Paper Seminar Pjb Gresik

PLA NT PADA PROSES KETRAMPILAN PENGOPERASIAN WATER TREATME NT PLA DEMINERALISASI DI PT. PJB UNIT PEMBANGKITAN GRESIK  –  JAWA  JAWA TIMUR (Ir. Apriani Kusumawardhani, MSc, Soraya Rizqimufidah 2411 031 002) Program Studi D3 Metrologi & Instrumentasi Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS Keputih Sukolilo - Surabaya 60111 ABSTRAK

Air merupakan salah satu komponen lingkungan yang mempunyai peran yang cukup besar dalam kehidupan. Bagi manusia, air berperan dalam kegiatan pertanian, industri, dan pemenuhan kebutuhan rumah tangga. Air yang digunakan harus memenuhi syarat dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Kualitas air dapat ditinjau dari segi fisik, kimia, dan biologi. Kualitas air yang baik tidak selamanya tersedia di alam. Perkembangan industri dan pemukiman dapat mengancam kelestarian air bersih. Water Treatment  adalah  adalah suatu cara/bentuk pengolahan air dengan cara-cara tertentu dengan tujuan untuk mencapai hasil yang diharapkan sesuai kebutuhan. Water Treatment  Plant  adalah   adalah sebuah sistem yang difungsikan untuk mengolah air dari kualitas air baku (influent  (influent ) yang kurang bagus agar mendapatkan kualitas air pengolahan (effluent  (effluent ) standar yang di inginkan/ditentukan atau siap untuk dikonsumsi atau diproses. Kata kunci : Water Treatment Plant , Pengolahan kualitas air PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada saat ini perkembangan teknologi di Indonesia cukup pesat. Dan disamping itu dengan adanya perguruan tinggi yang menghasilkan sumber daya manusia yang  berkualitas dengan berbagai kemampuan intelektual dan merasa telah terpanggil untuk semakin meningkatkan mutu output-nya. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTGU) merupakan suatu sistem terintegrasi untuk membangkitkan listrik dengan uap air dan gas (thermal  –  UP Gresik membutuhkan bahan bakar gas 108.739.449 MMBTU, MFO 80.617 kiloliter, HSD 500.000 kiloliter, air  penambahan boiler 360.000 Ton, dan air servis berasal dari proses distilasi air laut atau bisa juga menggunakan air PDAM. Sebelumnya, pada tahun 2011, Ahmad .[2] F melakukan kerja praktek dengan melakukan Penerapan  Fault Tree Analysis, Analysis, [3] Ratih D. melakukan kerja praktek dengan melakukan PID pada Boiler. Selain itu, .[4] Rizka W melakukan kerja praktek dengan melakukan  Preventive Maintenance Leak [5] Oil , Rizal Rifaldi melakukan kerja praktek dengan melakukan ketrampilan  pengoperasian multi stage flash dengan metode pengendalian laju aliran air. Secara umum fungsi dari Water Treatment Plant tersebut adalah pengolahan dari sumber air menjadi air bersih, terutama  pada hal ini perubahan atau pengurangan mineral atau zat garam pada air laut. Dari water treatment perubahan air garam yang

mechanics). PT. PJB UP Gresik merupakan  perusahaan yang bergerak dalam bidang  pemasok sumber listrik di daerah Jawa Timur dan dibawah naungan PLN. PT. PJB UP, Gresik mengoperasikan 4 unit PLTG, 4 unit PLTU dan 3 blok PLTGU dan dengan [1] total daya 2160MW   yang dihasilkan oleh unit 3. Peralatan utama pada PLTU Gresik adalah Boiler, Turbin, dan Generator dan  peralatan bantunya seperti desalinasion  plant dan water treatment. Pada PLTGU Gresik ini berbahan bakar MFO (Marine Fuel Oil ) dan Gas Alam. Selama setahun,  berasal dari air laut dirubah menjadi air murni. Permasalahan yang akan dibahas dan dijadikan sebagai topik pembahasan adalah mengenai bagaimana cara pengoperasian Water Treatment Plant , oleh karena itu, kami mengambil topik tentang ketrampilan  pengoperasian Water Treatment yang dinaungi oleh unit PLTGU PT. PJB Gresik. Penentuan topik ini dikarenakan peranan Water Ttreatment tersebut sangat penting untuk menunjang pengoperasian boiler tersebut sehingga unit dapat beroperasi dengan baik. 1.2 Permasalahan Dalam Pelaksanaan Kerja Praktek ini melakukan pengamatan secara umum sebagai berikut : 1 Bagaimana proses pengoperasian Water  pada proses demineralisasi? Treatment  pada 2 Bagaimana parameter kualitas air yang dihasilkan dari proses tersebut?

1.3 Tujuan Adapun tujuan dari dilakukannya kerja  praktek ini adalah sebagai berikut : 1 Untuk memahami proses kerja PLTU secara umum terutama pada bagian turbin. 2 Untuk mengetahui parameter kualitas air yang dihasilkan dari proses Water Treatment . 1.4 Sistematika Laporan. Sistematika penulisan laporan kerja  praktek ini adalah halaman judul, lembar  pengesahan perusahaan, lembar pengesahan  jurusan, abstrak, abstract , kata pengantar, daftar isi, daftar gambar, daftar tabel, lima  bab, daftar pustaka dan lampiran. Bab I  berisi pendahuluan yang terdiri dari latar  belakang, permasalahan, tujuan, dan sistematika laporan. Bab II berisi tinjauan umum PT. PJB UP Gresik yang meliputi struktur organisasi, instansi yang menaungi dan lain sebagainya yang menyangkut tentang PT. PJB UP Gresik. Bab III berisi materi tentang pengoperasian water treatment dan bagian-bagian dari mesin tersebut yang terdapat di PT. PJB UP Gresik. Bab terakhir adalah Bab IV berisi penutup, terdiri dari kesimpulan yang merupakan ringkasan dari laporan ini dan saran dari kerja praktek yang telah dilakukan. Tinjauan Umum 2.1 Profil PT. Indonesia Power Perak Grati Sub Unit Perak UP PT PJB ini merupakan anak  perusahaan dari Perusahaan Listrik Negara, PT PLN (Persero), yang dibangun diatas tanah seluas sekitar 78 ha. PT PJB ini terletak di lokasi desa Sidorukun, Jalan Harun Tohir nomor 1, Kota Gresik, Propinsi Jawa Timur atau sekitar 20 km arah barat laut kota Surabaya. Berikut letak lokasi UP PT PJB Gresik Sebagai salah unit pembangkit, PT PJB Unit Pembangkit Gresik mengoprasikan tiga  jenis mesin pembangkit yaitu sebagai  berikut: 1. PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) kapasitas 600 MW 2. PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas) kapasitas 103 MW 3. PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas  –  Uap) kapasitas 1578 MW Total kapasitas 2280 MW (terdiri dari 21 Generator).

Dalam proses penyaluran daya listrik yang dihasilkan, PT PJB menggunakan

sistem interkoneksi dengan Unit unit Pembangkit yang ada di Jawa  –   Bali dengan tujuan memenuhi kebutuhan konsumen yang ada. Adapun strukturnya dapat dilihat di  bagan di bawah ini:

Gambar 2.1 Struktur PLN

2.1.1 Struktur PT. PJB Unit Pembangkitan Gresik Pimpinan tetinggi di PT PJB UP Gresik adalah seorang General Manager. Dalam menjalankan tugas-tugasnya seorang General Manager dibantu oleh beberapa Manger yang diantaranya adalah sebagai  berikut: Manager Engineering & Quality Assurance Manager Operasi Manager Pemeliharaan Manager Logistik Manager Kuangan & Administrasi 

   

GENERAL MANAJER  UP GRESIK 

MANAJER OPERASI

SPV Senior Rendal Operasi PLTGU, PLTU

1. MANAJER ENVIRING & QUALITY ASSURANCE 2. MANAJER PEMELIHARAAN 3. MANAJER LOGISTIK  4. MANAJER KEUANGAN & ADMINISTRASI

Gambar 2.1 Struktur Organisasi PT. PJB UP Gresik

Dalam pelaksanaan tugasnya, Manager membawahi beberapa Supervisor yang membatu proses pelaksanaan, berikut  bagan struktur organisasi PT PJB UP Gresik dapat dilihat pada gambar diatas. 2.2 Unit PLTGU PT. PJB UP Gresik Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU) adalah pembangkit siklus ganda (combined cycle) yang peralatan utamanya terdiri dari turbin dengan generatornya, HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ), turbin uap dengan generatornya dan alat  pendukung lainnya.

a. Turbin Gas Turbin gas berfungsi sebagai pembangkit listrik tahap pertama yang mempunyai  peralatan utama kompresor, ruang  pembakaran (combuser ), turbin dan generator serta penggerak mula ( starting device). Proses pembangkitan diawalai dengan menjalan motor starter sebagai  penggerak mula sampai udara masuk ke ruang kompresor dan mengalami proses  pemampatan sehingga menjadi udara  bertekanan. Bersamaan dengan proses  pemampatan udara, pada ruang bakar diinjeksikan bahan bakar. Setelah udara  bertekanan dan bahan bakar masuk, kemudian dinyalakan dengan igniter yang  berfungsi seperti busi, sehingga terjadilah  pembakaran yang mengakibatkan kenaikan temperature dan tekanan dalam ruang bakar. Tekanan ini akan menekan sudu-sudu turbin gas, sehingga timbullah energy mekanik yang menggerakkan sudu turbin dan memutar turbin. Lalu energy mekanik ini dikopel ke generator, menimbulkan fluks listrik, sehingga mengubah enrgi mekanik menjadi energy listrik. Sedangkan motor starter secara otomatis akan mati pada  putaran 2100 rpm. Setelah gas hasil  pembakaran mampu memutar turbin, kompresor, dan generator. Sementara itu,  putaran kompresor turbin terus naik sampai 3000 rpm (full speed no load), pada putaran ini generator diberikan arus, maka generator akan membangkitkan energy listrik yang  bertegangan 10,15 KV kemudian dinaikkan menjadi 150 KV atau 500 KV melalui trafo utama yang kemudian diteruskan dengan  jaringan interkoneksi Jawa-Bali. b. HRSG Gas buang pembakaran dari turbin dilewatkan dalam HRSG untuk menghasilkan uap tekanan tinggi (High Pressure / HP) dan tekanan rendah (Low Pressure / LP), ketel ini tanpa pembakaran,  jadi murni dari gas buang pembakaran dari turbin gas. c. Turbin Uap Uap hasil produksi dari HRSG digunakan untuk menggerakkan turbin uap. Turbin uap ini adalah jenis compound tandem yang terdiri dari turbin tekanan tinggi dan turbin tekanan rendah. Uap dari saluran tekanan tinggi masuk ke turbin tekanan tinggi, selanjutnya bersama-sama uap dari tekanan rendah dikondensasikan dikondensor, air kondensasi dipanaskan kembali ke ketel (HRSG) sehingga kembali terbentuk uap

untuk memutar turbin. Energy mekanik turbin digunakan memutar generator yang kemudian dihasilkan energy listrik dan diparalelkan dengan jaringan interkoneksi Jawa-Bali. 3.1.1 Unit-unit pendukungnya Sebagai unit penunjang pusat listrik  baik PLTU, PLTG, maupun PLTGU Gresik terdapat beberapa peralatan penting antara lain sebagai berikut: a. Pelabuhan / Jetty  Sebagai sarana penerimaan BBM dari Pertamina b. Gas Station

Suatu peralatan kelengkapan penerimaan BBG dari Pertamina c. Desalin ation Plant

Suatau peralatan desalinasi air laut menjadi air tawar dengan sistem evaporator sebagai pengisi ketel yang harus diolah lagi melalui peralatan water treatment . d. Water Tr eatment 

Suatu unit pengolahan air pengisi ketel (HRSG) yang prosesnya dengan sistem  penukar anion dan kation sampai air  pengisi ketel (HRSG) tersebut memenuhi syarat. e. Waste Water Tr eatment Plant

Suatu pengolahan air limbah yang merupakan upaya mengatasi terjadinya  pencemaran air limbah dengan indikator ikan hidup. f. Clorination Plant

Suatau alat yang memproduksi clor untuk injeksi pada air laut sebagai media  pendingin kondensor agar zat-zat renik tidak menempel pada saluran pipa  pendingin. g. Fuel / Oil Tr eatment Plant Unit pengolahan minyak untuk mendapatkan kondisi BBM/HSD yang  berkualitas baik dan memenuhi syarat. h. Gas H 2  H ydrogen Pl ant

Suatu unit pengolahan untuk memproduksi gas H2 melalui proses elektrolisa dengan media pendingin generator. i. Sistem Pembinaan Pembinaan diluar kedinasan oleh Bakorsiroh dan Persatuan Ibu-Ibu sub unit PT. PJB Unit Pembangkitan Gresik, seperti pembinaan mental spiritual, olahraga dan lain-lain.

3.1 Pengoperasian Water Treatment dalam Proses Demineralisasi

sehingga perlu di-treatment   terlebih dahulu oleh instalasi water treatment . 3.2.1

Parameter Air Murni dari Water Treatment Pada umumnya gangguan terhadap suatu peralatan/ sistem yang bermedia air disebabkan oleh zat-zat pengotor dalam air yang disebut kontaminan. Kontaminan tersebut dapat berbentuk gas, cair, padatan, dan mikroorganisme. Gambar 3.1 Water System PLTGU Gresik Secara teoritis, air di dalam siklus PLTGU akan terus bersirkulasi tanpa terjadi  pengurangan massa air sehingga tidak memerlukan penambah dari luar siklus. Tetapi pada prakteknya, banyak terjadi kehilangan massa air yang antara lain disebabkan oleh adanya kebocorankebocoran di dalam sistem, spray (Tempering) dan pembuangan gas yang masih mengandung air oleh karena itu harus ada tambahan air. Sistem air penambah berfungsi untuk memenuhi kebutuhan akan tambahan fluida kerja tersebut. Mengingat bahwa kualitas air  penambah harus sama baiknya dengan kualitas air yang telah berada dalam siklus tersebut, maka sistem air penambah dilengkapi dengan unit pengolahan air (water treatment plant ) yang berfungsi untuk mengolah air sumber (raw water tank ) menjadi air penambah (make up water ). 3.2 Water Treatment Plant

Table 3.1 Parameter Kadar Murni Air yang Dibutuhkan Parameter Konsentrasi (mg/L) COD 100  –  300 BOD 50  –  150 Minyak Nabati 5  –  10 Minyak Mineral 10  –  50 Zat padat tersupensi 200  –  400 (TSS)  pH 6.0  –  9.0 Temperatur 38  –  40 [°C] Ammonia bebas 1.0  –  5.0 (NH3)  Nitrat (NO3-N] 20  –  30 Senyawa aktif biru 5.0  –  10 metilen Sulfida (H2S) 0.05  –  0.1 Fenol 0.5  –  1.0 Sianida (CN) 0.05 –  0.5

3.2.2

Komponen-komponen Water Treatment Pada proses water treatment perlu diketahui bahwa pada sistem  pengoperasiannya ada komponen-komponen  pendukung untuk melengkapi jalannya  pengoperasian yaitu sebagai berikut: a. Water Treatment Supply Pump Pompa ini digunakan untuk menyalurkan air dari raw water tank  yang kemudian dimaksukkan ke dalam  proses water treatment yang selanjutnya hasil dari proses tersebut dimasukkan ke dalam Make up water tank .  b.  Prefilter

Gambar 3.2 Control Diagram Water Treatment System Water Treatment Plant merupakan instalasi yang berfungsi untuk mengurangi kadar garam (conductivity) dan total  dissolved solid   (TDS) dari air. Air yang diproses di instalasi water treatment plant   berasal dari  Raw Water Tank   yang merupakan hasil desalinasi dari Desalination  Plant . Air dari desalinasi ini masih memiliki kandungan elektrolit yang cukup tinggi

Gambar 3.3 Prefilter Merupakan komponen dari water treatment   yang berfungsi untuk atau menyaring partikel padat yang masih terkandung dalam raw water ,  prefilter  ini dibutuhkan untuk mencegah

terjadinya endapan pada elemen penukar ion yang ada didalam mixed bed  polisher .

satu minggu untuk dimasukkan ke dalam HCl metering tank . g.

c.  Mixed Bed Polisher Untuk menghilangkan total kandungan padat terlarut (TDS) yang terkandung dalam air dengan menggunakan penukar ion resin untuk mendapatkan hasil air demineralisasi d.

Conductivity Meter

Gambar 3.4 Comductivity Meter Untuk mengukur konduktivitas dari air yang di-treatment . Konduktivitas dari air bebas mineral tertinggi yang diperingatkan 1,0 µsiemens/cm. jadi apabila konduktivitas dari air bebas air mineral gyang dihasilkan pada water treatment palnt   melebihi 1,0 µsiemens/cm, maka produk water treatment plant   tersebut tidak masuk ke dalam tangki make up water .

e.  NaOH Storage Tank

Gambar 3.5 NaOH Storage Tank  Tangki ini digunakan untuk memberikan NaOH terkonsentrasi setiap satu minggu untuk dimasukkan ke dalam NaOH metering tank.

f.

HCl Storage Tank 

Gambar 3.6 HCl Storage Tank  Tangki ini digunakan untuk memberikan HCl terkonsentrasi setiap

Sump Pump Merupakan pompa yang digunakan untuk memompakan keluar air hasil regenerasi menuju ke waste water treatment plant .

3.2.3 Proses Kerja Water Treatment Plant  Raw water   merupakan hasil dari desalinasi sebelum diproses di dalam mixed bed polisher   terlebih dahulu dilewatkan menuju  prefilter . Dimana  prefilter   ini berisi serat-serat propilin yang berfungsi menghilangkan partikel-partikel padatan yang masih terlarut dalam raw water   yang dapat mengotori resin di dalam mixed bed  polisher .  Mixed bed polisher   berisi resin asam (RH) dan resin basa (ROH). Resin asam  berfungsi untuk mengikat ion-ion + ++ +  positif/kation (misalnya: Mg , Mg , Ca , ++ + Ca , Na   dan resin basa berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif, misalnya: SO4 , Cl ). Selama proses pertukaran ion, air yang + diolah akan memliki ion-ion hydrogen (H ) dan hidro oksida (OH ) yang akan berikatan membentuk H2O (air murni). Semakin murni air yg dihasilkan, total dissolved solids & conductivity-nya semakin rendah. Sistem kontrol pada water treatment  secara umum yaitu pada debit air yang dihasilkan atau pada perbedaan tekanan yang cukup tinggi antara sisi masuk dan keluarnya, ketika hal itu terjadi, maka ada kemungkinan  prefilter   kotor atau terjadi kejenuhan pada resin di dalam mixed bed  polisher . Jika prefilter kotor maka catridge filter harus diganti dan disarankan dilakukan regenerasi. Adapun regenerasi untuk resin kation digunakan asam hidroklorit (HCl), sedangkan untuk resin kation digunakan caustic soda (NaOH). Air buangan regenerasi akan ditampung dalam neutralizing sump (diambil sample untuk mengetahui tingkat keasamannya/pH). Setelah itu air buangan ini dipompakan ke unit  Neutralizing Regenerator Waste. Pada unit pengolahan air ini dilengkapi dengan suatu unit control panel untuk mengontrol motor-motor seuruh sistem. Sistem control  proses pengolahan ini menggunakan  progamable logic diagram  sebagai  pengganti sistem control  Normal  Electromechanical relay dan Switch. Adapun syarat make up water sebagai  produk dari water treatment plant ini adalah sebagai berikut:

2

- Konduktivitas :