Bahan Presentasi Tugas Tkk.docx

[Type here]

Separator Sumur-sumur panas bumi umumnya memproduksikan fluida campuran, uap dan air, sedangkan turbin di PLTP digerakkan oleh fluida kerja berupa uap kering atau hampir superheated (uap air). Pemisahan uap dan air ini dilakukan di separator. Karakteristik operasional separator yang harus dicapai pada pemisahan fluida panas bumi yang paling penting adalah efisiensi pemisahan fluida yang harus tinggi dan penurunan tekanan yang kecil selama di separator untuk mencegah terjadi endapan (scaling) dan korosi di sudu turbin (blade) serta menghasilkan output listrik yang tinggi. Pemisahan uap atau gas dari fluida panas bumi menggunakan prinsip pemisahan dan pengumpulan partikel (the dust separation and collection). Banyak alat yang digunakan pada pemisahan partikel kering diadaptasi untuk pemisahan liquid. Karena faktor ekonomi dan sifat fluida panas bumi yang berbeda, metoda interical impaction (termasuk sentrifugal dimana merupakan salah satu metoda pemisahan) umum dipakai pada fluida panas bumi.

2. Demister Demister adalah sebuah alat yang berbentuk tabung silinder yang pada umumnya berukuran 14.5 m3 yang didalamnya terdapat kisi-kisi baja yang berfungsi untuk mengeliminasi butir – butir air yang terbawa oleh uap dari sumur-sumur panas bumi. Demister ini dipasang pada jalur uap utama setelah alat pemisah akhir (final separator) yang ditempatkan pada bangunan rangka besi yang sangat kokoh dan terletak di luar gedung pembangkit.

[Type here]

3. Turbin-Generator Turbin adalah suatu mesin penggerak dimana energi fluida kerja, dalam hal ini adalah uap, dipergunakan langsung untuk memutar roda turbin. Bagian turbin yang berputar dinamakan roda turbin. Roda turbin ini terletak didalam rumah turbin. Roda turbin memutar poros yang menggerakan atau memutar bebannya, yang dalam hal ini adalah generator listrik. Generator disini berfungsi untuk mengubah energi mekanis menjadi energi listrik.

sumber: http://www.geothermal.marin .org Secara umum, terdapat dua jenis turbin yaitu turbin tanpa kondenser (Atmospheric Exhaust/Back Pressure Turbine) dimana yang keluar dari turbin langsung dibuang ke udara dan turbin dengan kondenser dimana fluida yang keluar dari turbin dialirkan ke kondenser untuk dikondensasikan. Turbin kondensor dilengkapi dengan kondensor (condensing unit). Uap (baik yang berupa uap kering ataupun uap hasil separasi) yang keluar dari turbin dimasukkan ke dalam kondensor dengan tekanan vakum sehingga output power yang dihasilkan menjadi lebih tinggi dan menjadi lebih efisien. Uap

[Type here]

keluaran dari turbin diubah menjadi kondensat di dalam kondensor. Kondensat dapat dikembalikan atau direinjeksikan ke dalam reservoar.

4. Kondenser Kondensor adalah suatu alat untuk mengkondensasikan uap dari turbin dengan kondisi tekanan yang hampa. Uap bekas dari turbin masuk dari sisi atas kondensor, kemudian mengalami kondensasi sebagai akibat penyerapan panas oleh air pendingin yang diinjeksikan melalui spray nozzle. Ada dua jenis kondensor, yaitu direct contact or jet condenser dan surface condenser. Pada direct contact condenser, uap yang keluar dari turbin langsung bersentuhan dengan fluida pendingin. Sedangkan pada surface condenser, uap yang keluar dari turbin tidak bersentuhan langsung dengan fluida pendingin. Proses pendinginannya terjadi pada alat penukar kalor (heat exchanger) yang umumnya berupa Shell and Tube Heat Exchanger.

5. Gas Removal System Uap panas bumi mengandung kotoran seperti zat padat yang terlarut dan noncondensable gases (NCG). Kandungan NCG di dalam uap panas bumi bervariasi dari hampir nol hingga 15 % berat tergantung lokasi dari sumur. Pada suatu PLTP, setelah diekspansi di dalam turbin, uap panas bumi dikondensasi oleh air pendingin di dalam kondensor, sementara NCG tetap dalam kondisi gas. Akumulasi dari NCG di dalam kondensor menyebabkan tekanan kondensor naik, yang pada gilirannya mengurangi output power dari turbin. Untuk menjaga tekanan kondensor tetap rendah, NCG harus dikeluarkan secara terus menerus dari kondensor dengan menggunakan gas removal system. Dengan demikian, gas removal system merupakan peralatan penting pada sistem PLTP, karena berfungsi untuk mempertahankan kondisi vakum di dalam kondensor dengan cara mengeluarkan NCG dan kondenser dan membuangnya langsung ke atmosfir. Peralatan ekstraksi gas yang biasa digunakan di PLTP-PLTP di Indonesia adalah steam jet ejector dan Liquid ring Vacuum pump (LRVP). Pemilihan tipe gas removal system sangat penting mengingat cukup tingginya kandungan non-condensable gas (NCG) dalam uap. Kriteria utama dalam pemilihan peralatan gas removal system sebagai berikut: 

Tekanan kondenser (derajat kevakuman kondenser)

[Type here]

  

A.

Jumlah laju alir massa gas yang akan diambil dari kondenser Konsumsi energi yang dibutuhkan oleh peralatan gas ekstraksi Jumlah massa dan temperatur air pendingin yang dibutuhkan dalam kondenser Steam Jet Ejector

Steam jet ejector pertama kali ditemukan oleh Le Blance dan Charles Parsons. Steam ejector bekerja dengan memanfaatkan panas buang dari sistem pembangkit daya, ruang pembakaran dan pada mesin industri untuk menghasilkan proses refrigerasi. Steam jet ejector secara umum terdiri empat bagian yaitu: divergen nosel (primary nozzle), ruang hisap (suction chamber), constan area duct atau throat section atau mixing tube dan diffuser. Prosesnya dapat dilihat pada gambar dibawah yaitu dimulai dengan uap bertekanan dan temperatur tinggi dari boiler (disebut dengan primary fluid atau motive fluid) masuk ke primary nozzle dan keluar mencapai kecepatan supersonic sehingga akan menarik secondary fliud yang bertekanan dan temperatur rendah dari suction chamber bercampur di mixing chamber, kemudian kecepatannya akan turun menjadi subsonik seiring laju aliran ke diffuser dan tekanan akan meningkat. Jadi peran steam jet ejector disini adalah sebagai pengganti kompresor pada siklus kompresi uap yaitu menaikkan tekanan aliran dari evaporator melalui suction chamber. (Fahris, 2010)

Tingkat kevakuman atau tekanan yang dapat dicapai oleh steam jet ejector bervariasi antara 0,13 bar a untuk single stage sampai dengan 0,03 bar a untuk two stage steam jet ejector. Kebutuhan uap untuk motive steam tergantung dari jumlah aliran gas yang akan diekstraksi. Kondisi motive steam harus uap kering dan jenuh. Jika terdapat moisture dalam steam, separator dan steam trap dapat ditambahkan untuk meningkatkan kualitas steam. Minimum dryness steam yang dianjurkan adalah 99.5%. Kualitas uap yang buruk tidak akan membahayakan sistem, tetapi dapat menyebabkan erosi di steam nozzle dan diffuser. B. Liquid ring Vacuum pump (LRVP) LRVP merupakan kelompok pompa positive displacement. Karakteristik pompa ini adalah menyalurkan energi dari impeler ke fluida yang dipompakan melalui cincin cairan. LRVP terdiri atas rotor tunggal dengan satu set baling-baling di bagian depannya seperti terlihat pada gambar dibawah:

[Type here]

Prinsip kerja LRVP adalah menaikkan tekanan gas dengan memutar baling-baling impeler (impeller vanes) dalam sebuah silinder casing yang eksentris. Ketika impeler dari pompa berputar, gaya sentrifugal akan melempar liquid membentuk lingkaran konsentris di sekeliling casing dan melakukan kerja kompresi. Fluida yang biasanya air akan membentuk cincin silinder pada bagian dalam casing. Cincin air ini menghasilkan sealing di bagian antara baling-baling impeler yang membentuk ruang bertekanan. Posisi impeler terhadap casing menyebabkan melebarnya jarak antara blade impeler dengan casing di sisi inlet dan menyempitnya jarak di sisi keluaran. Eccentricity antara perputaran sumbu impeler dengan sumbu geometris casing menghasilkan sebuah siklus volume ditutup oleh baling-baling dan liquid ring. Kemudian gas ditarik masuk ke dalam pompa melalui inlet port di bagian akhir casing. Gas selanjutnya terjebak di dalam ruang kompresi yang terbentuk oleh impeller vanes dan liquid ring. Kemudian adanya putaran impeler, Liquid ring akan menekan gas dan mendorongnya ke luar ke outlet port. Cairan yang ada di bagian keluaran gas kemudian dipisahkan yang selanjutnya didinginkan atau disirkulasikan dalam sebuah sistem pemisahan. (Lehmann, 1995). LRVP memiliki kapasitas antara 3 s.d 27 m3/jam dan pada umumnya digunakan untuk tekanan antara 0,13 s.d. 5,5 bar a bahkan adakalanya digunakan sampai pada tekanan 7 bara a. LRVP biasanya digunakan sebagai peralatan gas removal system pada tekanan tingkat kedua mengikuti steam ejector tingkat pertama bila kapasitas fluida dari sumur yang masuk relatif rendah. (HEI, 2011). C. Intercondenser dan Aftercondenser Intercondenser merupakan kondenser yang dipasang setelah stage pertama steam jet ejector, sementara aftercondenser dipasang setelah stage kedua steam jet ejector untuk ejector system. Tujuan dari pemasangan intercondenser dan aftercondenser ini adalah untuk mengkondensasi motive steam dan steam yang terikut dengan NCG pada proses pembuangan NCG. Kondensat yang dihasilkan lalu dialirkan ke kondenser utama sedangkan NCG dibuang melalui cooling tower stack.

6. Hot Well Pump (HWP)

[Type here]

Hot Well Pump adalah pompa pendingin utama yang berfungsi untuk memompakan air kondensat dari kondensor ke cooling tower untuk kemudian didinginkan. Jenis pompa yang sering digunakan adalah Vertical Barriel type 1 Stage Double Suction Centrifugal Pump, dengan jumlah dua buah pompa untuk setiap unit.

7. Cooling tower Cooling tower berfungsi untuk mendinginkan kondensat dari pompa HWP agar selanjutnya kondesat ini dapat disirkulasikan sebagai air pendingin. Cooling tower yang biasa digunakan adalah di PLTP adalah jenis mechanical draft cross flow tower . Cooling tower ini menggunakan kipas untuk mengalirkan udara sebagai pendingin. Pada mechanical draft cooling tower air panas dari kondensor disemprotkan pada struktur kayu yang berlapis-lapis yang disebut fill. Pada saat air mengalir melalui fill, perpindahan panas akan terjadi dari air panas ke udara (dibagian atas dari cooling tower ini terdapat kipas angin/fan). Air kemudian dipompakan kembali ke kondensor. Cooling tower jenis ini relatif murah dan fleksibel karena kecepatan kipas angin dapat diubah-ubah disesuaikan dengan kondisi udara luar dan beban turbin. Kelemahannya adalah konsumsi energi untuk menggerakan kipas angin relatif besar dan biaya perawatannya relatif tinggi. Selain itu, ada tipe lain yaitu Natural Draught Cooling tower yang pada dasarnya bekerja dengan prinsip yang sama dengan mechanical draft cooling tower, kecuali disini aliran udara pendingin tidak berasal dari fan, tapi dikarenakan bentuk dan tingginya cooling tower. Aliran bisa diatur searah maupun berlawanan arah. Cooling tower jenis ini relatif mahal dan dan tidak sefleksibel mechanical draft cooling tower. Salah satu keuntungannya adalah biaya perawatannya relatif rendah.

[Type here]

dari berbagai sumber