Gambar 3.5 Kompatibilitas model pada FLUENT
BAB IV ANALISA TERMODINAMIKA
4.1 Spesifikasi Teknis Perencanaan
Spsesifikasi teknis perencanan yang ditetapkan sesuai dengan data referensi dari buku yang disesuaikan data dari hasil survey study di PLTGU
Sicanang Belawan Sumatera Utara. Spesifikasi teknis dari sistem instalasi turbin gas sebagai berikut :
- Daya Keluaran Generator
: 141,9 MW -
Bahan Bakar : Gas alam LNG
- Tipe Turbin
: V 94.2 -
Putaran Turbin : 3000 rpm
- Temperatur masuk Kompressor
: 30ºC -
Temperatur masuk turbin : 970 ºC
- Tekanan Barometer
: 1,013 bar
Universitas Sumatera Utara
Kondisi awal perancangan dapat dilihat pada gambar 4.1 jenis intalasi turbin gas siklus terbuka, berikut:
Gambar 4.1 Siklus turbin gas rancangan Temperatur udara yang dihisap kompressor mempunyai pengaruh yang besar
terhadap daya efektif yang dapat dihasilkan pembangkit, sebab laju aliran masa udara yang dihisap kompressor akan berubah sesuai dengan persamaan gas ideal,
yaitu : m = PVRT, yaitu apabila temperatur masuk gas rendah maka massa aliran gas
akan naik dan sebaliknya.hal ini berarti bila temperatur atmosfer turun maka daya efektif sistem akan naik dan sebaliknya.
4.2 Siklus Brayton Ideal
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Diagram T-s ideal Siklus Brayton
Siklus ideal dari suatu sistem instalasi turbin gas adalah siklus Brayton. Dalam prakteknya di lapangan, siklus Brayton mengalami penyimpangan dari
keadaan idealnya. Hal ini dikarenakan adanya kerugian yang terjadi pada setiap komponen instalasi turbin gas. Untuk menganalisa siklus Brayton ideal seperti
terlihat pada gambar 4.2 maka diperlukan data-data yang menunjukkan kondisi awal dan kondisi akhir sistem
Harga perbandingan tekanan r
p
dihitung dengan r
p
optimum. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan kerja maksimum.
r
p
=
1 2
min max
k k
T T
…………………………. 4.1 Dimana rp
1
= Perbandingan tekanan optimum Tmax= T
3
= Temperatur masuk Turbin= 1243 K Tmin= T
1
= Temperatur masuk Kompressor = 303 K Maka,
r
p
=
1 4
, 1
2 4
, 1
303 1243
r
p
= 11,82 1.
Kerja kompresor ideal Kerja kompresor ideal dapat dicari dengan rumus:
W ki = h
2
-h
1
kJkg Dengan menggunakan tabel udara untuk T
1
= 303 K pada lampiran 1, maka diperoleh :
Universitas Sumatera Utara
h
1
= 303,20 kJkg Pr
1
= 1,4355 Pr
2
= r
p
.
1,4355 Pr
2
= 11,82. 1,4355 Pr
2
=16,967 bar h
2
dan T
2
dapat diketahuia dengan cara interpolasi dari tabel pada lapiran 1, sehingga diperoleh :
h
2
= 614,09 kJkg T
2
= 606,73 K
Maka : W
k ideal
= h
2
-h
1
kJkg W
k ideal
= 614,09 - 303,20 kJkg = 310,89 kJkg
2. Panas ideal yang dibutuhkan Panas ideal yang disuplay oleh ruang bakar dapat dicari dengan rumus :
Q
in ideal
= h
3
- h
2
kJkg ………4.2
Diman: T
3
= 970 C = 1243 K, dengan cara interpolasi dapat diperoleh h
3
dan Pr
3 :
h
3
= 1.328,47 kJkg Pr
3
= 275,075 Maka :
Q
in ideal
= h
3
- h
2
kJkg = 1.328,47 - 614,09 kJkg
Universitas Sumatera Utara
= 714,38 kJkg 3. Kerja Turbin ideal
Kerja ideal yang dihasilkan oleh turbin dapat dicari dengan rumus : W
T ideal
= h
3
- h
4
kJkg Dimana :
Pr
4
= . Pr
3
= . 275,075
= 23,27 h
4
dapat dicari dengan cara interpolasi : h
4
= 671,59 kJkg Maka :
W
T ideal
= 1.328,47 - 671,59 kJkg
= 656,88 kJkg 4. Panas yang keluar
Q
out ideal
= h
4
– h
1
kJkg …………..4.3
= 671,59 - 303,20 kJkg = 368,39 kJkg
5. Efisiensi thermal ideal siklus
η
= ideal
Qin Wnet
x 100 ……..……4.4
Universitas Sumatera Utara
η
= ideal
Qin ideal
W -
ideal W
K T
x 100
η
= 714,38
310,89 -
656,88 x 100
= 48,43 6. Back work ratio bwr
Backwork ratio merupakan nilai persentase kerja spesifik turbin yang digunakan untuk menggerakkan kompressor.
r bw = ideal
W ideal
W
T K
……….4.5
= 656,88
310,89
= 0,473
4.3 Siklus Brayton Aktual
Kategori