h
2
= W
p
+ h
1
= 0,833 kJkg + 191,83 kJkg = 192,66 kJkg
Keadan titik 3 : P
3
= 8,35 bar h
3
= 729,8 kJkg v
3
= 0,001117 m
3
kg
Keadaan titik 4 : W
p
= v
3
. P
4
- P
3
= 0,001177 6316 - 835 kPa = 6,45 kJkg
h
4
= W
p
+ h
3
= 6,45 kJkg + 729,8 kJkg = 736,25 kJkg
Keadaan titik 5 : P
5
= 63,16 bar h
5
= h
f
= 1230,30 kJkg T
5
= 278,88
o
C
Keadaan titik 6 : P
6
= 63,16 bar h
6
= h
g
= 2780,44 kJkg
Keadaan titik 7 : T
7
= 489,5
o
C P
7
= 63,16 bar h
7
= 3393 kJkg
Keadaan titik 8 : P
8
= 60 bar T
8
= 479
o
C h
8
= 3371,9 kJkg
Keadaan titik 9 kondisi ideal : P
9
= 0,1 bar h
f
= 191,83 kJkg h
fg
= 2392,8 kJkg x
= 0,82
Maka : h
9
= h
f
+ x . h
fg
h
9
= [191,83 + 0,82 . 2392,8] kJkg = 2153,926 kJkg
Keadaan titik 9a kondisi aktual : P
9
= 0,1 bar dan η
T
= 85 η
t
=
9 8
9 8
h h
h h
a
− −
maka : h
9a
= h
8
- [η
t
h
8
- h
9
] = 3371,9 kJkg - [ 0,85 3371,9 – 2153,926] kJkg
= 2336,62 kJkg
Maka aktual kualitas uap x
=
fg f
a
h h
h −
9
= 8
, 2392
83 ,
191 62
, 2336
− = 0,8964 = 89,64
3.4 Kesetimbangan Energi
Laju aliran massa uap dapat diperoleh dari hukum kesetimbangan kalor, yakni :
Q
uap
= Q
gas
5 7
.
h h
m
u
−
=
. a
b g
h h
m −
EVA
SH 5
6 7
a
b
Gambar 3.7 Diagram analisa kesetimbangan energi
Dimana : a – b = aliran gas buang
5 – 7 = aliran uap a – 5 = pinch point antara suhu masuk evaporator dan suhu gas buang
b – 7 = pinch point antara suhu masuk superheater dan suhu gas buang
Kondisi titik a gas buang melewati evaporator : T
a
= T
5
+ 25
o
C T
5
= 278,88
o
C T
a
= 278,88
o
C + 25
o
C
= 303,88
o
C h
a
= 582,78 kJkg Kondisi titik b gas buang masuk melewati superheater :
T
b
= 514,5 C
h
b
= 808,25 kJkg
Dimana laju gas
. g
m = 671,43 kgs
Sehingga dapat di hitung laju aliran massa uap :
5 7
. .
h h
h h
m m
a b
g u
− −
=
= 671,43 kgs . kg
kJ kg
kJ 30
, 1230
3393 78
, 582
25 ,
808 −
−
= 69,99 kgs
3.4.1 Superheater Penyerapan kalor pada superheater dapat diperoleh
Q
uap
=
.
6 7
.
h h
m
u
−
= 69,99 kgs . 3393 – 2780,44 kJkg = 42.873,0744 kJs = 42.873,0744 kW
Dengan demikian jumlah kalor yang harus disediakan Q
gas
gas buang adalah sebesar 42.873,0744 kW.
Q
gas
=
.
. o
i g
h h
m −
42.873,0744 kW = 671,43 kgs . 808,25 kJkg - h
o
h
out Sp
= 744,39 kJkg dari tabel ideal gas A-17 dapat diperoleh :
T
out Sp
= 728,86 K = 455,86
o
C
Maka temperatur gas buang keluar superheater adalah 455,86
o
C dan selanjutnya gas buang akan menuju masuk evaporator.
3.4.2 Evaporator Penyerapan kalor pada evaporator dapat diperoleh :
Q
uap
=
.
5 6
.
h h
m
u
−
= 69,99 kgs . 2780,44 - 1230,30 kJkg = 108.494,2986 kJs = 108.494,2986 kW
Dengan demikian jumlah kalor yang harus disediakan Q
gas
gas buang adalah sebesar 108.494,2986 kW.
Q
gas
=
.
. o
i g
h h
m −
108.494,2986 kW = 671,43 kgs . 744,39kJkg - h
o
h
out Eva
= 582,80 kJkg
dari tabel ideal gas A-17 dapat diperoleh : T
out eva
= 576,89 K = 303,89
o
C
Maka temperatur gas buang keluar evaporator adalah 303,89
o
C dan selanjutnya gas buang akan menuju masuk ekonomiser.
3.4.3 Ekonomiser Penyerapan kalor pada ekonomiser dapat diperoleh :
Q
uap
=
.
4 5
.
h h
m
u
−
= 69,99 kgs . 1230,30 - 736,25 kJkg = 34.578,5595 kJs = 34.578,5595 kW
Dengan demikian jumlah kalor yang harus disediakan Q
gas
gas buang adalah sebesar 34.578,5595 kW.
Q
gas
=
.
. o
i g
h h
m −
34.578,5595 kW = 671,43 kgs . 582,79 kJkg - h
o
h
out eko
= 531,29 kJkg dari tabel ideal gas A-17 dapat diperoleh :
T
out eko
= 527,40 K = 254,40
o
C
Maka temperatur gas buang keluar ekonomiser adalah 254,40
o
C dan selanjutnya gas buang akan menuju masuk condensate preheater.
3.4.4 Condensate Preheater Air masuk condensate preheater merupakan air kondensat yang
dipompakan hingga tekanan 8,35 bar dengan suhu 45,81
o
C, dipanaskan hingga keadaan jenuh feed water tank dengan suhu 166,4
o
C. Maka dapat dihitung penyerapan kalor yang terjadi di condensate preheater :
Q
uap
=
.
2 3
.
h h
m
u
−
= 69,99 kgs . 729,8 - 192,66 kJkg = 37.594,4286 kJs = 37.594,4286 kW
Dengan demikian jumlah kalor yang harus disediakan Q
gas
gas buang adalah sebesar 37.594,4286 kW.
Q
gas
=
.
. o
i g
h h
m −
37.594,4286 kW = 671,43kgs . 531,29 kJkg – h
o
h
out cp
= 475,3 kJkg dari tabel ideal gas A-17 dapat diperoleh :
T
out cp
= 472,69 K = 199,69
o
C
Maka temperatur gas buang keluar condensate preheater adalah 199,69
o
C dan selanjutnya gas buang akan menuju cerobong stack.
3.5 Spesifikasi HRSG yang akan direncanakan
Dari analisa data yang telah dilakukan dan beberapa penentuan yang menjadi pertimbangan dalam perencanaan dalam rancangan ini maka dapat
diperoleh spesifikasi, yaitu : 1.
Jenis HRSG yang akan direncanakan adalah HRSG pipa air sirkulasi alami.
2. Sumber panas pada HRSG berasal dari panas gas buang dari satu unit
turbin gas. a.
Tempeartur gas masuk superheater = 514,5
o
C b.
Laju aliran massa gas buang masuk HRSG = 671,43 kgs
3. Uap yang dihasilkan HRSG :
a Temperatur
= 489,5
o
C b
Tekanan = 63,16 bar
c Laju aliran massa uap
= 69,99 kgs
4. Temperatur di tiap titik komponen HRSG :
Temperatur gas buang masuk superheater
= 514,5
o
C
Temperatur gas buang masuk evaporator = 455,86
o
C
Temperatur gas buang masuk ekonomiser = 303,89
o
C
Temperatur gas buang masuk preheater = 254,40
o
C
Temperatur gas buang keluar preheater = 199,69
o
C
3.6 Daya yang dibangkitkan HRSG
Berdasarkan uap yang dihasilkan HRSG, maka daya yang akan dibangkitkan turbin uap tersebut adalah :
P
T
= η
T
.
. u
m
. h
8
- h
9a
= 0,85 . 69,99 kgs 3371,9 - 2336,62 kJkg = [0,85 . 69,99 . 1035,28} kJs
= 61.590,36 kJs = 61.590,36 kW
= 61,59 MW
