Thursday, 11 June 2015

Vacuum System PLTU

Vacuum System adalah sistem pembuatan kondisi vakum pada peralatan yang digunakan untuk keperluan efisiensi seperti penurunan titik didih, titik uap, pengembunan, pemisahan fase dan penurunan tekanan (dimaksudkan agar aliran mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah). Vaccum System terbagi menjadi 2 yaitu :
     1. Vakum oleh Nozzle
Kondisi vakum yang disebabkan oleh nozzle sehingga terjadi penyempitan aliran (flowrate dan tekanan menjadi tinggi) dan biasanya menggunakan media steam.
     2. Vakum oleh Fan / Blower
Kondisi vakum yang disebabkan oleh putaran fan / blower untuk membangkitkan tekanan.  
Vacuum System yang ada di Unit Pembangkitan adalah :
  • Jet Ejector di Desalination Plant
Sistem vakum disini dimaksudkan untuk menurunkan titik penguapan sehingga air laut menguap pada temperatur rendah dan Distillate yang didapat lebih banyak dengan energi panas yang sedikit (lebih efisien) serta untuk menarik lebih cepat (flowrate meningkat) air laut ke sisi Chamber / Ruang Evaporator. Terbagi menjadi 2 tipe yaitu :
1. Start Up Ejector
Sistem vakum yang digunakan saat start Desalination Plant yang prosesnya dimulai dari penutupan valve V-1 (menuju ke Brine Heater) dan membuka valve V-2 dan V-3. Steam dari Auxiliary Steam LP Turbine (P = ± 7 bar, T = ± 300 oC) mengalir melewati percabangan Vacuum Chamber yang terhubung dengan Ruang Evaporator. Karena tekanan steam lebih besar maka udara dalam Ruang Evaporator terikut aliran steam dan terbawa untuk dibuang ke atmosphere. Kondisi vakum disini dicapai pada kondisi ± 160 mbar.
2. Vakum Unit
Bertujuan untuk mempertahankan sistem vakum yang telah dicapai Start Up Ejector. Terdiri dari 5 buah Vacuum Chamber yang terhubung dengan stage tertentu di Ruang Evaporator untuk mempertahankan vakum. Prosesnya dimulai dari penutupan valve V-3 dan pembukaan valve V-1 dan V-2, Auxiliary Steam LP Turbine yang digunakan untuk memanaskan di Brine Heater mempunyai tekanan tinggi dibanding tekanan dalam Ruang Evaporator sehingga aliran dalam Ruang Evaporator terikut melewati Vacuum Chamber sehingga menyebabkan vakum dan terikut ke arah Brine Heater. Kondisi ini berlangsung terus – menerus untuk menjaga kevakuman selama Desalination Plant operasi.
  • Vacuum System di Resin Regeneration
Saat proses regenerasi resin, bahan HCl dan NaOH (Regenerant) dari Regenerant Measuring Tank terikut aliran menuju ke Mixbed Polisher Tank karena tekanan aliran di pipa regenerant lebih kecil dibanding tekanan aliran dari Prefilter menuju ke Mixbed Polisher Tank.
  • Steam Jet Air Ejector (SJAE)
Peralatan berbentuk tabung tipe Shell and Tube dengan Shell (steam dari Auxiliary Steam HP Turbine) dan Tube (Condensate Water dari CP) dan. Kondisi vakum disini dibangkitkan oleh nozzle dimana aliran dari Auxiliary Steam HP Turbine berkecepatan tinggi dan dilewatkan percabangan steam LP Turbine dari Condenser maka terjadilah penarikan aliran sehingga membuat vakum ruang kondensasi di Condenser. Kondisi ini membuat steam LP Turbine tertarik lebih cepat dengan titik pengembunan yang rendah sehingga didapat Condensate Water lebih banyak dengan waktu singkat. Proses pemanfaatan panas (Heat Recover) yaitu steam dari Auxiliary Steam HP Turbine + steam LP Turbine mengalami kondensasi karena kontak dengan fluida dingin dari CP dan dialirkan ke Hotwell sedangkan Condensate Water dari CP yang naik temperaturnya dialirkan ke Gland Steam Condenser (GSC). Proses pengoperasian Vacuum System SJAE dibagi menjadi 2 sesuai gambar dibawah yaitu :
1. Starting Ejector
Dimulai dari pembukaan valve V-2 kemudian V-4 dengan penutupan V-1 dan V-3 sehingga steam dari Auxiliary Steam HP Turbine langsung menuju ke V-4 dan menuju ke atmosfer. Dengan steam bertekanan dan kecepatan tinggi maka steam dari LP Turbine di Condenser terikut aliran sampai terjadi vakum (< 635 mmHg) dan sesudah kondisi vakum tercapai maka dilanjutkan oleh Normal Ejector Vacuum System.
2. Normal Ejector
Setelah kondisi vakum dicapai (< 635 mmHg) oleh proses Starting Ejector maka proses Normal Ejector berfungsi mempertahankan kondisi vakum dengan proses operasinya dimulai dari penutupan valve V-2 dan V-4 dan pembukaan valve V-1 dan V-3 sehingga aliran steam dari Auxiliary Steam HP Turbine langsung mengalir menuju Steam Jet Air Ejector (SJAE) dan steam LP Turbine juga menuju ke SJAE karena terikut aliran Auxiliary Steam HP Turbine sehingga kondisi vakum di Condenser tetap terjaga. Di SJAE ini terjadi pemanfaatn panas dimaksudkan untuk membantu agar rentang panas dengan alat berikutnya tidak terlalu tinggi sehingga efisiensi panas meningkat dan irit bahan bakar.
  • Gland Steam Condenser (GSC)
Bentuk seperti tabung bertipe Shell and Tube (Shell dari Gland Seal Steam (GSS) Poros / Labyrinth Turbin dan Tube dari aliran SJAE). GSC ini dimaksudkan untuk pemanfaatan panas yang tidak digunakan (Heat Recover) dari Poros / Labyrinth Turbin (berfungsi untuk perapat agar steam terisolasi dalam sistem). GSC digunakan untuk membantu pemanasan awal sebelum ke proses berikutnya. Kondisi disini dibuat vakum oleh Gland Steam Exhaust Blower (GSEB) dengan cara kerjanya sebagai berikut menurut gambar dibawah : Steam GSS yang melewati Poros / Labyrinth Turbin jika tidak mengalami sirkulasi maka akan terdapat kejenuhan sehingga timbul panas berlebih pada satu titik sehingga mengakibatkan Overheating yang bisa mengakibatkan keretakan material, untuk menjaga agar GSS tetap dingin maka disirkulasikan paksa dengan GSEB dan gas terlarut yang tidak terkondensasi disedot oleh GSEB untuk dibuang ke atmosphere. GSS kemudian dikontakkan dengan Condensate Water dari SJAE sehingga terdapat 2 keluaran yaitu pertama GSS berubah karena mengalami kondensasi kemudian dikembalikan ke Hotwell dan kedua Condensate Water yang sedikit naik temperaturnya dipompa ke LPH. Dengan adanya pemanfaatan panas di SJAE dan GSS maka Condensate Water yang seharusnya langsung ke LPH mengalami pretreatment sehingga temperaturnya sedikit lebih tinggi untuk membantu proses di LPH.
  • Priming Vacuum Pump
Pompa yang digunakan untuk membantu memvakumkan ruang di Water Box Condenser. Pompa ini digunakan jika level air laut surut sehingga Tube Condenser tidak seluruhnya terlewati air laut dengan indikatornya adalah ruang Water Box bagian atas kosong dan terisi udara. Untuk menarik udara tersebut maka digunakan pompa Priming Vacuum Pump sehingga udara terjebak di Water Box Condenser keluar dan bersamaan dengan keluarnya udara tersebut, air laut di bagian bawah terikut ke atas dan mengisi Tube Condenser bagian atas. Jika Tube Condenser tidak seluruhnya terlewati maka sisi yang tidak terlewati akan mengalami Overheating karena kontak terus - menerus dengan steam LP Turbine dan mengakibatkan keretakan material dan bisa jebol. Hasil dari udara + air laut panas terikut oleh tekanan pompa kemudian dipisahkan di Separator Tank antara udara dengan air laut panas sehingga terpisahkan menjadi 2 yaitu udara dibuang ke atmosfer dan air laut panas sebelum dibuang ke Waste Water Pit didinginkan oleh air tawar dari CWHE di sisi luar sebagai Sealing.
  • Vapor Extractor Main Oil & Oil Conditioner

Berbentuk Blower untuk menyedot Seal Oil yang telah digunakan untuk perapat (Sealing) (Jika Turbin tekanan tinggi bertujuan agar steam tidak keluar ke lingkungan dan jika Turbin tekanan rendah bertujuan agar udara lingkungan tidak masuk ke sistem). Oli yang digunakan untuk perapat akan mengalami kenaikan temperatur sehingga sewaktu dikembalikan ke Main Oil Tank akan terbentuk buih / busa yang jika dibiarkan akan terbentuk uap air yang akan menganggu kinerja Seal Oil . Proses kerjanya sebagai berikut Seal Oil yang digunakan untuk perapat harus disirkulasikan terus – menerus agar tidak mengalami Overheating dan dikembalikan ke Main Oil Tank untuk pendinginan. Saat kembali ke Main Oil Tank, Seal Oil akan membentuk busa / buih karena terjadi pemutusan rantai molekul hidrokarbon yang disebabkan oleh panas dan ini akan menganggu sistem kerja oli karena bisa membentuk buih dan untuk mengatasinya digunakan Vapor Extractor Main Oil untuk menghilangkan busa tersebut yang kemudian dibuang ke atmosfer. Karena sistem yang bekerja terus menerus kemudian terjadi vakum di Main Oil Tank dan oli sebagai sealing tersedot lebih cepat menuju ke Main Oil Tank karena proses vakum. Sistem ini juga berlaku untuk proses di Oil Conditioner Tank yang menggunakan Vapor Extractor Oil Conditioner.
  • Vacuum Tank untuk Seal H2 Generator

Generator yang berputar akan menghasilkan panas disekelilingnya atau peralatan yang berputar dan bergesekan, sehingga peralatan didalamnya harus dijaga agar tidak Overheating dan untuk menjaga temperatur tetap dingin digunakan gas Hidrogen (H2) dengan alasan sebagai berikut :
  1. Densitas rendah (mengurangi kerugian gesek dan bising) 
  2. Daya serap panas tinggi (daya serap H2 lebih besar 6 -10 x lebih bagus dari udara karena koefisien perpindahan panas tinggi) 
  3. Daya hantar panas tinggi sehingga dapat menghantarkan panas lebih banyak 
  4. Tidak korosif 
  5. Tidak memerlukan Heater karena bisa diatur sesuai kebutuhan
  6. Komponen Generator lebih bersih
  7. Lifetime lebih panjang
Proses sealing di Generator adalah aliran pompa dari Main Oil Tank digunakan untuk sealing di Turbine dan Generator. Di Generator, oli dikembalikan ke Vacuum Tank dengan cara spray untuk menghilangkan gas terlarut, kemudian dikembalikan ke Labyrinth Packing Generator oleh Main Seal Oil Pump. Di Vacuum Tank terjadi pemvakuman yang dilakukan oleh Vacuum Pump yaitu saat membuang gas terlarut ke atmosfer dan karena terjadi terus – menerus maka terjadilah vakum dan ini berfungsi untuk mempercepat aliran turun dari Labyrinth Packing Generator ke Vacuum Tank. Di Vacuum Tank di sirkulasikan terus menerus dengan cara spray oleh Circulation Pump untuk menghilangkan buih. Sealing di Generator bertujuan untuk mencegah kebocoran gas hydrogen dan untuk mencegah Overheating pada Labyrinth Packing Generator.


Proses aliran Seal Oil seperti berikut :
Untuk sesuatu yang bergerak terus – menerus dan bergesekan akan timbul panas yang jika dibiarkan akan Overheating dan akan mengikis material, maka alat ini harus didinginkan seperti Bearing Turbin, penggerak hidrolik Valve Turbin, Seal Oil Generator. Tempat penampungan oli untuk alat – alat besar dan utama dinamakan Main Oil Tank sedangkan alat kecil mempunyai Oil Tank sendiri. Kerja Seal Oil dimulai saat start dengan putaran turbin masih rendah (± 3 rpm) sehingga Bearing Turbin membutuhkan pendinginan dengan kecepatan aliran rendah, maka valve V-5 dibuka dan Turning Gear Oil Pump (TGOP) bekerja. Dengan kenaikan putaran rpm yang semakin besar maka TGOP dimatikan dan diganti oleh Auxiliary Oil Pump (AOP) dengan membuka valve V-6, AOP bekerja terus menerus sampai putaran turbin mendekati 3000 rpm, setelah 3000 rpm AOP dimatikan dan diganti Main Oil Pump (MOP) yang berkecepatan dan bertekanan tinggi karena dibantu Booster Pump didalam Main Oil Tank. Sedangkan Emergency Oil Pump (EOP) digunakan untuk kondisi darurat jika keadaan pembangkit Blackout (tidak ada daya AC sama sekali), prosesnya adalah saat turbin kecepatan tinggi dan berhenti mendadak maka masih terdapat panas pada setiap bagian yang bergesekan (yang dilewati Seal Oil) dan jika Seal Oil dibiarkan tidak disirkulasi maka panas akan mencapai titik maksimal dan bisa menyebabkan Overheating material dan untuk menghidupkan pompa dibutuhkan energi cadangan arus DC yaitu pompa EOP, sehingga masih ada waktu sedikit untuk sirkulasi Seal Oil. Main Oil Tank dilengkapi pendingin dari Make Up Water sehingga temperatur Main Oil tetap terjaga dingin. Oli yang masuk ke Main Oil Tank akan mengalami overflow dan secara gravitasi mengalir ke Oil Conditioner Tank yang dilengkapi Strainer untuk menyaring kotoran dan hasil penyaringan dipompa kembali ke Main Oil Tank. Kondisi pemvakuman untuk membuang gas terlarut di Main Oil Tank dan Oil Conditioner Tank seperti penjelasan sebelumnya.

Sumber : Laporan pribadi unit pembangkitan

No comments:

Post a Comment