Siklus Rankine Aktual ANALISIS DATA

Dimana : h = Diambil dari ketinggian level BFW tank g = Percepatan grafitasi 9,8 ms 2 � air = 1000 kg� 3 � ����� = 1000 kg � 3 .9,8 ms . 48,19 100 x 4,6 m = 21724,05Pa = 21,724 kPa Diketahui dari data yang didapatkan dari hasil pengamatan bahwa flow rate ṁ 10 = 69,67 tonhr dan ṁ 11 = 0,23 tonhr. Maka harga enthalphy h 1 dapat ditentukan dengan : ṁ 1 .h 1 = ṁ 11 .h 11 + ṁ 10 . h 10 69900 kghr. h 1 = 230 kghr . 209,1 kjkg + 69670ghr . 199,54 kjkg h 1 = 15884848 ,32 69900 h 1 = 199,57 kJhr Dengan menggunakan softwareComputer Aided Thermodynamic Table dimasukkan harga enthalphy dan tekanannya maka didapatkan suhu T = 47,63 o C Pada Kondisi 2 Pada kondisi 2 fluida dipompakan dari tanki pemanas air umpan ke deaerator. Air berada pada fase saturated water dengan T = 47,63 o C. Tekanan pada kondisi 2 dianggap sama dengan tekanan discharge pada pompa yaitu P = 7,6 kgcm 2 745,305 kPa. Flow rate air ṁ = 69,9 tonhr .P suction pada pompa dapat dihitung dengan rumus potensial grafitasi: � ����� = � . �. � Dimana : h = Diambil dari ketinggian level BFW tank g = Percepatan grafitasi 9,8 ms 2 � air = 1000 kg� 3 � ����� = 1000 kg � 3 .9,8 ms . 48,19 100 x 4,6 m = 21724,05Pa = 21,724 kPa Maka enthalphy pada kondisi 2 dapat dicari dengan : ṁ.ℎ 2 = ṁ . ℎ 1 + W pump in Wpump = ṁ. � 1 � 2 − � 1 Dimana : � 1 = volume spesifik air pada tekanan P = 0,217 bar, � 1 = 1,01811 x 10 −3 � 3 �� � 2 = Pressure discharge pompa � 1 = Pressure suction pompa Wpump = 1,01811 x 10 −3 � 3 �� 745,305 − 22,246kpa � 1 �� 1 ��� .� 3 � = 0,781 kJkg ℎ 2 = ℎ 1 + W pump in = 199,57 kJkg + 0,781 kJkg = 200,35 kJkg Pada Kondisi 7 Pada kondisi 7 terjadi proses ekstraksi pada turbin uap. Uap dikeluarkan sebagian untuk keperluan proses deaerasi. Uap yang dikeluarkan ini kemudian akan dimasukkan ke dalam deaerator. Di dalam deaerator terjadi proses deaerasi sehingga kandungan gas di dalam air akan hilang. Uap hasil ekstraksi berada dalam suhu T = 265 o C dan tekanan P = 4 bar . Sehingga uap panas ini berada pada fase superheated. Flow rate uap ṁ = 11,55 tonhr Dengan menggunakan perhitungan program ChemicalLogic SteamTab Companion untuk kondisi superheated pada T = 265 o C dan P = 4 bar maka didapatkan nilai enthalphy dan entrophy nya : h 7 = 2995,27 kJkg s 7 = 7,43842kJ �� � � Pada Kondisi 3 Pada kondisi 3 air keluar dari deaerator setelah mengalami poses deaerasi.Diketahui dari data yang didapatkan dari hasil pengamatan bahwa flow rate ṁ 12 = 11,55 tonhr dan ṁ 2 = 69,9 tonhr. Maka harga enthalphy h 1 dapat ditentukan dengan : ṁ 3 .h 3 = ṁ 7 .h 7 + ṁ 2 . h 2 81450 kghr.h 1 = 11550 kghr . 2995,27kJkg + 69900 kghr . 200,35 kJkg h 3 = 596,68kJkg Dengan menggunakan softwareComputer Aided Thermodynamic Table dimasukkan harga enthalphy dan tekanannya maka didapatkan suhu T = 141,8 o C Pada Kondisi 4 Pada kondisi 4 air dipompakan ke boiler.Untuk mencari harga enthalpi diperlukan P suction dan P discharge dari pompa. P suction didapatkan dari tekanan di dalam deaerator dimana P = 4,078 kgcm 2 dan tekanan discharge diketahui P = 85,64kgcm 2 . Suhu air keluar dari deaerator diketahui T = 141,8 o C. ṁ. ℎ 4 = ṁ. ℎ 3 + W pump in Wpump = ṁ. � 3 � 4 − � 3 Dimana : � 3 = volume spesifik air pada tekanan P = 4 bar, � 3 = 1,08355 x 10 −3 � 3 �� � 4 = Pressure discharge pompa � 3 = Pressure suction pompa Wpump = 1,08355 x 10 −3 � 3 �� 8380,763 − 400kPa � 1 �� 1 ��� .� 3 � = 8,647 kJkg ℎ 4 = ℎ 3 + W pump in = 596,68 kJkg + 8,647 kJkg = 605,327 kJkg Pada Kondisi 5 Pada kondisi 5, fluida melewati economizer. Disini fluida akan dipanaskan sebelum masuk ke main drum boiler. Pemanasan fluida dilakukan agar perbedaan temperatur antara air pengisi dan air yang ada dalam steam drum tidak terlalu tinggi. Sebelum masuk ke economizer tekanan fluida sudah diatur terlebih dahulu menggunakan pressure valve sehingga tekanannya turun menjadi P = 59,73 kgcm 2 dan suhu setelah melewat economizer menjadi T = 157,6 o C.Flow rate masuk boiler ṁ = 81,45 tonhr. Diketahui bahwa specific heat air pada suhu T = 157,6 o C adalah Cp = 4,35 kJkg.C Maka enthalphy pada kondisi 5 dapat dicari dengan : ℎ 5 = Cp . T 5 = 4,35 kJkg.C . 157,6 o C = 685,56 kJkg Pada Kondisi 6 Pada kondisi 6 tejadi proses ekspansi aktual pada turbin uap.Uap yang berasal dari boiler ditembakkan oleh nozel ke sudu turbin.Uap sudah berada pada fase superheateddengan suhu T = 460,5 � � dan tekanan P = 60,9 kg�� 2 .Flow rate uap ṁ = 81,45 tonhr. Maka dengan menggunakan perhitungan program ChemicalLogic SteamTab Companion untuk kondisi superheated berdasarkan didapatkan nilai enthalpi dan entrophy nya sebagai berikut: ℎ 6 = 3328,79 kJkg � 6 = 6,7593 kJ �� � � Pada Kondisi 8 Pada kondisi 8 kondensat keluar dari turbin dengan T = 52 � � dan tekanan vacuumP = -67,81 cmHg .Uap berada pada fase superheated. Flow rate kondensat ṁ = 69,9 tonhr.Maka dengan menggunakan perhitungan program ChemicalLogic SteamTab Companion untuk kondisi superheated berdasarkan tekanan dan entrophy di atas didapatkan nilai enthalpy sebagai berikut: ℎ 8 = 2595,57 kJkg � 8 = 8,1455 kJ �� � � Effisiensi Thermal Efisiensi thermal merupakan perbandingan antara energi yang dihasilkan sistem dengan energi yang dimasukkan boiler dan sumber panas lainnya kedalam sistem serta kerja pompa. Efisiensi thermal sistem dapat dicari dengan : � �ℎ = � ��� � �� Dimana � ��� adalah kerja bersih dari siklus dengan rumus: � ��� = � ���� ,��� − � ���� ,�� Maka didapatkan : � ���� ,��� = ṁ 6 ℎ 6 − ℎ 7 + ṁ 6 − ṁ 7 ℎ 7 − ℎ 8 � ���� ,��� = 81450 kghr 3328,79 kJkg – 2995,27 kJkg + 69900 kghr 3006 kJkg – 2595,57 kJkg = 54980303 kJhr Pada pembacaan data secara aktual di generator, tercatat bahwa kerja turbin adalah � ���� ,������ = 15 MW 54000000 kJhr. Pada perhitungan secara teoritis didapatkan � ���� ,��� = 54980303 kJhr. Perbedaan ini terjadi karena pada kondisi aktual, terjadi losses pada turbin dan generator.Sehingga menyebabkan tidak semua daya turbin yang dapat dimanfaatkan menjadi energy listrik. � ���� ,�� = ṁ 9 � 9 � 10 − � 9 + ṁ 1 � 1 � 2 − � 1 + ṁ 3 � 3 � 4 − � 3 � ���� ,�� = 69670 kghr . 0,242 kJkg + 69900kghr . 0,781 kJkg + 81450 kghr . 8,647 kJkg � ���� ,�� = 775750,19 ��ℎ� � ��� = 54980303 ��ℎ� − 775750,19 ��ℎ� � ��� = 54198960 ��ℎ� � �� adalah panas yang dimasukkan ke dalam sistem. Panas ini berasal dari kerja boiler, deaerator dan economizer. � �� dapat dicari dengan: