Fungsi utama pembangkit adalah untuk membangkitkan tenaga listrik. Ada banyak cara yang dapat dilakukan sebuah pembangkit untuk dapat menghasilkan listrik antara lain; pembangkit fossil menggunakan batubara, minyak, atau gas alam, pembangkit nuklir menggunakan uranium, dan hydroelectric plant menggunakan air yang ditampung oleh sebuah bendungan. Generator adalah sebuah mesin yang mengkonversi energy mekanik menjadi energi listrik. Masing-masing generator di dalam sebuah pembangkit biasanya disebut “UNIT”; biasanya sebuah pembangkit mempunyai dua atau lebih generator yang bekerja secara bersamaan.
Jumlah listrik yang dihasilkan oleh sebuah generator biasanya dalam satuaan watt. Satu unit biasanya mampu menghasilkan energi listrik sampai dengan beberapa ratus MW (megawatt).
Proses PLTU |
Di dalam sebuah PLTU, ada 3 komponen utama :
1 .
Boiler
2 .
Turbin
3 .
Generator
Di dalam sebuah boiler, tube-tube yang berisi air membentuk
sebuah dinding yang disebut furnace wall. Bahan bakar (minyak atau batubara)
akan dimasukkan dan di bakar didalam ruangan boiler yang biasa disebut furnace.
Bahan bakar yang terbakar akan menghasilkan energi thermal, yang nantinya akan
diserap oleh air di dalam tube. Dengan semakin meningkatnya temperatur air, air
akan mendidih, dan pada akhirnya akan terbentuk uap. Uap inilah yang nantinya
akan dialirkan menuju turbin.
Di dalam sebuah turbin terdapat banyak blades/sudu-sudu.
Sebuah turbin uap biasanya memiliki sudu-sudu Tetap (stationary blades) dan sudu-sudu
Putar (Rotating Blades). Ketika uap bertekanan tinggi mengalir melewati sudu
turbin, uap akan memutar sudu putar,dan pada akhirnya turbin juga akan
berputar. Sudu tetap berfungsi untuk mengarahkan uap dari satu sudu putar
menuju sudu putar berikutnya. Didalam sudu putar inilah, tekanan dan energi
panas di konversi menjadi energi mekanik. Dan kemudian turbin juga akan memutar
generator yang merubah energi mekanik menjadi energi listrik.
Setelah uap melewati turbin, uap akan mengalir menuju
kondensor. Di dalam kondensor, uap akan didinginkan dan di kondensasikan
kembali menjadi air. Air akan dipompa lagi ke dalam boiler, dan demikian
siklusnya akan dimulai lagi.
Satu siklus lengkap dari boiler, menuju turbin, masuk ke
dalam kondensor, dan kembali lagi ke boiler disebut Siklus uap dan air. Semua komponen
dan sistem di dalam siklus uap biasanya disebut satu unit pembangkit, atau
singkatnya satu unit.
Siklus uap dan air |
PLTU pada umumnya menggunakan superheater dan reheater di
dalam boilernya. Siklus pada PLTU dapat digambarkan dengan menggunakan siklus
rankine
Siklus Rankine |
Keterangan:
a) Proses 1 – 1’ :
menaikkan tekanan air dengan menggunakan condensate extraction pump (CEP)
b) Proses 1’ – 2 :
Pemanasan air pada low pressure heater (LPH)
c) Proses 2 – 2’ :
Penaikan tekanan air menggunakan boiler feed pump (BFP)
d) Proses 2’ – 3 :
Pemanasan air pada high pressure heater (HPH) dan pada Economizer.
e) Proses 3 – 4 :
Pemanasan air menjadi uap air pada wall tube di dalam boiler.
f ) Proses 4 – 5 :
Pemanasan uap air menjadi uap panas lanjut ( superheated steam) pada
superheater
g) Proses 5 – 6 :
Ekspansi uap di dalam high pressure turbine (HP Turbine)
h) Proses 6 – 7 :
Pemanasan kembali uap yang keluar dari high pressure turbine di dalam reheater.
i) Proses 7 – 7’ :
Ekspansi uap yang keluar dari reheater di dalam intermediate pressure turbine (
IP Turbine )
j) Proses 7’ – 8 :
Ekspansi uap di dalam low pressure turbine (LP Turbine) tanpa mengalami
pemanasan ulang.
k) Proses 8 – 1 :
Pendinginan uap air di dalam kondensor
Namun sebuah PLTU tidak dapat berjalan jika hanya
menggunakan ketiga komponen utama diatas. Sebuah PLTU peralatan-peralatan
pendukung untuk mendukung 3 komponen utama tersebut.
Sebagai contoh adalah sistem air penambah. Idealnya siklus
uap dan air sebuah PLTU adalah sebuah siklus tertutup, yang artinya jumlah air yang digunakan untuk menghasilkan uap tidak akan berkurang. Akan tetapi, pada prakteknya hal itu tidak dapat tercapai. hal itu bisa disebabkan mungkin karena kebocoran-kebocoran ataupun proses blowdown yang dilakukan untuk tetap menjaga kualitas air. Air ini diperoleh dari unit pemurnian air. Air baku dihasilkan dari unit
desalinasi yang mengambil air laut dari kanal masuk sistem air
pendingin. Proses desalinasi bisa dilakukan dengan metode MED (Multi Effect Desalination) dan ada juga yang menggunakan RO (Reserve Osmosis)
Batubara dikirim melalui laut, disimpan pada tempat penimbunan stockpiles. Terdapat penimbunan ’hidup’ (live) dan stockpiles ’mati’ (dead). Batubara di distribusikan ke unit PLTU dari stockpiles hidup melalui stacker / reclaimer yang disediakan atau dengan buldozer melalui hopper bawah tanah.
Air pendingin (cooling water) dipasok oleh sistem air pendingin utama (circulating water), dan sistem air pendingin bantu. Sistem air pendingin utama mengambil air dari kanal masuk untuk air pendingin kondensor dan heat exchanger sistem pendingin bantu. Sistem air pendingin bantu melayani alat bantu boiler dan turbin.
Gas buang setelah melewati pemanas udara (air heater) regeneratif dan penangkap abu (electrostatic precipitator/EP) dibuang ke atmosfir melalui cerobong yang tinggi. Instrumentasi digunakan untuk memantau gas buang dan memastikan memenuhi persyaratan lingkungan.