Roy Franc J.S. : Perancangan Turbin Uap Untuk PLTGU dengan Daya Generator Listrik 80 MW pada Putaran Turbin 3000 RPM, 2009.
USU Repository © 2009
BAB 3 PERHITUNGAN THERMODINAMIKA TURBIN UAP PLTGU
3.1 Pemilihan Jenis Turbin Uap
Dalam Bab 2 sebelumnya telah dijelaskan tinjauan termodinamika turbin uap dalam instalasi PLTGU, jenis-jenis turbin uap dan pertimbangan kerugian-kerugian yang akan
terjadi dalam siklus yang akan mempengaruhi efisiensi dalam turbin uap tersebut. Turbin uap yang akan dirancang akan mempunyai daya generator listrik 80 MW pada
putaran turbin 3000 rpm. Dengan mempertimbangkan kelebihan dan kekurangan setiap jenis turbin serta pertimbangan pada daya dan putaran yang akan dihasilkan, maka
dalam perancangan ini dipilih jenis turbin impuls nekatingkat dengan derajat reaksi. Turbin impuls nekatingkat dengan derajat reaksi banyak dipakai di bidang industri
sebagai penggerak mula untuk generator listrik kapasitas besar. Hal ini disebabkan kemampuannya menghasilkan daya yang lebih besar dibandingkan dengan turbin
tingkat tunggal, sesuai untuk kondisi tekanan uap yang tinggi, dorongan aksial serta diameter tingkat akhir yang besar dan yang biasanya terjadi pada turbin impuls murni
dapat diatasi dengan derajat reaksi. Distribusi penurunan kalor pada sejumlah tingkat tekanan akan memungkinkan mendapatkan kecepatan uap yang lebih rendah yang
cenderung untuk menaikkan efisiensi turbin uap. Dalam perancangan ini, turbin impuls nekatingkat dengan derajat reaksi mempunyai
empat tingkatan ekstraksi uap yang akan diumpankan pada air umpan pengisian HRSG. Dengan membuat analisa perhitungan penurunan kalor dan fraksi massa serta laju aliran
massa untuk tiap ekstraksi, akan dapat ditentukan daya akhir yang akan dihasilkan jenis turbin impuls nekatingkat yang sesuai untuk dipakai untuk instalasi PLTGU.
Roy Franc J.S. : Perancangan Turbin Uap Untuk PLTGU dengan Daya Generator Listrik 80 MW pada Putaran Turbin 3000 RPM, 2009.
USU Repository © 2009
3.2 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 diatas, 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
Gambar 3.1 Diagram daya yang harus disuplai turbin uap ke generator Dari gambar 3.1 diatas, dapat disimpulkan bahwa daya yang dibutuhkan oleh
generator adalah daya semu MVA dan daya generator listrik adalah daya nyata MW, maka :
P = P
G
. cos ϕ
...3-1 Dimana :
Roy Franc J.S. : Perancangan Turbin Uap Untuk PLTGU dengan Daya Generator Listrik 80 MW pada Putaran Turbin 3000 RPM, 2009.
USU Repository © 2009
P = daya generator listrik = 80 MW output generator
P
G
= daya semu yang dibutuhkan generator listrik MVA input generator cos
ϕ = faktor daya yang besarnya 0,6 – 0,9. Namun berdasarkan harga yang umum dipakai di lapangan [Menurut lit. 3], maka diambil cos
ϕ = 0,8. Dengan demikian dari persamaan 3-1 diatas :
8 ,
80 cos
= =
ϕ P
P
G
118 ,
94 =
G
P MVA
Sehingga daya nettonyata yang harus disuplai turbin uap ke generator listrik P
N
adalah :
G m
G N
P P
η η ⋅
= ...3-2
Dimana :
m
η = efisiensi mekanis yang ditentukan dari gambar 2.7 = 0,995
G
η = efisiensi generator yang ditentukan dari gambar 2.8 = 0,98,
maka :
98 ,
995 ,
118 ,
94 ⋅
=
N
P 516
, 97
=
N
P MW
Roy Franc J.S. : Perancangan Turbin Uap Untuk PLTGU dengan Daya Generator Listrik 80 MW pada Putaran Turbin 3000 RPM, 2009.
USU Repository © 2009
3.3 Perhitungan Penurunan Kalor untuk Jenis Turbin Nekatingkat