Komponen utama Turbin Uap

Turbin uap

Karena siklus PLTGU merupakan gabungan antara siklus PLTG dengan PLTU, maka komponen utama turbin uap PLTGU adalah PLTU beserta sistem dan peralatan bantunya (turbin uap). Bagian PLTU pada siklus PLTGU tersebut, antara lain :

Turbin

Turbin uap adalah penggerak mula (prime mover) yang mengubah energi panas dalam uap menjadi energi mekanis berupa putaran poros turbin. Selanjutnya poros turbin dikopel dengan mekanisme yang digerakkan, misalnya dengan poros generator untuk menghasilkan energi listrik. Selain sebagai penggerak generator listrik, turbin uap dapat juga digunakan untuk memutar pompa, transportasi dan sebagainya.

Uap untuk memutar turbin dapat diperoleh dari uap panas bumi, boiler berbahan bakar fosil, boiler nuklir atau panas buangan (waste heat) PLTG.

Pompa Air Pengisi turbin uap

Fungsi pompa air pengisi adalah untuk menciptakan tekanan pada air pengisi dan mengalirkannya ke boiler HRSG. Jenis pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal, dengan tekanan stabil pada aliran yang berubah naik turun. Pompa air pengisi digerakkan oleh motor listrik melalui kopling hidrolik pengatur putaran (variable speed hydraulic coupling).

Pada umumnya tersedia tiga unit pompa pada sistem air pengisi BFP pada satu unit blok PLTGU, masing-masing dengan kapasitas 65% dari kebutuhan blok. Pada saat start-up hingga 50% beban kapasitas blok, cukup hanya satu unit pompa air pengisi yang beroperasi, dua unit pompa lainnya stand-by. Sedangkan bila beban blok PLTGU telah lebih dari 50% hingga maksimum, maka dua unit pompa air pengisi yang harus beroperasi,satu unit pompa lainnya stand-by.

Sistem pompa air pengisi beroperasi secara otomatis dengan DCS, tetapi dapat juga dioperasikan secara manual dari Control Room maupun dari lokal. Sistem pompa air pengisi dilengkapi alat bantu seperti sistem pelumasan, sistem pendingin, sistem pengaman proteksi dan interlok, serta peralatan control dan instrumentasi.

Setiap pompa dilengkapi dengan saluran dan katup sirkulasi. Ketika pompa beroperasi dengan kapasitas aliran beban rendah, maka sebagian besar tenaga daya yang yang butuhkan pompa akan dirubah menjadi panas yang menaikkan suhu air pengisi. Aliran sirkulasi akan mencegah air didalam pompa menjadi terlalu panas hingga menguap dan menyebabkan kapitasi yang akan merusak impleller pompa. Pipa saluran sirkulasi menghubungkan sisi keluar (discharge) pompa sebelum katup cek (check valve) kembali ke sisi masuk (suction) pompa, dilengkapi dengan katup kontrol sirkulasi untuk mempertahankan aliran minimum pompa, dan dua katup isolasi sebelum dan sesudah katup kontrol sirkulasi.

Kondensor

Kondensor adalah peralatan untuk merubah uap menjadi air. Proses perubahan nya dilakukan dengan cara mengalirkan uap kedalam suatu ruangan yang berisi pipa-pipa (tubes). Uap mengalir diluar pipa-pipa sedangkan air sebagai pendingin mengalir didalam pipa-pipa. Kondensor seperti ini disebut surface (tubes) condenser. Sebagai pendingin digunakan air sungai atau air laut.

Proses perubahan uap menjadi air terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi vakum. Karena temperatur air pendingin sama dengan temperatur udara luar, maka temperatur air kondensatnya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.

Deaerator

Deaerator berfungsi untuk menghilangkan oksigen dan gas yang terlarut dari air pengisi. Jenis yang digunakan adalah jenis semprot (spray type).

Deaerasi awal (pre-deaeration) dilakukan dengan alat penyemprotan (spraying device). Pada setiap kondisi operasi, penyemprot menjamin pemanasan air kondensat hingga suhu jenuh (saturation) dan permukaan yang cukup luas untuk perpindahan masa. Karena secara praktis, kelarutan oksigen didalam air pada suhu jenuh adalah nol, sehingga oksigen yang terbawa dalam tetesan air akan terlepas dan berada bersama uap disekelilingnya. Karena uap mengkondensasi pada air, maka konsentrasi oksigen di daerah sekitar penyemprot menjadi naik sehingga memungkinkan membuang (vent out) sejumlah uap yang konsentrasi oksigennya relatif tinggi.

Prinsip operasi deaerator didasarkan pada deaerasi fisikal yang terjadi pada dua tahap, yaitu:

• Deaerasi awal (pre-deaeration) dimana air pengisi disemprotkan pada satu sisi ruang uap (area 1)

• Deaerasi akhir (final-deaeration) dalam tangki air dimana uap dikenakan langsung ke air yang akan di-deaerasi (area 2).

Gb 1. Daerator

Deaerasi akhir (final-deaeration) terjadi dengan cara menyuntikkan uap kedalam air pada tangki. Tergantung pada kondisi uap, suhu dan tekanan air, campuran uap/air dapat digunakan untuk deaerasi. Alat penyuntik uap yang dirancang dengan tepat, dengan memperhitungkan hidro-dinamik didalam tangki untuk mendapatkan kontak langsung yang baik antara uap dan air akan memungkinkan oksigen berpindah keluar dari air dan terbawa kedalam uap.

• Membuang oksigen (O2  Removal) Membuang oksigen adalah alasan utama pendeaerasian air pengisi, dan paling ekonomis dilakukan secara mekanikal daripada menggunakan bahan kimia walaupun dengan kimia lebih sempurna. Seperti telah diketahui bahwa, oksigen terlarut 10 kali lebih korosif dari pada karbon dioksida, terutama pada suhu lebih tinggi. Misalnya, air dua setengah kali lebih korosif pada suhu 90°C dari pada suhu 60°C.

• Membuang  Karbon Dioksida (Carbon Dioxide Removal) Jika karbon dioksida ada bersama oksigen, kedua gas ini beraksi bersama-sama menjadi 40% lebih korosif dari pada bila beraksi sendiri-sendiri. Ferrous hydroxide adalah senyawa alkaline, dan laju kelarutannya tergantung pada pH airnya. Semakin rendah pH airnya, semakin cepat kelarutan ferrous hydroxide. Air kondensat yang mengandungi karbon dioksida akan membentuk asam karbonik (carbonic acid): CO₂ + H₂O = H₂CO_3.

Karbon dioksida menyebabkan korosi pada saluran uap yang ditandai dengan penipisan pipa atau alur-alur (grooving) dibagian bawah pipa. Susunan HRSG dan alat bantunya harus dirancang agar dapat menyerap panas gas buang (exhaust gas) dari turbin gas seoptimal mungkin sehingga dapat menghasilkan uap dengan tekanan dan temperatur yang diperlukan untuk memutar turbin uap.