banyak pembangkit energi.

3)      Relatif aman

Kegagalan dalam pembangkit listrik dengan batu bara tidak seperti pada pembangkit dengan reaktor nuklir, yang dapat mengakibatkan dampak yang luas dan buruk, Biasanya dampak hanya mencakup internal pembangkit itu saja. Cocok untuk Indonesia yang termasuk kawasan rawan gempa.

4)      Tidak bergantung kondisi alam

Pembangkit listrik tenaga uap batubara tidak seperti pembangkit dengan energi surya ataupun angin yang bergantung pada kondisi alam. Selama masih ada stok batubara, dapat beroperasi terus menerus.

b.      Kelemahan

1)      Emisi tinggi

Bahan bakar batubara memiliki kandungan emisi yang tinggi , hal ini menyebabkan pencemaran udara dan efek gas rumah kaca yang memiliki efek negatif bagi lingkungan.

2)      Efisiensi rendah

Efisiensi pada pembangkit ini termasuk rendah, berkisar antara 33-36%.

3)      Buruk untuk jangka panjang

Jumlah batubara di alam lama kelamaan akan habis, disamping itu batubara juga tidak dapat diperbaharui. Oleh karena itu Indonesia perlu mengembangkan energi terbarukan, seperti panas bumi dan nuklir.

- See more at: http://faqih018.blogspot.sg/2015/05/pembangkit-listrik-tenaga-uap-batubara.html#sthash.eJdGcXxy.dpuf

COAL BASED STEAM POWER PLANT

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP BATUBARA

            Pengertian

Pembangkit listrik tenaga panas batubara adalah salah satu pembangkit listrik dari berbagai macam pembangkit listrik yang ada. Pada pembangkit ini steam / uap dihasilkan melalui pembakaran batu bara dan hasil dari pembakaran batu bara tersebut digunakan untuk memutar turbin.

            Di Indonesia sendiri PLTU bahan bakar batubara adalah pembangkit listrik yang paling banyak digunakan, disamping solar / diesel ( PLTD ) dan tenaga air ( PLTA ).

            Mekanisme kerja

            Mekanisme kerja dari pembangkit listrik ini dapat dibagi menjadi beberapa proses :

1.      Tungku / Firebox

Hal pertama yaitu dengan melebur batubara menjadi serbuk / tepung , hal ini guna mempermudah masuk ke dalam boiler yang melalui pipa. Lalu serbuk tadi dicampur dengan udara panas yang dihembuskan oleh kipas, udara panas sendiri dibuat oleh heater yang ada di dalam power plant tersebut.

Dengan tekanan tinggi, campuran udara dan serbuk batubara tadi disemprotkan ke tungku yang berada di boiler.

2.      Ketel / Boiler

Di dalam boiler, air di alirkan melalui pipa ke boiler, lalu di dalam boiler tersebut air tersebut akan berubah menjadi uap akibat panas hasil pembakaran campuran batu bara dan udara tadi.

Uap tersebut memiliki suhu hingga 1000º F atau 537 º C dengan tekanan sebesar 3500 psi atau 240 bar dan kemudian dialirkan ke turbin.

3.      Turbin

Uap yang memiliki tekanan tinggi tersebut akan mendorong pisau – pisau turbin untuk berputar. Dan poros turbin yang dihubungkan dengan generator akan menghasilkan listrik.

4.      Kondensator / Condenser

Setelah melewati turbin maka uap tersebut akan menuju ke kondensator. Di dalam kondensator tersebut uap panas itu akan didinginkan dan diembunkan menjadi air kembali.

Proses pendinginan ini sistemnya dengan penyerapan panas uap ke air sebagai media pendingin. Untuk mendinginkan uap dengan suhu tinggi tersebut dibutuhkan jumlah air yang banyak.

5.      Kondensator Air Pendingin / Condenser Water Cooling

Air akan dipompa ke dalam pipa tabung yang berjalan di sepanjang kondensator, air tersebut bertugas sebagai penyerap panas uap yang melalui kondesator dan mengubah uap itu menjadi air. Setelah itu air dipompa kembali ke boiler untuk diubah menjadi uap kembali.

Analisis Penerapan PLTU Batubara di Indonesia

a.       Kelebihan

1)      Stok melimpah

Stok batu bara di Indonesia yang melimpah tidak akan menjadi masalah untuk menghidupi kerja dari pembangkit listrik tersebut. Dikutip dari kompas.com stok batu bara Indonesia mencapai 31 milliar ton. Serta dilihat dari laju produksi batu bara ( tahun 2009 mencapai  225 juta ton ) dengan laju penyerapan yang sedikit ( 35% dalam negeri , 70% ekspor).

2)      Murah

Pembangunan pembangkit listrik dengan tenaga batu bara lebih murah daripada pembangkit listrik sumber lain. Karena stok batubara yang melimpah membuat harganya murah sehingga berdampak pada ongkos produksi. Cocok jika diaplikasikan di Indonesia yang masih membutuhkan banyak pembangkit energi.

3)      Relatif aman

Kegagalan dalam pembangkit listrik dengan batu bara tidak seperti pada pembangkit dengan reaktor nuklir, yang dapat mengakibatkan dampak yang luas dan buruk, Biasanya dampak hanya mencakup internal pembangkit itu saja. Cocok untuk Indonesia yang termasuk kawasan rawan gempa.

4)      Tidak bergantung kondisi alam

Pembangkit listrik tenaga uap batubara tidak seperti pembangkit dengan energi surya ataupun angin yang bergantung pada kondisi alam. Selama masih ada stok batubara, dapat beroperasi terus menerus.

b.      Kelemahan

1)      Emisi tinggi

Bahan bakar batubara memiliki kandungan emisi yang tinggi , hal ini menyebabkan pencemaran udara dan efek gas rumah kaca yang memiliki efek negatif bagi lingkungan.

2)      Efisiensi rendah

Efisiensi pada pembangkit ini termasuk rendah, berkisar antara 33-36%.

3)      Buruk untuk jangka panjang

Jumlah batubara di alam lama kelamaan akan habis, disamping itu batubara juga tidak dapat diperbaharui. Oleh karena itu Indonesia perlu mengembangkan energi terbarukan, seperti panas bumi dan nuklir.

- See more at: http://faqih018.blogspot.sg/2015/05/pembangkit-listrik-tenaga-uap-batubara.html#sthash.eJdGcXxy.dpuf