SKRIPSI / TUGAS AKHIR

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "SKRIPSI / TUGAS AKHIR"

Dewi Budiaman
6 tahun lalu
Tontonan:

1 SKRIPSI / TUGAS AKHIR ANALISIS PEMANFAATAN GAS BUANG DARI TURBIN UAP PLTGU 143 MW UNTUK PROSES DESALINASI ALBERT BATISTA TARIGAN ( ) JURUSAN TEKNIK MESIN

2 PENDAHULUAN Desalinasi adalah proses pemisahan yang digunakan untuk mengurangi kandungan garam hingga level tertentu. Desalination Plant terletak di sekitar lepas pantai atau di sekitar muara sungai. Tujuan utama Desalination Plant adalah untuk keperluan air tawar di sekitar unit PLTGU yang susah akan air tawar.

3 PERMASALAHAN Mencari solusi kemungkinan susahnya air tawar yang di dapat di area sekitar pantai. Pembangunan Desalination Plant tidak membutuhkan biaya yang sedikit, oleh karena itu pemanfaatan gas buang dari turbin uap PLTGU merupakan solusi yg tepat.

4 LANDASAN TEORI Siklus Turbin Gas Terbuka

5 URUTAN PROSES : 1 2 : kompresi isentropis (di dalam kompresor) 2 3 : pembakaran (pada tekanan konstan) 3 4 : ekspansi isentropis (di dalam turbin) 4 : pengeluaran panas (pada tekanan konstan)

6 Siklus Turbin Uap dan Diagram T-s

7 URUTAN PROSES : 1 2 : Kompresi isentropis ( di dalam pompa) 2 3 : Penambahan panas di Boiler (pada tekanan konstan) 3 4 : Ekspansi isentropis (di dalam turbin) 4 1 : Pengeluaran panas (di dalam kondensor)

8 Siklus Turbin Gas Uap dengan Diagram T-s

9 URUTAN PROSES :

10 Klasifikasi Proses Desalinasi

11 PROSES DISTILASI (PENGUAPAN) Air laut dipanaskan dan kemudian uap air dihasilkan dikondensasi untuk memperoleh air tawar. Penguapan air memerlukan panas penguapan yang tertahan pada uap air yang terjadi sebagai panas laten. Masalah yang timbul pada jenis sistem distilasi adalah kerak dan karat pada peralatan.

12 PROSES DESALINASI DENGAN RO (REVERSE OSMOSIS) Air laut dipompa dengan tekanan tinggi kedalam modul membran osmosis yang mempunyai dua buah outlet yakni air garam dan air tawar. Air yang akan masuk ke dalam membran RO harus mempunyai kadar besi < 0.1 mg/l, ph harus dikontrol agar tidak terjadi pergerakan calsium dan lainnya.

13 PROSES DESALINASI DENGAN METODE PERTUKARAN ION Salah satu penukar ion yang paling banyak dikenal saat ini ialah zeolit alam, karena zeolit alam memiliki kapasitas tukar ion yang tinggi dengan harga yang jauh lebih murah. Proses yang dilakukan pada penelitian ini masih skala laboratorium sehingga harus diintegrasi ke skala yang lebih besar agar dapat diaplikasikan di masyarakat untuk digunakan dalam proses pengolahan air payau.

14 PEMBAHASAN

15 PROSES PADA TURBIN GAS Udara luar masuk terkompresi oleh kompresor Terjadi percampuran udara terkompresi dengan bahan bakar di ruang bakar Kemudian terjadi proses pembakaran Gas panas hasil pembakaran diruang bakar terkespansi dan memutarkan turbin.

16 PROSES DI HRSG (HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR) Temperatur gas buang turbin gas dialirkan ke HRSG Gas buang tersebut memanaskan air Uap hasil memanaskan air akan dialirkan ke turbin uap

17 PROSES DI TURBIN UAP Uap air panas lanjut akan menggerakkan turbin HP turbin. Uap panas dari HP akan menuju LP untuk menggerakkan turbin. Ekspansi dari LP turbin akan dialirkan untuk Unit Desalinasi.

18 UNIT DESALINASI Air laut di pompa menuju flash evaporator untuk pemanasan awal. Kemudian masuk ke brine heater yg berfungsi sebagai heat exchanger. Lalu akan di tampung di flash chamber untuk penguapan. Uap akan melewati demister yg berfungsi sebagai pemisah uap air yang akan terdesalinasi. Air akan terkondensasi di flash evaporator kemudian di pompa ke tangki destilasi. Brine akan di pompa ke tangki brine blowdown.

19 DIAGRAM UNIT DESALINASI

20 ANALISIS TERMODINAMIKA PROSES DESALINASI

21 DIAGRAM PROSES PERHITUNGAN UNTUK DESALINASI

22 TABEL ENTALPI AIR LAUT DAN AIR TAWAR

23 MENENTUKAN LAJU ALIRAN MASSA AIR LAUT, BRINE DAN AIR TAWAR Diketahui debit aliran air laut pada unit desalinasi sebesar m 3 /s dan massa jenis air laut pada salinitas 40 g/kg sebesar kg/m 3. Debit brine yang dihasilkan m 3 /s dan debit air tawar m 3 /s. Berdasarkan rumus perhitungan laju aliran massa maka didapatkan : m = ρ.q m air laur = kg/m 3 X m 3 /s m air laur = kg/s

24 m = ρ.q m brine = kg/m 3 X m 3 /s = kg/s m = ρ.q m air tawar = 1000 kg/m 3 X m 3 /s = kg/s

25 MENENTUKAN LAJU ALIRAN KALOR PADA PROSES FLASH EVAPORATOR Q IN1 Untuk menentukan nilai entalphi air laut pada temperatur 32 o C dan 50 o C diketahui data pada tabel 2.1 bahwa nilai entalphi air laut pada 32 o C adalah kj/kg dan kj/kg pada 50 o C, maka laju aliran kalor pada flash evaporator adalah ; Q in1 = m air laut (h2-h1)kj/kg = kg/s ( ) kj/kg = kg/s X kj/kg = 4, kj/s = 4.94 MW

26 MENENTUKAN LAJU ALIRAN KALOR PADA PROSES BRINE HEATER Q IN2 Untuk menentukan nilai entalphi air laut pada temperatur 50 o C dan 113 o C diketahui data pada tabel 2.1 bahwa nilai entalphi air laut pada 50 o C adalah kj/kg dan kj/kg pada 113 o C, maka laju aliran kalor pada brine heater adalah ; Q in2 = m air laut (h3-h2)kj/kg = kg/s ( ) kj/kg = kg/s X kj/kg = 17, kj/s = MW

27 MENENTUKAN LAJU ALIRAN KALOR PADA PROSES BRINE CHAMBER Q OUT1 Untuk menentukan nilai entalphi air laut pada temperatur 113 o C dan 60 o C diketahui data pada tabel 2.1 bahwa nilai entalphi air laut pada 113 o C adalah kj/kg dan kj/kg pada 60 o C, maka laju aliran kalor pada brine chamber adalah ; Q out1 = m brine (h3-h6)kj/kg = 35.9 kg/s ( ) kj/kg = kg/s X kj/kg = 7, kj/s = 7.63 MW

28 MENENTUKAN LAJU ALIRAN KALOR PADA PROSES DESTILATE Q OUT2 Untuk menentukan nilai entalphi air tawar pada temperatur 80 o C dan 38 o C diketahui data pada tabel 2.1 bahwa nilai entalphi air tawar pada 80 o C adalah kj/kg dan kj/kg pada 38 o C, maka laju aliran kalor pada Destilate adalah ; Q out2 = m air tawar (h4-h5)kj/kg = kg/s ( ) kj/kg = kg/s X kj/kg = 5, kj/s = 5.6 MW

29 MENENTUKAN EFISIENSI TERMAL DESALINASI Untuk menentukan nilai efisiensi (η) pada pada unit desalinasi dapat dilakukan dengan membandingkan antara jumlah nilai ΣQ out dengan jumlah nilai ΣQ in. Atau jika dituliskan dalam sebuah rumus adalah sebagai berikut.

30 MENENTUKAN KESEIMBANGAN MASSA (BALANCE MASS) Untuk menentukan keseimbangan massa perlu dilakukan perhitungan dengan menjumlahkan laju aliran massa brine yang dihasilkan dengan laju aliran air tawar hasil desalinasi tersebut. m air laut = m brine + m air tawar kg/s = kg/s kg/s = kg/s kg/s = 0.83 kg/s Terjadi ketidakseimbangan massa sebesar 0.83 kg/s, ini dikarenakan losses yang didapat ketika porses di flash chamber.

31 PERHITUNGAN BIAYA UNTUK AUXILIARY BOILER a. diketahui laju aliran massa untuk auxiliary boiler sebesar 0.08 kg/s akan di konversi menjadi debit aliran yang akan digunakan untuk penghematan biaya yaitu sebagai berikut m = ρ x Q Q = m/q Dimana : Q = debit aliran, m 3 /s m = laju aliran massa, kg/s ρ = massa jenis (solar), kg/m 3

32 Q = kg/s / 820 kg/m3 Q = m 3 /s 1 m 3 = 1000 l = X 1000 l/s = l/s

33 Menentukan biaya untuk solar selama setahun Asumsi biaya solar tahun 2011 Rp 8.200,- /l [12]. Jadi, biaya untuk solar selama setahun adalah : = l/s x Rp 8.200,- / l = Rp 803.6,- / s = Rp 803.6,- / s = Rp 25,342,329,600,- / thn

34 KESIMPULAN Gas buang dari turbin uap PLTGU dimanfaatkan untuk proses desalinasi yang membutuhkan kalor untuk menguapkan air laut. Kapasitas air bersih yang dihasilkan m3/s dan brine yang dihasilkan sebesar m3/s, dengan kapasitas air laut untuk desalinasi m3/s. Efisiensi kalor termal yang dihasilkan sebesar 59.44% Dengan asumsi harga minyak HSD /m 3 mencapai Rp.8.200,- maka biaya yang dapat dihemat mencapai Rp 803.6,-/s atau 25,34 milliar rupiah per tahun jika tidak menggunakan Auxiliary Boiler.

35 SEKIAN DAN TERIMA KASIH

dokumen-dokumen yang mirip

PEMANFAATAN GAS BUANG DARI TURBIN UAP PLTGU 143 MW UNTUK PROSES DESALINASI ALBERT BATISTA TARIGAN / Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Tekn

PEMANFAATAN GAS BUANG DARI TURBIN UAP PLTGU 143 MW UNTUK PROSES DESALINASI ALBERT BATISTA TARIGAN / Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Tekn UTILIZATION OF EXHAUST GAS 143 MW STEAM TURBINE PLTGU FOR DESALINATION PROCESS ALBERT BATISTA TARIGAN / 20406065 Industrial Technology Faculty, Mechanical Engineering Majors ABSTRACT The process of desalination