TUGAS AKHIR BIDANG STUDI KONVERSI ENERGI

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "TUGAS AKHIR BIDANG STUDI KONVERSI ENERGI"

Hengki Rachman
6 tahun lalu
Tontonan:

Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh

1 TUGAS AKHIR BIDANG STUDI KONVERSI ENERGI Dosen Pembimbing : Ir. Joko Sarsetiyanto, MT Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Oleh : Dhimas Adi Purbandono ( )

2 RE-DESIGN PLTGU BLOK II UNIT 3 DENGAN TINJAUAN PERPINDAHAN PANAS BERDASARKAN VARIASI JUMLAH SIRIP TUBE dan PENGARUH TERHADAP JUMLAH PIPA AKTIF di PT PJB UP GRESIK

3 Pendahuluan

4 Latar belakang Kemajuan teknologi sangatlah cepat, diikuti dengan meningkatnya kebutuhan energi. Akan tetapi persediaan energi, khususnya energi fosil semakin menipis dan harga semakin meningkat. Neraca kebutuhan listrik domestik

5 Kemampuan pembangkit nasional

6 Dengan adanya masalah krisis energi, maka Pembangkit Listrik di Indonesia khususnya Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) harus melakukan suatu tindakan yang dapat mengefisienkan dan mengoptimalkan biaya operasi dan energi yang diproduksi maupun yang dihasilkan, agar mempu mengimbangi kebutuhan konsumsi listrik walaupun dengan sumberdaya bahan bakar yang minimum. Pengoptimalan tersebut dapat dilakukan salah satu caranya adalah dengan cara pengoptimalan fungsi dari peralatan khususnya Heat Exchanger sehingga dapat meningkatkan penyerapan panas dan peningkatan kualitas produk steam dari pembangkit dan menekan biaya pemeliharaan

7 Gambaran sistem kerja PLTGU Gresik

8 Rumusan masalah

Kebocoran akibat terjadi overheating pada komponen.

Kualias uap yang buruk disebabkan akibat temperatur flue gas yang

banyak, sehingga temperatur flue gas tidak maksimal untuk memproduksi

9 Kebocoran akibat terjadi overheating pada komponen. Ditandai dengan kurangnya luasan perpindahan panas. Kualias uap yang buruk disebabkan akibat temperatur flue gas yang relatif dingin akibat luasan tube pada tiap komponen tertentu terlalu banyak, sehingga temperatur flue gas tidak maksimal untuk memproduksi uap. Pengaturan beban oleh P3B yang menyebabkan performa PLTGU dan HRSG tidak sesuai dengan daya mampu spesifikasi

10 Oleh karena itu perlu kiranya untuk mendesain ulang HRSG khususnya blok II unit 3 untuk memodivikasi dimensi pada tiap bagian tube mulai dari superheater hingga preheater. Desain tersebut meliputi mengetahui efisiensi dan daya output real dari PLTGU blok II unit 3 dengan pembebanan yang normal digunakan, luas bidang perpindahan panas efektif, jumlah dan susunan tube dan yang paling utama adalah jumlah variasi jumlah sirip yang sangat dominan mempengaruhi luasan perpindahan panas efektif.

11 Tujuan Dengan mengacu pada latar belakang dan rumusan masalah yang ada maka tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Memberikan penyelesaian pada tiap komponen di HRSG dengan tinjauan perpindahan panas. Meredesain HRSG dengan dimensi baru dan mengetahui pengaruh pada kodisi perpindahan panas di HRSG.

12 Batasan Masalah Analisa berdasarkan data operasi PLTGU Gresik blok II unit 3 dengan pembebanan normal Gas Turbine 90 MW. Kondisi operasi stedy state. Perpindahan panas hanya meninjau perpindahan panas secara konduksi dan konveksi dengan mengabaikan perpindahan panas secara radiasi. Perancangan tidak mengikutsertakan analisa metalurgi, namun menggunakan data komponen yang telah digunakan pada HRSG PLTG Gresik blok II unit 3. Analisa korosi tidak diikutsertakan.

13 Faktor pengotor diabaikan. Kecepatan aliran eksternal menggunakan dua referensi (Djoko Styarjo = maksimal 50), dan menurut (ASME B31.1 Power Piping menetapkan bahwa standart kecepatan aliran maksimum uap sebesar 30-90). U band tidak diperhitungkan, hanya menghitung effective length. Kondisi HRSG PLTGU Gresik blok II unit 3 diasumsikan pada kondisi tekanan konstan. Menggunakan nilai cp flue gas = 1 Tidak mengikutsartakan analisis pressure drop, dengan kata lain tekanan kerja dibagi menjadi 3 : pada HP siklus = 3509,7 Kpa ; LP siklus = 536,78 Kpa ; Preheater = 411,8 Kpa.

14 Dasar teori

15 Alur Produksi Listrik PLTGU

16 Diagram Alir PLTGU gresik

17 Hrsg gresik

18 Sketsa hrsg Gresik

19 Dimensi pipa hrsg

20 Metodologi

21 Diagram Alir Penulisan Tugas Akhir

22 Flowcart mencari nilai LMTD

23 Flowcart Perhitungan Perpindahan Panas didalam Pipa

24 Flowcart Perhitungan Perpindahan Panas diluar Pipa

25 Luasan Perpindahan Panas dan Jumlah Row Tube Aktif

26 Analisis data dan pembahasan

27 Analisis thermodinamika

28 Properties thermodinamika Kondisi Sisi Uap Keadaan T (C) P (bar) h (Kj/Kg) v (m3/kg) fase T sat (C) titik 1 (kondensor) 45,81 0,1 191,83 0,00101 Sat Water 45,81 titik 2 (out CEP) 45,8499 4, ,2358 0,001 Subcool 144,6738 titik 3 (Out Gland Cond) 46,2 4, ,7178 0,001 Subcool 144,6738 titik 4 (Out Air Ejector) 46,78 4, ,1483 0,001 Subcool 144,6738 titik 5 (out preheat) 123 4, ,6119 0,0011 Subcool 144,6738 titik 6 (Out Deaerator) 144,6738 4, , Sat Water 144,6738 titik 7 (out LP BFP) 144,6878 5, , Subcool 154,5361 titik 8 (out LP eco) 154,5361 5, ,7685 0,0011 Sat Water 154,5361 titik 9 (Out drum liquid) 154,5361 5, ,7685 0,0011 Sat Water 154,5361 titik 10 (Out LP evap) 174 5, ,5419 0,3699 Superheated 154,5361 titik 10' (Ekspansi LP Turb) 170,52 5, ,5391 0,3866 Superheated 155,5361 titik 11 (out HP BFP) , ,6 0,0011 Subcool 242,6995 titik 12 (out HP Eco 1) 153,5 35, ,9473 0,0011 Subcool 242,6995 titik 13 (out HP Eco 2) 242, , ,524 0, Sat Water 242,6995 titik 14 (out HP Evap) 242, , ,9474 0,0569 Sat Vapor 242,6995 titik 15 (out Superheater) 470,782 35, ,7198 0,0946 Superheated 242,6995 titik 15' (ekspansi HP Turb) 461, , ,7514 0,0983 Superheated 239,7691 titik 16 (out turbin ideal) - 0,1 2177, titik 16' (out turbin aktual) - 0,1 2269,

29 Heat ballance Quap=Qgas m*uap (hi-ho) = m*gas (hi-ho) LP siklus HP siklus

30 Kesetimbangan energi Kondisi m*gas m*uap Quap h in gas h out gas T in gas buang T out gas HP superheater 416,5 40, , , , , , HP evaporator 416,5 40, , , , , , HP ekonomizer 2 416,5 40, , , , , , LP evaporator 416,5 11, , , , , , HP ekonomizer 1 416,5 40, , , , , , LP ekonomizer 416,5 11, , , , , , Preheater 416,5 51, , , , , ,

31 TS diagram dengan pernurunan temperatur gas buang

32 Qtotal ,785 Kw Daya HP turbin 19929,16671 Kw Daya LP turbin 22969,2432 Kw Daya Total ST 42, MW Panas masuk ,85 Kw Eff. HRSG 47, %

33 Perhitungan perpan dalam pipa

34 Kakuatan tarik material Kecepatan aliran uap Reynault number Reynault number Reynault number

35 Perhitungan perpan diluar pipa

36 Efisiensi sirip

37 Hasil redesain variasi jumlah sirip KONDISI HP Superheater HP Evaporator HP Economizer 2 HP Economizer 1 LP Economizer Preheater Desain Aktual 7,95 14,635 6,107 2,097 1,265 6,244 Redesain 1 (Pengurangan sirip 10%) Redesain 2 (Pengurangan sirip 20%) Redesain 3 (Pengurangan sirip 30%) Redesain 4 (Pengurangan sirip 40%) Redesain 5 (Pengurangan sirip 50%) Redesain 6 (Pengurangan sirip 60%) Redesain 7 (Pengurangan sirip 65%) Redesain 8 (Pengurangan sirip 75%) Redesain 9 (Pengurangan sirip 85%) Redesain 10 (Pengurangan sirip 87,5%) Redesain 11 (Pengurangan sirip 97,5%) 8, ,103 6,727 2,2493 1,3748 6,873 9,993 17,945 7,509 2,44 1,511 7,648 11,45 20,31 8,518 2,688 1,686 8,621-23,43 9,861 3,017 1, ,7165 3,471 2,229 11, ,411 4,13 2,676 13, ,25 4,581 2, ,961 3, ,326 5, ,268 5, ,92 -

38 KONDISI LP evaporator Desain 18 Aktual 21,867 Redesain 1 (Penambahan sirip 10%) 20,7877 Redesain 2 (Penambahan sirip 20%) 19,891 Redesain 3 (Penambahan sirip 30%) 19,138 Redesain 4 (Penambahan sirip 40%) 18,498 Redesain 5 (Penambahan sirip 50%) 17,947 Redesain 6 (Penambahan sirip 60%) - Redesain 7 (Penambahan sirip 70%) -

39 kesimpulan HP superheater mengurangi jumlah sirip per meter 30% HP evaporator mengurangi jumlah sirip per meter 40 % HP economizer skunder mengurangi jumlah sirip per meter 65% HP economizer primer mengurangi jumlah sirip per meter 87,5% LP evaporator menambah jumlah sirip 50% LP economizer mengurangi jumlah sirip per meter 97,5% Preheater mengurangi jumlah sirip per meter 60%

40 SARAN Pada perhitungan HRSG ini sebaiknya digunakan analisis permodelan dengan menggunakan software khusus agar dapat diketahu dengan tampilan gambar bagaimana terjadinya aliran eksternal dan internal dan distribusi heat transfer yang ada pada tiap komponen. Referensi berupa jurnal dan tugas akhir jumlahnya relatif kurang yang membahas detail mengenai HRSG. Oleh karena itu perlu adanya penelitian lebih lanjut karena HRSG memiliki peranan yang sangat vital bagi PLTGU.

41 SEKIAN TERIMAKASIH

dokumen-dokumen yang mirip

Perancangan Termal Heat Recovery Steam Generator Sistem Tekanan Dua Tingkat Dengan Variasi Beban Gas Turbin

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 1, (2017) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) B-132 Perancangan Termal Heat Recovery Steam Generator Sistem Tekanan Dua Tingkat Dengan Variasi Beban Gas Turbin Anson Elian dan