Contoh Perhitungan Siklus Baryton (Turbin Gas)
Siklus Brayton Sederhana
Data Input Data Input diperoleh pada parameter-parameter yang ada pada Unit PLTG, sebagai
berikut : -
Beban
: 17,0 MW
= 17000 kW
-
Temperatur udara lingkungan (T1)
: 25 ºC
= 298 K
-
Temperatur udara tekan (T2)
: 318 ºC
= 591 K
-
Temperatur gas buang (T4)
: 500 ºC
= 773 K
-
Tekanan udara lingkungan (P1)
: 1 atm
= 101,33 kPa
-
Tekanan udara tekan (gage) (P2.gage)
: 7,3 bar
= 730 kPa
-
Tekanan absolut udara tekan (P2)
: P2.gage + 1 atm
= 831,33 kPa
-
Debit aliran bahan bakar (Qfuel)
: 7740 liter/jam
= 7,740 m3/jam
-
Berat jenis bahan bakar (fuel)
: 826,1 kg/m3
-
Laju aliran massa bahan bakar ( m fuel )
: 1,776 kg/s
-
Nilai kalor bahan bakar (LHV)
: 7956,47 kkal/liter
= 40324,6 kJ/kg
-
Laju aliran massa udara ( m udara )
: 896825 lbs/hr
= 113 kg/s
Data Output Data Output diperoleh melalui proses perhitungan, dimana data ini meliputi antara lain :
-
Temperatur udara tekan ideal (T2S)
-
Temperatur Ruang Bakar (T3)
-
Temperatur gas buang ideal (T4S)
-
Panas masuk sistem ideal (qin.s)
-
Efisiensi Kompresor (c )
-
Kerja turbin ideal (WTs)
-
Kerja turbin aktual (WT)
-
Efisiensi Turbin (T )
-
Nisbah kerja balik ideal (Bwrs)
-
Nisbah kerja balik aktual (Bwr)
-
Kerja bersih sistem ideal (Wnet-s)
-
Kerja bersih sistem aktual (Wnet)
-
Efisiensi termal ideal siklus Brayton (th.s)
-
Efisiensi termal aktual siklus Brayton (th)
-
Daya bersih ideal (Pnet-s)
-
Daya bersih aktual (Pnet) a. Temperatur udara tekan ideal (T2S) k 1 k
T2 S
P T1 . 2 P1
T2 S
831,33kPa 298K . 101,33kPa
1, 4 1 1, 4
T2 S 544,04K b. Temperatur Ruang Bakar (T3) T3 = T2 +
m .LHV fuel
m .c
p air
T3 = 591 +
1,776kg / s.40324,6kJ / kg fuel 113kg / s.1,005kJ /( kg.K )air
T3 = 1221,66.K c. Temperatur gas buang ideal (T4S)
T4 S
P T3 . 4 P3
k 1 k
101,33kPa T4 S 1221K . 831,33kPa
1, 4 1 1, 4
T4 S 669,17 K
d. Panas masuk sistem ideal (qin.s) qin.s = h3 – h2s = cp. (T3 - T2s) qin.s = 1,005 kJ/(kg.K). [ 1221,66 K – 544,04 K] qin.s = 681,01 kJ/kg
e. Panas masuk sistem aktual (qin) qin = h3 – h2 = cp. (T3 - T2) qin = 1,005 kJ/(kg.K) . [ 1221,66 K – 591 K ] qin = 633,82 kJ/kg f. Panas keluar sistem ideal (qout.s) qout.s = h4 – h1 = cp. (T4s - T1) qout.s = 1,005 kJ/(kg.K) . [ 669,17 K – 298 K ] qout.s = 373,03 K g. Panas keluar sistem aktual (qout) qout. = h4 – h1 = cp. (T4 - T1) qout. = 1,005 kJ/(kg.K) . [ 773 K – 298 K ] qout. = 477,38 K h. Kerja kompresor ideal (WCs) WCs = h2s – h1 = cp. (T2s – T1) WCs = 1,005 kJ/(kg.K) . (544,04 K – 298 K) WCs = 247,27 kJ/kg i. Kerja kompresor aktual (WC) WC = h2 – h1 = cp. (T2 – T1) WC = 1,005 kJ/(kg.K) . (591 K – 298 K) WC = 294,47 kJ/kg j. Efisiensi Kompresor (c )
c
WC WCS
c
294,47kJ / kg 247,27kJ / kg
c 0,8397 = 83,97 %
k. Kerja turbin ideal (WTs) WTs = h3 – h4s = cp. (T3 – T4s) WTs = 1,005 kJ/(kg.K) . (1221,66 K – 669,17 K) WTs = 555,25 kJ/kg l. Kerja turbin aktual (WT) WT = h3 – h4 = cp. (T3 – T4) WT = 1,005 kJ/(kg.K) . (1221,66 K – 773 K) WT = 450,91 K m. Efisiensi Turbin (T )
T
WT WTS
T
450,91kJ / kg 555,25kJ / kg
T 0,8121 = 81,21 % n. Nisbah kerja balik ideal (Bwrs) Bwrs =
Bwrs =
Wc s WT s 247,27kJ / kg 555,25kJ / kg
Bwrs = 0,45 o. Nisbah kerja balik aktual (Bwr) Bwr =
Wc WT
Bwr =
294,47kJ / kg 450,91kJ / kg
Bwr = 0,65
p. Kerja bersih sistem ideal (Wnet-s) Wnet-s = WTs – WCs Wnet-s = 555,25 kJ/kg – 247,27 kJ/kg Wnet-s = 307,98 kJ/kg q. Kerja bersih sistem aktual (Wnet) Wnet = WT - WC Wnet = 450,91 kJ/kg – 294,47 kJ/kg Wnet = 156,44 kJ/kg r. Efisiensi termal ideal siklus Brayton (th.s)
th.s
Wnet s
th.s
307,98kJ / kg .100% 681,01kJ / kg
q in.s
th.s 45,22% s. Efisiensi termal aktual siklus Brayton (th)
th
Wnet q in
th
156,44kJ.kg .100% 633,82kJ / kg
th 24,68% t. Daya bersih ideal (Pnet-s) Pnet-s = m . Wnet-s Pnet-s = 113 kg/s . 307,98 kJ/kg Pnet-s = 34802,20 kW = 34,802 MW
u. Daya bersih aktual (Pnet) Pnet = m . Wnet Pnet = 113 kg/s . 156,44 kJ/kg Pnet = 17677,78 kW = 17, 678 MW
