STUDI EKSPERIMEN PERBANDINGAN PENGARUH VARIASI TEKANAN MASUK TURBIN DAN VARIASI PEMBEBANAN GENERATOR TERHADAP PEFORMA TURBIN PADA ORGANIC RANKINE CYCLE Oleh : Dwi Dharma Risqiawan 2109100120 Dosen Pembimbing : Ary Bachtiar K.P, ST, MT, PhD
LATAR BELAKANG Tahun Cadangan Gas (TSCF) Cadangan Minyak Bumi (Billion Barrel) 2005 185.8 8.63 2006 187.1 8.93 2007 165 8.4 2008 170.1 8.22 2009 159.63 8
POTENSI GEOTERMAL INDONESIA
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI (PLTP) Banyak sumur yang menghasilkan uap pada - Pressure < 3 Bar - Temperature 120 o C Sehingga uap dari sumur ini tidak dapat digunakan/dibuang saja karena tidak mampu menggerakan Turbin.
RUMUSAN MASALAH Bagaimana peforma turbin yang digunakan di pembangkit siklus organik rankine di laboratorium pendingin. Bagaimana pengaruh tekanan masuk turbin terhadap performa turbin. Bagaimana pengaruh pembebanan generator terhadap performa turbin dengan penggunaan fluida kerja R-123
Batasan Penelitian 1. Kondisi dalam dalam sistem adalah tunak (steady state) dengan turbin uap, pompa, kondensor,evaporator sebagai alat penyusun utama dan R-123 sebagai fluida kerja. 2. Tidak ada kebocoran dalam sistem. 3. Pengamatan lebih difokuskan pada peforma turbin Compatible for ORC with R-123
TUJUAN PENELITIAN Mengetahui peforma turbin yang digunakan saat ini pada siklus rankine organik di laboratorium pendingin. Mengetahui karakteristik turbin dari sistem ORC (Organic Rankine cycle) dengan refrigerant R-123 sebagai fluida kerja. Mengetahui pengaruh tekanan masuk turbin dan pembebanan generator terhadap efisiensi sudu turbin dengan R123 sebagai fluida kerja.
LANDASAN TEORI
SIKLUS RANKINE ORGANIK
TURBIN UAP
TURBIN IMPULSE
DIAGRAM KECEPATAN UNTUK TURBIN IMPULSE
TURBIN IMPULSE YANG DIUJI
TURBIN IMPULS YANG DIUJI
TURBIN IMPULS YANG DIUJI
PENELITIAN TERDAHULU Crisnanda η 5 4.9 4.8 4.7 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.1 4 Beban Generator vs Efficiency 0 100 200 300 400 500 600 Efficiency Beban Generator (Watt)
METODE PERCOBAAN Analisa Peforma Turbin Skema Percobaan Package ORC
METODOLOGI
DATA YANG DIDAPATKAN Temperatur masuk Turbin Tekanan Masuk Turbin Temperatur keluar Turbin Tekanan Keluar Turbin Enthalpy masuk Turbin Enthalpy keluar Turbin
DATA YANG DIDAPATKAN Diameter rata-rata Sudu 0,375 Sudut α 1 = 22
PERHITUNGAN Menghitung laju alir masa Q = 2 GPM x 0,0000631 Menghitung Kecepatan Sudu Menghitung kecepatan keluar nosel aktual V1t= 2.Vb/ cos α V1 = V1t.ψ ψ Vb/V1t Menghitung Rasio Kecepatan
PERHITUNGAN Menghitung Effisiensi Sudu Turbin = 1)(1+Kb)x100% Dengan Kb= antara 0,015-0,95 Kb yang digunakan 0,015
PERHITUNGAN Menghitung Kerja Aktual Turbin (Wat) Wat= ) Menghitung Effisiensi Turbin x 100 %
6 Tekanan Masuk turbin vs Kerja Turbin Kerja Turbin (KW) 5 4 3 beban 100 watt beban 350 watt beban 1000 watt Beban 1350 watt 2 1 0 Tekanan dalam bar 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
6 Beban Generator vs Kerja Turbin 5 Kerja Turbin (KW) 4 3 2 Tekanan masuk 5 bar Takanan masuk 8 bar 1 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Beban dalam Watt
ANALISA GRAFIK 6 Beban Generator vs Kerja Turbin 5 Kerja Turbin (KW) 4 3 2 Tekanan masuk 5 bar tekanan mauk 6 bar Tekanan masuk 7 bar Takanan masuk 8 bar 1 0 Beban dalam Watt 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
45 Tekanan Masuk Turbin vs Effisiensi sudu turbin 40 Effisiensi Sudu Turbin 35 30 25 20 beban 100 watt Beban 1350 watt 15 10 5 0 Tekanan dalam bar 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
50 Tekanan Masuk Turbin vs Effisiensi sudu turbin 45 Effisiensi Sudu Turbin 40 35 30 25 20 beban 100 watt beban 350 watt beban 1000 watt Beban 1350 watt 15 10 5 0 Tekanan dalam bar 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
50 Beban Generator vs Effisiensi Sudu Turbin 45 40 Effisiensi Sudu Turbin 35 30 25 20 Tekanan masuk 5 bar Takanan masuk 8 bar 15 10 5 0 Beban dalam Watt 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
50 Beban Generator vs Effisiensi Sudu Turbin 45 40 Effisiensi Sudu Turbin 35 30 25 20 Tekanan masuk 5 bar tekanan mauk 6 bar Tekanan masuk 7 bar Takanan masuk 8 bar 15 10 5 0 Beban dalam Watt 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
100 Tekanan Masuk Turbin vs Effisiensi Turbin 90 80 Effisiensi Turbin 70 60 50 40 beban 100 watt beban 350 watt beban 1000 watt Beban 1350 watt 30 20 10 0 Tekanan dalam bar 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 Beban Generator vs Effisiensi Turbin 90 80 70 Effisiensi Turbin 60 50 40 Tekanan masuk 5 bar tekanan mauk 6 bar Tekanan masuk 7 bar Takanan masuk 8 bar 30 20 10 0 Beban dalam Watt 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
KESIMPULAN DAN SARAN Efisiensi sudu turbin tertinggi dengan sudut α 22 derajad saat tekanan masuk turbin 8 bar dengan beban 1350 Watt Dan efisiensinya 42% Efisiensi turbin tertinggi dengan sudut α 22 derajad saat beban generator 1350 dan efisiensinya 85% Kerja aktual tertinggi saat tekanan masuk turbin 8 Bar dengan beban 1000 Watt, Kerja yang dihasilkan 5,43 KW