Modifikasi siklus Rankine pada PLTU Prinsip Dasar Turbin Uap

Gambar 2.2 Diagram T-S siklus Rankine sederhana Siklus Rankine sederhana terdiri dari beberapa proses sebagai berikut: 1 2 : Proses pemompaan isentropic pada pompa. 2 3 : Proses pemasukan kalor atau pemanasan pada tekanan konstan dalam ketel uap. 3 4 : Proses ekspansi isentropik di dalam turbin. 4 1 : Proses pengeluaran kalor pada tekanan konstan. Untuk mempermudah penganalisaan thermodinamika siklus ini, proses- proses diatas dapat di sederhanakan dalam diagram berikut: 1 Kerja pompa Wp = h 2 – h 1 = v P 2 – P 1 2 Penambahan kalor pada ketel Q in = h 3 – h 2 3 Kerja turbin W T = h 3 – h 4 4 Kalor yang di lepaskan dalam kondensor Q out = h 4 – h 1 5 Efesiensi Thermal siklus in P T in net th Q W W Q W     2 3 1 2 4 3 h h h h h h th      

2.3 Modifikasi siklus Rankine pada PLTU

Modifikasi siklus Rankine bertujuan untuk meningkatkan efisiensi siklus, dalam hal ini di buat ekstaksi uap yang bertujuan untuk memanaskan air pengisian ketel, sehingga kerja ketel berkurang dan kebutuhan bahan baker juga berkurang. Dalam perancangan ini dibuat modifikasi siklus Rankine dengan empat ekstaksi uap. Adapun modifikasi siklus Rankine tersebut dapat dilihat pada gambar berukut: sumber : data survey pada PLN Sei Canang Universitas Sumatera Utara Gambar 2.3 Diagram alir siklus Rankine Mengunakan HPH dan LPH Uap kering dari hasil pembakaran dari ketel memasuki turbin, setelah melewati bebrapa tingkatan sudu turbin, sebagian uap di ekstraksikan ke empat pemanas awal yaitu sebuah Hight Pressure Heater HPH dan tiga buah Low Pressure Heater LPH, sedangkan sisanya masuk ke kondensor. Selanjutnya air dari kondensor di pompakan melewati tiga LPH dan satu HPH untuk masuk ke ketel. Dari ketel air dubah menjadi uap kering untuk di suplai ke turbin. Tujuan uap di ekstraksikan ke pemanas atau heater adalah untuk membuang gas yang tidak terkonsendasasi sehingga pemanasan di ketel dapat berlangsung efektif ketel dan meningkatkan efisiensi siklus. Untuk mempermudah pemanasan siklus termodinamika ini, proses-proses tersebut diatas dapat kita sederhanakan dalam bentuk diagram berikut : Universitas Sumatera Utara Gambar 2.4 Diagram T-S siklus Renkine dengan empat tingkat ekstraksi

2.4 Prinsip Dasar Turbin Uap

Turbin uap merupakan satu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan energi kinetic ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentu putaran poros turbin. Poros turbin, langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi, dihubungkan dengan mekanisme yang di gerakkan. Tergantung kepada mekanisme yang digerakkan, turbin uap di pakai dalam beberapa bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik, dan untuk transportasi. Dalam perancangan ini, turbin uap digunakan untuk menggerakkan generator tenaga listrik pada PLTU seperti tampak pada gambar 2.3 diatas. Untuk mengubah energi potensial uap menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros dilakukan dengan berbagai cara, sehingga secara umum turbin uap dibagi menjadi tiga jenis utama, yaitu: turbin uap impulus, reaksi dan gabungan impulus-reaksi. Selama proses ekspansi uap di dalam turbin juga terjadi beberapa kerugian utama yang dikelompokkan menjadi dua jenis kerugian utama, yaitu kerugian dalam dan kerugian luar. Hal ini mengakibatkan terjadinya kehilangan energi, penrunan kecepatan dan penurunan kecepatan dari uap tersebut Universitas Sumatera Utara yang pada akhirnya akan mengurangi efisiensi siklus dan penurunan daya generator yang akan dihasilkan oleh generator listrik.

2.5 Klasifikasi Turbin Uap