Januar Baru Sidauruk : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Satu Unit Turbin Gas Dengan Daya 117,5 MW, 2009.
USU Repository © 2009 Laju Pindahan Panas MW
o
T em
per at
ur C
Gas buang a
b y
x
Evaporator Superheater
Ekonomiser
Kondensat Preheater
Air Uap
3.3.1. Perhitungan Uap
Temperatur uap yang akan dihasilkan harus sesuai dengan temperatur gas buang. Perbedaan temperatur yang terkecil antara 2 aliran gas dengan uap,
yang biasa disebut dengan titik penyempitan pinch point a-x dan b-y gambar 3 – 4 minimum 20
o
C Lit. 10 hal 113. Pada perancangan ini diambil titik penyempitannya pinch point sebesar 25
o
C.
Gambar 3-4. Profil Diagram Temperatur Gas Buang dan Uap
Temperaatur gas buang sebesar 527
o
C masuk ke superheater diperkirakan akan mengalami penurunan sebesar 2 karena adanya kerugian
yang terjadi pada saluran dari turbin gas ke superheater. Maka temperatur gas buang masuk superheater diperkirakan :
T = 527
o
C x 0,98 = 516,64
o
C Sesuai dengan hal diatas temperatur uap yang dihasilkan HRSG Superheater
dengan pinchpoint 25
o
C, adalah :
Januar Baru Sidauruk : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Satu Unit Turbin Gas Dengan Daya 117,5 MW, 2009.
USU Repository © 2009
T
uap yang dihasilkan HRSG
= 516,64
o
C – 25
o
C = 491,46
o
C Dengan memperhitungkan adanya kehilangan panas sepanjang penyaluran uap
dari HRSG hingga masuk turbin uap sebesar 0,97 ÷ 0,98 , maka temperatur uap masuk turbin adalah :
T
masuk turbin uap
= 0,98 . 491,46
o
C = 481,63
o
C = 480
o
C diambil Turbin uap yang digunakan adalah turbin uap dengan kondensasi,
dimana hasil ekspansi turbin uap akan dikondensasikan pada kondensor. Besarnya tekanan uap hasil ekspansi masuk kondensor menurut Lit. 4 hal 75 adalah
dibawah tekanan atmosfer, yaitu berkisar pada 0,04 ÷ 0,1 bar. Dalam hal ini, media pendingin yang akan digunakan adalah air dengan suhu ±30
o
C. Temperatur uap hasil ekspansi turbin masuk kondensor direncanakan diatas 40
o
C dari tabel dengan tekanan 10kPa, T
sat
= 45,759
o
C. Parameter yang lain mengenai turbin uap menurut Lit. 10 hal 47, yaitu derajat kebasahan yang dapat
diterima sehubungan dengan terjadinya erosi pada sudu, adalah sekitar 12, yang artinya kualitas uap masuk kondensor keluar turbin sebesar 88, dengan
mempertimbangkan keamanan sudu turbin pada perencanaan ini kualitas uap masuk kondensor diambil 83.
Dari data diatas : T
masuk turbin
= 480
o
C P
masuk kondensor
= 0,1 bar X kualitas uap = 83 kondisi ideal.
T
= 85 maka dari diagram Mollier didapat P
max
tekanan masuk turbin sebesar 56,2 bar. Dengan mempertimbangkan adanya penurunan tekanan sepanjang
penyaluran uap mulai dari HRSG hingga masuk turbin sebesar 5 , maka dalam perencanaan ini tekanan HRSG, yaitu :
P
HRSG
= 100 95 x 56,2 bar = 59,16 bar
Sehingga dalam perancangan ini diperoleh : 1.
Temperatur gas masuk superheater = 516,46
o
C
Januar Baru Sidauruk : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Satu Unit Turbin Gas Dengan Daya 117,5 MW, 2009.
USU Repository © 2009
2. Uap yang dihasilkan HRSG
a. Temperatur
= 491,46
o
C b.
Tekanan = 59,16 bar
3. Kondisi uap masuk turbin
a. Temperatur
= 480
o
C b.
Tekanan = 56,2 bar
4. Kondisi uap hasil ekspansi turbin masuk kondensor
a. Temperatur = 45,81
o
C b. Tekanan
= 0,1 bar
5 7
T
o
C
s kJ kg.K 1
2 3
4 6
8
9a 9
0.1 bar 59,16 bar
X=0,83 56,2 bar
Gambar 3.5. Diagram T-s yang direncanakan •
Keadaan titik 1 : P
1
= 0,1 bar h
1
= 191,83 kJkg v
1
= 0,0010102 m
3
kg •
Keadaan titik 2 : W
p
= v
1 .
P
2
– P
1
= 0,0010102 m
3
kg . 637,6 – 10 kPa
Januar Baru Sidauruk : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Satu Unit Turbin Gas Dengan Daya 117,5 MW, 2009.
USU Repository © 2009
= 0,634 kJkg h
2
= W
p
+ h
1
= 0,634 kJkg + 191,83 kJkg = 192,464 kJkg
• Keadaan titik 3 :
P
3
= 6,376 bar h
3
= 680,87 kJkg v
3
= 0,0011033 m
3
kg •
Keadaan titik 4 : W
p
= v
3 .
P
4
– P
3
= 0,0011033 m
3
kg . 5916 – 637,6 kPa = 5,029 kJkg
h
4
= W
p
+ h
3
= 5,029 kJkg + 680,87 kJkg = 685,899 kJkg
• Keadaan titik 5 :
P
5
= 59,16 bar h
5
= h
f
= 1165,82 kJkg •
Keadaan titik 6 : P
6
= 59,16 bar h
6
= h
g
= 2785,14 kJkg •
Keadaan titik 7 : T
7
= 491,46
o
C P
7
= 59,16 bar h
7
= 3402,64 kJkg •
Keadaan titik 8 : P
8
= 56,2 bar T
8
= 480
o
C h
8
= 3378,87 kJkg •
Keadaan titik 9kondisi ideal : P
9s
= 0,1 bar, dari table lampiran V diperoleh :
Januar Baru Sidauruk : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Satu Unit Turbin Gas Dengan Daya 117,5 MW, 2009.
USU Repository © 2009
h
f
= 191,83 kJkg dan
fg
h
= 2392,8 kJkg X kualitas uap = 0,83
Maka :
fg f
h x
h h
.
9
+ =
kg kJ
kg kJ
h 854
, 2177
8 ,
2392 .
83 ,
83 ,
191
9
= +
= •
Keadaan titik 9a kondisi aktual : P
9
= 0,1 bar dan 85
, =
T
η
9 9
h h
h h
g a
g T
− −
=
η
Maka :
[ ]
9 8
8 9
h h
h h
T a
− −
= η
=
a
h
9
3378,87 – [ 0,853378,87 – 2177,854 ]
=
2358,0064 kJkg Maka :
kg kJ
kg kJ
h h
h x
fg f
a
8 ,
2392 83
, 191
0064 ,
2358
9
− =
− =
= 0,905 = 90,5
3.3.2. Kesetimbangan Energi :
