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
Keterangan : SD
= steam drum FWT
= feed water tank PRE
= Preheater EKO
= Ekonomiser EVA
= Evaporator SH
= Superheater P
= Pompa
Gambar 3.8 Diagram Instalasi Gabungan HRSG
BAB IV UKURAN -UKURAN UTAMA
4.1. Perhitungan Parameter Pipa Superheater
Superheater adalah pipa-pipa pemanas yang berfungsi untuk memanaskan uap yang berasal dari drum uap menjadi uap panas lanjut. Superheater ini terletak
pada bagian bawah sekali dari susunan komponen alat penukar kalor yang ada pada HRSG Heat Recovery Steam Generator .
Sistem perpindahan panasnya adalah system konveksi berlawanan arah. Dimana uap mengalir dari atas ke bawah sementara gas buang mengalir dari
bawah ke atas. Pada system perpindahan panas konveksi berlawanan arah luas perpindahan panas yang dibutuhkan akan lebih kecil bila dibandingkan dengan
sistem konveksi satu arah, karena untuk kondisi laju aliran dan temperatur yang sama besarnya harga beda suhu rata-rata logaritma LMTD pada sistem
konveksi arus berlawanan arah adalah lebih besar daripada konveksi searah. Besarnya luas permukaan perpindahan panas yang dibutuhkan diperoleh
dari persamaan berikut :
A = .
. LMTD
F U
Q ……………………… J.P. Holman, hal 492
Dimana : A
= Luas permukaan perpindahan kalor m
2
Q = Besar perpindahan kalor Js
U = Koefisien perpindahan kalor menyeluruh Wm
2 o
C
LMTD = Beda suhu rata-rata logaritma
o
C F
= Faktor koreksi Besarnya harga LMTD system perpindahan panas pada superheater ini
adalah seperti ditunjukkan pada gambar berikut :
6
T
7
T
1 g
T
2 g
T
C T
o
x 278,88
o
C 489,5
o
C 514,5
o
C
455,86
o
C
Gambar 4.1. Sket Aliran Uap dan Gas Buang pada Superheater
Dimana sebelumnya telah diperoleh :
T
6
= Temperatur uap masuk superheater
= 278,88
o
C T
7
= Temperatur uap keluar superheater = 489,5
o
C T
g1
= Temperatur gas buang masuk superheater = 514,5
o
C T
g2
= Temperatur gas buang keluar superheater = 455,86
o
C
Dimana :
LMTD =
1 2
1 2
T T
In T
T ∆
∆ ∆
− ∆
………………….. Incropera, hal 510
dimana : Δ T
1
= T
g1
– T
7
= 514,5
o
C - 489,5
o
C = 25
o
C Δ T
2
= T
g2
- T
6
= 455,86
o
C - 278,88
o
C = 176,98
o
C Maka harga diperoleh LMTD :
LMTD =
C C
In C
C 25
98 ,
176 25
98 ,
176 −
LMTD = 77,65
o
C
Besarnya harga koefisien perpindahan perpindahan kalor menyeluruh U dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
U 1
=
h c
A A
h
1
1 +A
h
. R
W
+ .
1 h
η …………………… Incropera, hal 505
dimana : h
i
= Koefisien konveksi dalam pipa Wm
2 o
C A
c
A
h
= Perbandingan luas pipa bagian dalam dengan luas pipa yang menyerap kalor
A
h
. R
W
= Tahanan konduksi pipa superheater m
2 o
CW
h
o
= Koefisien konveksi gas buang Wm
2 o
C η
O
= Efektivitas sirip bagian luar. Pipa superheater dalam hal ini direncanakan menggunakan pipa baja
dengan diameter kecil. Diambil ukuran pipa dari ukuran standart pipa untuk baja
schedule 40 dengan diameter nominal DN 1½” lampiran ukuran-ukuran pipa bertujuan agar pembentukan uap dapat berlangsung lebih cepat.
Maka diambil ukuran-ukuran pipa sebagai berikut : D
o
: Diameter luar = 1,9 in
= 0,048 m Di
: Diameter dalam = 1,61 in
= 0,0409 m t
: Tebal pipa = 0,15 in
= 0,0038 m untuk menentukan banyaknya jumlah pipa yang dibutuhkan sesuai dengan laju
aliran uap dan diameter pipa yang direncanakan, maka diambil suatu batasan sebagai berikut :
Panjang pipa aktif yang berhubungan dengan pipa-pipa = 6m dengan memperhitungkan standart panjang pipa yang ada
Jarak antara dua buah pipa = 2 . D
o
= 0,096 m Panjang pipa perbatang = 9 m
Maka sket perancangan pipa superheater dapat dilihat pada gambar 4.2 berikut :
Gambar 4.2 Sketsa Rancangan Pipa-pipa Superheater
Sehingga jumlah pipa-pipa superheater yang dibutuhkan adalah : n =
096 ,
6 + 1
= 64 batang dalam satu baris
4.1.1 Koefisien Perpindahan panas di Dalam Pipa h
i
Koefisien perpindahan panas dalam pipa h
i
seharusnya ditentukan pada temperature film. Dalam hal ini dapat juga ditentukan pada kondisi temperatur
uap rata-rata superheater u T = 384,19
o
C pada tekanan 63,16 bar. Dari tabel sifat-sifat air pada berbagai tekanan dan temperatur, www.hrsgdesign.com
diperoleh data-data sebagai berikut : μ
= 2,5 .
5
10
−
kgm.s k
= 0,0606 Wm
o
C ρ
= 1v = 23,11 kgm
3
Kategori