Mode Pengaturan Daya Output Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

Pengaturan daya output pada PLTU menggunakan mode kontrol yang akan dijelaskan sebagai berikut :

1. Turbine Follow Mode

Turbine follow mode dapat dilihat pada Gambar dibawah ini. Ketika pengaturan beban dinaikkan pada generator dengan mengatur set point, aksi otomatis pertama yaitu mengatur pembakaran didalam boiler. Penambahan beban akan menghasilkan pertambahan bahan bakar dan udara yang disuplai ke boiler untuk menambah proses pembakaran serta dimbangi dengan penambahan air umpan dan hal ini akan menambah tekanan uap utama . Turbine steam pressure controller merasakan pertambahan tekanan dan merespon dengan menambah bukaan katup governor sehingga aliran uap utama yang masuk ke dalam turbin bertambah untuk mengimbangi perubahan beban. Pada mode kontrol ini tidak bisa merubah beban secara cepat karena perubahan pembakaran didalam boiler relatif lambat, namun mempunyai kelebihan tekanan uap utama yang stabil.

2. Boiler Follow Mode

Boiler follow mode dapat dilihat pada Gambar dibawah 2.9. Penambahan beban generator pada boiler follow mode akan menyebabkan penurunan putaran rotor generator yang menyebabkan penurunan frekuensi sehingga governor akan menambah bukaan control valve. Pertambahan bukaan control valve menyebabkan uap yang masuk kedalam turbin lebih banyak dan menyebabkan menurunnya tekanan uap utama. Boiler automatic control akan merespon penurunan uap utama dengan mengatur suplai udara pembakaran, bahan bakar batubara, dan aliran air umpan. Sistem kontrol ini mempunyai keuntungan respon yang cepat terhadap perubahan beban dan mempunyai kelemahan tekanan uap utama yang kurang presisi sehingag menghasilkan osilasi pada tekanan uap utama.

3. Coordinate Control System Mode

Coordinate control mode menggabungkan keuntungan dari boiler follow dan turbine follow dapat dilihat pada Gambar 2.10. Boiler follow mode mempunyai keunggulan respon yang cepat terhadap perubahan beban dikombinasikan dengan tekanan yang stabil dari turbine follow mode7.

Sinyal untuk menambah beban pada load control ditunjukkan ke boiler master untuk menambah bahan bakar dan aliran udara pembakaran yang akan menambah tekanan uap utama. Pada waktu yang sama, sinyal pertambahan beban dari load control juga memerintahkan throtle pressure control untuk menambah bukaan control valve sehingga aliran uap yang masuk ke turbin bertambah untuk mengimbangi perubahan beban. Ketika pertambahan beban sudah terpenuhi throtle pressure set point dan boiler control akan menormalkan tekanan uap.

Komponen Boiler (ketel Uap)

Boiler adalah suatu perangkat mesin yang berfungsi untuk merubah air menjadi uap dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Proses perubahan air menjadi uap dilakukan dengan memanaskan air yang berada didalam pipa-pipa dengan panas hasil pembakaran bahan bakar. Proses pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar. Uap yang dihasilkan adalah uap superheat dengan tekanan dan temperatur yang tinggi. Jumlah produksi uap tergantung pada luas permukaan pemindah panas, laju aliran bahan bakar, dan panas pembakaran yang diberikan1 .
Bagian-bagian boiler dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Ruang Bakar
Ruang bakar adalah bagian dari boiler yang berfungsi untuk tempat berlangsungnya proses pembakaran antara bahan bakar dan udara.

2. Sootblower
Fungsi dari sootblower adalah untuk membersihkan abu, debu atau jelaga yang menempel pada pipa-pipa boiler, superheater, economizer dan pada elemen air heater. Tujuan dari pembersihan tersebut adalah untuk menaikkan perpindahan panas. Sootblower menggunakan uap ekstraksi untuk proses pembersihan.

3. Fan
Fan pada boiler terdiri dari Induced Draft Fan (ID Fan), Primary Air Fan (PA Fan), dan Forced Draft Fan (FD Fan). ID Fan berfungsi sebagai pengendali tekanan di ruang bakar. PA Fan berfungsi mendorong bahan bakar batubara menuju ruang bakar. FD Fan berfungsi sebagai pemasok udara pembakaran kedalam ruang bakar.

4. Air Heater
Air heater terpasang dari jenis elemen-elemen plat yang berfungsi mengambil panas dari gas bekas dan kemudian ditransfer ke udara pembakaran dengan mekanisme perpindahan panas konveksi.

5. Economizer
Economizer adalah penukar kalor yang dipasang pada saluran air pengisi sebelum air masuk ke Boiler Drum.

6. Boiler Drum
Boiler drum adalah bejana tempat menampung air yang datang dari Economizer dan uap hasil penguapan dari Tube Wall . Di dalam boiler drum terjadi pemisahan anatara fasa cair dan fasa uap.

7. Tube Wall dan Downcomer
Down comer dan tube wall merupakan pipa yang berfungsi sebagai saluran sirkulasi boiler drum untuk fluida yang masih berfase cair. Saluran down comer tidak terkena panas secara langsung dari ruang bakar, untuk menghindari kerugian panas yang terbuang pada down comer diberikan isolasi. Air yang bersikulasi dipanaskan didalam tube wall sehingga terjadi perubahan fase dari air menjadi uap. Sirkulasi yang terjadi didalam tube wall dan downcomer dikarenakan perbedaan massa jenis akibat pemanasan.

8. Superheater dan Rehetaer
Superheater berfungsi memanaskan uap basah yang keluar dari boiler drum menjadi uap panas lanjut. Reheater berfungsi memanaskan kembali uap yang telah keluar dari turbin tekanan tinggi dan dialirkan kembali menuju turbin tekanan sedang.

9. Desuperheater
Desuperheater berfungsi untuk menjaga temperatur uap panas yang dihasilkan agar tidak melebihai batasan operasi. Apabila terjadi kelebihan temperatur uap, maka desuperheater akan memberikan tindakan dengan cara menyemprotkan/menginjeksikan air kedalam uap sehingga temperatur uap akan turun.