Perpustakaan Digital ITB

Kontrol level pada drum boiler merupakan salah satu sistem penting pada sistem kontrol Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Kondisi level harus selalu dijaga agar tidak melewati batas yang ditentukan, jika level keluar dari range operasi maka proses di PLTU akan berhenti (trip). Pengontrolan level pada drum boiler tidak mudah dilakukan secara manual karena adanya fenomena shrink dan swell yang terjadi pada drum boiler akibat sistem yang termasuk pada non minimum phase system. Penelitian ini berfokus untuk memodelkan operasi pada drum boiler dan kemudian merancang sistem kontrol PID yang dapat bekerja pada kondisi operasi PLTU Jeranjang Unit III. Pemodelan pada drum boiler digunakan dengan menurunkan hukum dasar seperti hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan massa. Penurunan model tersebut kemudian dibentuk kedalam bentuk state-space dengan variabel P(tekanan), Vwt (volume air dibawah permukaan), Vsd (volume steam dibawah permukaan), dan (kualitas uap) sebagai varibael keadaan. Input yang digunakan dan diatur adalah aliran uap (qs), aliran feedwater (qf) dan output yang akan diatur adalah level air ( ) dan tekanan (P). Terdapat juga laju kalor (Q) sebagai input disturbance. Model yang ada kemudian divalidasi dengan data yang berasal dari PLTU Jeranjang Unit III. Model yang telah divalidasi kemudian disimulasikan menggunakan skema 1 Element Control dan 2 Element Control. Dengan skema 1 Element Control dapat menstabilkan terhadap perubahan step nilai Q dengan kenaikan 10 % dengan tetap menjaga nilai aliran feedwater pada range operasi (31-33.33 kg/s). Namun ketika nilai aliran uap (qs) diturunkan 1 Element Control tidak dapat menjaga kestabilan level pada daerah operasi (-50 mm – 50 mm). Ketidakstabilan terhadap perubahan aliran uap dikarenakan nilai tekanan yang terus naik. Kenaikan tekanan ini menyebabkan kondensasi pada uap yang berada pada downcomer sehingga level permukaan air turun(shrink). Untuk menjaga level pada perubahan aliran uap diperlukan adanya 2 Element Control dengan tekanan dan level sebagai variabel yang akan dijaga dengan mengubah nilai aliran feedwater dan aliran uap.