Batubara Sebagai Bahan Bakar PLTU

Mengangkat PLTU suralaya yang beroperasi semenjak tahun 1984 sebagi contoh studi kasus. PLTU suralaya dirancang bangun menggunakan bahan bakar batubara Bukit Asam pada tingkat kualitas average dan worst. Sampai tahun 1988 batubara bukit Asam masih belum dapat memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dari 156.000 ton pada tahun 1985, 936.000 ton, dan 1.500.000 ton pada tahun tahun berikutnya dan pada tahun 1987 kebutuhan tersebut telah mencapai 2,055 juta ton mestinya akan meningkat lagi.

Kualitas batubara pengganti tersebut telah diusahakan sedapat mungkin memenuhi kualitas batubara bukit Asam tersebut. Hal-hal yang perlu diperhitungkan didalam pemakaian batubara pada PLTU adalah :

- Perfomance (unjuk keras)
- Availabaliti, reliability
- Dampak lingkungan
- Kendala dan karakteristik operasi, serta dampaknya terhadap tingkat pemeliharaan

Tinjauan terhadap aspek tersebut diatas semata-mata mempertimbangkan peralatan terpasang sesuai dengan rancang bangunnya dan selanjutnya pengalaman tersebut menjadi dasar dalam penyempurnaan masa mendatang.

1. Pengenalan Umum Kualitas Batubara

Batubara yang ada dipasaran unsur kualitasnya sekurang-kurangnya terdiri dari :

a. High heating value (kgcal/ka)
b. Total moisture (%)
c. Inherent moisture (%)
d. Volatile matter (%)
e. Ash content (%)
f. Sulphur content (%)
g. Coal size <3 mm, 40 mm, 50 mm
h. Hardgrove grindability index

Unsur-unsur lainnya diperlukan sesuai kebutuhan yang bersifat umum maupun khusus. Untuk melengkapi data diatas biasanya diperlukan unsure kualitas seperti :

a. Fixed carbon (%)
b. Phosphorous/Chlorine (%)
c. Ultimate analysis :
Carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulphur dan ash, kadang-kadang diperlukan :
d. Ash fusion temperature

2. Pengaruh Kualitas Batubara

a. High Heating Value (HHV)

HHV sangat berpengaruh terhadap pengoperasian aspek :
- Pulverizer
- Pipa batubara, wind box
- Burner

Semakin tinggi HHV maka aliran batubara setiap jamnya semakin rendah, sehingga kecepatan coal feeder harus disesuaikan, untuk batubara dengan moisture content dan HGI yang sama, dengan HHV tinggi maka mill akan beroperasi dibawah kapasitas nominalnya (menurut desain) atau dengan kata lain operating rationya menjadi lebih rendah.

b. Moisture Content

Kandungan moisture mempengaruhi jumlah pemakaian udara primernya. Pada batubara dengan kandungan moisture tinggi akan membutuhkan udara primer lebih banyak guna mengeringkan batubara tersebut pada suhu keluar mill tetap.

c. Volatile Matter

Kandungan volatile matter mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas api
Fuel Ratio = Fixed Carbon / Volatile Matter
Semakin tinggi fuel ratio maka karbon yang tidak terbakar semakin banyak.

d. Ash Content

Kandungan abu akan terbawa bersama gas pembakaran melalui ruang bakar dan daerah konversi dalam bentuk abu terbang dan abu dasaar. Sekitar 20% dalam bentuk abu dasar dan 80% dalam bentuk abu terbang. Semakin tinggi kandungan abu dan tergantung komposisinya mempengaruhi tingkat pengotoran (fouling), keausan dan korosi peralatan yang dilalui.
e. Sulfur Content

Kandungan sulfur berpengaruh terhadap tingkat korosi sisi dingin yang terjadi pada elemen pemanas udara, terutama apabila suhu kerja lebih rendah dari titik embun sulphur, disamping berpengaruh terhadap efektifitas penangkapan abu pada peralatan electrostatic precipator

f. Coal Size

Ukuran butir batubara dibatasi pada rentang butir halus dan butir kasar. Butir paling halus untuk ukuran <3 mm, sedangkan ukuran butir paling kasar sampai dengan 50 mm. Butir paling halus dibatasi oleh tingkat dustness dan tingkat kemudahan diterbangkan angin sehingga mengotori lingkungan. Tingkat dustness dan kemudahan berterbangan masih ditentukan pula oleh kandungan moisture batubara.

g. Hardgrove Grindability Index (HGI)

Kapasitas mill (pulverizer) dirancang pada HGI tertentu. Untuk HGI lebih rendah kapasitasnya, lebih rendah dari nilai takarnya agar menghasilkan fineness yang sama.

h. Ash Fusion Temperature

Ash fusion temperature akan mempengaruhi tingkat fouling, slagging dan operasi soot blower.

3. Spesifikasi Menurut Desain PLTU

a. Spesifikasi Batubara

PLTU dirancang bangun untuk mampu berproduksi continue pada beban 4.000 MW dengan mempergunakan bahan bakar batubara, average/worst, dengan 4 buah mill beroperasi dan satu buah cadangan. Rentang kualitas batubara sesuai rancang bangunnya ditunjukan pada tabel :

Persyaratan Batubara yang diizinkan untuk operasi PLTU

Unsur	Unit	Worst	Average
1. HHV	kgcal/kg	4,225	5,242
2. Total Moisture	%	28,3	23,6
3. Volatile Matter	%	15,1	30,3
4. Ash Content	%	12,8	7,8
5. Sulphur Content	%	0,9	0,4
6. HGI	%	59,4 - 65	61,8

b. Data Unjuk Kerja Boiler

Data unjuk kerja boiler ditunjukkan pada tabel :

1.	Aliran uap superheater	1.171,991 kg/jam
	Suhu uap superheater	5390 C
	Tekanan uap superheater	167 kg/cm2
2.	Aliran uap superheater	1.032,042 kg/jam
	Suhu uap superheater	5380 C
	Tekanan uap superheater	39 kg/cm2

Sedang jumlah abu terbang ditunjukan pada tabel :

Unsur	Unit	Average	Worst
Aliran batubara	kg/jam	169.000	212.500
Jumlah abu	kg/jam	13.800	27.200
Masukan kalori	106 kcal/jam	885,9	898
Ash loading	kg/106	14,9	30,3

Adapun data tentang kapasitas pulverizer ditunjukan pada tabel :

Beban	Batubara	Jumlah Pulverizer Beroperasi	Operating Ratio Pulverizer
400 MW	Average	4	0,67
400 MW	Worst	4	0,91

Dari table terlihat bahwa pulverizer didesain dalam kapasitas yang cukup besar. Kapasitas untuk HGI 50 = 630 ton/jam, dengan 70% fineness 200 mesh.

Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa penggantian pemasok bahan bakar batubara untuk PLTU, dari daerah penambangan batubara yang satu dengan batubara dari daerah penambangan yang lain harus dilakukan spesifikasi batubaranya terlebih dahulu. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari kerusakan peralatan PLTU.

(Sumber : Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Phd)

Artikel Terkait