ARTIKEL FORCE DRAFT FAN, PRIMARY AIR FAN, DAN INDUCED DRAFT FAN PADA PLTU
Muhammad Fikri Rohmani KE - 1D / 16 NIM : 3.29.10.0.16
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2011
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
Kata Pengantar Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang Maha Pengasih dan Penyayang, atas rahmat dan kasih-Nya sehingga artikel dengan judul “Artikel Force Draft Fan, Primary Air Fan, dan Induced Draft Fan pada PLTU” dapat dilaksanakan dengan baik. Pada kesempatan ini penulis ucapkan terima kasih kepada : •
Kepada Allah atas rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan artikel ini
•
Bantuan orang tua yang telah memberi bantuan moril dan materiil
•
Teman-teman yang setia memberi dorongan dan semangat
•
Semua pihak yang telah membantu terciptanya artikel ini. Menyadari bahwa dalam penyusunan artikel ini masih jauh dari
kesempurnaan karena keterbatasan kemampuan penulis. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari segenap pembaca. Demikian setitik tinta dari penulis, besar harapan dari penulis semoga artikel ini dapat bermanfaat dikemudian hari terutama bagi mereka yang berkemampuan untuk membaca serta ingin selalu memperluas wawancara sesuai dengan tujuan dari hasrat penulis dalam menyusun artikel ini.
Semarang, 8 Januari 2011
Penulis
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar belakang
Pada era sekarang ini, masyarakat Indonesia sangat banyak membutuhkan energi listrik dalam memenuhi kebutuhan. Karena jumlah penduduk Indonesia yang begitu banyak dan selalu bertambah setiap tahunnya, maka tak heran jika suplai listrik bisa berkurang atau bahkan bisa sampai krisis listrik. Dalam
mengatasi
masalah
kelistrikan
tersebut,
tentunya
pembangkit listrik di Indonesia perlu ditambah. Tetapi tidak hanya menambah quantitas, melainkan juga menambah qualitas dari sistem kerja pembangkit listrik tersebut untuk meningkatkan efisiensi serta pemakaian bahan bakar dan biaya komponen pembangkit yang tidak terlalu banyak. Pembangkit listrik yang bahan bakarnya mudah serta komponenkomponen yang dimilikinya relatif murah jika dibandingkan dengan pembangkit listrik lainnya adalah PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga
Uap). Dalam prinsip kerjanya tidak terlalu rumit yaitu dengan merubah fase liquid (air) menjadi uap, setelah itu uap tersebut digunakan untuk memutarkan turbin yang mengakibatkan generator bekerja sehingga dapat menghasilkan energi listrik.
Dalam sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap, kita tidak hanya memperhatikan harus banyaknya energi listrik yang dihasilkan oleh sistem kerja PLTU, tetapi kita juga harus bisa meningkatkan efisiensi dalam sistem kerja tersebut. Dalam meningkatkan efisiensi serta membantu dalam sistem kerja, tentunya ada beberapa komponen di dalamnya. Salah satu dari komponen-komponen tersebut adalah fan. Fan yang dimaksud dalam pembahasan sistem kerja PLTU ini adalah kipas yang bekerja secara mendorong atau menyedot agar menambah daya sistem kerja PLTU tersebut. Fan digunakan dalam PLTU untuk lebih memaksimalkan tenaga dorong atau sedot pada saluran-saluran bahan bakar, membantu pembakaran sempurna, serta meningkatkan turbulensi pada ruang bakar PLTU. Dalam
operasional
pembangkit
listrik
seperti
PLTU
menggunakan putaran yang cukup tinggi, maka fan tersebut agar mendapatkan hasil maksimal, sebelum digunakan harus melewati dynamic balancing terlebih dahulu. Fan ini biasanya dibuat dari material plate mild steel maupun plate yang bersifat wear resist.
1.2.
Perumusan masalah
Dalam artikel ini, agar pembahasan bisa terarah serta jelas, sehingga perumusan masalah disusun sebagai berikut :
Apa yang dimaksud dengan FD Fan, PA Fan dan ID Fan ?
Apa fungsi FD Fan, PA Fan dan ID Fan pada PLTU ?
Bagaimana cara kerja FD Fan, PA Fan dan ID Fan pada PLTU ?
1.3. Penegasan Judul
Judul artikel: “Artikel Force Draft Fan, Primary Air Fan, dan Induced Draft Fan pada PLTU” secara rinci dijelaskan sebagai berikut : Dalam meningkatkan efisiensi serta membantu dalam sistem kerja, tentunya ada beberapa komponen di dalamnya. Salah satu dari komponen-komponen tersebut adalah fan. Fan yang dimaksud dalam pembahasan sistem kerja PLTU ini adalah kipas yang bekerja secara mendorong atau menyedot agar menambah daya sistem kerja PLTU tersebut. Fan digunakan dalam PLTU untuk lebih memaksimalkan
tenaga dorong atau sedot pada saluran-saluran bahan bakar, membantu pembakaran sempurna, serta meningkatkan turbulensi pada ruang bakar PLTU.
1.4. Pembatasan Masalah
Agar penyusunan artikel ini terarah dan jelas, maka perlu adanya pembatasan
masalah.
Pembatasan
masalah
artikel
ini
adalah
pembahasan FD Fan (Force Draft Fan), PA Fan (Primary Air Fan), serta ID Fan (Induced Draft Fan) yang terdapat pada sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).
1.5. Metodologi Penulisan
Metode penulisan dalam penyusunan artikel ini adalah :
Studi Pustaka Dalam metode ini merupakan penunjang sumber data berdasar pada teori yang ada untuk mendapatkan acuan dari sumber referensi.
1.6. Sumber Data
1. Buku Beberapa
buku
yang
dijadikan
sebagai
referensi
dalam
penyusunan artikel ini, antara lain : •
Power Plant Engineering
•
Komponen Pembangkit Listrik
2. Internet Pada penyusunan artikel ini sumber datanya juga diperoleh dari internet. Web-web yang dijadikan sebagai referensi antara lain :
1.7.
•
http://www. daemon-search.com
•
http://www.google.com
•
http://www.scribd.com
•
http://www.jevuska.com
•
http://www.wikipedia.org
Sistematika penulisan
Dalam penyusunan artikel ini berisi pokok-pokok pembahasan dalam tiap BAB, meliputi : BAB I
PENDAHULUAN Pada bab ini tentang latar belakang, perumusan masalah, penegasan judul, pembatasan masalah, metodologi penulisan, sumber-sumber data, dan sistematika penulisan.
BAB II
PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang pengertian, fungsi, komponenkomponen dan cara kerja dari FD Fan, PA Fan dan ID Fan.
BAB III
PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan materi yang dibahas pada artikel ini dan sekaligus sebagai penutup artikel.
BAB II PEMBAHASAN
2.1. Draught (Draft) System Pembakaran yang sempurna adalah jumlah udara lebih besar daripada jumlah bahan bakar. Perbedaan tekanan antara
saluran masuk dan buang (keluar) sangat diperlukan untuk menghasilkan aliran udara yang berkesinambungan. Penyebab dari putaran fan inilah yang menyebabkan aliran udara yang berkesinambungan. Aliran fan memiliki arah yang terdiri dari arah sentrifugal dan arah aksial. Draft system adalah perbedaan antara tekanan atmosfer
dengan tekanan statis di ruang bakar, saluran gas buang maupun cerobong yang menghasilkan laju aliran tertentu. Draft system dalam suatu sistem pembangkit berfungsi sebagai penyuplai udara di ruang bakar boiler agar memenuhi kebutuhan untuk pembakaran udara dengan bahan bakar, mempermudah fly ash masuk ke hopper, menghilangkan gas buang dari ruang bakar dan mengalirkannya ke cerobong (stack).
Draft system itu sendiri terbagi menjdai beberapa sub system, yaitu : 1. Force Draft Force Draft (FD) boiler dioperasikan oleh udara
dan
pembakaran
yang
memiliki
tekanan diatas tekanan atmosfer. FD fan di saluran
inlet
menyuplai
ttekanan
yang
mencukupi melalui saluran system inletnya.
2. Induced Draft Induced Draft (ID) berbeda dengan FD fan . meskipun sama – sama kipas, tapi prinsip keduanya
sangatlah
berbeda.
ID
fan
beroperasi dengan udara dibawah tekanan atmosfer. Tekanan statis udara inlet mauk melalui ID fan untuk dapat keluar cerobong
dengan
batuan
ID
melalui fan
dan
bersirkulasi keluar atmosfer. 3. Natural Draft Natural Draft adalah suatu keadaan dimana gas hasil pembakaraan keluar dengan sendirinya melaui cerobong tanpa bantuan ID fan. Natural draft tergantung pada perbedaan tekanan antara cerobong dan juga perbedaan densitas antara udara sekitar di ujung cerobong .
2.2. FD Fan (Forced Draft Fan)
Forced Draft Fan adalah salah satu komponen di pembangkit seperti di PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap), yang bertugas untuk
memberikan tekanan berupa dorongan (tekanan di atas atmosfer). Boiler beroperasi dengan forced dan induced draft, kegunaan dari forced draft fan (FD Fan) adalah untuk mendorong udara melewati sistem suplai udara pembakaran ke tungku. FD Fan harus dapat bekerja sama dengan ID Fan agar mendapatkan efisiensi. FD Fan juga mensirkulasikan udara panas ke air pre heater, winbox, burner dan dapur pembakaran. Volume output dari forced draft fan (FD Fan) harus sama dengan jumlah total dari udara yang dibutuhkan untuk pembakaran ditambah kebocoran udara pemanas. Pada kebanyakan instalasi, keandalan yang lebih besar diperoleh dengan cara membagi kapasitas total fan antara dua fan yang beroperasi secara paralel. Jika satu kipas rusak, maka kipas lainya hanya dapat membawa 60 % atau lebih dari beban penuh boiler, tergantung dari ukuran fan. seperti motor pembakaran dalam, FD Fan di boiler mengggantikan fungsi supercharger, dimana udara di tekan masuk ke ruang bakar untuk memberikan efisiensi pembakaran maksimal dalam ruang bakar. stabilitas tekanan kipas harus bervariasi seragam dengan laju alir volumetrik selama rentang kapasitas. ini memfasilitasi kontrol boiler dan meyakinkan gangguan minimum aliran udara ketika penyesuaian kecil ke peralatan pembakaran bahan bakar mengubah resistansi sistem. ketika dua atau lebih penggemar beroperasi secara paralel, kurva tekanan output harus memiliki karakteristik yang mirip dengan ujung melengkung ke belakang radial atau penggemar pisau untuk berbagi beban sama dekat titik penutup.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan Forced Draft Fan (FD Fan) yaitu sebagai berikut : 1.
Efisiensi yang tinggi , sebab kinerja FD Fan harus disesuaikan
dengan kondisi kerja boiler, padahal boiler sendiri harus selalu bekerja dalam bermacam-macam kondisi. 2.
Konstruksi FD Fan harus bisa dijamin kehandalannya serta bebas perawatan, karena FD Fan akan bekerja non-stop
atau tanpa berhenti hingga tahunan. 3.
Proteksi FD Fan terhadap dirinya sendiri , dalam hal ini
maksudnya FD Fan harus dapat memutuskan arus saat kerja berlebih serta mengatur kinerja motor FD Fan tersebut. 4.
FD Fan harus stabil, karena akibat tekanan yang bervariasi
dan masa pakai FD Fan tersebut, sehingga FD Fan harus tetap dapat mengontrol aliran udara ke boiler selama FD Fan bekerja.
2.3. ID Fan (Induced Draft fan)
Induced Draft Fan (ID Fan) didesain untuk beroperasi dengan tungku balanced draft atau tanpa force draft fan. Maka, diperlukan induced draft untuk memindahkan gas hasil pembakaran dan menciptakan aliran udara melalui cerobong. prinsipnya sama seperti turbocharger dalam mesin mobil atau mesin pembakaran dalam lainnya. ID Fan juga membantu sirkulasi uap panas dari hasil
pembakaran boiler ke super heater, reheater, economizer, dan dust collector. ID Fan mensirkulasikan udara panas ke komponen diatas dengan alasan untuk system pemanasan awalnya. Berat gas yang digunakan untuk menghitung syarat net induced draft adalah berat gas hasil pembakaran pada muatan maksimum boiler, ditambah beberapa kebocoran yang masuk ke dalam setelan boiler dari sekitar dan dari sisi udara ke sisi gas dari air heater. Nilai batas temperatur gas diperoleh dari perhitungan unit performance pada berat maksimum. Spesifikasi block Induced Draft Fan untuk gas diperoleh dengan cara menyetel dari batas nilai menggunakan margins sama dengan yang digunakan untuk Forced Draft Fan (FD Fan). Salah satu kekurangan Induced Draft Fan (ID Fan) adalah kurang tahan terhadap temperatur tinggi yang mungkin mengandung abu erosif yang dapat menimbulkan kerusakan serius, tidak seperti Forced Draft Fan (FD Fan). Tetapi kerusakan tersebut dapat dicegah dengan cara melindungi casing dan sudu-sudu menggunakan wear strips. Beberapa hal yang harus diperhatikan terhadap ID Fan sama dengan FD Fan, tetapi yang membedakan adalah kinerja ID Fan di suhu yang tinggi karena ID Fan mensirkulasikan gas hasil pembakaran dan FD Fan hanya bekerja di suhu atmosfer biasa, sehingga ID mempunyai system pendinginan dengan air dan radiator yang melalui shaft dan bearing untuk mencegah overheating. 2.4. PA Fan (Primary Air Fan)
Primary Air Fan (PA Fan) adalah sistem yang membantu bahan bakar agar mudah terbakar dan tercampur dengan udara sebelum masuk ke ruang bakar. Primary air fan terletak di dekat pulveraiser. Fungsinya sama seperti Forced Draft Fan, yaitu menekan bahan bakar yang telah dibuat menjadi serbuk kecil agar mudah terbakar serta sebagai alat trasportasi ke boiler. Berdasarkan letaknya Primary Air Fan dibagi menjadi dua, yaitu : 1. Cold primary air system. Cold primary air sistem terletak pada saluran sebelum air heater. - Keuntunganya adalah memiliki efisiensi volumetric
yang kecil ketika ditekan. - Kerugiannya adalah di air heater yang lebih besar
dibanding hot primary air heater. 2. Hot primary air system. Hot primary air system terletak setelah melewati air heater. Hot primary air heater mempunyai kerugian di air heater kecil tetapi membutuhkan pendinginan untuk komponen kipasnya serta konstruksinya lebih rumit.
Cara kerja primary air heater sama seperti air bleeding pada sistem karburasi kendaraan, dimana udara awal ditiupkan untuk mempermudah campuran udara dan bahan bakar bercampur setelah pulveriser. Campuran ini sebelum masuk ke boiler akan bertemu udara tekanan yang dihasilkan oleh Forced Draft Fan agar pembakaran yang terjadi berlangsung dengan perbandingan udara dan bahan bakar yang sempurna.
BAB III PENUTUP
FD Fan, ID Fan, dan PA Fan merupakan komponen yang berfungsi membantu dan memudahkan pencampuran bahan bakar dengan udara supaya menjadi campuran homogen untuk mewujudkan pembakaran yang sempurna di boiler pada pembangkit listrik seperti PLTU. Pembakaran pada boiler PLTU tidak berbeda jauh dengan motor pembakaran dalam yang masih menggunakan udara tekan untuk memperbanyak udara yang masuk dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensinya. Semua fan dalam Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) digerakkan oleh motor listrik sehingga perawatannya mudah dan dapat dipakai secra terus–menerus tanpa melakukan penggantian spare part secara berkala.
Inilah salah satu bentuk efisiensi dalam suatu sistem pembangkit tenaga listrik, dimana fan memaksimalkan kinerja boiler dengan peningkatan turbulensi dan siklus udara dalam boiler itu sendiri.
