2
1.2. Tujuan Penulisan
Secara umum tujuan penulisan ini adalah untuk merencanakan satu unit HRSG, dimana uap yang dihasilkan dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin
uap. Tujuan khusus penulisan ini adalah untuk mengetahui performansi dari
HRSG secara teoritis serta menentukan dimensi komponen-komponen utama dari HRSG tersebut.
1.3. Batasan Masalah
Dalam tugas ini dirancang sebuah HRSG Heat Recovery Steam Generator yang memanfaatkan gas buang dari turbin gas dengan daya 130 MW ,
dimana uapnya mensuplai uap panas lanjut untuk sebuah turbin uap. Adapun pembahasan meliputi :
1. Perhitungan Termodinamika
2. Perhitungan daya yang dihasilkan HRSG.
3. Perhitungan ukuran utama turbin HRSG yaitu ukuran-ukuran pipa dan
bahan Preheater, Ekonomiser, Evaporator, Superheater. 4.
Gambar penampang HRSG. Dengan spesifikasi data-data yang diperoleh dari hasil survey yang
digunakan dalam perencanaan HRSG adalah: 1.
Daya maksimum turbin gas : 130 MW 130000 kW
2. Temperatur air di tanki umpan
: 165 C
3. Putran Turbin
: 3000 rpm 4.
Perbandingan tekanan pada kompresor : 10
5. Temperatur masuk kompresor
: 30
o
C 6.
Tekanan Barometer : 1,013 bar
7. Temperatur gas buang turbin
: 567 C
1.4 Metodologi Penulisan
Metode penulisan yang digunakan adalah sebagai berikut : a.
Survey lapangan, yakni berupa peninjauan langsung ke lokasi tempat unit pembangkit itu berada.
3
b. Studi literatur, yakni berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku, dan
tulisan-tulisan yang terkait. c.
Diskusi, yakni berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing, dosen pembanding yang nanti akan ditunjuk oleh pihak Departemen Teknik
Mesin – FT USU mengenai kekurangan-kekurangan didalam tulisan tugas sarjana ini.
Gambar 1.1 Flowchart Penulisan Skripsi
Mulai
Survey Lapangan
Studi Literatur
Diskusi dengan Dosen
Penyusunan Skripsi
Selesai
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Siklus Gabung
Siklus gabung adalah suatu siklus yang memanfaatkan gas buang dari turbin gas PLTG untuk memanaskan air dalam ketel, dalam hal ini disebut
HRSG Heat Recovery Steam Generator , dan uap yang dihasilkan HRSG tersebut digunakan untuk menggerakkan generator listrik.
Gas turbin dari turbin gas keluar pada tekanan dan suhu diatas 500
o
C. Disebabkan tekanan rendah, suhu tinggi entalpi tinggi ini, gas buang tidak
dapat dimanfaatkan menjadi fluida kerja. Regenerator dapat digunakan untuk memanfaatkan gas terbuang ini dengan cara memanaskan gas keluar dari
kompressor sebelum masuk ke ruang bakar. Beberapa halangan penggunaan regenerator :
1. Regenerator mengakibatkan penurunan tekanan antara outlet kompressor
dan inlet ruang bakar yang menyebabkan naiknya kerja kompressor karena untuk tekanan inlet turbin yang tertentu. Outlet kompressor tekanannya
harus lebih tinggi. 2.
Regenerator menimbulkan naiknya tekanan keluar back pressure turbin yang menyebabkan turunnya kerja turbin.
3. Regenerator sulit untuk melayani debit aliran yang tinggi.
Untuk menghindarkan hal-hal diatas maka untuk pemanfaatan panas terbuang dari turbin gas digunakan ketel dalam hal ini HRSG. Hal ini jelas dapat
dipahami, dimana gas buang dari turbin gas relatif masih mengandung energi yang relatif tinggi, yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi bagi siklus
uap. Oleh karena itu, kedua siklus dapat saling melengkapi secara termodinamika, dengan demikian dapat digabungkan menjadi satu siklus gabungan terdiri dari
turbin gas dan turbin uap yang masing-masing menggerakkan generator secara terpisah.
Gambar 2.1. berikut menampilkan skema pembangkit daya dengan menggunakan HRSG Heat Recovery Steam Generator .
5
Keterangan : P
= Pompa HRSG
= Heat Recovery Steam Generator TU
= Turbin Uap C
= Condensor K
= Kompresor RB
= Ruang Bakar TG
= Turbin Gas
K TG
RB
HRSG
TU
C P
6 7
8 9
1 2
3
4
Gambar 2.1 Skema pembangkit daya siklus gabungan
Pembangkit daya seperti gambar 2.1 diatas, disamping menghasilkan efisiensi yang tinggi dan keluaran daya yang lebih besar, siklus gabung besifat
luwes, mudah dinyalakan dengan beban tak penuh, cocok untuk operasi beban dasar dan turbin bersiklus dan mempunyai efisiensi yang tinggi dalam daerah
beban yang luas. Kelemahannya berkaitan dengan keruwetannya, karena pada dasarnya instalasi ini menggabungkan dua teknologi di dalam satu kompleks
pembangkit daya. Dengan menggunakan daur kombinasi gas dapat diperoleh dua keuntungan
utama yaitu: dapat menambah daya listrik dan dapat menghemat biaya bahan bakar. Penambahan daya listrik tanpa menambah bahan bakar juga berarti akan
menaikkan efisiensi termal sistem dan dapat dinaikkan dari sekitar 24 menjadi sekitar 42 . Besarnya peningkatan efisiensi ini tergantung dari temperatur air
pendingin yang digunakan pada PLTU dan besarnya temperatur gas buang PLTG. Makin dingin temperatur air pendingin dan semakin tinggi temperatur gas
buangnya maka peningkatan efisiensinya juga semakin besar. Alasan lain pemilihan PLTGU adalah waktu konstruksi yang cepat
sehingga bila ada lonjakan permintaan tenaga listrik yang harus dipenuhi dalam
6
2
TURBIN GAS KOMPRESOR
RUANG BAKAR
GENERATOR
SIKLUS GAS
4 BAHAN BAKAR
1 3
waktu singkat dapat dibangun PLTGU secara bertahap. Tahap pertama dibangun PLTG untuk memenuhi lonjakan permintaan, sedangkan HRSG beserta PLTU
dibangun dan dioperasikan kemudian bila permintaan tenaga listrik sudah meningkat. PLTGU dapat dioperasikan sebagai pembangkit untuk beban puncak
maupun untuk beban dasar. Sebagai pembangkit untuk beban dasar yang perlu diperhatikan adalah kontinuitas air pendingin, sedangkan sebagai pembangkit
untuk beban pencak perlu dipertimbangkan waktu start-up dari PLTGU. PLTG mempunyai waktu start-up yang cepat sedangkan untuk PLTU mempunyai waktu
start-up yang lambat bila dalam kondisi cold start-up. Sehingga untuk melayani beban puncak perlu beroperasi secara warm start-up.
Dalam tugas sarjana perancangan ini, dipilih siklus gabungan dengan regenerasi karena siklus ini lebih efisien digunakan dibandingkan dengan siklus
gabungan lainnya dalam menghasilkan daya listrik dengan mempergunakan masing-masing satu turbin gas dan turbin uap. Disamping itu juga, adanya
pemanasan air umpan atau regenerasi akan lebih mengefektifkan kerja HRSG. Pada siklus gabung sederhana, turbin gas terdiri dari kompressor udara,
ruang bakar, turbin gas. Dipadukan dengan mengirim gas buang turbin gas ke HRSG sebagai pembangkit uap. Pembangkit uap satu tekanan terdiri dari
turbin uap, kondensor, pompa kondensat, tangki air umpan. HRSG terdiri dari kondensat preheater, ekonomiser, drum, evaporator dan superheater. Gas keluar
dari HRSG menuju cerobong. Dalam hal ini turbin gas dan turbin uap, keduanya menggunakan generator listrik masing-masing.
2.2. Siklus Turbin Gas
Kategori