SIKLUS RANKINE PLTU

Siklus Rankine adalah siklus pengubahan panas menjadi kerja. Panas disuplai dari luar menuju siklus aliran tertutup dan biasanya menggunakan air sebagai fluida kerja (fluida yang dipanaskan / didinginkan). Siklus ini menghasilkan 80% dari seluruh energi listrik yang dihasilkan di seluruh dunia. Siklus ini dinamai untuk mengenang ilmuwan Skotlandia, William John Maqcuorn Rankine.
Siklus Rankine adalah model operasi mesin uap yang secara umum digunakan di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Sumber panas untuk siklus Rankine dapat berasal dari batu bara, gas alam, minyak bumi, nuklir, bio masa dan panas matahari.

Empat Proses dalam siklus Rankine

Proses 1-2: Fluida kerja (misalnya air) dipompa dari tekanan rendah menjadi tekanan tinggi. Pada tahap ini fluida kerja berfase cair sehingga hanga membutuhkan energi yang relatif kecil untuk proses pemompaan.
Proses 2-3: Air bertekanan tinggi memasuki boiler untuk dipanaskan. Di sini air berubah fase menjadi uap jenuh. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan.
Proses 3-4: Uap jenuh berekspansi pada turbin sehingga menghasilkan kerja berupa putaran turbin. Proses ini menyebabkan penurunan temperature dan tekanan uap, sehingga pada sudu turbin tingkat akhir kondensasi titik air mulai terjadi.
Proses 4-1: Uap basah memasuki kondensor dan didinginkan sehingga semua uap berubah menjadi fase cair. Air dipompakan kembali (Proses 1-2)
Besarnya kerja dibutuhkan pompa, panas yang diberikan boiler, kerja yang dihasilkan turbin dan panas yang dibuang pada kondensor dapat diperhitungkan dengan bantuan table Enthalpy-entropy air-uap air.

Contoh T-s diagram Siklus Rankine

 

Variabel
dot{Q}Laju perpindahan panas (energi per satuan waktu)
dot{m}Laju masa (masa per satuan waktu)
dot{W}Kerja mekanik (energi per satuan waktu)
ηtherm Efisiensi thermodinamik proses (kerja neto dibagi panas yang masuk)
ηpump,ηturb Efisiensi Isentropic kompresi (pada pompa) dan ekspansi (pada turbin)
h1,h2,h3,h4 Entalpi spesifik titik tertentu pada T-S diagram
h4s Entalpi spesifik pada turbin isentropik
p1,p2 Tekanan

Selengkapnya...

SIKLUS PLTU PERAK

Sistem Air Pendingin

Air laut, sebelum masuk ke bak Water Intake (1), melalui bar screen dan terlebih dahulu disemprot dengan larutan Chlorine dari Chloropac yang untuk melemahkan binatang-binatang laut. Melalui travelling screen (berfungsi sebagai pembersih kotoran yang mungkin terbawa masuk ke dalam bak penampungan), air dipompa
oleh CWP (2) yang berada di Water Intake– melalui Pressure Tunnel (3) menuju Condenser (4)–untuk mendinginkan uap bekas melalui pipapipa masuk/keluar Kondensor dan selanjutnya dibuang lagi ke laut melalui outlet tunnel (5).

Sistem Air dan Uap
Air kondensat dari Condenser (4) dipompa oleh Condensate Pump (6)–melalui Low Pressure Heater I (7) dan Low Pressure Heater II (8) guna menaikkan temperatur air kondensat yang menuju ke Deaerator (9)–untuk proses pembuangan O2 yang terkandung dalam air kondensat, dengan sistem penyemprotan uap yang diambil dari Extraction Steam Turbin.
Boiler Feed Pump (10) berfungsi memompa air dari Deaerator, melalui High Pressure Heater I (11) dan High Pressure Heater II (12),untuk menaikkan temperatur air Feed Pump menuju Steam Drum (13). Dari sini, air lalu didistribusikan ke seluruh pipa Water Wall (14) untuk proses pemanasan dalam Boiler hingga mencapai temperatur dan tekanan yang sesuai kebutuhanmelalui Super Heater (15) menuju Steam Line (16) untuk memutar sudu-sudu Turbin (17). Sebagian uap bekas untuk pemanas Low Pressure Heater dan Deaerator serta
High Pressure Heater yang telah berekspansi tersebut, kemudian diembunkan menjadi air kondensat dalam Kondensor dan ditampung dalam Condensate Tank.

Sistem Bahan Bakar
Bahan bakar berupa residu/MFO dari Bunker Pertamina dipompakan ke Tangki Persediaan PLTU - dengan pompa Main Fuel Oil Pump (18) melalui Heater Set (19) yang berfungsi menaikkan temperaturnya untuk memudahkan proses pengabutan bahan bakar di Burner (20) dalam ruang bakar Boiler (21) yang berjumlah 6 buah. Penggunaannya disesuaikan dengan kebutuhan uap yang dibutuhkan dalam sistem.

Sistem Udara Pembakaran
Dalam proses pembakaran, udara luar yang dihasilkan oleh kipas tekan paksa Force Draught Fan (22) terlebih dahulu melalui Air Heater (23) dan Wind Box (24) yang selanjutnya menuju ruang bakar. Dalam Air Heater sendiri sudah terjadi proses pemanasan yang dihasilkan dari gas bekas hasil pembakaran Boiler. Akan terjadi proses tukar temperatur dalam ruang Air Heater. Selanjutnya, udara bekas pembakaran langsung dibuang ke atmosfer melalui cerobong/Stack (25).

Sistem Penyaluran Tenaga Listrik
Putaran turbin uap yang dikopling dengan poros Generator (26) akan menghasilkan tenaga listrik; yang sebagian dipakai untuk pemakaian sendiri melalui Auxiliary Transformer (27), sedangkan selebihnya dinaikkan tegangannya sesuai kebutuhan dengan Trafo Utama/Main Transformer (28). Selanjutnya, tenaga listrik tersebut dihubungkan oleh PMT/Breaker (29) ke Switch Yard yang paralel dengan transmisi.

Sistem Air Penambah
Di dalam sistem air dan uap tentu ada beberapa kebocoran sehingga diperlukan penambahan untuk memenuhi kebutuhan. PLTU Perak Unit 3 dan 4 telah dilengkapi dengan sistem pembuatan air penambah dengan:

1. Sistem Flash Evaporator (30) yang berfungsi mengubah air laut menjadi air sulingan dalam Flash Evaporator. Media yang digunakan untuk air pemanas diambil dari uap bekas turbin (Extraction). Air sulingan tersebut lalu dipompa lagi melalui Distillate Pump menuju Raw Water Tank (32) ditambah dari PIT (PDAM) (31) serta masih dilengkapi dengan saluran pembuangan otomatis sebagai pengaman. Jika terjadi konduktifitas tinggi, maka air sulingan tersebut langsung terbuang secara otomatis.

2. Sistem Demi-Plant (33) untuk memurnikan air penambah dan menampungnya dalam Demi-Tank (34) yang kemudian bisa digunakan sesuai kebutuhan dalam unit melalui Make-up pump (35).

Selengkapnya...