dasar teori pltu

8/16/2019 Dasar Teori Pltu

1/7

DASAR TEORI PLTU

Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) adalah pembangkit yang mengandalkan

energi kinetik dari uap untuk menghasilkan energi listrik. Bentuk utama dari pembangkit

listrik jenis ini adalah Generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga

kinetik dari uap panas/kering. Pembangkit listrik tenaga uap menggunakan berbagai macam

bahan bakar terutama batu bara dan minyak bakar serta MFO untuk start up aal.

Proses kon!ersi energi pada P"#$ berlangsung melalui % tahapan& yaitu '

• Pertama& energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk

uap bertekanan dan temperatur tinggi.

• edua& energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran.

• etiga& energi mekanik diubah menjadi energi listrik.

Gambar ' Proses on!ersi nergi Pada P"#$

P"#$ menggunakan *luida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup. +iklustertutup artinya menggunakan *luida yang sama secara berulang,ulang. $rutan sirkulasinya

secara singkat adalah sebagai berikut '

• Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan

pemindah panas. -idalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran

bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.

• edua& uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan

untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.• etiga& generator yang dikopel langsung


2/7

• dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran

medan magnet dalam kumparan& sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik

dari terminal output generator

•

eempat& $ap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. ir kondensat

hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler.

PRINSIP KERJA PLTU

Prinsip kerja dari P"#$ yaitu berdasarkan siklus rankime& +iklus ankine adalah

sebuah siklus yang mengkon!ersi energi panas menjadi kerja / energi gerak. -ikembangkan

oleh 0illiam 1ohn Mac2uorn ankine pada abad ke,34 dan sejak saat itu banyak

diaplikasikan pada mesin,mesin uap. +aat ini& siklus rankine digunakan pada pembangkit,

pembangkit listrik dan memproduksi 456 listrik dunia.

Gambar ' +iklus ankime


3/7

Gambar ' -iagram #,+

Proses yang tera!i "

a# Proses $ % & ' ( % D # a!ala) proses kompresi isentropik atau kera pompa

Fluida kerja / air dipompa dari tekanan rendah ke tinggi& dan pada proses ini *luida

kerja masih ber*ase cair sehingga pompa tidak membutuhkan input tenaga yang terlalu

besar. Proses ini dinamakan proses kompresi,7sentropik karena saat dipompa& secara

ideal tidak ada perubahan ntropy yang terjadi.

Persamaan '

b# Proses & % * ' D % + # a!ala) a!ala) proses penamba)an panas pa!a tekanan

konstan !alam ketel uap

ir bertekanan tinggi tersebut masuk ke Boiler untuk mengalami proses selanjutnya&

yaitu dipanaskan secara 7sobarik (tekanan konstan). +umber panas didapatkan dari luar

seperti pembakaran batubara& solar& atau juga reaksi nuklir. -i Boiler air mengalami

perubahan *ase dari cair& campuran cair dan uap& serta 3556 uap kering.

Persamaan '

,# Proses * % - ' + % . # a!ala) proses kera ekspansi isentropi, atau kera keluaran

turbin


4/7

Proses ini terjadi pada #urbin $ap. $ap air kering dari Boiler masuk ke #urbin

dan mengalami proses ekspansi secara isentropik. nergi yang tersimpan di dalam uap

air dikon!ersi menjadi energi gerak pada #urbin.

Persamaan '

d) Proses - % $ ' . % ( # a!ala) proses pelepasan panas pa!a tekanan konstan !alam

kon!ensor

$ap air yang keluar dari #urbin $ap masuk ke Condenser dan mengalami

kondensasi secara 7sobarik. $ap air diubah *asenya menjadi cair kembali sehingga dapat

digunakan kembali pada proses siklus.

Persamaan '

Si/at0si/at Uap Air

Pembangkit "istrik #enaga $ap menggunakan media air untuk mengkon!ersikan energi

kimia yang dimiliki batubara& menjadi energi listrik pada akhir proses. $ntuk menciptakan

uap air kering dengan temperatur tinggi& panas harus terus diberikan ke air meleati tiga *ase'

*ase cair& *ase campuran cair dengan uap& dan *ase uap saja.

8ilai energi panas di tiap,tiap nilai tekanan dan temperatur sudah dibuat oleh para ahli

dan telah disusun menjadi tabel uap air (steam tables). -engan menggunakan steam table ini

kita dapat menentukan entalpi spesi*ik (jumlah energi panas yang dimiliki oleh uap air pada

tiap kilogram nya)& entropi spesi*ik (bilangan abstrak yang menunjukkan peningkatan atau

penurunan dari panas yang diberikan atau ditolak pada suatu benda)& dan !olume spesi*iknya.

Gambar berikut adalah contoh dari steam table'


5/7

pabila kita memberikan energi panas ke air& maka hal ini disebut 9entalpi spesi*ik dari

saturasi cair (the spesi*ic enthalpy o* the saturated li2uid):& yang kita lebih mengenalnya

dengan istilah panas sensibel. 1ika kita terus menambahkan panas& temperatur akan terus naik

(pada tekanan tertentu)& dan apabila diteruskan temperatur akan berhenti naik dan air akan

mulai menguap. 8ilai entalpi pada titik ini ditunjukkan di steam table dengan simbol 9h*:.

1ika panas terus ditambahkan& air akan terus menguap& sampai semua air berubah *ase

menjadi uap air. 8ilai energi panas pada proses ini dinamakan 9kenaikan entalpi pada proses

e!aporasi (the increment o* enthalpy *or e!aporation):& kita mengenalnya dengan istilah

panas laten. 8ilai dari entalpi ini ditunjukkan dengan simbol 9h*g: pada steam table. Pada

titik ini berarti kita telah memberikan energi panas melalui dua *ase& nilainya dinamakan

9entalpi spesi*ik pada uap saturasi (the spesi*ic enthalpy o* the saturated !apour): dan

ditunjukkan pada steam table dengan simbol 9hg:. Maka h* ; h*g < hg dalam satuan k1/kg.

ita dapat memanaskan uap air ini lebih lanjut& tetapi sekarang temperatur uap akannaik. Proses ini dinamakan superheat dan nilai panasnya dinamakan 9kenaikan entalpi pada

superheat (the increment o* enthalpy *or superheat):. Pada uap air superheat di titik manapun

proses& entalpi spesi*iknya sama dengan kenaikan entalpi pada saturated li2uid ditambah

kenaikan entalpi pada proses e!aporasi dan kenaikan entalpi uap superheat pada titik tersebut.

ntalpi total dari titik superheat ini ada di steam tabel& namun pada contoh di atas tidak

disertakan.

Diagram Temperatur % Entropi

-iagram temperatur,entropi (#,+ -iagram) digunakan untuk lebih mudah memahami

proses titik mendidihnya air dan titik saturasi keringnya. ntropi merupakan sebuah properti

yang sulit untuk dijelaskan. $ap air yang memiliki energi rendah berarti memiliki entropi

yang rendah pula.

1ika temperatur absolut pada saat panas diberikan& dikalikan dengan perubahan entropi&

maka hasilnya adalah sama dengan jumlah energi panas yang ditambahkan selama proses.


6/7

+ebaliknya& jika temperatur absolut pada saat panas ditolak& dikalikan dengan perubahan

entropi antara aal proses dengan akhir proses& hasilnya sama dengan jumlah energi yang

ditolak.

Bentuk dari kur!a air menguap/saturasi kering saat pressure air yang disertakan lebih

tinggi& maka entalpi yang dibutuhkan untuk e!aporasi lebih rendah. +aat kita memberikan

energi panas selama proses e!aporasi& uap air basah akan bertahap mengering sampai ia

mencapai titik saturasinya. =al ini berarti ia mencapai 3556 kering.

T)e (riti,al Point

1ika kita menaikkan tekanan air& kita akan menaikkan temperatur didih airnya& dan pada

diagram #,+ akan menaikkan garis proses lebih tinggi. -engan melakukan hal ini& berarti kita

lebih memendekkan garis e!aporasi sampai kita mencapai titik sekitar >>3&> bar abs dimana

garis air mendidih bertemu dengan garis saturasi kering dan dan tidak ada *ase e!aporasi lagi

sama sekali. 7nilah yang dinamakan critical point. #emperaturnya pada %?@&3AC& dan critical

!olumenya %&3? dm%/kg.

Pada pressure lebih tinggi dari >>3&> bar abs dinamakan supercritical. 1ika air pada

kondisi supercritical pressure dipanaskan& temperatur air akan naik sampai ia akan mengalami


7/7

9*lashes:& yaitu kondisi dimana air secara instan berubah menjadi uap dan mulai menjadi uap

superheated. +pesi*ic !olume uap kering sama tidak ada perbedaan dengan spesi*ic !olume

air. 8ah& untuk temperatur kapan air mulai 9*lushing: pada supercritical pressure tidak dapat

diketahui secara pasti.

Pembangkit listrik tenaga uap dengan boiler supercritical biasanya beroperasi pada

tekanan kerja sekitar >A5 bar abs. -an transisi dari air menjadi steam terjadi pada temperatur

sekitar %DAC.

Da/tar Pustakahttps://id.wikipedia.org/wiki/Pembangkit_listrik_tenaga_uap

http://rakhman.net/fungsi-dan-prinsip-kerja-pltu/

http://artikel-teknologi.com/siklus-rankine/

http://artikel-teknologi.com/sifat-sifat-uap-air/
https://id.wikipedia.org/wiki/Pembangkit_listrik_tenaga_uaphttp://rakhman.net/fungsi-dan-prinsip-kerja-pltu/http://artikel-teknologi.com/siklus-rankine/http://artikel-teknologi.com/sifat-sifat-uap-air/http://rakhman.net/fungsi-dan-prinsip-kerja-pltu/http://artikel-teknologi.com/siklus-rankine/http://artikel-teknologi.com/sifat-sifat-uap-air/https://id.wikipedia.org/wiki/Pembangkit_listrik_tenaga_uap

dasar teori pltu

Documents