Pembangkit Listrik Tenaga Panas atau Stasiun Pembangkit Listrik Tenaga Panas
Apa itu Pembangkit Listrik Tenaga Panas?
Pembangkit listrik tenaga panas atau stasiun pembangkit listrik tenaga panas adalah sumber listrik yang paling konvensional. Pembangkit listrik tenaga panas juga dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga batubara dan pembangkit listrik turbin uap.
Mari kita telusuri bagaimana cara kerja pembangkit listrik tenaga panas.
Teori Stasiun Pembangkit Listrik Tenaga Panas
Teori stasiun pembangkit listrik tenaga panas atau cara kerja stasiun pembangkit listrik tenaga panas sangat sederhana. Pembangkit listrik terutama terdiri dari alternator yang berjalan dengan bantuan turbin uap. Uap didapatkan dari boiler tekanan tinggi.
Secara umum di India, batubara bituminus, batubara coklat, dan gambut digunakan sebagai bahan bakar untuk boiler. Batubara bituminus yang digunakan sebagai bahan bakar boiler memiliki kandungan zat mudah menguap sebesar 8 hingga 33% dan kandungan abu 5 hingga 16%. Untuk meningkatkan efisiensi termal, batubara digunakan dalam bentuk bubuk di boiler.
Di pembangkit listrik tenaga batubara, uap diproduksi dengan tekanan tinggi di boiler uap karena pembakaran bahan bakar (batubara halus) di tungku boiler. Uap ini kemudian dipanaskan lebih lanjut di superheater.
Uap superpanas ini kemudian memasuki turbin dan memutar bilah-bilah turbin. Turbin secara mekanis dikopel dengan alternator sehingga rotor akan berputar bersamaan dengan putaran bilah-bilah turbin.
Setelah memasuki turbin, tekanan uap tiba-tiba jatuh dan volume uap bertambah.
Setelah memberikan energi ke rotor turbin, uap keluar dari bilah-bilah turbin ke kondensor.
Dalam kondensor, air dingin disirkulasikan dengan bantuan pompa yang mengkondensasikan uap basah tekanan rendah.
Air yang dikondensasikan ini kemudian disuplai ke pemanas air tekanan rendah di mana uap tekanan rendah meningkatkan suhu air umpan ini; air ini dipanaskan kembali dengan tekanan tinggi.
Untuk pemahaman yang lebih baik, kami menyajikan setiap langkah fungsi stasiun pembangkit listrik tenaga panas sebagai berikut,
Pertama, batubara halus dibakar di dalam tungku boiler uap.
Uap tekanan tinggi diproduksi di dalam boiler.
Uap ini kemudian dialirkan melalui superheater, di mana uap tersebut dipanaskan lebih lanjut.
Uap superpanas ini kemudian dimasukkan ke dalam turbin dengan kecepatan tinggi.
Di dalam turbin, gaya uap ini memutar bilah-bilah turbin, yang berarti di dalam turbin, energi potensial yang tersimpan dari uap tekanan tinggi diubah menjadi energi mekanik.
Diagram Garis Pembangkit Listrik
Setelah memutar bilah-bilah turbin, uap kehilangan tekanannya, keluar dari bilah-bilah turbin, dan masuk ke kondensor.
Dalam kondensor, air dingin disirkulasikan dengan bantuan pompa yang mengkondensasikan uap basah tekanan rendah.
Air yang dikondensasikan ini kemudian disuplai ke pemanas air tekanan rendah di mana uap tekanan rendah meningkatkan suhu air umpan ini, kemudian dipanaskan kembali di pemanas tekanan tinggi di mana tekanan uap tinggi digunakan untuk pemanasan.
Turbin di stasiun pembangkit listrik tenaga panas berfungsi sebagai penggerak utama alternator.
Tinjauan Umum Pembangkit Listrik Tenaga Panas
Stasiun Pembangkit Listrik Tenaga Panas Tipe Standar Beroperasi pada Siklus yang ditunjukkan di bawah ini.
Fluida kerja adalah air dan uap. Ini disebut siklus air umpan dan uap. Siklus Termodinamika Ideal yang mendekati operasi Stasiun Pembangkit Listrik Tenaga Panas adalah siklus Rankine.
Dalam boiler uap, air dipanaskan dengan membakar bahan bakar di udara di dalam tungku, dan fungsi boiler adalah untuk menghasilkan uap superpanas kering pada suhu yang diperlukan. Uap yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan turbin uap.
Turbin ini dikopel dengan generator sinkron (biasanya alternator sinkron tiga fasa), yang menghasilkan energi listrik.
Uap buang dari turbin dibiarkan menguap menjadi air di kondensor uap turbin, yang menciptakan hisapan pada tekanan sangat rendah dan memungkinkan ekspansi uap di turbin hingga tekanan sangat rendah.
Keuntungan utama dari operasi kondensasi adalah peningkatan jumlah energi yang diekstraksi per kilogram uap dan dengan demikian meningkatkan efisiensi, dan kondensat yang diberikan ke boiler kembali mengurangi jumlah air umpan segar.
Kondensat bersama dengan beberapa air umpan segar lagi diberikan ke boiler oleh pompa (disebut pompa pemberi makan boiler).
Di dalam kondensor, uap dikondensasikan oleh air pendingin. Air pendingin didaur ulang melalui menara pendingin. Ini merupakan sirkuit air pendingin.
Udara lingkungan diperbolehkan memasuki boiler setelah penyaringan debu. Juga, gas flue keluar dari boiler dan dibuang ke atmosfer melalui cerobong. Ini merupakan sirkuit udara dan gas flue.
Aliran udara dan juga tekanan statis di dalam boiler uap (disebut draf) dipertahankan oleh dua kipas yang disebut Draf Paksa (FD) dan Draf Induksi (ID).
Skema total stasiun pembangkit listrik tenaga panas standar beserta sirkuit-sirkuitnya ditunjukkan di bawah ini.
Di dalam boiler, terdapat berbagai penukar panas, yaitu Economizer, Evaporator (tidak ditampilkan pada gambar di atas, dasarnya adalah pipa air, yaitu sirkuit downcomer riser), Super Heater (kadang-kadang Reheater, pemanas udara juga hadir).
Di Economiser, air umpan dipanaskan dengan signifikan oleh panas sisa gas flue.
Drum Boiler mempertahankan kepala untuk sirkulasi alami campuran dua fase (uap + air) melalui pipa air.
Terdapat juga Super Heater yang mengambil panas dari gas flue dan meningkatkan suhu uap sesuai kebutuhan.
Efisiensi Stasiun atau Pembangkit Listrik Tenaga Panas
Efisiensi keseluruhan pembangkit listrik tenaga uap didefinisikan sebagai rasio setara panas dari output listrik terhadap panas pembakaran batubara. Efisiensi keseluruhan stasiun pembangkit listrik tenaga panas atau pembangkit listrik bervariasi dari 20% hingga 26% dan tergantung pada kapasitas pembangkit.
