2. General system PLTU
Pada dasarnya, suatu unit pembangkit adalah kumpulan dari beberapa
system peralatan yang bekerja sedemikian rupa saling mendukung satu dengan
yang lain sehingga membentuk siklus uap yang di integrasikan kemudian
menghasilkan energy listrik. Sistem peralatan tadi harus dijalankan sesuai dengan
urutan sistem sistem dalam mengoperasikan PLTU.
Berikut adalah beberapa penjelasan mengenai sistem sistem pada PLTU
dikelompokan berdasarkan system peralatan yang ada di PLTU Ketapang.
3. General system and Layout PLTU
System
1. Coal handling
2. Ash Handling
3. Fuel System
4. WTP
5. WWTP
6. Cooling System
7. Boiler System
8. Turbine System
9. Compressed Air
4. Coal Handling System
Suatu mekanisme penanganan batu bara dimulai dari barge hingga
menuju ke dalam coal bunker.
Coal Handling process
Barge 3000DWT → Trucking → Weight bridge → Coal Sheet → Underground Hopper
(Vibrating feeder) → Coal Conveyor BC1→ Magnetic Separator → Vibrating Screen →
Crushing → Coal Conveyor BC2 → Magnetic detector → Sampling Coal → Belt scale →
Magnetic detector → Diverter Gate → Coal Conveyor BC3 → Tripper Conveyor (Plough)
→ Coal Bunker 1 → Coal Bunker 2
5. Ash Handling System
Suatu mekanisme penanganan abu panas dari boiler (bottom ash) dan juga abu
yang berupa fly ash (bottom of ESP, Economizer, Air Heater) hingga menuju ke Ash
Yard . Pengangkutan debu batu bara dilakukan melalui sistem perpipaan dibantu
dengan udara bertekanan
Bottom Ash Boiler
6. Water Treatment Plant
Water Treatment plant berfungsi untuk memproduksi semua kebutuhan air
bagi operasional PLTU. Pertama adalah demineralized water (demin water)
untuk mensuplai boiler dalam memproduksi uap penggerak turbin. Kedua
adalah raw water yang diperlukan untuk pendingin (cooling water) bagi
mesin-mesin PLTU dan untuk dipergunakan sebagai service water.
7. Waste Water Treatment Plant
Suatu mekanisme pengolahan air sisa dari WTP, power plant, coal yard, ash
yard, dll
8. Fuel HSD System
Suatu mekanisme transfer HSD, dari storage Tank di distribusikan menuju
sistem terkait seperti boiler burner, mobile equipment, EDG, Diesel pump dll
Fuel Truck strainer Unloading pump storage tank pump strainer
transfer pump another system Oil dispenser mobile equipment
9. Pembakaran pada boiler dan gas buangnya
Steam Drum
Economizer
CFB
Air Heater
ESP
SA Fan
Stack
PA Fan
Limestone
Bunker
Coal
Bunker
ID fan
Ash Handling
Fuel system HSD: Booster pump Burner (Fuel HSD + Air from primary air fan) 30% Load
Coal system: Coal Bunker Coal feeder(weight coal + crushing) limestone injection
(mixing coal + limestone) inlet burner boiler
Fresh Air: air filter primary air fan primary air heater air inlet bottom boiler hsd
fuel coal fuel coal feeder sealing cyclone
Secondary Air: air filter secondary fan secondary air heater inlet air nozzle boiler
10. Water system in CFB Boiler
Dari DM Water air masuk ke Boiler (Economizer)
melalui BFP (Boiler Feed Pump), dan langsung
dialirkan ke Steam Drum turun melalui
Downcomer dan masuk ke Waterwall, panas
yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar
diserap oleh pipa-pipa penguap/Waterwall
menjadi uap jenuh/, kemudian masuk ke Steam
Drum, di dalam Steam Drum air dan uap
dipisahkan
- Steam drum
Dari economizer, air kemudian disupply ke steam drum melalui pipa. Diawal proses, saat steam (uap air)
belum mencapai saturated steam, maka separator (pemisah) didalam steam drum akan melakukan bypass
dan membiarkan air turun ke tahap selanjutnya.
- Downcomer
Disini, downcomer yang berbentuk pipa mengalirkan air ke bagian terbawah dari sistem selanjutnya melalui
lower connecting pipes.
- Waterwall and bottom header
Air dari downcomer akan ditampung didalam bottom header yang kemudian karena sistem pembakaran
batu bara, oil dan limestone, perlahan-lahan akan berubah bentuk menjadi uap basah. Sesuai dengan
sifatnya, uap akan merambat keatas dengan sendirinya didalam water wall tube, sehingga uap air tersebut
ditampung didalam upper header (outlet header) pada bagian atas furnace
- Superheater
Disini terdapat beberapa kali backpass (umpan balik) steam dari low temperature superheater ke
medium temperature superheater lalu disupply ke steam drum, lalu kembali ke high temperature
superheater / final superheater.
11. Konfigurasi equipment dan fungsinya
Equipment Konf/Unit Deskripsi/fungsi
CFB Boiler 1 X 100% Circulate Fluidized Bed boiler merupakan boiler yang bekerja dengan
prinsip mensirkulasikan bed material dari furnace secara kontinu selama
proses pembakaran.
Economizer 1 X 100% Alat yang merupakan pemanas air terakhir sebelum masuk ke drum. Di
dalam economiser air menyerap panas gas buang yang keluar dari
superheater
Air Heater (P)
Air Heater (S)
1 X 100% Komponen ini merupakan ruangan pemanas yang digunakan
memanaskan udara luar shg udara lembab lbh sedikit masuk ke furnace.
ESP 1 X 100% yang menyerap 99.5 % dari abu terbang dan debu dengan sistem
Elektrode
ID Fan 2 X 50% Flue Gas dan Fly Ash hasil pembakaran dihisap dan dibuang ke atmosfir
melalui cerobong.
Stack 1 X 100% membuang udara sisa pembakaran
Secondary Fan 2 X 50% Berfungsi untuk menyuplai tambahan udara pembakaran sehingga
mengoptimalkan pembakaran
Primary Fan 2 X 50% Berfungsi untuk menyuplai udara pembakaran utama menuju ruang
bakar (furnace) (circulating of bed)di boiler, dkk
Coal Bunker 1 X 100% Berfungsi menyimpan batu bara yang akan digunakan pembakaran
Coal Feeder 3 X 50% Pemasokan batubara dari bunker ke burner dilakukan melalui coal
feeder dan coal pipe. Pengaturan dan pencatatan jumlah aliran
batubara dilakukan dengan coal feeder.
Limestone bunker 1 X 100% Berfungsi menyimpan limestone yang digunakan campuran pembakaran
12. Steam Drum Superheater
Steam drum adl alat yang digunakan untuk
menampung air yang dari economizer utk
dipanaskan dg metode siklus air natural
yakni air bersirkulasi akibat adanya
perbedaan berat jenis (sirkulasi alamiah)
dimana air yang temperaturnya lebih
rendah akan turun dan air yang
temperaturnya tinggi akan naik ke drum
sambil sambil melepaskan uapnya untuk
dipisahkan antara uap dan airnya pada
peralatan separator dan dryer
Superheater adalah suatu alat yg digunakan
utk memanaskan lanjut dari uap saturated
(Uap Jenuh) sampai dihasilkan uap kering
(Steam Super Heat). Tujuan?. Pada
umumnya susunan pemansa uap lanjut
dibuat bertingkat yakni Primary
Superheater, Secondary Superheater dan
Final Superheater. Superheater dapat
dibedakan menjadi 2 sesuai dengan posisi
pada furnace.
14. Fluid flow system in Turbine and BOP
MAKE UP
TANK
BFP
HP 1
CONDENSOR
LPH 1
CONDENSATE
PUMP
DEAERATOR
TURBIN
MSV
DRAIN
FLASH
STEAM
EJECTOR
COOLING
TOWER
15. Water system in Turbine Island
Electric Production
Uap panas dan bertekanan dari superheater
ditransferkan menuju main steam valve menuju sudu-sudu
turbin sehingga menghasilkan daya putar shg
memutar trubin. Poros turbin terkopel dengan
generator. Putaran poros generator menghasilkan
perbedaan induksi magnetis akibat adanya medan
eksitasi dari kumparan rotor generator. Perbedaan
induksi ini menghasilkan fluks magnet berubah-ubah,
munculah perbedaan yang besarnya potensial pada
kumparan stator yang menghasilkan energy listrik.
Fluid System in Turbine Island
Steam MSV Turbine First Extraction HP1 Boiler
Second Extraction Deaerator BFP HP1 Boiler
Third Extraction LP1 Deaerator BFP HP1 Boiler
Last Extraction Condensor Condensate pump LP1 Deaerator
16. Water filling in cycle
Didalam PLTU sistem Air Utama dibedakan menjadi 2 bagian
antara lain:
1) Air Pengisi
Air pengisi yaitu air yang digunakan untuk mengisi Steam
Drum yg berasal dari sirkulasi steam. Air pengisi terdiri dari:
• Condensat Water yaitu air condensasi dari uap bekas
yang telah dipakai untuk memutar turbine dan ditampung
di Hot Well dan dipompa oleh Condensate Pump melewati
Low Pressure Heater sampai dengan Deaerator.
• Feed Water Feed Water yaitu air pengisi yang dimulai
dari Deaerator Storage Tank dan dipompa oleh Boiler Feed
Pump melewati High Pressure Heater dan Economizer.
2) Air Penambah
Air Penambah yaitu air yang digunakan untuk mengisi steam
drum melalui kondensor jika levelnya kurang. Air pengisi ini
berasal dari service water yang dimurnikan di WTP, dengan
tujuan mengurangi kandungan TSS dari water tersebut antara
lain:
• Conductivity ≤ 1 μ/Cm
• Chlorida (Cl ) ≤ 100 ppb
• Ferro ( Fe ) ≤ 50 ppb
Air hasil pemurnian tersebut ditampung pada Make up water
tank sebagai feed pada hot well Condensor
Condensat Water
17. Konfigurasi equipment Turbine Island and BOP
Equipment Konf/Unit Deskripsi/fungsi
Staem Turbine 1 X 100%
MSV 1 X 100% mengalirkan uap tekanan tinggi masuk kedalam turbin. (Main Steam
Strainer,
High Pressure
Heater
1 X 100%
Deaerator + Make
Up Tank
1 X 100%
Low Pressure
Heater
1 X 100%
Kondensor 1 X 100%
Condensate Pump 2 X 100%
Steam Jet Ejector 2 X 100%
Water Jet Pump 2 X 100%
Boiler Feed Pump 3 X 50%
Drain Flash Tank 1 X 100%
Gland Seal Cond 1 X 100%
Lube Oil dan
Control Oil
1 Set Control Oil berfungsi untuk melumasi bantalan turbin, mengangkat
poros pada saat turning gear beroperasi dan mengontrol gerakkan Main
18. Major Equipment in Turbine Island....(1)
TURBINE
Turbin digunakan memutar generator dengan mengubah energi panas yang terkandung dalam
uap menjadi energi mekanik. Uap bertekanan dan temperatur tinggi diarahkan untuk
mendorong sudu-sudu turbin yang dipasang pada poros sehingga turbin berputar, akibat
melakukan kerja di turbin tekanan dan temperatur uap menjadi turun sehingga menjadi uap
basah yang kemudian dialirkan ke kondensor.
Sebelum turbin bekerja pastikan dulu sistem-sistem
yang mendukung system kerja turbin
sudah bekerja dengan baik. Ada beberapa
sistem pendukung seperti pendinginan,
pelumasan, serta membuat vaccum pada
kondensor, apabila salah satunya tidak
terpenuhi maka sistem kerja turbin tidak akan
bisa bekerja.
Stem Pendinginan
• Start make-up pump utk menyuplay air demin
• Start Close cooling water pump utk menyuplay
air sbg pendingin pd alat yg digunakan
• Ketika tekanan pd close cooling water sdh
mencapai , barulah udara yg dihasilkan
digunakan untuk menggerakan valve control
• Setelah itu cooling water pump di start untuk
menyuplaykan air sebagai pendingin utama
Sistem Pelumasan
• Star oil purifier utk membersihkan oli pelumas
• Start Vapour fan utk mengextract uap MOT
• Start MOP mengsirkulasi oli pd bearing turbin
• Start Jacking Pump utk mengangkat poros
turbin dan generator
• Kemudian start COP yang akan digunakan
untuk menggerakkan main stop valve (MSV)
dan main control valve (MCV)
19. Major Equipment in Turbine Island....(2)
Main Stop Valve (MSV)
Katup untuk mengalirkan uap tekanan tinggi
masuk kedalam turbin, serta untuk
menghentikan supply uap tekanan tinggi
tersebut pada saat turbin emergency trip
untuk Posisi normal dari Main Stop Valve
(MSV) pada saat operasi normal system kerja
turbin adalah open. MSV pada system turbin
PLTU Ketapang berjumlah satu buah tiap
unitnya, MSV akan menutup karena gaya atau
tekanan dari pegas (spring) yang dipasang
dibelakang MSV pada saat actuator menerima
perintah untuk menutup.
Turning Gear
Turning gear berfungsi untuk memutar poros
turbin pada saat start dan atau shut down agar
poros turbin tidak melengkung karena panas
yang tidak merata. Putaran turning gear pada
saat memutar poros kisaran 5 rpm.
20. Major Equipment in Turbine Island....(3)
Main Control Valve (MCV)
Sebelum masuk ke turbin uap tekanan
tinggi dari MSV terlebih dahulu
melewati main steam control valve.
Fungsi MCV mengatur jumlah dan
tekanan uap yang akan disupply masuk
ke dalam turbin, selain itu berfungsi
juga untuk menghentikan aliran uap
masuk ke turbin bila terjadi emergency
trip..
Bearing
Pada konstruksi turbin digunakan 3 buah
bearing yaitu 2 buah journal bearing yang
letaknya satu di depan turbin yang satunya
dibelakang turbin berfungsi untuk menahan
dan menumpu gaya aksial rotor dan 1 buah
thrusht bearing untuk menahan gaya aksial
rotor yang letaknya di bagian front pedestal.
22. Pre Commissioning
Precommissioning sebuah kegiatan sebelum dilaksanakannya commissioning test yang
bertujuan untuk memastikan bahwa individual equipment yang telah selesai dalam tahap
konstruksi dapat bekerja dengan baik sesuai standar yang ada.
Kegiatan pre-comm sendiri meliputi test individual equipment setelah tahapan
construction dinyatakan selesai oleh QA/QC. Dari segi mechanical precommissioning,
tahapan construction dinyatakan selesai setelah QA/QC mengeluarkan sertifikasi yg telah di
approve oleh pihak Owner, Consultant, Contractor and Sub-Contractor. Dari sisi pre
commissioning mechanical sendiri di bagi menjadi
1. Solo Run motor
2. Load test equipment
Sedangkan equipment sendiri di bagi menjadi:
1. Equipment LV dan MV < 0,4 kV
2. Equipment HV 6 kV
Sertifikasi yg di keluarkan QA/QC untuk memulai tahapan pre commissioning dibagi lagi
kedalam 3 disiplin ilmu yg mendukung equipment mechanical tersebut berjalan, disiplin
ilmu tersebut yaitu :
1. Mechanical certification
2. Electrical Certification
3. Instrument Certification
23. Boiler Hydrotest
Hydrostatic test harus dilakukan setelah
assembly pressure part boiler selesai. Yg perlu
di-hydrostatic (sering kita singkat hydrotest)
adalah Pressure Part nya saja spt Pipa, Header,
Drum. Sedangkan Valve, strainer dll tdk perlu.
Hydrotest jg dilakukan sebelum pemasangan
insulation atau rockwoll. Besarnya P Hydro =
1.5 x P design (Asme Sec I PG 99.1)
Tujuan Hydrotest bukan hanya untuk melihat
kebocoran welding, tetapi juga kebocoran pada
material itu sendiri saat material itu dibuat di
mill.
Berikut ini adalah inti dari procedur pekerjaan hydrotest
• Hydro test preparation
• Hydrotest Execution
• Limit of Test Pressure
• Inspection During Hydrotest
• Pressure Release
• Record
• Post Hydrotest
Pengujian dilanjutkan sertifikasi safety valve
superheater dan upper drum oleh pejabat
dinas tenaga kerja.
24. Boiler Chemical Cleaning
The purpose is to clear all impurities from inner surface of the
boiler water/steam pipeline, such as metal debris, oxide,
grease, oil, dust, and metal oxide produced on inner surface
during equipment manufacture and installation, and to ensure
the water & steam quality of boiler water during operation and
to apply a foundation to generate protective coating of Fe3 O4
that can prevent further corrosion of inner surface at inner
boiler heating surface
Pre-commissioning procedure
• Necessary precondition
check
• Check chemicals for boiler
chemical cleaning
• Demineralized water
quantity for boiler
chemical cleaning
Trial operation
• Boiler water flush
• Alkali cleaning
• Water flushing after alkali
cleaning
• Boiler acid cleaning
• Flush after acid cleaning
• Rinsing and passivation
• Requirements of the
concerned laboratory tests
• Works after chemical
cleaning
• Chemical cleaning waste
treatment
25. First Coal Firing
Yakni suatu mekanisme tahapan commissioning dari beberapa sub sistem
terutama pada boiler island (Meliputi sistem WTP, Cooling System, Coal Handling
System, Fuel oil System, Ash Handling System, Flue Gas System, dll) yakni yang
ditujukkan untuk menguji secara sub system bahwa sistem tersebut layak operasi.
Mekanisme First Coal Firing:
26. Steam Blow
Steam blow adalah proses pembersihan
pemipaan pada siklus uap dengan
menggunakan energi kinetik dari uap yang
dihasilkan pemompaan boiler feed pump
(BFP) dan pembakaran di bolier.
Tujuan dari proses steam blow adalah
membersihkan semua partikel sisa seperti
pasir, batu, partikel besi dan metal lain, slag
pengelasan, dan juga scaling pada
permukaan dalam pipa yang tertinggal di
superheater dan pipa uap lainnya selama
proses pekerjaan konstruksi
Steam Blow yang dilakukan dibagi menjadi tiga tahap yaitu :
•1. Tahap pertama main steam system Steam Blow
Jalur uap melalui : drum → superheater → main steam pipe → boiler main steam valve → main
steam pipe → temporary blow steam control valve → temporary exhaust steam pipe.
•2. Tahap kedua desuperheater water piping system steam blow (temporary pipe disambung
setelah desuperheater water pipe motor driven valve)
Jalur uap melalui : drum → superheater → desuperheater pipe → temporary pipe
•3. Tahap ketiga pipa turbine bypass system
Jalur uap : drum → main steam pipe → main steam bypass pipe → temporary exhaust steam pipe.
27. Oil Flushing
Tujuan utama dari oil flushing adalah untuk membersihkan pipa, tubing, serta
equipment terutama hydraulic line, dari kontaminasai partikel padat yang tertinggal di
dalamnya. Debu, Gasket dan serbuk besi sisa pengelasan yang mungkin tertinggal di dalam
hydraulic line. Cleaning yang disebut yaitu mengalirkan oli ke dalam sistem dan oli keluar dari
sistem diukur ada berapa banyak solid contaminentnya. Solid contaminent dapat dilihat oleh
mata telanjang ketika lebih besar dari 40 mikrometer, padahal partikel sebesar 3 – 25
mikrometer pun apabila tertinggal di dalam sistem akan secara signifikan mempengaruhi
performa hydraulic system.
Fluida hasil flushing kemudian di test dengan particle counter / analyzer yang
digunakan untuk menghitung berapa jumlah partikel dalam 100 ml fluida atau oil tersebut.
Hasilnya kita cocokkan dengan standard cleaning yang ada seperti NAS, ISO, dan BS
Equipment yang
memerlukan tahapan oil
flushing:
• Turbine (jacking, oil
cooler, pump oil,
bearing Turbine, DEH,
etc)
• BFP (Boiler Feed
Pump)
29. Condenser system
Setelah selesai memutar turbine, uap
dibuang ke condenser. Di dalam condenser uap
tersebut diubah menjadi air untuk dipompakan
kembali ke dalam boiler.
Condenser memerlukan air pendingin
untk mengubah uap menjadi air. PLTU Ketapang
mempergunakan cooling tower untuk
mendinginkan air condenser yang diputar terus
menerus dalam sistem.
Condenser system terdiri dari beberapa peralatan utama, yaitu condenser itu sendiri,
condenser tube cleaning system, condenser vaccum system dan condensate pump.
Condenser vaccum system berfungsi untuk menjaga agar tekanan di dalam condenser
selalu lebih kecil dari tekanan atmosfer. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan plant
efficiency dari PLTU. Air tersebut dipompa kembali masuk ke boiler untuk diproses menjadi
superheated steam yang siap memutar turbin.
Jadi di sini terjadi closed-loop system. Air dan uap diolah terus menerus dalam
sistem tertutup untuk menggerakkan turbin uap (steam turbine). Meskipun demikian tetap
ada air atau uap yang hilang sebagai system loses dalam proses tersebut. Maka selama
PLTU beroperasi selalu diperlukan penambahan demin water baru secara kontinyu.
30. Steam blowing dilakukan pada posisi tekanan kerja operasional di mana ujung pipa
steam-line dibuka ke udara bebas/atmosfer. Bagian ujung pipa diikat dengan kuat untuk
mengantisipasi efek reaksi nozel ketika dilakukan steam blowing. Main stop valve dibuka
penuh dengan cepat dan ditutup dengan cepat pula, kurang dari 60 detik. Pada
prinsipnya level air di dalam upper drum tidak low-low level, boiler feedwater pump
masih sanggup melayani. Pada posisi tekanan 30 barg, durasi flushing kurang dari 60
detik, posisi akhir tekanan boiler setelah main stop valve ditutup adalah berkisar di 20
barg. Semburan uap air kecepatan tinggi dan thermal/pressure shock sangat efektif
membuang kotoran pada jalur perpipaan. Pada sistem boiler semi-automatic, proses
steam blowing tergolong pekerjaan berat
Parameter keberhasilan steam blowing dipantau dari kondisi pelat target (target plate).
Material pelat target bisa dari lembaran pelat aluminium, tembaga, atau stainless steel
yang dipoles. Boiler tekanan 20 barg bisa memakai lembaran pelat aluminium 0,4 mm.
Boiler tekanan 30 barg disarankan memakai pelat aluminium 0,8 mm. Untuk boiler
bertekanan lebih tinggi lagi bisa memakai pelat stainless steel yang dipoles
permukaannya. Setiap kali steam blowing, dicek pelat target, kondisi permukaannya.
Sebanyak apa tumbukan benda padat yang menimpanya dan juga ukuran diameter
tumbukan. Steam blowing selesai apabila pada pelat target tidak ada bekas tumbukan
lebih dari diameter 0,8 mm dan bekas tumbukan berdiameter lebih dari 0,2 mm
maksimal 8 titik
31. SAMPAH MATERI An air preheater (APH) is a general term to
describe any device designed to heat air before
another process (for example, combustion in a
boiler) with the primary objective of increasing
the thermal efficiency of the process. They
may be used alone or to replace a recuperative
heat system or to replace a steam coil.
The purpose of the air preheater is to recover the heat from the boiler flue gas which
increases the thermal efficiency of the boiler by reducing the useful heat lost in the
flue gas. As a consequence, the flue gases are also conveyed to the flue gas stack (or
chimney) at a lower temperature, allowing simplified design of the conveyance system
and the flue gas stack. It also allows control over the temperature of gases leaving the
stack (to meet emissions regulations, for example).
