Optimasi Termo Ekonomi Sistem PLTU denga

,'l

a
/h
v
ti

n
FI

Fl
F,l

v

n
v

i

N,

;
A

lJ{

INSTITTITTEKNOLOGIBANDUNG

600.09

tenaga

slsten

kestabilan

AnaIlsa
Lyapunov

R.


DR. Ir.

Prof.

Teknlk Elektro
SisteE

6 0 1 .O l

PereDcanaan

ruang

Ir. Doddy Hertanto,

penbangklt

utana Pada lnsta1asl
Ir' Asril
Ir' Banbang P'aPtono'

PLTU

sisten

MadeAstina, DR'Ir'Prihadt

Chanl

dengan

stklus

P$l

i PLN-PPE
reheat

Setyo Darnanlo ; Teknlk Mesln-ITB

Exergy pada PenbanSkitan ienaga listrlk

Pertaldbangan - ITB
DR.1r. Rizal Astraxinata ; Teknik

601.03

Analisls

6o2

Konversl Eneagi LiEtrIk

602. O1

slnulasi
Ir.

602.o2

Mas Eka Sanda Utana i


kontrol

regeneratlve..

tr.I

Ir'

Llatrlk

En'r8l

thenno-ekonoDl

Optlnasl

M.Sc,

Vldodo,


- ITB

PeDbangklt'an

601

601. 02

J.

menggtmakat! metoda

listrtk

D - 0
rnotor lnduksl tlga fasa dalaD sunbu
- ITS
Soebaglo Ph.D ; Teknlk elektro

nelalul

ltenentukan rugl lntl dan rugl kunParan
dan darl transfornator terPasang'
- LMK
oleh : Ir. Mega Lurnl.nar, M Sc ; PLN

602.03

lnduksl
Transien alral pada pengasutannotor
- UGM
Ir. T.Haryono i T€kn1k ELektro

603

PenYaluran Energi Liatrik

603,01

Koordlnasi


isolast

Dlpl.-Ing. Ir.R.Zoro
60{

Dlstrlbusl

504,01

!{etoda

energl ke

di

Indonesia

tenaga llstrlk
Teknlk Elektro - ITB


pada sisten
;

anallsls

Energl Li6trlk

perhltungan

susut

ener8l Jarlngat

Distrlbusi

Llstrtk

Arus Konponen Susut Energi'
dengan teknlk Nornallsasl Pe odelan
Ir' Banbang Anggoro l'lsc'

DR,Ir Yusra S' DR'Ir' Sudaryalno Sudlrhan'
Slnlsuka' Ir' Nanang llarlyanto
Ir. t{arsono t'tsc, DR Ir' Ngapull I
- ITB
Ir.Syarif H Msc i Teknlk Elektro

601.02

OPTIMASITERMO-EKONOMI
SISTEMPLTU
''
DENGAN
SIKLUSREHEATREGENERATIVE
doh

prLf.odl

s6rvo

Dor mdnroz)


ABSTRAK
Peningkatan efisjensj
suatu pusat penbanEkit listrik
t.enaEa tefnal dapat
dijakukan
dengan
ioditilasi
-aoditikisj-si*j us
dasar Rankine. Dalan
jni
hakalah
dikEji
ad_alah penanbahan penanasan
"oun
rrlanE dan' "uni
fidr+ater
neaLer. Jrktus yanE nodifikasj
ini
djsebut
dengan nana
S iklus Reheat ReEenerat i ve.
Untuk nendapatkan
efisiensi
terLal
yang
optina],
I\:nEuntDngkan baik_ dari segi ternodinaaik
aaupun dat:i seEl
tTnansta-t,
sanEatlah perlu dikaji
berbagai paraneter
yang
terkait
sepertj
kondisi
optinDa teraodinanik,
pengheaatan
Draya Danan bakar
akibat
dari
kenaikan
efisiensi
yanB
diperoleh,
petanbahan
biaya
investasi,
ope.asi
dan

1. PENDAHUI,UAN
D e l r a s ai n i

p e n g g u n a a ne n e r g i l i s t ! i k

sangat luas dan
pada be.bagai bidang kehidupan. Oleh kaiena
1!u
sangatlah perlu diusahakan a€iar energi
Iistrik
terseDur
dapat diperoleh dengan harga yang nurah. pada suatu
pusat
peabangkit tenaga ternal
haI
tersebut
dapat
diperoteh
jalan
dengan
n e ni n g k a t k a n
perfornans inya
secala
nenyeturui.
neliputi

Kita
di

senua telah

tahu bahna kebut.uhan enerEii listrik
senakin bertaDbah. Untuk Benenuhi petnintaan

Indonesia

tersebut,
di

akan dibangun beberapa pl,TU. NaDun dalad praktek
lapangan untuk
penbangunan suatu
pusat
pembangklt

Nastonal
Lrsr.tk,

2)

Ju.lsan

Teknlk

t.knrk

mestb-tTA

-

Kettga
ITB.

T.kntk
Aandsnq,

tenaga

ternal,
dalaD hat
pLTU,
ini
sebuah
sebelun
peEbanEiunan proyek
teasebut
perlu
diadakan
evaluasi
terhadap
tawaran
dari
beberapa
kontraktor
dengan
proposalnya nasing_basing.
Dalan hal ini fihak
perusahaan
listrik
perlu nebpelajari
Iebih lanjut
sisten
nana yang
lebih baik sehingga nenberikan
keuntunElan finansial.
yang
paling tinggi.
}{asalah penilihan
ini
sepintas
pandang
kelihatan sederhana sekati,
tapi bila dikaji
lebih
lanjut
peisoalan
ini
nerupakan suatu
nasalah
yang
sangat
kohpleks. Konpleksitas ini terlihat
baik dari aspek teknis
naupun non teknis,
terlebih
lagi
da!i
segi
ekonohi
berbagai paranete! yang belubah
sepanjang uDur PLTU narus
dievaluasi.
Untuk

nendapatkan

efisiensi
tereal
yang tinggr,
optinasi yang dilakukan
hanya dengan analisis
telnodinanika
saja.
Optinasr
yang dinaksud
ini
adaLah
untuk nendapatkan efisiensl
ternal
aaksinuD daii
suatu
sisten denElat berbagai
eariasi
perubah atau
alternatif
yang relevan. Nanu& pada
kenyataaannya penilaian
ekononts
atau tidaknya
suatu
produk
desain
nerupakan hal
yang
sangat penting. l,lasalah ini cukup
konpleks baik dari
segl
termodiI}ahika naupun nasalah estinasi
biaya. Evaluasi yang
didasarkan
pada optimasi
tetdodioanika
dan
peniialan
ekonoEinya ini
dinanakan
optinasi
terno_ekononi.
Dalan
nakalah
ini
akan
dikelnbangkan
EeEOOe
opt inas i
Eerno-ekonolri untuk neDudahkan
evaluasi usulan penbadgunan
sebuah PLTU. proses optinasi
ini akan lebih Dudah apabila
dikenbangkan suatu peran€lkat lunak
sehingga evaluasi dapat
dilakukan dengan singkat dan akurat.
blasanya

2 . O P TI I , { A S ] S I K L U S
Pada siklus
R e h e a t R e E : e n e ] , a t _ r y be e r b a E l a i p a r a n e t e r y a n g
berpengaruh terhadap efisiensi
ternal sisten desain
perlu
dikaji
lebih
p
a
l
a
o
e
t
e
r
_
p
a
r
a
h
e
t
e
r
lanjut.
yang
dikaji
te!sebut adalah : pemitihsn konfigulasi
feedFater
heatea,
peletakan feednater heater
yaKnt
tenpat
pengalihan
uap

(bleedinC)
heate!

turbin yang diekstraksikan
pada feedrrater
dan pengambilan uap (ptessure
t€p)
dari
turbln
dari

untuk dipanaskan ulanEi dalan
penanas ufang
Pada sinutasi
dan optimasi yang dilakukan ini,
feedwate!
feedRaler

heater

yang

heater

ditengah-tengahnya

dipilih
t 1pe

diletakkan

terbuka yang berfungsi

seperti

(reheatet).

konfigulas1
gaDobar 1 adalah

tertu tup
feedr.rater:

terbalik
heater

sebagai deaerator,

Ganbar l Sketsa Siklus

Reheat ReEienerative

dan
tlDe

2.1

OPTIMASI PELETAKAN
Konvensi

dari

penomeran ppletakan

tingkat

ekstrakgi

leb.ih

rendah.

paling

dekat

yang

Jadi

feede.iate.

ketet

uap diberi

berdPkatan

feedh,-ter

tek:nan

kondensor

heater

totdt

feedwater

diberi

adalah

: volume

diabaikan
I enuh.

dan

Bila

atur

tit_ik

satu,

feedu,rater heaier

ke-i

untuk
jumlah

n.

trnjaLran

volump
dalam

aliran

keluaran

atur

ini

daya

pompa

heater

cair

feedwater

o"n
. rl*t

un tuk

anat isis

stedi,

r

""".rf

yang

ekstraksi

sedang

nomer

Idealisasi

didefi.nisikan

d a r i b a l a n s m a s s ad a n

dan

dimutai
ke

bita

adlabatis,

tingkat

tinggi

n

ddalah

ke-i,

heater

tebih

nomer

2 diberikan

heater

yanq
heater

Gambar Z Volume atLrr
Pada ganbar

leedwater

o,

=

h.

.-h

,

_E

(1)

oR

l{e k

ngl(itUEF
TURBIN

TURE]N

P P m bng|{it
a
Uap

KorldenEo

'n+1

i+t l-fi
Gambar 3 pe letakan
Dari
ke-i

dan

qambar 3 terlihat

i+1

yang

peletakan

berkaitan

(pressure

Fwh

dengan

keluar

dan nasuk

adalah

laju

kalor

yanq masuk

adalah

laju

kalor

yanq masuk melalui

tapl

feedwater
posi5i

pemanas

melalLri

ulanq-

pemanas
ketel

dan

hearer

tempat
BiIa
ulang,

udp
eR
OB

yang dibuang ke pendingin
delalui
kondensor.
naka efisiensi
terEal
siklus
dapat
dinyatakan
dalad
persanaan beaikut :
laju

kalor

Ac
(2)
€-B + aR
Agar na naksinue Eaka penyebut dari
suku kedua harus
penyebut tersebut
dibuat naksihuD.
dapat
didaksinunkan
dengan nenilih
tekanan ekstraksi
dan Denjaga paraneter
D.=l-

(Qc)

vanEl lain
r0.rladalah
ternal

tetap.

Karena

n..r.Ahc,

dlnana
kondensat lewat kondensor, maka efisiensr
dapat dinyatakan dafan persanaan berikut
ahc
(3)
€B-aR

laju

siklus

t*,t
Sedang Qs :

sr.ahD dan QR

adalah

bertutut-turut

ulang,

naka

laju

o'*,

=

n *r.ahR,
uap
lewat

didana

nldan

ketel

dan

Ei*,

penanas

:
Ia
-1

n
Dari

=

ec

-Ahs

clan

AR

(4)

hubungan :

nnll

D

T1

ID

.N,

nn

!!.

!l

Karena ruanEl peneDpatan feedwater heater dari 1 sanpar
dan i+1 saBpai n telah tertentu lilaka dapat didef inisikan
n
n.
1

n

Maka akhirnya

__'

'i+2

diperoleh

hubungan berikut

fr,= t,.t-,.arr' t*
Dari

analisis

(5)

D

0". fl,=

:

r-. on" il

pers ( 1) dan bila
a.=b.+r., naka diper:o1eh hubungan :
volune atur

AR

(6)

didefinisikan
a
--

rt
AEiar kedua suku tersebut naksiDun naka junlah
turunannya
terhadap r hatus sana dengan nol dan bila didefinisikan
..*

."*r= r (tetap)

--..:*;l
h,, *,'*.,***..,0""
*,, *; i

Bila

kedua suku

akhirnya

diju0Iahkan

akan d iper:oleh

Pada siklus
dianggap kecil
diagraB

bila

ekstraksi

dlanggap

nenunjukkan r.

optihun.

d ipelo leh

adalah

Untuk tenperatur
(te!lalu
tinggi),
hubungan

halga

entalpi

feedwater

heater

sana bila

tetr1inal. tenperature

denikian
dengan

tipe

besar
uap jenuh

teBperatur
tenperatur
ekstraksi

air

dapat

kenaikan

keluaran

feednater
tenpe!at!rr

[6], atau dengan
persanaan berikllt

daerah

k!itis

didekati

feedwater

dengan

heater

daDat

bila

ini

dituiunkan

tipe

terbuka.

akan

be!1aku
dari

ekstlaksi

heater

feedwater

Sedang untuk

yang
aturan
(TTD) feedwater

djfferent
(kurang

secara

E C).Dengan
dapat didekati

yanEl berarti

entalpi

dapat didekati

dengan

healer.

dalan konfigurasi

terdiri

atas

heater

akan

optinal

bila

tiap

feedrate!

kondlsi
:

(10)

kondensat

feedwate!

01eh karena ilu
n buah

tertutup

terlalu

kondensat kelualan
entalpi

yang

persaEaan

heater

tidak

d a p" a
't

dinana Cp adalah suatu
konstanta
Dengan pendekatan tersebut,
loaka

feedwater
heater

dinensi

aendekati

dengan

(AT)opt= T.- T -1: T
*1- T.
diingat
b a h i . r ap e r s a m a a n ( 1 0 )
untuk

dan

e;
hubungan terakhir

dekat

penenpatan

optiduh

analitik

dapal

g t , lr r i +- o" 1
r r-- *a 'o' " ' .

Sehingga

yang tidak

h :

d inyata kan dalan

tldak

:

Cp.AT, [2]
dan ? adalah tenperatur.
kondisl

(S)

^

harus

^ *.;r;u;d; ;L"r ;y'1 1

sama denElan no1.

diperlakukan

E
dengan satu

dibandingkan

no11ie!

pada kondlsi

Perlu

uap

.(
+ b ) - ^b
Q;
".
p a n a s l aI n J u f , r a s l o

uap

no1,