Siklus Rankine adalah siklus termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Panas disuplai secara eksternal pada aliran tertutup, yang biasanya menggunakan air sebagai fluida yang bergerak. Siklus ini menghasilkan 80% dari seluruh energi listrik yang dihasilkan di seluruh dunia. Siklus ini dinamai untuk mengenang ilmuwan Skotlandia, William John Maqcuorn Rankine.

Siklus Rankine adalah model operasi mesin uap panas yang secara umum ditemukan di pembangkit listrik. Sumber panas yang utama untuk siklus Rankine adalah batu bara, gas alam, minyak bumi, nuklir, dan panas matahari.

Siklus Rankine kadang-kadang diaplikasikan sebagai siklus Carnot, terutama dalam menghitung efisiensi. Perbedaannya hanyalah siklus ini menggunakan fluida yang bertekanan, bukan gas. Efisiensi siklus Rankine biasanya dibatasi oleh fluidanya. Tanpa tekanan yang mengarah pada keadaan super kritis, range temperatur akan cukup kecil. Uap memasuki turbin pada temperatur 565 oC (batas ketahanan stainless steel) dan kondenser bertemperatur sekitar 30 oC. Hal ini memberikan efisiensi Carnot secara teoritis sebesar 63%, namun kenyataannya efisiensi pada pembangkit listrik tenaga batu bara sebesar 42%.

Fluida pada Siklus Rankine mengikuti aliran tertutup dan digunakan secara konstan. Berbagai jenis fluida dapat digunakan pada siklus ini, namun air dipilih karena berbagai karakteristik fisika dan kimia, seperti tidak beracun, terdapat dalam jumlah besar, dan murah.

Daftar isi

1 Proses siklus Rankine 2 Siklus Rankine Organik

3 Referensi

4 Pranala luar

Proses siklus Rankine

Terdapat 4 proses dalam siklus Rankine, setiap siklus mengubah keadaan fluida (tekanan dan/atau wujud).

Proses 1: Fluida dipompa dari bertekanan rendah ke tekanan tinggi dalam bentuk cair. Proses ini membutuhkan sedikit input energi.

Proses 2: Fluida cair bertekanan tinggi masuk ke boiler di mana fluida dipanaskan hingga menjad uap pada tekanan konstan menjadi uap jenuh.

Proses 3: Uap jenuh bergerak menuju turbin, menghasilkan energi listrik. Hal ini mengurangi temperatur dan tekanan uap, dan mungkin sedikit kondensasi juga terjadi.

Proses 4: Uap basah memasuki kondenser di mana uap diembunkan dalam tekanan dan temperatur tetap hingga menjadi cairan jenuh.

Dalam siklus Rankine ideal, pompa dan turbin adalah isentropic, yang berarti pompa dan turbin tidak menghasilkan entropi dan memaksimalkan output kerja. Dalam siklus Rankine yang sebenarnya, kompresi oleh pompa dan ekspansi dalam turbin tidak isentropic. Dengan kata lain, proses ini tidak bolak-balik dan entropi meningkat selama proses. Hal ini meningkatkan tenaga yang dibutuhkan oleh pompa dan mengurangi energi yang dihasilkan oleh turbin. Secara khusus, efisiensi turbin akan dibatasi oleh terbentuknya titik-titik air selama ekspansi ke turbin akibat kondensasi. Titik-titik air ini menyerang turbin, menyebabkan erosi dan korosi, mengurangi usia turbin dan efisiensi turbin. Cara termudah dalam menangani hal ini adalah dengan memanaskannya pada temperatur yang sangat tinggi.

Efisiensi termodinamika bisa didapatkan dengan meningkatkan temperatur input dari siklus. Terdapat beberapa cara dalam meningkatkan efisiensi siklus Rankine.

Siklus Rankine dengan pemanasan ulangDalam siklus ini, dua turbin bekerja secara bergantian. Yang pertama menerima uap dari boiler pada tekanan tinggi. Setelah uap melalui turbin pertama, uap akan masuk ke boiler dan dipanaskan ulang sebelum memasuki turbin kedua, yang bertekanan lebih rendah. Manfaat yang bisa didapatkan diantaranya mencegah uap berkondensasi selama ekspansi yang bisa mengakibatkan kerusakan turbin, dan meningkatkan efisiensi turbin.

Siklus Rankine regeneratifKonsepnya hampir sama seperti konsep pemanasan ulang. Yang membedakannya adalah uap yang telah melewati turbin kedua dan kondenser akan bercampur dengan sebagian uap yang belum melewati turbin kedua. Pencampuran terjadi dalam tekanan yang sama dan mengakibatkan pencampuran temperatur. Hal ini akan mengefisiensikan pemanasan primer.

Siklus Rankine Organik

Siklus Rankine Organik menggunakan fluida organik seperti n-pentana atau toluena menggantikan air dan uap. Penggunaan kedua jenis fluida tersebut akan mengurangi suplai panas yang dibutuhkan karena rendahnya titik didih dari kedua jenis fluida tersebut sehingga energi matahari sudah cukup untuk mengubah fase fluida tersebut. Meski efisiensi Carnot akan berkurang, namun pengumpulan panas yang dilakukan pada temperatur rendah akan mengurangi banyak biaya operasional.

Siklus Rankine sesungguhnya tidak membatasi fluida jenis apa yang digunakan karena pada dasarnya siklus Rankine adalah mesin kalor sehingga efisiensinya dihitung berdasarkan efisiensi Carnot. Konsepnya tidak boleh dipisahkan dengan siklus termodinamika.

Referensi

Canada, Scott; G. Cohen, R. Cable, D. Brosseau, and H. Price. Parabolic Trough Organic Rankine Cycle Solar Power Plant. 2004. DOE Solar Energy Technologies Denver, Colorado: US Department of Energy NREL

MAKALAH PLTU untuk mata kuliah OSTL..

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kebutuhan listrik pada saat ini dirasa cukup banyak. Sebagai negara kepulauan, Indonesia memiliki luas wilayah yang cukup besar. Seiring dengan tidak meratanya jumlah kelahiran dan persebaran penduduk pada setiap wilayah atau pulau yang ada di Indonesia mengakibatkan konsentrasi kepadatan penduduk hanya terdapat pada beberapa tempat saja, secara khusus hanya terdapat pada kota-kota besar saja.

Inilah yang menyebabkan kebutuhan energi listrik diperkotaan sangat dibutuhkan. Banyaknya pembangkit listrik yang ada seperti PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) harus menghasilkan jumlah tenaga lisrik dalam jumlah yang cukup besar.

Seperti yang dicanangkan oleh PLN bahwa melalui PLTU ditargetkan dapat tercapai produksi tenaga listrik sebesar 10.000MW dengan membangun PLTU sebanyak 35 buah yang nantinya akan ditempatkan di jawa dan luar jawa.

Adapun rinciannya dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Untuk di Pulau Jawa

No Pembangkit Tempat Kapasitas

1 PLTU 1 Banten Suralaya 1 x 625 MW

2 PLTU 2 Banten Labuhan 2 x 300 MW

3 PLTU 3 Banten Lontar 3 x 315 MW

4 PLTU 1 Jawa Barat Indramayu 3 x 330 MW

5 PLTU 2 Jawa Barat Pelabuhan Ratu 3 x 350 MW

6 PLTU 1 Jawa Tengah Rembang 2 x 315 MW

7 PLTU 2 Jawa Tengah Cilacap 1 x 600 MW

8 PLTU 1 Jawa Timur Pacitan 2 x 315 MW

9 PLTU 2 Jawa Timur Paiton 1 x 660 MW

10 PLTU 3 Jawa Timur Tj. Awar–Awar Tuban 2 x 350 MW

11 PLTU Tanjung Jati B Jepara 2 x 661 MW

Untuk diluar pulau jawa dan bali dibangun 25 PLTU, rinciannya sebagai berikut :

No Pembangkit Kapasitas

1 PLTU NAD 2 x 100 MW

2 PLTU 2 Sumatra Utara 2 x 200 MW

3 PLTU Sumatra Barat 2 x 100 MW

4 PLTU 3 Bangka Belitung 2 x 25 MW

5 PLTU 4 Bangka Belitung 2 x 15 MW

6 PLTU 1 Riau 2 x 10 MW

7 PLTU 2 Riau 2 x 7 MW

8 PLTU Kepulauan Riau 2 x 7 MW

9 PLTU Lampung 2 x 100 MW

10 PLTU 1 Kalimantan Barat 2 x 50 MW

11 PLTU 2 Kalimantan Barat 2 x 25 MW

12 PLTU 1 Kalimantan Tengah 2 x 60 MW

13 PLTU Kalimantan Selatan 2 x 65 MW

14 PLTU 2 Sulawesi Utara 2 x 25 MW

15 PLTU Sulawesi Tenggara 2 x 10 MW

16 PLTU Sulawesi Selatan 2 x 50 MW

17 PLTU Gorontalo 2 x 25 MW

18 PLTU Maluku 2 x 15 MW

19 PLTU Maluku Utara 2 x 7 MW

20 PLTU 1 NTB 2 x 15 MW

21 PLTU 2 NTB 2 x 25 MW

22 PLTU 1 NTT 2 x 7 MW

23 PLTU 2 NTT 2 x 15 MW

24 PLTU 1 Papua 2 x 7 MW

25 PLTU 2 Papua 2 x 10 MW

Sebagai sumber energi sebuah PLTU adalah batu bara. Sebuah pembangkit listrik jika dilihat dari bahan baku untuk memproduksinya, maka Pembangkit Listrik Tenaga Uap bisa dikatakan pembangkit yang berbahan baku Air. Kenapa tidak UAP? Uap disini hanya sebagai tenaga pemutar turbin, sementara untuk menghasilkan uap dalam jumlah tertentu diperlukan air. Menariknya didalam PLTU terdapat proses yang terus menerus berlangsung dan berulang-ulang. Prosesnya antara air menjadi uap kemudian uap kembali menjadi air dan seterusnya. Proses inilah yang dimaksud dengan Siklus PLTU.

Air yang digunakan dalam siklus PLTU ini disebut Air Demin (Demineralized), yakni air yang mempunyai kadar conductivity (kemampuan untuk menghantarkan listrik) sebesar 0.2 us (mikro siemen). Sebagai perbandingan air mineral yang kita minum sehari-hari mempunyai kadar conductivity sekitar 100 – 200 us. Untuk mendapatkan air demin ini, setiap unit PLTU biasanya dilengkapi dengan Desalination Plant dan Demineralization Plant yang berfungsi untuk memproduksi air demin ini.

Secara sederhana bagaimana siklus PLTU itu bisa dilihat ketika proses memasak air. Mula-mula air ditampung dalam tempat memasak dan kemudian diberi panas dari sumbu api yang menyala dibawahnya. Akibat pembakaran menimbulkan air terus mengalami kenaikan suhu sampai pada batas titik didihnya. Karena pembakaran terus berlanjut maka air yang dimasak melampaui titik didihnya sampai timbul uap panas. Uap ini lah yang digunakan untuk memutar turbin dan generator yang nantinya akan menghasilkan energi listrik.

B. Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan pembuatan makalah ini antara lain, yaitu:

1. Sebagai bahan kajian para mahasiswa mengenai PLTU

2. Sebagai metode pengumpulan data tentang PLTU

3. Sebagai pemenuhan tugas Mata Kuliah Operasi Sistem Tenaga Listrik

C. Ruang Lingkup

Makalah ini membahas mengenai Definisi, Prinsip Kerja, Komponen dan Fungsi, Kelebihan serta

Kekurangan dari PLTU

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian / Definisi PLTU

Suatu sistem pembangkit tenaga listrik yang mengkonversikan energi kimia listrik dengan menggunakan uap air sebagai fluida kerjanya, yaitu dengan memanfaatkan energi kinetik uap untuk menggerakkan poros sudu - sudu turbin. Sudu -sudu turbin mengerakkan poros turbin, untuk selanjutnya poros turbin mengerakkan generator. Dari generator inilah kemudian dibangkitkan energi listrik.

B. Cara Kerja PLTU

Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet). Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, sehingga temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara bertekanan ini masuk kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengan cara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar. Proses pembakaran tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang (exhaust).

Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai berikut:

1. Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan

2. Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar dengan udara kemudian di bakar.

3. Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar melalui nozel (nozzle).

4. Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran pembuangan.

Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi kerugiankerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas. Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain:

Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan (pressure losses) di ruang bakar.

Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin.

Berubahnya nilai Cp dari fluida kerja akibat terjadinya perubahan temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja.

Adanya mechanical loss, dsb.

Komponen gambar :

1. Stack2. Boiler3. FD Fan4. Air Heater5. Steam Drum6. Primary Superheater7. Economizer8. Header9. Water Wall10. Secondary Superheater11. Reheater12. Wind Box13. HP Turbine14. IP Turbine15. LP Turbine16. Generator17. Condenser18. MFO Tank19. MFO Pump20. MFO Heater21. Burner22. Circulating Water Pump23. Desalination Plant24. Distillate Water Pump25. Make Up Water Tank26. Make Up Water Pump27. Demin Water Tank

28. Demin Water Pump29. Condensate Pump30. LP Heater31. Deaerator32. Boiler Feed Pump33. HP Heater34. 18 kV/150kV Switch Yard35. Transmission

Siklus Rankine IdealSiklus di PLTU menggunakan siklus rankine dengan superheater dan reheater.

Keterangan siklus :

a) Proses 1 – 1’ : Penaikan tekanan pada air menggunakan condensate extraction pump.b) Proses 1’ – 2 : Pemanasan air pada low pressure heater.c) Proses 2 – 2’ : Penaikan tekanan air menggunakan boiler feed pump.d) Proses 2’ – 3 : Pemanasan air pada high pressure heater dan pada economizer.e) Proses 3 – 4 : Pemanasan air menjadi uap air pada wall tube dan downcomer di dalam boiler.f) Proses 4 – 5 : Pemanasan uap air menjadi uap panas lanjut (superheated steam) pada superheater.g) Proses 5 – 6 : Ekspansi uap di dalam high pressure turbine.h) Proses 6 – 7 : Pemanasan kembali uap yang keluar dari high pressure turbine yang terjadi dalam reheater.i) Proses 7 – 7’ : Ekspansi uap yang keluar dari reheater di dalam intermediate pressure turbine.j) Proses 7’ – 8 : Ekspansi uap di dalam low pressure turbine tanpa mengalami pemanasan ulang.k) Proses 8 – 1 : Pendinginan uap menjadi air di dalam condenser.

C. Komponen Utama dan Fungsi

1. BOILER

Boiler yang umumnya disebut ketel uap merupakan satu bagian utama dari PLTU yang fungsinya adalah untuk memproduksi uap yang selanjutnya uap tersebut dialirkan ke turbin.

a. Boiler terdiri dari dua komponen utama yaitu:• Ruang bakar sebagai alat untuk mengubah energi kimia menjadi energi panas.

• Alat penguapan terdiri dari pipa-pipa penguap yang mengubah energi pembakaran (energi kimia) menjadi energi potensial uap, (energi panas).

b. Konstruksi boiler dari beberapa bagian antara lain : Tube Wall

Tube Wall adalah merupakan pipa yang dirangkai membentuk dinding dan dipasang secara vertikal pada 4 (empat) sisi, sehingga membentuk ruangan persegi empat yang disebut ruang bakar.

Fungsi tube wall adalah alat pemanas air dengan bidang yang luas sehingga mempercepat proses penguapan.

Burner (Alat Pembakaran)

Burner pada boiler dilengkapi dengan Nozzle dan Diffusor udara sehingga dengan kedua peralatan tersebut terjadi pengabutan bahan bakar dan udara bercampur untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna.

Boiler Drum

Boiler drum terbuat dari plat baja yang berbentuk silinder dan dipasang mendatar di atas rangkaian pipa-pipa pemanas.

Fungsi Boiler Drum adalah untuk menampung air pengisi dan uap basah dari Tube Wall sekaligus untuk pemisah antara uap dan air.

Super heater (Pemanas Lanjut)

Super Heataer adalah suatu alat yang kontruksinya merupakan rangkaian pipa-pipa yang berbentuk spiral diletakkan di bagian atas ruang pembakaran.

Fungsi dari Super Heater adalah untuk memanaskan uap basah menjadi uap kering.

Economizer

Economiser adalah suatu alat yang konstruksinya merupakan rangkaian pipa-pipa yang berbentuk spiral dan dipasang pada saluran gas bekas yang berfungsi untuk memanaskan air sebelum masuk ke Boiler Drum.

Air heater (Pemanas Udara)

Air Hetaer adalah suatu alat yang konstruksinya dapat dibuat dari pipa lurus yang disusun pada saluran gas bekas dan berfungsi untuk memanaskan udara pembakar.

Komponen Pendukung Boiler

Komponen pendukung Boiler terdiri dari : Forced Draft Fan, MFO Heater, Air Preheat Coil, Air Heater, Burner, Gas Recirculating Fan, Soot Blower dan Safety Valve.

1. Forced Draft Fan

Alat yang berupa fan (kipas) ini berfungsi untuk memasukkan udara pembakaran secara paksa ke dalam furnace, terpasang pada bagian ujung saluran air intake boiler dan digerakkan oleh motor listrik.

2. MFO Heater

MFO Heater merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan bahan bakar berupa MFO dengan tujuan menurunkan viskositas dari MFO. Hal ini perlu dilakukan karena MFO memiliki viskositas yang relatif tinggi (satu tingkat di bawah aspal) sehingga sulit untuk teratomisasi di burner. Dengan proses pemanasan maka viskositas MFO dapat diturunkan sehingga dapat teratomisasi dengan baik dan menghasilkan pembakaran yang baik.

3. Air Preheat Coil

Alat yang berfungsi untuk memanaskan udara sebelum memasuki Air Heater dengan sumber panas berasal dari air Deaerator. Udara yang akan memasuki Air Heater harus dipanaskan terlebih dulu agar tidak terjadi thermal stress akibat perbedaan suhu yang ekstrim.

4. Air Heater

Air Heater merupakan alat pemanas udara, dimana panas diambil dari gas buang hasil pembakaran sebelum masuk ke cerobong (stack). Dengan pemanfaatan gas buang ini, maka dapat menghemat biaya bahan bakar sehingga bisa meningkatkan efisiensi pembakaran.

Air Heater yang digunakan pada PLTU adalah tipe Ljungstrom. Tipe ini paling banyak digunakan di dunia karena performa dan ketahanannya yang telah teruji. Selain itu tipe ini dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama sebelum dilakukan overhaul. Perbaikan dan perawatan berkala mudah dilakukan pada Air Heater tipe ini karena desainnya yang sederhana. Air Heater terdiri dari hot end element dan cold end element.

Air Heater yang digunakan di PLTU merupakan Air Heater jenis Regenerative, yaitu gas sisa pembakaran dilalukan pada sebuah selubung tertutup untuk memanaskan sebagian dari elemen air heater, dan elemen yang dipanaskan ini, diputar ke selubung yang lain dimana disini dilalukan udara yang akan dipanaskan, sehingga terjadi perpindahan panas secara konduksi.

5. Burner

Alat yang berfungsi untuk membakar campuran antara bahan bakar (fuel) dengan udara (air) di dalam ruang bakar (furnace) pada boiler.

6. Gas Recirculating Fan

Alat ini berfungsi untuk mengarahkan sebagian flue gas (gas sisa pembakaran) kembali ke furnace untuk meningkatkan efisiensi boiler.

7. Soot Blower

Sootblower merupakan peralatan tambahan boiler yang berfungsi untuk membersihkan kotoran yang dihasilkan dari proses pembakaran yang menempel pada pipa-pipa wall tube, superheater, reheater, economizer, dan air heater . Tujuannya adalah agar perpindahan panas tetap berlangsung secara baik dan efektif . Sebagai media pembersih digunakan uap. Suplai uap ini diambil dari primary superheater melalui suatu pengaturan tekanan PVC yang diset pada tekanan 40 kg/cm 2. Setiap sootblower dilengkapi dengan poppet valve untuk mengatur kebutuhan uap sootblower. Katup ini membuka pada saat sootblower dioperasikan dan menutup kembali saat lance tube dari sootblower tersebut mundur menuju stop.

Dilihat dari cara kerja/mekanisme pengoperasiannya sootblower dibagi atas :Short Retractable Sootblower / Furnace Wall Blower , digunakan untuk membersihkan pipa-pipa penguap (wall tube) pada daerah furnace.

Long Retractable Sootblower, digunakan untuk membersihkan pipa-pipa superheater, dan reheater.

Air Heater Sootblower, digunakan untuk membersihkan elemen-elemen air Heater.

8. Safety ValveSafety valve berfungsi sebagai pengaman ketika terjadi tekanan uap yang berlebih yang dihasilkan oleh boiler. Tekanan berlebih ini dapat terjadi karena panas boiler yang berlebihanatau adanya penurunan beban turbine secara drastis.

2. TURBIN Turbin adalah suatu perangkat yang mengkonversikan energi uap yang bertemperatur tinggi dan tekanan tinggi menjadi energi mekanik (putaran). Ekspansi uap yang dihasilkan tergantung dari sudu-sudu (nozzle) pengarah dan sudu-sudu putar. Ukuran nozzle pengarah dan nozzle putar adalah sebagai pengatur distribusi tekanan dan kecepatan uap yang masuk ke Turbin. Turbin uap berkapasitas besar memiliki lebih dari satu silinder cashing. Hal ini dapat kita lihat dari macam silinder casing pada Turbin:

1. Cross CompoundDimana HP (High Pressure) dan LP (Low Pressure) turbinnya terpisah dan masing-masing dikopel dengan satu generator.

2. Tandem CompoundDimana HP dan IP (Intermediet Pressure) turbinnya terpisah dengan LP Turbin tetapi masih dalam satu poros.

Prinsip Kerja Steam Turbine

Steam Turbine adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi panas dalam uap menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Konstruksinya terdiri dari rumah turbin dan rotor. Pada rotor turbin ditempatkan rangkaian sudu-sudu jalan secara berjajar. Dalam pemasangannya, rangkaian sudu tetap dan rangkaian sudu jalan dipasang berselang-seling. Energi panas dalam uap mula-mula diubah menjadi energi kinetik oleh nozzle, selanjutnya uap dengan kecepatan tinggi ini akan mengenai sudu-sudu jalan pada rotor turbin yang akhirnya mengakibatkan putaran rotor.

Pada PLTU, Turbine dibagi menjadi tiga tingkatan, yaitu :

1. High Pressure (HP) Turbine

HP Turbine mengekspansikan uap utama yang dihasilkan dari superheater dengan tekanan 169 kg/cm2 dan temperatur 538oC, kemudian uap keluar HP Turbin (41 kg/cm2) dengan temperatur 336oC dipanaskan kembali pada bagian reheater diboiler untuk menaikkan entalpi uap. Uap reheat lalu diekspansikan di dalam Intermediate Pressure (IP) turbine.

Data HP Turbin:

a. Jumlah sudu : 1 pasang sudu impuls (tingkat 1) 14 pasang sudu reaksi

b. Arah uap ke Pedestal

c. Jumlah 1 buah

2. Intermediate Pressure (IP) Turbine

IP Turbine mengekspansikan uap reheat dengan tekanan 39 kg/cm2 dan temperatur 538oC, sedang uap keluarnya bertekanan 8 kg/cm2 dan suhunya sekitar 330oC.

Data IP Turbine:a. Jumlah sudu : 12 pasang sudu reaksib. Arah ekspansi berkebalikan dengan HP Turbinc. Jumlah 1 buah

3. Low Pressure (LP) Turbine

LP Turbine mengekspansikan uap bertekanan 8 kg/cm2 dan temperatur 330oC, dan tekanan uap keluar dari LP Turbin pada tekanan 56 mmHg (Vaccum), kondisi vakum ini diciptakan di dalam condenser dengan temperatur 40oC.

Data LP Turbine:

a. Jumlah sudu : 8 pasang per turbin

b. Arah ekspansi uap saling berlawanan

c. Jumlah : 1 buah

Komponen-komponen Turbin Uap

Komponen utama turbin uap:

1. Sudu-sudu turbin

PLTU memiliki sudu-sudu turbin yang terdiri dari satu tingkat impuls dan 14 tingkat reaksi tekanan tinggi, 12 reaksi pada tekanan menengah, 2 x 8 reaksi pada turbin tekanan rendah.

2. Sudu tetap dan sudu jalan turbin

Uap yang berasal dari boiler dialirkan melalui nozzel. Karena adanya penyempitan pada aliran nozel, maka tekanan uap menurun dan kecepatannya bertambah. Sudu tetap mempunyai fungsi antara lain:

1) Untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik

2) Untuk mengarahkan uap ke sudu jalan turbin

Nozzel pada sudu tetap dipasang pada casing dan fixed, sedangkan sudu jalan dipasang pada rotor turbin dan berputar jika dilalui uap. Sudu jalan berfungsi untuk mengubah energi kinetik uap menjadi energi mekanis. Jarak antara sudu-sudu jalan sangat kecil sekali kurang lebih 0,6 mikrometer.

3. Poros (shaft)

Poros merupakan salah satu bagian dari turbin yang menjadikan rotor-rotor berbagai tingkat turbin menjadi satu kesatuan. Poros ini juga mentransmisikan torsi rotor turbin untuk memutar bagian dari rotor generator listrik.

4. Casing (Rumah Turbin)

Casing berfungsi untuk melindungi proses ekspansi uap oleh turbin agar tidak terjadi kebocoran dari dan kearah luar.

5. Katup-katup pengatur beban

Katup pengatur beban pada turbin disebut juga governor valve yang mengatur jumlah aliran uap masuk ke turbin PLTU Semarang. Pembukaan dari tiap katup tergantung kebutuhan beban.

6. Bantalan aksial turbin

Aliran uap yang memutar turbin mengakibatkan turbin bergerak kearah aksial (searah sumbu). Jika gerakan kearah aksial ini melewati batas yang dizinkan, maka terjadilah gesekan antar rotor turbin dengan statornya. Jarak antara sudu tetap dan sudu jalan dibuat kecil sekali yang berguna untuk menghindari gesekan. Bantalan aksial ditempatkan pada bagian bantalan nomor 1 turbin (dekat dengan pedetsal) untuk memonitor gerakan ke arah aksial dan dilengkapi dengan minyak yang mengalir dan dipancarkan ke torak. Dengan bergeraknya torak ke arah aksial, maka tekanan minyak ini diteruskan ke rangkaian trip turbin. PLTU Semarang mempunyai batasan pada tekanan minyak 2,4 kg/cm2 dan trip pada 5,6 kg/cm2.

7. Bantalan turbin

Untuk menumpu rotor turbin dengan satu silinder casing diperlukan bantalan utama (main bearing) sebanyak dua buah, sedangkan pada turbin yang mempunyai lebih dari satu silinder casing bantalannya lebih dari dua buah.

Peralatan Bantu Turbin Uap

Peralatan bantu turbin merupakan serangkaian sistem yang mendukung operasi turbin agar dalam pengoperasiannya dapat berjalan dengan baik. Peralatan bantu turbin antara lain:

1. Sistem pelumasan, fungsi sistem pelumasan turbin antara lain:

a. Mencegah korosi

b. Mencegah keausan pada bagian turbin yang bergerak

c. Sebagai pengangkut partikel kotor yang timbul karena gesekan

d. Sebagai pendingin terhadap panas yang timbul akibat gesekan

2. Sistem perapat/seal

Sistem perapat digunakan untuk mencegah kebocoran uap dari dalam turbin ke udara luar atau sebaliknya melewati kelenjar-kelenjar perapat (gland seal) sepanjang poros turbin.

3. Sistem turning gear

Turning gear merupakan alat bantu turbin yang berfungsi mensukseskan operasi turbin pada saat start up dan shut down. Fungsi turning gear untuk menghindari melengkungnya poros turbin terutama pada saat temperatur poros masih tinggi, ketika turbin baru saja shut down. Turning gear digerakan oleh motor listrik AC yang memutar poros turbin 3 rpm. Dengan demikian terjadilah pendinginan yang merata untuk menghindari terjadinya defleksi (lendutan) poros.

4. Sistem governor

Governor adalah suatu alat pengatur putaran. Setiap turbin uap memerlukan governor, baik turbin yang digunakan untuk menggerakan generator listrik, pompa air pengisi maupun menggerakan blower. Tipe governor yang biasa digunakan yaitu elektronik dan hidrolik-mekanik.

5.Sistem proteksi

Sistem proteksi turbin merupakan serangkaian peralatan baik mekanis, hidrolis dan elektris yang dirancang mampu mengamankan operasi turbin dalam segala kondisi terburuk sekalipun.

6.Condenser

Condenser berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas menjadi uap air pengisi boiler, dimana uap bekas dari LP Turbin masuk ke kondenser melalui pipa-pipa kondensor yang di dalamnya berisi fluida kerja (biasanya berupa sea water atau fresh water)

Sistem Valve pada Turbin

Sistem valve pada turbin berfungsi mengatur laju aliran uap ke dalam turbin. Sistem valve digerakkan oleh servo valve actuator dan minyak hidrolik sebagai penggerak valve. Valve turbin terdiri dari:

1. MSV (Main Stop Valve)

MSV merupakan valve yang membuka dan menutup aliran uap utama (main steam) masuk ke HP Turbin. Pada saat start up, MSV berfungsi mengatur laju aliran uap yang masuk ke HP Turbin dan juga sebagai proteksi saat turbin trip.

2. GV (Governor Valve)

GV bekerja setelah terjadinya valve transfer dari MSV ke GV yang berfungsi mengatur laju aliran uap utama pada HP dan juga sebagai pengontrol beban (setelah disinkronisasi sampai beban normal).

3. RSV (Reheat Stop Valve)

RSV merupakan valve yang membuka dan menutup aliran uap reheat yang masuk ke IP Turbin. Pada saat start up RSV sudah dalam kondisi membuka penuh, jadi tidak berperan dalam pengaturan laju aliran uap reheat dan juga sebagai alat proteksi saat turbin trip.

4. ICV (Interceptor Valve)

Pada saat start up, ICV berperan seperti MSV yaitu mengatur aliran uap reheat pada IP Turbin.

Pengendalian Katup Uap Turbin

Salah satu hal yang juga sangat penting dalam pengontrolan turbin uap adalah pengaturan putarannya dengan mengatur prosentase buka tutup katup. Sistem katup uap (governor valve) pada dasarnya mempunyai fungsi sebagai berikut:

a. Sebagai pengendali putaran turbin sebelum generator on line.

b. Sebagai pengendali setelah generator sinkron dengan jaringan lokal dimana unit sebagai master (island operator)

c. Sebagai pengendali beban yang dibangkitkan generator apabila generator sinkron dengan jaringan. Sistem pengatur ini bekerja berdasarkan speed drop yang telah ditentukan untuk mengatur frekuensi jaringan.

d. Sebagai peralatan proteksi yang menjamin bekerjanya turbin dengan aman.

e. Sebagai sarana pengaturan secara jarak jauh dari pusat pengukur beban.

Fungsi-fungsi trip yang telah kita bicarakan sebelumnya juga sangat berhubungan dengan governor ini karena ketika terjadi trip, governor- governor yang ada akan secara otomatis menutup laju uap yang menuju ke Turbin, sehingga turbin akan berhenti bekerja.

Mekanisme pengendalian buka tutup katup dapat dilakukan sebagai berikut:

1. Sistem pengendalian dengan governor motor

Pada sistem ini pengaturan pembukaan governor valve selain diperintah oleh tekanan minyak governor motor, juga dipengaruhi oleh putaran turbin (frekuensi). Hal ini dapat terjadi karena tekanan minyak governor motor berhubungan dengan tekanan discharge impeller serta putaran turbin. Sistem pengaturan ini disebut juga free governor action. Karena pembukaan governor dipengaruhi oleh perubahan frekuensi. Tekanan minyak pada governor diatur oleh servo motor yang dikerjakan oleh operator dari control room.

2. Sistem pengendalian secara elektronik

Pada sistem ini pengaturan governor dilakukan secara hidraulik diperintahkan oleh suatu perangkat elektronik yang disebut electro hydraulic converter.

3. Sistem pengendalian dengan load limit

Pegaturan governor load limit adalah pengaturan pembukaan govenor yang hanya dikontrol oleh tekanan minyak. Load limit frekuensi tidak bisa mempengaruhi pembukaan governor valve, kecuali jika

terjadi tekanan frekuensi yang tinggi sehingga pengendalian minyak dari governor motor akan menurunkan tekanan minyak

3. KONDENSOR Kondensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas dari turbin menjadi air. Kondensor terbuat dari plat baja berbentuk silinder yang diletakkan secara mendatar dan didalamnya dipasang pipa-pipa pendingin yang terbuat dari kuningan paduan.

Peralatan pada Kondensor Ejector

Fungsinya adalah untuk membuat ruangan kondensasi di dalam kondensor menjadi vaccum (Hampa) sehingga uap bekas dari turbin mengalir ke ruang kondensor tersebut dengan cepat dan bersinggungan terhadap pipa-pipa pendingin kondensor yang akhirnya uap tersebut menjadi air kondensat.

Pompa Air Kondensat (Condensat Pump)

Pompa tersebut untuk memompakan air kondensat dari dalam bak penampungan (Hotwell) ke tanki air pengisi.

Pompa Air Pendingin (Cooling Water Pump)

Pompa tersebut untuk memompakan air kedalam kondensor dan lat pendingin lainnya yang dipompakan dari sungai, laut atau bak penampungan bagi unit yang menggukan pendingin tertutup.

4. GENERATOR Generator adalah suatu alat untuk merubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik.

a. Generator terdiri dari dua bagian utama yaitu : Stator

Stator adalah bagian yang diam terdiri dari kumparan-kumparan tembaga dan inti besi.

Rotor

Rotor pada generator adalah bagian yang berputar terdiri dari lilitan dan kutub-kutub magnet. Untuk menunjang operasional, generator dilengkapi dengan Exciter yang terdiri dari pilot exciter dan main exciter.

5. PERALATAN BANTU

a. BFP dan feed water pumpFungsi utama feed water system pada PLTU adalah untuk melayani kebutuhan air pada boiler agar

tetap tersedia dengan cukup.

Komponen Utama Feed Water Sistem pada PLTU terdiri dari :

Tangki Air Pengisi (FWT)

Pompa Air Pengisi (FWP)

Pemanas Tekanan Tinggi (HPH)

Ekonomizer

Boiler Drum

Sirkulasi feed water pump

Mula-mula air dalam tanki (FWT) dialirkan ke pompa air pengisi (FWP)

Kemudian air dipompakan ke boiler melalui HPH, di dalam alat tersebut air dipanasi dengan uap yang dialirkan dari turbin

Dari HPH air dialirkan ke economizer air masuk ke boiler drum dan selanjutya masuk ke tube wall melalui pipa down comer.

b. FD.FAN DAN SYTEM UDARAFungsi utama system udara adalah system yang dilengkapi dengan peralatan hingga mendapat

udara panas yang dibutuhkan untuk proses pembakaran dengan sempurna di dalam boiler.

Komponen Utama pada sistem udara antara lain :

FD. Fan (Kipas Tekan Paksa)

FD. Fan adalah suatu alat Bantu boiler yang berfungsi untuk menghisap udara luar dan ditekan ke burner.

Steam Air Heater

Steam Air Heater adalah suatu alat untuk memanaskan udara dengan menggunakan uap sebagai pemanas.

Air Heater (Pemanas Udara)

Air Heater adalah suatu alat yang dipasang pada saluran gas bekas dan berfungsi untuk memanaskan udara dengan menggunakan gas bekas sebagai pemanas.

Burner (Pembakar)

Burner adalah suatau alat yang dipasang pada pendingin Boiler yang berfungsi untuk mencampur udara dengan bahan bakar dan tempat berlangsungnya pembakaran.

c. FAN DAN SISTEM GAS BEKASFungsi utama ID Fan adalah untuk menghisap gas bekas hasil pembakaran di dalam ruang bakar

boiler sambil mengatur tekanan agar tetap konstan sebelum dikeluarkan ke cerobong terlebih dahulu digunakan memanasi air pengisi dan udara pembakar.

Komponen utam pada system gas bekas dapat kita lihat pada lembar peraga yang terdiri dari :

Super Heater 1a, 1b -1b, 2

Air Heater 2

Economizer

Air Heater 1

ID. Fan

Cerobong

Sirkulasi gas bekas

Mula-mula gas panas dari hasil pembakaran di dalam ruang baker boiler mengalir ke atas dan memanasi pipa-pipa super heater 2.

Dari Super Heater 1a gas terus mengalir dan memanasi air heater 2 kemudian mengalir ke arah bawah dan memanasi air heater 1 dan selanjutnya ke ID. Fan.

Dari ID. Fan gas bekas dikeluarkan melalui cerobong ke udara bekas.

Pengeluaran gas bekas diatur dengan pembukaan klap yang dipasang pada saluran seblum gas buang.

d. SISTEM BAHAN BAKAR Fungsi bahan bakar pada PLTU adalah untuk memanasi air di boiler hingga menjadi uap. Jenis bahan

bakar yang digunakan ada tiga macam yaitu : minyak residu, minyak solar, dan gas alam.

Sistem pembakaran

Sistem pembakaran pada PLTU keramasan dilakukan di dalam boiler yang letaknya terpisah dari turbin atau dapat disebut mesin pembakar luar.Sistem pembakaran pada PLTU keramasan dapat menggunakan bahan bakar residu dan gas.Untuk bahan bakar residu dan solar dipompakan ke dalam burner melalui heater dan filter.

Untuk bahan bakar gas dialirkan ke burner melalui scrubber dan reducing station.

e. SISTEM PELUMASANFungsi pelumasan pada alat bantu adalah untuk mencegah kerusakan pada bagian-bagian yang

bergerak. Fungsi pelumasan pada turbin adalah untuk pendinginan dan pelumasan pada bantalan dan rotor turbin minyak pelumas pada turbin juga digunakan untuk system pengaturan.

Jenis pelumas yang dipakai pada peralatan PLTU terdiri dari dua macam yaitu pelumas cair dan padat.

Pelumas Cair adalah Oli SAE 30 dan 40

Pelumas Padat adalah Grease

Oli SAE 30 digunakan pada turbin dan bearing-bearing alat Bantu diantaranya pompa-pompa dan mesin compressor, sedangkan Oli SAE 40 digunakan pada mesin diesel PBK (Pemadam Bahaya Kebakaran)

Pemakaian Grease di PLTU dibedakan menjadi beberapa macam diantaranya :

- Alfania Grease

Pelumas tersebur digunakan pada motor – motor listrik putaran tinggi

- Darina Grease

Pelumas tersebut digunakan pada motor-motor listrik putaran rendah

- Alfania Grease Ep 2

Pelumas tersebut digunakan untuk melumasi bearing di dalam air, diantaranya bearing Cooling Water Pump.

f. SISTEM UDARA KONTROL DAN UDARA SERVICE Sebagai Media Alat Ukur

Satuan yang digunakan bar dan psi berasal dari udara compressor

Satuan yang digunakan mmWC dan Nm3/h berasal dari udara FD. Fan.

Sebagai Penggerak

Sumbernya berasal dari compressor udara, digunakan pada katup/valve gas dan ignitor burner

Sebagai Pendingin

Sumbernya berasal dari FD. Fan digunakan pada flame detector burner.

Udara control dan pelayanannya didapat dari dua sumber udara

- Kompressor

- FD. Fan (Force Draught Fan)

D. Kekurangan dan Kelebihan PLTU

      Kelebihan

– Efisiensi tinggi dengan metode Waste Heat Utilization.

– Hasil pembangkitan steam dapat digunakan untuk proses produksi Mill.

– Biaya bahan bakar lebih murah.

– Biaya pemeliharaan lebih murah.

      Kekurangan

– Membutuhkan penanganan air umpan yang akan masuk ke dalam boiler.

– Menghasilkan limbah batu-bara yang memerlukan penanganan khusus.

– Menghasilkan polutan-polutan yang lebih tinggi.

– Membutuhkan area yang lebih luas.

– Kurang responsif terhadap fluktuasi.

 

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) adalah Suatu sistem pembangkit tenaga listrik yang mengkonversikan energi kimia listrik dengan menggunakan uap air sebagai fluida kerjanya, yaitu dengan memanfaatkan energi kinetik uap untuk menggerakkan poros sudu - sudu turbin. Sudu -sudu turbin mengerakkan poros turbin, untuk selanjutnya poros turbin mengerakkan generator. Dari generator inilah kemudian dibangkitkan energi listrik.

Sehingga cara kerja Pembangkit Listrik tenaga Uap (PLTU) adalah sebagai berikut:1. Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet).

2. Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, sehingga temperatur udara juga meningkat.

3. Kemudian udara bertekanan ini masuk kedalam ruang bakar.

4. Di dalam ruang bakar dilakukan proses pembakaran dengan cara mencampurkan udara bertekanan dan bahan bakar.

5. Proses pembakaran tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur.

6. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin.

7. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik, dll.

8. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang (exhaust).

DAFTAR PUSTAKA

1. http://chekaproject.wordpress.com/2010/05/25/sistem-pltu-berbahan-bakar-gasoil/

2. http://chekaproject.wordpress.com/2010/05/25/sistem-pltu-berbahan-bakar-gasoil/

3. http://febriantara.files.wordpress.com/2008/11/session-2.pdf

4. Muslim Supari, dkk. 2008. Teknik Pembangkit Tenaga Listrik. Jakarta. Direktorat Pendidikan

SMK.

5. Marsudi Djiteng. 2008. Operasi Sistem Tenaga Listrik. Jakarta. Graha Ilmu.

  1PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP PENINGKATANEFISIENSI THERMAL SIKLUS RANKINE PADA PEMBANGKIT DAYATENAGA UAPOlehBAYU AGUNG PERMANA (0615021007) TEKNIK MESIN UNILAJASIRON (0715021012) TEKNIK MESIN UNILANENI SUSANTI (0815021014) TEKNIK MESIN UNILAABSTRAKPENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP PENINGKATANEFISIENSI TERMAL SIKLUS RANKINE PADA PEMBANGKIT DAYATENAGA UAPOlehBayu Agung PermanaJasironNeni HandayaniPembangkit daya tenaga uap merupakan perangkat yang berfungsi sebagai penghasil tenaga dengan memanfaatkan energi potensial uap yang diubahmenjadi energi kinetis sehingga dapat memberikan kerja mekanik memutar porosdan menghasilkan daya. Perangkat daya tenaga uap ini memiliki siklus yang bisadisebut siklus rankine. Artikel ini bertujuan unutk mengetahui pengaruh suhu dan tekanan dalammeningkatkan efisiens temali, kemudian menggambarkan bahwa efisiensi termalmampu memberikan pengaruh terhadap prestasi kerja pembangkit daya uapdalam menghasilkan daya listrik. Mengetahui metode atau cara dalammeningkatkan efisiensi termal.Cara untuk meningkatkan efisiensi termal melalui analisa siklus rankine yaitu,menurunkan tekanan kondensor, meningkatkan temperature uap panas lanjut (superheated)dan meningkatkan tekanan pada boiler. Metode diatas mampu memberikan hasil yang sesuai dengan data literatur yangada, bahwa peningkatan efisiensi termal dipengaruhi oleh suhu dan tekanan,efisiensi termal mampu memberikan pengaruh pada kerja pembangkit daya teagauap, semakin besar efisiens termal yang duhasilkan, maka semakin besar dayalistrik yang dihasilkan.Kata kunci: tekanan, suhu, efisiensi termal, siklus rankine, pembangkit dayatenaga uap

 PENDAHULUANLatar Belakang

Pembangkit daya tenaga uap merupakan perangkat yang berfungsi sebagaipenghasil energi dengan memanfaatkan perangkat seperti pompa, boiler, turbinuap dan kondensor.Boles dan Chengel (2006)1mengatakan bahwa pembangkit daya tenaga uapbertugas untuk menghasilkan daya listrik di dunia dan juga sedikit meningkatkanefisiensi terhadap penggunaan bahan bakar, meskipun semua usaha yang dibuatuntuk meningkatkan efisiensi siklus pada pembangkit daya tenaga uap yangberoperasi.Ide yang melatar-belakangi semua modifikasi bentuk pembangkit daya untuk menambah efisiensi termal siklus daya, yaitu meningkatkan temperatur rata-ratafluida kerja pada boiler dan menurunkan temperature rata-rata yang telah dilepasdari boiler dan menuju kondensor.Siklus daya yang digunakan pada pembangkit daya adalah siklus renkin. SiklusRankine adalah siklus termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Panasdisuplai

secara eksternal pada aliran tertutup, yang biasanya menggunakan airsebagai fluida yang bergerak. Siklus ini menghasilkan 80% dari seluruh energilistrik yang dihasilkan di seluruh dunia. Siklus ini dinamai untuk mengenangilmuwan Skotlandia, William John Maqcuorn Rankine.Siklus Rankine adalah model operasi mesin uap panas yang secara umumditemukan di pembangkit listrik. Sumber panas yang utama untuk siklus Rankineadalah batu bara, gas alam, minyak bumi, nuklir, dan panas matahari.2 Tujuan Adapun tujuan pada penulisan artikel yang berjudul “PENGARUH SUHU DANTEKANAN TERHADAP PENINGKATAN EFISIENSI TERMAL SIKLUSRANKINE PADA PEMBANGKIT DAYA TENAGA UAP” adalah:1. Mengetahui pengaruh suhu dan tekanan dalam proses penigkatan efisiensitermal siklus rankine2. Memberikan gambaran terhadap pengaruh besar efisiensi termal terhadapprestasi kerja pembangkit daya uap.1Yunus A Chengel dan Michael A Boles. 2006. Thermodynamics an engineering approach fifthedition. MC Graw Hill.USA. 5602 http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_Rankinedi sunting 20 MRET, 08.57 AMMenunjukan metode dalam meningkatkan efisiensi termal siklus renkindalam upaya meningkatkan prestasi kerja pem,bangkit daya uap.HipotesaAdapun Hipotesa yang dibuat penulis dalam artikel yabg berjudul “PENGARUHSUHU DAN TEKANAN TERHADAP PENINGKATAN EFISIENSI TERMALSIKLUS RANKINE PADA PEMBANGKIT DAYA TENAGA UAP” adalah:Suhu dan Tekanan sangat berpengaruh terhadap peningkatan efisiensi termalsiklus renkin pada pembangkit daya tenaga uap. PENDEKATAN TEORITIKPembangkit Daya Tenaga UapMenurut Basyirun (2008)3pembangkit daya tenaga uap atau yang lazim disebutmesin tenaga uap Mesin tenaga uap merupakan jenis mesin pembakaran luar.Fluida kerja dengan sumber energi terpisah. Sumber energi kalor dari prosespembakaran digunakan untuk membangkitkan uap panas. Uap panas dibangkitkandidalam boiler atau sering disebut ketel uap. Untuk memperoleh uap dengantemperatur yang tinggi digunakan reheater. Pada reheater uap dipanaskan lagimenjadi uap panas lanjut sehingga temperaturnya naik. Selanjutnya uap panasdimasukan ke Turbin Uap.Didalam turbin uap energi uap panas dikonversi menjadi energi mekanik didalamsudu-sudu turbin uap. Energi mekanik yang berupa putaran poros turbin uap akanmenggerakan generator pada instalasi pembangkit listrik tenaga uap. Uap panasyang kelur dari turbin yang sudah dipakai sebagain besar energinya dilewatkanmelalui eqonomiser. Pada eqonomiser uap sisa diambil

energi panasnya untuk memanaskan air yang akan masuk boiler.Skema sistem pembangkit daya uapsederhana

4 Gambar 1. Skema sitem pembangkit daya uap3Basyirun, S. Pd, M.T., Dkk. 2008. Buku Ajar Mesin Konversi Energi. Universitas NegeriSemarang: PKUPT UNNES/ Pusat Penjamin Mutu4Daramy Yunus, Asyari. 2005. Diktat Termodinamika II. Jakarta: Universitas Darma Persada  4Siklus RankineMenurut Basyirun, dkk. (2008)5siklus rankine di gambarkan sebagai berikut.Gambar 2.

Siklus rankineDengan bagan sederhana sebagai berikutGambar 3. Bagan sederhana siklus renkinProses termodinamika dari siklus Rankine tersebut adalah sebagai berikut[gambar 2 dan 3]:1-2

Proses kompresi adiabatis berlangsung pada pomp2-3Proses pemasukan panas pada tekanan konstan terjadi boiler3-4Proses ekspansi adiabatis berlangsung pada turbin4-1Prose pengeluaran panas pada tekanan konstanFluida kerja berupa air jenuh pada kondensor dikompresi pompa sampai masuk boiler atau ketel uap. Dari proses kompresi pada pompa terjadi kenaikantemperature kemudian didalam boiler air dipanaskan. Sumber energi panas berasaldari proses pembakaran atau dari energi yang lainya seperti nuklir, panasmatahari, dan lainnya. Uap yang sudah dipanaskan di boiler kemudian masuk turbin. Fulida kerja mengalami ekspansi sehingga temperatur dan tekanan turun.5 Basyirun, S. Pd, M.T., Dkk. 2008. Buku Ajar Mesin Konversi Energi. Universitas NegeriSemarang: PKUPT UNNES/ Pusat Penjamin Mutu

  6Efisiensi TermalEfisiensi termal

6adalah konsep dasar dari efisiensi siklus ideal yang didefinisikanperbandingan antara energi yang berguna dengan energi yang masuk. Energiberguna adalah pengurangan antara energi masuk dengan energi terbuang. Jadiefisiensi termal dirumuskan dengan persamaan :η =Energi Berguna / Energi masuk Cara Meningkatkan Efisiensi Termal Siklus RankineMenurut Boles dan chengel (2006)7ada 3 cara dalam meningkatkan efisiensitermal siklus rankine, yaitu:a. Menurunkan tekanan kondensorb. Meningkatkan tekanan pada boilerc. Meningkatkan suhu pada saat fluida kerja berada dalam keadaansuperheated 

 PEMBAHASANPenurunan tekanan pada kondensor memberikan pengaruh terhadap kualitas fluidakerja yang semula berbentuk uap jenuh (saturated vapor ) dengan kualitas 100%menjadi uap jenuh campuran dengan keadaan cair jennuh campuran (saturated liquid mixture) dan hal ini memberikan pengaruh terhadap kuantitas air yang akandipompakan kembali menuju boiler.Gambar 6. Diagram proses penurunan tekanankondensorChengel dan boles melakukan studi kasus pada metode yang telah ada untuk menaikan efisiensi melalui pengaruh suhu dan tekanan, data yang mereka sajikanadalah fuida kerja masuk ke turbin dengan tekanan 3 MPa dan 350°C dengantekana kondensor 10 kPa dengan efisiensi termal 0,334 atau 33,4% merekamenggunakan dua metode untuk meningkatkan efisiensi.6Basyirun, S. Pd, M.T., Dkk. 2008. Buku Ajar Mesin Konversi Energi. Universitas NegeriSemarang: PKUPT UNNES/ Pusat Penjamin Mutu7 Yunus A Chengel dan Michael A Boles. 2006. Thermodynamics an engineering approach fifthedition. MC Graw Hill.USA. 560

Pertama, menaikan temperature turbin (superheated ) dari 350°C menjadi 600°Cmaka data yang tersaji akan membentuk memperluas area siklus dan efisiensiyang ada beruba menjadi 37%.Kedua,menaikan tekanan pada boiler hingga mencapai 15 MPa dengantemperaturesuperheated 600°C. Kemudian efisiensi na akan ertamah menjadi 45%.Gambar 7. Diagram proses peningkatan efisiensi termalDari gambar 7. dapat kita analisa bahwa peningkatan temperature dan tekananakan menambah luas pada kurva yang terbentuk, hal ini akan berpengaruh tehadappeningkatan efisiensi termal yang didapat, dan peningkatan efisiensi termal yangdidapat akan memberikan pengaruh baik terhadap kerja tubin yang akanmenghasilkan daya yang besar.Oleh krena itu, merujuk kembali pada hipotesa yang penulis buat,

Suhu danTekanan sangat berpengaruh terhadap peningkatan efisiensi thermal siklus renkin pada pembangkit daya tenaga uap.Dan hasilnya suhu dan tekanan mampumerubah efisiensi dengan memodifikasi metode yang sesuai dengan ketentuanyang telah ada. Artinya hipotesa yang penulis buat erbanding lurus dengan datayang ada.KESIMPULANAdapun kesimpulan yang dapat diambil dari artikel yang berjudul “PENGARUHSUHU DAN TEKANAN TERHADAP PENINGKATAN EFISIENSITHERMAL SIKLUS RANKINE PADA PEMBANGKIT DAYA TENAGAUAP” adalah:1. Suhu dan tekanan sangat berpengaruh terhadap peningkatan efisiensi termalsiklus renkin2. Efisiensi termal sangat mempengaruhi kerja pembangkit daya uap dalammenghasilkan daya keluaran yang dapat dimanfaatkan sebagai tenaga listrik.

  8Semakin besar efisiensi, maka semakin besar kerja poros trubin dan semakinbesar pula daya listrik yang dhasilkan3. Metode meningkatkan efisiensi yaitu, meningkatkan tekanan pada boiler,meningkatkan temperatursuperheated,meurunkan tekanan kondensasi.DAFTAR PUTAKAA Chengel, Yunus dan Michael A Boles. 2006. Thermodynamics an engineeringapproach fifth edition. MC Graw Hill.USA. 560Basyirun, S. Pd, M.T., Dkk. 2008. Buku Ajar Mesin Konversi Energi. UniversitasNegeri Semarang: PKUPT UNNES/ Pusat Penjamin MutuDaramy Yunus, Asyari. 2005. Diktat Termodinamika II. Jakarta: UniversitasDarma Persada.http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_Rankine di sunting 20 MRET, 08.57 AM