Perancangan Fluidized Bed Combustion Boiler Untuk Memenuhi Kebutuhan Uap PLTU Paiton Unit 1 ( Studi Kasus di PT Pembangkitan Jawa Bali UP Paiton )

Arif Cahyono, Ir. Purnomo, MSME, Ph.D.

2009 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

PT Pembangkitan Jawa Bali Unit Pembangkitan Paiton (PT PJB UP Paiton) adalah salah satu anak perusahaan PT Perusahaan Listrik Negara Persero (PT PLN Persero) yang telah beroperasi sejak tahun 1993, berbahan bakar batubara dan berada di kawasan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Paiton, Probolinggo, Jawa Timur. Penggunaan bahan bakar batubara menjadi tumpuan utama untuk menekan biaya produksi sebuah pembangkit mengingat semakin mahalnya harga minyak dunia dan tersendatnya masalah distribusi gas. Tetapi berdasarkan data analisis contoh batubara PT PJB Paiton yang diterbitkan oleh PT Cwamas Citra Perkasa, kualitas batubara yang digunakan oleh PT PJB Paiton lebih rendah dari kualitas batubara yang disyaratkan pada boiler manual book. PT PJB UP Paiton mempunyai 2 unit pembangkit yang sudah beroperasi, yaitu unit 1 dan 2 masingmasing mempunyai daya terpasang 1x400 MW, dan 2 lahan kosong yang akan digunakan untuk pembangunan unit 3 dan 4. Berdasarkan informasi di atas, ada gagasan untuk merancang generator uap yang mampu beroperasi menggunakan batubara dengan rentang kualitas yang lebar, untuk dibangun pada unit 3 dan 4, dengan mengacu pada kebutuhan uap PLTU Paiton Unit 1. Perancangan generator uap yang mampu beroperasi menggunakan batubara dengan rentang kualitas yang lebar ini menggunakan sistem pembakaran unggun terfluidisasi (fluidized bed combustion). Acuan yang digunakan pada perancangan ini adalah pemenuhan kebutuhan uap PLTU Paiton unit 1. Sistem pembakaran unggun terfluidisasi juga mempunyai keunggulan berupa pengurangan emisi SO2 dan NOx. Dalam tugas akhir akan dilakukan perancangan generator uap berbahan bakar batubara menggunakan sistem pembakaran unggun terfluidisasi dengan kondisi tekanan kerja adalah tekanan atmosfer. Perancangan ini mencoba mempertahankan parameter uap berdasarkan kebutuhan uap PLTU Paiton unit 1. Perancangan ini akan menghasilkan generator uap yang berbeda dengan generator uap yang digunakan PLTU Paiton unit 1 dari sisi desain dan dimensi generator uap. Hasil dari perancangan akan diperoleh generator uap dengan kapasitas produksi sebesar 1.330.000 kg/jam (2.932.100 lb/jam) dengan tekanan 185 kg/cm2 (2.631 Psig) dan suhu 540,6 Celsius (1.005 0 F). Bahan bakar yang digunakan dalam perancangan adalah batubara jenis subbituminuous B dengan nilai HHV berdasarkan As Received Basis (AR) sebesar 5.713 kcal/kg (10.283,4 btu/lb) dan kelembaban 25,78 %.

PT Pembangkitan Jawa Bali Unit Pembangkitan Paiton (PT PJB UP Paiton) is a subsidiary of PT Perusahaan Listrik Negara (PT PLN Persero) that has been in operation since 1993; it utilizes coal as fuel and is located within the Paiton Steam Power Plant (PLTU) complex in Probolinggo, East Java. Coal serves as the primary fuel source to minimize power plant production costs, given the rising global price of oil and disruptions in gas distribution. However, analysis data on coal samples from PT PJB Paiton—published by PT Cwamas Citra Perkasa—indicates that the coal quality used by the plant is lower than the specifications outlined in the boiler's operation manual. PT PJB UP Paiton currently operates two generating units (Units 1 and 2), each with an installed capacity of 400 MW, and possesses two vacant sites designated for the construction of Units 3 and 4. Based on this information, a proposal was developed to design a steam generator capable of operating with a wide range of coal qualities for installation in Units 3 and 4, while meeting the steam requirements of the existing Paiton Unit 1. The design of this steam generator—capable of utilizing coal across a broad quality spectrum—incorporates a fluidized bed combustion system. The design process is guided by the steam requirements of Paiton Unit 1. Additionally, the fluidized bed combustion system offers the advantage of reduced SO2 and NOx emissions. This final project involves the design of a coal-fired steam generator utilizing a fluidized bed combustion system operating at atmospheric pressure. The design aims to meet the steam parameters required by Unit 1 of the Paiton Power Plant. The resulting design differs from the steam generator currently used at Paiton Unit 1 in terms of both design configuration and physical dimensions. The design yields a steam generator with a production capacity of 1,330,000 kg/h (2,932,100 lb/h), an operating pressure of 185 kg/cm² (2,631 psig), and a temperature of 540.6°C (1,005°F). The fuel specified for the design is Sub-bituminous B coal, with a Higher Heating Value (HHV) of 5,713 kcal/kg (10,283.4 Btu/lb) on an "As Received" (AR) basis and a moisture content of 25.78%.

Kata Kunci : Generator Uap atau Boiler, Circulating Fluidized Bed (CFB) Combustion, Batubara, Sulfur Retention atau Penangkapan Sulfur.