BAB IPENDAHULUANPembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), merupakan
salah satu andalan pembangkit tenaga listrik yang menjadi jantung
untuk kegiatan industry. Salah satu bahan bakar PLTU adalah
batubara. Konsep dasar dari PLTU adalah batubara sebagai bahan
bakar utama yang harus disediakan dengan kualifikasi tertentu dan
untuk jangka waktu lama. Secara garis besar, batubara yang dipakai
digolongkan menjadi dua, yakni batubara kualitas rendah dan
batubara kualitas tinggi. Apabila digunakan batubara kualitas
tinggi, akan menghasilkan sedikit unsur berbahaya. Sebaliknya
apabila digunakan batubara berkualitas rendah, maka akan
menghasilkan banyak unsur berbahaya seperti sulfur, nitrogen dan
sodium. Apabila proses pembakaran batubara berlangsung tidak
sempurna, akan dihasilkan pula CO, sehingga daya gunanya
rendah.Banyak jumlah pemakaian batubara akan menentukan besarnya
biaya pembangunan PLTU, sedang harga batubara itu sendiri
ditentukan oleh nilai panasnya (kcal/kg). Artinya apabila nilai
panas tetap maka harga anak turun 1% per tahun. Nilai panas
batubara ditentukan oleh kandungan SOx (zat beracun). Oleh sebab
itu, pada PLTU harus dilengkapi dengan penghisap Sox. Hal ini
menyebabkan biaya operasi PLTU batubara menjadi lebih tinggihingga
mencapai 20% dibandingkan PLTU minyak bumi. Apabila batubara yang
digunakan mempunyai kandungan SOx rendah, maka PLTU batubara tidak
perlu dilengkapi dengan alat penghisap SOx, dengan demikian biaya
pembangunan PLTU batubara menjadi lebih murah. Keunggulan dari PLTU
batubara adalah harga bahan bakarnya relative lebih murah dan mudah
didapatkan jika dibandingkan dengan PLTU minyak bumi.
BAB IIISI2.1Komponen Penting PLTU
Pada kesempatan ini akan dibahas mengenai sistem operasional dan
peralatan utama pada PT PLN (Persero) Pembangkitan Tanjung Jati B.
Dimana PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) Tanjung Jati B Unit 1
sampai 4 masing-masing berkapasitas 661 Megawatt (MW). Dengan
kapasitas ini, per unit instalasi pembangkit di Tanjung Jati B
adalah yang terbesar di Indonesia. Dengan kapasitas total 4 x 661
MW yang terpasang. Pembangkit Listrik Tanjung Jati B merupakan
sebagai salah satu pembangkit terbesar di Indonesia. Besaran
kapasitas yang dimiliki menjadikan Tanjung jati B sebuah aset
penting dalam upaya negara memenuhi kebutuhan listrik Bangsa
Indonesia terutama yang tinggal di Pulau Jawa, Bali atau Madura.
Turbin uap bertenaga pembakaran batubara ini sangat kompetitif
untuk dioperasikan melihat Indonesia yang kaya akan cadangan
batubara sebagai salah satu bahan bakar fosil yang paling ekonomis.
PLTU Tanjung Jati B juga dilengkapi dermaga pembongkaran batubara
yang dibangun sebagai salah satu infrastruktur pembangkit.PLTU
Tanjung Tanjung Jati B didisain untuk menjadi pembangkit listrik
modern, dengan dilengkapi instalasi pengendali dampak lingkungan
yang lengkap termasuk peralatan pemantau dan pengendali kandungan
SOx dan NOx.
2.1.1Penanganan Batubara
Coal handling adalah fasilitas penunjang terhadap kelangsungan
produksi listrik dari PLTU Tanjung Jati B. Penerimaan batubara dari
supplier batubara dilakukan di jetty atau pelabuhan khusus yang
panjang pelabuhannya 240 meter. Akses menuju dermaga tersebut
menggunakan access road sepanjang 1,37 Km, yang membentang dari
garis pantai. Batubara diangkut oleh kapal (jenis Panamax dengan
kapasitas deadweight 66.000 metrik ton dan dibongkar di fasilitas
Pembongkaran Batubara (Dermaga Batu Bara). Peralatan utama untuk
membongkar batubara terdiri dari 2 unit shunlo (ship unloader) dan
2 line conveyor. Selanjutnya menggunakan belt conveyor menuju ke
coal stockpile, yang mampu menampung konsumsi batubara selama 2
bulan. Dari stockpile batu bara didistribusikan dengan Stacker
Reclaimer dan sistem Conveyor, menuju ke coal silo. Batubara yang
ditampung di coal silo akan dihancurkan menggunakan coal pulverizer
selanjutnya masuk ke ruang bakar atau furnace.
a.Pemilihan BatubaraUnit boiler PLTU Tanjung Jati B didesain
untuk bahan bakar batubara dengan kandungan kalori sekitar 5900
kcal/kg, dengan demikian batubara yang digunakan termasuk jenis
bituminous coal. Bituminous (C80OH5O15), merupakan kelas batubara
yang memiliki kandungan kalori antara 5700 kcal/kg 6900 kcal/kg,
dengan unsur karbon (C) 68% 86% dan kadar air 8% 10% dari beratnya.
Bituminous paling banyak ditambang di Australia.
Gambar 2.1 Batubara Bituminus
b.Coal Yard-Coal SiloBatubara dari kapal akan diangkut menuju
coalyard untuk diatur baik penyimpanan dan distribusinya menuju
coal silo. PLTU Tanjung Jati B Unit 1 dan 2 memiliki coal yard
dengan kapasitas 630.000 ton dengan konsumsi batubara 11.000
ton/hari untuk 2 unit tersebut. Sehingga jika coalyard terisi penuh
maka setidaknya PLTU Tanjung Jati B Unit 1 dan 2 memiliki cadangan
batubara untuk 2 bulan. Di area coalyard, batubara akan diatur oleh
alat berat sehingga akan tersusun dengan baik lokasinya yang
kemudian akan diteruskan oleh stacker reclaimer menuju ke belt
conveyor hingga coal silo.
Gambar 2.2 Coal Yard
Gambar 2.3 Coal Silo
c.CrusherUntuk menghancurkan batubara menjadi ukuran yang lebih
kecil sebelum masuk ke coal silo, PLTU Tanjung Jati B Unit 1 dan 2
menggunakan mesin crusher TKK 36 x 49 Koal King Granulator Coal
Crusher dengan daya motor 350 HP/750 rpm dan kapasitas 600
MTPH.
Gambar 2.4 Crusher
d.Coal Feeder dan PulverizerBatubara dari coal silo akan
diteruskan menuju ke coal feeder untuk diatur jumlah aliran yang
masuk ke pulverizer guna dilakukan penggerusan ke ukuran yang
sangat lembut. Feeders yang digunakan PLTU Tanjung Jati B Unit 1
dan 2 dalah Merric Gravimetric Feeder dengan desain keluaran
maksimum 68,5 metric ton/jam. Proses penggerusan batubara terjadi
di pulverizer yang mengubah batubara ukuran + 50 mm menjadi
berukuran 200 mass sebanyak minimal 70%. Penggerusan ini berfungsi
untuk memaksimalkan luas permukaan kontak pembakaran dari partikel
batubara. Selanjutnya hasil penggerusan batubara dihembuskan dengan
udara bertemperatur tertentu (+ 60 C ) menujur ruang bakar.
Sedangkan untuk kesempurnaan pembakaran di sistem boiler diperlukan
jumlah udara pembakaran yang optimum, sehingga didapatkan energi
panas hasil pembakaran yang maksimal.
Gambar 2.5 Coal Feeder
Gambar 2.6 Coal Pulverizer
2.1.2Prinsip Kerjaa.BoilerBoiler adalah salah satu alat penukar
panas. Dalam boiler, terjadi pembakaran bahan bakar (batubara).
Panas hasil pembakaran digunakan untuk merubah fase air menjadi
uap. Batubara sebelum masuk ke ruang pembakaran (furnace)
disalurkan oleh coal feeders menuju coal pulverizer. Temperatur
dari ruang bakar furnace dapat mencapai + 1.000 DC. Proses
penggerusan batubara terjadi di pulverizer yang mengubah batubara
ukuran + 50 mm menjadi berukuran 200 mass sebanyak minimal 70%.
Penggerusan ini berfungsi untuk memaksimalkan luas permukaan kontak
pembakaran dari partikel batubara. Selanjutnya hasil penggerusan
batubara dihembuskan dengan udara bertemperatur tertentu (+60DC)
menuju ruang bakar. Sedangkan untuk kesempurnaan pembakaran di
sistem boiler diperlukan jumlah udara pembakaran yang optimum,
sehingga didapatkan energi panas hasil pembakaran yang maksimal.
Konstruksi boiler terdiri dari ribuan tube (tube raiser, tube
saturated, dan superheated steam), di mana air diubah menjadi uap
lewat jenuh dengan temperatur (540 oC) dengan tekanan 170 bar
sebelum masuk ke turbin.
Gambar 2.7 Boiler
b.TurbinTurbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi
energi kinetik. Uap hasil pembakaran dari boiler melewati fase
tekanan tinggi , sedang dan rendah dalam turbin. Untuk uap tekanan
tinggi, akan masuk ke high pressure turbine selanjutnya keluaran
dari uap tersebut akan masuk ke sistem reheating (pemanasan ulang)
untuk menaikkan temperatur sebelum mas uk ke intermediate pressure
turbine lalu hasilnya masuk ke low pressure turbine. Uap hasil
keluaran low pressure turbine langsung masuk ke kondesor. Putaran
turbin adalah 3.000 rpm.
Gambar 2.8 Turbin
c.GeneratorGenerator adalah peralatan pengubah energi kinetik
menjadi energi listrik. Rotor Generator terpasang 1 poros dengan
rotor turbin sehingga putaran rotor generator sama dengan putaran
rotor turbin sebesar 3.000 rpm yang ekuivalen dengan keluaran
frekuensi energi listrik sebesar 50 Hz. Saat berputar, medan magnet
pada rotor generator memotong penghantar pada lilitan-lilitan
stator sehingga menimbulkan tegangan pada stator generator mengacu
pada induksi elektromagnetik. Arus listrik mengalir saat generator
terhubung ke beban. Besamya arus listrik yang mengalir tergantung
pada besarnya hambatan listrik (resistansi) pada beban.
Gambar 2.9 Generator
d.TransformerAda dua jenis transformer utama, yakni step up dan
step down. Tranformer step up berfungsi menaikkan tegangan
generator dari 22,8 kV menjadi 500 kV sebelum dialirkan ke sistem
interkoneksi Jamali. Transformer step down berfungsi menurunkan
tegangan generator dari 22,8 kV menjadi 10 kV sebelum digunakan
untuk Sistem Pemakaian Sendiri Pembangkit.
Gambar 2.10 Transformer
e.KondensorKondensor berfungsi untuk mengembunkan uap air yang
telah digunakan untuk memutar turbin menjadi air kondensat. Proses
pengembunan uap air menggunakan mekanisme pendinginan dengan
bantuan air laut. Air kondensat selanjutnya dipompa kembali ke
boiler untuk dipanaskan dan diubah menjadi uap air yang digunakan
untuk memutar turbin lagi (close cycle). Sedangkan air laut yang
telah digunakan, dialirkan kembali ke laut (open cycle).
Gambar 2.11 Kondensor
Prinsip Kerja PLTUPLTU (Pusat Listrik Tenaga Uap) merupakan
mesin konversi energi yang merubah energi kimia dalam bahan bakar
menjadi energi listrik.1. Air diisikan ke boiler hingga mengisi
penuh seluruh luas permukaan pemindah panas. Didalam boiler air
dipanaskan dengan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara
sehingga berubah menjadi uap. 2. Uap hasil produksi boiler
diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik
berupa putaran. 3. Generator yang dikopel langsung dengan turbin
berputar menghasilkan energi listrik 4. Uap bekas keluar turbin
masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar
berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. 5. Air
kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air
pengisi boiler. Siklus ini berlangsung terus menerus dan
berulang-ulang.
Gambar 2.11 Prinsip Kerja PLTU
Gambaran proses produksi dari batubara dikirim oleh perusahaan
tambang batubara, penanganan batubara (coal handling), perubahan
energi uap menjadi energi listrik hingga penanganan air dari
kondensator dapat diamati pada skema produksi (Gambar 2.12).
Gambar 2.12 Skema Proses Produksi PLTU2.3Desulfurisasi Batubara
Tipe Basah
PLTU-Batubara adalah salah satu pembangkit listrik yang paling
banyak menghasilkan emisi debu, SO2 dan Nox yang jika terlepas ke
atmosfer maka akan mengakibatkan dampak lingkungan. Dewasa ini
dikenal tiga sistem desulfurisasi, yaitu desulfurisasi tipe basah,
desulfurisasi tipe kering dan desulfurisasi tipe semi kering. Namun
dalam perkembangannya, desulfurisasi basah adalah yang paling
banyak digunakan, disamping dianggap mudah dalam pengoperasiannya,
desulfurisasi type basah ini dapat menghasilkan efisiensi
pengurangan gas SO2 mencapai 95%, serta hasil samping (by product)
yang masih bisa dapat untuk di manfaatkan.Dikatakan tipe basah,
karena dalam proses pengurangan gas SO2, gas tersebut disemprotkan
dengan air yang telah dicampur dengan kapur tohor akan menghasilkan
gypsum dan limbah air. Model ini menggunakan limestone sebagai
absorben. Model ini banyak dikembangkan di Jepang dan Jerman,
dimana teknologi ini digunakan pada pembangkit listrik dengan
kapasitas 150 MW atau lebih.Secara umum, desulfurisasi ini
berlangssung sebagai berikut :
Prinsip kerja dengan menggunakan limestone ini adalah melalui
pencampuran limestone dalam tanki air yang akan membentuk slurry
dan diteruskan ke dalam scrubber. Ditempat ini slurry akan di
semprotkan dan bereaksi dengan gas buang hasil pembakaran batubara
dari boiler guna mengurangi kandungan SO2 dari gas buang tersebut.
Sehingga dapat di katakan, keberhasilan dari proses ini tergantung
dari desain scrubber.Di Jepang, dikembangkan 3 jenis scrubber,
yaitu :1. Jenis Packed Tower yang dikembangkan oleh Mistshubishi
Haevy Industries dimana jenis ini akan menghasilkan kontak antara
gas dengan slurry yang sangat baik2. Jenis Spray Scrubber yang
dikembangkan oleh Ishikawajima Harima Heavy Industries3. Jenis Jet
Bubbling Reactor yang dikembangkan oleh Chiyoda Chemical
Construction Co. Teknologi ini terdiri dari vessel tunggal yang
dapat menampung banyak slurry.
BAB IIIPENUTUPDari uraian diatas, dapat disimpulkan bahwa untuk
suatu PLTU Batubara, diperlukan persyaratan batubara yang dipasok
dan mampu dimanfaatkan dengan spesifikasi PLTU yang telah dibangun.
Penyimpangan pemakaian batubara yang tidak seperti yang telah
ditentukan akan mengakibatkan gangguan dalam operasi PLTU.