Teknologi pengelolaan boiler-Pembelajaran STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) PBL (Problem Based Learning) 4C (Critical thinking, Collaborative, Comunicative, Creative)

Teacher Introduction

Kamu pasti udah gak asing lagi kan dengan teknologi yang satu ini? Ya, Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Apa pernah terpikirkan olehmu sebenernya apa sih Pembangkit Listrik Tenaga Uap itu? Darimana energy listrik bisa dihasilkan? Atau bagaimana awal mula terciptanya listrik dari tenaga uap?

Kali ini kami akan memberikan ulasan tentang Pembangkit Listrik Tenaga Uap, yuk langsung disimak saja.

Apa itu Pembangkit Listrik Tenaga Uap?

Pembangkit listrik tenaga uap adalah pembangkit listrik dimana generator listrik digerakkan uap. Air dipanaskan lalu berubah menjadi uap dan memutar turbin uap yang menggerakkan generator listrik. Setelah melewati turbin, uap dikondensasikan dalam kondensor. Variasi terbesar dalam desain pembangkit listrik tenaga uap adalah karena sumber bahan bakar yang berbeda.

Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Uap

PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut :

• Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan pemindah panas. Di dalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.
• Kedua, uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.
• Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik  sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan, sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator
• Keempat, Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler

  Kualitas Air Boiler

  Kualitas air boiler sangat penting memperpanjang umur boiler dan meningkatkan kinerja boiler. Hal ini dikarenakan air boiler menjadi bahan baku utama yang menghasilkan uap untuk mengerakkan generator (turbin). Kualitas air yang kurang baik akan menurunkan  efisiensi kinerja boiler.
  Kualitas air boiler standar yang baik ditunjukkan sebagai berikut: contoh:
  
  Persyaratan untuk air umpan boiler
  
  

  Parameter	Air umpan boiler 0.5 to 20 *	Air umpan boiler; 20*	Air pengganti
  Nilai pH pada 25 °C	9.2	9.2	7.0
  Konduktivitas pada 25 °C [µS/cm]	6000	3000	1500
  Kesadahan total (Ca + Mg) [mmol/L]	0.01	0.01	0.05
  Besi [mg/L]	0.3	0.1	0.2
  Tembaga [mg/L]	0.05	0.03	0.1
  Silika [mg/L]	<1 div=""> <1 ppm="" span="">
  Oksigen [mg/L]	0.05	0.02	–
  Minyak/lemak [mg/L]	1	1	1
  Zat Organik**	–

  * Tekanan pengoperasian [bar]
  
  
  
  Standard Kualitas Air Boiler Menurut ABMA (American Boiler Manufacturers Association)
  (Sumber)     
  

  Objectives (mutlak/ pasti/ sebenarnya/ nyata) 
  -  Menganalisis proses terjadinya kerak pada proses pemanasan (boiler)
  - Menganalisis proses terjadinya korosi pada proses pemanasan (boiler)
   Material
  
  
  

  

  
  

  Engagement 

  
  

  1. Mengapa kesadahan air boiler yang disyarat hampir mendekati 0(tanpa mineral)

  2. Mengapa PH disyaratkan 7-9,2 ?

  3. Mengapa kadar silika (SiO2) disyaratkan <1 font="" ppm="">

  4. Mengapa kadar oksigen terlarut disyaratkan 0,02 mg/liter (relatif sangat kecil)?

  5. Mengapa TDS/ konduktifitas air boiler harus kecil ?
  

   menurut pendapat anda(siswa) apapengaruhnya jika syarat standar air boiler tidak dipenuhi?

  1. terjadi kerak (super keras)?(critical thinking and solve problem) 

  2. terjadi korosi?(critical thinking and solve problem) 

  3. terjadi foaming  (critical thinking and solve problem) 
  4. Bagaimana menghindari terjadinya kerak?
  5. bagaimana menghindari terjadinya korosi ?

  Exploration 

  1.      Peserta  didik bekerjasamamembuat uap dengan menggunakan boiler(creative and inovative, collaborative)

  2.     Peserta didik diberi kesempatan untuk mengamati data, merancang eksperimen dan mengembangkan hipotesis.(critical thinking, collaborative)

  
  

  Explanation 

  1.      Peserta  didik menjelaskan temuannya dalam bentuk laporan(communicative)

  2.      Mengemukakan  temuannya secara lisan.(communicative)

  
  

  Extension (perluasan)

  Guru  membimbing siswa untuk menerapkan pengetahuan yang telah didapat pada konteks baru. berkaitan dengan kerak, korosi dan terjadinya busa dan bagaimana mengatasinya.

  (colaboratotion, creative and innovative, communication)

  

  
  
  

  1. mengapa terjadi kerak (super keras)?(critical thinking and solve problem) 

  2. mengapa terjadi korosi?(critical thinking and solve problem) 

  3. mengapa terjadi foaming  (critical thinking and solve problem) 
  4. Bagaimana menghindari terjadinya kerak? 
  5. Bagaimana menghindari terjadinya korosi ?
  6. Bagaimana membersihkan kerak ?
  Misal:

  1.      mengaitkan materi yang telah dipelajari dengan materi selanjutnya.

  2.      Mengaitkan penerapannya di industri 

  

  
  

  
  

  Evaluation 

  1.      Peserta  didik melakukan refleksi dengan  membuat rangkuman (evaluasi laporan)

  2.      Mengerjakan uji penguasaan materi dan umpan balik (pembahasannya).