jawabaan
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 jawabaan
1/6
1. Sistim kogenerasi adalah serangkaian atau pembangkitan secara
bersamaan beberapa bentuk energi yang berguna (biasanya mekanikan
dan termal) dalam satu sistim yang terintegrasi. Sistim CHP terdiri dari
sejumlah komponen individu – mesin penggerak (mesin panas) generator
peman!aatan kembali panas dan sambungan listrik – tergabung menjadi
suatu integrasi. "enis peralatan yang menggerakkan seluruh sistim (mesinpenggerak) mengidenti#kasi secara khusus sistim CHPnya. $esin
penggerak untuk sistim CHP terdiri dari mesin reciprocating pembakaran
atau turbin gas turbin uap turbin mikro dan sel bahan bakar. $esin
penggerak ini dapat membakar berbagai bahan bakar yaitu gas alam
batubara minyak bakar dan bahan bakar alternati! untuk memproduksi
daya poros atau energi mekanis. $eskipun umumnya energi mekanis dari
mesin penggerak digunakan untuk menggerakkan generator untuk
membangkitkan listrik tetapi dapat juga digunakan untuk menggerakkan
peralatan yang bergerak seperti kompresor pompa dan !an. %nergi
termal dari sistim dapat digunakan untuk penerapan langsung dalam
proses atau tidak langsung untuk memproduksi steam air panas udarapanas untuk pengeringan atau air dingin& chilled 'ater untuk proses
pendinginanan.
ambar 1. %#siensi %nergi *dvantage Pada Sistim +ogenerasi (,-%SC*P
) ambar 1 menunjukkan e#siensi energi canggih CHP dibandingkan
dengan stasiun pusat pembangkit listrik konvensional dan pembangkit
boiler. Sistim CHP hanya menggunakan energi tiga perempat bagian darienergi yang digunakan jika sistim panas dan daya terpisah. Penurunan
konsumsi bahan bakar primer ini merupakan keuntungan utama sistim
CHP karena jika pembakaran lebih e#sien atau kebutuhan bahan bakar
lebih sedikit berarti emisi akan lebih sedikit untuk hasil yang sama.1. +euntungan +ogenerasiSeperti sudah digambarkan diatas keuntungan penggunaan sistim
kogenerasi adalah sebagai berikut/ 0 $eningkatkan e#siensi konversi
energi dan penggunaannya. 0 %misi lebih rendah terhadap lingkungan
khususnya C gas rumah kaca utama. 0 2alam beberapa kasus
digunakan bahan bakar biomas dan beberapa limbah seperti limbah
pengolahan minyak bumi limbah proses dan limbah pertanian (dengan
digester anaerobik atau gasi#kasi). 3ahan ini akan menjadi bahan bakar
-
8/17/2019 jawabaan
2/6
pada sistim kogenerasi meningkatkan e!ektivitas biaya dan mengurangi
tempat pembuangan limbah. 0 Penghematan biaya yang besar
menjadikan industri atau sektor komersial lebih kompetiti! dan juga dapat
memberikan tambahan panas untuk pengguna domestik. 0 $emberikan
kesempatan lebih lanjut untuk membangkitkan listrik lokal yang didesain
sesuai kebutuhan konsumen local dengan e#siensi tinggi menghindarikehilangan transmisi dan meningkatkan 4eksibilitas pada sistim
penggunaan. Hal ini khususnya untuk penggunaan bahan bakar gas alam.
0 Suatu kesempatan untuk meningkatkan diversi#kasi plant pembangkit
dan menjadikan persaingan pembangkitan. +ogenerasi menyediakan
sesuatu kendaraan terpenting untuk promosi pasar energi yang liberal.
5urbin Steam 5ekanan 3alik 5urbin steam tekanan balik merupakan rancangan yang paling sederhana.
Steam keluar turbin pada tekanan yang lebih tinggi atau paling tidak sama
dengan tekanan atmos#r yang tergantung pada kebutuhan beban panas.
Hal ini yang menyebabkan digunakannya istilah tekanan balik. 2engancara ini juga memungkinkan mengekstraksi steam dari tahap intermediate
turbin uap pada suhu dan tekanan yang sesuai dengan beban panas.
Setelah keluar dari turbin steam diumpankan ke beban dimana steam ini
akan melepaskan panas dan kemudian diembunkan. %mbun kondensat
kembali ke sistim dengan laju alir yang dapat lebih rendah dari laju alir
steam jika steam digunakan dalam proses atau jika terdapat
kehilangankehilangan sepanjang jalur pipa. *ir make6up digunakan untuk
menjaga neraca bahan.
ambar . 5urbin Steam 5ekanan 3alikSistim tekanan balik memiliki keuntungan6keuntungan sebagai berikut/ 0
7ancangannya sederhana dengan hanya beberapa komponen 0 3iaya
tahapan tekanan rendah yang mahal dihindarkan. 0 $odalnya rendah 0
+ebutuhan air pendingin berkurang atau bahkan tidak ada. 0 %#siensi
totalnya tinggi sebab tidak terdapat pembuangan panas ke lingkungan
yang melalui kondensor.Sistim tekanan balik memiliki kerugian6kerugian sebagai berikut/ 0 5urbin
uap lebih besar untuk keluaran energi yang sama sebab turbin ini
beroperasi pada perbedaan entalpi steam yang lebih rendah. 0 8aju alir
massa steam yang menuju turbin tergantung pada beban termis. Sebagai
akibatnya listrik yang dihasilkan oleh steam dikendalikan oleh beban
panas yang menghasilkan sedikit atau tidak ada 4eksibilitas pada
penyesuaian langsung keluaran listrik terhadap beban listrik. leh karena
itu terdapat kebutuhan bagi hubungan dua arah jaringan listrik untuk
pembelian listrik tambahan atau penjualan listrik berlebih yang dihasilkan.
,ntuk meningkatkan produksi listrik dapat dilakukan dengan cara
membuang steam secara langsung ke atmos#r namun cara ini sangat
-
8/17/2019 jawabaan
3/6
tidak e#sien. Hal ini akan mengakibatkan dihasilkannya limbah air boiler
yang sudah diolah dan kemungkinan besar nilai ekonomis dan kinerja
energinya yang buruk
%kstraksi +ondensasi 5urbin ,ap
Pada sisitim ini steam untuk beban panas diperoleh dengan cara ekstraksidari satu atau lebih tahap intermediate pada tekanan dan suhu yang
sesuai. Steam yang tersisa dibuang ke tekanan kondensor yang besarnya
9 bar dengan suhu sekitar ::;C sehingga tidak memungkinkan untuk
diman!aatkan karena suhunya sangat rendah. Sebagai akibatnya steam
ini dibuang ke atmos#r. "ika dibandingkan dengan sistim tekanan balik
turbin jenis kondensasi memiliki biaya investasi yang lebih tinggi dan
umumnya e#siensi totalnya lebih rendah. -amun demikian untuk
tingkatan tertentu turbin ini dapat mengendalikan energi listrik yang tidak
tergantung pada beban panas dengan cara pengaturan laju alir steam
yang tepat melalui turbin.
ambar :. 5urbin ,ap %kstraksi +ondensasi
Siklus *tas2alam siklus atas bahan bakar yang dipasok digunakan untuk
memproduksi daya terlebih dahulu dan kemudian energi panas yang
merupakan produk samping siklus dan digunakan untuk memenuhi panas
proses atau permintaan panas lainnya. +ogenerasi siklus atas digunakan
secara luas dan merupakan metode kogenerasi yang paling populer. 5abel . %mpat jenis sistim kogenerasi siklus atas (gambar dari
2epartement %nergi *ustralia).
5erdapat empat jenis sistem kogenerasi siklus atas/ 1) Sistem atas siklus
kombinasi Sebuah turbin gas memproduksi listrik atau daya mekanis
diikuti oleh boiler peman!aat panas untuk menghasilkan steam yang
digunakan untuk menggerakan turbin uap sekunder seperti yang terlihat
pada gambar berikut/) Sistem atas turbin uap Pada jenis sistem atas tubin uap (jenis apapun)
bahan bakar dibakar untuk menghasilkan steam tekanan tinggi yang
kemudian mele'ati turbin uap untuk menghasilkan daya dengan buangan
steam dari proses merupakan steam bertekanan rendah.:) Sistem atas peman!aatan kembali panas "enis ini meman!aatkan panas
yang diambil dari buangan mesin dan&atau sistem pendingin yang
mengalir menuju boiler peman!aat panas dimana panas ini diubah
menjadi steam untuk proses penggunaan lebih lanjut.
-
8/17/2019 jawabaan
4/6
-
8/17/2019 jawabaan
5/6
Siklus ba'ah2alam siklus ba'ah bahan bakar primer memproduksi energi panas suhu
tinggi dan panas yang keluar dari proses digunakan untuk membangkitkan
daya melalui boiler peman!aat kembali dan sebuah generator turbin.
Siklus ba'ah cocok untuk proses manu!akturing yang memerlukan panas
pada suhu tinggi dalam tungku dan kiln yang membuang panas pada
suhu tinggi. *real penerapannya termasuk industri semen baja keramik
gas dan petrokimia. Plant siklus ba'ah kurang umum daripada siklus
atas. ambar = menggambarkan siklus ba'ah dimana bahan bakar
dibakar dalam !urnace untuk menghasilkan rutile sintetik. 8imbah gasyang keluar dari !urnace digunakan dalam boiler untuk menghasilkan
steam yang menggerakan turbin ntuk menghasilkan listrik.
ambar > Sistim kogenerasi siklus ba'ah (3iro %#siensi %nergi
-
8/17/2019 jawabaan
6/6
Sistem kogenerasi turbin uap 5urbin uap merupakan salah satu teknologi
mesin penggerak yang multi !ungsi dan tertua yang masih diproduksi
secara umum. Pembangkitan energi dengan menggunakan turbin uap
telah berlangsung sekitar 1 tahun ketika alat tersebut menggantikanmesin steam reciprocating karena e#siensinya yang tinggi dan biayanya
yang murah. +apasitas turbin uap dapat berkisar dari 9 k? hingga
ratusan $? untuk plant utilitas energi yang besar. 5urbin uap digunakan
secara luas untuk penerapan gabungan panas dan daya (Combine Heat
Po'er&CHP).Siklus termodinamika untuk turbin uap merupakan siklus 7ankine. Siklus
7ankine merupakan dasar bagi stasiun pembangkitan daya konvensional
dan terdiri dari sumber panas (boiler) yang mengubah air menjadi steam
bertekanan tinggi. 2alam siklus uap air pertama6 tama dipompa
ketekanan sedang hingga tinggi kemudian dipanaskan hingga temperatur
didih yang sesuai dengan tekanannya dan kemudian biasanya diberikanpanas berlebih (superheated). 5urbin multi tahap mengekspansi steam
bertekanan sampai ke tekanan rendah dan steam kemudian dikeluarkan
ke kondensor pengembun pada kondisi vakum atau menuju sistem
distribusi suhu menengah yang mengirimkan steam ke penggunaan
industri atau komersial. +ondensat dari kondensor atau dari sistem
penggunaan steam dikembalikan ke pompa air umpan untuk
keberlanjutan siklus.
Turbin uap terdiri dari sebuah cakram yang dikelilingi oleh daun-daun cakram yang
disebut sudu-sudu. Sudu-sudu ini berputar karena tiupan dari uap bertekanan yang
berasal dari ketel uap, yang telah dipanasi terdahulu dengan menggunakan bahan bakar
padat, cair dan gas seperti yang digunakan di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk.
Uap tersebut kemudian dibagi dengan menggunakan control valve yang akan dipakai
untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan pompa dan juga sama halnya
dikopel dengan sebuah generator singkron untuk menghasilkan energi listrik.
Setelah melewati turbin uap, uap yang bertekanan dan bertemperatur tinggi tadi munculmenjadi uap bertekanan rendah. Panas yang sudah diserap oleh kondensor
menyebabkan uap berubah menjadi air yang kemudian dipompakan kembali menuju
boiler. Sisa panas dibuang oleh kondensor mencapai setengah jumlah panas semula
yang masuk. Hal ini mengakibatkan efisisensi thermodhinamika suatu turbin uap
bernilai lebih kecil dari 50%. Turbin uap yang modern mempunyai temperatur boiler
sekitar 5000C sampai 6000C dan temperatur kondensor 200C sampai 300C.