Cara Kerja Instalasi Turbin Gas Klasifikasi Turbin Gas

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Cara Kerja Instalasi Turbin Gas

Instalasi turbin gas merupakan suatu kesatuan unit instalasi yang bekerja berkesinambungan dalam rangka membangkitkan tenaga listrik. Instalasi turbin gas sederhana biasanya terdiri dari kompresor, ruang bakar, turbin dan generator. Di awal proses, udara ambient dimampatkan oleh kompresor sehingga menjadi udara bertekanan, kemudian udara tersebut dialirkan ke ruang bakar, di dalam ruang bakar disemprotkan pula bahan bakar gas, sehingga terjadi pembakaran isobarik. Gas hasil pembakaran dialirkan ke turbin, dimana di dalam turbin terjadi proses ekspansi yang mengakibatkan poros turbin berputar. Berputarnya poros turbin yang dikopel dengan generator akhirnya membangkitkan energi listrik. Tenaga Listrik Generator Kopel Kompresor Turbin Gas Buang Ruang Bakar Udara Bahan Bakar Gambar 2.1 Skema Turbin Gas Universitas Sumatera Utara

2.2 Klasifikasi Turbin Gas

2.2.1 Berdasarkan Siklus Kerjanya − Siklus Terbuka Dalam siklus ini, gas hasil pembakaran langsung dibuang ke udara bebas, setelah mengalami proses ekspansi pada turbin, pada gambar 2.2 yang merupakan skema instalasi turbin gas siklus terbuka terlihat bahwa instalasi ini memiliki struktur yang sederhana, yaitu terdiri dari kompresor, ruang bakar, turbin dan beban. Gambar 2.2 Sistem turbin gas dengan siklus terbuka − Siklus Tertutup Dalam siklus ini, fluida kerjanya tidak berhubungan dengan atmosfir sekitarnya, dengan demikian dapat dijaga kemurniannya. Hal ini sangat menguntungkan dari segi pencegahan kerusakan yang disebabkan oleh erosi dan korosi. Pada sistem ini dapat juga digunakan dengan tekanan tinggi sampai 40 atm Universitas Sumatera Utara seperti pada instalasi uap, tetapi kerjanya tidak mengalami perubahan fasa. Skema instalasi turbin gas siklus tertutup dapat dilihat pada gambar 2.3 Turbin gas dengan sistem ini konstruksinya lebih rumit, karena membutuhkan pesawat pemanas dan juga membutuhkan pesawat pendingin udara sebelum masuk kompresor. Keuntungannya adalah : 1. Untuk daya yang sama, turbin ini mempunyai ukuran yang lebih kecil. 2. Dapat bekerja pada tekanan tinggi 3. Lebih menghemat penggunaan bahan bakar. Keterangan : Pc = Precooler ; H = Heater ; RB = Ruang bakar Gambar 2.3 Sistem turbin gas dengan siklus tertutup − Siklus Kombinasi Karena banyaknya energi yang hilang bersama-sama dengan terbuangnya gas buang, maka telah dilakukan beberapa upaya untuk memanfaatkan gas buang dengan cara menambah beberapa macam proses baru setelah peralatan tambahan sehingga energi yang terbuang dapat dimanfaatkan lagi untuk suatu proses tertentu sehingga dengan demikian dapat meningkatkan efisiensi dari sistem tersebut. Tetapi seiring Universitas Sumatera Utara dengan hal itu bertambah pula biaya investasi yang diperlukan karena harus membeli peralatan baru. Dilihat dari segi ekonomisnya, turbin gas dengan siklus kombinasi memiliki kebaikan bila turbin gas ini dijalankan untuk base load beban dasar atau utama dan secara kontinu. Ada beberapa macam turbin gas dengan siklus kombinasi, antara lain :  Turbin gas dengan siklus regenerasi Pada turbin gas dengan siklus regenerasi dilakukan dengan penambahan peralatan berupa alat penukar kalor heat exchanger yang diletakkan antara ruang bakar dan saluran gas buang. Udara bertekanan dari kompresor mengalir dengan suhu rendah ke heat exchanger untuk kemudian diteruskan ke ruang bakar dengan temperatur tinggi. Panas yang diberikan oleh heat exchanger diperoleh dari sisa gas buang yang dilewatkan terlebih dahulu di dalam pesawat penukar kalor sebelum dibuang ke udara bebas. Skema instalasi dapat dilihat pada gambar 2.4 Gambar 2.4 Skema instalasi turbin gas siklus regeneratif dengan heat exchanger  Siklus gabungan turbin gas dengan turbin uap Panas dari gas buang dipergunakan kembali untuk keperluan diantaranya : Universitas Sumatera Utara − Produksi uap untuk keperluan industri, misalnya proses pemanasan − Produksi uap untuk pembangkit tenaga listrik dengan menggunakan turbin uap. Proses ini disebut “Combined gas and steam cycle” Gambar 2.5 Skema instalasi siklus gabungan turbin gas-turbin uap 2.2.2 Berdasarkan Konstruksinya a. Turbin gas berporos tunggal single shaft Turbin gas ini digunakan sebagai pembangkit listrik pada perusahaan maupun pada industri yang berskala besar. b. Turbin gas berporos ganda multi shaft Jenis turbin ini digunakan untuk menahan beban dan torsi yang bervariasi. Poros pertama turbin dikopel langsung dengan poros aksial. Turbin dengan tekanan tinggi berfungsi menggerakkan kompresor, mensuplai gas panas untuk turbin bertekanan rendah. Turbin multi shaft ini juga digunakan untuk sentral listrik dan industri. Turbin Keterangan Gambar : K = Kompresor RB = Ruang Bakar TG = Turbin Gas HE = Heat Exchanger TU = Turbin Uap C = Condensor P = Pompa Universitas Sumatera Utara ini direncanakan beroperasi pada putaran yang berbeda tanpa menggunakan reduction gear. 2.2.3 Berdasarkan arah aliran fluida kerjanya a. Turbin aliran radial : dimana arah aliran fluida kerja dalam arah yang tegak lurus terhadap sumbu poros. b. Turbin aliran aksial : dimana arah aliran fluida kerja diperoleh dalam arah sejajar sumbu poros.

2.3 Siklus Kerja Turbin Gas