Bagaimana Sistem Udara dan Gas Buang Di Pembangkitan Listrik Tenaga Uap

Sistem udara dan gas buang merupakan system yang yang mendukung terjadinya proses pembakaran di dalam boiler, hal ini dilakukan agar proses pembakaran dapat dikontrol secara optimal sehingga terjadi proses pembakaran yang sempurna dan efisien.

Sistem udara dan gas buang merupakan siklus tertutup yang pada dasarnya berbeda meskipun terjadi dalam media, waktu dan proses yang sama. Sistem udara secara umum adalah system yang berfungsi sebagai media transport batubara menuju boiler (udara primer) sekaligus menambahkan oksigen untuk proses pembakaran dan membuat turbulensi (udara sekunder). Sedangkan system gas buang merupakan output dari proses pembakaran yang digunakan untuk mentransfer gas panas dari sisa hasil proses pembakaran menuju ke pipa-pipa air dan uap serta element pemanas udara.

Pada dasarnya hubungan dari proses kerja antara system udara dan gas buang adalah seperti pada skema berikut.



Gambar 1. Hubungan antara system udara dan gas buang

Sistem udara dan gas buang terdiri dari beberapa sub sistem sebagai berikut :

Boiler

Boiler adalah tempat terjadinya proses pembakaran yang didalamnya dilengkapi oleh beberapa peralatan sebagai berikut :

1. Coal Burner

Peralatan yang berfungsi untuk mencampur batubara dengan udara dan sebagai nozzle untuk mendorong campuran bahan bakar tersebut ke dalam furnace boiler. Komponen-komponen dari coal burner umumnya adalah sebagai berikut:

Oil Gun berfungsi untuk mensupply HSD pada proses startup dan shutdown awal boiler. Pada oil gun terdapat dua saluran utama yakni saluran fuel oil dan saluran atomizing air. Atomizing air berfungsi untuk membentuk kabut bahan bakar HSD agar lebih mudah terbakar, sedangkan oil gun berfungsi sebagai pemantik api untuk menyalakan bahan bakar tersebut.

Damper Udara berfungsi untuk mengatur supply udara pembakaran yang masuk ke boiler.

Coal Nozzle adalah bagian ujung masuknya pulverized coal ke dalam furnace boiler.

Flame Scanner merupakan perangkat sensor api yang berfungsi untuk membaca apakah telah terjadi proses pembakaran pada burner ataukah tidak.

2. Burner Tilting

Perangkat yang berfungsi untuk mengatur proses pembakaran agar lebih efsien dan mengendalikan temperature uap sehingga dapat meminimalisir terbentuknya NOx

Draft System

Draft system adalah system udara yang terdiri dari 3 jenis peralatan utama yaitu primary air fan (PAF), forced draf fan (FDF) serta induced draft fan (IDF), dan masing-masing mempunyai peranan sebagai berikut :

1. Primary Air Fan (PAF)

Disebut dengan primary air fan karena fungsi utama dari fan ini adalah untuk mendistribusikan batubara yang sebelumnya telah dihaluskan di dalam mill/pulverizer menuju ke ruang bakar/furnace/boiler.

2. Forced Draft Fan (FDF)

Disebut juga dengan secondary air fan dan berfungsi untuk memberikan tekanan positif pada boiler dan mengontrol udara serta oksigen yang dibutuhkan pada proses pembakaran di dalam boiler sehingga didaharapkan dapat menghasilkan pembakaran yang sempurna dan efisien.

3. Induced Draft Fan

Berfungsi untuk memberikan tekanan negatif (vacuum pressure) pada boiler serta mentransfer flue gas sisa pembakaran dari boiler menuju ke stack/chimney. Semakin tinggi temperature udara flue gas dan prosentase oksigen yang keluar dari stack maka mengindikasikan bahwa proses pembakaran di dalam boiler tidak terjadi secara sempurna.

Air Preheater

Air Preheater merupakan sistem yang berfungsi sebagai pemanas udara awal untuk primary air dan secondary air sampai ke tingkat temperature tertentu, dengan memanfaatkan panas dari udara flue gas yang dibawa oleh induced draft fan melalui elemen pemanas yang disebut rotating heat exchanger. Tujuan utama dari proses pemanasan awal ini adalah untuk meningkatkan temperature udara sebelum masuk ke dalam boiler sehingga proses pembakaran dapat terjadi dengan cepat dan efisien, serta untuk menghilangkan uap air dari udara agar mencegah terjadinya korosi pada peralatan metal di dalam boiler.

Stack/Chimney

Stack atau chimney atau cerobong udara adalah peralatan yang berfungsi sebagai media transfer flue gas menuju ke udara atmosfer. Pada dasarnya chimney juga berfungsi sebagai induced draft yaitu dengan menggunakan perbedaan tekanan udara antara sisi inlet (yang berada di permukaan tanah) dengan udara di sisi outlet (yang berada lebih tinggi di ujung cerobong asap) sehingga udara akan secara natural mengalir dari tekanan yang tinggi ke daerah yang bertekanan lebih rendah.

Electrostatic Precipitator

Electrostatic Precipitator (ESP) adalah sistem pembantu yang berfungsi untuk menangkap ash/abu dari hasil proses pembakaran dengan cara memberikan muatan negatif kepada abu-abu tersebut melalui perangkat elektroda (discharge electrode). Selanjutnya abu tersebut akan bergerak ke dalam sebuah kolom yang terbuat dari plat yang memiliki muatan lebih positif (collecting electrode), sehingga secara alami abu tersebut akan tertarik dan menempel pada plat-plat tersebut. Setelah abu terakumulasi pada plat tersebut, sebuah sistem rapper khusus akan membuat abu tersebut jatuh ke bawah dan keluar dari sistem ESP.

Sumber : Power Plant Technology, M.M. El Wakil