Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
4.3. Zona Daerah Pembakaran 4.3.1.
Primary Zone
Pada daerah ini sekitar 28 dari total udara hasil kompresi disuplaikan ke sekeliling aliran bahan bakar untuk proses pembakaran [lit 2
hal 35]. Laju aliran massa udara pada daerah primary zone m
u
Pz dapat dihitung dengan cara:
m
u
Pz = Pz . m
u
= 28 . 8,449 kgs
= 2,366 kgs Laju aliran massa bahan bakar:
m
fRB
= JumlahRB
m
f
= 10
33 ,
3 s
kg
= 0,333 kgs Perbandingan udara – bahan bakar AFRPz
AFRPz =
mfRB muPz
= 333
, 366
, 2
= 7,1 kg udara kg bb
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
4.3.2. Secondary Zone
Merupakan zona dimana sekitar 22 udara untuk membantu pembakaran, dengan tujuan supaya proses pembakaran bisa berlangsung
dengan sempurna. Laju aliran massa udara pada daerah secondary zone m
u
Sz dapat dihitung dengan cara:
m
u
Sz = Pz + Sz . m
u
= 28 + 22 . 8,449 kgs = 4,22 kgs
Laju aliran massa bahan bakar: m
fRB
=
JumlahRB m
f
=
10 33
, 3
s kg
= 0,333 kgs
Perbandingan udara – bahan bakar AFRSz AFRSz =
fRB z
u
m S
m
= 333
, 22
, 4
= 12,673 kg udarakg bb
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
4.3.3. Dilution Zone
Dilution zone adalah dimana udara sebesar 28 dari total udara pimary yang masuk ke liner ditambah 22 total udara secondary zone yang
kemudian ditambahkan dengan Dz sebesar 40 [lit 9 hal 12] yang berfungsi untuk mendinginkan gas panas yang dihasilkan dari secondary
zone.
Gambar 4.5. Bentuk aliran udara menuju lubang tabung api
4.3.3.1. Jumlah Laju Aliran Gas yang Akan Didinginkan
Laju aliran melalui sebuah lubang pada liner tidak
hanya tergantung pada ukuran lubang hole dan tekanan yang hilang, tetapi juga bergantung pada ukuran saluran dan kondisi
aliran di sekitar lubang, sehingga nantinya diharapkan dapat mempengaruhi keefektifitasan luas laju aliran. Pada gambar 4.5.
akan ditunjukkan bentuk aliran melalui liner.
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
Laju aliran massa udara pada dilution zone: m
uDZ
= maPzmaSz + m
aDZ
. m
u
m
uDZ
= 50 + 40 . m
u
= 90 . 8,449 kgs = 7,6 kgs
m
fRB
= JumlahRB
m
f
=
10 33
, 3
s kg
= 0,333 kgs Jumlah laju aliran gas yang akan didinginkan adalah:
m
g
= m
uDz
+ m
f
dimana: m
uDz
= Laju aliran udara pada zona pendinginan dilution zone kgs
m
f
= Laju aliran bahan bakar untuk setiap ruang bakar kgs sehingga diperoleh:
m
g
= 7,6 + 0,333 kgs = 7,93 kgs
4.3.3.2. Diameter Efektif Lubang Hole Pendinginan d
j
Diameter efektif lubang dapat dihitung dengan mempertimbangkan:
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
Laju aliran massa udara melewati saluran m
J
m
J
= 0,5 . m
u
… … … … ..… … … … … … …[lit 9 hal 137]
= 0,5 . 8,449 kgs
= 4,22 kgs sehingga didapat laju aliran massa udara pendingin:
=
g j
m m
s kg
s kg
93 ,
7 22
, 4
= 0,53 perbandingan temperatur gas terhadap kondisi titik 2a:
=
a O
gas
T T
2
K K
89 ,
655 3
, 1185
= 1,807 maka berdasarkan grafik perbandingan nilai optimal D
L
nd
j
vs m
J
m
g
seperti yang tampak pada gambar 4.6. di dapat nilai optimal dari D
L
nd
j
= 1,2.
Gambar 4.6. Grafik desain zone pendinginan untuk ruang bakar tubular
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
Maka:
j L
d n
D .
= 1,2
Dimana: D
L
= Diameter Liner m n
= Jumlah lubang hole = 6 untuk tubular dj
= Diameter efetif lubang m
sehingga diperoleh: dj
= 2
, 1
. 6
214 ,
= 0,0297 m
4.3.3.3. Diameter Aktual Lubang d
h
Diameter aktual dari lubang dapat dihitung dengan rumus: d
h
=
5 .
D
C dj
… … … … … ……… … … … … … …[lit 9 hal 138] keterangan: bentuk aliran udara pendinginan yang direncanakan adalah
lubang bulat round holes. Harga C
D
dapat diperoleh dengan menggunakan grafik seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.6.
Untuk harga koefisien tekanan jatuh lubang K dapat dicari dengna menggunakan rumus:
K = 1 +
an L
q P
∆ …….… … ……… … …… … … … … …[lit 9 hal 115]
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
Dimana:
an L
q P
∆ = 37 lihat lampiran 2 untuk jenis tubular
Jadi diperoleh: K = 1 + 37
= 38 Maka berdasarkan grafik pada gambar 4.7. diperoleh C
D
= 0,65
Gambar 4.7. Pengaruh bentuk lubang pada C
D
discharge coefficient Dengan demikian diameter lubang pendingin aktual adalah:
d
h
=
5 .
65 ,
0297 ,
= 0,037 m
Dolok Martin O.D.S : Rancangan Ruang Bakar Turbin Gas Pada Sebuah Pembangkit Listrik Dengan Daya 21 MW, 2009.
4.3.3.4. Sudut Jet
Untuk menghitung sudut jet seperti tampak pada gambar 4.8, dapat menggunakan grafik pada gambar 4.11.
Jadi untuk K = 38 dengan bentuk lubang bulat round holes, diperoleh sudut jet = 78
.
Gambar 4.8. Variasi sudut jet dengan tekanan jatuh liner untuk berbagai bentuk lubang
4.4. Nozel Bahan Bakar Fuel Nozzle
