TURBIN UAP. Penggunaan:

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "TURBIN UAP. Penggunaan:"

Fanny Kurnia
7 tahun lalu
Tontonan:

1 Turbin Uap

3 TURBIN UAP Siklus pembangkitan tenaga terdiri dari pompa, generator uap (boiler), turbin, dan kondenser di mana fluida kerjanya (umumnya adala air) mengalami perubaan fasa dari cair ke uap atau sebaliknya selama menjalani siklus. Penggunaan: penggerak kapal utilitas (penggerak pompa dan kompresor) pengasil daya listrik (PLTU, PLTN, PLTP).

4 Keunggulan: biaya operasional mura karena dapat menggunakan baan bakar kualitas renda dapat menyediakan uap untuk proses dalam industri Kerugian : biaya investasi maal karena ukurannya sangat besar susa dipindakan dan di-install butu aktu untuk starting

5 Prinsip kerja Air umpan untuk generator uap dialirkan dengan bantuan pompa seingga mengalami kenaikan tekanan dan masuk ke generator uap. Di dalam generator uap air boiler dipanaskan ole api dalam ruang bakar secara radiasi dan dipanaskan lebi lanjut ole aliran gas asil pembakaran seingga beruba uap jenu (saturated vapor) dan kemudian menjadi uap panas lanjut (supereated steam).

6 Uap panas lanjut keluar dari generator uap masuk ke dalam turbin dan mengalami ekspansi seingga dapat menggerakkan sudu-sudu turbin. Putaran sudusudu turbin diteruskan ole poros untuk menggerakkan pompa, kompresor, atau pembangkit listrik. Uap keluar dari turbin dalam bentuk campuran jenu (saturated mixture). Uap campuran jenu masuk ke kondenser untuk mengalami kondensasi dengan melepas kalor seingga beruba menjadi cairan terkompresi (compressed liquid). Selanjutnya air ini dipompa masuk ke generator uap lagi dengan penambaan make-up ater.

7 Siklus Ideal Turbin Uap (Rankine Cycle)

8 1-2 : kompresi dalam pompa secara isentropis 2-3 : penambaan kalor dalam generator uap pada tekanan konstan (isobaris) 3-4 : ekspansi dalam turbin secara isentropis 4-1 : pembuangan kalor dalam kondenser

9 Asumsi: aliran steadi perubaan energi kinetik & potensial bisa diabaikan Kalor masuk : q in 3 2 Kalor yang dibuang : q out 4 1 Kerja bersi : net q in q out t p

10 Kerja yang diasilkan turbin : Kerja yang dibutukan pompa: Efisiensi termal : 4 3 t ( 1 ) p p p v in p t in net t 1 q q η

11 Siklus Aktual Turbin Uap

12 Pada kondisi yang sesunggunya terjadi kerugiankerugian yang berupa gesekan aliran dan aliran kalor ke sekeliling. Akibatnya terjadi penurunan tekanan di dalam pipa-pipa boiler (tidak isobaris) dan di dalam kondenser, seingga dalam siklus aktual dibutukan tekanan pompa yang lebi tinggi dibandingkan dengan tekanan pompa siklus ideal. Ireversibilitas yang terjadi dalam pompa dan turbin juga menyebabkan penyimpangan dari kondisi ideal. Seingga kerja yang dibutukan pompa menjadi lebi besar dan kerja yang diasilkan turbin menjadi lebi kecil. Untuk menilai performa pompa dan turbin digunakan istila efisiensi adiabatis.

13 Efisiensi adiabatis pompa η P s a 2s 2a 1 1 Efisiensi adiabatis turbin η T a s 4a 4s 1 1

14 Metode Dasar Peningkatan Efisiensi Termal Peningkatan tekanan pemanasan air dalam generator uap (p 2 atau p 3 ). Peningkatan temperatur uap panas lanjut (T 3 ). Metode ini mempunyai keuntungan baa uap keluar turbin dalam kondisi lebi kering (kualitas uap meningkat). Harga T 3 dibatasi ole kekuatan material yaitu sekitar 620 C. Penurunan tekanan dalam kondenser (p 4 atau p 1 )

15 Metode Peningkatan Performa Turbin Uap 1. Reeating (pemanasan ulang)

16 uap yang berekspansi di turbin dan ampir mencapai kondisi jenu dipanaskan lagi dalam generator uap untuk kemudian dialirkan ke tingkat turbin berikutnya untuk berekspansi lebi lanjut. dengan metode ini tidak diperlukan temperatur masuk turbin yang sangat tinggi untuk mendapatkan daya turbin yang dibutukan.

17 Kerja yang diasilkan turbin: Kerja yang dibutukan pompa: Efisiensi termal: LPT HPT ) ( ) ( t p ) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( in in,2 in,1 q q q p t t η

18 pemanasan ulang biasanya anya dilakukan maksimal 2 kali karena pemanasan ulang yang ketiga anya akan meningkatkan efisiensi yang tidak signifikan (tidak seimbang dengan investasi dan kompleksitasnya). temperatur pemanasan ulang dibuat ampir sama dengan temperatur inlet turbin tekanan tinggi (HPT), sedangkan tekanan pemanasan ulang adala sekitar 1/4 tekanan maksimum turbin.

19 2. Regenerative

20 air umpan boiler sebelum masuk boiler dipanasi terlebi daulu dengan uap panas yang diekstrak dari turbin seingga dapat meminimalkan kalor input (q in ) dari pembakaran baan bakar dengan metode ini kalor laten (kalor penguapan) tidak ilang dibuang di kondenser tetapi bermanfaat untuk memanasi air isian boiler

21 Kalor masuk: q in 5 4 Kalor yang dibuang: q out ( 1 y)( 7 1) Kerja turbin: t ( 5 6 ) + (1 y )( 6 7 )

22 Kerja pompa: p ( 1 y ) p,1 + Fraksi uap yang diekstrak: p,2 y m 6 m 5

23 3. Binary Vapor Cycles Syarat-syarat ideal untuk fluida kerja dalam siklus Rankine: a. Temperatur kritis tinggi (porsi transfer kalor pada temperatur konstan besar) dan tekanan maksimum yang aman (tekanan terlalu besar menyebabkan persoalan kekuatan material). b. Tekanan kondenser tidak terlalu renda (tidak menyebabkan kebocoran udara).

24 c. Entalpi penguapan besar (laju massa tidak perlu terlalu besar). d. Kurva jenu dengan bentuk U terbalik (mengurangi kandungan moisture dalam turbin). e. Konduktivitas tinggi. f. Tidak bereaksi, tidak beracun, mura, dan muda didapat.

25 Air merupakan fluida yang paling baik tetapi dengan kelemaan pada poin (a) yaitu temperatur kritisnya 374 C (<< 620 C) dan tekanan jenu tinggi pada temperatur tinggi (16,5MPa pada 350 C) membagi siklus turbin uap menjadi siklus temperatur tinggi dan siklus temperatur renda dengan masing-masing fluida yang cocok. Untuk siklus temperatur renda tetap digunakan air sebagai fluida kerja dan untuk siklus temperatur tinggi dapat digunakan mercury, potassium, dan sodium-potassium.

28 Karakteristik mercury: Temperatur kritis tinggi 898 C dengan tekanan kritis 18MPa. Tekanan jenu pada temperatur kondenser 0,07Pa terlalu renda (temperatur jenu pada tekanan minimum kondenser 7kPa adala 237 C terlalu tinggi). Beracun dan maal.

dokumen-dokumen yang mirip

PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP PENINGKATAN EFISIENSI THERMAL SIKLUS RANKINE PADA PEMBANGKIT DAYA TENAGA UAP. Oleh ( ) TEKNIK MESIN UNILA

1 PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP PENINGKATAN EFISIENSI THERMAL SIKLUS RANKINE PADA PEMBANGKIT DAYA TENAGA UAP Oleh BAYU AGUNG PERMANA JASIRON NENI SUSANTI (0615021007) TEKNIK MESIN UNILA (0715021012)