Parlindungan Simanjuntak : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Kapasitas 209 Ton Uap Jam Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Lima Unit Turbin Gas, 2010.
T
o
C
3
2 4
2 4
1
s kJ kg.K Gambar 2.3. Diagram T-s
Sistem turbin gas dianalisa dengan menganalisis titik-titik pada gambar, analisa ini didukung dengan menentukan beberapa harga yang ditentukan dengan mengacu pada effesiensi
yang ada.
3.2.1. Kompresor
Unit I dan Unit II •
Keadaan pada titik 1, dimana : T
1
= 30
o
C = 30 + 273,15
= 303,15 K P
1
= 1,013 bar Dari tabel udara diperoleh :
h
1
= 304,06 kJkg •
Keadaan pada titik 2, dimana : r
pK
= 7 data dari survei P
2
= P
1
. r
pK
= 1,013 bar . 7
Parlindungan Simanjuntak : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Kapasitas 209 Ton Uap Jam Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Lima Unit Turbin Gas, 2010.
P
2
= 7,091 bar T
2
= T
1
r
pK
y y 1
−
T
2
= 303,15 7
4 ,
1 1
4 ,
1 −
= 530,538 K Sehingga harga h
2
dapat diperoleh dari tabel udara lampiran III yakni sebesar 535,482 kJkg.
• Maka dapat dihitung kerja spesifik kompressor W
K
W
K akt
=
K
h h
η
1 2
−
= 86
, 06
, 304
482 ,
535 kg
kJ kJ
− = 269,095 kJ kg
• Kondisi aktual perencanaan ini 2
h
2
= W
K akt
+ h
1
h
2
= 269,095 kJkg + 304,06 kJkg h
2
= 573,155 kJkg dari tabel udara dapat diperoleh :
T
2
= 293,62
o
C
Unit III, unit IV dan unit V
Keadaan titik 1 Perhitungan termodinamika untuk titik 1 sama untuk semua unit turbin gas, karena suhu
udara masuk kompressor pada semua unit sama, yakni sebesar 30
o
C.
Keadaan titik 2, dimana : r
pK
= 7,15 P
2
= 1,013 x 7,15 P
2
= 7,243 bar
W
K akt
= 86
, 06
, 304
834 ,
538 kg
kJ −
= 272,99 kJkg
h
2
= 272,99 kJkg + 304,06 kJkg = 577,05 kJkg
T
2
= 297,37
o
C
Parlindungan Simanjuntak : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Kapasitas 209 Ton Uap Jam Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Lima Unit Turbin Gas, 2010.
3.2.2 Turbin Gas
Analisa termodinamika pada turbin gas dalam hal ini dimaksudkan untuk menentukan temperatur keluar turbin. Berbagai pertimbangan mettalurgi membatasi temperatur pemasukan
turbin bekerja pada sekitar 970
o
C 1243 K sampai dengan 1080
o
C 1353 K , walaupun ada beberapa turbin gas dengan pendinginan sudu yang dapat beroperasi sampai temperatur 1350
o
C 1623 K . Hal ini untuk menghindari kerusakan sudu akibat kelebihan temperatur.
Dari hasil survei ruang kontrol pada PT. PLN Persero sektor Belawan PLTG Paya Pasir didapat bahwa temperatur gas buang turbin gas untuk unit I dan II adalah sebesar 575
o
C dan untuk unit III, unit IV dan unit IV adalah 513
o
C. Adanya kerugian tekanan dalam ruang bakar akan mempengaruhi unjuk kerjaturbin saat beroperasi.
Dari literatur 4 hal 37 diketahui bahwa perbandingan antara tekanan keluar turbin dengan udara atmosfer pada instalasi turbin gas siklus terbuka adalah 1,1 ÷ 1,2. Dalam
perhitungan termodinamika ini diasumsikan 1,1.
Unit I dan Unit II •
Temperatur gas actual keluar turbin T
4
T
4
= 575 + 273,15 T
4
= 848,15 K •
Perbandingan antara tekanan keluar turbin dengan tekanan udara atmosfer pada instalasi turbin gas siklus terbuka diasumsikan 1,1, maka :
P
4
= P
1
. 1,1 = 1,013 . 1,1
P
4
= 1,1143 bar •
Diperkirakan terjadi penurunan tekanan sebesar 0,02 pada ruang bakar lit.3 hal.200 : P
3
= P
2
. 1 - P
rb
= 7,091 bar . 1 – 0,02 P
3
= 6,95 bar •
Sehingga diperoleh harga rasio tekanan pada turbin : r
pT
=
4 3
p p
r
pT
= 236
, 6
1143 ,
1 95
, 6
= •
Kondisi pada titik 3 :
Parlindungan Simanjuntak : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Kapasitas 209 Ton Uap Jam Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Lima Unit Turbin Gas, 2010.
T
3
=
−
−
− y
y r
P P
T
1 3
4 3
1 1
η ………………… lit.3 hal 201
T
3
=
−
−
− 3492
, 1
1 3492
, 1
95 ,
6 1143
, 1
1 9
, 1
15 ,
848
= 1,3492 T
3
= 1284,297 K Dari tabel udara lampiran 3 diperoleh :
h
3
= 1385,056 kJkg dan pada T
4
= 848,15 K diperoleh h
4
= 876,235 kJkg •
Jadi diperoleh W
T akt
sebesar : W
T akt
= h
3
– h
4
= 1281,244 kJkg – 807,842 kJkg W
T akt
= 473,403 kJkg
Unit III, unit IV dan unit V •
Temperatur gas aktual keluar turbin T
4
T
4
= 513 + 273,15 T
4
= 786,15 K •
Perbandingan antara tekanan keluar turbin dengan tekanan udara atmosfer pada instalasi turbin gas siklus terbuka untuk unit semua unit sama sehingga :
P
4
= 1,1143 bar •
Dengan perkiraan terjadinya penurunan tekanan sebesar 0,02 pada ruang bakar : P
3
= 7,243 1 – 0,02 P
3
= 7,098 bar •
Harga rasio tekanan pada turbin untuk semua unit sama, karena harga P
3
dan P
4
untuk semua unit sama .
R
PT
= 6,37 •
Kondisi pada titik 3 :
Parlindungan Simanjuntak : Perancangan Heat Recovery Steam Generator HRSG Kapasitas 209 Ton Uap Jam Dengan Memanfaatkan Gas Buang Dari Lima Unit Turbin Gas, 2010.
T
3
=
−
−
− 3553
, 1
1 3553
, 1
098 ,
7 1143
, 1
1 9
, 1
15 ,
786
= 1,355 T
3
= 1202,245 K Dari tabel udara diperoleh :
h
3
= 1281, 244 kJkg dan pada T
4
= 786,15 K diperoleh : h
4
= 807,842
kJkg •
Jadi diperoleh W
T akt
sebesar : W
T akt
= h
3
– h
4
= 1281,244 kJkg – 807,842 kJkg W
T akt
= 473,403 kJkg
3.2.3. Proses Pada Ruang Bakar.
