Kerja turbin • Kondisi kerja ideal turbin

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

kg kj w n 524558 , 707 82944 , 626 354 , 1334 = − = • Kondisi kerja aktual turbin Untuk menentukan kerja turbin yang sebenarnya, maka ditentukan effisiensi insentropis turbin yakni dipilih 0,87 antara 0,82 – 0,89 87 , = = turbin effisiensi r η Maka : kg kj kg kj W Ta 5463 , 615 524558 , 707 87 , = × = Sehingga diperoleh entalpi dan temperatur perencanaan : kg kj W h h Ta a 8076 , 718 5463 , 615 354 , 1334 3 4 = − = − = Universitas Sumatera Utara Dari tabel properti udara dengan cara interpolasi diperoleh temperatur udara keluar turbin secara aktual sebesar : C K T a ° = = 14 , 432 14 , 705 4 Gambar 3.5 Diagram h-s pada turbin

3.2.4 Generator lisrik

Dalam suatu proses pembebanan listrik arus bolak-balik ada dua unsur yang terlihat dalam proses konversi daya, yaitu : 1. Daya nyata yang diukur dengan Watt dikatakan daya nyata, karena besaran yang terlihat dalam proses konversi daya. 2. Daya listrik yang sebenarnya tidak mempengaruhi suatu proses konversi daya, tetapi adalah suatu kebutuhan yang harus dilayani. Secara ekonomis dikatakan bahwa daya reaktif hanya membebani biaya investasi dan bukan biaya operasi. Suatu beban membutuhkan daya reaktif yang sebesar karena dua hal, yaitu : a Karakteristik beban itu sendiri yang tidak bias dielakkan b Proses konversi daya didalam alat itu sendiri. Dari kesimpulan diatas diperoleh bahwa daya harus disuplai oleh tubin kepada generator harus dapat memenuhi kebutuhan daya nyata dan daya reaktif. Gambar 3.6 berikut menggambarkan daya yang bekerja pada generator. Daya yang dibutuhkan menggerakkan generator untuk menghasilkan daya listrik merupakan daya netto dari turbin. Dengan daya netto besarnya : Universitas Sumatera Utara φ η η Cos P P Tr G G E . . = Dengan, = P G daya keluaran generator = η G effisiensi generator = η Tr effisiensi transmisi Dimana daya semu generator adalah : φ Cos P P G S = Dengan, Cos φ = 0,8-0,9 Gambar 3.6 Daya pada generator • Daya keluaran nyata generator : MW P G 130 = • Daya semu generator : MVA Cos P P G S 5 , 162 8 , 130 = = = φ • Daya netto turbin : φ η η Cos P P Tr G G g . . = Universitas Sumatera Utara dimana : η G = effisiensi generator direncanakan 0.98 η Tr = effisiensi tranmisi direncanakan 1 karena turbin dan generator dikopel langsung Cos φ = 0.8 – 0,9 dipilh 0,8 Maka : MW P E 816 , 165 8 , 1 98 , 130 = × × =

3.2.5 Laju Aliran Massa Udara dan Bahan Bakar

Laju aliran massa menurut adalah : K T E P P P − = P E = W W W m m Ka a Ta f a − + W W m m p ma Ka Ta a f E −       + = 1 Dimana, P E = Daya netto turbin kW P T = Daya brutto turbin kW P k = Daya kompressor kW W Ta = Kerja turbin aktualkJKg W ka = Kerja kompressor aktual kJKg m a = Laju aliran massa udara kgs m f = Laju aliran massa bahan bakar kgs Laju aliran massa udara dan bahan bakar ini akan digunakan untuk menentukan daya dari kompressor dan turbin, serta dalam perancangan sudu turbin. Universitas Sumatera Utara W W m m P m Ka Ta a f E a −       + = 1 Dengan : P E = 165,816 MW m m a f = FAR AKT = 0,015066 Dan, FAR AKT = 66,3741 Sehingga : [ ] s kg FAR m m s kg m AKT a f a 563396085 , 9 015066 , 7667652 . 634 7667652 , 634 5961 , 363 5463 , 615 015066 , 1 165816 = × = × = = − + =

3.2.6. Kesetimbangan Energi Pada Ruang Bakar

Ruang bakar tidak menghasilkan dan tidak memerlukan energi mekanis, jadi w = 0, jika proses pembakaran dianggap adiabatik maka ∆EP ≅ 0 karena relative kecil dibanding dengan besaran lainnya. Maka persamaan untuk ruang bakar dapat dituliskan menurut [Lit 1, Hal 74] : h m h m reak reak produk produk x x tan tan Σ = Σ Universitas Sumatera Utara Maka, m a h 2a + m f LHV = m a + m f h 3 634,76676 x 665,9361 + 9,56339608 x 45700 = 634,766 + 9,563 x 1334,354 859.761,3051 kW = 859.761,3051 kW Artinya didalam ruang bakar terjadi kesetimbangan energi.

3.2.7. Udara Pembakaran

Udara pembakaran adalah perbandingan antara AFR AKT dengan AFR TH yang digunakan untuk menentukan persentase udara pembakaran. 334 , 4 3137 , 15 3741 , 66 = = = AFR AFR H T AKT τ

3.2.8. Kerja Netto

Kerja spesifik netto adalah selisih antara kerja spesifik turbin dengan kerja spesifik kompresor yang digunakan untuk menentukan nilai effisiensi siklus. W W W a a K T NET − = = 615,5463-363,5961 =251,9502 kjkg

3.2.9 Back Work Ratio

Back Work Ratio merupakan nilai persentase kerja spesifik turbin yang digunakan untuk menggerakkan kompresor. 5906 , 5463 , 615 5961 , 363 = = = WT W k a a r bw

3.2.10 Effisiensi Thermal Siklus

Effisiensi thermal ini merupakan effisiensi total dari siklus yang terjadi pada analisa termodinamika tersebut. Universitas Sumatera Utara 7 , 37 100 9361 , 665 354 , 1334 9502 , 251 100 2 3 = × − = − = × = h h W Q W a net RB NET TH η

3.2.11. Panas Masuk

Panas masuk adalah suplai panas dari ruang bakar sebesar: h h Q Q a RB in 2 3 − = = = 1334,354 kJkg – 665,9361 kJkg = 668,4179 kJkg

3.2.12. Panas keluar

Panas keluar dari turbin gas sebesar: h h Q a out 1 4 − = = 718,8076kJkg – 302,34 kJkg = 416,4676 kJkg

3.2.13. Daya Tiap Komponen Instalasi Turbin Gas 1. Daya Kompresor