Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU)
Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah pembangkit yang mengandalkan energi kinetik dari uap untuk menghasilkan energi listrik.Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah Generator yang dihubungkan ke turbinyang digerakkan oleh tenaga kinetik dari uap panas/kering. Pembangkit listrik tenaga uapmenggunakan berbagai macam bahan bakar terutama batu bara dan minyak bakar serta MFOuntuk start up awal.
—PLTU batubara, bahan bakar yang digunakan adalah batubara uap yang terdiri dari kelas sub bituminus dan bituminus. Lignit juga mulai mendapat tempat sebagai bahan bakar pada PLTU belakangan ini, seiring dengan perkembangan teknologi pembangkitan yang mampu mengakomodasi batubara berkualitas rendah.
skema PLTU bahan bakar batubara
—Metode lapisan tetap menggunakan stoker boiler untuk proses pembakarannya. Sebagai
bahan bakarnya adalah
batubara dengan kadar abu yang tidak terlalu rendah dan berukuran
maksimum
sekitar 30mm. Selain itu, karena adanya pembatasan sebaran ukuran butiran
batubara
yang digunakan, maka perlu dilakukan pengurangan jumlah fine coal yang ikut
tercampur ke dalam batubara tersebut. Alasan tidak digunakannya batubara dengan
kadar
abu yang terlalu rendah adalah karena pada metode pembakaran ini,
batubara dibakar di
atas lapisan abu tebal yang terbentuk di atas kisi api
(traveling fire grate) pada stoker boiler.
Gambar
Stoker Boiler
Pembakaran
Batubara Serbuk (Pulverized Coal Combustion/PCC)
—Pada PCC, batubara diremuk dulu
dengan menggunakan coal pulverizer (coal mill) sampai berukuran 200 mesh
(diameter 74μm), kemudian bersama – sama dengan udara pembakaran disemprotkan
ke boiler untuk dibakar. Pembakaran metode ini sensitif terhadap kualitas
batubara yang digunakan, terutama sifat ketergerusan (grindability), sifat
slagging, sifat fauling, dan kadar air (moisture content). Batubara yang
disukai untuk boiler PCC adalah yang memiliki sifat ketergerusan dengan HGI
(Hardgrove Grindability Index) di atas 40 dan kadar air kurang dari 30%, serta
rasio bahan bakar (fuel ratio) kurang dari 2. Pembakaran dengan metode PCC ini
akan menghasilkan abu yang terdiri diri dari clinker ash sebanyak 15% dan
sisanya berupa fly ash.
—Gambar
PCC Boiler
Pembakaran
Lapisan Mengambang (Fluidized Bed Combustion/FBC)
Pada pembakaran dengan metode FBC,
batubara diremuk terlebih dulu dengan menggunakan crusher sampai berukuran
maksimum 25mm. Tidak seperti pembakaran menggunakan stoker yang menempatkan
batubara di atas kisi api selama pembakaran atau metode PCC yang menyemprotkan
campuran batubara dan udara pada saat pembakaran, butiran batubara dijaga agar
dalam posisi mengambang, dengan cara melewatkan angin berkecepatan tertentu
dari bagian bawah boiler.
Gambar
Tipikal boiler FBC
PFBC
Pada PFBC, selain dihasilkan panas
yang digunakan untuk memanaskan air menjadi uap untuk memutar turbin uap,
dihasilkan pula gas hasil pembakaran yang memiliki tekanan tinggi yang dapat
memutar turbin gas, sehingga PLTU yang menggunakan PFBC memiliki efisiensi
pembangkitan yang lebih baik dibandingkan dengan AFBC karena mekanisme
kombinasi (combined cycle) ini. Nilai efisiensi bruto pembangkitan (gross
efficiency) dapat mencapai 43%.
Gambar
Prinsip kerja
PFBC
Peningkatan efisiensi panas
—Untuk lebih meningkatkan efisiensi
panas, unit gasifikasi sebagian (partial gasifier) yang menggunakan teknologi
gasifikasi lapisan mengambang (fluidized bed gasification) kemudian ditambahkan
pada unit PFBC. Dengan kombinasi teknologi gasifikasi ini maka upaya
peningkatan suhu gas pada pintu masuk (inlet) turbin gas memungkinkan untuk
dilakukan.
Pada proses gasifikasi di partial
gasifier tersebut, konversi karbon yang dicapai adalah sekitar 85%. Nilai ini
dapat ditingkatkan menjadi 100% melalui kombinasi dengan pengoksidasi
(oxidizer). Pengembangan lebih lanjut dari PFBC ini dinamakan dengan Advanced
PFBC (A-PFBC), yang prinsip kerjanya ditampilkan pada gambar 10 di bawah ini.
Efisiensi netto pembangkitan (net efficiency) yang dihasilkan pada A-PFBC ini
sangat tinggi, dapat mencapai 46%.
Gambar
Prinsip kerja A-PFBC
ICFBC
Ruang pembakaran
utama (primary combustion chamber) dan ruang pengambilan panas (heat recovery
chamber) dipisahkan oleh dinding penghalang yang terpasang miring. Kemudian,
karena pipa pemanas (heat exchange tube) tidak terpasang langsung pada ruang
pembakaran utama, maka tidak ada kekhawatiran terhadap keausan pipa sehingga
pasir silika digunakan sebagai pengganti batu kapur untuk media FBC. Batu kapur
masih tetap digunakan sebagai bahan pereduksi SOx, hanya jumlahnya ditekan
sesuai dengan keperluan saja.
Gambar ICFBC
IGCC
pada sistem ini terdapat alat
gasifikasi (gasifier) yang digunakan untuk menghasilkan gas, umumnya bertipe
entrained flow. Yang tersedia di pasaran saat ini untuk tipe tersebut misalnya
Chevron Texaco (lisensinya sekarang dimiliki GE Energy), E-Gas (lisensinya dulu
dimiliki Dow, kemudian Destec, dan terakhir Conoco Phillips ), dan Shell.
Prinsip kerja ketiga alat tersebut adalah sama, yaitu batubara dan oksigen
berkadar tinggi dimasukkan kedalamnya kemudian dilakukan reaksi berupa oksidasi
sebagian (partial oxidation) untuk menghasilkan gas sintetis (syngas), yang 85%
lebih komposisinya terdiri dari H2 dan CO. Karena reaksi berlangsung
pada suhu tinggi, abu pada batubara akan melebur dan membentuk slag dalam
kondisi meleleh (glassy slag). Adapun panas yang ditimbulkan oleh proses
gasifikasi dapat digunakan untuk menghasilkan uap bertekanan tinggi, yang
selanjutnya dialirkan ke turbin uap.
Gambar
Tipikal IGCC
Pembangkitan
Kombinasi Dengan Gasifikasi Batubara
Peningkatan efisiensi pembangkitan
dengan mekanisme kombinasi melalui pemanfaatan gas sintetis hasil proses
gasifikasi seperti pada A-PFBC, selanjutnya mengarahkan teknologi pembangkitan
untuk lebih mengintensifkan penggunaan teknologi gasifikasi batubara ke dalam
sistem pembangkitan. Upaya ini akhirnya menghasilkan sistem pembangkitan yang
disebut dengan Integrated Coal Gasification Combined Cycle (IGCC).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar