Maka setelah diinterpolasi dari tabel property udara diperoleh :
h
2
= 622,3046 KjKg
3. Kerja kompresor • Kondisi ideal kompresor
Kerja kompresor ideal adalah :
h h
W
Ki 1
2
− =
=622,3046-302,34 =319, 9646 KjKg
• Kondisi aktual perencanaan
Untuk menentukan keadaan pada titik 2, yaitu keadaan aktualnya maka ditetapkan
η
k
= 0,88 antara 0,85 – 0,90 untuk kompresor aksial [Lit 13, Hal 198]
Maka kerja aktual kompresor adalah : 88
, 9646
, 319
= W
Ka
= W
Ka
363,5961 KjKg Sehingga akan diperoleh
h
a 2
:
h W
Ka a
h
1 2
+ =
h
a 2
=363,5961+302,34
h
a 2
= 665,9361 KjKg Dari tabel properti udara dengan cara interpolasi diperoleh temperatur
aktual perencanaan keluar kompresor
2
T
a
yaitu sebesar : T
a 2
=655,73 K= 382,73
˚C
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2 Diagram h-s pada kompresor
3.2.2. Proses Pada Ruang Bakar
Daya yang dihasilkan turbin tergantung dari entalpi pembakaran. Untuk itu perlu dianalisa reaksi pembakaran yang terjadi pada ruang bakar. Dari analisa ini
akan didapat perbandingan bahan bakar dengan udara yang dibutuhkan FAR yang dipergunakan, sehingga diperoleh laju aliran massa yang dialirkan ke turbin.
Bahan bakar yang dipakai adalah gas alam dengan komposisi pada tabel 3.1 berikut.
Tabel 3.1. Komposisi Bahan Bakar
No. Komposisi
Volume 1.
2. 3.
4. 5.
6. 7.
8. 9.
CO
2
N
2
CH
4
C
2
H
6
C
3
H
8
C
4
H
10
C
5
H
12
C
6
H
14
C
7
H
16
2,86 1,80
88,19 3,88
2,1 0,83
0,25 0,05
0,04 ∑= 100
LHV 45.700 KjKg
Sumber : PT. PLN Persero Sicanang
Universitas Sumatera Utara
Dengan reaksi pembakaran komponen bahan bakar adalah:
No. Untuk CH
4
0,8819 CH
4
+ a O
2
+ 3,76 N
2
→ b CO
2
+ CH
2
O + d N
2
Persamaan reaksi diatas disetarakan sebagai berikut : Unsur C
: b = 0,8819
Unsur H : 2c
= 4b c
= 1,7638 Unsur O
: 2a = 2b + c
a = 1,7638
Unsur N
2
: d = 3,76 a
d = 6,6318
Sehingga persamaan reaksi stoikiometri yang terjadi : 0,8819 CH
4
+ 1,7638 O
2
+3,76 N
2
→ 0,8819 CO
2
+ 1,7638 H
2
O +6,6318 N
2
Maka akan diperoleh massa bahan bakar CH
4
: Untuk massa CH
4
= 0,8819 x 16 = 14,1104 Kg CH
4
1 mol bahan bakar Dengan cara yang sama akan diperoleh hasil pada tabel 3.2. berikut :
Tabel 3.2. Kebutuhan udara pembakaran Komposisi
B.Bakar Fraksi Mol
B.Bakar Volume
Mol udara yang
dibutuhkan Massa B.Bakar
Kg
CmHn
1mol BB
1. 2.
3. 4.
5. 6.
7. 8.
9. CO
2
N
2
CH
4
C
2
H
6
C
3
H
8
C
4
H
10
C
5
H
12
C
6
H
14
C
7
H
16
0,0286 0,018
0,8819 0,0388
0,021 0,0083
0,0025 0,0005
0,0004 -
- 1,7638
0,1358 0,105
0,05395 0,02
0,00475 0,0044
1,2584 0,504
14,1104 1,164
0,924 0,4814
0,18 0,043
0,04 ∑ = 1
∑ = 2,08628 ∑ = 18, 7052
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan massa udara yang dibutuhkan adalah : Massa = mol x Mr
= 2,08628 x 32 + 3,76 . 28 = 286,4045 Kg
maka, Bakar
Bahan Massa
Udara Massa
AFR
TH
=
= 7025
, 18
4045 ,
286 = 15,3137
bakar bahan
udara
Kg Kg
Untuk menghitung perbandingan bahan bakar aktual, dapat dilihat dari gambar 3.3 berikut, dengan menghitung temperatur udara keluar dari kompresor
382,73 ˚C dan dengan pertimbangan bahan yang dipakai sudu, ditetapkan
temperatur gas masuk turbin 975 ˚C. Maka dapat ditentukan faktor kelebihan
udara excess air sebasar 3,334 sehingga :
015066 ,
3741 ,
66 3137
, 15
3137 ,
15 334
, 3
100 3137
, 15
3137 ,
15 334
, 3
100
= =
+ =
× −
= ×
− =
AKT AKT
AKT AKT
TH TH
AKT
AFR AFR
x AFR
AFR AFR
AFR AFR
λ
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.3 Grafik faktor kelebihan udara sumber : Turbin Pompa dan Kompresor, Fritz Dietzel
Kerugian tekanan pada ruang bakar gambar 3.3 sebesar 2-3 [Lit 1, Hal 198], diambil 2, maka :
bar x
Pb P
P
a
8 ,
11 ,
12 02
, ,
12
2 3
= −
= ∆
− =
Gambar 3.4 Kerugian tekanan pada ruang bakar
Sehingga keadaan pada titik 3: K
T 1248
273 975
3
= +
=
Dari tabel properti udara dengan cara interpolasi maka diperoleh kg
kj h
354 ,
1334
3
=
Universitas Sumatera Utara
3.2.3 Analisa termodinamika pada turbin 1. Temperatur dan Tekanan udara keluar turbin
Tekanan keluar turbin ideal sama dengan tekanan atmosfir, sehingga :
K T
T P
P T
T bar
P P
K K
a
8213 ,
618 1248
013 ,
1 8
, 11
013 ,
1
4 4
, 1
1 4
, 1
4 1
3 4
3 4
4
= ×
=
=
= =
− −
Dengan cara interpolasi dari tabel udara diperoleh entalpi keluar turbin : kg
kj h
82944 ,
626
4
=
2. Kerja turbin • Kondisi kerja ideal turbin
Kategori