Perancangan Turbin Uap Dengan Tekanan Masuk 20 bar dan Temperatur 350 oC Untuk Sebagai Penggerak Alternator

TUGAS SARJANA
TURBIN UAP

PERANCANGAN TURBIN UAP
DENGAN TEKANAN MASUK 20 BAR
DAN TEMPERATUR 350 OC SEBAGAI
PENGGERAK ALTERNATOR

OLEH :
BAMBANG KURNIAWAN
100421014

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2013

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara


Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan
karunia-Nya yang senantiasa penulis dapatkan, sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini. Tak lupa juga shalawat beriring salam dihadiahkan kepada junjungan kita
nabi Muhammad SAW yang telah menuntun kita semua menuju zaman yang penuh
pengetahuan.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik
di Deparetemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun
judul skripsi ini adalah “ Perancangan Turbin Uap Dengan Tekanan Masuk 20 bar

dan Temperatur 350 oC Untuk Sebagai Penggerak Alternator”. Skripsi ini berisikan
perhitungan analisa Thermodinamika dan Performansi, serta dimensi bagian – bagian
dari Turbin Uap yang digunakan oleh Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit (PKS) PT.
Perkebunan Nusantara IV (PERSERO) Unit Usaha Kebun Gunung Bayu Kecamatan
Bosar Maligas Kabbupaten Simalungun.
Selama penyusunan skripsi ini, banyak pihak yang membantu penulis untuk
menyelesaikan skripsi ini, sehingga penulis perlu untuk berterima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ing. Ikhwansyah Isranuri dan Ir. Syharil Gultom, MT selaku ketua dan
sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Mesin USU.
2. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah banyak
meluangkan waktunya untuk membimbing penulis hingga skripsi ini dapat
diselesaikan.
3. Bapak/Ibu staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Mesin USU yang telah banyak membantu dan memberikan ilmu selama penulis
mengikuti masa perkuliahan.
4. Kedua orang tua ayahanda Bapak Pairin dan Ibunda Susi Asmita, serta keluarga
besar penulis yang telah memberikan banyak bantuan materil maupun moril
dalam kehidupan penulis.
5. Seluruh rekan – rekan mahasiswa Teknik Mesin Ekstensi stambuk 2010 USU.


Universitas Sumatera Utara

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh belum sempurna, dari segi
penulisan maupun teori. Oleh karena itu, kritik dan saran dari pembaca sangat
diharapkan untuk dapat menyempurnakan skripsi ini.
Demikian yang dapat penulis sampaikan, semoga skripsi ini dapat bermanfaat
bagi pembaca pada umumnya dan bagi penulis pada khususnya.

Medan, 10 Oktober 2013
Penulis,

Bambang Kurniawan
NIM: 100421014

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.............................................................................................i
DAFTAR ISI..........................................................................................................ii

BAB I

PENDAHULUAN...........................................................................1
1.1.

Latar Belakang.............................................................................1

1.2.

Tujuan Penulisan..........................................................................2

1.3.

Batasan Masalah...........................................................................3

1.4.

Sistematika Penulisan...................................................................4

BAB II


TINJAUAN PUSTAKA.................................................................5
2.1

Pengertian Turbin.........................................................................5

2.2

Sejarah Turbin Uap......................................................................6

2.3

Klasifikasi Turbin Uap.................................................................8

2.4

Prinsip Kerja Turbin Uap...........................................................11

2.5


Diagram Kecepatan Uap............................................................15

2.6

Siklus Turbin Uap......................................................................17

2.7

Prinsip Kerja Turbin Uap...........................................................19

BAB III

METODE PENULISAN SKIPSI................................................21
3.1

Tempat dan Waktu ....................................................................21

3.2

Metode Penyusunan Skripsi.......................................................21


BAB IV

PERENCANAAN TURBIN UAP...............................................24
4.1

Perencanaan Spesifikasi Turbin Uap..........................................24

4.2

Hasil Survey Penggunaan Energi Listrik...................................24

4.3

Keadaan Uap Dalam Katub........................................................25

4.4

Perencanaan Daya Turbin..........................................................28


Universitas Sumatera Utara

4.5

Perencanaan dan Perhitungan Sudu Baris I................................29

4.6

Perencanaan dan Perhitungan Sudu Pada Baris II.....................34

4.7

Analisa Kerugian Energi Kalor..................................................37

4.8

Head Drop..................................................................................40

4.9


Perencanaan Nozle dan Blade....................................................42

4.10 Pemilihan Jenis Nozle................................................................42
4.11 Perhitungan Ukuran Nozle.........................................................44
4.12 Perhitungan Ukuran Sudu – Sudu..............................................46
4.13 Perhitungan Kekuatan Blade......................................................54
4.14 Material Blade............................................................................62
4.15 Perhitungan Karangan Sudu.......................................................63
4.16 Perencanaan Disc.......................................................................68
4.17 Perhitungan Tegangan Pada Bagian Disc..................................69
4.18 Perencanaan Poros.....................................................................70
4.19 Defleksi Lenturan Statis Poros (fo)............................................74
4.20 Seal Labyrint..............................................................................77
4.21 Material dan Rumah Turbin.......................................................78
4.22 Konstruksi Rumah Turbin..........................................................78
4.23 Perencanaan Bantalan................................................................80
4.24 Pemilihan Bantalan....................................................................81
4.25 Bahan Bantalan..........................................................................81
4.26 Perhitungan Bantalan Radial......................................................82
4.27 Perhitungan Bantalan Aksial......................................................84

4.28 Pelumasan...................................................................................86

4.29 Pelumasan Bantalan Radial........................................................86
Universitas Sumatera Utara

4.30 Koefisien Gesek (f)....................................................................88
4.31 Tinggi Film Minyak Pelumas (h)...............................................89
4.32 Gaya Gesek Pada Bantalan (Ar).................................................89
4.33 Panas Pada Pelumasan (Ør)........................................................90
4.34 Pelumasan Bantalan Aksial........................................................91
4.35 Governors...................................................................................94
4.36 Effisiensi Thermal Siklus Uap Ideal Rankine............................99
BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN..................................................104
5.1

Kesimpulan...............................................................................105

5.2


Saran.........................................................................................106

LITERATUR......................................................................................................107
LAMPIRAN........................................................................................................108

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara