Analisis Laju Kerusakan Exergy dan Efisiensi Exergy Komponen Mesin PLTGU
c Gas turbine
Gas turbine adalah komponen yang berfungsi untuk memutar poros generator. Energi mekanis untuk memutar turbin diperoleh dari gas panas
bertekanan tinggi yang dialirkan dari combustion chamber. Tekanan dan temperatur gas panas turun setelah memutar turbin.
Gambar 2.9 Skematik Gas turbine Berdasarkan Gambar 2.9, poin 6 adalah udara panas bertekanan tinggi yang
masuk ke gas turbine dan poin 7 adalah exhaust gas yang keluar dari gas turbine. Nilai laju kerusakan exergy pada gas turbine mesin PLTG dapat dihitung dengan
persamaan 2.21.
GT GT
out GT
x in
GT x
. ,
. ,
2.21
Dengan
in GT
x
E
. ,
adalah nilai laju exergy gas hasil pembakaran yang masuk ke gas turbine,
out GT
x
E
. ,
adalah nilai laju exergy gas hasil pembakaran yang keluar dari gas turbine,
GT
W adalah daya yang dihasilkan oleh gas turbine, dan
GT
I adalah
nilai laju kerusakan exergy pada gas turbine. Nilai efisiensi exergy gas turbine
II.GT
dapat dihitung dengan persamaan 2.22.
in GT
x out
GT out
GT x
GT II
E W
E
. ,
. .
, ,
2.22
Dengan
out GT
x
E
. ,
adalah nilai laju exergy exhaust gas keluar dari gas turbine,
GT
W adalah daya output gas turbine, dan
in GT
x
E
. ,
adalah laju exergy gas panas masuk ke gas turbine.
d Saluran Exhaust
Saluran Exhaust adalah komponen yang berfungsi sebagai sisi keluaran gas panas yang telah melewati gas turbine. Gas tersebut dikeluarkan ke lingkungan
sekitar. Saluran exhaust terpasang sebuah komponen yang disebut diverter damper. Diverter damper berguna sebagai katup untuk mengalirkan exhaust gas
dari PLTG ke HRSG.
e HRSG
HRSG atau Heat Recovery Steam Generator dapat dikatakan sebagai boiler pada PLTGU. Komponen ini adalah penghasil uap panas pada mesin PLTGU.
Panas HRSG diperoleh dari panas sisa exhaust gas dari mesin PLTG. Sebuah HRSG menghasilkan 2 macam uap dengan tekanan yang berbeda yaitu uap kering
bertekanan tinggi HP superheated vapor dan uap kering bertekanan rendah LP superheated vapor. Berdasarkan Gambar 2.10, poin 8 adalah exhaust gas masuk
ke HRSG, poin 9 adalah air masuk ke HRSG melalui bagian Low Pressure, poin 10 adalah air keluar dari HRSG dari bagian Low Pressure LP, Poin 13 adalah air
masuk ke HRSG dari bagian High Pressure HP, poin 14 adalah LP superheated vapor keluar dari HRSG,dan poin 15 adalah HP superheated vapor keluar dari
HRSG.
Gambar 2.10 Skematik HRSG Nilai laju kerusakan exergy pada HRSG mesin PLTU dapat dihitung dengan
persamaan 2.23.
HRSG out
exh x
out vap
sp HP
x out
vap sp
LP x
out HRSG
LP x
in HRSG
HP x
in HRSG
LP x
in exh
x
I E
E E
E E
E E
. ,
. .
. ,
. .
. ,
. .
, .
. ,
. .
, .
,
2.23
Dengan
in exh
x
E
. ,
adalah nilai laju exergy exhaust gas yang masuk ke HRSG,
in HRSG
LP x
. .
,
adalah nilai laju exergy air yang masuk ke LP HRSG,
in HRSG
HP x
E
. .
,
adalah nilai laju exergy air yang masuk ke HP HRSG,
out HRSG
LP x
E
. .
,
adalah nilai laju exergy air yang keluar dari LP HRSG,
out vap
sp LP
x .
. .
,
adalah nilai laju exergy LP superheated vapor yang keluar dari LP HRSG,
out vap
sp HP
x
E
. .
. ,
adalah nilai laju exergy HP superheated vapor yang keluar dari HP HRSG,
out exh
x
E
. ,
adalah nilai laju exergy exhaust gas yang keluar dari HRSG,
HRSG
I adalah nilai laju kerusakan
exergy HRSG. Nilai efisiensi exergy HRSG
II.HRSG
dapat dihitung dengan persamaan 2.24.
in HRSG
HP in
HRSG LP
in exh
x HRSG
GT II
E E
E I
. .
. .
. ,
,
1 2.24
Dengan
HRSG
adalah nilai laju kerusakan exergy HRSG,
in exh
x
E
. ,
adalah nilai laju exergy exhaust gas yang masuk ke HRSG,
adalah nilai laju exergy air yang masuk ke LP HRSG, dan
adalah laju exergy air yang masuk ke HP HRSG.
f Steam turbine
Steam Turbine adalah komponen yang berfungsi untuk memutar poros generator. Energi mekanik untuk memutar turbin tersebut berasal dari uap yang
berasal dari HRSG yang dialirkan ke steam turbine. Tekan dan temperatur uap menurun setelah melewati steam turbine.
Gambar 2.11 Skematik Steam turbine Berdasarkan Gambar 2.11, poin 17 adalah HP superheated vapor memasuki HP
steam turbine, poin 16 adalah LP superheated vapor memasuki sudu terakhir dari HP steam turbine, poin 18 adalah LP superheated vapor keluar dari sudu terakhir
dari HP steam turbine, poin 19 adalah LP superheated vapor memasuki LP steam
turbine, dan poin 20 adalah uap keluar dari LP steam turbine. Nilai laju kerusakan exergy pada steam turbine mesin PLTU dapat dihitung dengan persamaan 2.25.
2.25
Dengan
in ST
LP x
E
. .
,
adalah nilai laju exergy LP superheated vapor yang masuk ke LP steam turbine,
in ST
HP x
E
. .
,
adalah nilai laju exergy HP superheated vapor yang masuk ke HP steam turbine,
out ST
LP x
. .
,
adalah nilai laju exergy uap yang keluar dari LP steam turbine,
out ST
HP x
E
. .
,
adalah nilai laju exergy uap yang keluar dari HP steam turbine,
ST
W adalah nilai daya yang dihasilkan steam turbine, dan
ST
adalah nilai laju kerusakan exergy steam turbine. Nilai efisiensi exergy steam turbine
II.ST
dapat dihitung dengan persamaan 2.26.
2.26
Dengan
ST
adalah nilai laju kerusakan exergy pada steam turbine, adalah nilai laju exergy uap yang masuk ke HP steam turbine, dan
adalah nilai laju exergy yang masuk ke LP steam turbine.
g Condenser
Condenser adalah komponen yang berfungsi untuk melepas kalor dan mengubah uap yang keluar dari turbin menjadi air sehingga dapat disirkulasikan
ke HRSG.
Gambar 2.12 Skematik Condenser Berdasarkan Gambar 2.12, poin 21 adalah uap memasuki condenser dan poin 22
adalah air keluar dari condenser. Nilai laju kerusakan exergy pada condenser mesin PLTU dapat dihitung dengan persamaan 2.27.
2.27
Dengan
in Cond
x .
,
adalah nilai laju exergy uap yang masuk ke condenser,
out Cond
x
E
. ,
adalah nilai laju exergy air yang keluar dari condenser, dan adalah nilai laju
kerusakan exergy condenser. Nilai efisiensi exergy condenser
II.Cond
dapat dihitung dengan persamaan 2.28.
in Cond
x out
Cond x
Cond II
. ,
, ,
,
2.28
Dengan
out Cond
x
E
, ,
adalah nilai laju exergy air yang keluar dari condenser dan
in Cond
x
E
. ,
adalah nilai laju exergi uap yang masuk ke condenser.
h Pompa
Pompa adalah komponen yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan air dan mengalirkan air ke dalam sistem. Ada 2 pompa dalam sistem PLTU, yaitu
1 Condensate Pump
Condensate pump adalah pompa yang berfungsi mengalirkan dan meningkatkan tekanan air dari condenser ke HRSG.
Gambar 2.13 Skematik Condensate pump Poin 23 adalah air memasuki condensate pump dan poin 24 adalah air keluar dari
condensate pump. Nilai laju kerusakan exergy pada condensate pump mesin PLTGU dapat dihitung dengan persamaan 2.29.
2.29
Dengan
in Pump
Cond x
E
. .
,
adalah nilai laju exergy air yang masuk ke condensate pump,
pump cond
W
.
adalah nilai daya condensate pump,
out Pump
Cond x
. .
,
adalah nilai laju exergy air yang keluar dari condensate pump, dan
Pump Cond
I
.
adalah nilai laju kerusakan exergy condensate pump. Nilai efisiensi exergy condensate pump
II.HP.Trans.Pump
dapat dihitung dengan persamaan 2.30.
Pump Cond
in Pump
Cond x
Pump Cond
Pump Cond
II
W E
I
. .
. .
. .
,
1 2.30
Dengan
Pump Cond
I
.
adalah nilai laju kerusakan exergy condensate pump,
in Pump
Cond x
E
. .
.
adalah nilai laju exergy air yang masuk ke condensate pump, dan
Pump Cond.
adalah daya condensate pump.
2 HP Tranfer Pump
HP Transfer pump adalah pompa yang berfungsi mengalirkan air panas dari bagian LP HRSG menuju bagian dari HP HRSG pada tingkatan output High
Pressure Vapor.
Gambar 2.14 Skematik HP Transfer pump Berdasarkan Gambar 2.14, poin 11 adalah air memasuki HP transfer pump dan
poin 12 adalah air keluar dari HP tranfer pump. Nilai laju kerusakan exergy pada HP transfer pump mesin PLTU dapat dihitung dengan persamaan 2.31.
2.31
Dengan
in Pump
Trans HP
x .
. .
,
adalah nilai laju exergy air yang masuk ke HP transfer pump,
Pump Trans
HP
W
. .
adalah nilai daya HP transfer pump, adalah
nilai laju exergy air yang keluar dari HP transfer pump, dan
Pump Trans
HP .
.
adalah nilai laju kerusakan exergy HP transfer pump. Nilai efisiensi exergy HP transfer
pump
II.,
HP.Trans.Pump
dapat dihitung dengan persamaan 2.32
Pump Trans
HP in
Pump Trans
HP x
out Pump
Trans HP
x Pump
Trans HP
II
W E
E
. .
. .
. .
. .
. .
. .
,
2.32
Dengan
out Pump
Trans HP
x .
. .
.
adalah nilai laju exergy air yang keluar dari HP transfer pump,
in Pump
Trans HP
x .
. .
.
adalah nilai laju exergy air yang masuk ke HP transfer pump, dan
Pump Trans
HP
W
. .
adalah nilai daya HP transfer pump.