MAKALAH PRAKTEK KERJA LAPANGAN
PENGOPERASIAN DAN PEMELIHARAAN KONDENSOR PLTU 1 JATIM PACITAN
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya
DIMAS YUDHA SATRIA UTAMA 21050111083008
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN KERJASAMA FAKULTAS TEKNIK-PT. PLN (PERSERO) UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2014
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah – Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktek Kerja Lapangan ini. Tugas pembuatan laporan Kerja Praktek merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh guna memenuhi syarat kelulusan pada Program Diploma III Teknik Mesin Universitas Diponegoro dan syarat untuk menempuh tugas akhir pada Program DIII Kerjasama FT. Undip – PT. PLN bidang Teknik Mesin Universitas Diponegoro. Penulis mendapat banyak saran, bimbingan, serta bantuan dari berbagai pihak selama menyelesaikan Laporan Praktek Kerja Lapangan
ini. Untuk itu
penulis ucapkan terima kasih khususnya kepada : 1. Ir. H. Zainal Abidin, MS selaku ketua Program Studi Diploma III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang. 2. Ir. Bambang Winardi, sebagai Ketua Program Kerjasama Diploma III FT.Undip – PT.PLN. 3. Bambang Setyoko S.T, M.Eng, Selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 4. Ireng Sigit Atmanto S.T, M.Kes selaku Koordinator Bidang Teknik Mesin Program DIII Kerjasama FT.Undip – PT.PLN. 5. Sigit Supriadi, selaku pelaksana SDM PT. Pembangkitan Jawa Bali PLTU 1 Jatim Pacitan yang telah membantu dalam perizinan di perusahaan sehingga penulis dapat melaksanakan Kerja Praktek. 6. Ir Sutomo, M.Si selaku dosen pembimbing Praktek Kerja Lapangan. 7. Bapak Winanto, selaku Supervisor Mesin 1 yang telah banyak memberikan pengarahan dan penjelasan mengenai pengoperasian PLTU. 8. Engineer dan mekanik Mesin 1 di PT. Pembangkitan Jawa Bali yang telah banyak membantu dan membimbing dalam penulisan laporan Praktek Kerja Lapangan ini.
9. Teman-teman angkatan 2011 Program Diploma III Teknik Mesin Universitas Diponegoro yang telah membantu menyelesaikan laporan ini. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis
sangat
menghargai
kritik
dan
saran
yang
membangun
untuk
kesempurnaan dari laporan ini. Akhirnya penulis berharap laporan praktek kerja lapangan ini dapat bermanfaat bagi penulis dan para pembaca.
Semarang, 30 Mei 2014
DIMAS YUDHA
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
Kebutuhan energi listrik merupakan kebutuhan pokok yang harus dipenuhi seiring dengan meningkatnya jumlah permintaan kebutuhan akan energi litrik baik untuk pemenuhan kebutuhan internal, rumah tangga, industri dan perkantoran. Permintaan masyarakat yang meminta pasokan listrik yang tinggi dan tidak mau adannya pemadaman bergilir hal tersebut mengakibatkan PT PLN (Persero) terus berinovasi agar kejadian tersebut tidak terjadi dalam jangka waktu yang lama. Dalam menjalankan bisnis utamanya, untuk menghasilkan tenaga listrik yang handal dan bermutu, sebuah industri pembangkit listrik memiliki dan mengoperasikan lebih dari satu unit pembangkit. Demikian juga untuk PLTU 1 Jawa Timur-Pacitan, terdiri dari 2 unit yang mempunyai daya 2 x 315 MW. PLTU 1 Jawa Timur-Pacitan sebagai salah satu aset PT. PLN (Persero) Unit Pembangkitan Jawa-Bali yang ditunjuk UBJOM (Unit Bisnis Jasa & Maintenance) PT. PJB Services sebagai operator dan maintenance yang bergerak di bidang pembangkitan listrik, yang dipilih menjadi tempat praktek kerja lapangan karena perusahaan ini merupakan salah satu perusahaan pembangkit yang menghasilkan energi listrik cukup besar untuk daerah Jawa-Bali dan mempunyai peran penting dalam perancangan dan perencanaan sistem kelistrikan di Indonesia, sehingga merupakan tempat yang cocok untuk mendalami ilmu tentang pembangkit listrik. 1.2
Waktu dan Tempat Kegiatan
Praktek kerja lapangan ini dilaksanakan selama 4 bulan, yaitu terhitung mulai pada tanggal 1 Februari sampai dengan 31 Mei 2014 di PLTU 1 Jawa TimurPacitan, yang beralama di Jalan Pacitan-Trenggalek Km. 55 Desa Sukorejo, Kecamatan Sudimoro, Kabupaten Pacitan, Jawa Timur, Indonesia 1.3
Batasan Masalah
Materi Kerja Praktek antara lain: 1. Mempelajari sistem PLTU secara umum. 2. Mempelajari pengoperasian dan pemeliharaan kondensor.
3. Mengetahui faktor-faktor terjadinya penurunan vakum pada kondensor. 1.4
Tujuan dan Manfaat Praktek Kerja Lapangan 1.4.1
Tujuan Praktek Kerja Lapangan antara lain: 1. Mengetahui dan memahami proses pembangkitan energi listrik di PLTU 1 Jawa Timur-Pacitan. 2. Memperdalam ilmu yang telah diperoleh pada waktu kulia h dengan melakukan pengamatan dan praktek kerja langsung, sehingga mengetahui bagaimana aktivitas sebenarnya di lapangan. 3. Mengetahui cara pengoperasian dan pemeliharaan kondensor.
1.4.2
Manfaat Praktek Kerja Lapangan 1. Mendapat pengalaman yang sebenarnya di dunia kerja. 2. Mendapatkan
pengalaman
dalam
memahami
pengoperasian
kondensor dan terjun langsung dalam pemeliharaan kondensor.
BAB II PENGOPERASIAN DAN PEMELIHARAAN KONDENSOR 2.1
Proses Produksi Listrik pada PLTU
Pada prinsipnya proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu: 1. Energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk uap bertekanan dan bertemperatur tinggi. 2. Energi panas ( steam) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran (turbin). 3. Energi mekanik (turbin) diubah menjadi energi listrik (generator).
Gambar 2.1 Proses konversi energi pada PLTU PLTU menggunakan fluida kerja air-uap yang bersirkulasi secara tertutup, artinya pada sistem PLTU tersebut menggunakan fluida sama secara berulang-ulang dari air yang diumpankan ke dalam boiler, kemudian terbentuk uap panas lanjut pada tekanan dan temperatur tinggi yang diarahkan memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran dan pada poros turbin dikopel langsung dengan generator sehingga menghasilkan energi listrik, selanjutnya uap bekas turbin masuk ke kondensor untuk di didinginkan dengan pendingin agar merubah fase dari uap mejadi air dan selanjutnya di sirkulasikan kembali ke dalam boiler. Terdapat beberapa bagian utama pada sistem PLTU yang dapat meningkatkan efisiensi siklus antara lain adalah boiler, turbin uap, kondensor dan generator.
Siklus produksi listrik di PLTU 1 Jawa Timur-Pacitan terbagi menjadi dua siklus utama, yaitu: 1) Siklus Air dan Uap (Water and Steam) Pada gambar 2.2 siklus air dan uap air laut dipompakan oleh pompa air laut menuju ke MED ( Multi Effect Desalination) untuk dihilangkan kadar garam yang terkandung dalam air laut, kemudian fresh water akan ditampung pada fresh water tank, air desal pada fresh water tank selanjutnya akan di melalui proses Water Treatment Plant (WTP) guna dihilangkan kadar mineral yang terkandung pada fresh water tersebut. Produk dari WTP adalah Demin Water yang selanjutnya ditampung pada Demin Storage Tank.
Demin water
selanjutkan akan dialirkan menuju Condensate Storage Tank sebagai penambah air kondensate pada hotwell kondensor. Condensate water pada kondensor akan di pompa menggunakan Condensate Extraction Pump (CEP) menuju ke Condensate Polishing agar pencemar yang dapat mengakibatkan deposit maupun korosi pada komponen-komponen ketel dapat dihilangkan sehingga kualitas air kondensat menjadi lebih baik. Apabila konduktivitas dari air kondensat naik melebihi batas yang dijinkan maka Condensate Polisher perlu dioperasikan untuk menurunkan konduktivitas air kondensat. Air umpan yang telah melewati Condensate Polisher selanjutnya akan melewati Gland Steam Condensor untuk pemanasan awal, Media pemanasnya adalah uap ekstraksi yang diambil dari low pressure turbine (LP Turbin). Selanjutnya air umpan akan melewati LP Heater yang berjumlah 4 buah, sebuah deaerator dan 3 buah HP Heater . Setelah melewati semua peralatan heat exchanger tersebut maka temperatur dan tekanan pada air pengisi akan lebih tinggi. Proses selanjutnya setelah melewati HP heater air kemudian masuk ke economizer untuk dipanaskan lagi sebelum masuk ke steam drum. Kemudian dari economizer air pengisi masuk ke steam drum. Steam drum adalah alat yang digunakan untuk menampung sekaligus memisahkan air pengisi Boiler yang masih berbentuk air dengan yang sudah berbentuk uap basah yang selanjutnya yang berbentuk uap akan dialirkan menuju superheater. Pada superheater , uap basah dari steam drum dan water wall akan dipanaskan lagi menjadi uap panas lanjut (uap kering). Uap panas lanjut ini
kemudian dialirkan ke HP turbine untuk memutar sudu – sudu HP turbine. Uap selanjutnya akan mengalami ekspansi (tekanan dan temperatur uap turun). Uap dari HP turbine akan kembali dipanaskan di Boiler melalui reheater. Pada reheater, uap akan dipanaskan lagi pada tekanan konstan lalu dialirkan ke IP turbine untuk memutar sudu – sudu IP turbine. Uap yang keluar dari IP turbin tidak dipanaskan lagi, tapi langsung dialirkan ke LP turbine untuk memutar sudu – sudu LP turbine. Terakhir, uap yang keluar dari LP turbine kemudian dialirkan di condensor untuk dikondensasikan menjadi air pengisi boiler.
Gambar 2.2 Siklus Air dan Uap 2) Siklus Bahan Bakar (Fuel Oil and Coal Cycle) Fuel Oil and Coal Cycle pada gambar 3.20 merupakan siklus bahan bakar utama pada siklus produksi di PLTU 1 Jawa Timur-Pacitan. Siklus ini menggambarkan tentang perjalanan bahan bakar minyak High Speed
Diesel (HSD oil) dari tangki bahan bakar sampai Boiler dan juga perjalanan batubara dari kapal tongkang sampai Boiler . Berikut ini adalah aliran bahan bakar minyak dan batubara yang menyuplai siklus produksi listrik PLTU 1 Jawa Timur-Pacitan.
Gambar 2.3 Siklus Bahan Bakar Untuk memudahkan penjelasan maka siklus bahan bakar dibagi dua jalur, yaitu jalur bahan bakar cair (solar), dan jalur batubara. a. Jalur bahan bakar cair (HSD) Jalur bahan bakar cair (minyak HSD) dimulai dari pengiriman bahan bakar solar melalui jalur darat oleh pihak pertamina. Solar kemudian ditampung di HSD storage tank untuk pemakaian harian maka solar
ditransfer dari daily tank dengan menggunakan transfer pump. Untuk pemakaian unit minyak HSD akan dipompakan oleh forwarding pump langsung menuju burner oil. Burner oil adalah alat yang berfungsi sebagai nosel untuk menyemprotkan bahan bakar solar di ruang bakar Boiler . Burner oil hanya bekerja pada saat start awal sampai beban mencapai 30%, atau juga ketika kinerja Boiler tiba-tiba turun sampai 30%. b. Jalur batubara Jalur batubara dimulai dari pembongkarann batubara dari kapal tongkang menggunakan ship unloader . Pengangkatan batubara menggunakan grab yang dengan kapasitas 43 ton per angkatan. Batubara kemudian diletakkan di hoper untuk dikumpulkan dan melalui vibrating screen dialirkan ke belt coveyor . Dari belt conveyor kemudian dialirkan menuju ke coal yard untuk ditampung dengan melewati beberapa junction tower (transfer tower). Dari coal yard batubara diambil menggunakan stacker reclaimer dan kemudian dialirkan ke crusher house. Crusher house berisi alat-alat seperti metal detector, magnetic separator , dan juga crusher . Di dalam crusher house ini batubara akan dideteksi menggunakan metal detector apakah ada logam yang mungkin terbawa oleh batubara Setelah ukuran batubara menjadi ±30 mm, batubara kemudian dialirkan ke coal bunker . Coal bunker adalah suatu wadah yang digunakan untuk menampung sekaligus menakar batubara sebelum dimasukkan ke coal feeder. Dari coal bunker batubara masuk ke coal feeder untuk ditakar dan diatur flow sebelum dialirkan ke mill (coal pulverizer ). Di dalam mill batubara akan dihancurkan menjadi ukuran seperti debu dan kemudian batubara berukuran debu ini ditiup menuju burner batubara oleh Hot air dan cold air dari primary air fan. Burner batubara akan bekerja jika beban Boiler sudah lebih dari 30%. Udara untuk pembakaran dipasok dari force draft fan yang terlebih dahulu dipanasi lewat air preheater . Gas buang ( flue gas)
pembakaran keluar dari furnace dilewatkan air
preheater kemudian menuju ESP ( Electrostatic Precipitator ). Di dalam air preheater flue gas akan digunakan untuk memanaskan udara dari
primary air fan dan juga dari force draft fan. Flue gas setelah melalui ESP akan dibuang melalui chimney. Agar flue gas dapat masuk ke ESP, maka dibantu dengan induce draft fan yang berfungsi untuk menyedot gas hasil pembakaran
agar mengalir melewati ESP dan kemudian keluar
melalui chimney. 2.2
Pengoperasian Kondensor 2.2.1
Kondensor
Kondensor merupakan salah suatu alat utama PLTU yang berfungsi untuk mengkondensasi uap yang keluar dari LP Turbin menjadi air dengan pendinginan menggunakan air laut atau mengubah fase exhaust steam (uap mixture) yang berasal dari LP Turbin menjadi fase cair. Agar proses PLTU lebih efisien, maka tekanan di kondensor harus rendah (divakumkan). Kevakuman pada kondensor didapatkan dengan jalan menghisap ruang kondensor dengan Vacum pump, kemudian membuang gas-gas yang tidak dapat terkondensasi sehingga kevakuman kondensor dapat terjaga. Air hasil kondensasi disebut air kondensat (condensate water).
Gambar 2.4 Kondensor PLTU 1 Jawa Timur-Pacitan Pada tabel 2.1 spesifikasi kondenser yang terpasang pada PLTU 1 Jatim Pacitan adalah : Model N-16000, single shell, double pass, surface type ( dalam satu ruang atau satu cangkang kondenser terdapat 2 fasa kondensasi) , Ti cooling pipe (pipa pendingin terbuat dari
Titanium) , cooling surface (permukaan pendinginan) : 16000 m², cooling water flow (laju alir air pendingin): 49500 t/h. Tabel 2.1 Spesifikasi Kondensor PLTU 1 Jawa Timur-Pacitan Items
Unit
Specification N-16000
M odel Performanc e parameters
Design heat load Absolute design pressure CW water flow Inlet CW water temperature Outlet CW water temperature Cleanness coefficient CW water flow Inner tube abrasion loss Total heat exchanging area I tems
kJ/s
378654.3
bar
0.087
m3/h
50737.5
0
C
30
0
C
37
%
0.85
m/s
2.5
kg/c m2
0.49
m2
16000
Unit
Specification
Tube bundle
Efficient tube lenght Total Tube bundle length Diameter and thickness Material
mm
8890
mm
9000
mm
32×0.7/0.5
Ti
Tu be plate
Material
Q235-B+Ti
Thickness Hot well capacity
mm
35+5
m3
100
Water chamber and tube bundle
kg/c m2 g
2.5
Shell
kg/c m2 g
1.0
Design pressure
2.2.2
Prinsip Kerja Kondensor Kondensor disebut juga presesure vessel dimana fungsinya untuk
membantu merubah/mengkondensasikan uap yang keluar dari LP Turbine (setelah melewati last stage/ stage terakir pada LP Turbinee). Setelah LP Turbine diputar steam kemudian steam akan mengalir menuju kondenser untuk didinginkan. Proses yang terjadi, steam bersentuhan langsung dengan pipa yang didalamnya dialiri pendingin berupa air laut yang di- supply dari pompa CWP. Kondensasi ini mengubah steam menjadi air yang kemudian ditampung di
Condensate hotwell . Karena adanya blowdown pada steam
drum, maka untuk mengembalikan volume air ke volume semula, pada kondenser terdapat make-up water untuk menambah volume air. Make-up water
diambil dari make-up demineralizing
yang
dihasilkan dari air laut yang telah diproses untuk dijadikan air distilasi. ada yang melalui RO system, ada yang melalui desalination system dan kesemuanya diproses terlebih dahulu di WTP (Water Treatment Plant ). Kondenser bekerja dalam kondisi vacuum, hal ini dikarenakan proses kondensasi yang terjadi yaitu perubahan steam ke air menyebabkan berkurangnya
volume karena
terkondensasi. Untuk menjaga
adanya
gas-gas
yang
tidak
dapat
agar kondenser dalam keadaan vacuum,
maka gas-gas yang dilepas dari steam (ketika steam berubah menjadi air) dengan cara dipompa keluar oleh vacuum pump.
2.2.3
Pengoperasian Kondensor
Dalam pengoperasian kondenser diperlukan prosedur kerja yang harus dipatuhi sebagaimana mestinya agar dalam pengoperasian peralatan t idak akan terjadi kegagalan/kecelakaan. Berikut tahapan pengoperasian kondensor: a. Startup Kondensor
1. Memastikan vacuum breaker valve dalam keadaan tertutup agar tidak ada udara luar yang masuk ke dalam kondensor. 2. Menghidupkan vacuum pump, tekanan di dalam kondensor harus mencapai angka -91 kPa, untuk mencapai tekanan tersebut biasanya dibutuhkan waktu selama 8 jam 3. Menghidupkan Circulating Water Pump (CWP) untuk supply air pendingin pada kondensor 4. Memastikan bahwa Condenser make-up water system telah siap, sebagai air penambah air hasil kondensasi di hotwell . 5. Hotwell pada kondensor akan terisi secara otomatis ke NWL ( Normal Water Level ) via condenser hotwell make up line, condensate pump dihidupkan. 6. Apabila tekanan vacuum dari kondensor telah tercapai, dan sistem di sekitarnya seperti Circulating Water Pump (CWP), Condenser make-up water system, dan Condensate pump sudah siap, maka kondensor telah siap untuk digunakan. b. Shut Down Kondensor 1. Jika aliran uap ke kondensor turun, level air kondensor di dalam hotwell harus tetap dipertahankan pada level normal, dengan penambahan make up water , langkah ini untuk melindungi condensate pump. 2. Saat turbin mengalami trip, dan aliran uap ke kondensor telah berhenti, buka vacuum breaker valve (jika kondensor hanya akan dimatikan dalam waktu yang singkat, katup ini tidak perlu dibuka, karena untuk mencapai tekanan vacuum butuh waktu yang cukup lama), jika kondensor mati dalam waktu cukup lama misalnya untuk maintenance, matikan vacuum pump.
3. Saat aliran uap ke kondensor telah berhenti, matikan condensate pump terlebih dahulu. 4. Meskipun aliran uap ke kondensor telah berhenti, air pendingin harus tetap mengalir untuk beberapa waktu sampai dapat dipastikan temperature di dalam kondensor tidak akan naik, kemudian matikan Circulating Water Pump (CWP). 2.2.4
Pemeliharaan Kondensor
Kondensor di PLTU 1 Jawa Timur-Pacitan perlu dilakukan kegiatan perwatan yang umumnya berupa kegiatan Preventive Maintenance. Adapun caranya adalah sebagai berikut: a. Backwash (membalik aliran air pendingin) Backwashing bertujuan untuk membersihkan endapan, binatang laut dan kotoran yang menempel pada permukaan bagian dalam tube kondensor (sisi masuk pipa didalam waterbox). Posisi backwashing artinya membersihkan dengan cara membalik aliran air pendingin pada salah satu shell kondensor terlihat pada gambar 2.5. Dengan cara membalik arah aliran pada salah satu shell , maka kotoran-kotoran yang menyumbat atau menempel pada permukaan bagian dalam pipa karena kecepatan air pendingin naik, dengan demikian bagian yang menyumbat ada menempel pada mulut pipa akan rontok sehingga pipa-pipa bersih kembali.
Gambar 2.5 Aliran Kondensor ketika Proses Backwash
b. Tapproge cleaning system Tapproge cleaning system seperti gambar 2.6 merupakan pemeliharaan pipa-pipa kondensor menggunakan bola-bola karet yang disirkulasikan kira-kira sekitar 10% jumlah pipa dalam kondenser. Pada PLTU 1 Jatim Pacitan jumlah bola-bola yang digunakan pada setiap unit kondensor sebanyak 400 bola yang akan mengalir pada 3645 tube kondensor. Diameter bola-bola yang digunakan lebih besar dari diameter pipa-pipa kondensor. Pada PLTU 1 Jatim Pacitan tipe bola yang digunakan adalah 32-P150-3 yang berdiameter 32 mm lebih besar daripada diameter pipa kondensor yang berdiameter dalam 30.6 mm.
Gambar 2.6 Tapproge cleaning system c. Pembersihan Setengah Kondensor Pembersihan dilakukan secara manual dengan membuka manhole kondensor dan mengambil sampah (kotoran) yang terperangkap didalam waterbox. Lama pembersihan dibatasi karena kondensor beroperasi dengan kemampuan setengah pompa CWP. d. Cleaning Debris Filter Cleaning debris filter dilakukan apabila sudah ada indikasi dari differential pressure antara inlet dan outlet pressure kondensor atau pressure drop sea water (cooling water ) inlet dan outlet kondensor. Pada sisi inlet water dari CWP terdapat manhole sebagai pintu untuk masuk ke
dalam pipa dan dilakukan pembersihan dengan cara disikat, kemudian sampah plastik yang ada diangkat keluar debris. 2.2.5
Mencari Kebocoran Kondensor
Kebocoran kondensor dapat dideteksi dengan konduktifitas dan kandungan Cl yang ada di air kondensat. Cara pencarian pipa yang yang bocor dapat dilakukan 2 cara yaitu:
Mencari kebocoran pipa saat unit operasi.
Mencari kebocoran pipa saat unit stop.
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan 1. Kondensor yang digunakan di PLTU Pacitan adalah model N-1600 dalam artian cooling surface (permukaan pendinginan) seluas 16000 m², dengan jenis single shell, double pass, surface type ( dalam satu ruang atau satu cangkang kondenser terdapat 2 fasa kondensasi) , Ti cooling pipe (pipa pendingin terbuat dari Titanium). 2. Kevakuman kondensor harus dijaga pada nilai ± – 91 kPa, agar proses kondansasi di dalam kondersor berlangsung secara optimal. 3. Pembersihan filter yang ada pada inlet debris filter , condensate extraction pump dan penggunaan ball taprogge sangat dianjurkan guna menghindari penurunan heat transfer pada tube-tube kondensor.
3.2
Saran
1. Penambahan literature seperti manual book setiap peralatan, sehingga operator tidak mengalami kesulitan dalam pengoperasian maupun pemeliharaan unit. 2. Meningkatkan pengamanan di plant dan pintu masuk, sehingga orang asing yang tidak berkepentingan tidak dapat masuk
