Komponen utama Turbin UapPosted on June 26, 2013 by alief rakhman

Karena siklus PLTGU merupakan gabungan antara siklus PLTG dengan PLTU, maka komponen utama PLTGU adalah PLTU beserta sistem dan peralatan bantunya. Bagian PLTU pada siklus PLTGU tersebut, antara lain :

Turbin

Turbin uap adalah penggerak mula (prime mover) yang mengubah energi panas dalam uap menjadi energi mekanis berupa putaran poros turbin. Selanjutnya poros turbin dikopel dengan mekanisme yang digerakkan, misalnya dengan poros generator untuk menghasilkan energi listrik. Selain sebagai penggerak generator listrik, turbin uap dapat juga digunakan untuk memutar pompa, transportasi dan sebagainya.

Uap untuk memutar turbin dapat diperoleh dari uap panas bumi, boiler berbahan bakar fosil, boiler nuklir atau panas buangan (waste heat) PLTG.

Pompa Air Pengisi

Fungsi pompa air pengisi adalah untuk menciptakan tekanan pada air pengisi dan mengalirkannya ke boiler HRSG. Jenis pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal, dengan tekanan stabil pada aliran yang berubah naik turun. Pompa air pengisi digerakkan oleh motor listrik melalui kopling hidrolik pengatur putaran (variable speed hydraulic coupling).

Pada umumnya tersedia tiga unit pompa pada sistem air pengisi BFP pada satu unit blok PLTGU, masing-masing dengan kapasitas 65% dari kebutuhan blok. Pada saat start-up hingga 50% beban kapasitas blok, cukup hanya satu unit pompa air pengisi yang beroperasi, dua unit pompa lainnya stand-by. Sedangkan bila beban blok PLTGU telah lebih dari 50% hingga maksimum, maka dua unit pompa air pengisi yang harus beroperasi,satu unit pompa lainnya stand-by.

Sistem pompa air pengisi beroperasi secara otomatis dengan DCS, tetapi dapat juga dioperasikan secara manual dari Control Room maupun dari lokal. Sistem pompa air pengisi dilengkapi alat bantu seperti sistem pelumasan, sistem pendingin, sistem pengaman proteksi dan interlok, serta peralatan control dan instrumentasi.

Setiap pompa dilengkapi dengan saluran dan katup sirkulasi. Ketika pompa beroperasi dengan kapasitas aliran beban rendah, maka sebagian besar tenaga daya yang yang butuhkan pompa akan dirubah menjadi panas yang menaikkan suhu air pengisi. Aliran sirkulasi akan mencegah air didalam pompa menjadi terlalu panas hingga menguap dan menyebabkan kapitasi yang akan merusak impleller pompa. Pipa saluran sirkulasi menghubungkan sisi keluar (discharge) pompa sebelum katup cek (check valve) kembali ke sisi masuk (suction) pompa, dilengkapi dengan

katup kontrol sirkulasi untuk mempertahankan aliran minimum pompa, dan dua katup isolasi sebelum dan sesudah katup kontrol sirkulasi.

Kondensor

Kondensor adalah peralatan untuk merubah uap menjadi air. Proses perubahan nya dilakukan dengan cara mengalirkan uap kedalam suatu ruangan yang berisi pipa-pipa (tubes). Uap mengalir diluar pipa-pipa sedangkan air sebagai pendingin mengalir didalam pipa-pipa. Kondensor seperti ini disebut surface (tubes) condenser. Sebagai pendingin digunakan air sungai atau air laut.

Proses perubahan uap menjadi air terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi vakum. Karena temperatur air pendingin sama dengan temperatur udara luar, maka temperatur air kondensatnya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.

Deaerator

Deaerator berfungsi untuk menghilangkan oksigen dan gas yang terlarut dari air pengisi. Jenis yang digunakan adalah jenis semprot (spray type).

Deaerasi awal (pre-deaeration) dilakukan dengan alat penyemprotan (spraying device). Pada setiap kondisi operasi, penyemprot menjamin pemanasan air kondensat hingga suhu jenuh (saturation) dan permukaan yang cukup luas untuk perpindahan masa. Karena secara praktis, kelarutan oksigen didalam air pada suhu jenuh adalah nol, sehingga oksigen yang terbawa dalam tetesan air akan terlepas dan berada bersama uap disekelilingnya. Karena uap mengkondensasi pada air, maka konsentrasi oksigen di daerah sekitar penyemprot menjadi naik sehingga memungkinkan membuang (vent out) sejumlah uap yang konsentrasi oksigennya relatif tinggi.

Prinsip operasi deaerator didasarkan pada deaerasi fisikal yang terjadi pada dua tahap, yaitu:

-       Deaerasi awal (pre-deaeration) dimana air pengisi disemprotkan pada satu sisi ruang uap (area 1)

-       Deaerasi akhir (final-deaeration) dalam tangki air dimana uap dikenakan langsung ke air yang akan di-deaerasi (area 2).

Gb 1. Daerator

Deaerasi akhir (final-deaeration) terjadi dengan cara menyuntikkan uap kedalam air pada tangki. Tergantung pada kondisi uap, suhu dan tekanan air, campuran uap/air dapat digunakan untuk deaerasi.

Alat penyuntik uap yang dirancang dengan tepat, dengan memperhitungkan hidro-dinamik didalam tangki untuk mendapatkan kontak langsung yang baik antara uap dan air akan memungkinkan oksigen berpindah keluar dari air dan terbawa kedalam uap.

Membuang oksigen (O2  Removal)

Membuang oksigen adalah alasan utama pendeaerasian air pengisi, dan paling ekonomis dilakukan secara mekanikal daripada menggunakan bahan kimia walaupun dengan kimia lebih sempurna. Seperti telah diketahui bahwa, oksigen terlarut 10 kali lebih korosif dari pada karbon dioksida, terutama pada suhu lebih tinggi. Misalnya, air dua setengah kali lebih korosif pada suhu 90°C dari pada suhu 60°C.

Membuang  Karbon Dioksida (Carbon Dioxide Removal)

Jika karbon dioksida ada bersama oksigen, kedua gas ini beraksi bersama-sama menjadi 40% lebih korosif dari pada bila beraksi sendiri-sendiri. Ferrous hydroxide adalah senyawa alkaline, dan laju kelarutannya tergantung pada pH airnya. Semakin rendah pH airnya, semakin cepat kelarutan ferrous hydroxide. Air kondensat yang mengandungi karbon dioksida akan membentuk asam karbonik (carbonic acid): CO2 + H2O = H2CO3

Karbon dioksida menyebabkan korosi pada saluran uap yang ditandai dengan penipisan pipa atau alur-alur (grooving) dibagian bawah pipa.

Susunan HRSG dan alat bantunya harus dirancang agar dapat menyerap panas gas buang (exhaust gas) dari turbin gas seoptimal mungkin sehingga dapat menghasilkan uap dengan tekanan dan temperatur yang diperlukan untuk memutar turbin uap. Sistem sirkulasi air uap yang diterapkan disesuaikan dengan temperatur gas buang dari turbin gas agar fleksibel terhadap pembebanan.

Jumlah tingkat dan jumlah silinder dari turbin uap disesuaikan dengan tekanan dan temperatur uap yang dihasilkan oleh HRSG. Turbin uapnya biasanya non ekstraksi, karena pemanasan air dilakukan di dalam HRSG.

Apabila PLTG akan digunakan dalam siklus kombinasi, maka panas gas buang harus mempunyai suhu sekitar 500 0C agar dapat dimanfaatkan untuk menguapkan air didalam “Heat Recovery Steam Generator”. Apabila PLTD (Diesel) akan digunakan dalam siklus kombinasi, maka kapasitasnya harus cukup besar, yaitu sekitar 25 MW agar air pendingin mesin dapat dimanfaatkan untuk pemanas awal air pengisi boiler.

 

Turbin Uap

by TechnoArt Staff

Sebuah sistem turbin uap – generator yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga uap berfungsi untuk mengkonversikan energi panas dari uap air menjadi energi listrik. Proses yang terjadi adalah energi panas yang ditunjukkan oleh gradien/perubahan temperatur dikonversikan oleh turbin menjadi energi kinetik dan sudu-sudu turbin mengkonversikan energi kinetik ini menjadi energi mekanik pada poros/ shaft . Pada akhirnya, generator mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik. Panas dari uap air yang tidak terkonversi menjadi energi mekanik, terdisipasi/dibuang di kondenser oleh air pendingin.

Turbin Uap Multistage

Umumnya PLTU menggunakan turbin uap tipe multistage , yakni turbin uap yang terdiri atas lebih dari 1 stage turbin (Turbin High Pressure, Intermediate Pressure , dan Low Pressure ). Uap air superheater yang dihasilkan oleh boiler masuk ke turbin High Pressure (HP), dan keluar pada sisi exhaust menuju ke boiler lagi untuk proses reheater. Uap air yang dipanaskan kembali ini dimasukkan kembali ke turbin uap sisi Intermediate Pressure (IP), dan uap yang keluar dari turbin IP akan langsung masuk ke Turbin Low Pressure (LP). Selanjutnya uap air yang keluar dari turbin LP masuk ke dalam kondenser untuk mengalami proses kondensasi.

Berikut adalah beberapa bagian-bagian penting dari turbin uap:1. Shaft Seals Shaft seals adalah bagian dari turbin antara poros dengan casing yang berfungsi untuk mencegah uap air keluar dari dalam turbin melewati sela-sela antara poros dengan casing akibat perbedaan tekanan dan juga untuk mencegah udara masuk ke dalam turbin (terutama turbin LP karena tekanan uap air yang lebih vakum) selama turbin uap beroperasi.

Turbin uap menggunakan sistem labyrinth seal untuk shaft seals . Sistem ini berupa bagian yang berkelak-kelok pada poros dan casing -nya yang kedua sisinya saling bertemu secara berselang- seling. Antara labyrinth poros dengan labyrinth casing ada sedikit rongga dengan jaraj tertentu. Sistem ini bertujuan untuk mengurangi tekanan uap air di dalam turbin yang masuk ke sela-sela labyrinth sehingga tekanan antara uap air dengan udara luar akan mencapai nilai yang sama pada titik tertentu.

Prinsip dan Jenis Labyrinth Seals

Selain adanya sistem labyrinth seal , ada satu sistem tambahan bernama sistem seal & gland steam . Sistem ini bertugas untuk menjaga tekanan di labyrinth seal pada nilai tertentu terutama pada saat start up awal atau shut down turbin dimana pada saat tersebut tidak ada uap air yang masuk ke dalam turbin uap.

2. Turbine Bearings Bearing / bantalan pada turbin uap memiliki fungsi sebagai berikut:

Menahan diam komponen rotor secara aksial Menahan berat dari rotor Menahan berbagai macam gaya tidak stabil dari uap air terhadap sudu turbin Menahan gaya kinetik akibat dari sisa-sisa ketidakseimbangan atau ketidakseimbangan

karena kerusakan sudu (antisipasi) Menahan gaya aksial pada beban listrik yang bervariasi

Jenis bearing yang digunakan dalam desain turbin uap yaitu thrust bearing, journal bearing, dan kombinasi antara keduanya. Selain itu juga dibutuhkan sebuah sistem pelumasan menggunakan oli, yang secara terus-menerus disirkulasi dan didinginkan untuk melumasi bearing yang terus mengalami pergesekan pada saat turbin uap beroperasi normal.

3. Balance Piston Pada turbin uap, ada 50%ngaya reaksi dari sudu yang berputar menghasilkan gaya aksial terhadap sisi belakang dari silinder pertama turbin, gaya inilah yang perlu dilawan oleh sistem balance piston .

4. Turbine Stop Valves Atau disebut juga Emergency Stop Valve karena berfungsi untuk mengisolasi turbin dari supply uap air pada keadaan darurat untuk menghindari kerusakan atau juga overspeed .

5. Turbine Control Valve Berfungsi untuk mengontrol supply dari uap air yang masuk ke dalam turbin sesuai dengan sistem kontrol yang bergantung pada besar beban listrik.

6. Turning Device Adalah suatu mekanisme untuk memutar rotor dari turbin pada saat start awal atau pada saat

setelah shut down untuk mencegah terjadinya distorsi/ bending akibat dari proses pemanasan atau pendinginan yang tidak seragam pada rotor.

Prinsip kerja turbin uap Filled under:

Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan elemen lain, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung dari jenis mekanisme yang digerakkan turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang industri, seperti untuk pembangkit listrik.

Komponen-komponen Turbin Uap

Komponen-komponen utama pada turbin uap yaitu

Cassing yaitu sebagai penutup (rumah) bagian-bagian utama turbin. Rotor yaitu bagian turbin yang berputar terdiri dari:

1. Poros

Berfungsi sebagai komponen utama tempat dipasangnya cakram-cakram sepanjang sumbu.2. Sudu turbin atau deretan suduBerfungsi sebagai alat yang menerima gaya dari energi kinetik uap melalui nosel.3. Cakram Berfungsi sebagai tempat sudu-sudu dipasang secara radial pada poros.4. NoselBerfungsi sebagai media ekspansi uap yang merubah energi potensial menjadi energi kinetik.5. Bantalan (bearing)Merupakan bagian yang berfungsi uuntuk menyokong kedua ujung poros dan banyak menerima beban.6. Perapat (seal)Berfungsi untuk mencegah kebocoran uap, perapatan ini terpasang mengelilingi poros. Perapat yang digunakan adalah :1. Labyrinth packing2. Gland packing7. KoplingBerfungsi sebagai penghubung antara mekanisme turbin uap dengan mekanisme yang digerakkan.

Klasifikasi Turbin Uap

Turbin Uap dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yang berbeda berdasarkan pada konstruksinya, prinsip kerjanya dan menurut peoses penurunan tekanan uap sebagai berikut :1. Klasifikasi Turbin berdasarkan Prinsip Kerjanyaa. Turbin ImpulseTurbin impuls atau turbin tahapan impuls adalah turbin sederhana berrotor satu atau banyak (gabungan ) yang mempunyai sudu-sudu pada rotor itu. Sudu biasanya simetris dan mempunyai sudut masuk dan sudut keluar.Ciri-ciri dari turbin impuls antara lain:

Proses pengembangan uap / penurunan tekanan seluruhnya terjadi pada sudu diam / nosel.Akibat tekanan dalam turbin sama sehingga disebut dengan Tekanan Rata.

b. Turbin Reaksi Turbin reaksi mempunyai tiga tahap, yaitu masing-masingnya terdiri dari baris sudu tetap dan dua baris sudu gerak. Sudu bergerrak turbin reaksi dapat dibedakan dengan mudah dari sudu impuls karena tidak simetris, karena berfungsi sebagai nossel bentuknya sama dengan sudu tetap walaupun arahnya lengkungnya berlawanan.Ciri-ciri turbin ini adalah :

Penurunan tekanan uap sebagian terjadi di Nosel dan Sudu GerakAdanya perbedaan tekanan didalam turbin sehingga disebut Tekanan Bertingkat.

2. Klasifikasi turbin uap berdasarkan pada tingkat penurunan Tekanan Dalam Turbin

Turbin Tunggal ( Single Stage )

Dengan kecepatan satu tingkat atau lebih turbin ini cocok untuk untuk daya kecil, misalnya penggerak kompresor, blower, dll. 2. Turbin Bertingkat (Aksi dan Reaksi ). Disini sudu-sudu turbin dibuat bertingkat, biasanya cocok untuk daya besar. Pada turbin bertingkat terdapat deretan sudu 2 atau lebih. Sehingga turbin tersebut terjadi distribusi kecepatan / tekanan.

3. Klasifikasi turbin berdasarkan Proses Penurunan Tekanan Uap

1. Turbin Kondensasi.

Tekanan keluar turbin kurang dari 1 atm dan dimasukkan kedalam kompresor. 2. Turbin Tekanan Lawan.

Apabila tekanan sisi keluar turbin masih besar dari 1 atm sehingga masih dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin lain. 3. Turbin Ekstraksi.

Didalam turbin ini sebagian uap dalam turbin diekstraksi untuk roses pemanasan lain, misalnya proses industri.

Prinsip kerja turbin uap

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.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 muncul menjadi 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.

Turbin uap merupakan suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin, lansung atau dengan bantuan roda gigi reduksi, dihubungkan dengan mekanisme yang akan digerakkan. Tergantung pada jenis mekanisme yang digunakan, turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang seperti pada bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik dan untuk transportasi. Pada proses perubahan energi potensial menjadi energi mekanisnya yaitu dalam bentuk putaran poros dilakukan dengan berbagai cara.

Pada dasarnya turbin uap terdiri dari dua bagian utama, yaitu stator dan rotor yang merupakan komponen utama pada turbin kemudian di tambah komponen lainnya yang meliputi pendukunnya seperti bantalan, kopling dan sistem bantu lainnya agar kerja turbin dapat lebih baik. Sebuah turbin uap memanfaatkan energi kinetik dari fluida kerjanya yang bertambah akibat penambahan energi termal.

Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan elemen lain, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung dari jenis mekanisme yang digerakkan turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang industri, seperti untuk pembangkit listrik.

Daftar isi

1 Deskripsi 2 Komponen-komponen Turbin Uap

o 2.1 Shaft Seals o 2.2 Turbine Bearings o 2.3 Balance Piston o 2.4 Turbine Stop Valves o 2.5 Turbine Control Valve o 2.6 Turning Device

3 Prinsip kerja turbin uap 4 Referensi

Deskripsi

SteamTurbine.

TMW 773 - Steam turbine generator set.

Steam turbines hall of Southern Kuzbass Power Plant.

Sebuah sistem turbin uap – generator yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga uap berfungsi untuk mengkonversikan energi panas dari uap air menjadi energi listrik. Proses yang terjadi adalah energi panas yang ditunjukkan oleh gradien/perubahan temperatur dikonversikan oleh turbin menjadi energi kinetik dan sudu-sudu turbin mengkonversikan energi kinetik ini menjadi energi mekanik pada poros/shaft. Pada akhirnya, generator mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik. Panas dari uap air yang tidak terkonversi menjadi energi mekanik, terdisipasi/dibuang di kondenser oleh air pendingin.

Umumnya PLTU menggunakan turbin uap tipe multistage, yakni turbin uap yang terdiri atas lebih dari 1 stage turbin (Turbin High Pressure, Intermediate Pressure, dan Low Pressure). Uap air superheater yang dihasilkan oleh boiler masuk ke turbin High Pressure (HP), dan keluar pada sisi exhaust menuju ke boiler lagi untuk proses reheater. Uap air yang dipanaskan kembali ini dimasukkan kembali ke turbin uap sisi Intermediate Pressure (IP), dan uap yang keluar dari turbin IP akan langsung masuk ke Turbin Low Pressure (LP). Selanjutnya uap air yang keluar dari turbin LP masuk ke dalam kondenser untuk mengalami proses kondensasi.

Komponen-komponen Turbin Uap

Berikut adalah beberapa bagian-bagian penting dari turbin uap:

Shaft Seals

Shaft seals adalah bagian dari turbin antara poros dengan casing yang berfungsi untuk mencegah uap air keluar dari dalam turbin melewati sela-sela antara poros dengan casing akibat perbedaan tekanan dan juga untuk mencegah udara masuk ke dalam turbin (terutama turbin LP karena tekanan uap air yang lebih vakum) selama turbin uap beroperasi.

Turbin uap menggunakan sistem labyrinth seal untuk shaft seals. Sistem ini berupa bagian yang berkelak-kelok pada poros dan casing-nya yang kedua sisinya saling bertemu secara berselang-

seling. Antara labyrinth poros dengan labyrinth casing ada sedikit rongga dengan jaraj tertentu. Sistem ini bertujuan untuk mengurangi tekanan uap air di dalam turbin yang masuk ke sela-sela labyrinth sehingga tekanan antara uap air dengan udara luar akan mencapai nilai yang sama pada titik tertentu. Selain adanya sistem labyrinth seal, ada satu sistem tambahan bernama sistem seal & gland steam. Sistem ini bertugas untuk menjaga tekanan di labyrinth seal pada nilai tertentu terutama pada saat start up awal atau shut down turbin dimana pada saat tersebut tidak ada uap air yang masuk ke dalam turbin uap.

Turbine Bearings

Bearing / bantalan pada turbin uap memiliki fungsi sebagai berikut:

Menahan diam komponen rotor secara aksial Menahan berat dari rotor Menahan berbagai macam gaya tidak stabil dari uap air terhadap sudu turbin Menahan gaya kinetik akibat dari sisa-sisa ketidakseimbangan atau ketidakseimbangan karena

kerusakan sudu (antisipasi) Menahan gaya aksial pada beban listrik yang bervariasi

Jenis bearing yang digunakan dalam desain turbin uap yaitu thrust bearing, journal bearing, dan kombinasi antara keduanya. Selain itu juga dibutuhkan sebuah sistem pelumasan menggunakan oli, yang secara terus-menerus disirkulasi dan didinginkan untuk melumasi bearing yang terus mengalami pergesekan pada saat turbin uap beroperasi normal.

Balance Piston

Pada turbin uap, ada 50%ngaya reaksi dari sudu yang berputar menghasilkan gaya aksial terhadap sisi belakang dari silinder pertama turbin, gaya inilah yang perlu dilawan oleh sistem balance piston.

Turbine Stop Valves

Atau disebut juga Emergency Stop Valve karena berfungsi untuk mengisolasi turbin dari supply uap air pada keadaan darurat untuk menghindari kerusakan atau juga overspeed.

Turbine Control Valve

Berfungsi untuk mengontrol supply dari uap air yang masuk ke dalam turbin sesuai dengan sistem kontrol yang bergantung pada besar beban listrik.

Turning Device

Adalah suatu mekanisme untuk memutar rotor dari turbin pada saat start awal atau pada saat setelah shut down untuk mencegah terjadinya distorsi/bending akibat dari proses pemanasan atau pendinginan yang tidak seragam pada rotor.

Prinsip kerja turbin uap

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.

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 muncul menjadi 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.

Perhitungan Daya Turbin Uap Dan Generator

Perhitungan

Turbin Uap

Tekanan masuk turbin dan keluar turbin

Dari data yang diketahui tekanan masuk turbin diambil nilai rata-rata adalah sebesar

(Pin) = 18 kg/ cm² G ( tekanan dibaca lewat alat ukur ), ditambah dengan 1 atm.

Tekanan 1 kg/ cm2 = 98,07 kPa

Tekanan masuk turbin rata-rata = 18 kg/ cm²

= 18 x 98,07 kPa = 1.765,26 kPa

Tekanan ruangan 1 atm = 101,325 kPa

Pin = (Tekanan pada alat ukur + Tekanan ruangan ) kPa

= ( 1.765,26 + 101,325 ) kPa

= 1.866,59 kPa (abs)

Jadi nilai tekanan masuk turbin yang diperoleh adalah sebesar 1.866,59 kPa.

Sedangkan untuk tekanan keluar turbin nilai rata-rata adalah sebesar (Pout) = 2,8 kg/ cm² G

( tekanan dibaca lewat alat ukur ).

Tekanan 1 kg/ cm2 = 98,07 kPa

Tekanan keluar turbin rata-rata = 2,8 kg/ cm²

= 2,8 x 98,07 kPa = 274,59 kPa

Tekanan ruangan 1 atm = 101,325 kPa

Pout = (Tekanan pada alat ukur + Tekanan ruangan ) kPa

= ( 274,59 + 101,325 ) kPa

= 375,92 kPa (abs)

Jadi nilai tekanan keluar turbin yang diperoleh adalah sebesar 375,92 kPa.

Temperatur rata- rata masukturbin = 208°C + 273 = 481 K

Temperatur rata- rata keluarturbin = 142°C + 273 = 415 K

4.3.1.2 Entalpi masuk turbin dan keluar turbin

Untuk mendapatkan nilai efisiensi turbin memerlukan beberapa tahap yaitu:

Dari tekanan masuk boiler yaitu penjumlahan antara tekanan ruangan 1 atm dengan tekanan dearator

0,7 kg/cm2G maka dapat dicari entalpi fluida masuk boiler (h1) sebagai berikut:

Tahap 1P1= 169,974 kPa (Tabel A-5) Interpolasi,

h1= hf @ 169,974 kPa = 483,013 kj/ kg

V1= Vf@ 169,974 kPa = 0,001056 m³/ kg

Selanjutnya dari entalpi fluida masuk boiler maka dapat dicari eltalpi fluida keluar boiler (h2) yaitu :

Tahap 2P2= 1.866,59 kPa

S2 = S1

Kerja spesifik pompa masuk adalah sebagai berikut:

Wpump, in = V1 (P2-P1) = 0,001056 m³/ kg x (1.866,59 – 169,974) kpa

= 1,7916265 kj/ kg

h2 = h1 + Wpump, in = 483,013 kj/ kg + 1,7916265 kj/ kg

= 484,8046 kj/ kg

Selanjutnya pada tahap tiga dari tekanan dan temperature dapat dicari (h3) dan (s3) sebagai berikut:

Tahap 3P3= 1.866,59 kPa (Tabel A-6) Interpolasi,

T3= 208 °C

h3= 2.796,7 kj/ kg

S3= 6,3659 kj/ kg. K

Selanjutnya pada tahap empat nilai temperatur 141,3°C diasumsikan sama dengan 142°C sehingga dapat

menggunakan tabel A-5 untuk mencari nilai entalpi dan entropi adalah sebagai berikut:

Tahap 4P4= 375,92 kPa (Tabel A-5) Interpolasi,

T4= 141,3 °C

h4 = 2.735,20 kj/ kg

hf = 602,88 kj/ kg

hfg= 2.136,70 kj/ kg

S4 = S3 = 6,3659 kj/ kg. K

Sf = 1,7680 kj/ kg. K

Sfg = 5,1528 kj/ kg. K

Sehingga didapatkan fraksi uap adalah 0,89

= 602,88+0,89x2136,7

= 2.509,48 kj/ kg.

4.3.1.3 Efisiensi Turbin Uap

A. Efisiensi Termal

Laju uap steam (ms) yang dihasilkan = 20.000 kg/ jam

Daya steam masuk Turbin adalah sebagai berikut :

WTi = ms x h3

= 20.000 kg/ jam x 2.796,71 kJ/ kg

= 55.934.200 kJ/ Jam = 15.537,28 kW

Daya steam keluar Turbin adalah sebagai berikut :

WTo = ms x h4

= 20.000 kg/ jam x 2.735,20 kJ/ kg

= 54.704.000 kJ/ Jam = 15.195,56 kW

Efisiensi termal turbin uap yang dihasilkan adalah 0,0221 = 2,21 %

Jadi, efisiensi termal yang dihasilkan turbin uap adalah sebesar 2,21 %.

B. Efisiensi Isentropik

0,2141 = 21,41%

Jadi efisiensi isentropik turbin uap adalah sebesar 21,41 %

4.3.1.4 Daya Turbin Uap dan Daya Generator

Laju uap steam (ms) yang dihasilkan = 20.000 kg/ jam

Daya yang dihasilkan turbin uap adalah:

WT = ms x (h3-h4)

= 20.000 kg/ jam x (2.796,71 kJ/ kg - 2.735,20 kJ/ kg)

= 1.230.200 kJ/ jam = 341,72 kJ/ s = 341,72 kW.

Cos φ rata-rata = 0,84 (nilai rata- rata Cos φ dari hasil pengamatan pada panel turbin).

Daya yang dihasilkan setelah generator adalah:

WTG = WT/ Cos φ

= 341,72 kW/ 0,84

= 406,80 kVA

4.3.1.5 Efisiensi Sistem Turbin Uap

Efisiensi sistem turbin uap adalah sebagai berikut :

Laju bahan bakar ( mf ) = 8.838,70 kg/ jam

LHV bahan bakar = 2.762 kkal/ jam

Jadi, efisiensi sistem turbin uap adalah sebesar 5,04 %.