Wednesday, 24 June 2015

Istilah Mirip tapi Tidak Sama Artinya di Teknik Kimia (2 of 2)



51.  Perbedaan Gambar Teknik antara Process Flow Diagram (PFD), Piping & Instrumentation Diagram (P&ID) dan Block Diagram

  • PFD : gambar teknik yang menekankan pada aliran proses dan hukum thermodinamika, dilengkapi dengan neraca massa, neraca energi, kondisi operasi (suhu & tekanan). Penggambaran tidak dibuat semirip asli seperti di lapangan  
  • P&ID : gambar teknik yang menekankan pada kelengkapan spesifikasi pipa (dimensi, bahan, standarisasi) dan instrumentasi (kontrol, valve, sistem utilitas dsb). Penggambaran dibuat sedikit mirip dengan kondisi di lapangan  
  • Block  Diagram : gambar teknik yang paling sederhana untuk menggambarkan aliran proses, biasanya peralatan digambarkan dengan bentuk sederhana seperti persegi, lingkaran, segilima dsb

52. Perbedaan Sebutan Air (Water) PLTU antara  Sea Water - Raw Water / Well Water / Fresh Water - Demin Water - Feed Water - Distillate Water - Condensate Water

  • Sea Water : air laut yang digunakan untuk membuat steam di PLTU (salinitas dan TDS tinggi)
  • Raw Water / Well Water / Fresh Water / Distillate Water : air murni yang biasa kita lihat sehari - hari (untuk minum, mencuci dan servis), didapatkan dari proses Desalination Sea Water  
  • Demin Water : air bebas mineral yang didapatkan dari pengikatan ion + dan ion - dengan resin anion kation (baik untuk perpipaan karena tidak menyebabkan korosi) 
  • Feed Water : air umpan yang siap dimasukkan ke Boiler untuk dirubah menjadi steam (spesifikasi sudah memenuhi standar Boiler Water) 
  • Distillate Water : hasil dari proses distilasi air laut jika proses menggunakan Evaporator di Desalination Plant (disebut juga Raw Water) 
  • Condensate Water : air hasil kondensasi di Condenser yaitu steam (panas) dikontakkan dengan air laut (dingin) sehingga terjadi pengembunan (kondensasi)

53. Perbedaan Istilah Failure di Pembangkit antara BLACKOUT - TRIP - DERATING

  • Blackout : keadaan unit pembangkitan mati total tanpa ada daya cadangan tersisa, jadi gelap gulita 
  • Trip : keadaan unit pembangkitan berhenti beroperasi salah satu dan yang lainnya masih menghasilkan daya. Tujuan untuk dilakukan maintenance 
  • Derating : keadaan unit pembangkitan turun daya yang bisa disebabkan karena beberapa faktor 

 54. Perbedaan antara TURBIN dan GENERATOR

  • Turbin : alat yang digunakan untuk mengubah energi panas berupa steam menjadi energi gerak karena perputaran sudu - sudu Turbin sehingga poros bergerak dan memutar Generator
  • Generator : alat yang digerakkan oleh Turbin karena terletak satu poros untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik karena pengaruh gaya medan listrik.

55. Perbedaan antara BOILER (di PLTU) dan Heat Recovery Steam Generator (HRSG) (di PLTGU)

  • Boiler : alat yang mengubah energi kimia (air laut / air tawar) menjadi energi panas (steam) dengan struktur peralatan menggunakan Burner Furnace sebagai pemanasnya dan sistem ini di pembangkit listrik tenaga uap (PLTU)
  • HRSG : alat yang mirip dengan Boiler namun tidak memiliki Burner Furnace karena panas diambil dari gas buang pembakaran Turbin Gas. Jadi siklus HRSG hanya terjadi di pembangkit listrik tenaga gas - uap (PLTGU) yang alurnya adalah gas dibakar di ruang pembakaran sehingga menghasilkan uap untuk menggerakkan Turbin dan uap keluaran masih mengandung suhu tinggi maka digunakan untuk memanaskan air di HRSG

Sumber :
Catatan ringkas dari pengalaman kuliah, filosofi yg dijelaskan dosen, referensi pendukung jurnal ilmiah dan pengalaman di lapangan

Thursday, 18 June 2015

Air & Flue Gas System



 
Air & Flue Gas System adalah sistem aliran udara pembakaran dan udara sisa pembakaran. Penggunaan peralatan pensupply udara untuk bahan bakar Residual Oil (RO) adalah udara disupply dari ambient yang disedot oleh Forced Draft (FD) Fan kemudian dipanaskan terlebih dahulu di Steam Coil Air Heater (SCAH) yang memanfaatkan panas dari Auxiliary Steam LP Turbine. Tujuan penggunaan SCAH adalah untuk mencegah pengerakan Sulphur yang diakibatkan oleh perbedaan temperatur Flue Gas yang mengandung impurities Sulphur, karena Sulphur dari Flue Gas yang melewati Air Heater akan berputar dan sebagian kontak dengan udara dingin sehingga bisa menyebabkan penggumpalan. Dari SCAH, kondensat dibawa ke Evaporator dan udara panas disempurnakan oleh Air Heater yang menggunakan pemanfaatan panas sisa Boiler yaitu Flue Gas. Untuk efisiensi panas, sebagian Flue Gas disedot oleh Gas Injection (GI) Fan untuk di mixing dengan udara pembakaran sehingga suhu udara sedikit naik dan dikontakkan dengan Main Gun Burner menyelimuti sisi semburan. Sedangkan jika bahan bakar yang digunakan adalah Gas Alam maka peralatan yang tidak digunakan adalah SCAH dan GI Fan.

Sumber : Laporan pribadi unit pembangkitan

Combustion System PLTU



Combustion System adalah sistem pembakaran di ruang Boiler (Furnace) menggunakan Main Gun Burner untuk mencampur antara bahan bakar dengan Atomizing System. Di Main Gun Burner juga terdapat Igniter untuk pemercik awal api dan disekelilingnya terdapat udara pembakaran dari FD Fan. Main Gun Burner sistem penyalaannya selalu berpasangan mengikuti aturan bawaan dari pabrik yang sudah di set sesuai arah perpipaan sehingga didapat secara tepat uap yang bisa dikonversikan ke daya yang dihasilkan.

Sumber : Laporan pribadi unit pembangkitan

Fuel System PLTU


Bahan bakar yang dipakai di PLTU adalah High Speed Diesel (HSD) Oil, Residu Oil (RO) dan Gas Alam. Proses penggunaan bahan bakar adalah sebagai berikut : Saat permulaan penyalaan unit (Start Up Unit) digunakan bahan bakar HSD, dimana alirannya dimulai dari HSD Oil Tank yang dipompa dengan HSD Transfer Pump menuju ke HSD Oil Service Tank untuk penampungan bahan bakar kemudian dipompa dengan HSD Oil Pump (P = ± 11 – 12 kgf / cm2) untuk di spray kan di Main Gun Burner (P = ± 4 - 5 kgf / cm2) dengan tekanan diturunkan oleh valve. HSD dialirkan ke Boiler yang diatomisasikan oleh Atomizing Air sehingga berkabut dan bertemu dengan Igniter serta udara pembakaran (pembakaran selama 5 menit).
Setelah unit jalan selama 5 menit dengan bahan bakar HSD maka dilanjutkan oleh bahan bakar RO yang diproses mulai dari RO Tank yang dipanaskan terlebih dahulu di RO Preheater yang memanfaatkan panas dari Auxiliary Steam LP Turbine kemudian ditransfer ke RO Service Tank dengan RO Transfer Pump. Dari RO Service Tank dipompa dengan RO Pump (P = ± 28  kgf / cm2) yang  dilewatkan di RO Heater yang juga memanfaatkan panas dari Auxiliary Steam LP Turbine untuk penyempurnaan pemanasan sebelum masuk Boiler. Di Main Gun Burner, karena RO terlalu kental untuk di spray kan maka dikabutkan dengan Atomizing Steam dari Auxiliary Steam HP Turbine (P = ± 11  kgf / cm2) dengan tekanan masuk Main Gun Burner P = ± 15 - 17  kgf / cm2 . Penggunaan RO mulai sedikit dikurangi dengan alasan RO lebih mahal dibanding Gas Alam sehingga dilakukan pembatasan penggunaan Fossil Fuel. Penggunaan RO hanya dipakai jika persediaan Gas Alam sangat kurang dan mengancam unit trip (emergency). Unit pembangkitan Gresik didesain bisa digunakan untuk 2 bahan bakar yaitu RO dan Gas Alam. Sekarang bahan bakar yang sering dipakai adalah Gas Alam dengan alasan persediaan di alam melimpah dan program pemerintah konversi Fossil Fuel ke Gas Alam. Gas Alam dimulai dari Gas Station bertekanan tinggi melewati pipa langsung dari supplier seperti Santos, Keil, Kodeco (PHE) dan Saka. Supplier mentransfer gas bertekanan (P = ± 25  kgf / cm2)  ke UP Gresik dan di UP Gresik gas dari supplier di mixing menjadi satu kemudian diturunkan tekanan menggunakan valve yaitu V-1 (dari 25 kgf / cm2 ke 12 kgf / cm2 ), V-2 (dari 12 kgf / cm2 ke 8 kgf / cm2), V-3 (dari 8 kgf / cm2 ke 2 kgf / cm2). Gas Alam yang masuk ke Main Gun Burner disetting tidak boleh lebih dari 4 kgf / cm2 dan tidak boleh kurang dari 0,15 kgf / cm2 (0,15 < P < 4), jika tidak memenuhi kondisi maka unit trip.

Sumber : Laporan pribadi unit pembangkitan

Steam & Condensate System PLTU 200 MW


Steam yang terdapat di Boiler terbagi menjadi 2 yaitu :
  • Saturated Steam : uap jenuh / basah di titik kritis yaitu berupa fase uap namun dibawah suhu uap sedikit saja akan berbentuk fase cair. Tempatnya di Economizer dan Steam Drum 
  • Superheated Steam : uap kering bebas dari fase cair, didapatkan dari pemanasan lanjut Saturated Steam pada tekanan yang sama. Tempatnya di Superheater dan Reheater
Penyebutan istilah untuk steam di pembangkit ada 3 yaitu :
  • Auxiliary Steam : steam yang diambil dari Header (pipa utama) yang menuju ke Turbin (biasanya sesudah Final Superheater). Auxiliary Steam HP Turbine (P = 15 kgf / cm2) diambil dari Header Final Superheater (P = 160 kgf / cm2) dengan menurunkan tekanan memakai valve untuk keperluan peralatan seperti Gland Seal Steam Regulator (GSSR), SJAE, Evaporator (khusus pemanasan jika bahan bakar Residual Oil), Atomizing Steam (untuk pengkabut di Main Gun Burner jika bahan bakar Residual Oil). Auxiliary Steam LP Turbine (P = 2,5 kgf / cm2) diambil dari sisa Auxiliary Steam HP Turbine (P = 15 kgf / cm2) yang tekanannya diturunkan dengan valve untuk keperluan peralatan seperti Deaerator, Desalination Plant dan Backup Evaporator. Pemakaian pada umumnya saat Start Up Unit karena persiapan steam di sistem belum ada dan penggunaan sistem ini mempunyai kelemahan yaitu mengurangi efisiensi kerja karena steam yang seharusnya penuh untuk kerja Turbin ada sedikit yang digunakan untuk keperluan lain. 
  • Extraction Steam : steam yang diambil dari Casing Turbine yang didapatkan dari steam keluaran sudu – sudu turbin. Extraction Steam HP & IP Turbine digunakan untuk keperluan peralatan seperti HPH 8 (Extraction Steam no. 1), HPH 7 (Extraction Steam no. 2), HPH 6 (Extraction Steam no. 3). Extraction Steam LP Turbine digunakan untuk keperluan peralatan seperti Deaerator (Extraction Steam no. 4), LPH 4 (Extraction Steam no. 5), LPH 3 (Extraction Steam no. 6), LPH 2 (Extraction Steam no. 7), LPH 1 (Extraction Steam no. 8). Contoh alat yang memakai ini adalah LPH dan HPH. Pemakaian pada umumnya saat unit Normal Operasi dan penggunaan steam ini tidak mengurangi efisiensi. 
  • Main Steam : steam yang sudah benar – benar kering (Superheated Steam) yang spesifikasi sesuai kebutuhan untuk menggerakkan Turbin dengan P = 169 kgf / cm2 dan T = 541 oC.
Proses pembentukan steam terjadi di Boiler dengan urutan proses didalamnya yaitu Economizer – Steam Drum – Superheater – HP Turbine – Reheater – IP Turbine – LP Turbine – Condenser.
Boiler (Economizer (T = ± 260 oC) – Steam Drum – Primary Superheater (T = ± 370 oC) – Secondary Superheater (T = ± 470 oC) – Final Superheater (T = ± 541 oC)) 
 
Boiler adalah komponen peralatan yang berfungsi untuk mengubah Feed Water menjadi Main Steam dengan bantuan panas dari bahan bakar (High Speed Diesel (HSD), Residual Oil (RO) dan Gas Alam). Didalam Boiler terdapat beberapa istilah seperti :
  • Furnace
Tempat pembakaran oleh Main Gun Burner sehingga daerah ini adalah daerah yang paling panas. 
  • Wall Tube
Dinding Boiler terdiri dari banyak Tube yang tersusun mengelilingi Boiler sehingga membentuk dinding dan berisi Feed Water.
  • Heat Recovery Area (HRA)
Bagian dari Boiler berupa sekat khusus yang memanfaatkan panas sisa Boiler sehingga efisiensi menjadi naik.
  • Economizer
Tempat pemanasan awal Feed Water sewaktu memasuki Boiler. Alat ini memanfaatkan panas sisa Boiler (Flue Gas) sebelum dibuang ke cerobong (Stack).
  • Steam Drum
Berupa tabung horizontal yang dilengkapi sirip – sirip untuk memisahkan antara fase uap dengan fase cair sehingga fase uap terpisah dan langsung menuju ke Superheater sedangkan fase cair jatuh ke bagian bawah kolom penampung (Storage Tank) Steam Drum berdasarkan gravitasi untuk dibawa ke Boiler melewati Downcomer. Di Boiler terdapat Riser yaitu pipa untuk menaikkan kembali fase cair dari Downcomer untuk pemanasan ulang dan hasilnya menuju  ke Steam Drum dan mengalami siklus terus -  menerus sampai benar – benar fase cair teruapkan.
  • Superheater
Bagian dari Boiler yang berfungsi memanaskan lebih lanjut steam basah (Saturated Steam) menjadi steam kering (Superheated Steam). Superheater terbagi menjadi 3 yaitu Primary Superheater, Secondary Superheater dan Final Superheater.
  • Reheater
Steam keluaran dari HP Turbine karena sudah terpakai untuk memutar sudu – sudu maka tekanan dan suhu berkurang disebut Cold Reheat (P = ± 29 kgf / cm2 & T = ± 303 oC) sehingga memerlukan penambahan suhu untuk mencapai tekanan yang sedikit lebih besar maka dipanaskan lagi di bagian Boiler yaitu Reheater. Steam hasil dari pemanasan ulang (P = ± 29 kgf / cm2 & T = ± 541 oC) kemudian dilewatkan ke IP Turbine.
  • Turbin dan Generator
Turbin terbagi menjadi 3 bagian dalam 1 poros yaitu High Pressure (HP) Turbin, Intermediate Pressure (IP) Turbin dan Low Pressure (LP) Turbin. Main Steam dari Superheater Boiler menggerakkan HP Turbin kemudian steam outlet dipanaskan lagi di Reheater Boiler untuk menaikkan tekanan dan suhu. Dari Reheater, steam dilewatkan IP Turbin dan outletnya langsung dihubungkan oleh saluran berbentuk U menuju ke LP Turbin. Turbin dan Generator terhubung dalam 1 poros dengan RPM = 3000.

Condensate adalah produk dari hasil kondensasi yang didapatkan dari pengkontakkan antara steam (fluida panas) dengan air laut (fluida dingin) di peralatan Condenser yang hasilnya ditampung di Hotwell dan produk disebut Condensate Water. Urutan Condensate Water adalah : Hotwell (P = 19 kgf/cm2) – SJAEGSCLPH 1 (T = 85 oC) – LPH 2 (T = 103 oC) – LPH 3 (T = 127 oC) – LPH 4 (T = 144 oC) – Deaerator (P = 7 kgf / cm2 & T = 174 oC) – Feed Water
Prosesnya meliputi beberapa peralatan sebagai berikut :
  • Condenser & Hot Well
Di Condenser terdapat 2 sisi yaitu sisi Shell yang berisi Auxiliary Steam LP Turbine dan sisi Tube berisi air pendingin dari air laut yang dipompa oleh Pompa CWP. Kedua sisi terjadi kontak sehingga terjadi penukaran panas dan terjadi pengembunan (Kondensasi). Karena terjadi proses kondensasi maka dihasilkan Condensate Water dan ditampung di Hot Well yang letaknya tepat dibawah Condenser. Untuk operasi ideal dalam siklus tertutup maka tidak ada air yang hilang namun dalam operasi kenyataan terdapat losses sehingga diperlukan air penambah di Hot Well dari Make Up Water sehingga level kebutuhan air untuk menghasilkan steam tetap terjaga.
  • Condensate Pump (CP)
Berfungsi memompa Condensate Water dari Hot Well menuju ke LPH dengan tekanan pompa sebesar ± 20 kgf / cm2 dan suhu ± 40 oC.
  • Low Pressure Heater (LPH)
Low Pressure Heater (LPH) terdiri dari 4 buah yaitu LPH 1 (± 78 oC) – LPH 2 (± 144 oC) – LPH 3 (± 220 oC) – LPH 4 (± 280 oC) yang alirannya seri untuk memanaskan awal sebelum masuk ke Deaerator (± 260 oC). Steam pemanas yang dipakai adalah Extraction Steam Turbin LP (diambil dari sirip – sirip Turbin)

Sumber : Laporan pribadi unit pembangkitan