6. Back work ratio r
bw
Backwork ratio merupakan nilai persentase kerja spesifik turbin yang digunakan untuk menggerakkan kompressor.
r
bw
=
aktual W
aktual W
T K
……………. 4.11 =
= 0,63
4.3 Analisa Pembakaran
Daya yang dihasilkan turbin tergantung dari entalpi pembakaran. Untuk itu perlu dianalisa reaksi pembakaran yang terjadi pada ruang bakar. Dari analisa ini
akan didapat perbandingan bahan bakar dengan udara yang dibutuhkan yang dipergunakan, sehingga diperoleh laju aliran massa yang dialirkan ke turbin.
Bahan bakar yanag dipakai adalah gas alam dengan komposisi pada tabel 4.1 berikut .
Tabel 4.1 Komposisi Bahan Bakar NO
Komposisi Volume
1 CO
2
2,86 2
N
2
1,80 3
CH
4
88,19 4
C
2
H
6
3,88 5
C
3
H
8
2,1 6
n-C
4
H
10
1,17
Σ
= 100 LHV 45.700kJkg
Sumber PT PLN Persero Sicanang.
Universitas Sumatera Utara
Reaksi pembakaran bahan bakar pada kondisi stokiometri 100 udara teoritis adalah :
- Reaksi pembakaran sempurna CH
4
CH
4
+ 2O
2
+ 3,76 N
2
→
CO
2
+ 2H
2
O + 23,76 N
2
- Reaksi pembakaran sempurna C
2
H
6
C
2
H
6
+ 3,5O
2
+ 3,76 N
2
→
2CO
2
+ 3H
2
O + 3,53,76 N
2
- Reaksi pembakaran sempurna C
3
H
8
C
3
H
8
+ 5O
2
+ 3,76 N
2
→
3CO
2
+ 4H
2
O + 53,76 N
2
- Reaksi pembakaran sempurna C
4
H
10
C
4
H
10
+ 6,5O
2
+ 3,76 N
2
→
4CO
2
+ 5H
2
O + 6,53,76 N
2
Dari reaksi pembakaran di atas maka dapat ditentukan kebutuhan udara pembakaran berdasarkan perbandingan mol, yang hasilnya ditabelkan
sebagai berikut :
Tabel 4.2 Kebutuhan udara pembakaran pada kondisi stokiometri
No. Komposisi
BM Mol
Mol O
2
Masaa B.Bakar kgCmHn
mol BB 1
CO
2
44,01 2,86
1,26 2
N
2
28,013 1,8
0,50 3
CH
4
16,043 88,19
1,76 14,14
4 C
2
H
6
30,07 3,88
0,14 1,17
5 C
3
H
8
44,097 2,1
0,11 0,93
6 n-C
4
H
10
58,128 1,17
0,05 0,68
Total 100
2,083 18,68
Sehingga massa udara yang dibutuhkan untuk pembakaran 100 kmol bahan bakar adalah :
Massa= Mol x Mr = 2,083 x 32 + 3,76.28
= 285,95 kg
Universitas Sumatera Utara
Maka, AFR
th
=
Bakar MassaBahan
MassaUdara
=15,31 kg Udarakg bahan bakar
Menurut Arismunandar,2002, perbandingan bahan bakar dan udara yang baik adalah FAR= 0,005÷0,02 ,hasil yang di dapat belum memenuhi kondisi
pembakaran yang baik, untuk itu perlu peningkatan udara masuk. Dalam hal ini di rencanakan udara masuk sebesar 400 udara teoritis
Maka persamaan reaksi pembakaran bahan bakar pada kondisi stokiometri 400 udara teoritis adalah :
- CH
4
+ 8O
2
+ 3,76 N
2
→ CO
2
+ 2H
2
O + 6O
2
+ 30,08 N
2
- C
2
H
6
+ 14O
2
+ 3,76 N
2
→ 2CO
2
+ 3H
2
O + 10,5O
2
+ 52,64 N
2
- C
3
H
8
+ 20O
2
+ 3,76 N
2
→ 3CO
2
+ 4H
2
O + 15O
2
+ 75,2 N
2
- C
4
H
10
+ 26O
2
+ 3,76 N
2
→ 4CO
2
+ 5H
2
O + 19,5O
2
+ 97,76 N
2
Dari reaksi pembakaran di atas maka dapat ditentukan kebutuhan udara pembakaran berdasarkan perbandingan mol, yang hasilnya ditabelkan sebagai
berikut :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Kebutuhan 400 udara pembakaran pada kondisi stokiometri
No. Komposisi
BM Mol
Mol O
2
Masaa B.Bakar kgCmHn
mol BB 1
CO2 44,01
2,86 1,26
2 N2
28,013 1,8
0,50 3
CH4 16,043
88,19 7,06
14,14 4
C2H6 30,07
3,88 0,54
1,17 5
C3H8 44,097
2,1 0,42
0,93 6
n-C4H10 58,128
1,17 0,31
0,68 Total
100 8,33
18,68
Sehingga massa udara yang dibutuhkan untuk pembakaran 100 kmol bahan bakar adalah :
Massa = Mol x Mr = 8,33 x 32 + 3,76.28
= 1.142,53 kg Maka, AFR
th
=
Bakar MassaBahan
MassaUdara
= 61,16 kg Udarakg bahan bakar
Universitas Sumatera Utara
4.4 Laju Aliran Massa Udara dan Bahan Bakar
