Buku Training Operator DCS PLTU PT. Cahaya Fajar Kaltim Unit #3

DEPARTEMENT PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Materi Pelatihan Operator DCS CFK #3

Ditulis Oleh, Nur Ali Said SPV. Perencanaan dan Transaksi Energi Listrik

Penanggung jawab, Rosibel Ompusunggu Manajer Operasional

MATERI 1 : COAL HANDLING SYSTEM MATERI 2 : WATER TREATMENT PLANT DAN LABORATORIUM MATERI 3 : BOILER MATERI 4 : TURBIN DAN GENERATOR

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim

PENGANTAR PENULIS dan SEKILAS SEJARAH CFK UNIT 3 PENGANTAR PENULIS Alhamdulillah, dengan mengucap syukur kepada Allah SWT, buku materi Pelatihan Operator DCS CFK unit 3 telah selesai, kami menyadari bahwa buku tersebut jauh dari sempurna sehingga masukan dan saran sangat membantu untuk melengkapinya. Buku tersebut kami terbitkan dengan tujuan agar menjadi pegangan awal bagi karyawan saat masuk menjadi Operator DCS CFK unit 3 dengan harapan mempermudah dan mempercepat transfer pengetahuan akan unit. Terima kasih…

Penulis Nur Ali Said

SEKILAS SEJARAH CFK UNIT 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim adalah sebuah perusahaan yang bergerak dalam bidang ketenagalistrikan berdiri sejak tanggal 26 Maret 2003, dengan mengawali mendirikan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yang mempunyai kapasitas 2 X 22,5 MW di daerah Desa Tanjung Batu Kecamatan Tenggarong Seberang Kabupaten Kutaikartanegara Propinsi Kalimantan Timur. Selanjutnya dikenal dengan CFK Unit 1 dan Unit 2. Kebutuhan akan listrik di Kalimantan Timur terus meningkat sehingga pada tahun 2013 PT. CFK melakukan pengembangan dengan membangun kembali PLTU dengan kapasitas 50 MW, selanjutnya di kenal dengan CFK Unit 3. Pada tanggal 09 Agustus 2014 Pukul 10:00 WITA sampai dengan tanggal 13 Agustus 2014 Pukul 10:00 WITA terhitung 96 jam CFK Unit 3 telah berhasil menjalankan Reability Running (RR)Test dan test daya keandalan netto atau di kenal dengan Net Dependable Capacity (NDC) Test. Dan telah dinyatakan Laik Operasi. Pada Tanggal 14 Agustus 2014 telah ditetapkan sebagai tanggal Commercial Operating Date (COD / commercial on date) yaitu pengoperasian secara komersial untuk PLTU CFK 1 x 50 MW Tanjung Batu Kalimantan Timur unit 3 oleh PT. PLN (Persero).

DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Page |i

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim DAFTAR ISI 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

2.1

2.2

2.3

3.1

3.2

3.3

3.4

4.1

MATERI 1 COAL HANDLING SYSTEM Pendahuluan .................................................................................................................................. 1 Spesifikasi Unit Coal Handling System ........................................................................................... 1 Coal handling system (Sistem PLC) ................................................................................................ 3 Alur Koordinasi Bagian Coal Handling Dengan Bagian Terkait....................................................... 3 MATERI 2 WATER TREATMENT PLANT DAN LABORATORIUM Water Treatment Plant .................................................................................................................. 4 A. Landasan Teori......................................................................................................................... 4 1. Air ...................................................................................................................................... 4 2. Proses Water Treatment ................................................................................................... 5 B. Spesifikasi Unit Water Treatment Plant PT. CFK ..................................................................... 6 C. Proses Water Treatment Plant PT. CFK ................................................................................... 7 Laboratorium.................................................................................................................................. 9 A. Landasan Teori......................................................................................................................... 9 a. Parameter-parameter Air.................................................................................................. 9 b. Parameter Bahan Bakar (Batubara) ................................................................................ 10 B. Analisa-analisa Laboratorium ................................................................................................ 11 Alur Koordinasi Bagian WTP-Lab Dengan Bagian Lain ................................................................. 11 MATERI 3 BOILER Landasan Teori ............................................................................................................................. 12 A. Mengenal Boiler .................................................................................................................... 12 1. Sistem Bahan Bakar......................................................................................................... 12 2. Sistem Udara dan Gas Buang (Flue Gas and Air System) ................................................ 14 3. Sistem Air Umpan (Water System) ................................................................................. 14 4. Sistem Steam (Steam system) ......................................................................................... 15 5. Sistem Ash Handling (Ash Handling System)................................................................... 15 B. Dasar-dasar Pembakaran....................................................................................................... 16 1. Prinsip Pembakaran Sempurna ....................................................................................... 16 2. Proses Pembakaran Secara Kimia ................................................................................... 17 3. Kebutuhan Udara ............................................................................................................ 18 4. Gas Buang Hasil Pembakaran.......................................................................................... 19 Spesifikasi Unit Boiler PT. Cahaya Fajar Kaltim Unit 3 ................................................................. 20 A. Gambaran Umum Boiler CFK#3 ............................................................................................. 20 B. Parameter Desain .................................................................................................................. 21 C. Volume Water........................................................................................................................ 21 D. Spesifikasi Peralatan Bantu.................................................................................................... 21 Alur Proses Boiler PT. Cahaya Fajar Kaltim Unit #3...................................................................... 22 a. Proses Pasokan Udara Pembakaran (Air System).................................................................. 22 b. Proses Aliran Gas Buang (Flue Gas System) .......................................................................... 23 c. Proses Bahan Bakar (Mill System) ......................................................................................... 24 d. Proses Pasokan Air Umpan (Water System) .......................................................................... 25 e. Proses Steam System ............................................................................................................. 25 f. Ash Handling System ............................................................................................................. 25 Alur Koordinasi Bagian Boiler Dengan Bagian Lain ..................................................................... 26 MATERI 4 TURBIN DAN GENERATOR Pendahuluan ................................................................................................................................ 27 A. Prinsip Kerja Turbin Uap ........................................................................................................ 27 B. Generator .............................................................................................................................. 28 C. Exiter ...................................................................................................................................... 30 DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

P a g e | ii

4.2

4.3

4.4

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim D. AVR (Automatic Voltage Regulator) ...................................................................................... 31 Turbin dan Generator CFK Unit #3 ............................................................................................... 32 A. Gambaran Umum Turbin dan Generator CFK#3 ................................................................... 32 B. Spesifikasi Turbin dan Generator CFK #3............................................................................... 35 Flow Proses Turbin dan Generator PT. CFK Unit #1 dan #2 ......................................................... 38 A. Main Steam System ............................................................................................................... 39 B. Condensate System ............................................................................................................... 40 C. Circulating Cooling System .................................................................................................... 40 D. Turbin and Generator System ............................................................................................... 41 Alur Koordinasi Bagian Turbin dan Generator Dengan Bagian Lain Dept. Produksi .................... 41 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................ 42

DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

P a g e | iii

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim

MATERI 1 COAL HANDLING SYSTEM 1.1. PENDAHULUAN. PLTU CFK (Cahaya Fajar Kaltim) merupakan pembangkit listrik tenaga uap dengan menggunakan bahan bakar batu bara. Batu bara sebagai bahan bakar utama yang dipakai di unit pembangkitan memerlukan penanganan yang baik. Sistem penanganan batu bara ini disebut Coal Handling System dan tujuan akhir dari sistem ini adalah tercapainya pengisian coal bunker secara optimal dan kontinyu. Coal Handling System meliputi sistem transportasi batu bara dari dermaga menuju ke stock pile/Coal Storage dan sampai ke Coal Bunker. Coal Handling System di CFK menggunakan Belt Conveyor System. 1.2. SPESIFIKASI UNIT COAL HANDLING SYSTEM 1. Conveyor #1 Electromotor Daya 45 Current 84.2/48,6 Tegangan 380 Speed 1480

Gear Box KW A Volt rpm

Belt Conveyor Lebar

Rasio

1200

mm

1 / 30

2. Conveyor #2 Electromotor Daya 55 Current 103/59,5 Tegangan 380 Speed 1480

Gear Box KW A Volt rpm

Rasio

Belt Conveyor Lebar

1200

mm

panjang

118

m

1 / 30

3. Conveyor #3 (Tripper Coal Yard / Stock Pile) Electromotor Daya Current Tegangan Speed

head Pully 22 43.2/24.9 380 1470

Gear Box head pulley & tripper

tripper 7,5 15,4/8,9 380 1460

KW A Volt rpm

Belt Conveyor Lebar

Rasio

1200

mm

1 / 30

4. Conveyor Gantry Electromotor Daya 22 Current 24,5/42,5 Tegangan 380 Speed 1470

Gear Box KW A Volt rpm

Belt Conveyor Lebar

Rasio

1200

mm

1 / 30

5. Conveyor #4 Electromotor Daya 22 Current 24,9/43,2 Tegangan 380 Speed 1470

DEPARTEMEN PRODUKSI

Gear Box KW A Volt rpm

Belt Conveyor Lebar

Rasio

1200

mm

1 / 30

FEBRUARI 2017

Page | 1

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim 6. Conveyor #5 A & B Electromotor 15 22 Current 30.1/17.4 Tegangan 380 Speed 1460

Gear Box KW A Volt rpm

Belt Conveyor Lebar

Rasio

800

mm

1 / 30

7. Conveyor #6 A & B Electromotor Daya 22 Current 24,5/42,5 Tegangan 380 Speed 1470

Gear Box KW A Volt rpm

Belt Conveyor Lebar

Rasio

800

mm

1 / 30

8. Conveyor Bypass A & B Electromotor Daya 22 Current 24,5/42,5 Tegangan 380 Speed 1470

Gear Box KW A Volt rpm

Belt Conveyor Lebar

Rasio

800

mm

1 / 30

9. Crusher A & B Electromotor Daya 75 Current 139,6/80,6 Tegangan 380 Speed 1470

KW A Volt rpm

10. Conveyor #7 A & B Electromotor Daya 22 Current 43,2/24,9 Tegangan 380 Speed 1470

Gear Box KW A Volt rpm

Belt Conveyor Lebar

Rasio

800

mm

1 / 30

11. Conveyor #8 A & B Electromotor Daya 37 Tegangan 380 Speed 1470

Gear Box KW Volt rpm

Rasio

Belt Conveyor

1 / 30

Lebar

800

mm

12. Conveyor #9 A & B Electromotor Daya Current Tegangan Speed

head Pully 15 30,3/17,5 380 1460

DEPARTEMEN PRODUKSI

Gear Box head pulley & tripper

tripper 7,5 15,4/8,9 380 1460

KW A Volt rpm

Belt Conveyor Lebar

Rasio

800

1 / 30

FEBRUARI 2017

Page | 2

mm

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim 1.3. VIEW COAL HANDLING SYSTEM (SISTEM PLC)

Gambar 1.1. View Control Coal handling System. Batu bara dari ponton yang bersandar di dermaga CFK, selanjutnya akan dilakukan draft awal oleh pihak surveyor independent untuk memperkirakan tonase batu bara yang datang. Kemudian pembongkaran akan dilakukan dengan alat berat yaitu excavator, melalui conveyor #1, #2 dan #3 (conveyor pembongkaran/unloading), sampai dengan tempat penyimpanan batu bara (Coal Storage/Stock pile). Selama proses pembongkaran akan dilakukan pengambilan sampling batu bara untuk menentukan kualitas yang diterima. Dan setelah proses pembongkaran akan dilakukan draft akhir (Final Draft) dari pihak surveyor independent yang awal melakukan draft tersebut, untuk mengkoreksi nilai plus atau minus dari data hasil draft awal atau menetapkan hasil tonase yang sebenarnya. Dari coal storage dengan menggunakan alat berat excavator atau whee loader, batu bara dituangkan ke dalam hopper kemudian ditransfer melalui conveyor #4 atau menggunakan conveyor By Pass untuk proses selanjutnya perhatikan gambar 1.1 view control coal handling system. Untuk proses start pengisian batu bara di coal bunker, proses diawali dengan menentukan coal bunker dari boiler unit #1 dan #2 yang akan di isi. Karena system interlock pada coal handling system, start conveyor diawali dengan menjalankan conveyor #9 (A & B) kemudian conveyor #8 (A & B) selanjutnya unit crusher dan conveyor #7 (A & B), kemudian conveyor bypass. Atau dapat juga dari conveyor #7 (A & B) kemudian conveyor #6 (A & B) lalu conveyor #5 (A & B) apabila menggunakan conveyor #4. 1.4.

ALUR KOORDINASI BAGIAN COAL HANDLING DENGAN BAGIAN TERKAIT Unloading/A2B (Alat-alat berat) LAB

Kualitas Batu Bara Ponton

Pembongkaran Batu Bara Ponton Pengisian Coal Bunker

COAL HANDLING

BOILER Level Coal Bunker Kritis /Blending Batu Bara

Gambar 1.2. Alur koordinasi bagian coal handling dengan bagian terkait. DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Page | 3

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim

MATERI 2 WATER TREATMENT PLANT DAN LABORATORIUM 2.1. WATER TREATMENT PLANT. A. LANDASAN TEORI. I. AIR Air yang digunakan untuk pengisi ketel/boiler di PLTU haruslah memenuhi standart yang dibutuhkan, yaitu yang bebas dari kontaminan-kontaminan yang dapat menimbulkan masalah korosi maupun deposit pada pipa boiler dan turbin. a. Siklus air. Air murni dengan rumus H2O mempunyai sifat sebagai pelarut zat-zat yang sangat baik. Sehingga dalam keadaan di alam bebas, jarang mendapatkan kondisi air yang murni. Selain itu ketidakmurnian dari air disebabkan siklus air atau siklus hidrologi. Kontaminan air terdiri dari kandungan zat padat, cair dan gas. O2 SO2 N2 Co2

H2O

NaCl CaCl3 MgSO4 Ca(HCO3)2

Laut

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi b. Kandungan – kandungan air  Kandungan Zat Padat Air yang meresap ke dalam tanah akan melarutkan sebagian dari batubatuan dan tanah serta garam-garam mineral yang ada dalam tanah. Diantara garam-garam mineral yang larut adalah :  Natrium Klorida (NaCl)  Kalsium Bikarbonat (Ca(HCO3)2)  Kalsium Klorida (CaCl2)  Magnesium Bikarbonat (Mg(HC)3)2)  Magnesium Sulfat (MgSO4) Sedangkan yang tidak larut berupa suspensi, seperti tanah liat, silika dan lain-lain.  Kandungan Zat Cair Seringkali air tercemar oleh tumpahan minyak atau dari kebocoran tangki minyak atau dari tangki kapal.

DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Page | 4



Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim Kandungan Gas Pada waktu hujan turun, gas-gas yang ada diudara akan ikut terlarut di dalamnya. Gas-gas tersebut adalah Oksigen (O2), Karbon Dioksida (CO2), Belerang Dioksida (SO2) dan lain-lain. Gas-gas yang terlarut ini dapat menyebabkan air bersifat korosif karena terbentuk asam.

II. PROSES WATER TREATMENT. a. Proses Pendahuluan (Pretreatment) Suspended solid dapat dihilangkan melalui proses klarifikasi (penjernihan) dengan menggunakan clarifier. Klarifikasi adalah proses pretreatment air permukaan untuk menghilangkan suspended solid dengan tahap – tahap sebagai berikut :  Koagulasi adalah proses penambahan bahan kimia (koagulan) untuk membentuk gumpalan (flok) yang selanjutnya dipisahkan pada proses flokulasi. Bahan kimia yang digunakan adalah alumunium sulfat atau PAC.  Flokulasi Adalah proses penambahan bahan kimia (Flokulan) Untuk membentuk gumpalan-gumpalan (flok) dengan ukuran lebih besar sehingga mempercepat terjadinya pengendapan.  Sedimentasi adalah suatu mekanisme dimana partikel yang sudah cukup besar tersebut akan mengendap dan turun kebawah permukaan air yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi.  Proses filtrasi Proses ini khusus untuk menghilangkan zat padat tersuspensi yang masih tersisa setelah pengendapan/sedimentasi. Proses filtrasi bertujuan untuk menahan zat-zat tersuspensi (suspended matter) dalam suatu fluida dengan cara melewatkan fluida tersebut melalui tangki pasir silika (Sand Filter). b. Proses Demineralisasi. Demineralisasi bekerja menurut prinsip penukaran ion. Instalasi demin plant umumnya terdiri dari dua buah tangki penukar ion, yaitu tangki kation untuk menukar ion H+ dan tangki anion untuk menukar ion OH-. Cara kerja demin plant adalah sebagai berikut :  Cation menukar ion-ion positif dalam air seperti Ca, Mg, Na dengan ion H+  Air yang keluar dari cation bersifat asam  Anion menukar ion-ion negatif dalam air seperti Cl, SO4, SiO2 dengan ion OH Jika kadar hardness dalam cation > 1 ppm atau pH > 5 dikatakan unit sudah jenuh  Jika kadar silica dalam anion > 5 ppm atau pH < 7 dikatakan unit sudah jenuh  Jika unit sudah jenuh perlu dilakukan regenerasi agar proses pertukaran ion tetap berlangsung dengan baik.  Proses regenerasi unit dilakukan dengan menginjeksi regeneran pada masing-masing unit. Regeneran untuk cation adalah HCl (kandungan 32%) dan untuk anion NaOH (kandungan 48%). Proses regenerasi :  Backwash, yaitu mengalirkan air bersih ke arah berlawanan melalui tangki cation atau anion sampai air keluarannya bersih  Melakukan slow rinse, yaitu mengalirkan air secara perlahan untuk menghilangkan regeneran dalam resin  Fast rinse, yaitu membilas unit dengan laju yang lebih cepat untuk menghilangkan sisa regeneran sebelum dioperasikan (service). DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Page | 5

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim

CO3- HCO3ClSO4- SiO2-- NO3

Ca++++ Mg+ Na K+ ++ Fe + Cu

Udara + CO2

CATION

Udara

ANION

MIXED BED

AIR

H

+

OH

DEGASIFIER

OHH+

-

H2O H CO3 +

--

HCO3ClSO4- SiO2-- NO3

H+ CO3

--

+

-

-

H OH

HCO3 ClSO4- SiO2-- NO3

Demin Water

H+ OH-

Gambar 2.2. Penukaran Ion-Ion pada Proses Demineralisasi B. SPESIFIKASI UNIT WATER TREATMENT PLANT PT CFK. I. WATER CLARIFIER a. SAND FILTER TANK Quantity : 4 Units c. CLARIFIER 3 Volume : 31.77 m Quantity : 4 Sets Diameter : 2.280 cm Volume : 40.1 m3 b. BUFFER STORAGE TANK d. CLEAN WATER TANK Quantity : 1 Unit Quantity : 2 Units Volume : 34.5 m3 Volume : 1.100 m3 Diameter : 2.280 cm II. DEMIN PLANT a. ACTIVE CARBON FILTER Quantity : 2 Sets ( for 2 lines ) Type : Vertical Pressure Type Service Flowrate : 60 m3/h Operation Mode : Semi Automatic Dimension : Ø 2.380 mm x 3.600 mm Design Pressure : 5 bar b. WATER CARTRIDGE FILTER Quantity : 2 Sets ( for 2 lines ) Type : Vertical, Cylindrical Service Flowrate : 60 m3/h Micron : 10 / 20 micron Material : Stainless Steel frame c. SAC (STRONG ACID CATION) Quantity : 2 Sets ( for 2 lines ) Type : Up – Current Regeneration Capacity : 60 m3/h

DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Page | 6

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim Operation Mode : Semi Automatic Dimension : Ø 2.380 mm x 3.600 mm Design Pressure : 5 bar Resin Type : SAC Resin ( Uniform Bead Size, Gel Type ) Make : Rohm & Haas or Equivalent ( Amberjet 1200H ) Regenerant : 32% HCl Reg. Consump : 800 – 1000 kg/cycle Reg. Feeding : By ejector d. DEGASIFIER Quantity : 2 Sets ( for 2 lines ) Type : Packed Column Capacity : 60 m3/h e. SBA (STRONG BASE ANION) Quantity : 2 Sets ( for 2 lines ) Type : Up – Current Regeneration Capacity : 60 m3/h Operation Mode : Semi Automatic Dimension : Ø 2.380 mm x 3.600 mm Design Pressure : 5 bar Resin Type : SBA Resin ( Uniform Bead Size, Gel Type ) Make : Rohm & Haas or Equivalent ( Amberjet 4200CL ) Regenerant : 48% HCl Reg. Consumption : 550 – 750 kg/cycle Reg. Feeding : By ejector f. MIXBED Quantity : 2 Sets ( for 2 lines ) Type : Co – Current Regeneration Capacity : 60 m3/h Operation Mode : Semi Automatic Dimension : Ø 1.500 mm x 3.000 mm Design Pressure : 5 bar Resin Type : Strong Acid Cationic and Strong Base Anionic Resin Make : Rohm & Haas or Equivalent ( Amberjet 4200CL ) Regenerant : 48% HCl ( 250 – 400 kg ) , NaOH 32% ( 450–600 kg ) Reg. Feeding : By ejector g. WATER DEMIN TANK Quantity : 1 Set Type : Vertical, Cylindrical Capacity : 200.000 Litress Material : Carbon Steel C. PROSES WATER TREATMENT PLANT PT. CFK. Secara singkat proses water treatment plant pada PT. Cahaya Fajar Kaltim adalah sebagai berikut : air sungai Mahakam dipompakan dengan CCWP (Circulating Cooling Water Pump) dari inject line CCWP dengan memanfaatkan tekanan CCWP atau dengan bantuan pompa lamella, air kemudian masuk ke statistic mix tank sebelumnya diinject kan chemical caustic soda (NaOh) terlebih dahulu sebagai koreksi pH, selanjutnya air masuk ke mix tank dan di inject secara continyu flokulan dan PAC, air mengalir ke Lamela/clarifier secara otomatis akan terjadi endapan. Kemudian air masuk ke buffer tank dan dipompakan ke sand filter selanjutnya masuk ke clean water tank. Untuk tahapan demineralisasi selanjutnya air dari clean water tank di DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Page | 7

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim

To Demin Plant

pompakan dengan ACF pump kemudian masuk ke tanki ACF (Active Carbon filter) selanjutnya masuk ke catridge filter. Kemudian secara ber-urut air masuk ke tanki Kation, tanki Degasifier, dengan pompa degasifier air masuk ke tanki Anion, tanki MIxbed, dan ditampung di Tanki Demin. Dengan pompa demin air akan di suplay ke deaerator. Untuk lebih jelas nya perhatikan gambar sebagai berikut :

From Raw Water Tank

SBA DEGASIFIER MIXBAD DEMIN TANK

ACF

SAC

Gambar. 2.3. Proses Water Treatment PT. Cahaya Fajar Kaltim

DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Page | 8

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim 2.2. LABORATORIUM. A. LANDASAN TEORI. Pada PLTU CFK kualitas air dan bahan bakar (batu bara) sangat diperlukan dan diperhatikan, sehingga perlu adanya parameter-parameter yang harus dijaga agar PLTU dapat beroperasi dengan baik. a. Parameter-parameter air. Berikut adalah beberapa komponen sebagai parameter yang harus dijaga di dalam kandungan air untuk menghindarkan dari masalah-masalah yang ditimbulkan. No

Komponen

Rumus

Masalah yang ditimbulkan

1 Turbidity

Tidak ada

Air menjadi keruh, membentuk deposit pada pipa-pipa, alat-alat, ketel dan lain-lain

2 Hardness (kesadahan)

Kalsium dan magnesium yang dinyatakan sebagai CaCO3

Membentuk Scale / kerak pada sistem penukar panas, ketel, pipa.

3 Alkalinity (alkalinitas)

Bikarbonat (HCO3) Karbonat (CO3) Hidroksida (OH) Dinyatakan sebagai CaCO3

Timbul buih (foam) dan carry over (lolosnya) padatan terlarut ke dalam uap panas mengakibatkan karatan pada pipa ketel, bikarbonat dan karbonat menghasilkan CO2 dalam uap panas, sehingga bersifat korosif.

4 pH

Konsentrasi ion hydrogen pH = -log (H+)

Korosi

5 Silika

SiO2

Membentuk kerak di pipa boiler dan sudu-sudu turbin

6 Besi

Fe2+ (ferro), Fe3+

Terbentuk deposit pada pipa-pipa dan boiler

7 Minyak

Dinyatakan sebagai oil atau Ichloroform extractible matter

Terbentuk kerak, lumpur dan buih dalam ketel

8 Oksigen

O2

Korosi

9 Konduktivitas

Konduktivitas yang tinggi maka sifat korosi makin tinggi

Tabel. 2.1. Parameter komponen di dalam air dan masalah yang ditimbulkan Kotoran yang ditemukan dalam boiler tergantung dari kualitas air umpan, proses pengolahan yang digunakan dan prosedure pengoperasian pada boiler. Sebagai aturan umum semakin tinggi tekanan operasi boiler akan semakin besar sensitifitasnya terhadap kotoran. REKOMENDASI BATAS AIR UMPAN (IS 10392, 1982) Faktor Hingga 20 Kg/cm2 21 - 39 Kg/cm2 40 - 59 Kg/cm2 Total Besi (maks.) ppm 0.05 0.02 0.01 Total Tembaga (maks.) ppm 0.01 0.01 0.01 Total Silika (maks.) ppm 1.0 0.3 0.1 Oksigen terlarut (maks.) ppm 0.02 0.02 0.01 Residu hidrasin ppm 0.02 – 0.04 pH pada 25 oC 8.8 – 9.2 8.8 – 9.2 8.2 – 9.2 Kesadahan ppm 1.0 0.5 Tabel. 2.2. Rekomendasi batas air umpan DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Page | 9

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim REKOMENDASI BATAS AIR BOILER (IS 10392, 1982) Faktor Hingga 20 Kg/cm2 21 - 39 Kg/cm2 TDS, ppm 3000 - 3500 1500 - 2500 Total padatan besi terlarut ppm 500 200 Konduktivitas listrik spesifik pada 25 oC (mho) 1000 400 Residu fosfat ppm 20 - 40 20 - 40 pH pada 25 oC 10 – 10.5 10 – 10.5 Silika (maks.) ppm 25 15 Tabel. 2.3. Rekomendasi batas air boiler.

40 - 59 Kg/cm2 500 – 1500 150 300 15 – 25 9.8 – 10.2 10

b. Parameter bahan bakar (Batu Bara) Terdapat dua metode untuk menganalisis batu bara: analisis ultimate dan analisis proximate. Analisis ultimate menganalisis seluruh elemen komponen batu bara, padat atau gas dan analisis proximate meganalisis hanya fixed carbon, bahan yang mudah menguap, kadar air dan persen abu. Analisis ultimate harus dilakukan oleh laboratorium dengan peralatan yang lengkap, sedangkan analisis proximate dapat dilakukan dengan peralatan yang sederhana.  Analisa Proximate. Analisis proximate menunjukan persen berat dari fixed carbon, bahan mudah menguap, abu, dan kadar air dalam batu bara.  Fixed Carbon Fixed carbon bertindak sebagai pembangkit utama panas selama pembakaran. Kandungan utamanya adalah karbon tetapi juga mengandung hidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen yang tidak terbawa gas. Fixed carbon memberikan perkiraan kasar terhadap nilai panas batubara  volatile matter Bahan yang mudah menguap (volatile matter) : Bahan yang mudah menguap dalam batu bara adalah metan, hidrokarbon, hydrogen, karbon monoksida, dan gas-gas yang tidak mudah terbakar, seperti karbon dioksida dan nitrogen. Bahan yang mudah menguap merupakan indeks dari kandungan bahan bakar bentuk gas didalam batu bara. Kandungan bahan yang mudah menguap berkisar antara 20 hingga 35% (UNEP, 2006). Bahan yang mudah menguap berbanding lurus dengan peningkatan panjang nyala api, dan membantu dalam memudahkan penyalaan batu bara.  Kadar abu Abu merupakan kotoran yang tidak akan terbakar. Kandungannya berkisar antara 5% hingga 40% (UNEP, 2006). Abu mempengaruhi efisiensi pembakaran, dan efisiensi boiler.  Kadar air Kadar air akan menurunkan kandungan panas per kg batu bara, dan kandungannya berkisar antara 0,5 hingga 10% (UNEP, 2006). Kadar air meningkatkan kehilangan panas, karena penguapan dan pemanasan berlebih dari uap.  Kadar Sulfur Pada umumnya berkisar pada 0,5 hingga 0,8% (UNEP, 2006). Sulfur mengakibatkan korosi pada cerobong (chimney/stack) dan peralatan lain seperti pemanas udara dan economizers. Batu Bara di Negara Parameter India Indonesia Afrika Selatan Kadar air 5.98 9.43 8.5 Abu 38.63 13.99 17 Volatile matter 20.70 29.79 23.28 Fixed Carbon 34.69 46.79 51.22 Tabel. 2.4. Analisa Proximate untuk berbagai batu bara (dalam persen)

DEPARTEMEN PRODUKSI

FEBRUARI 2017

Page | 10

Materi Pelatihan Operator DCS 3 PT. Cahaya Fajar Kaltim  Analisa ultimate Analsis ultimate menentukan berbagai macam kandungan kimia unsur- unsur seperti karbon, hidrogen, oksigen, sulfur, dll. Analisis ini berguna dalam penentuan jumlah udara yang diperlukan untuk pembakaran. Batu bara (%)

Parameter

India Indonesia Kadar Air 5.98 9.43 Bahan Mineral (1,1 x Abu) 38.63 13.99 Karbon 41.11 58.96 Hidrogen 2.76 4.16 Nitrogen 1.22 1.02 Sulfur 0.41 0.56 Oksigen 9.89 11.88 T Tabel. 2.5. Analisis ultimate untuk berbagai jenis batu bara. B. ANALISA-ANALISA LABORATORIUM I. ANALISA AIR Pada PLTU PT. Cahaya Fajar Kaltim untuk analisa air meliputi : a. Analisa kualitas air Boiler antara lain :  Feed Water : pH (dengan standart 8,8 – 9,2), TH (dengan standart