Keadaan 4 :
P
4
= 42 bar = 4,2 Mpa s
4
= s
3
, h
4
= W
p2
+ h
3
= [v
3
x P
4
– P
3
+ h
3
] = [0,001084 m
3
kg x 4200-400 kPa + 604,74 kJkg] = 608,859 kJkg
Keadaan 5 :
P
5
= 42 bar T
5
= 480°C, diperoleh : h
5
= 3396,337 kJkg s
5
= 7,0038 kJkg.K •
Keadaan 6 :
P
6
= 4 bar = 0,4 Mpa s
6
= s
5
, dengan interpolasi diperoleh : h
6
= 2785,817 kJkg
Keadaan 7 :
P
7
= 0,1 bar = 10 kPa s
7
= s
5
, h
7
= h
f
+ x
7
.h
fg
, dimana x
7
= 847165
, 5009
, 7
6493 ,
0038 ,
7
7
= −
= −
fg f
s s
s kJkg.K
maka, h
7
= 191,83 kJkg + 0,8471652392,8 kJkg
3.4. Perhitungan Daya Turbin Uap
Dalam suatu proses pembebanan listrik bolak-balik ada 2 unsur yang terpakai dalam proses konversi daya, yaitu :
1. Daya keluaran atau daya nyata V.I cos
ϕ yang diukur dengan MW. Dikatakan daya nyata, karena besaran inilah yang dipakai dalam proses
konversi daya.
2. Daya reaktif V.I sin
ϕ yang diukur dengan MVAR. Besaran ini adalah suatu daya yang sebenarnya tidak mempengaruhi suatu proses konversi
daya, tetapi adalah suatu kebutuhan yang harus dilayani. Dari penjelasan di atas, maka daya yang harus disuplai oleh turbin uap ke
generator harus dapat memenuhi kebutuhan daya nyata dan daya reaktif. Diagram pada gambar di bawah ini menggambarkan daya yang bekerja pada generator
listrik.
Daya Reaktif MVAR Daya Semu MVA
Daya Nyata MW
ϕ
Gambar 3.5 Diagram daya yang harus disuplai turbin uap ke generator
Dari gambar 3.5 di atas, dapat disimpulkan bahwa daya yang dibutuhkan oleh generator adalah daya semu MVA dan daya nominal generator adalah daya
nyata MW, maka : P = P
G
. cos ϕ
Dimana : P
= daya nominal generator listrik = 10 MW P
G
= daya yang dibutuhkan generator listrik MVA
cos ϕ = faktor daya yang besarnya 0,6 – 0,9. Namun berdasarkan harga yang
umum dipakai di lapangan [Menurut lit. 8], maka diambil cos ϕ = 0,85. Dengan
demikian dari persamaan di atas :
85 ,
10 cos
= =
ϕ P
P
G
765 ,
11 =
G
P MVA
Sehingga daya netto yang harus disuplai turbin uap ke generator listrik P
N
adalah :
G m
G N
P P
η η ⋅
=
Dimana :
m
η = efisiensi mekanis yang ditentukan dari gambar 3.6 = 0,9878
G
η = efisiensi generator yang ditentukan dari gambar 3.7 = 0,955, maka :
955 ,
9878 ,
765 ,
11 ×
=
N
P 471
, 12
=
N
P MW
Gambar 3.6 Effisiensi Mekanis turbin
Sumber: lit.1, hal 70
Gambar 3.7 Effisiensi Generator
Sumber : lit.1, hal 74
Penentuan Fraksi Massa Uap Ekstraksi dan Laju Aliran Massa Uap
Dari gambar 3.2 dan 3.4 dapat diturunkan rumus untuk menentukan fraksi massa uap ekstraksi. Dimana dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa uap yang
diekstraksikan terjadi pada titik 6. Sehingga menurut buku lit.5, diperoleh persamaan kesetimbangan energi :
out out
in in
out in
h m
h m
E E
• •
• •
Σ =
Σ =
=
3 3
2 2
6 6
h m
h m
h m
• •
•
= +
Dimana : α
=
• •
5 6
m m
,
5 6
• •
× =
m m
α , dan
1
5
=
•
m ,
1
2
α −
=
•
m , dan
3 •
m =1, =
α fraksi massa uap ekstraksi sehingga persamaan di atas akan menjadi :
3 2
6
1 h
h h
= −
+ α
α , maka diperoleh persamaan fraksi massa uap
ekstraksi,yaitu :
3 6
2 3
h h
h h
− −
= α
Sehingga diperoleh persamaan fraksi massa uap ekstraksi, yaitu :
1590520 ,
224 ,
192 348
, 2785
224 ,
192 74
, 604
2 6
2 3
= −
− =
− −
= h
h h
h
α
Selanjutnya dari diagram I-s diperoleh : h
i eks
= 460,49 kJkg h
i z
= 501,05 kJkg Sehingga dari persamaan :
[ ]
z i
eks i
N
h h
xP G
α −
+ =
1 860
Dimana : P
N
= 12,471 MW = 12.471 kW h
i eks
= 460,49 kJkg h
i z
= 501,05 kJkg
Sehingga massa alir uap total yang melalui turbin adalah :
[ ]
jam kg
x G
90 ,
920 .
50 04
, 501
1590520 ,
1 30
, 456
1869 ,
4 471
. 12
860 =
− +
× =
= 13,407 kgdet.
Maka massa alir uap yang diekstraksi adalah : G
eks
= G x = 14,145 kgdet x 0,1590520 = 2,250 kgdet
Dan massa alir uap yang melalui turbin setelah ekstraksi adalah : G = G
– G
eks
= 14,145 kgdet – 2,250 kgdet = 11,895 kgdet.
3.5. Perancangan Turbin Tingkat PengaturanTingkat 1
