5
BAB II TEORI DASAR
2.1 PLTG Open Cycle
Dasar dari teknologi turbin gas adalah pemanfaatan energi dari gas bersuhu tinggi hasil pembakaran campuran bahan bakar dengan udara tekan. Udara tekan
dihasilkan oleh kompresor, yang menyerap daya yang dihasilkan oleh turbin. Udara yang dihasilkan kompresor digunakan untuk :
1. 20 - 30 sebagai udara pembakaran 2. 70 - 80 sebagai pendingin, antara lain
a. Sebagai pendingin gas hasil pembakaran, agar suhunya bisa diterima oleh material turbin.
b. Sebagai pendingin material ruang bakar combustion liner. c. Sebagai pendingin sudu-sudu turbin.
2.1.1 Siklus Teoritis PLTG
Siklus termodinamika yang ideal adalah “Brayton Cycle”, yang dapat digambarkan pada P-v dan T-s diagram seperti di bawah ini :
Universitas Sumatera Utara
6 Gambar 2.1 Siklus Brayton teoritis
Proses dari turbin gas secara teoritis adalah sebagai berikut : -
Isentropic compression 1 – 2 terjadi di dalam compressor. -
Isobaric combustion 2 – 3, berlangsung di dalam combustor basket, dimana udara tekan dari kompresor dicampur dengan bahan bakar dan dibakar dengan
tekanan konstan. -
Isentropic exspansion 3 – 4, berlangsung pada sudu-sudu turbin, dimana gas panas hasil pembakaran melakukan kerja pada sudu-sudu turbin sehingga rotor
berputar. -
Isobaric rejektor 4 – 1, gas bekas dibuang ke udara luar. Secara teoritik kerja mekanis yang dihasilkan adalah luasan 1-2-3-4, sedangkan
panas yang dibuang ke udara adalah luasan A-1-4-B. Sehingga effisiensi toritik : Luasan 1-2-3-4 Luasan A-2-3-B.
Universitas Sumatera Utara
7
2.1.2 Siklus Actual PLTG
Gambar 2.2 Siklus Brayton sebenarnya Fritz Dietzel, Turbin Pompa dan Kompresor
Pada kenyataannya proses yang dialami oleh PLTG sederhana : -
Pada proses kompresi langkah 1-2, pada gambar 2.2, karena adanya gesekan antara udara dengan sudu-sudu kompresor, terjadi kenaikan entropy. Hal ini
menyebabkan kerja yang diperlukan untuk memutar kompresor menjadi lebih besar.
Efisiensi kompresor =
1 2
1 2
T T
T T
− −
- Pada proses pembakaran 2’ – 3’, terjadi kehilangan tekanan karena gesekan gas
panas dengan kombustor basket, transition piece dan first nozzle. Pada proses ekspansi 3’ – 4’, kecuali adanya gesekan gas panas, kerja yang
dihasilkan turbin berkurang karena sebagian digunakan
Universitas Sumatera Utara
8 -
untuk mengatasi gesekan pada bantalan – bantalan, reduction gear dan untuk menggerakkan peralatan Bantu lain misalnya mainoilpump, governor impeller
dan lain-lain alat yang digerakkan oleh accecorisgear. Efisiensi Turbin =
4 3
4 3
T T
T T
− −
- Proses keempat, tidak terjadi didalam mesin melainkan pada udara bebas, yang
mana tekanan gas keluar titik 4’ lebih besar dari pada tekanan udara masuk kompresor titik 1, karena :
• Tekanan gas keluar, sedikit diatas tekanan atmosfir, karena diperlukan untuk mengatasi gesekan pressure drop pada waktu melewati exhaust silencer.
• Tekanan udara masuk kompresor sedikit dibawah tekanan atmosfir karena mengalami penurunan tekanan pada saat melewati inlet filter dan inlet
silencer. Pada gambar 2.2 jelas terlihat bahwa siklus sebenarnya adalah terbuka dan
tidak terdiri dari dua proses adiabatic dan dua isobaric, karena adanya gesekan - gesekan yang merupakan losses. Jadi dapat dijelaskan disini bahwa :
1. Bertambah tinggi posisi titik 2’, atau dengan kata lain, bertambah tinggi suhu udara kompresor, bertambah rendah efisiensi kompresor, sehingga daya yang
dipakai untuk memutar kompresor menjadi lebih besar. 2. Bertambah tinggi suhu gas buang titik 4’, bertambah rendah efisiensi turbin. Hal
ini menandakan bahwa sudu-sudu turbin bertambah kotor, atau bila perbedaannya besar maka ada sudu yang aus karena pernah mengalami overheating.
Universitas Sumatera Utara
9
2.2 PLTU
Kategori