BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sistem Kerja dan Start Turbin Gas
Penggerak mula yang digunakan pada system ini adalah motor diesel. Motor diesel ini dihubungkan dengan accessory gear melalui torque converter
dan clute. Mula-mula motor diesel akan memutar kompresor, turbin dan generator sekaligus dalam keadaan idle tanpa beban sampai tercapai putaran 16-22 dari
putaran kerja. Pada putaran ini kapasitas kompresor telah cukup untuk proses pembakaran sehingga proses pembakaran telah dapat dilakukan didalam ruang
bakar. Gas panas hasil pembakaran kemudian diekspansikan kedalam turbin secara kontinu. Jumlah bahan bakar terus bertambah, sehingga mengakibatkan
entalpi hasil pembakaran semakin tinggi, demikian juga tenaga daya yang dihasilkan turbin semakin besar. Dengan semakin meningkatnya daya yang
dihasilkan turbin, akan membawa kompresor dan turbin itu sendiri semakin cepat berputar. Pada putaran sekitar 65-75 dari putaran kerja, maka motor diesel
telah tertinggal putarannya, sehingga terjadi slip pada kopling. Pada saat inilah kopling melepas hubungan antara motor diesel dan kompresor. Kemudian motor
diesel barjalan idle dan akhirnya berhenti, sementara turbin berakselerasi sendiri dengan adanya tambahan bahan bakar sampai dengan putaran kerja. Pada saat
putaran kerja telah tercapai, governor telah berfungsi untuk mengatur bahan bakar dan program start telah selesai, sehingga turbin siap menerima beban dari
generator dan operasi terus berjalan dengan bervariasi beban dari generator.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Turbin gas Sumber : www.manufacturer.com
2.2. Analisa Termodinamika
a. Siklus Ideal Turbin gas secara termodinamika bekerja dengan siklus Brayton. Siklus ini
merupakan siklus ideal untuk system turbin gas sederhana dengan siklus terbuka. Siklus ini terdiri dari dua proses isobar dan dua proses isentropik.
Siklus ideal adalah siklus yang dibangun berdasarkan asumsi sebagai berikut :
• Proses kompresi dan ekspansi berlangsung secara reversible dan adiabatic isentropis
• Perubahan energi kinetic dari fluida kerja diantara sisi masuk dan sisi keluar setiap kompresor diabaikan.
• Tidak ada kerugian tekanan pada sisi masuk ruang bakar dan keluar gas.
Universitas Sumatera Utara
• Fluida kerja dianggap ideal dengan panas jenis konstan. • Massa aliran gas dianggap konstan.
Dengan digram h, T – S dan P – V dapat dilihat berikut ini:
Gambar 2.2. Diagram T-S dan diagram P-V siklus ideal
Proses-proses yang terjadi dari diagram tersebut diatas adalah sebagai berikut : • Proses 1-2 : Proses kompresi isentropis pada kompresor.
• Proses 2-3 : Proses pembakaran pada tekanan konstan isobar didalam
ruang bakar, adanya pemasukan panas. • Proses 3-4 : Proses ekspansi isentropik pada turbin.
• Proses 4-1 : Proses pembuangan kalor pada tekanan konstan.
Dengan demikian pada proses steady state untuk masing-masing proses diatas, diperoleh:
• Proses 1-2 : Kerja kompresor W
k
= h
2
- h
1
KJ Kg
udara
• Proses 2-3 : Pemasukan panas Q
in
= h
3
– h
2
KJ Kg.
gas produk
• Proses3-4 : Kerja turbin Wr = h
3
– h
4
KJ Kg.
gas produk
Universitas Sumatera Utara
• Kerja netto siklus Wnet Wnet = Wr – Wk
= h
3
– h
4
– h
2
– h
1
Oleh karena proses 1-2 dan 3-4 adalah proses yang berlangsung secara isentropis, maka hubungan P-T diperoleh :
4 3
1 1
2
T T
p T
T
r
= =
γ −
γ
Dimana
r
p
adalah perbandingan tekanan pressure ratio, yaitu :
4 3
1 2
4 3
1 2
p
Pr Pr
Pr Pr
P P
P P
r
= =
= =
b. Siklus Aktual
Kategori