53 dengan interpolasi, diperoleh temperatur uap sebesar 478,6
C. Sehingga penurunan kalor teoritis akibat kerugian adalah :
Δh’ = 811,33 kkalkg – 531,70 kkalkg = 279,63 kkalkg.
hi
h
o
h
1t
h
1t
A
1t
A
1t
Ao Ao
? h ? h
A
1
480°C 39,9 bar
42 bar h kjkg
s entropi
Gambar 3.1 Diagram Mollier untuk proses penurunan kalor pada turbin
3.3. Perhitungan Tekanan dan Temperatur Ekstraksi
Temperatur jenuh uap pada tekanan buang 0,1 bar dari tabel uap adalah t
s
= 45,81
C. Diasumsikan bahwa effisiensi dalam turbin sebesar 0,820 sehingga penurunan kalor yang dimanfaatkan pada turbin adalah sebesar :
691 ,
230 820
, 33
, 281
= =
= x
x h
hi
i
η kkalkg.
Dengan mengambil 1 tingkat ekstraksi untuk pemanasan air pengisian ketel feed water dan air pengisian ketel feed water dipanaskan pada derajat yang sama.
Temperatur ekstraksi sebesar 235 C diperoleh dari data survey.
Untuk menentukan tekanan ekstraksi terlebih dahulu ditentukan temperatur jenuh uap, yang diperoleh dari persamaan : t
s
= t
eks
+ δ
t
, dimana δ
t
merupakan perbedaan antara temperatur jenuh uap pemanas air pengisian ketel dalam hal ini
Universraitas Sumatera Utara
54 temperatur ekstraksi dengan temperatur air pengisian ketel, yang biasanya diambil
sebesar
[13,72]
5-7 °. Dalam perencanaan ini diambil sebesar 6 .
Sehingga temperatur jenuh uap pemanas adalah sebesar : t
s
= 235 + 6
= 241 C,
Maka dengan menggunakan diagram I-s pada temperatur uap jenuh sebesar 241 C
diperoleh tekanan ekstraksi, yaitu : P
eks
= 3,9 bar, dan entalpi pada tekanan ekstraksi adalah h
eks
= 108,98 kkalkg, seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut.
0,1 bar P
eks
= 3,9 b
s entropi h kjkg
42 bar 39,9 bar
480°C
A
1
? h ? h
Ao Ao
A
1t
A
1t
h
1t
h
1t
h
o
Gambar 3.2 Diagram Mollier untuk penurunan kalor dengan satu tingkat ekstraksi
Universraitas Sumatera Utara
55 Gambar 3.3 Instalasi pembangkit tenaga uap
T
s
1 2
3 4
5
6
7 v
v 480 C
o
Gambar 3.4 Diagram T-s dengan satu tingkat ekstraksi
3.4. Analisa termodinamika pada diagram T-s untuk turbin uap dengan satu tingkat ekstraksi.
Keadaan 1:
P
1
= 0,1 bar = 10 kPa Dari tabel uap saturated water diperoleh : h
1
= h
f
= 191,5335 kJkg v
1
= v
f
= 0,001010295 m
3
kg
BOILER DEAERATOR
P2
P1 KONDENSER
TURBIN
V
W
t
1 2
3 4
5
6 7
42 bar 480 C
o
42 bar 3,9 bar
3,9 bar
3,9 bar 0,1 bar
0,1 bar
Universraitas Sumatera Utara
56
keadaan 2 :
P
2
= 3,9 bar 0,39 MPa s
2
= s
1
, h
2
= W
p1
+h
1
= [v
1
x P
2
-P
1
+ h
1
] = [0,001010295 m
3
kg x 390-10 kPa + 191,5335 kJkg] = 192,224 kJkg
Keadaan 3 :
P
3
= 3,9 bar = 0,39 Mpa h
3
= h
f
= 604,704 kJkg v
3
= v
f
= 0,0010828 m
3
kg
Keadaan 4 :
P
4
= 42 bar = 4,2 Mpa s
4
= s
3
, h
4
= W
p2
+ h
3
= [v
3
x P
4
– P
3
+ h
3
] = [0,0010828 m
3
kg x 4200-390 kPa + 600,768 kJkg] h
4
= 604,8935 kJkg
Keadaan 5 :
P
5
= 42 bar T
5
= 480°C, h
5
= 3396,812 kJkg s
5
= 7,004308 kJkg.K
Keadaan 6 :
P
6
= 4 bar = 0,4 Mpa s
6
= s
5
, dengan interpolasi diperoleh : h
6
= 2785,817 kJkg
Keadaan 7 :
P
7
= 0,1 bar = 10 kPa s
7
= s
5
, h
7
= h
f
+ x
7
.h
fg
, dimana x
7
=
K kg
kJ s
s s
fg f
.. 8473
, 5009
, 7
6493 ,
004308 ,
7
7
= −
= −
Universraitas Sumatera Utara
57 maka, h
7
= 191,83 kJkg + 0,84732392,8 kJkg Maka diperoleh fraksi uap ekstraksi, yaitu :
1590520 ,
224 ,
192 348
, 2785
224 ,
192 74
, 604
2 6
2 3
= −
− =
− −
= h
h h
h
α
Selanjutnya dari diagram i-s diperoleh : h
i eks
= 108,98 kkalkg h
i z
= 119,668 kkalkg Sehingga dari persamaan :
[ ]
g m
z i
eks i
x h
h xNe
G η
η α
− +
= 1
860
Dimana : N
e
= daya nominal pada terminal generator, yaitu sebesar 10.000 kW h
i eks
= penurunan kalor yang dimanfaatkan pada titik ekstraksi h
i z
= penurunan kalor yang dimanfaatkan pada tingkat terakhir. η
m
= effisiensi mekanis turbin, yaitu η
m
= 0,9878 Gambar 3.5 η
g
= effisiensi generator, yaitu η
g
= 0,9565 Gambar 3.6
Gambar 3.5 Effisiensi Mekanis turbin
[13,70]
Universraitas Sumatera Utara
58 Gambar 3.6 Effisiensi Generator
[13,74]
Sehingga massa alir uap total yang melalui turbin adalah :
[ ]
jam kg
x G
423 .
43 9565
, 9878
, 668
, 119
1590520 ,
1 98
, 108
000 .
10 860
= ×
× −
+ =
G = 12,0619 kgdet.
Maka massa alir uap yang diekstraksi adalah : G
eks
= G
x α = 12,0619 kgdet x 0,1590520 = 1,91847 kgdet
Dan massa alir uap yang melalui turbin setelah ekstraksi adalah : G = G
– G
eks
= 12,0619 kgdet – 1,91847 kgdet = 10,14343 kgdet.
3.5. Perhitungan Daya Generator Listrik
