9
r
p opt
=
1 2
1 1
3 −
γ
η η
T T
K T
ketidakidealan yang terjadi menyebabkan adanya tekanan jatuh pada ruang bakar dan tekanan keluar turbin lebih besar dari tekanan atmosfer. Dengan kata lain,
rasio tekanan melintas kompresor akan lebih besar daripada rasio tekanan melintas turbin. r
pK
r
pT
. Kedua rasio tekanan optimum, yaitu untuk daya dan efisiensi tidak sama,
sehingga dalam perancangan perlu dicari komprominya. Kalor spesifik adalah selisih antara kalor yang dimasukkan dengan kalor
yang keluar, secara matematis dapat dituliskan P.K Nag, 2002: q
eff
= q
in
- q
out
= h
3
– h
2
– h
4
– h
1
Kerja spesifk siklus bersih W
net
adalah selisih kerja yagn dihasilkan turbin dengan kerja yang dibutuhkan kompressor tiap kg gas, yang secara
matematis dapat dtuliskan Vincent C, 1979: W
net
= W
T
– W
K
= h
3
– h
4
’ – h
2
’– h
1
= h
3
– h
2
’ – h
4
’– h
1
Efisiensi Siklus Merupakan perbandingan antara jumlah kalor yang efektif dengan kalor yang
dimasukkan ke sistem yaitu Yunus A Changel, 1998: η
sik
=
in net
q W
= h
3
– h
2
’ – h
4
’ – h
1
h
3
– h
2
’ = 1 -
− −
1 2
3 1
1 4
h h
h h
2.3. Heat Recovery Steam Regenerator HRSG
HRSG pada umumnya terdiri dari beberapa seri seksi-seksi superheater, evaporator, ekonomiser dan ditambah dengan kondensat preheater.
10
2.3.1. Komponen Utama HRSG
Komponen utama HRSG terdiri dari beberapa buah alat penukar kalor, yang berhubungan satu sama lain, komponen tersebut adalah :
1. Condensate preheater
Merupakan tempat pemanasan awal air sebelum masuk ke tangki air umpan yang akan didihkan mengalami kenaikan suhu. Umumnya
condensate preheater menempati posisi bagian atas sekali daripada posisi pipa-pipa pemanas yang ada dan diikuti oleh pipa-pipa lainnya.
2. Ekonomiser
Adalah alat penukar kalor yang menaikkan suhu air yang keluar dari tangki air umpan yang tekanannya paling tinggi sampai ke suhu jenuh.
Disini pemanasan dilakukan oleh gas yang keluar dari pemanas lanjut dan pipa penguap. Ekonomiser ini ada yang menggunakan pipa biasa dan pipa
yang bersirip. 3.
Evaporator Air dari tangki melalui ekonomiser ke evaporator. Pada evaporator
dengan adanya pipa penguap akan terjadi pembentukan uap, dimana media pemanasan dilakukan oleh gas yang keluar dari pemanas lanjut
superheater. Adapun jenis evaporator yang umum digunakan, seperti : evaporator bersirkulasi bebas alami dan evaporator sirkulasi paksa.
4. Superheater
Alat penukar kalor ini digunakan untuk mengubah uap jenuh pada evaporator menjadi uap kering. Gas dari buangan turbin gas mula-mula
dilewatkan pada superheater untuk memanaskan uap pada pipa-pipa superheater. Selanjutnya uap dari superheater ini akan langsung
diteruskan ke turbin uap. Selain komponen-komponen utama diatas,
11
Gambar 2.5. Penukar Kalor Pipa Ganda
HRSG juga dilengkapi dengan peralatan bantu yang fungsinya juga sangat menunjang kinerja HRSG, seperti drum uap HRSG dan cerobong stack.
Gambar 2.5. HRSG Gambar 2.6. Diagram HRSG
2.4. Alat Penukar Kalor
Alat penukar kalor heat exchanger adalah sebuah pesawat tempat terjadinya perpindahan panas dari fluida yang temperaturnya tinggi ke fluida yang
bertemperatur rendah atau sebaliknya. Jenis penukar kalor yang banyak digunakan antara lain penukar kalor pipa ganda, shell and tube dan lain-lain.
Kalor yang dilepas fluida panas sebesar :
Gambar 2.7. Penukar Kalor Pipa Ganda
12
q
h
=
h
m . C
h
t
h1
– t
h2
Kalor yang diterima fluida dingin sebesar : q
c
=
c
m . C
c
t
c1
– t
c2
Dimana kalor yang dilepas fluida panas sama dengan kaor yang diterima fluida dingin.
Subskrip h dan c masing-masing menandakan fluida panas dan dingin. Q
g
=
m
. c . dT Dimana c = panas spesifik
Distribusi temperatur yang terjadi selama perpindahan panas berlangsung dapat dilihat pada gambar 2.8.
T
o
C T
o
C
Th
1
Th
1
Th
2
Tc
2
Th
2
Tc
2
Tc
1
Tc
1
L m L m
a b
Gambar 2.8. Distribusi temperatur pada alat penukar kalor a.
Perpindahan panas dengan arah arus searah. b.Perpindahan panas dengan arah berlaanan arah.
Laju pindahan panas dapat dinyatakan dengan beda temperatur rata-rata logaritmik LMTD :
Q = U . A . LMTD Dimana :
Q : Laju perpindahan panas Js
U : Koef. Perpindahan panas menyeluruh Wm
2 o
C A
: Luas permukaan penukar kalor m
2
13
LMTD : Beda temperatur logaritmik rata-rata
o
C . LMTD =
` ln
2 2
1 1
2 2
1 1
c h
c h
c h
c h
t t
t t
t t
t t
− −
− −
−
Pada proses penguapan evaporasi dan pengembunan kondensasi salah satu fluida tidak mengalami perubahan suhu, walaupun perpindahan panas telah
berlangsung diantara kedua fluida. Hal ini disebabkan kalor yang diterima dan yang dilepas oleh fluida kalor laten tidak digunakan untuk menaikkan
temperatur tetapi digunakan untuk mengubah fase fluida. Distribusi temperatur evaporasi dapat dilihat pada gambar 2.9.
T
o
C T
o
C
Th
1
Th
1
Th
2
Th
2
Tc
1
Tc
2
Tc
1
Tc
2
L m L m
a b
Gambar 2.9. Distribusi temperatur pada proses evaporasi a.
Distribusi temperatur aliran sejajar. b.
Distribusi temperatur aliran silang.
Maka beda suhu rata-rata logaritmik adalah : LMTD =
` ln
2 2
1 1
2 2
1 1
c h
c h
c h
c h
t t
t t
t t
t t
− −
− −
−
2.5. Proses Pembentukan Uap.
