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