Perhitungan Thermodinamis di PLTG 1.2

46

b. Perhitungan Thermodinamis di PLTG 1.2

Dari data operasi diketahui :  rasio tekanan rasio kompresi = 1 2 p p = 12  konstanta udara, R = 0,287 KjKg.K = 0,287 N.mKg.K  k = v p c c = 1,4  temperatur udara, T 1 = 36 o C = 36 + 273 = 309 K  tekanan udara, p 1 = 1 bar = 10 5 Pa = 10.197,16 Nm 2  temperatur gas asap masuk turbin, T 3 = 1069 o C = 1069 + 273 = 1342 K Dari data diatas dapat ditentukan volume spesifik udara pada kondisi 1, yaitu : v = 1 1 . p T R = 16 , 197 . 10 309 287 = 0,875 m Kg m 3  Proses 1 – 2 Kompresi Adiabatis v 2 = v 1 k p p 1 2 1       = 0,875 4 , 1 1 12 1       = 0,148 m Kg m 3 p 2 = 12 p 1 = 12 10.197,16 = 122.365,92 Pa T 2 = T 1 1 2 1 v v −       k = 309 1 4 , 1 148 , 875 , −       = 629,009 K = 356,009 ℃ Universitas Sumatera Utara 47 Work = [ ] 1 1 1 2 2 k J v p v p − − = [ ] 4 , 1 1 51 , 110 875 , 16 , 197 . 10 148 , 92 , 365 . 122 − − = - 289,524 m Kg KJ  Proses 2 – 3 Tekanan Konstan v 3 = v 2       2 3 T T = 0,148       009 , 629 1342 = 0,315 m Kg m 3 p 3 = p 2 = 122.365,92 Pa Work = J v v p 2 3 − = 51 , 110 148 , 315 , 92 , 365 . 122 − = 257,583 m Kg Kj q in GT 1.2 = q 2-3 = c p T 3 – T 2 = 1,005 1342 – 629,009 = 716,555 m Kg Kj  Proses 3 – 4 Ekspansi Adiabatis p 4 = 10 5 v 4 = v 3 k p p 1 4 3       = 0,315 4 , 1 1 5 10 92 , 365 . 122       = 1,858 m Kg m 3 T 4 = T 3       −       k k p p 1 3 4 = 1342       −       4 , 1 1 4 , 1 5 92 , 365 . 122 10 = 659,804 K Universitas Sumatera Utara 48 = 386,804 ℃ Work = 1 3 3 4 4 k J v p v p − − = [ ] 4 , 1 1 51 , 110 315 , 92 , 365 . 122 858 , 1 10 5 − − = 489.871 m Kg Kj  Proses 4 – 1 Tekanan Konstan Work = J v v p 1 4 − = 51 , 110 875 , 858 , 1 16 , 197 . 10 − = - 100,548 m Kg Kj q out = c p T 1 – T 4 = 1,005 659,804 – 309 = 352,558 m Kg Kj  Cycle summary : Net work = - 289,524 + 257,583 + 489,871 – 100,548 = 357,382 m Kg Kj Efisiensi = input q work Net = 3 2 − q work Net = 555 , 716 382 , 357 = 0,49 = 49 Atau, Efisiensi = in out in q q q − = 555 , 716 558 , 352 555 , 716 − = 0,49 = 49 Universitas Sumatera Utara 49  Pada kondisi operasinya temperatur gas asap yang keluar dari turbin lebih tinggi dari proses adiabatis sehingga panas yang dibuang lebih banyak. T 4 = 535 o C = 535 + 273 = 808 K q out = c p T 4 – T 1 = 1,005 808 – 309 = 501,495 m Kg Kj Sehingga Efisiensinya berubah menjadi : Efisiensi = in out in q q q − = 555 , 716 495 , 501 555 , 716 − = 0,30 = 30

4.1.2. Proses di HRSG a. Heat Balance di HRSG 1.1

 LP Economizer Temperatur keluar Economizer 122 o C Temperatur masuk Economizer 77,1 o C Panas jenis air 4,19 C kg kJ o . Massa alir 52,9 jam ton = 14,695 s kg Q LP Eco = M x Panas jenis air x ΔT = 14,695 s kg x 4,19 C kg kJ o . x 122 – 77,1 o C = 2.764,585 s kJ Universitas Sumatera Utara 50  LP Evaporator Tekanan di LP Evaporator 3,2 bar Temperatur di LP Evaporator 146 o C Maka dari tabel uap jenuh didapat, Δh = 2125,7 kg kJ Q LP Eva = M x Δh = 14,695 s kg x 2.125,7 kg kJ = 31.237,161 s kJ  HP Economizer Temperatur keluar Economizer 269 o C Temperatur masuk Economizer 75,5 o C Panas jenis air 4,19 C kg kJ o . Massa alir 116 jam ton = 32,224 s kg Q HP Eco = M x Panas jenis air x ΔT = 32,224 s kg x 4,19 C kg kJ o . x 269 – 75,5 o C = 26.126,091 s kJ Universitas Sumatera Utara 51  HP Evaporator Tekanan di HP Evaporator 51,5 bar Temperatur di HP Evaporator 262 o C Maka dari tabel uap jenuh didapat, Δh = 1.650,4 kg kJ Q HP Eva = M x Δh = 32,224 s kg x 1.650,4 kg kJ = 53.182,489 s kJ  Superheater SH Tekanan di Superheater 51,1 bar Temperatur keluar SH = 460 o C, maka dengan table uap panas lanjut didapat enthalpy h keluar SH =3.338,83 kg kJ Temperatur masuk SH = 263 o C Dari tabel uap jenuh didapat enthalpy h masuk SH = 2.794,7 kg kJ Q SH = M x Δh Universitas Sumatera Utara 52 = 32,224 s kg x 3.338,83 – 2.794,7 kg kJ = 17.534,045 s kJ  Total output HRSG Q out = Q SH + Q HP Eva + Q HP Eco + Q LP Eva + Q LP Eco = 17.534,045 + 53.182,489 + 26.126,091 + 31.237,161 + 2.764,58 = 130.844,366 s kJ  Total input HRSG Temperatur masuk HRSG 501 o C Tekanan masuk HRSG 1 bar Dari tabel didapat, h = 793,472 kg kJ Temperatur keluar HRSG 163 o C Tekanan keluar HRSG 1 bar Dari Tabel 2 didapat, h = 437,538 kg kJ Flow gas asap 497,485 s kg Universitas Sumatera Utara 53 Q in = M x Δh = 497,485 s kg x 793,472 - 437,538 kg kJ = 177.071,826 s kJ  Efisiensi HRSG 1.1 adalah : η HRSG = in out Q Q = 826 , 071 . 177 844 . 130 = 0,73 = 73

b. Heat Balance di HRSG 1.2  LP Economizer