PLTU menggunakan uap air untuk memutar turbin dan menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik. Komponen utamanya termasuk ketel uap, turbin, dan generator. Ketel uap memproduksi uap dari air, turbin mengubah energi uap menjadi energi mekanik, dan generator mengubah energi mekanik menjadi listrik.

1. PUSAT LISTRIK
TENAGA UAP

2. BAGIAN-BAGIAN UTAMA PUSAT
LISTRIK TANAGA UAP (PLTU)
 PLTU adalah pembangkit tenaga listrik yang
mempergunakan energi kinetik uap air untuk menggerakan
turbin. Kemudian turbin dikopel dengan poros generator,
maka akan dibangkitkan energi/tenaga listrik.
Komponen utama pada system PLTU adalah :
 ketel uap yang merupakan pembuat uap
 turbin uap yang merupakan penggerak utama
 alternator/generator, pembangkit tanaga listrik
 super heater, pemanas uap lanjut
 ekonomiser, pemanas pendahuluan air
 kondensor, pendingin uap

3. KETEL UAP
 Ketel uap berfungsi sebagai tempat untuk
menghasilkan uap, energi kinetiknya digunakan
untuk memutar turbin. Uap yang dihasilkan
mempunyai suhu dan tekanan tertentu
sedemikian hingga dapat beroperasi seefesien
mungkin. Biasanya ada perbedaan temperature
untuk unit daya rendah dan untuk unit daya
tinggi, missal : 125○ C (daya rendah) dan 650○ C
(daya tinggi).

4. TURBIN
 Turbin merupakan mesin penggerak, di mana energi fluida
kerja dipergunakan langsung untuk memutarnya. Dengan
adanya energi kinetis uap yang digunakan langsung untuk
memutar turbin, maka dapat dikatakan juga disini, bahwa
kemajuan teknologi turbin banyak dipengaruhi oleh kondisi
uap yang dihasilkan. Tujuan yang ingin dicapai oleh
teknologi turbin adalah mengambil manfaat sebesar-
besarnya dari energi fluida kerja yang tersedia,
mengubahnya menjadi energi mekanis dengan efesiensi
maksimum.
 Turbin uap dapat merupakan turbin impuls atau turbin
reaksi. Turbin impuls adalah turbin di mana proses
ekspansi (penurunan tekanan) dari fluida kerjanya hanya
terjadi di dalam baris sudu-sudu tetapnya saja.

5. TURBIN
 Sedangkan turbin reaksi adalah turbin di mana proses
ekspansi dari fluida kerjanya terjadi di dalam baris sudu-
sudu tetap maupun sudu-sudu geraknya.
 Turbin impuls dapat merupakan impuls sederhana
(bertingkat tunggal), turbin impuls kecepatan bertingkat
(turbin Curtis) dan turbin impuls tekanan bertingkat (turbin
Rateau).
 Sedangkan di dalam turbin reaksi proses ekspansi
(penurunan tekanan) terjadi baik di dalam baris-baris sudu
tetap maupun sudu geraknya. Turbin reaksi juga dinamai
Parsons.

6. GENERATOR
 Generator merupakan mesin pembangkit tenaga listrik
yang energi mekanisnya diperoleh dari gerak rotasi turbin

7. PLTU 250 MVA di Semarang

10. TURBIN UAP

11. PLTU 10 MVA

13. TIPE PEMBANGKITAN PLTU
 Ada dua system dalam pembangkitan tenaga
listrik, yaitu :
 system tertutup
 Sistem terbuka
 Pada PLTU tanpa kondensasi, uap yang keluar
dari turbin mempunyai tekanan lebih besar dari
tekanan atmosfir. Uap ini dapat digunakan untuk
memanasi air yang akan masuk ketel atau untuk
proses-proses industri lain.

14. Sistem Terbuka

15. Sistem Tertutup

16. Ekonomiser

17. Overder Interdek
Intertube Interbank
TIPE-TIPE PEMANAS

18. TURBIN UAP
1. BANTALAN MOTOR 4. KATUB TURBIN 7. ROTOR GENERATOR
2. MOTOR TURBIN 5. JALAN KELUAR UAP 8. STATOR GENERATOR
3. RUMAH TURBIN 6. UAP KE KOMPRESOR 9. PENGUAT GENERATOR

19.  Pada PLTU dengan kondensasi, uap yang keluar dari turbin
masuk ke dalam kondensor, uap ini dikondensasikan,
sehingga menghasilkan air. Air ini disebut air kondensat.
Tekanan dalam kondensor lebih kecil dari tekanan atmosfir
(tekanan dalam kondensor dikurangi oleh pompa vakum).
 Keuntungan utama dari system dengan kondensasi adalah
penambahan energi yang dapat diambil per kilogram uap
dan daya yang lebih besar dapat dibangkitkan oleh turbin
tersebut, jika dibandingkan dengan system tanpa
kondensasi. Bahan bakar yang digunakan pada PLTU ada
dua macam, yaitu batubara dan residu.

20. PRINSIP KERJA PLTU
 Adapun cara kerja/prinsip kerja PLTU adalah berdasarkan
siklus Rankine. Siklus Rankine terdiri dari beberapa proses
sebagai berikut :
 Proses pemompaan isentropik, di dalam pompa
 Proses pemasukan kalor atau pemanasan pada
tekanan konstan, di dalam ketel
 Proses ekspansi isentropik di dalam turbin atau
mesin uap lainnya
 Proses pengeluaran kalor atau pengembunan pada
tekanan kosntan, di dalam kondensator

21. Secara sederhana prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :
 Air masuk ke sistem destilasi (proses pemurnian) menjadi
air suling, kemudian ke pompa masuk ke tangki air
(reservoir). Kemudian melalui demineraliser, di mana
terjadi pemisahan mineral-mineral, air dimasukkan ke
dalam tangki berikutnya. Temperatur iar di sini sekitar 34○
C. Melalui ekonomiser air ditingkatkan suhunya, kemudian
ke pemanas tekanan rendah ke pemanas tekanan tinggi,
sampai suhu 70○ C. Pemanasan ini perlu dilakukan untuk
menghindari adanya tekanan termal (perubahan suhu
mendadak) yang akan merusak tabung boiler. Sesudah
melalui pemanasan ini, air dialirkan ke boiler untuk
diuapkan. Selanjutnya ke pemanas lanjut primer dan
pemanas lanjut sekunder mengalir menggerakkan turbin.

22. Dalam kenyataannya siklus sistem turbin uap menyimpang dari
siklus Rankine, hal ini disebabkan beberapa faktor, yaitu :
 Kerugian dalam pipa/saluran fluida kerja, yaitu kerugian
gesekan dan kerugian kalor ke atmosfer sekitarnya,
menyebabkan tekanan dan temperatur uap masuk turbin
menjadi lebih rendah dari pada keadaan yang ideal.
 Di dalam ketel uapnya sendiri juga terjadi kerugian tekanan,
dengan demikian, maka air masuk ke dalam ketel harus
bertekanan lebih tinggi daripada tekanan uap yang harus
dihasilkan, sehingga diperlukan kerja pompa yang lebih besar
pula.
 Kerugian energi di dalam turbin terutama terjadi karena
adanya gesekan antara fluida kerja dan bagian-bagian dari
turbin
 Kerugian yang dialami oleh pompa-pompa
 Kerugian lain-lain diantaranya kerugian kerugian kalor ke
atmosfer dan kerugian di dalam kondensator

23.  Salah satu usaha untuk meningkatkan efesiensi turbin adalah
dengan jalan menaikkan tekanan uap dan pemanasan ulang.
Dengan pemanasanulang bukan saja diperoleh efesiensi yang
lebih baik, tetapi juga untuk menghindari uap keluar turbin
dengan kadar air yang terlampau tinggi. Dengan pemanasan
ulang, turbin dibagi menjadi dua bagian, yaitu : turbin tekanan
tinggi dan turbin tekanan rendah. Uap yang keluar dari turbin
tekanan tinggi dipanaskan kembali dalam ketel, kemudian masuk
dalam turbin tekanan rendah. Tipe ini dapat dibedakan atas
pemakaian bahan bakarnya, yaitu minyak, batu bara dan gas.
 Perbedaan penggunaan bahan bakar ini menyebabkan perbedaab
instalasi sistem proses pembakaran untuk mendapatkan kalor
panas; selain itu perbedaan lainnya adalah bahwa PLTU batu bara
memerlukan halaman untuk penampungan batu bara, pengopak
dan pengakut minyak, sedangkan PLTU gas juga memerlukan
peralatan ini.

24. Siklus Rankine Dengan Pemanasan Ulang

25. Diagram P-V Siklus Rankine

26. Diagram TS Siklus Rankine

27. Diagram HS Siklus Rankine