Perhitungan Daya Turbin Uap Dan Generator

Perhitungan Daya Turbin Uap Dan Generator

Dari data yang diketahui tekanan masuk turbin diambil nilai rata-rata adalah sebesar (Pin) = 18 kg/ cm² G ( tekanan dibaca lewat alat ukur ), ditambah dengan 1 atm. Tekanan 1 kg/ cm2

= 98,07 kPa

Tekanan masuk turbin rata-rata

= 18 kg/ cm²

= 18 x 98,07 kPa = 1.765,26 kPa Tekanan ruangan 1 atm Pin

= 101,325 kPa

= (Tekanan pada alat ukur + Tekanan ruangan ) kPa = ( 1.765,26 + 101,325 ) kPa = 1.866,59 kPa (abs)

Jadi nilai tekanan masuk turbin yang diperoleh adalah sebesar 1.866,59 kPa.

Sedangkan untuk tekanan keluar turbin nilai rata-rata adalah sebesar (Pout) = 2,8 kg/ cm² G ( tekanan dibaca lewat alat ukur ). Tekanan 1 kg/ cm2

= 98,07 kPa

Tekanan keluar turbin rata-rata

= 2,8 kg/ cm²

= 2,8 x 98,07 kPa = 274,59 kPa Tekanan ruangan 1 atm Pout

= 101,325 kPa

= (Tekanan pada alat ukur + Tekanan ruangan ) kPa = ( 274,59 + 101,325 ) kPa = 375,92 kPa (abs)

Jadi nilai tekanan keluar turbin yang diperoleh adalah sebesar 375,92 kPa.

Temperatur rata- rata masukturbin

= 208°C + 273= 481 K

Temperatur rata- rata keluarturbin

= 142°C + 273= 415 K

4.3.1.2 Entalpi masuk turbin dan keluar turbin Untuk mendapatkan nilai efisiensi turbin memerlukan beberapa tahap yaitu: Dari tekanan masuk boiler yaitu penjumlahan antara tekanan ruangan 1 atm dengan tekanan dearator 0,7 kg/cm2G maka dapat dicari entalpi fluida masuk boiler (h1) sebagai berikut:

Tahap 1

P1= 169,974 kPa (Tabel A-5) Interpolasi,

h1= hf @ 169,974 kPa = 483,013 kj/ kg V1= Vf@ 169,974 kPa = 0,001056 m³/ kg

Selanjutnya dari entalpi fluida masuk boiler maka dapat dicari eltalpi fluida keluar boiler (h 2) yaitu : Tahap 2

P2= 1.866,59 kPa S2 = S1

Kerja spesifik pompa masuk adalah sebagai berikut: Wpump, in = V1 (P2-P1)

= 0,001056 m³/ kg x (1.866,59 – 169,974) kpa

= 1,7916265 kj/ kg h2 = h1 + Wpump, in

= 483,013 kj/ kg + 1,7916265 kj/ kg

= 484,8046 kj/ kg

Selanjutnya pada tahap tiga dari tekanan dan temperature dapat dicari (h 3) dan (s3) sebagai berikut: Tahap 3

P3= 1.866,59 kPa (Tabel A-6) Interpolasi,

T3= 208 °C h3= 2.796,7 kj/ kg S3= 6,3659 kj/ kg. K Selanjutnya pada tahap empat nilai temperatur 141,3°C diasumsikan sama dengan 142°C sehingga dapat menggunakan tabel A-5 untuk mencari nilai entalpi dan entropi adalah sebagai berikut:

Tahap 4

P4= 375,92 kPa (Tabel A-5) Interpolasi,

T4= 141,3 °C h4 = 2.735,20 kj/ kg hf = 602,88 kj/ kg hfg= 2.136,70 kj/ kg S4 = S3 = 6,3659 kj/ kg. K Sf = 1,7680 kj/ kg. K Sfg = 5,1528 kj/ kg. K Sehingga didapatkan fraksi uap adalah 0,89 = 602,88+0,89x2136,7 = 2.509,48 kj/ kg.

4.3.1.3 Efisiensi Turbin Uap A. Efisiensi Termal Laju uap steam (ms) yang dihasilkan = 20.000 kg/ jam Daya steam masuk Turbin adalah sebagai berikut : WTi

= ms x h3 = 20.000 kg/ jam x 2.796,71 kJ/ kg

= 55.934.200 kJ/ Jam = 15.537,28 kW

Daya steam keluar Turbin adalah sebagai berikut : WTo

= ms x h4 = 20.000 kg/ jam x 2.735,20 kJ/ kg = 54.704.000 kJ/ Jam = 15.195,56 kW

Efisiensi termal turbin uap yang dihasilkan adalah 0,0221 = 2,21 % Jadi, efisiensi termal yang dihasilkan turbin uap adalah sebesar 2,21 %.

B. Efisiensi Isentropik 0,2141 = 21,41% Jadi efisiensi isentropik turbin uap adalah sebesar 21,41 % 4.3.1.4 Daya Turbin Uap dan Daya Generator Laju uap steam (ms) yang dihasilkan = 20.000 kg/ jam Daya yang dihasilkan turbin uap adalah: WT

= ms x (h3-h4) = 20.000 kg/ jam x (2.796,71 kJ/ kg - 2.735,20 kJ/ kg) = 1.230.200 kJ/ jam = 341,72 kJ/ s = 341,72 kW.

Cos φ rata-rata = 0,84 (nilai rata- rata Cos φ dari hasil pengamatan pada panel turbin). Daya yang dihasilkan setelah generator adalah: WTG

= WT/ Cos φ = 341,72 kW/ 0,84 = 406,80 kVA

4.3.1.5 Efisiensi Sistem Turbin Uap Efisiensi sistem turbin uap adalah sebagai berikut : Laju bahan bakar ( mf ) LHV bahan bakar

= 8.838,70 kg/ jam = 2.762 kkal/ jam

Jadi, efisiensi sistem turbin uap adalah sebesar 5,04 %.

1.

Pengertian Turbin Uap Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Suatu turbin uap mempunyai empat bagian utama, yaitu : a) Stator Stator merupakan bagian turbin uap yang tidak berputar, seperti rumah turbin. b) Rotor Rotor merupakan bagian turbin uap yang berputar, pada rotor diletakkan sudusudu gerak turbin. c) Sudu gerak Sudu gerak merupakan tempat pengkonversian energi kinetik menjadi energi mekanis. d) Nosel Nosel adalah suatu laluan yang luas penampangnya bervariasi yang didalamnya energi potensial uap dikonversikan menjadi energi kinetik. Nosel juga berfungsi sebagai pengarah aliran uap yang akan masuk kesudu gerak, oleh sebab itu nosel disebut juga sudu pengarah.

Gambar 1 Bagian-bagian utama turbin uap

Gambar 2. Turbin Uap Penggerak Generator

Gambar 3. Turbin Uap dan Generator

Gambar 4. Skematis Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap

2. Penurunan Panas (Heat Drop) pada Turbin

Gambar 5. Heat drop pada I- S diagram Keterangan Gambar : P1 = Tekanan uap masuk Turbin(ata) P2 = Tekanan uap keluar Turbin(ata) T1 = Tempratur uap masuk Turbin ( 0C) I1 = Entalpi uap masuk Turbin (Kkal / kg) I2t = Entalpi uap keluar Turbin teoritis (Kkal / kg) I2 = Entalpi uap keluar Turbin actual (Kkal / kg)

Uap

Gambar 6. Diagram Mollier

3. Perhitungan Daya Turbin Uap

4.

Prestasi Mesin pada Turbin Uap : Prestasi mesin pada turbin uap adalah ukuran berapa besar randemen atau efisiensi yang dihasilkan turbin uap tersebut. Hubungan Daya efektif dan Daya Indikator yang dihasilkan Turbin Uap :