b. Instalasi Mesin Penggerak Generator, yaitu yang berfungsi sebagai pengubah energi primer menjadi energi mekanik penggerak generator. Mesin penggerak generator ini dapat berupa ketel uap beserta turbin uap, mesin diesel, turbin gas, dan turbin air
c. Instalasi Pendingin, yaitu instalasi yang berfungsi mendinginkan instalasi penggerak yang menggunakan bahan bakar
d. Instalasi Listrik, yaitu instalasi yang secara garis besar terdari dari :
- Instalasi Tegangan Tinggi, yaitu instalasi yang menyalurkan energi listrik yang dibangkitkan generator
- Instalasi Tegangan Rendah, yaitu instalasi alat-alat bantu dan instalasi penerangan
- Instalasi Arus Searah, yaitu instalasi yang terdiri dari baterai aki beserta pengisinya dan jaringan arus serarah yang terutama digunakan untuk proteksi, kontrol dan telekomunikasi.
B. PROSES KONVERSI ENERGI
Dalam PLTU, energi primer berupa bahan bakar (batubara/minyak gas) dikonversikan menjadi listrik (energi sekunder), dengan tahapan sebagai berikut:
a. Pertama, energi kimia dalam bahan bakar dikonversikan menjadi energi panas dalam ruang bakar boiler, dalam proses pembakaran.
b. Kedua, energi panas tersebut diatas selanjutnya dikonversikan menjadi energi dalam uap (enthalpy) di boiler, melalui proses perpindahan panas.
c. Ketiga, energi dalam uap (enthalpy) selanjutnya dikonversikan menjadi energi mekanik berupa putaran pada turbin uap.
d. Terakhir, energi mekanik dari turbin uap dikonversikan menjadi energi listrik pada generator.
C. SIKLUS UAP DAN AIR
Dari Gambar diatas menggambarkan siklus uap dan air yang berlangsung dalam PLTU, yang dayanya relatif besar, di atas 200 MW. Untuk PLTU ukuran ini. PLTU umumnya memiliki pemanas ulang dan pemanas awal serta menpunyai 3 tubin yaitu turbin tekanan tinggi, turbin tekanan menengah dan turbin tekanan rendah. Siklus yang digambarkan oleh Gambar diatas telah disederhanankan, yaitu bagian yang menggambarkan sirkuit pengolahan air utnuk suplisi dihilangkan untuk penyederhanan. Suplisi air ini diperlukan karena adanya kebocoran uap pada sambungan-sambungan pipa uap dan adanya blow down air dari drum ketel.
Air dipompakan ke dalam drum dan selanjuntya mengalir ke pipa-pipa air yang merupakan dinding yang mengelilingi ruang bakar ketel. Ke dalam ruang bakar dan udara pembakaran. Bahan bakar yang dicampur udara ini dinyalakan dalam ruang bakar sehingga terjadi pembakaran dalam ruang bakar. Pembakaran bahan bakar dalam ruang bakar mengubah energi kimia yang terkandung dalam bahan bakar menjadi energi panas (kalori). Energi panas hasil pembakaran ini dipindahkan ke air yang aad dalam pipa air ketel melalui proses radiasi, konduksi dan konveksi.
Untuk setiap macam bahan bakar. Komposisi perpindahan panas berbeda, mislanya bahan bakar minyak paling banyak memindahkan kalori hasil pembakarannya melalui radiasi dibandingkan bahan bakar lainnya. Untuk melaksanakan pemabakaran diperlukan oksigen yang diambil dair udara. Oleh karena itu, diperlukan pasokan udara yang cukup ke dalam ruang bakar. Untuk keperluan memasok udara ke ruang bakar dan pada ujung keluar udara dari ruang bakar.
Gas hasil pembakaran dalam ruang bakar setelah diberi “kesempatan” memindahkan energi panasnya ke air yang ada di dalam pipa air ketel, dialirkan melalui saluran pembuangan gas untuk selanjuntya di buang ke udara melalui cerobong. Gas buang sisa pembakaran ini masih mengandung banyak energi panas karena tidak semua energi panasnya dapat dipindahkan ke air yang ada dalam pipa air ketel. Gas buang yang masih mempunyai suhu di atas 400°C ini dimanfaatkan untuk memanasi.
a. Pemanas Lanjut (Super Heater)
Di dalam pemanas lanjut, mengalir uap dari drum ketel yang menuju ke turbin uap tekanan tinggi. Uap yang mengalir dalam pemanas lanjut ini mengalami kenaikan suhu sehingga suhu uap air ini semakin kering, oleh karena adanya gas buang di sekeliling pemanas lanjut.
b. Pemanas Ulang (Reheater)
Uap yang telah digunakan untuk menggerakan turbin tekanan tinggi, sebelum menuju turbin tekanan menengah, dialirkan kembali melalui pipa yang dikelilingi oleh gas buang. Di sini uap akan mengalami kenaikan suhu yang serupa dengan pemanas lanjut.
c. Economizer
Air yang dipompakan ke dalam ketel, terlebih dahulu dialirkan melalui ekonomizer agar mendapat pemanasan oleh gas buang. Dengan demikian suhu air akan lebih tinggi ketika masuk ke pipa air di dalam ruang bakar yang selanjuntya akan mengurangi jumlah kalori yang diperlukan untuk penguapan (lebih ekonomis).
d. Pemanas Udara
Udara yang akan dialirkan ke ruang pembakaran yang digunakan untuk membakar bahan bakar terlebih dahulu dialirkan melalui pemanas udara agar mendapat pemanasan oleh gas buang sehingga suhu udara pembakaran naik yang selanjuntya akan mempertinggi suhu nyala pembakaran.
Dengan menempatkan alat-alat tersebut diatas dalam saluran gas buang, maka energi panas yang masih terkandung dalam gas buang dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin. Sebelum melalui panas udara, gas buang diharapkan masih mempunyai suhu diatas suhu pengembunan asam sulfat H2SO4, yaitu sekitar 180°C. Hal ini perlu untuk menghindari terjadinya pengembunan asam sulfat di atas pemanas udara. Apabila hal ini terjadi, maka akan terjadi korosi pada pemanas udara dan pemanas udara tersebut akan menjadi rusak (keropos)
Energi panas yang timbul dalam ruang pembakaran sebagai hasil pembakaran, setelah dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa air ketel, akan menaikan suhu air dan menhasilkan uap. Uap ini dikumpulkan dalam drum ketel. Uap yang terkumpul mempunyai tekanan dan suhu yang tinggi dimana bisa mencapai 100 kg/cm² dan 530°C. Energi yang tersimpan dalam drum ketel dapat digunakan untuk mendorong atau memanasi sesuatu (uap ini mengandung energi). Drum ketel berisi air dibagian bawah dan uap yang mengandung energi dibagian atas.
Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap, dan dalam trubin uap, energi dari uap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator. Turbin pada PLTU besar, diatas 150 MW, umumnya terdiri dari 3 kelompok, yaitu turbin tekanan tinggi, tubin tekanan menegah, turbin tekanan rendah. Uap dari drum ketel mula-mula dialirkan ke turbin tekanan tinggi dengan terlebih dahulu melalui pemanas lanjut agar uapnya menjadi kering. Setelah keluar dari turbin tekanan tinggi, uap dialirkan ke pemanas ulang untuk menerima energi panas dan gas buang sehingga suhunya naik. Dari pemanas ulang, uap dialirkan ke turbin tekanan menengah.
Keluar dari turbin tekanan menengah, uap langsung dialirkan ke turbin tekanan rendah. Turbin tekanan rendah umumnya merupakan turbin dengan uap aliran ganda dengan arah aliran yang berlawanan untuk mengurangi gaya aksial turbin.
Dari turbin tekanan rendah, uap dialirkan ke kondensor untuk diembunkan. Kondensor memerlukan air pendinginn untuk mengembunkan uap yang keluar dari turbin tekanan rendah, Oleh karena itu, banyak PLTU dibangun dipantai, Penggunaan air laut sebagai air pendingin menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut :
a. Material yang dialiri air laut harus material anti korosi (tahan air laut)
b. Binatang laut bisa masuk dan berkembang biak dalam saluran air pendingin yang memerlukan pembersihan secara periodik
c. Selain binatang laut, kotoran air laut juga ikut masuk dan akan menyumbat pipa-pipa kondensor sehingga diperlukan pembersihan pipa kondensor secara periodik
d. Ada risiko air laut masuk ke dalam sirkuit uap. Hal ini berbahaya bagi sudu-sudu turbin uap. Oleh karena itu, harus dicegah.
Setelah air diembunkan dalam kondensor, air kemudian dipompa ke tangki pengolah air. Dalam tangki pengolah air, ada penambahan air agar memenuhi mutu yang diinginkan untuk air ketel. Mutu air ketel antara lain menyangkut kandungan NaC1, C1, O2 dan derajat keasaman (pH). Dari tangki pengolah air, air dipompa kembali ke ketel, tetapi terlebih dahulu melalui Ekonomizer, air mengambil energi panas dari gas buang sehingga suhunya naik, kemudian baru mengalir ke ketel uap.
Pada PLTU yang besar, diatas 150 MW, biasanya digunakan pemanas awal (pre heater), yaitu pemanas air yang akan masuk ke ekonomizer sebelum masuk ke ketel uap. Pemanas awal ini ada 2 buah, masing-masing menggunakan uap yang diambil (di-tap) dan turbin tekanan menengah dan turbin tekanan rendah sehingga didapat pemanas awal tekanan menengah dan pemanas awal tekanan rendah.