Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009 m
k
Ta T
Cp W
η
02
− =
…Lit 2. hal 64 Dimana :
C
p udara
= 1,005 kJkg
udara
. K
m
= 0,99 Temperatur ekivalen untuk kerja kompresor
∆T
02a
atau T
02
– Ta adalah :
T
02
– Ta =
−
−
1
1 02
a a
k k
a k
P P
Ta η
…Lit 2 hal 64
=
−
−
1 013
, 1
32 ,
10 85
, 303
4 ,
1 1
4 ,
1
= 335,43 K
sehingga :
99 ,
43 ,
335 005
, 1
=
k
W = 340,51 kJkg
udara
Kondisi aktual perencanaan ho
’ 2
=W
k
+ ho
1
ho
’ 2
= 340,51 + 301,67 = 642,18 kJkg
udara
Dari harga entalfi ini dapat dicari temperatur aktual perencanaan adalah : To
’ 2
= 633 K
3.2.2. Analisa Ruang Bakar
Analisa ini dimaksudkan untuk menentukan jumlah perbandingan udara, bahan bakar dan temperatur gas yang dihasilkan. Bahan bakar yang digunakan
adalah gas alam cair Liquid Natural Gas dengan komposisi sebagai berikut : Tabel 3.1 Tabel komposisi gas alam
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
Komposisi gas alam Volume
Metana CH
4
Etana C
2
H
6
Propana C
3
H
8
Butana C
4
H
10
Pentana C
5
H
12
Hexana C
6
H
14
CO
2
N
2
+ H
2
S 74,44
5,66 2,42
1,22 0,47
0,52
14,90 0,39
Total 100,00
Sumber : Operation Manual, Volume 12. Fuel Gas Sytem JCC. Corporation. Pertamina Arun LNG
Low Heating Value LVH bahan bakar untuk tiap kg bahan bakar adalah : 47320
kJkg. Menurut [2] hal 258 bahwa cara untuk proses pembakaran gas-gas dengan
100 udara teoritis adalah sebagai berikut : •
Menthana CH
4
CH
4
+ 2 O
2
CO
2
+ 2 H
2
O 1 mol CH
4
+ 2 mol O
2
1 CO
2
+ 2 H
2
O 16 CH
4
+ 64 O
2
44 CO
2
+ 36 H
2
O 1 CH
4
+ 4 O
2
2,75 CO
2
+ 2,25 H
2
O Jadi :
1 kg CH
4
membutuhkan 4 kg O
2
, karena O
2
= 23 maka : 1 kg CH
4
membutuhkan 10023 x 4 kg udara, atau 1 kg CH
4
membutuhkan 17,39 kg udara •
Ethana C
2
H
6
C
2
H
6
+ 7 O
2
4 CO
2
+ 6 H
2
O 60 C
2
H
6
+ 224 O
2
176 CO
2
+ 108 H
2
O Jadi :
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
1 kg C
2
H
6
membutuhkan 24460 kg O
2
, maka : 1 kg C
2
H
6
membutuhkan 10023 x 3,73 kg udara, atau 1 kg C
2
H
6
membutuhkan 16,23 kg udara •
Propana C
3
H
8
: C
3
H
8
+ 5 O
2
3 CO
2
+ 4 H
2
O 44 C
3
H
8
+ 160 O
2
132 CO
2
+ 72 H
2
O 1 C
3
H
8
+ 13,64 O
2
3 CO
2
+ 1,64 H
2
O Jadi :
1 kg C
3
H
8
membutuhkan 3,64 kg O
2
, maka 1 kg C
3
H
8
membutuhkan 10023 X 3,64 kg udara. 1 kg C
3
H
8
membutuhkan 15,81 kg udara. •
Butana C
4
H
10
: C
4
H
10
+ 13 O
2
8 CO
2
+ 10 H
2
O 116 C
4
H
10
+ 416 O
2
264 CO
2
+ 144 H
2
O 1 C
4
H
10
+ 3,59 O
2
2,28 CO
2
+ 1,24 H
2
O Jadi :
1 kg C
4
H
10
membutuhkan 10023x 3,59 kg udara 1 kg membutuhkan 15,6 kg udara
• Pentana C
5
H
12
: C
5
H
12
+ 8 O
2
5 CO
2
+ 6 H
2
O 72 C
5
H
13
+ 256 O
2
220 CO
2
+ 108 H
2
O 1 C
5
H
12
+ 3,59 O
2
3,06 CO
2
+ 1,5 H
2
O Jadi :
1 kg C
5
H
12
membutuhkan 10023x 3,56 kg udara
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
1 kg C
5
H
12
membutuhkan 15,46 kg udara. •
Hexana C
6
H
14
C
6
H
14
+ 19 O
2
12 CO
2
+ 14 H
2
O 172 C
6
H
14
+ 608 O
2
528 CO
2
+ 252 H
2
O 1 C
6
H
14
+ 3,54 O
2
3,07 CO
2
+ 1,47 H
2
O Jadi :
1 kg C
6
H
14
membutuhkan 3,54 kg udara, maka : 1 kg C
6
H
14
membutuhkan 10023x 3,54 kg udara 1 kg C
6
H
14
membutuhkan 15,37 kg udara. Berdasarkan dari persamaan reaksi di atas untuk 1 kg gas alam akan
membutuhkan udara sebanyak : Tabel 3.2 Kandungan udara pada bahan bakar
Komposisi gas alam Volume
Kandungan udara Jumlah
Metana Etana
Propana Butana
Pentana Hexana
CO
2
N
2
+ H
2
S 74,44
5,66 2,42
1,22 0,47
0,52
14,90 0,39
x 17,39 x 16,23
x 15,81 x 15,60
x 15,46 x 15,37
- -
= 12,95 = 0,92
= 0,38 = 0,19
= 0,07 = 0,08
- -
1 kg 100 gas alam butuh 14,59 kg udara
Dengan demikian perbandingan massa bahan bakar dan udara m
f
m
a
adalah 1 : 14,59 atau m
f
m
a
= 0,0685. Untuk pembakaran dengan menggunakan 400 udara teoritis lit 3 hal 200 :
m
f
m
a
= 1 : 4 x 14,59 = 0,0172 = f
teoritis
Edy Saputra : Turbin Gas Perancangan Turbin Gas Penggerak Generator Pada Instalasi Pltg Dengan Daya 130 Mw, 2008.
USU Repository © 2009
Sehingga : f
aktual
=
rb teoritis
f η
Dimana :
rb
= effesiensi ruang bakar = 0,98
Maka : f
aktual
= 01755
, 98
, 0172
, =
Menurut [1] halaman 469, perbandingan massa bahan bakar dan udara yang baik dalam range f =
50 1
sd 200
1 atau 0,005 ÷ 0,02.
Sehingga f
aktual
yang dihasilkan disini cukup baik untuk proses pembakaran.
3.2.3. Analisa Termodinamika pada Turbin
