Fungsi dan Prinsip Kerja PLTU

A. Fungsi PLTU
PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak digunakan, karena efisiensinya baik dan bahan bakarnya mudah didapat sehingga menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi energi yang merubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi listrik. 

Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu : 
Pertama, energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi. 
Kedua, energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran. 
Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik. 
Gambar 1, proses konversi energi pada PLTU 

Dibanding jenis pembangkit lainnya PLTU memiliki beberapa keunggulan. Keunggulan tersebut antara lain : 
  • Dapat dioperasikan dengan menggunakan berbagai jenis bahan bakar (padat, cair, gas). 
  • Dapat dibangun dengan kapasitas yang bervariasi 
  • Dapat dioperasikan dengan berbagai mode pembebanan 
  • Kontinyuitas operasinya tinggi 
  • Usia pakai (life time) relatif lama 
Namun PLTU mempunyai bebrapa kelemahan yang harus dipertimbangkan dalam memilih jenis pembangkit termal. Kelemahan itu adalah : 
  • Sangat tergantung pada tersedianya pasokan bahan bakar 
  • Tidak dapat dioperasikan (start) tanpa pasok listrik dari luar 
  • Memerlukan tersedianya air pendingin yang sangat banyak dan kontinyu 
  • Investasi awalnya mahal 
Gambar 2, Tata letak PLTU Batubara 

B. Prinsip Kerja PLTU
PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut : 
Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap. 
Kedua uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran. 
Ketiga generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan. 

Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler. Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang- ulang. Gambar 3 menunjukkan diagram sederhana PLTU dengan komponen utama dan siklus kerja sistem-sistemnya. 

Putaran turbin digunakan untuk memutar generator yang dikopel langsung dengan turbin sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator. 
Gambar 3, Siklus fluida kerja (air uap) PLTU 

Sekalipun siklus fluida kerjanya merupakan siklus tertutup, namun jumlah air dalam siklus akan mengalami pengurangan. Pengurangan air ini disebabkan oleh kebocoran kebocoran baik yang disengaja maupun yang tidak disengaja. Untuk mengganti air yang hilang, maka perlu adanya penambahan air kedalam siklus. Kriteria air penambah (make up water) ini harus sama dengan air yang ada dalam siklus. 

C. Siklus Rankine 
Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat digambarkan dengan diagram T–S (temperatur – entropi). Siklus ini adalah penerapan siklus rankine ideal. Adapun urutan langkahnya adalah sebagai berikut : 

Gambar 4, diagram T – s siklus PLTU (siklus rankine) 
  • a - b : air dipompa dari tekanan P2 menjadi P1. Langkah ini adalah kompresi isentropis, dan proses ini terjadi pada pompa air pengisi. 
  • b - c : air bertekanan ini dinaikkan suhunya hingga mencapai titik didih. 
  • c - d : air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini disebut vapourising (penguapan) dengan proses isobar isotermis, terjadi di boiler. 
  • d - e ; uap dipanaskan lebih lanjut hingga mencapai suhu kerjanya. Langkah ini terjadi di boiler dengan proses isobar. 
  • e - f : uap melakukan kerja sehingga tekanan dan suhunya turun. Langkah ini adalah ekspansi isentropis, dan terjadi didalam turbin. 
  • f – a ; pembuangan panas laten uap sehingga berubah menjadi air kondensat. Langkah ini adalah isobar isotermis, dan terjadi didalam kondensor. 
D. Bagian-bagian PLTU 
PLTU adalah mesin pembangkit yang terdiri dari komponen utama dan instalasi peralatan penunjang. Komponen utama PLTU terdiri dari empat, yaitu 
Sedangkan peralatan penunjang terdiri dari 
Tiap-tiap komponen utama dan peralatan penunjang dilengkapi dengan sistem-sistem dan alat bantu yang mendukung kerja komponen tersebut. Gangguan atau malfunction dari salah satu bagian komponen utama akan dapat menyebabkan terganggunya seluruh sistem PLTU.

Artikel Terkait

0 Response to "Fungsi dan Prinsip Kerja PLTU"

Post a Comment