Trending Topik

Bagian-Bagian Furnace & Boiler PLTU

Diposting oleh On Friday, April 17, 2015

Dikutip dari Training Calderys Refractory Solution Kaohsiung Taiwan"Boiler Training" 2013, Didapatkan data sebagai berikut:
Ini adalah overview penampang boiler CFB (circulating fluidized bed) dari referensi manual book Dongfang)

 
Boiler CFB PLTU BT
Saat masih kuliah dulu sering dipelajari alat industri kimia yaitu furnace yang berfungsi sebagai media pembakaran dan boiler berfungsi menghasilkan steam dengan pendidihan air (boiler water). Namun di pembangkit listrik, terapannya adalah menggabungkan kedua alat menjadi satu kesatuan.
Umumnya boiler yang berbahan bakar batu bara seperti di PLTU terbagi menjadi 3 area yaitu :

"While still study in college, often learned equipment of chemical industry such as furnace that function to burning media and boiler has function for steam generator with boiling water. But in the electrical power plant, its application is combining two instrument into single unit. Generally, boiler coal fired power plant divided into 3 areas :"
  • Area Pembakaran / Combustion (Furnace) ---> Area Paling Kiri dari Gambar Diatas
Disini terjadi pembakaran antara batu bara sebagai bahan bakar, pasir sebagai media transfer panas, batu kapur sebagai penangkap gas berbahaya untuk lingkungan seperti (SO2), oil fuel sebagai bahan bakar ketika unit pembangkit start, udara dari primary air (PA) fan dan secondary air (SA) fan.

Terdapat peralatan sebagai berikut :
1. Nozzle Grate : lubang spray oil fuel
2. Superheater & Evaporator Tube : pipa yang didalamnya terdapat demin water yang kontak dengan panas tinggi dari furnace sehingga demin water berubah menjadi uap basah (saturated steam) dan lanjut menjadi uap kering (superheated Steam)
3. Refractory : bata tahan api yang berfungsi memberi isolasi ruang di furnace agar tingkat abrasi antara pasir dengan boiler tube bisa diminimalisir
4. Limestone, Sand, Coal Feeding : untuk tipe boiler circulating fluidized bed (CFB) ketiga bahan adalah sebagai umpan di furnace
5. Boiler / Steam Drum : alat untuk memisahkan antara steam yang berfase gas dengan cair


Wind Cap di Boiler Furnace PLTU BT

"Here occured coal fired between coal as fuel, oil fuel as fire igniter, air from PA fan and SA fan. There are several equipment like below :
1. Nozzle Grate : fuel oil spray holes
2. Superheater & Evaporator Tube : pipe in which there is demin water in contact with high heat allows for demin water turns into steam entirely (superheated steam)
3. Refractory : fire stone that function to isolate furnace from heat leakage to surrounding
4. Limestone, Sand, Coal Feeding  for CFB boiler type, three that material as feeding in the furnace
5. Boiler / Steam Drum : instrument to separate between steam has phase gas into liquid"
Bottom Boiler FurnaceLengkap dengan Refractory
  • Area Pemisahan / Separation (Cyclone Separator) ---> Area Tengah dari Gambar Diatas
Berfungsi untuk memisahkan sisa partikel padat dari coal, lime dan sand yang terikut aliran udara dari furnace (jadi saat operasi, partikel sisa pembakaran yang berat akan jatuh di bottom furnace dan partikel ringan akan terbang ke atas menuju cyclone separator, di sini akan terpisah lagi partikel sisa pembakaran ini, dimana fraksi berat akan jatuh ke bawah cyclone karena gaya sentrifugal aliran akibat desain cyclone yang mengerucut kemudian akan dikembalikan lagi ke furnace (sebagai efisiensi karena recycle) dan fraksi yang ringan akan menuju ke back pass dimana panas akan digunakan kembali untuk pemanasan awal demin water dan udara buang disebut dengan flue gas dan terbuang melewati stack.

"The function to separate solid particle residue from coal, lime and sand that entrained air flow from furnace (while operate, residue particle combustion that has heavy faraction will down in the bottom furnace and then light fraction will fly to cyclone separator, here will be separated again which heavy solid will down in cyclone to return again to the furnace ( as efficiency with name recycle) and light fraction will flay to back pass (flue gas area)"
  • Back Pass / Flue Gas Area & Pemanasan Awal (Preheater / Economizer) ---> Area Kanan dari Gambar Diatas
Terjadi pemanfaatan panas tersisa yang mempunyai temperatur rendah di alat yang disebut economizer, agar demin water dari boiler feed pump (BFP) sedikit naik temperaturnya sehingga beban furnace untuk menjadikan steam sedikit lebih ringan. Sedangkan untuk air preheater memanfaatkan panas flue gas untuk menaikkan sedikit temperatur yang dihisap oleh PA Fan dan SA Fan.
Wall Tube Boiler Backpass

"Occured there is reuse of residual heat has low temperature in the economizer, so demin water from BFP little high temperature so that furnace load to be steam little. Whereas for air preheater using flue gas to raise temperature that inhaled by PA fan and SA fan"
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2015). Bagian-Bagian Furnace & Boiler PLTU, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] Feriyanto, Y.E. (2015). Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya
[2] Training Calderys Refractory Solution Kaohsiung Taiwan"Boiler Training" 2013
[3] Manual Book "Dongfang" PLTU BT
[4] http://www.energyefficiencyasia.org/energyequipment/typesofboiler.html  
[5] Woodruff, E.,Lammers, H., dan Lammers, T. (2000). Steam Plant Operation, Eighth Edition Handbook  

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website www.caesarvery.com, Silakan Hubungi DISINI

Klasifikasi Batubara Berdasarkan Kalori Menurut ASTM

Diposting oleh On Monday, April 06, 2015

Batubara diklasifikasikan karena merupa campuran heterogen antara beberapa komposisi dan umumnya dikenal dengan istilah "rank". Rank ini menandakan sejarah umur geologi terbentuknya batubara. Berdasarkan standar ASTM D388, klasifikasi batubara menggunakan parameter volatile matter, fixed carbon & heating value untuk proximate analysis (laboratory procedure by ASTM D3172).
Untuk batubara high rank (antracite), kriteria lain yang digunakan adalah dry, mineral-free basis yang dihitung menggunakan "Parr Formula".
Klasifikasi batubara berdasarkan handbook "The Babcock & Wilcox Company" sebagai berikut:
Urutan Pembentukan Batu Bara:
Wood - Peat - Lignite - Subbituminous - Bituminous - Anthracite



Energi setiap klasifikasi batubara sebagai berikut: (The Babcock & Wilcox Company)
  1. Peat, adalah lapisan teratas batubara yang masih banyak mengandung tanah (belum masuk rank coal). Moisture content sampai 70% dan HHV sekitar 6978 kJ/kg=1667.7 kCal/kg
  2. Lignite, rank coal paling rendah, moisture content sekitar 30% dan HHV kurang dari 19306 kJ/kg=4614.14 kCal/kg. Tipe ini memiliki high volatile matter sehingga mudah terbakar sendiri (auto-ignition). Selama pengangkutan tipe ini akan berpengaruh pada peningkatan moisture content dan penurunan BTU content (kalori)
  3. Sub-bituminous, kadar moisture antara 15-30% dan jika kering tipe ini mudah sekali terbakar sendiri. Memiliki ash content yang lebih rendah dibandingkan lignite dan memiliki kadar sulfur yang cukup rendah. HHV berkisar antara 19306-26749 kJ/kg=4614.2-6393.1 kCal/kg
  4. Bituminous, fixed carbon berkisar antara 69-86% dan HHV pada rentang 24423-32564 kJ/kg=5837.1-7782.8 kCal/kg
  5. Anthracite, ini adalah tipe paling tinggi dari batubara (high rank coal), fixed carbon antara 86-98% dengan volatile matter yang rendah, moisture content sekitar 3% dan HHV sekitar 34890 kJ/kg=8338.7 kCal/kg. Kandungan sulfur sangat rendah sehingga bisa digunakan untuk clean flame dan masuk dalam kategori premium fuel
Kualitas batu bara di PLTU umumnya dibedakan menjadi 3 yaitu:
  1. Medium Caloric Value (5800 kCal/kg)
  2. Low Caloric Value (5100 kCal/kg)
  3. Low Rank Coal (4200 - 4800 kCal/kg)
Ada kalanya batu bara yang disimpan di coal yard akan terbakar sendiri dan fenomena ini sering dipermasalahkan dalam penyimpanan dan penanganan batu bara.  
Proses Coal Self Combustion of Low Rank Coal (≥35% Moisture):
  1. Mula-mula batubara akan menyerap oksigen dari udara secara perlahan-lahan dan kemudian temperature batubara akan naik, 
  2. Sebagai akibat temperatur naik, kecepatan batubara menyerap oksigen dari udara bertambah dan temperatur kemudian akan mencapai 100-140 oC,
  3. Setelah mencapai temperatur 140 oC, uap dan CO2 akan terbentuk.sampai temperatur 230 oC, 
  4. Isolasi CO2 akan berlanjut apabila temperatur telah berada diatas 350 oC, ini berarti batubara telah mencapai titik sulutnya dan akan cepat terbakar dengan sendirinya.
Coal Yard PLTU BL

Belt Conveyor Coal Yard

Referensi:
[1] The Babcock & Wilcox Company. Sources of Chemical Energy
[2] Understanding self ignition of coal
[3] Federal Institute For Material Research and Testing 
[4] Materi presentasi pembangkitan
[5] Catatan dan pengalaman pribadi bekerja di pembangkitan

Water Process dan Injeksi Kimia di PLTU

Diposting oleh On Friday, March 20, 2015

Pada pembangkit PLTU, air umpan boiler yang digunakan adalah air demineral (demineralized water) yang berasal dari air laut yang sudah dilakukan proses demineralisasi menggunakan sistem reverse - osmosis (RO) maupun multi effect destillation (MED). Air laut sendiri terkandung banyak mineral korosif dan penyebab kerak seperti Ca2+, Mg 2+, Cl-, dll. Untuk menghilangkan kandungan tersebut dilakukan pre-treatment khusus baik physical treatment (penggunaan alat) dan chemical treatment (injeksi kimia). Process flow diagram untuk water flow di PLTU seperti dibawah ini :

"In PLTU power plant, boiler feed water that used is demineralized water that it's from sea water which already done demineralization process using RO system or MED. Sea water has contain many corrosive mineral and cause slag likes Ca2+, Mg 2+, Cl-,etc. To remove that content done specially pre-treatment such as physical treatment (using equipment) and chemical treatment (chemical injection). Process flow diagram for water flow in steam power plant like below :"
BACA JUGA : Feed Water System PLTU

Air laut yang sudah dipisahkan padatan pengotor (suspended solid) di clarifier dan pengendapan di settling tank masuk ke demineralized water plant (RO system atau MED plant). Hasil dari demineralized plant adalah make up water yang ditampung di make up tank sebelum masuk ke boiler dilakukan physical treatment terlebih dahulu yaitu dilewatkan heater untuk menaikkan suhu air agar kerja deaerator lebih ringan. Air yang sudah masuk ke heater tertampung dengan tekanan rendah di low pressure heater (LPH) kemudian masuk ke boiler untuk dirubah fasenya menjadi uap. Uap yang dihasilkan masuk ke high pressure steam (HPS) dan masuk ke turbine untuk menggerakkan sudu-sudu sehingga poros berputar dan menggerakkan generator. Uap yang keluar dari turbine terbagi menjadi 2 yaitu intermediate pressure steam (IPS) dan low pressure steam (LPS). IPS dipanaskan lagi di HPH sedangkan LPS dirubah fasenya di condenser dan keluaran condenser masuk ke boiler kembali untuk melakukan sirkulasi seperti semula (siklus uap-air).

"Sea water that separated by solid impurities in the clarifier and settling in the settling tank enter inti demineralized water plant (RO system or MED plant). The result of demineralized plant is make up water that contained in the make up tank and before enter into boiler done first physical treatment. Make up water is pumped into heater to raise water temperature so deaerator perform is light. Water that enter into heater contained with low pressure in the LPH, here outflow divided into 2 such as enter into condensor to recycle and continue process into in the boiler to minimalizer suspended O2 content. From deaerator, water is pumped into HPH then enter into boiler to change phase became vapor. Vapor that resulted enter into HPS and enter into turbine to move blade so that center part move and rotate generator. Release vapor from turbine divided into 2 such as IPS and LPS. IPS is heated again in the HPH and LPS is changed phase in the condensor and out flow from condensor enter into make up tank to do circulation like first."
Ada berbagai zat kimia yang dipakai untuk menjaga kualitas air boiler seperti :

"There is many kind chemical used to keep quality boiler water likes :"
  • Sodium Hipoklorit (NaOCl) dan Pereaksian antara Asam Korida (HCl) + Sodium Chloride (NaO2Cl)
Diijnjeksikan di bak penampung air laut untuk melemahkan biota laut agar tidak terikut ke proses selanjutnya 

" Injected in the sea water pond to weak sea biota so not entrained into next process."
  • Poly Alumunium Chloride (PAC), Al2(SO4)3 (Tawas) dll
 Diinjeksikan di settling pond untuk membantu mempercepat pengendapan (coagulant)

"Injected in the settling pond to help quick coagulation."
  • Anti Scale ---> Na3PO4, Na2HPO4, NaOH
Diinjeksikan di demineralized water plant dan steam drum untuk mencegah karat yang bisa menyebabkan korosi pipa (tube). Selain itu juga bisa untuk menaikan pH air boiler (8,8 - 10,8), namun pH air juga tidak bisa dibuat terlalu tinggi (> 10,8) karena bisa menyebabkan korosi pH tinggi. Ini grafik untuk menentukan penggunaan phospate yang dilihat dari parameter suhu dan tekanan operasi boiler.

"Injected in the demineralized water plant and steam drum to prevent rust that cause pipe corrosion (tube). Besides that, can also to raise pH boiler water (8,8 - 10,8), but pH water also can not make too high (> 10,8) because can cause corrosion high pH. This is graphic to determine usage of phospate that looked from temperature and pressure parameter of boiler operation."
BACA JUGA : Chemical Injection PLTU & PLTGU
 

Contoh penggunaan grafik : 
Boiler beroperasi pada tekanan 600 psi, maka :
Dilihat di grafik kontrol area ada di warna biru (< 900 psi), maka saran phospate yang dipakai antara 30-60 ppm. Jika menginginkan pH pada suhu ruangan tinggal tarik koordinat Y (pH) ke kanan sampai menyentuh area operasi kemudian tarik ke bawah dan didapatkan penggunaan dosis phospate. Panah terbawah menunjukkan kontrol penggunaan berbagai phospate.

"Example usage of graphic :
 Boiler is operating at pressure 600 psi, so :
Looked in the graphic control area, there is blue color (< 900 psi), so recommended of phospate that used between 30 - 60 ppm. If  want pH at room temperature so pull coordinate Y (pH) into right until touch operation area then pull ino below and get usage phospate dozis.
Below archery sign control of usage any kind phospate." 
  • Oxygen Scavenger ---> Sodium Sulphite (Na2SO3), Sodium Bisulphite (NaHSO3) dan 
Hydrazine (N2H4) 
Diinjeksikan di deaerator untuk meminimalisir kandungan O2 terlarut

"Injected in the deaerator to remove / minimalizer suspended O2 content"
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2015). Water Process dan Injeksi Kimia di PLTU, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi: 
[1] Feriyanto, YE. (2016). Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website www.caesarvery.com, Silakan Hubungi DISINI