LAPORAN PRAKTIKUM KONVERSI ENERGI
TURBIN GAS JOB 1 “Turbin Gas Lab Energi”
Kelompok
:2
Nama Anggota Kelompok : 1. Dian Riyani
Kelas
(1215020006) (1215020006)
2. Drianto Darmawan
(1215020032) (1215020032)
3. Efriza Diningrat
(1215020007) (1215020007)
4. Fadli
(1215020009) (1215020009)
5. Faris Sahrin
(1215020010) (1215020010)
6. Fathur Maulana
(1215020011)
7. Fatkhiya Mukarromah
(1215020012) (1215020012)
8. Fitria Annisa
(1215020013) (1215020013)
: 5E
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA TEKNIK KONVERSI ENERGI TAHUN 2017
1
I.
Tujuan Praktikum
1. Untuk mengetahui prinsip kerja Turbin Gas 2. Untuk mengetahui proses Start dan Off Turbin Gas 3. Untuk mengetahui nama dan fungsi komponen Turbin Gas 4. Untuk mengetahui variabel yang di ukur pada operasi Turbin Gas
II.
Kegiatan yang Dilakukan
1. Membuat skema sistem Turbin Gas 2. Membuat nama-nama komponen Turbin Gas beserta fungsinya 3. Membuat uraian prinsip kerja Turbin Gas 4. Membuat Prosedur Start dan Off Turbin Gas 5. Membuat variable yang di ukur
III.
Prosedur Praktikum
1. Lokasi dan Waktu
Tanggal : 4 September 2017 Lokasi : Laboratorium Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Jakarta
2. Peralatan Praktikum
No.
Alat
1.
Manual Turbin Gas
2.
Buku-buku pendukung
2
IV.
Hasil Praktikum 1. Skema Sistem Turbin Gas
Keterangan: 1-2 Kompresi 2-3 Pembakaran 4-5 Ekspansi 5 -1 Pembuangan
Siklus Brayton melibatkan tiga komponen utama yakni kompresor, ruang bakar (combustion chamber ), dan turbin. Media kerja udara atmosfer masuk melalui sisi inlet kompresor, melewati ruang bakar, dan keluar kembali ke atmosfer setelah melewati turbin. Fenomena-fenomena termodinamika yang terjadi pada siklus Brayton ideal adalah sebagai berikut:
3
(1-2) Proses Kompresi Isentropik Udara atmosfer masuk ke dalam sistem turbin gas melalui sisi inlet kompresor. Oleh kompresor, udara dikompresikan sampai tekanan tertentu diikuti dengan volume ruang yang menyempit. Proses ini tidak diikuti dengan perubahan entropi, sehingga disebut proses isentropik. Proses ini ditunjukan dengan angka 1-2 pada kurva di atas. (2-3) Proses Pembakaran Isobarik Pada tahap 2-3, udara terkompresi masuk ke ruang bakar. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam ruang bakar, dan diikuti dengan proses pembakaran bahan bakar tersebut. Energi panas hasil pembakaran diserap oleh udara (q in), meningkatkan temperatur udara, dan menambah volume udara. Proses ini tidak mengalami kenaikan tekanan udara, karena udara hasil proses pembakaran bebas berekspansi ke sisi turbin. Karena tekanan yang konstan inilah maka proses ini disebut isobarik. (3-4) dan (4-5) Proses Ekspansi Isentropik Udara bertekanan yang telah menyerap panas hasil pembakaran, berekspansi mele wati turbin. Sudu-sudu turbin yang merupakan nozzle-nozzle kecil berfungsi untuk mengkonversikan energi panas udara menjadi energi kinetik (baca artikel berikut). Sebagian energi tersebut dikonversikan turbin untuk memutar kompresor. Pada sistem pembangkit listrik turbin gas, sebagian energi lagi dikonversikan turbin untuk memutar generator listrik. Sedangkan pada mesin turbojet, sebagian energi panas dikonversikan menjadi daya dorong pesawat oleh sebentuk nozzle besar pada ujung keluaran turbin gas. (5-1) Proses Pembuangan Panas Tahap selanjutnya adalah pembuangan udara kembali ke atmosfer. Pada siklus Brayton ideal, udara yang keluar dari turbin ini masih menyisakan sejumlah energi panas. Panas ini diserap oleh udara bebas, sehingga secara siklus udara tersebut siap untuk kembali masuk ke tahap 1-2 lagi. 2. Nama Komponen Turbin Gas dan Fungsinya
A. INLET AIR SILENCER Berfungsi untuk mencegah partikel-partikel pengotor masuk ke dalam sistem turbin gas. B. COMPRESSOR Berfungsi untuk memampatkan udara sehingga ekspansi udara pada saat keluar dari combustion chamber terjadi secara maksimal. C. COMBUSTION CHAMBER (RUANG BAKAR) Berfungsi sebagai pengubah energi panas yang diubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan udara panas tersebut ke transition pieces yang juga berfungsi sebagai nozzle.
4
D. GAS GENERATOR TURBINE Berfungsi untuk memanfaatkan gas sebagai fluida untuk memutar turbin dengan pembakaran internal sehingga dapat memutar generator lalu menghasilkan listrik. E. POWER TURBINE Berfungsi untuk menggerakan mesin kerja seperti kompresor atau generator listrik, sehingga dihasilkan suatu kerja berupa tekanan atau tenaga listrik. F. EXHAUST SILENCER (SALURAN BUANG) Berfungsi sebagai saluran pembuangan gas panas sisa yang keluar dari turbin G. STARTING AIR COMPRESSOR (BLOWER) Berfungsi starting awal sebagai pemasukkan udara ke ruang bakar. H. DYNAMOMETER Berfungsi untuk mengukur torsi sebuah mesin. I. OIL RESERVOIR Berfungsi untuk pelumasan bearing-bearing pada kompresor dan generator, dan untuk keperluan penggerak dari system kontrol peralatan-peralatan. J. OIL PUMP Berfungsi untuk mensuplai pelumasan pada bearing-bearing turbine ketika turbine telah mencapai atau mendekati putaran normalnya. K. OIL COOLER Berfungsi untuk mendinginkan pelumas di berbagai komponen pada section dan bearing. L. MAINS ELECTRICAL INPUT Berfungsi tempat menyimpan dan meletakan berbagai komponen elektronik, atau tempat mengontrol komponen pada turbin gas dengan menggunakan program atau komponen elektronik. M. OVER TEMPERATURE CUT OUT Berfungsi sebagai alat atau sensor dimana ketika terjadi temperatur berlebih maka akan membuang panas pada turbin gas. 3. Uraian Prinsip Kerja Turbin Gas
Pertama-tama oli akan dialirkan terlebih dahulu menggunakan pompa untuk melumasi poros kompressor dan turbin. Lalu air akan dialirkan untuk mendinginkan oli.
Kemudian Blower bekerja untuk mendorong udara dan untuk memancing udara yang berasal dari luar sistem menuju ruang bakar. Karena putaran blower sangat cepat, sehingga ketika kecepatan udara naik, tekanannya akan turun sehingga kondisi jalur blower ke kompressor dalam keadaan vakum. Kemudian udara bertekanan afmosfir terhisap masuk ke dalam sistem melalui cerobong karena
5
udara mengalir dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan rendah. Selanjutnya udara yang masuk ke sisitem akan di teruskan ke kompressor.
Setelah udara masuk ke kompresor, udara akan memiliki tekanan yang tiggi untuk selanjutnya di alirkan ke ruang bakar, dimana bahan bakar yang di gunakan pada ruang bakar ialah gas.
Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Energi mekanik yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri, sehingga blower nantinya tidak di pakai.
Setelah melewati turbin, gas akan di alirkan kembali ke turbin daya, yang di kopling dengan generator, sehingga dihasilkan energi listrik.
Gas sisa yang telah di gunakan untuk memutar turbin, akan dialirkan menuju Stack/Cerobong/Exhaust
untuk
dibuang.
Namun
sebelumnya
akan
ada
pemeriksaan terkait kadar gas buang agar tidak mencemari udara
4. Uraian Prosedur Start dan Off Turbin Gas 1.Menghidupkan / Starting 1.1 Sambungkan air pendingin dan alirkan. 1.2 Tutup katup gas pada panel depan. 1.3 Sambungkan Kontrol ke sumber listrik. 1.4 Posisikan udara masuk ke posisi start 1.5 Menghubungkan ke tabung gas 1.6 Membuka katup tabung gas 1.7 Posisikan eksitasi dynamometer pada posisi maksimum 1.8 Nyalakan pompa sampai pada tekanan 1,5 bar (150 KPa) 1.9 Tekan tombol Reset 1.10 Nyalakan Blower 1.11 Posisikan tekanan gas pada tekanan 2,0 bar (200 KPa) dengan menggunakan katup reducing 1.12 Tekan dan tahan tombol pembakaran ketika katup gas terbuka untuk mencapai aliran gas 0,5 gr/sec 1.13 Jika tidak terjadi pembakaran (seperti yang terilhat pada kenaikan suhu pada T3) dalam lima detik permulaan aliran gas.Kemudian tutup katup gas dan biarkan gas tidak terbakar untuk membersihkan system sebelum mencoba lagi prosedur start dari langkah ke-11. 1.14 Ketika pembakaran terjadi, lepas tombol pembakaran 1.15 Buka perlahan katup gas sampai kecepatan genorator gas mencapai 1000 rev/ sec. amati dan pertahankan suhu ruang bakar dibawah 850 derajat celcius. 1.16 Matikan blower 6
1.17
Biarkan generator gas stabil pada 1000 rev/sec
2.Operasi
2.1
2.2 2.3
2.4
Saat berlangsung alat tidak boleh melampaui batas sebagai berikut Kecepatan generator gas 1500 rev/sec Kecepatan turbin daya 600 rev/sec Temperatur masuk ke dalam gas turbin 800 C Posisikan tekanan gas pada 1,5 bar (150 KPa) sebelum aliran bahan bakar terbaca. Katup bahan bakar selenoida otomatis tertutup jika : Temperatur ruang bakar (T3) rnelebihi 900 C. Keadaan bahan bakar berlebih. Tekanan oli turun dibawah 1,5 bar. Untuk menjalankan turbin setelah operasi katup selenoida ikut instruksi starting 4-17.
3. Mematikan / Stopping
2.3.1
Tutup katup pada tabung gas
2.3.2
Ketika turbin telah terhenti. kernbalikan control aliran masuk ke posisi start.
2.3.3
Aktifkan kembali blower.
2.3.4
Ketika T4 turun di bawah 80 C dan temperatur oli turun di bawah 40 C :
Matikan Blower
Matikan pompa oli
Tutup katup gas pada panel
Matikan suplai air
Matikan dan cabut sumber listrik
5. Variabel yang Diukur Lokasi yang diukur Saluran Gas
Blower-Kompresor
Parameter yang diukur Tekanan Kecepatan aliran gas Temperatur (Tg) Tekanan (p2) Kecepatan aliran udara Temperatur udara masuk (T1) Temperatur kompresor (T2)
Satuan Bar g/s o C Bar mmH2O o C o
C
7
Tekanan ruang bakar (p3) Tekanan turbin (p4) Temperatur masuk turbin (T3) Temperatur keluar turbin (T4) Temperatur udara keluar (T5) Kecepatan putaran
rev/s
Tekanan Temperatur
Bar o C
Generator Output
Kecepatan Arus Tegangan
rev/s A V
Kompresor-Turbin
Rugi tekanan
Bar
Ruang Bakar-Turbin Gas
Bar Bar o C o
C
o
C
Generator Gas
Saluran Oli
8
