Pembangkit listrik tenaga uap adalah suatu sistem pembangkit thermal dengan menggunakan uap air sebagai fluida kerjanya, yaitu dengan memanfaatkan energi kinetik uap untuk menggerakkan poros sudu – sudu turbin. Pada prinsipnya pengertian memproduksi lisrik dengan sistem tenaga uap adalah dengan mengambil energi panas yang terkandung di dalam bahan bakar, untuk meproduksi uap kemudian dipindahkan kedalam turbin,kemudian turbine tersebut akan merubah energi panas yang diterima menjadi energi mekanis dalam bentuk gerak putar. Dari gerakan putar ini kemudian dikopel dengan generator yang akhirnya bisa menghasilkan energi listrik. Khususnya untuk Tenaga Listrik Tenaga Uap bahwa energi panas dalam bahan bakar tidak langsung diberikan ke turbin, akan tetapi terlebih dahulu diberikan ke Steam Generator atau bisa disebut Boiler / Ketel Uap.
Uap yang dihasilkan oleh Boiler tekanan maupun temperaturnya cukup tinggi kemudian baru dimasukkan ke turbin. Dari sedikit uraian diatas dapat kita ketahui bahwa dalam Pembangkit Listrik Tenaga Uap ada 3 komponen utama yaitu :
- Boiler dengan alat bantunya.
- Turbin dengan alat bantunya.
- Alternator / Generator dengan alat bantunya.
Dari perpindahan energi-energi diatas proses yang terjadi dengan peralatan-peralatan yang ada kaitannya dengan aliran, tekanan dan temperature yang tinggi serta proses-proses kimia yang tidak bisa dihindarkan. Karena material dari peralatan mempunyai keterbatasan kemampuan maka diperlukan pola pengoperasian serta monitoring yang teliti dan hati-hati secara terus menerus sehingga keandalan dan effisiensi dapat dipertahankan.
Peralatan utama PLTU
Peralatan utama PLTU terdiri atas :
- Boiler ( ketel )
- Turbin uap
- Generator
- Kondensor
- Peralatan lainnya, meliputi pompa, pemanas air ( water heater ), Pipa – pipa, pemanas udara ( air heater ), Fan penghisap ( induced draft fan ),Fan penekan udara ( force draft fan ).
Pada instalasi pembangkit daya yang memanfaatkan uap bertekanan tinggi untuk menggerakkan turbin uap, digunakan suatu acuan siklus kerja yang mejadi dasar dari pengoperasian instalsi pembangkit tersebut. Siklus kerja yang digunakan pada instalasi pembangkit pada PLTU adalah siklus Rankin (Rankin cycle), dimana air sebagi fluida kerja dalam siklus akan digunakan sebagai mediator pembangkitan tenaga dengan memanfaatkan perubahan fasa antara cairan dan uap melalui suatu proses perpindahan panas.
Siklus Rankin PLTU
Keterangan proses Siklus Rankine :
1 ~ 2 : Proses menaikkan tekanan air dengan Boiler Feed (BFP)
2 ~ 3 : Air bertekanan tinggi memasuki boiler, dipanaskan pada tekanan konstan dengan sumber panas dari luar (pembakaran bahan bakar).
3 – 4 : Proses expansi uap jenuh di turbine (menghasilkan kerja, ditranfer ke generator)
4 – 1 :Proses kondensasi (perubahan phase uap ke cair), pada tekanan & temperatur konstan di Condensor
Fluida kerja yang berupa air (Feed Water) dipompa dengan Boiler Feed Pump (BFP) pada proses antara titik 1 ~ 2 proses kompresi pada BFP tersebut berlangsung secara isentropic, selanjutnya air dipanaskan melalui proses 2 ~ 3 yang berlangsung di boiler pada tekanan konstan (isobarik), proses ini berakhir sampai titik 3 yaitu titik air telah sepenuhnya berubah fasa menjadi uap jenuh. Kemudian uap diekspansikan melalui proses 3 ~ 4 yaitu uap jenuh bertekanan mendorong sudu-sudu turbin sehingga menggerakkan poros turbin atau energi panas dari uap bertekanan tersebut dikonversikan menjadi energi mekanik berupa putaran poros turbin. Proses ekspansi ini berakhir pada titik 4 dimana sifat fluida tersebut mengalami penurunan temperatur tetapi masih berwujud uap dengan tingkat kebasahan tertentu. Setelah itu dilanjutkan proses 4 ~ 1 yaitu fluida kerja masuk condenser, pada proses ini uap dikondensasi sehingga uap tersebut berubah fasa air. Uap tersebut terkondensasi saat kontak langsung dengan permukaan dinding kondensor yang telah didinginkan dengan air laut (Sea Water). Proses kondensasi pada condensor berakhir pada titik 1.Fluida yang meninggalkan kondensor pada titik 1 tersebut kemudian dialirkan menuju boiler.
Komponen utama PLTU terdiri atas :
- Boiler : Boiler merupakan bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk steam berupa energi kerja
- Turbin : suatu penggerak yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin
- Generator : Suatu sistem yang mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik
- Condensor : Sebuah alat yang digunakan untuk mendinginkan extraction steam yang bertekanan tinggi berubah menjadi cairan yang bertekanan tinggi
- Condensater pump : Memompa air kondensasi yang terkumpul pada Hot-well condensor ke Deaerator untuk disirkulasikan kesistem.
- Heater : Suatu pemanas yang berfungsi memanaskan air agar tidak terjadi perbedaan temperature yang signifikan antara temperature air dalam boiler dengan temperature air masuk dalam boiler.
- Bioler feed pump : Pompa pengisi drum Boiler.
