Prinsip Kerja Pltp.docx

Prinsip kerja PLTP Posted on April 18, 2013 by alief rakhman · 2 Comments

Sekilas Tentang PLTP Energi panas bumi adalah salah satu sumber daya alam yang berupa air panas atau uap yang terbentuk melalui pemanasan secara alami. Hal-hal yang perlu mendapat perhatian dalam pemilihan teknologi penggunaan energi panas bumi untuk dikonversikan menjadi energi listrik antara lain :

1.

Temperatur;Fluida panasbumi bertemperatur tinggi > 225 oC telah lama digunakan untuk pembangkit listrik. Temperatur sedang 150 – 225 oC

2.

Cadangan sumberdaya hingga 25 – 30 tahun

3.

Kualitas Uap;Diharapkan yang mempunyai pH hampir netral, karena bila pH sangat rendah laju korosi terhadap material akan lebih cepat.

4.

Kedalaman Sumur dan Kandungan Kimia Biasanya tidak terlalu dalam (tidak lebih dari 3 km). Lokasi relatif mudah dicapai.

5.

Kemungkinan terjadinya erupsi hydrothermal relatif rendah. Produksi fluida panas dari dalam perut bumi dapat meningkatkan resiko terjadinya erupsi hydrothermal. Ciri – ciri Geologi Daerah Panas Bumi

1.

Sumber Panas : Magma yang mempunyai temperature ~ 700 C

2.

Bed Rock : Lapisan Batuan Dasar yang merupakan batuan keras lapisan bagian bawah

3.

Aquifer (Lapisan Permeable Zone) : merupakan lapisan yang mampu dialiri oleh air. Lapisan ini sebagai Reservoir

4.

Cap Rock : Lapisan batuan keras sebagai lapisan batuan penutup.

5.

Water Replishment : sebagai air penambah.

6.

Surface Manifestation yaitu : Gejala-gejala yang muncul di permukaan bumi (kawah, air panas, Geyser, Gunung berapi, dll).

Gb 1. Struktur Geologi Daerah Panas Bumi Prinsip kerja PLTP 1.

Uap di-supply dari sumur produksi melalui sistem transmisi uap yang kemudian masuk ke dalam Steam Receiving Header sebagai media pengumpul uap. Steam Receiving Header dilengkapi dengan Rupture Disc yang berfungsi sebagai pengaman terakhir unit .Bila terjadi tekanan berlebih (over pressure) di dalam Steam Receiving maka uap akan dibuang melaluiVent Structure.Vent Structure berfungsi untuk warming-up di pipe line ketika akan start unit dan sebagai katup pengaman yang akan membuang tekanan bila sudden trip terjadi.

2.

Dari Steam Receiving Header uap kemudian dialirkan ke Separator (Cyclone Type) yang berfungsi untuk memisahkan uap (pure steam) dari benda-benda asing seperti partikel berat (Sodium, Potasium, Calsium, Silika, Boron, Amonia, Fluor dll).

3.

Kemudian uap masuk ke Demister yang berfungsi untuk memisahkan moisture yang terkandung dalam uap, sehingga diharapkan uap bersih yang akan masuk ke dalam Turbin.

4.

Uap masuk ke dalam Turbin sehingga terjadi konversi energi dari Energi Kalor yang terkandung dalam uap menjadi Energi Kinetik yang diterima oleh sudu-sudu Turbin. Turbin yang dikopel dengan generator akan menyebabkan generatkut berputar saat turbin berputar sehingga terjadi konversi dari Energi Kinetik menjadi Energi Mekanik.

5.

Generator berputar menghasilkan Energi Listrik (Electricity)

6.

Exhaust Steam (uap bekas) dari Turbin dikondensasikan di dalam Condensor dengan sistemJet Spray (Direct Contact Condensor).

7.

NCG (Non Condensable Gas) yang masuk kedalam Condensor dihisap oleh First Ejectorkemudian masuk ke Intercondensor sebagai media pendingin dan penangkap NCG. Setelah dari Intercondensor, NCG dihisap lagi oleh Second Ejector masuk ke dalam Aftercondensorsebagai media pendingin dan kemudian dibuang ke atmosfir melalui Cooling Tower.

8.

Dari Condensor air hasil condensasi dialirkan oleh Main Cooling Water Pump masuk keCooling Tower. Selanjutnya air hasil pendinginan dari Cooling Tower uap kering disirkulasikan kembali ke dalam Condensor sebagai media pendingin.

9.

Primary Cooling System disamping sebagai pendingin Secondary Cooling System juga mengisi air pendingin ke Intercondensor dan Aftercondensor.

10. Overflow dari Cold Basin Cooling Tower akan ditampung untuk kepentingan Reinjection Pump. 11. River Make-Up Pump beroperasi hanya saat akan mengisi Basin Cooling Tower.

Gb 1. Prinsip kerja PLTP (Siklus)

ENERGI GEOTHERMAL (PANAS BUMI) 21.57 SULIS TIYONO 3 COMMENTS

Pengertian Geothermal

Geothermal merupakan energi panas yang dihasilkan dantersimpan di bawah permukaan bumi. Energi ini berasal da ri asal pembentukan planet, yaitu peluruhanradioaktif dari mineral dan aktivitas vulkanik. Akibat perbedaan antara pu sat dan permukaan maka terjadilahkonduktivitas dimana energi panas ini bergerak dari pusat ke permukaan, yang disebut gradiengeothermal.

Sejarah Geothermal

Sejak Paleolithikum manusia telah menggunakan energi ini dan bangsa Romawi menggunakan panas inisebagai pen ghangat ruangan.Bahkan tak mau kalah dengan manusia, monyetmonyet di jepang sudahmenggunakannya untuk menghangatkan diri. Kemudian pada awal abad ke19, penggunaan geothermal secaramodern mulai berkembang. Sejak 70 tahunyang lalu di Islandia, geothermal telah digunakan untuk penggunaan langsung seperti pemanasan rumah,pemanasan rumah kaca, dll. Dan pada tahun 1904 Italia menemukan kegunaangeothermal untuk pembangkitlistrik. Di Indonesia, eksplorasi ini telah dimulai pada tahun 1918 di Kamojang, JawaBarat. Tahun19261929 dimulaipemboran sumur dan didapatkan sumber uap kering. Salah satu sumur yang masih beroperasi yaituKM J-3. Di dunia, sekitar 10,750 MW listrik mengalir di 24 negara. Dan sekitar 28 Gigawatt digunakan untukpenggunaan langsung seperti pemanas ruangan, proses industri, desalinasi , dan agrikultur.

DarimanaGeothermal Berasal?

Di Indonesia sendiri, geothermal terbentuk akibat proses tektonik lempeng. Di Indonesia, 3 lempeng tektonikaktif bergerak diIndonesia, yaitu lempengEurasia, lempeng Pasifik, dan lempengIndoAustralia. Tumbukanantar tiga lempeng tektonik ini telah memberikan pembentukan energi panas bumi yang sangat pentingdiIndonesia. Pada akhirnyaIndonesia termasuk zona subduksi, dimana pada zona ini terjadi penunjaman dise kitar pulauSumatra, Jawa-Nusa Tenggara, Maluku, danSulawesi. Lempeng tektonik merupakan pengalirpanas dari inti bumi sehingga banyak sekaligeothermal yang dapat didirikan pada zona lempeng tektonik.Pada di zona ini juga terbentuk gunung api yang berkontribusi pada reservoir panas di pulau jawa yangmenempati batuan vulkanik. Panas inti mencapai 5000 0C lebih. Dua penyebab inti bumi itu panas tekanan yang begitu besar karena gravitasi bumi mencoba mengkompres atau menekan materi, sehinggabagian yan g tengah menjadi paling terdesak. bumi mengandung banyak bahan radioaktif seperti Uranium-238, Uranium-235 danThorium-232. Bahan – bahan radioaktif ini membangkitkan jumlah panas yang tinggi. Panas tersebut dengan sendirinya berusahauntuk men galir keluar, akan tetapi ditahan olehmantel yang mengelilinginya. Dipermukaan bumi sering terdapat sumbersumber air panas, bahkan sumber uap panas. Panas itu datangnyadari batu-batu yang meleleh ataumagma yang menerima panas dari inti bumi. memperlihatkan secara skematis terjadinya sumber uap, yang biasanya disebut fumarole ataugeyser sertasumber air panas. Magma yang terletak didalam lapisan mantel, memanasi lapisan batu padat. Diatas batu padat terletak suatulapisan batu ber pori, yaitu batu mempunyai banyak lubang kecil. Bila lapisan batu berpori ini berisi air, air ituturut dipanaskan oleh lapisan batu padat yang panas itu. Maka akan menghasilkan air panas bahkan terbentuk uap. Bila diatas lapisan batu berpori terdapat satu lapisan batu padat, maka lapisan batu berpori berfungsisebagaiboil er. Uap dan juga air panas bertekanan akan berusaha keluar.

Gejala panas bumi pada umumnya tampak dipermukaan bumi berupa mata air panas, fumarola, geyser dansulfatora. Dengan jalan pengeboran, uap alam yang bersuhu dan tekanan tinggi dapat diambil dari dalam bumidan dialirkan kegenerator turbo yang selanjutnya menghasilkan tenaga listrik.

PrinsipKerja Pada pusat listrik tenaga panas bumi turbin berfungsi sebagai mesin penggerak, dimana energi fluida kerjadiperguna kan langsung untuk memutar roda/poros turbin. Pada turbin tidak terdapat bagian mesin yangbergerak translasi, mel ainkan gerakan rotasi. Bagian turbin yang berputar biasa disebut denganistilahrotor/roda/poros turbin, sedangkan ba gian turbin yang tidak berputar dinamai dengan istilahstator. Rodaturbin terletak didalam rumah turbin dan roda turbin memutar poros daya yang digerakkannya atau memutarbebannya(generator listrik, pompa, kompresor, balingbaling, dll). Didalam turbin fluida kerja mengalami ekspansi, yaitu proses penurunan tekanan dan mengalir secarakontinyu. Pena maan turbin didasarkan pada jenis fluida yang mengalir didalamnya, apabila fluida kerjanyaberupa uap maka turbin b iasa disebut dengan turbin uap.

PRINSIP KERJA PUSAT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI (PLTP) Pusat listrik tenaga panas bumi (PLTP) mempunyai beberapa peralatan utama sebagai berikut : Turbin uap (steam turbine). Condensor (Condenser). Separator. Demister. Pompa-pompa.

sistem kerja Uap dari sumur produksi mula-mula dialirkan ke steam receiving header (1), yang berfungsi menjamin pasokanuap tidak akan mengalami gangguan meskipun terjadi perubahan pasokan dari su mur produksi. Selanjutnyamelalui flow meter (2) dialirkan ke separator (3) dan demister (4) untuk memisahkan zatzat padat, silika danbintik-bintik air yang terbawa didalamnya. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya vibrasi, erosi, danpembentukan kerak pada sudu dan nozzle turbine. Uap yang telah bersih itu dialirkan melalui main steam valve/electric control valve/governor valve (5) menuju keturbine (6). Di dalamturbine, uap tersebut berfungsi untuk memutar double flow condensingyang dikopeldengangenerator (7), pada kecepatan 3000 rpm. Proses ini menghasilkan energi listrik dengan arus 3 phase,frekuensi 50 Hz, dan tegangan 11,8 kV. Melaluistepup transformer (8), arus listrik dinaikkan tegangannyahingga 150 kV, selanjutnya dihubungkan secara paralel dengan sistem penyaluran (9). Agar turbin bekerja secara efisien, maka exhaust steam yang keluar dari turbin harus dalam kondisivakum(0,10 bar), dengan mengkondensasikan uap dalam condenser (10) kontak langsung yang dipasang dibawahturbine. Exhau st steam dari turbin masuk dari sisi atascondenser, kemudian terkondensasi sebagaiakibat penyerapan panas oleh air p endingin yang diinjeksikan lewat spray-nozzle.

Level kondensat dijagaselalu dalam kondisinormal oleh dua buah cooling water pump(11), lalu didinginkan dalam cooling water(12)sebelum disirkulasikan kembali. Untuk menjaga kevakuman condenser, gas yang tak terkondensasi harus dikeluarkan secara kontinyu olehsistem ekstraksi gas. Gas-gas ini mengandung: CO285-90% wt; H2S 3,5% wt; sisanya adalah N2 dangas-gaslainnya. Sistem ekstraksi gas terdiri atas firststage dan second-stage (13) sedangkan di pada PLTP yang laindapat terdiri dari ejector dan liquid ring vacuum pump. Sistem pendingin di PLTP merupakan sistem pendingin dengan sirkulasi tertutup dari air hasil kondensasi uap,diman a kelebihan kondensat yang terjadi direinjeksi ke dalam sumur reinjeksi (14). Prinsip penyerapan energipanas dari air yang disirkulasikan adalah dengan mengalirkan udara pendingin secara paksa dengan arahaliran tegak lurus, mengg unakan 5 forced draft fan. Proses ini terjadi di dalam cooling water. Sekitar 70% uap yang terkondensasi akan hilang karena penguapan dalam cooling water, sedangkan sisanyadiinjeksikan kembali ke dalam reservoir (15). Reinjeksi dilakukan untuk mengurangi pengar uh pencemaranlingkungan, mengurangi ground subsidence, menjaga tekanan, sertarecharge water bagireservoir. Aliran airdarireservoir disirkulasikan lagi oleh primary pump (16). Kemudian melalui after condenser danintercondenser(17) dimasukkan kembali ke dalamreservoir.

Tiga Macam Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (Geothermal Power Plants)

Uap Kering(dry steam) Teknologi ini bekerja pada suhu uap reservoir yang sangat panas(>235 derajat celcius), dan air yang tersediadireservoir amat sedikit jumlahnya. Cara kerja nya adalah uap dari sumber panas bumi langsung masuk keturbin melalui pipa. kemudian turbin akan me mutargenerator untuk menghasil listrik. Teknologi ini merupakanteknologi yang tertua yang telah digunakan pada Lar darello, Italia pada tahun1904. Jenis ini cocok untuk PLTP kapasitas kecil dan untuk kandungan gas yang tinggi. Flash steam Teknologi ini bekerja pada suhu diatas 1820C padareservoir, cara kerjanya adalah Bilamana lapanganmenghasilkan t erutama air panas, perlu dipakai suatuseparator yang memisahkan air dan uap denganmenyemprotkan cairan ke dalam tangki yang bertekanan lebih rendah sehingg a cairan tersebut menguapdengan cepat menjadi uap yang memutar turbin dangenerator akan menghasilkan listrik. Air panas yang tidakmenjadi uap akan dikembalikan kereservoir melaluiinjection wells.

Binary cycle Teknologi ini menggunakan suhu uap reservoir yang berkisar antara107-1820C. Cara kerjanya adalah uappanas di alirkan ke salah satu pipa di heat exchanger untuk menguapkan cairan di pipa lainnya yang disebutpipa kerja. pipa kerja adalah pipa yang langsung ter hubung ke turbin, uap ini akan menggerakan turbin yangtelah dihubungkan kegenerator. dan hasilnya adalah energi l istrik. Cairan di pipa kerja memakai cairan yangmemiliki titik didih yang rendah seperti Iso-butana atau Iso-pentana. Keuntungan teknologi binarycycle adalah dapat dimanfaatkan pada sumber panas bumi bersuhu rendah.Selain itu teknologi ini tidak mengeluarka n emisi. karena alasan tersebut teknologi ini diperkirakan akanbanyak dipakai dimasa depan. Sedangkan teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkan emisi carbondioksida,nitritoksida dansulfur, namun 50x lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkan pembangkit minyak.

Keuntungan dan KelemahanPLTP

Keuntungan: 1.

Bebas emisi(binary-cycle).

2.

Dapat bekerja setiap hari baik siang dan malam

3.

Sumber tidak fluktuatif dibanding dengan energi terbarukan lainnya (angin, Solar cell dll)

4.

Tidak memerlukan bahan bakar

5.

Harga yang kompetitive

Kelemahan: 1.

Cairan bersifat Korosif

2.

Effisiensi agak rendah, namun karena tidak perlu bahan bakar, sehingga effiensi tidak merupakan faktoryg sang

at penting. 3.

Untuk teknologi dry steam danflash masih menghasilkan emisi walau sangat kecil.