Perpustakaan Digital ITB
Proyeksi pertumbuhan kebutuhan listrik nasional menempatkan Pembangkit Listrik
Tenaga Uap (PLTU) berbahan bakar batubara sebagai tulang punggung sistem
kelistrikan Indonesia untuk beberapa dekade ke depan. Di sisi lain, struktur
cadangan batubara nasional didominasi oleh batubara berkalori rendah (Low Rank
Coal, LRC), sedangkan sebagian besar PLTU eksisting dirancang untuk membakar
batubara berkalori menengah (Medium Rank Coal, MRC) sesuai spesifikasi desain
boiler. Ketidaksesuaian antara ketersediaan sumber daya dan spesifikasi desain
pembangkit tersebut mendorong perlunya strategi pemanfaatan batubara yang lebih
fleksibel dan ekonomis, salah satunya melalui pencampuran batubara (coal
blending). Penelitian ini membahas optimalisasi strategi coal blending pada PLTU
berkapasitas 300 MW yang dioperasikan oleh PT PLN Indonesia Power, dengan
fokus pada penentuan batas komposisi campuran yang masih aman ditinjau dari
kapasitas peralatan utama sekaligus memberikan manfaat ekonomi.
Metodologi penelitian diawali dengan pembangunan model pembangkit
menggunakan perangkat lunak Aspen Hysys V14 dan Aspen Plus. Model disusun
berdasarkan data heat balance desain pada beban 100%, 90%, 75%, dan 50%,
mencakup sistem pembakaran batubara pada boiler, siklus uap (siklus Rankine),
serta perhitungan efisiensi boiler dan kinerja pembangkit. Model selanjutnya
melalui tahap model fitting dan divalidasi terhadap data operasi aktual unit sehingga
mampu merepresentasikan perilaku pembangkit pada rentang beban operasi.
Dengan model tervalidasi tersebut, disusun dua puluh satu skenario pencampuran
batubara dengan variasi proporsi LRC dari 0% hingga 100% pada interval 5%.
Setiap skenario dievaluasi terhadap parameter laju alir batubara (coal flow),
kebutuhan udara pembakaran (combustion air), rasio udara sekunder (Secondary
Air Ratio/FDF), efisiensi boiler, efisiensi termal, specific fuel consumption (SFC),
Net Plant Heat Rate (NPHR), serta biaya bahan bakar (fuel cost).
Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan proporsi batubara kalori rendah
dalam campuran secara konsisten menaikkan kebutuhan laju alir batubara dan udara
pembakaran, karena kandungan energi per satuan massa bahan bakar yang lebih
rendah menuntut jumlah batubara yang lebih banyak untuk menghasilkan daya
keluaran yang sama. Pada beban 300 MW, efisiensi boiler turun dari 88,79% menjadi 84,60% dan efisiensi termal turun dari 39,12% menjadi 37,28%, sedangkan
specific fuel consumption meningkat hingga 55,66% seiring naiknya nilai NPHR.
Sebaliknya, biaya bahan bakar menurun secara signifikan karena harga batubara
kalori rendah yang lebih murah, sehingga strategi blending menghadirkan
pertukaran (trade-off) antara penurunan efisiensi termal dan penghematan biaya
bahan bakar. Peningkatan kebutuhan batubara tersebut juga berpotensi
menimbulkan batasan operasional pada sistem penggilingan batubara (coal mill),
sehingga diperlukan pengaturan pola operasi tambahan seperti pengaktifan mill
cadangan.
Berdasarkan analisis batasan parameter operasi dan pertimbangan ekonomi,
komposisi blending optimum pada beban penuh 300 MW adalah 31,25% LRC dan
68,75% MRC, dengan Secondary Air Ratio (FDF) sebagai parameter pembatas
yang paling ketat. Pada kondisi beban parsial, batas komposisi LRC bervariasi
antara 30,95% pada beban 225 MW hingga 38,16% pada beban 150 MW.
Penambahan jumlah mill yang dioperasikan dapat memperlebar batas komposisi
LRC ditinjau dari sisi coal flow hingga sekitar 99,19% pada beban 300 MW, namun
batasan Secondary Air Ratio tidak dipengaruhi oleh jumlah mill sehingga tetap
menjadi penentu batas aman operasi. Dengan demikian, penerapan komposisi
blending pada batas tersebut mampu menjaga parameter operasi utama dalam
kapasitas peralatan, memberikan penghematan biaya bahan bakar yang signifikan
tanpa penurunan efisiensi yang drastis, serta mendukung pemanfaatan cadangan
batubara kalori rendah nasional secara lebih optimal.