Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR i
SPESIFIKASI TUGAS TEKNIK iii
KARTU BIMBINGAN iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR TABEL x
DAFTAR NOTASI xi
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Tinjauan Penulisan 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Metologi Penulisan 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Cara Kerja Instalasi Turbin Gas 4
2.2 Klasifikasi Turbin Gas 4
2.3 Komponen – Komponen Utama Tubin Gas 8
2.4 Siklus Kerja Turbin Gas 9
2.5 Pemilihan Jenis Turbin 13
2.6 Ruang Bakar 16
2.7 Generator 20
2.8 Laju Aliran Massa Udara 22
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
2.9 Perencanaan Turbin 22
BAB 3 ANALISA TERMODINAMIKA 29
3.1 Spesifikasi Teknis Perancangan 29
3.2 Pembahasan Materi 30
3.2.1 Analisa Termodinamika pada Kompresor 31
3.2.2 Analisa Ruang Bakar 35
3.2.3 Analisa Termodinamika pada Turbin 39
3.2.4 Generator 44
3.2.5 Hasil Analisa Termodinamika 49
BAB 4 PERENCANAAN KOMPRESOR, RUANG BAKAR DAN TURBIN
50
4.1 Perancangan kompresor 50
4.1.1 Jumlah Tingkat Kompresor 50
4.1.2 Sudu Kompresor 55
4.1.3 Perencanaan Poros Utama 62
4.1.4 Perencanaan Poros Penghubung 64
4.2 Perencanaan Ruang Bakar 65
4.2.1 Luas dan Diameter Casing 65
4.2.2 Tabung Api 66
4.3 Pemilihan Jenis Tubin 68
4.4 Perencanaan Sudu Turbin dan Disk Turbin 72
BAB 5 BANTALAN DAN PELUMASAN 88
5.1 Pembebanan Unit Turbin Gas 88
5.1.1 Pembebanan Aksial 88
5.1.2 Pembebanan Radial 89
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
5.2 Perencanaan Bantalan Luncur 90
5.2.1 Perencanaan Bantalan Luncur Turbin 92
5.2.2 Perencanaan Bantalan Luncur Kompresor 94
5.3 Perencanaan Bantalan Aksial 95
BAB 6 KESIMPULAN 98
DAFTAR PUSTAKA 100
LAMPIRAN 102
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram alir turbin gas siklus terbuka
5 Gambar 2.2
Diagram alir turbin gas siklus tertutup 6
Gambar 2.3 Diagram T – s siklus Turbin Gas
9 Gambar 2.4
Grafik hubungan effisiensi dan pressure ratio 12
Gambar 2.5 Penampang Turbin jenis Radial
13 Gambar 2.6
Penampang Turbin Jenis Aksial 14
Gambar 2.7 Grafik Effisiensi turbin V-S Velocity ratio
σ 15
Gambar 2.8 Susunan Ruang Bakar Unit Turbin Gas
17 Gambar 2.9
Burner Combantion 18
Gambar 3.1 Diagram T – s Siklus Brayton
30 Gambar 3.2
Stagnation States 31
Gambar 3.3 Turbin dengan Exhaust Diffuser
39 Gambar 3.4
Daya pada generator 44
Gambar 3.5 Daya pada siklus Turbin
46 Gambar 4.1
Grafik Hubungan SC 58
Gambar 4.2 Gaya-gaya yang berkerja pada sudu kompresor
61 Gambar 4.3
Poros Penghubung 64
Gambar 4.4 Penampang turbin radial
69 Gambar 4.5
Penampang turbin aliran aksial 70
Gambar 4.6 Grafik effesiensi turbin Vs Velocity ratio
71
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
Gambar 4.7 50 Percent Reaction Designs
72 Gambar 4.8
Diagram kecepatan untuk derajat reaksi 50 74
Gambar 4.9 Diagram h – s untuk satu tingkat turbin
74 Gambar 4.10
Axial flow turbin stages 81
Gambar 4.11 Optimum pitch chord ratio
84 Gambar 4.12
Profil turbin gas dan T6 aerofoil section 85
Gambar 5.1 Beban yang diterima bantalan
89 Gambar 5.2
Bantalan Luncur 90
Gambar 5.3 Grafik koefisien kriteria beban
92 Gambar 5.4
Koefisien tahanan bantalan 93
Gambar 5.5 Bantalan aksial kerah
95
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Komposisi gas alam
35 Tabel 3.2
Kandungan udara pada bahan bakar 38
Tabel 4.1 Perbandingan dasar dan Puncak Sudu
52 Tabel 4.2
Kondisi Udara Tiap Tingkat Kompresor 55
Tabel 4.3 Ukuran-ukuran utama kompresor
60 Tabel 4.4
Kondisi setiap tingkat turbin 79
Tabel 4.5 Ukuran-ukuran dari sudu turbin
85 Tabel 4.6
Ukuran-ukuran utama sudu turbin 86
Tabel 4.7 Berat Stage tingkat turbin
87
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
DAFTAR NOTASI
Notasi Arti
Satuan
A Luas annulus
m
2
Ac Luas penampang casing ruang bakar
m
2
b Tinggi kerah bantalan
m C
Panjang chord sudu m
C
a
Kecepatan aksial aliran fluida ms
C
pa
Panas spesifik udara kJkg K
C
pg
Panas spesifik gas kJkg K
D
c
Diameter casing ruang bakar m
D
d
Diameter disk turbin m
D
n
Diameter kerah bantalan m
D
s
Diameter poros m
f
Perbandingan bahan bakar dan udara kg
b.b
kg
udara
F
ak
Gaya aksial kompresor kg
F
at
Gaya aksial turbin kg
H Entalpi statis
kJkg
udara
ho Entalpi stagnasi
kJkg
udara
K Conductivitas termal
Wm.K k
g
Konstanta adiabatik LHV
Nilai pembakaran bawah bahan bakar kJkg
udara
m
a
Massa aliran udara kgs
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
m
at
Massa udara total kgs
m
f
Massa aliran bahan bakar kgs
m
g
Massa aliran gas hasil pembakaran kgs
m
p
Massa aliran pendingin kgs
M
p
Momen torsi poros kW
N Putaran
rpm N
b
Daya berguna generator MW
N
k
Daya kompresor MW
N
pp
Daya putaran poros MW
N
t
Daya Turbin MW
P Tekanan statis
bar P
a
Tekanan barometer bar
P Tekanan stagnasi
bar P
f
Penurunan tekanan pada filter udara bar
r
p
Ratio tekanan turbin bar
R Jari-jari sudu
m R
a
Konstanta udara kJkg
udara
.K S
Picth sudu m
S
fc
Pemakaian bahan bakar spesifik kgkW h
T Tebal sudu
m Ta
Temperatur ligkungan K
T
o
Temperatur stagnasi K
T Temperatur statis
K U
Kecepatan keliling sudu ms
v Kecepatan relative gas
ms w
Lebar sudu m
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
W Kerja spesifik
kJkg
udara
W
net
Kerja bersih kJkg
udara
Berat Jenis kNm
3
Z Jumlah sudu
Buah Faktor kerja
Massa jenis kgm
3
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
BAB 1 PENDAHULUAN