Steam Turbin PDF

Kuliah Sistem Utilitas 2- Semester 4

SISTEM PEMBANGKITAN ENERGI LISTRIK PENGGERAK MULA (PRIME MOVER) DI PABRIK KIMIA 

Oleh ST., MT Dr. David Bahrin,

Inderalaya, 05 Aril 2018

Jurusan Teknik Kimia  

1

Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya PENGGERAK MULA (PRIME MOVER) DI INDUSTRI KIMIA Penggerak mula ( prime Penggerak  prime mover  mover ) di industri atau pabrik kimia diantaranya adalah: 1. Turbin ua uap  prinsip Siklus Rankine.

2.

Turbin uap dapat dioperasikan secara flleksibel sesuai variasi kecepatan dan daya. Turbin uap memerlukan peralatan bantu yang relatif banyak, termasuk sistem pengadaan air umpan boiler. Tetapi sistem turbin uap dapat memberikan penghematan sumber energi maksimum dalam pabrik kimia yang juga menggunakan uap untuk pemanas. Turbin ga gas  prinsip Siklus Bryton. Turbin gas adalah salah satu jenis mesin panas yang mengubah panas menjadi kerja, atas dasar

siklus Bryton. Tu rbin melalui gas menggunakan udar udara a sebagai danTurbin panas gas dimasukk dimasukkan andipakai kedalam fluidaTurbin kerja pembakaran bahan bakar fluida secarakerja, internal. banyak di industri dan PLTU terutama untuk menghasilkan energi listrik. 3. Motor torak  prinsip Otto. Motor torak memiliki banyak bagian yang bergerak (gerak putar dan maju-mundur), sehingga memerlukan perawatan perawatan lebih intensif dibandingkan motor listrik. Motor torak dapat berdiri sendiri dan tidak terlalu tergantung pada pasokan sumber energi dari luar (kecuali bahan bakar). Motor torak dapat dioperasikan secara fleksibel sesuai variasi beban dan kecepatan. Dari dua jenis motor torak, penggunaan motor diesel (compression engine) lebih luas dibandingkan motor otto (spark ingnition engine). 4. Motor listrik Motor listrik digunakan hampir pada semua pemakaian, terutama pada penggunaan dengan kecepatan kecepa tan konstan. Motor listrik tidak bising dan dapat dioperasikan didaerah berbahaya. Motor listrik mempunyai mempunyai efisiensi tinggi dan nisbah daya terhadap berat berat yang baik. Motor listrik sangat dapat diandalkan, tetapi mempunyai ketergantungan ketergantungan tinggi terhadap listrik. 2

SISTEM PEMBANGKITAN ENERGI LISTRIK BERBASIS BATUBARA MENGGUNAKAN TURBIN UAP (PLTU-BATUBARA) Gas cerobong (CO2, SO2, NOx, N2, O2, fly ash, dsb)

Listrik

Udara 

Batubara

Preparasi batubara

Gambar 1. Diagram alir Sederhana PLTUBatubara

Sistem Boilerfurnace Air Umpan Boiler 

Uap

bottom ash 

make up Demin water Demin Water Plant

Water Treatment Plant

Turbin Uap

Generator

Uap sisa  Condensor Air pendingin 

Cooling tower make up Water untuk air  pendingin

3

Air sungai 

SIKLUS RANKINE DASAR (Sumber: Susanto, 2016) Uap (saturated  atau  atau superheated )

Temperatur (T) 

3  

Panas masuk (qin) 

Kerja keluar (WT) 

Turbin 

Boiler 2’ 

3 

2’ 

Kerja masuk (Wp) 

4 

2 

2  

1 

Kondensor

Panas keluar (qout) 

1 

4  4’  Entropi (S)  Diagram T-S

Pompa 

Keterangan Gambar Siklus Rankine terdiri mpaan) atas: cairan a. Kompresi Kompr esi (pemompaan) (pemo cairan secar secara a isentrop isentropik ik (entr (entropi opi tetap) tetap) (1-2). (1-2). b. Pemasu Pemasuka kan n pana panass pada pada tekana tekanan n teta tetap p (2-3 (2-3): ): (1)Pemanasan cairan (kenaikan temperatur/panas sensibel) (2)Penguapan (temperatur tetap, perubahan fasa/panas laten) (3)Pemanasan uap (kenaikan temperatur/panas sensibel)  jika uap superheated c. Ekspansi Ekspansi uap adiabatik-ise adiabatik-isentro ntropik pik (entr (entropi opi tetap) tetap) (3-4 (3-4), ), menghasilkan menghasilkan kerja. kerja. d. Pembu Pembuang angan an panas panas pada pada ttek ekanan anan tetap tetap (4-1 (4-1): ): (1)Pendinginan uap (penurunan temperatur/panas sensibel) (2)Pengembunan (2)Pengembun an (temperatur tetap, perubahan fasa/panas laten) (3)Penurunan temperatur kondensat (penurunan temperatur/panas sensibel)

4

4

SIKLUS RANKINE DASAR (Sumber: Susanto, 2016) Efisiensi termal siklus rankine dasar:

Uap (saturated  atau  atau superheated ) 3  Panas masuk (qin) 

Boiler 2’ 

2 

Kerja masuk (Wp) 

Pompa  Tekanan (P) 

2 

2’ 

3 

Panas masuk siklus/panas masuk di boiler: qin = h3  – – h2 Panas keluar siklus/panas dilepas di kondensor: qout = h4  – Kerja Turbin  – h1; jika h4 dua fasa maka h4 = xl.hl + (1 keluar (WT)  -xl).hv; xl = dicari dari S 4 = xl.Sl + (1 -xl).Sv; S4 = S3 Kerja yang dibutuhkan pompa (Wp): Wp = h2  – – h1 = Win (kadang diabaikan;Wp