Trending Topik

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

Macam-Macam Boiler PLTU

Diposting oleh On Thursday, March 19, 2015

Boiler adalah alat untuk membangkitkan uap dari pendidihan cairan (air). Di dalam sistem pembangkit, boiler mempunyai peranan vital yaitu sebagai penyuplai tenaga penggerak turbine. Boiler sendiri terdiri dari beberapa sistem yang nantinya disini disebut boiler system.

Macam-Macam Boiler PLTU:
  • Pulverizer Fuel (PF) Boiler
Gambar 1. Skematik PF Boiler
Kelebihan dari PF Boiler:
  1. Energi panas yang dibangkitkan adalah yang terbesar dari semua tipe boiler
  2. Pemeliharaan mudah karena sebagian peralatan ada di luar furnace
  3. Diterapkan disebagian pembangkit di Jawa
  4. Untuk menghasilkan daya yang besar >600 MW 
  5. Cepat dalam manuver perubahan load
  6. Membutuhkan udara yang lebih sedikit
  7. Efisiensi pembangkit paling bagus
 Kekurangan dari PF Boiler:
  1. Masalah lingkungan karena emisi gas buang
  2. Sedikit boros bahan bakar
  3. Membutuhkan coal dengan spesifikasi khusus (medium & high rank coal)
  4. Coal size harus sesuai standar desain boiler
  5. Biaya instalasi yang cukup mahal
  6. Penggunaan listrik yang cukup besar terutama untuk peralatan bantunya pulverizer/crusher

Prosesnya seperti dibawah ini:
Demin water hasil dari water treatment system (WTP) dilakukan pre-treatment terlebih dahulu yaitu dipanaskan di unit yang diberi nama low pressure heater (LPH) dan high pressure heater (HPH). Steam yang digunakan di LPH & HPH sebagai pemanas berasal dari suntikan dari turbine (disebut extraction steam). Pre-treatment kemudian berlanjut lagi di economyzer boiler yang memanfaatkan gas buang sisa pembakaran (flue gas) sehingga siklus panas di PLTU benar-benar efisien.Tujuan pemanasan awal adalah agar efisien boiler meningkat karena untuk mencapai titik didih tidak memerlukan lagi panas yang cukup tinggi.
Pembakaran bahan bakar terjadi di area furnace boiler dan umumnya menggunakan bahan bakar jenis batubara yang ditampung di coal silo dan secara gravitasi turun ke pulverizer untuk di-adjust size-nya agar pembakaran batubara bisa lebih sempurna dan merata. Hasil dari pulverizer diarahkan menuju kedalam furnace menggunakan mechanical screw atau dihembuskan oleh exhauster fan. Sebelum batubara dimasukkan, pembakaran di furnace boiler sudah terjadi terlebih dahulu pembakaran awal menggunakan solar HSD ketika awal start. Setelah panas dirasakan sudah cukup maka batubara dimasukkan sehingga api akan terus-menerus menyala dan solar HSD bisa dihentikan.
  • Circulating Fluidized Bed (CFB) Boiler
 
Gambar 2. Boiler CFB PLTU

Proses kerja CFB Boiler:
Cara kerja CFB boiler memiliki kemiripan seperti di PF boiler namun untuk efisiensi ditambahkan cyclone separator untuk recycle pasir dan batubara yang tidak terbakar. CFB boiler didesain untuk batubara berkadar rendah (low rank coal-LRC) sampai tinggi, ketika penggunaan LRC maka banyak kandungan unburned carbon yang membutuhkan pemanasan yang siklus terus-menerus agar bisa terbakar habis. Alasan inilah penambahan cyclone separator pada desainnya. Sistem CFB boiler adalah batu bara akan melayang-layang dengan penambahan pasir sebagai distribusi panas (saat start pembakaran menggunakan minyak HSD kemudian batu bara diumpankan dan setelah terbakar, minyak dihentikan dan pasir dimasukkan), karena pasir memiliki titik leleh yang tinggi maka saat batu bara sudah habis terbakar maka panas masih tersimpan di pasir dan tersambung ke batubara baru yang diumpankan.

Kelebihan CFB Boiler:
  1. Irit bahan bakar
  2. Efisien energi
  3. Ramah lingkungan (karena SO2 terserap oleh limestone & rendah emisi NO2 ), ketika tidak menggunakan umpan limestone maka dengan kondisi idealnya low rank coal sudah mengandung senyawa limestone yang cukup besar sehingga alasan inilah emisi gas buang yang dihasilkan CFB lebih baik dari PF
  4. Tidak ada kerak yang tersisa
  5. Laju korosi rendah 
  6. Hemat karena menggunakan batu bara low rank 
Kekurangan CFB Boiler:
  1. Mahal karena peralatannya besar dan banyak
  2. Masalah pemeliharaan
  3. Kebutuhan udara adalah yang terbesar dari semua tipe boiler
  4. Kadar carbon sisa (unburned carbon) adalah yang terbesar
  • Stoker Boiler 

Gambar 3. Skematik Stoker Boiler
Proses kerja:
Cara kerja mirip panggangan sate, batu bara ditaruh di chain grate/travelling grate (rak besi berjalan) yang berjalan sangat pelan berputar sambil membawa batu bara (jadi awal chain grate batu bara masih utuh dan di akhir chain grate batu bara sudah menjadi abu), abu akan terbuang ke bak penampung ketika chain grate sudah berjalan sampai batas akhir dan siap untuk siklus ulang.

Kelebihan Stoker Boiler:
  1. Irit bahan bakar
  2. Naik-turun beban dengan cepat dan sedikit masalah
  3. Bahan bakar bisa menggunakan apa saja yang penting terbakar
  4. Area sempit bisa dipakai
  5. Murah dalam isntalasi
  6. Bisa diguanakan untuk daya yang minim <1 MW
  7. Maintenance sederhana
  8. Ash yang dihasilkan minim
Kekurangan Stoker Boiler:
  1. Keterbatasan steam yang dibangkitkan 
  2. Hanya untuk pembangkit berdaya kecil
  3. Menghasilkan efisiensi paling rendah dari semua tipe boiler
  4. Permasalahan pada coal size (terlalu kecil tidak bisa dibakar)
  5. Permasalahan overheating pada travelling grate karena sisipan bahan bakar
Tabel 1. Perbandingan Boiler Tipe PF & CFB
 
Dikutip dari Basu (2015) sebagai berikut:

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2015). Macam-Macam 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] Woodruff, E.,Lammers, H., dan Lammers, T. (2000). Steam Plant Operation, Eighth Edition Handbook
[3] Basu, P. (2015). Circulating Fluidized Bed Boiler, Design Operation and Maintenance. Canada

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