Teknologi CFB Bolier Best Practice Dan Kendala Yang Dihadapi PDF [PDF]

Citation preview

Teknologi CFB Boiler



Best Practice & Kendala yang Dihadapi



PT PEMBANGKITAN JAWA-BALI



Produsen Listrik Terpercaya Kini dan Mendatang



DAFTAR ISI



1 2 3 4 5



•Pendahuluan •Sekilas Tentang Teknologi CFB Boiler •Best Practice Desain dan O&M CFB Boiler dari Jepang (Paparan Sumitomo Heavy Industry) •Kendala O & M CFB Boiler di Indonesia •Kesimpulan



2



Pendahuluan 1. Jumlah CFB Boiler di Indonesia yang akan dikelola oleh PLN Group semakin banyak 2. Teknologi CFB Boiler merupakan teknologi yang relatif baru di Indonesia. (Pertama kali implementasi di Indonesia di PLTU Labuhan angin, Sumatra Utara sekitar 4 tahun yang lalu) 3. CFB Boiler yang ada di Indonesia mempunya keandalan yang rendah (sering rusak)



3



SEKILAS TENTANG CFB BOILER



PT PEMBANGKITAN JAWA-BALI



Produsen Listrik Terpercaya Kini dan Mendatang



Sekilas Tentang CFB Boiler



Gambaran Umum CFB Boiler



5



Sekilas Tentang CFB Boiler



Prinsip Sirkulasi Bed Material dalam CFB Boiler



6



Sekilas Tentang CFB Boiler Klasifikasi FB Boiler : FBB (Bubbling Type Fluidzed Bed Boiler)



7



Sekilas Tentang CFB Boiler Klasifikasi FB Boiler : CFB (Circulating Fluidzed Bed Boiler)



8



Sekilas Tentang CFB Boiler Klasifikasi FB Boiler : PFBC (Pressurized Fluidized Bed Boiler)



9



Sekilas Tentang CFB Boiler



Komponen Utama CFB Boiler



CFB Boiler 10



Sekilas Tentang CFB Boiler



Komponen Utama CFB Boiler



11



Sekilas Tentang CFB Boiler



Keunggulan CFB Boiler 1. Fleksibilitas bahan bakar tinggi  bisa menggunakan bahan bakar mulai dari batubara s/d kayu 2. Cocok untuk batubara Ultra Low Rank Coal  Pembakaran stabil untuk batubara yang mempunyai moisture tinggi. 3. Tingkat polusi yang dihasilkan rendah  NOx dan SOx yang dihasilkan rendah 4. Potensi terjadinya slagging pada boiler sangat rendah  Furnace temperature jauh dibawah titik leleh fly ash. 5. Efisiensi pembakaran tinggi  bahan bakar diputar terus sampai kondisi minimum. 6. Auxilliary Eqipment lebih sedikit  CFB Boiler tidak memerlukan mill, Primary Air Fan, Primary Air Heater, dan Primary Air Ducting.



12



Sekilas Tentang CFB Boiler



Kelemahan CFB Boiler 1. Kapsitas Boiler CFB terbatas  Maksimum kapasitas CFB Boiler yang sudah beroperasi komersial 200 MW 2. Ukuran boiler CFB untuk kapasitas yang sama lebih besar dari boiler PF  Misal : untuk boiler 200 MW ukuran boiler CFB sekitar 1.4 kali dari boiler PF. 3. Potensi terjadinya erosi dan abrasi pada boiler CFB tinggi  Potensi lebih tinggi karena ada bed material (pasir) yang bersirkulasi di boiler CFB



13



BEST PRACTICE



DESAIN DAN O&M CFB BOILER DARI JEPANG Paparan dari : Sumitomo Heavy Indutry



PT PEMBANGKITAN JAWA-BALI



Produsen Listrik Terpercaya Kini dan Mendatang



Best Practice dari Sumitomo Heavy Industry



Best Practice Desain CFB Boiler



Desain CFB Boiler



CUSTOMIZED



Sesia dengan kondisi bahan bakar dan lokasi 15



Best Practice dari Sumitomo Heavy Industry



Best Practice Desain CFB Boiler  Pilot Combustion Test (1) Pilot Combustion test : Uji aktual batubara pada mini power plant berkapsitas 1 MW di SHI Niihama Laboratory, Ehime Perfectorat, Jepang



16



Best Practice dari Sumitomo Heavy Industry



Best Practice Desain CFB Boiler  Pilot Combustion Test (2)



17



Best Practice dari Sumitomo Heavy Industry



Best Practice Pengoperasian CFB Boiler



1.Operation Hours (Availibility) rata2 dari CFB Boiler di Jepang > 90% 2. Forced shut down hours rata2 dari CFB Boiler di Jepang ± 2% 18



Best Practice dari Sumitomo Heavy Industry



Best Practice Pengoperasian CFB Boiler



Pengoperasian CFB Boiler Hampir sama dengan pengoperasian PF Boiler



Perbedaan pada PENGATURAN PARAMETER BED MATERIAL



Pengaturan : - Velocity bed material - Pressure bottom furnace - Temperature bed material



Key Parameters : • Flue Gas Velocity (5 m/s didalam Furnace) • Heat transfer  function (Ash, Flue gas velocity, Radiation) • O2 = 3,5% - 5,5% • Perhatikan Bed Pressure • Perhatikan Upper Furnace Temperature & Bottom Furnace Temperature  mendekati 19



Best Practice dari Sumitomo Heavy Industry



Best Practice Pemeliharaan CFB Boiler 1. Taat terhadap jadwal Planned outage (PO)  Over Haul 2. Membuat List Inspection item sebelum over haul  isi list : equipment, lokasi eqipment, metode inspeksi, hasil inspeksi, keterangan 3. Membuat Maintenance schedule  waktu inspeksi sekitar 40 hari 4. Membuat Resource Planning  persiapan personel, tool, dan spare parts



Boiler Non Pressure Part Boiler Pressure Part



Auxilliary Equipment



Other Equipment



20



KENDALA O&M CFB BOILER DI INDONESIA



PT PEMBANGKITAN JAWA-BALI



Produsen Listrik Terpercaya Kini dan Mendatang



Kendala O&M CFB Boiler di Indonesia



Permasalahan pada CFB Boiler di Indonesia



Tube Failure & refractory problem



Blocking di chute & coal feeder saat hujan



Kerusakan pada CFB Boiler : (1) Pada boiler & boiler equipment (2) Coal blocking 22



Kendala O&M CFB Boiler di Indonesia



Boiler Tube : Kegagalan/kerusakan yang Sering Terjadi



Kecepatan bed material



Ketahanan material



Tube Failuer (Erosi)



23



Kendala O&M CFB Boiler di Indonesia



Tube Failure karena kecepatan bed material : Analisa Penyebab K e c e p a ta n k e b a w a h ( m /s )



Simulasi distribusi kecepatan bed material dan flue gas pada Boiler CFB menggunakan Fluent 18 16 14 12 10 8



P o s is i 1



6



P o s is i 2 P o s is i 3



4



P o s is i 4



2 0 10



15



20



25



30



35



40



45



P o s i s i V e r ti k a l m e te r k e ( m )



Kesimpulan : 1.



Velocity dipojok sudah melewati batasan operasi (aktual 16 m/s, batasan 5 m/s)



2.



Semakin keatas, velocity semakin turun



3.



Sesuai dengan temuan kerusakan pada CFB boiler, sebagian besar kegagalan tube terjadi di wall tube bagian bawah, karena velocitynya paling besar 24



Kendala O&M CFB Boiler di Indonesia



Tube Failure karena kecepatan bed material : Rekomendasi



Mengendalikan velocity bed material dan flue gas pada boiler (standard ± 5 m/s)



Menjaga ukuran bed material pada kondisi standard



Menjaga flow & velocity flue gas & udara bakar



Kontrol ukuran pasir / Bed material (ukuran 200 – 500 µm)



Periksa apakah terjadi over veocity : pemodelan, air balanced test



Ganti jika sudah dibawah standard



Pengaturan/tuning draft system boiler



25



Kendala O&M CFB Boiler di Indonesia



Tube Failure karena Ketahanan Material : Analisa Penyebab & Rekomendasi



Tube failure karena Ketahanan Material



Material tidak tahan terhadap erosi dan korosi



Implementasi Teknologi Cladding (Welding overlay) dan advanced coating tube boiler



26



Kendala O&M CFB Boiler di Indonesia



Kerusakan refractory : Analisa Penyebab







KOROSI (REAKSI KIMIA ATAU PELARUTAN SECARA KIMIAWI)







EROSI ( PENGGERUSAN )







SPALLING (THERMAL, STRUKTURAL, MEKANIKAL)







CREEP DAN SUBCRITICAL CRACK GROWTH







PANAS/TEMPERATUR ( KEJUT SUHU, OVERHEATING )







INSTALASI ( METODE,PROSEDURE, PERALATAN, OPERATOR )







BAHAN REFRAKTORI (TYPE, KUALITAS)







RANCANGAN PERALATAN ( Y PIECE, J BENT, CYCLONE)







PENGOPERASIAN ( START/STOP, KAPASITAS OPS, SUHU, MODE, KONDISI LINGKUNGAN OPERASI )







USIA 27



Kendala O&M CFB Boiler di Indonesia



Kerusakan refractory : Rekomendasi



Pemilihan tipe ANCHOR yang tepat  menambahh kekuatan pegangan semen pada struktur anchor



Mengubah sistem anchor dari SISTEM TERTUTUP MENJADI SISTEM TERBUKA (Open Air)  untuk mengurangi korosi karena panas pada castable steel anchor



Saat start up unit menyesuaikan waktunya dengan grafik Curing Time  Menghindari kerusakan karena crack



Menggunakan metode casting yang tepat  faktor kunci : kualitas air dalam adonan, refractory mixer, cetakan refractory, vibrator  mengurangi kerusakankarena kualitas casting semen pada refractory jelek 28



Kendala O&M CFB Boiler di Indonesia



Coal Blocking : Analisa penyebab & rekomendasi (1) Penyebab Coal blocking : 1. Karakteristik batubara untuk boiler CFB  Low Rank Coal  High Moisture, porous, high ash content 2. Curah hujan yang tinggi  Menambah kadar moisture dalam batubara Rekomendasi Action Plan : 1. Pemasangan doom di coal yard  mengurangi dampak plugging saat hujan  sudah diaplikasikan di PLTU Belawan 2. Modifikasi tipe coal feeder dari tipe gravimetric menjadi tipe screw  sudah diaplikasikan pada power plant rancangan Sumitomo Heavy Industry



29



Kendala O&M CFB Boiler di Indonesia



Coal Blocking : Analisa penyebab & rekomendasi (2) Rekomendasi Action Plan : 3. Pemasangan Heater di line Coal feeder  mengurangi kadar moisture dalam batubara  sudah diaplikasikan pada power plant rancangan Sumitomo Heavy Industry & instalasi di PLTU Teluk Sirih



4.



Modifikasi desain chute silo menjadi double chute  mengurangi blocking di outlet silo batubara  sudah diaplikasikan pada power plant rancangan Sumitomo Heavy Industry



30



Kesimpulan 1.



CFB Boiler merupakan teknologi boiler yang sudah proven dan banyak diaplikasikan di luar negeri dengan tingkat kehandalan yang cukup tinggi (Avalilibility > 90%)



2.



Keunggulan Boiler CFB : fleksibilitas bahan bakar, cocok untuk Low Rank Coal, ramah lingkungan,potensi slagging sangat rendah, efisiensi pembakaran tinggi, dan auxilliary equipment sedikit



3.



Kekurangan Boiler CFB : kapasitas terbatas (maksimal 200 MW), dimensi boiler lebih besar, potensi erosi pada boiler lebih tinggi



4.



Boiler CFB yang andal bisa dihasilkan dari tahapan desain yang baik, serta pengoperasian dan pemeliharaan yang baik.



5.



Permasalahan utama boiler CFB di Indonesia : boiler tube failure, kerusakan pada refractory, dan coal blocking.



6.



Tube failure diatasi dengan quality control ukuran bed material (pasir), tuning draft system boiler, cladding dan advance coating technology pada tube boiler.



7.



Kerusakan pada refractory diatasi dengan pemilihan tiep Anchor yang tepat, merubah sistem anchor, curing time saat start up, metode casting yang tepat.



8.



Coal blocking diatasi dengan pemasangan doom di coal yard, modifikasi sistem coal feeder, pemasangan heater di line coal feeder, modofikasi chute silo batubara



31



Terima Kasih



PT PEMBANGKITAN JAWA BALI



Jl. Ketintang Baru No 11 Surabaya 60231, Indonesia Telp. +62 31 8283180 Fax +62 31 8283183 Email : [email protected] www.ptpjb.com 33



Lampiran



Jenis baha bakar CFB Boiler



34



Lampiran



Range Operasi CFB Boiler



35