Sistem Pembangkit Tenaga 2.pdf

Bahan Ajar

Penyusun:

Ir.NurHamzah,MT Ir.Suryanto,MSc

PSTEKNIKKONVERSIENERGI JURUSANTEKNIKMESIN POLITEKNIKNEGERIUJUNGPANDANG 2007

LEMBAR PENGESAHAN

Mata Kuliah

: Sistem Pembangkit Tenaga 2

Kode Mata Kuliah

: TE 309512

Dosen Penyusun

: Ir. Nur Hamzah, MT Ir. Suryanto, MSc

Buku ajar ini telah diperiksa dan disetujui untuk digunakan sebagai bahan kuliah bagi mahasiswa Politeknik Negeri Ujung Pandang Menyetujui

Ketua Unit P3AI

Ketua Jurusan Teknik Mesin,

B a h r i, SE, Msi  NIP: 132052853

Ir. Abdul Salam, MT NIP: 131 964 659

Mengetahui/Menyetujui Pembantu Direktur I

Ir. Muhammad Anshar, MSi  NIP: 131 856 651

i

LEMBAR PENGESAHAN

Mata Kuliah

: Sistem Pembangkit Tenaga 2

Kode Mata Kuliah

: TE 309512

Dosen Penyusun

: Ir. Nur Hamzah, MT Ir. Suryanto, MSc

Buku ajar ini telah diperiksa dan disetujui untuk digunakan sebagai bahan kuliah bagi mahasiswa Politeknik Negeri Ujung Pandang Menyetujui

Ketua Unit P3AI

Ketua Jurusan Teknik Mesin,

B a h r i, SE, Msi  NIP: 132052853

Ir. Abdul Salam, MT NIP: 131 964 659

Mengetahui/Menyetujui Pembantu Direktur I

Ir. Muhammad Anshar, MSi  NIP: 131 856 651

i

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Allah SWT oleh karena atas limpahan rahmad dan hidayahNya sehingga bahan ajar mata kuliah Sistem Pembangkit Tenaga 2 ini dapat terselesaikan sesuai waktu yang telah ditentukan. Bahan ajar ini disusun berdasarkan kurikulum pada program studi Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Ujung Pandang. Penulisan bahan ajar ini didorong oleh keinginan penulis untuk menyajikan materi kuliah yang selama ini diajarkan dengan menggunakan buku teks dari berbagai referensi. Mata kuliah sistem Pembangkit Tenaga 2 merupakan mata kuliah keahlian yang diajarkan selama 2 semester setelah mahasiswa menempuh matakuliah perpindahan panas, termodinamika termodinamik a dan mesin-mesin mesin-mes in kalor dan mesin-mesin mesin-mesi n fluida. Pada mata kuliah ini menjelaskan tentang beberapa jenis Pembangkit Listrik yaitu Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) dan Pusat Listrik Tenaga UapGas (PLTGU) yang meliputi pengenalan prinsip-prinsip prinsip- prinsip kerja peralatan-peralatan, peralatan-per alatan, perhitungan efesiensi dan penilaian performansi sistem pembangkit tersebut. Penulis menyadari bahwa bahan ajar ini masih jauh dari kesempurnaan, olehnya itu kritik dan saran penulis sangat harapkan.  Atas bantuan bantuan semua pihak dalam dalam penyelesaian penyelesaian bahan bahan ajar ajar ini tak lupa kami ucapkan terima kasih. Semoga bahan ajar ini dapat bermanfaan bagi semua pihak.

Makassar, Nopember 2007 Penyusun

ii

DAFTAR ISI

Pengesahan....................................................................................................................ii DaftarIsi .......................................................................................................................iii GBPP

.......................................................................................................................iv

TinjauanMatakuliah.....................................................................................................vii

Modul 1

Siklus Rankine dan analisis Thermodinamika pada PLTU .......................... 1

Modul 2

Pembangkit Uap (Steam Generator) ............................................................ 11

Modul 3

Bahan bakar dan sistem Pembakarab ........................................................... 12

Modul 4

Turbin Uap ................................................ ................................................... 32

Modul 5

Sistem Kondensat dan Air Umpan ............................................... ................ 41

Modul 6

Sistem Sirkulasi dan Cooling Tower ............................................................ 49

Modul 7

Siklus Gabungan ................................................ .......................................... 59

Daftar Pustaka ................................................................................................................... 68 Senarai

.................................................. ...................................................................... 69

iii

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN (GBPP) JUDUL MATA KULIAH

:

SISTEM PEMBANGKIT TENAGA II

NOMOR KODE/SKS DESKRIPSI SINGKAT :

TE 3095122/ 2

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM :

1. 2. 3. 4.

No.

Mata kuliah sistem Pembangkit tenaga merupakan mata kuliah keahlian yang diajarkan selama 2 semester setelah mahasiswa menempuh matakuliah perpindahan panas, termodinamika dan mesin-mesin kalor dan mesin-mesin fluida. Pada mata kuliah bagian kedua ini menjelaskan tentang hanya beberapa jenis Pembangkit Listrik yaitu Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) dan Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) serta siklus kombinasi uap-gas (PLTGU) yang meliputi pengenalan prinsip-prinsip kerja peralatan-peralatan, perhitungan efesiensi dan penilaian performansi sistem pembangkit tersebut.

Menjelaskan prinsip kerja sistim pembangkit tenaga uap dan sistim pembangkit tenaga gas Menghitung Kinerja sistim pembangkit tenaga uap dan sistim pembangkit Tenaga gas Mengalisis Sistim pembangkit Uap dan Gas secara thermodinamika Menjelaskan prinsip kerja PLTU, PLTG dan PLTGU berikut menggambarkan siklus dan komponen utama dari sistim tersebut.

Tujuan Instruksional Khusus

Pokok Bahasan

Sub. Pokok Bahasan

Estimasi

Pustaka

Waktu Setelah Mahasiswa mengikuti kuliah ini, mahasiswa akan dapat : 1



menganalisis dan menghitung secara thermodinamika siklus pada PLTU serta dapat menggambarkan siklus Rankine secara benar

Siklus Rankine dan Analisis Thermodinamika pada PLTU

dapat mengetahui konstruksi dan prinsip kerja dari komponen utama steam generator pada PLTU

Steam generator

   

23

 

 

Siklus Rankine ideal dan  Aktual Penambahan Reheater Penambahan Feed Water Heater Effisiensi dan Heat rate Klasifikasi Boiler Fire Tube Boiler /Ketel Pipa Api dan Water tube

2 x 50’

[4] Bab 2

2 x 50’

[4] Bab 10

iv

No.

Tujuan Instruksional Khusus

Pokok Bahasan

Sub. Pokok Bahasan

Estimasi

Pustaka

Waktu  

3.



Dapat menjelaskan prinsip-prinsip pembakaran pada sistem PLTU dan PLTG.

Bahan bakar dan Pembakaran



  

4



dapat memahami Fungsi,prinsip kerja dan kontruksi Turbin

Turbin Uap



  

5.

dapat menjelaskan fungsi dan konstruksi dan perencanaan kondenser menjelaskan kegunaan dari   dapat water treatment pada Boiler fedd water. 

Sistem Kondensat dan Aor umpanr

 

Boiler/Ketel Pipa air Superheater dan Reheater Economiser, Air Heater, kontrol S.Generato Batu Bara dan Perangkat Pembakarannya Bahan Bakar Cair dan GAs Panas Pembakaran Temperatur Pembakaran Turbin Impuls dan Turbin Reaksi Konstruksi Rotor Turbin dan komponennya Pengatur dan Peralatan Pengatur Turbin Fungsi, Klasifikasi Kondensor Boiler feed water

2 x 50’

[4] Bab 13

2 x 50’

[3] Bab 14

2 x 50’

Ref [1] Bab 9 Ref [4] Bab 4 Ref [5] Bab 9

No.

Tujuan Instruksional Khusus

Pokok Bahasan

Sub. Pokok Bahasan

Estimasi

Pustaka

Waktu  

3.



Dapat menjelaskan prinsip-prinsip pembakaran pada sistem PLTU dan PLTG.

Bahan bakar dan Pembakaran



  

4



dapat memahami Fungsi,prinsip kerja dan kontruksi Turbin

Turbin Uap



  

5.

dapat menjelaskan fungsi dan konstruksi dan perencanaan kondenser menjelaskan kegunaan dari   dapat water treatment pada Boiler fedd water. menjelaskan fungsi dan  dapat konstruksi sistem sirkulasi dan kondenser 

6.

Sistem Kondensat dan Aor umpanr

 

Sistem Sirkulasi Air dan Cooling tower

 

Boiler/Ketel Pipa air Superheater dan Reheater Economiser, Air Heater, kontrol S.Generato Batu Bara dan Perangkat Pembakarannya Bahan Bakar Cair dan GAs Panas Pembakaran Temperatur Pembakaran Turbin Impuls dan Turbin Reaksi Konstruksi Rotor Turbin dan komponennya Pengatur dan Peralatan Pengatur Turbin Fungsi, Klasifikasi Kondensor Boiler feed water

2 x 50’

[4] Bab 13

2 x 50’

[3] Bab 14

2 x 50’

Ref [1] Bab 9 Ref [4] Bab 4 Ref [5] Bab 9

Fungsi dan klasifikasi sistem sirkulasi air Fungsi dan klasifikasi Cooling tower

3 x 50’

Ref [1] Ref [5] Bab 15

Siklus Gabungan dan Heat Recovery Boiler Siklus Gabungan dengan Multi Pressure Steam

2 x 50’

Ref [4]



7.



dapat menjelaskan dan menggambarkan secara benara siklus gabungan dan heat recovery

Siklus Gabungan (Combine Cycle)

 

 

v

Referensi: 1. 2. 3. 4. 5.

ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta.Erlangga: Maherman P. Boyce.1982. Gas Turbine Enginering Handbook . London:Prentice-Hall Inc Shylakin P. 1999.Turbin Uap, Teori dan Rancangan,Jakarta:Erlangga Weisman, J& Eskart,R.1985. Modern Power Plant Engineering .New York:Prentice-Hall Inc Donkundwar,S.& Arora, Subhasi. 1980. Power Plant Engineering. Delhi Dhampat:Rai&Sons

6. Kiameh,Philp,2002,POWERGENERATIONHANDBOOK,DownloadedfromDigitalEngineeringLibrary@McGraw-Hill www.digitalengineeringlibrary.com )TheMcGraw-HillCompanies.Page.10,1  – 24.8.

Referensi: 1. 2. 3. 4. 5.

ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta.Erlangga: Maherman P. Boyce.1982. Gas Turbine Enginering Handbook . London:Prentice-Hall Inc Shylakin P. 1999.Turbin Uap, Teori dan Rancangan,Jakarta:Erlangga Weisman, J& Eskart,R.1985. Modern Power Plant Engineering .New York:Prentice-Hall Inc Donkundwar,S.& Arora, Subhasi. 1980. Power Plant Engineering. Delhi Dhampat:Rai&Sons

6. Kiameh,Philp,2002,POWERGENERATIONHANDBOOK,DownloadedfromDigitalEngineeringLibrary@McGraw-Hill www.digitalengineeringlibrary.com )TheMcGraw-HillCompanies.Page.10,1  – 24.8.

vi

TINJAUAN MATA KULIAH

Mata kuliah sistem Pembangkit Tenaga 2 merupakan mata kuliah keahlian yang diajarkan selama 2 semester setelah mahasiswa menempuh matakuliah perpindahan panas, termodinamika dan mesin-mesin kalor dan mesin-mesin fluida.

Pada mata kuliah ini menjelaskan tentang beberapa jenis Pembangkit

Listrik yaitu Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) dan Pusat Listrik Tenaga Uap-Gas (PLTGU) yang meliputi pengenalan prinsipprinsip

kerja

peralatan-peralatan,

perhitungan

performansi sistem pembangkit tersebut.

efesiensi

dan

penilaian

Secara keseluruhan bahan ajar ini

akan membahas Modul1SiklusRankinedananalisisThermodinamikapadaPLTU Modul2PembangkitUap(SteamGenerator)

TINJAUAN MATA KULIAH

Mata kuliah sistem Pembangkit Tenaga 2 merupakan mata kuliah keahlian yang diajarkan selama 2 semester setelah mahasiswa menempuh matakuliah perpindahan panas, termodinamika dan mesin-mesin kalor dan mesin-mesin fluida.

Pada mata kuliah ini menjelaskan tentang beberapa jenis Pembangkit

Listrik yaitu Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) dan Pusat Listrik Tenaga Uap-Gas (PLTGU) yang meliputi pengenalan prinsipprinsip

kerja

peralatan-peralatan,

perhitungan

performansi sistem pembangkit tersebut.

efesiensi

dan

penilaian

Secara keseluruhan bahan ajar ini

akan membahas Modul1SiklusRankinedananalisisThermodinamikapadaPLTU Modul2PembangkitUap(SteamGenerator) Modul3BahanbakardansistemPembakaran Modul4TurbinUap Modul5SistemKondensatdanAirUmpan Modul6SistemSirkulasidanCoolingTower Modul7SiklusGabungan

Dalam

mempelajari

materi

bahan

ajar

ini

diikuti

pertanyaan

panduan

sebagaimana pada halaman penyekat pada setiap modul. Pada setiap akhir pembahasan juga disediakan beberapa latihan-latihan soal. Selain itu pada setiap bab juga disediakan bagian penutup yang berisi soal-soal. Dengan demikian diharapkan mahasiswa akan dapat memahami sasaran utama yang ingin dicapai setelah menyelesaikan modul yang bersangkutuan. Bahan ajar harus dibaca sebelum mengikuti kuliah, sehingga jika ada masalah dapat ditanyakan pada pengajar saat kuliah berlangsung. Setelah menyelesaikan setiap modul tugas/latihan harus dijawab agar mahasiswa dapat menilai sejauh mana pengetahuan yang telah diserap selama mengikuti kuliah. Apabila ada tugas/ latihan yang tidak dapat dijawab agar bab yang bersangkutan dibaca kembali. Untuk melengkapi penyajian ditayangkan juga gambar dan animasi yang berhubungan dengan modul yang dijelaskan.

vii

TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa akan menganalisis dan menghitung secara thermodinamika siklus pada PLTU serta dapatmenggambarkansiklusRankinesecarabenar . SiklusRankinedanAnalisisThermodinamikapadaPLTU DalampembahasaniniandaakanmempelajariSiklusRankineideal dan aktual, Penambahan Reheater, Penambahan Feed Water Heater,Effisiensi dan Heatrate. I.BahanBacaan  1. El Wakill.1992. Instalasi Pembangkit Daya, Jilid I.. Alih bahasa Jasjfi Jakarta. Erlangga,Bab2. 2. STEAM POWER PLANTS Downloaded from Digital Engineering Library @ McGraw-Hill(www.digitalengineeringlibrary.com)Copyright©2004TheMcGrawHillCompanies.Diakses1Oktober2007. . II.Bacaantambahan 1. 

1WirantoArismunandar.1994.PenggerakMulaTurbinBandung:ITB

III.PertanyaanKunci/Tugas 1.  Apa pengertian reheater, superheater, dearator dan tunjukkan pada skema letak masing-masingalattersebut. 2. Sebuah turbin siklus Rankine jenuhidealyang sederhanamenerimauap 120 kg/s o o pada300 Cdanmengkondensasikannyapada40 C.Hitunglah(a)dayasiklusneto dalamMWdan(b)efesiensisiklus. 3. KerjakanSoal2-10hal.69padabukuInstalasiPembangkitDaya

SiklusRankineadalahsiklusuap-airyangdigambarkanpadadiagramP-VdanT-Sdengangarisgarisyangmenunjukkanuap-jenuhdancairanjenuh.Gambar1.1menunjukkandiagramaliran sederhana siklusRankine. Siklus Rankine idealtelah diperlajari pada dan

Gambar 1.1 Bagan diagram alir siklus Rankine

Gambar1.2(a,b )menunjukkansiklusRankineSikluspadadiagram P-vdan T-s .

1

 Analisisthermodinamikdidasarkanpadaunitmassauappadasikl us:

    −   −   −  ∆  −− −  −   Δ   − −− −

Kaloryangditambahkan Kerjaturbin

=

=

4 Btu/lbmatauJ/kg

1

2 Btu/lbmatauJ/kg

1

Kaloryangdibuang

=

Kerjapompa

=

Kerjanetto

=(

3 Btu/lbmatauJ/kg

4

Efesiensitermal

2 Btu/lbmatauJ/kg

1

1

2)

=

=

(

3 )Btu/lb matauJ/kg

4

1

2

( 1

( 4 2)

3)

Btu/lbmatauJ/kg

Reheatmemperbaikiefesiensisiklus.Gambar1.3dan1.4 mengilustrasikanaliranpadadiagram T-sinternalreversiblesiklusRankineSiklus.

Gambar 1.3 Bagan siklus Rankine dengan superheat dan reheat

Gambar 1.4 Diagram T-s siklus Rankine dengan superheat dan reheat

Pada beberapa pembangkituap tidak dipanaskan ulang dalamsteam generator,tetapi secara terpisahdalamheatexchangerreheater.

   −−    ∆  − − − −  −

Kerjaturbin

=

1

Kerjapompa

=

Kerjanetto

=(

2

6

1

+(

3

+

4 )Btu/lbmatauJ/kg

5 Btu/lbmatauJ/kg 2)

4

3

2

(

6

5 )Btu/lb matauJ/kg

Δ   −  −

Kaloryangditambahkan Efesiensitermal



=

=(

 

1

6)

+(

3

2 )Btu/lbmatauJ/kg

Btu/lbmatauJ/kg

TekananreheatpressureP2 mempengaruhiefesiensisiklussepertidigambarkanpadaGambar 2.5.Efesiensioptimumalreheattercapaipada P 2/P 1antara20and25percent.

Gambar1.5Pengaruhrasiotekanan pemanasanulang/tekanan awalterhadapefesiensi, suhukeluarturbintekanan tinggi,kualitaskeluarturbin tekananrendah.

Tabel 1.1

Perbandingan Unjuk Kerja Pembangki Tenaga Uap.

3

Externalirreversibility disebabkanolehperbedaantemperaturantarapanasutama( primaryheat source )  yakni gas hasil pembakaran dan fluida kerja. Perbedaan antara fluida kerja terkondensasidanairpendinginkondenserjugamenyebabkanexternalirreversibility.

Gambar2.6Irreversibilitaseksternaldengan siklusRankine.

Gambar 2.6 mengilustrasikan fluida kerja (garis 4-B - 1-2-3-4) siklus Rankine. Garis a-b menyajikan primarycoolant padacounterflowsteamgenerator,dangarisc-dmenyajikanheat sinkfluid padacounterflowheatexchanger.Prosesregenerationtercapaibilapertukaranpanas antarafluidayangberekspansipadaturbindanfluidaterkompressisebelumpenambahanpanas.

Feedwater heating dilakuakn dengan memanaskan compressed liquid pada titik 4 dalamheat exchangers(“feedheaters”) olehuapyangdiceratdaritingkatturbintertentu.Pembangkittenaga uapmodernmenggunakanlimaataudelapantingkatfeedwaterheating.  Adatigajenisfeedwaterheaters yaitu: 1.Openordirect-contacttype 2.Closedtypewithdrainscascadedbackward 3.Closedtypewithdrainspumpedforward

Ketidakmampubalikan terutamadisebabkanoleh gesekanfluida,pencekikandan pencampuran. Di antara semua itu yang terpenting adalah ketidakmampubalikan diturbin dan pompa dan kehilangantekanandalampenukarkalor,pipa,bengkokan,katupdansebagainya.

4

 Gambar 2.7 Diagram T-s siklus Rankine panas lanjut tak mampubalik secara intern

  η− υ η− wp =

h4s

h3

p

5

=

3 (P4

p

P3 )

Gambar 2.8 DiagramalirdandiagramT-ssiklusRankine panaslanjutnonidealdenganduapemanasair umpanjenisterbuka.

Neracamassa:  Aliranmassaantara1dan2= 1  Aliranmassaantara2dan9=

−  − − − 2

 Aliranmassaantara2dan3= 1  Aliranmassaantara3dan7=

2

3

 Aliranmassaantara4dan7= 1

2

 Aliranmassaantara7dan9= 1

2

3

 Aliranmassaantara9dan1= 1

Neraca energi pada pemanas tekanan tinggi dan pemanas tekanan rendah, masing-masing adalah:

   −  − −  −   −  − − −  −   −   −     − 2

3

2

3

9

2

= 1

= (1

2

(

3)

2

8)

9

(

3

7)

Nilaih9danh7diperolehdarisuhut8dant7,yangsamadengansuhujenuhuaomasing-masing pemanasdikurangaidenganbedasuhuterminalnyaatau 8

Dan

7

=

=

11

13

h10yangdiperlukanuntukq Adanh8diperolehmasing-masingdarih 12danh14. 12

=

11

12

+

11

6

11

    −      −  −      − −    −   −  −   − −   −

dan

14

 jadi

10

dan

(1

KerjaTurbin

=

Kerjapompa

1

2

=

13

=

2) 8

+ 1

2 12

=

14

+

+ 1

2

5 14

+ 1

2

3

2

13

13

9

2

+ 1

3

7

2

3

(

4)

3

    − −  −    −    −     −   −   = 1

2

3

3

4

+

5

14

13

+

2

12

11

Kalortambahan

=

1

10

Efesiensithermal

=

Efesiensithermaladalahrasioantarakerjanettodankaloryangditambahkanpadasiklusatau instalasidaya. Efesiensi bruto adalah efesiensi yang dihitung atas dasar kerja bruto atau daya bruto turbin generator. Efesiensinettoadalahefesiensiyangdihitungatasdasarkerjabrutodikurangikerjayangdiambil untukmenjalankanpembangkit. Lajukalor(Heatrate=HR)jumlahkaloryangditambahkanuntukmenghasilkansatusatuankerja, biasanyadalamkWhatauBtu/jam.HRberbandingterbalikdenganefesiensi.

                           ,

=

,

,

=

Olehkarena1kWh=3412Btu,maka

,

=

3412

7

/

Kogenarasi atau pembakitan serentak adalah pembangkitan listrik dan uap secara bersamaan dalamsauatuinstalasidaya. Dari segi sumber daya energi, kogenarasihanya bermafaatapabila sistem dapat menghemat energiprimerdibandingdenganpembangkitanlistrikdanuapsecaraterpisah. Efesiensikogenerasi:

  −Δ   =

Dimana:

E=energilistrikyangdibangkitkan

ΔHs=energikalordalamprosesuap

Q A=kaloryangditambahkandalaminstalasi

8

9

10

TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa akandapatmengetahuikonstruksidanprinsipkerjadarikomponenutama steamgeneratorpadaPLTU .

Dalam pembahasan ini anda akan mempelajari Klasifikasi Boiler, Fire Tube Boiler /Ketel Pipa Api dan Water tube Boiler/KetelPipaair, Superheater danReheater,Economiser, Air Heater, KontrolSteamGenerator I.BahanBacaan  1. ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta. Erlanggahal.72-113. 2. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering  New York:Prentice-HallInc 3. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering. Delhi Dhampat:Rai&Sons . II.Bacaantambahan  III.PertanyaanKunci/Tugas 1.Jelaskanperbedaanantarawatertubeboilerdgnfiretubeboiler



11

Pembangkit uap (steam generator ) merupakan gabungan yang kompleks dari ekonomiser,keteluap,pemanaslanjut,pemanasulangdanpemanasawaludara.Ketel uap (boiler)adalahbagiandari pembangkituap dimanacairan-jenuh dirubah menjadi uap-jenuh.

BerdasarkanpenggunaannyaPembangkituapdiklasifikasikansebagai(1)pembangkit uaputilitas(2)pembangkituapindustri. Pembangkituaputilitasdigunakanolehutilitasuntrukinstalasipembangkitdayalistrik. Pembangkit listrik utilitas modern pada dasarnya terdiri atas 2 jenis yaitu: (1) jenis bejana tabung air bawah kritis dan (2) jenis sekali lalu lewat kritis. Unit lewat kritis biasanya beroperasi pada tekanan 3500 psia (240 bar) atau lebih, lebih tinggi dari tekanan-kritisuapyangnilaianya 3208,2psia. Kelompok bejana bawah-kritis biasanya beroperasipadatekanan1900psig(sekitar130bar)atau2600psig(180bar). Pembangkit uap industri (industrial steam generator) digunakan oleh industri dan perusahaan. Dalam kelompok ini termasukpipa airyang menggunakan bahan bakar serbukbatubara sepertiyangdigunakan oleh utilitas,tetapiadajugayang membakar batu bara bongkahan, minyak atau gas bumi dan kadang-kadang gabungannya di sampingjugasampahkota,limbahprosesdanproduksampinganproses.Bahkanada  jugayangmenggunakanpemanasanlistrik. MenurutEl Wakiil,pembangkituapbahan bakarfosilsecaralebihluasdiklasifikasikan sebagaiunityangmempunyaikomponenataukarakteristiksebagaiberikut: 1. Keteluappipaapi 2. Keteluappipaair 3. Keteluapsirkulasialami 4. Keteluapsirkulasiterkendali 5.  Aliransekalilewat 6. Tekananbawahkritis(subkritis) 7. Tekananlewatkritis(superkritis).

12

Gambar2.1780MWonce-throughspiralwound universalpressure(SWUPTM)coal-fired utilityboiler

13

Ketel uap pipa api merupakan bentuk khusus ketel jenis cangkang (shell type boiler) yangterdiridaricangkangataubejanatertutupbiasanyaberbentukselinderyangberisi air.Sebagiandaricangkangmisalnyabagianbawahdiberikalor,sepertinyalaapidan gas dari luar. Ketel-cangkang sudah berkembang menjadi bentuk yang lebih modern seperti ketel listrik (electric boiler) di mana kalornya dipasok oleh elektroda yang dibenamkandalamairatauakumulator(accumulator). Ketel cangkang ini berkembang menjadi ketel pipa api di mana gas panas dilewat melalui pipa. Oleh karenaperpindahan kalornya lebih baik, ketel pipa-api lebih efisien daripadaketelcangkangyangsemuadandapatmencapaiefesiensisekitar70persen. Pipaketelditempatkan pada posisihorisontal,vertikalataumiring.Ada dua jenisketel pipaapi:(1)jeniskamarapidan(2)scotchmarine.

Gambar2.2Sirkulasialamidanpaksa

Perintis pembangkit uap modern adalah ketel-uap pipa air (water tube boiler) yang dikembangkanolehGeorgeBabcockdanStephenWolcoxpadatahun1867.Padaketel pipaairtekananberadadidalampipaairdandrumyangdiameternyarelatiflebihkecil.

Drumuapterdapatpadasemuapembangkituapmodern,kecualiyangjenissatulaluan (oncethroughboiler) .Drumuapmerupakantempatairumpanmasukdariekonomisator dantempatpemisahanuapjenihdariairmendidih.Carayangpalingsederhanaadalah pemisahan dengan gravitasi ( gravity separation ) (Gambar 2.3.a) Jika kecepatan uap yang keluar dari permukaan airtidak terlalu tingg (kurangdari 3 ft/s), gelumbung uap akan memisah tanpa membawa butir-butir air dan zat padat yang dibawanya (ikutan atas),tanpaterbawaolehairyangbersikulasikembalikepengalirturun(ikutanbawah). Pemisahan gravitasi hanya akan ekonomis, bila kapasitas uap rendahdan beroperasi padatekananrendah.

14

Padaketeluaptekanantinggiyangmoderndankapasitasbesardigunakanpemisahan mekanik (mechanical separation )  (Gambar 2.3.b) yang membantu atau melengkapi pemisahan garvitasi dan berlangsung dalam dua langkah yaitu langkah pemisahan primer dan sekunder. Pada pemisahan primer besar air dipisahkan dari uap sambil menjagaagaruaptidakterbawaolehairbersrkulasikembalimengalirpengalirturundan penaik. Pada pemisahan sekunder yang disebut juga pengukutan-uap (steam scrubbing)ataupengeringankabutdanbutir-butirairhalusdanzatpadatyangterbawa olehuapdipisahkan dari uapsehinggamenghasilkanuap yang murni atau keringdan  jenuhyangmasukkepemanaslanjut. Pada tekanantinggi,dimana perbedaan antara densitas airdanuap kecil, digunakan gayasentrifugal,yanglebihbesardarigayagravitasi.Peralatanpemisahsentrifugaljuga disebut pemisah siklon (cyclon separator )  atau pemisah-turbo ( turbo separator) (Gambar2.3.c) Drum utilitas biasanya mempunyai panjang sampai lebih dari 100 ft dengan diameter sampailebihdari15ft,sedangkanmassanya mencapaibeberapaton. Druminiberisi sampai 30 nosel-pengeluar dan nosel pipa pengalir turun dan pipa penaik yang  jumlahnya lebih banyak lagi. Drum yang lebih besar biasanya mempunyai konstruksi yangterdiriatasbeberapabagianselinderdisebut coursesyangdilaskansatusamalain denganduaujungyangberbentuksetengahbolayangdilaskandiujungnya.

Gambar2.3Pemisahandalamdrumuap(a)gravitasi(b)mekanik pertama(sekat)dankedua(tapis)(c)sentrifugal

 Air heater digunakan untuk memansakan udara pembakaran yang mengambil panas daripanasbuanggasbuang.Alatinidapatmeningkatkanefesiensi5sampai10%.Air heaters diperlihatkan pada gambar 2.4. Di mana heater menerima gas panas dari economizerdanudarapendinginanyangdingindari forceddraftfan .Udarapanasyang dihasilkanolehairheaters berpeluangmembakarseluruhbahanbakardandiperlukan untukmengeringkandantransportasipadaunitbahanbakarbatubaraserbuk.

15

Gambar2.4Lokasiekonomisatordanairheaterpadasebuahboiler berbahanbakarbatubara

 Airheatersdiklasifikasikanberdasarkanprinsipoperasisebagairecuperativeatau regenerative.

Perpindahanpanasrecuperative,panasdipindahkansecarakontinyudarigaspanaske udaramelintaspermukaanpenukarkalor.danlangsungmelaluipermukaanperpindahan panasyangpadatyangmemisahkanaliranpanasdandingin.

16

Gambar2.5Susunanbeberapajenisairheaterjenistubular

.

Gambar2.6AirheaterjenisLjungstrom

adalahregenerativeairheateristheLjungström®type(Gambar.2.6),yang umumdipakai.

17

Pembangkit uap modern memiliki konfigurasi yang kompleks pada bagian thermalhydraulic(uapdanair) yangmemanaskanawal ( preheat )menguapkandanuaplanjut. Permukaan ini disusun sehingga: 1) bahan bakar dapat dibakar dengan komplet dan efesien dengan emisi yang rendah, 2) laju aliran, tekanan dan suhu uap yang dibangkitkansesuai dengan yang diperlukan, dan 3) jumlah energi yang diperoleh maksimum..Sebuahutilitasboilercoal-fired diilustrasikanpadagambar15.Komponen utamadaripembangkituapdansistempengambilanpanasnyameliputi: 1.furnaceandconvectionpass, 2.steamsuperheaters(primaryandsecondary), 3.steamreheater, 4.boilerorsteamgeneratingbank(industrialunitsonly), 5.economizer, 6.steamdrum, 7.attemperatorandsteamtemperaturecontrolsystem,and 8.airheater.

Gambar2.7Coal-firedutiliyboiler

Kebanyakandarikomponennon-steamyangdigunakanpadapembangkituapberbahan bakarbatubara(coal-firedsteamgenerators )adalahbagiandaripersiapanbahanbakar dansistempembakaran.Sisteminiterdiridari: 1. fuelpreparation:feedersandcoalpulverizers,

18

2. combustionsystem:burners,flamescanners,lighters,controls,windbox, 3. air-gashandling:fans,fluesandducts,dampers,controlandmeasurement systems,silencers,and 4. othercomponentsandauxiliaries:sootblowers(heattransfersurfacecleaning equipment),ashcollectionandhandlingequipment,controlandmonitoring equipment.

Komponenuap-air( steam-water )disusunagarsangatekonomisdalammenyediakan suplaiuapyangkontinyu.Sistemsirkulasi(tidaktermasukreheater)untuksirkulasi alamidiperlihatkanpadagambar2.8. 

Gambar2.8Sistemsirkulasiuap-airpadaCoalfired

Gambar2.9Absorbsienergipadasteamgenerator

19

Kendaliinstalasipembangkituapmeliputiinstrumentasi,pengolahandatadankendali pembakara,aliranuap,suhudantekanan,tinggipermukaancairandalamdrum,urutan pembukaprecipitatordisulfurisasi,penanganabu,intergrasisistem,mulaoperasidan hentioperasidanatomisasi.

 Aliranairumpan(jadijugaaliranuap)dikendalikandenganmemenuhikebutuhanbeban turbindansementaraitumenjagatinggipermukaanairdidalamdrum-uapdalambatasbatasyangcukupsempit. Sensorpermukaandrumbereaksi terhadap perbedaanantarakeadaandi dalam drum dengantitikpatokan( set-point ). Pada gambar 2.10 sistem kendali otomatik tiga unsur, di mana tinggi permukaan air dalamdrummerupakansalahsatuelemennya.

Gambar2.10Skemasistemkendaliairumpantigaunsur

20

Sistem kendali tekanan (Gambar 2.11) kadang-kandang disebut master ketel (boiler master), menjaga tekanan uap dengan mengatur aliran bahan bakar dan udara pembakaranuntukmemenuhitekananyangdikehendaki.

Gambar2.11Bagansistemkendalitekananuap

Pengendalian suhu keluar pembangkit-uap dalam batas-batas yang sempit sangat penting dalam operasi pembangkit daya. Penurunan suhu-uap akan mengakibatkan berkurangnya efesiensi. Dilainpihak,kenaikansuhuauap diatassuhurancangakan berakibat panas yang berlebihan dan dapat menyebabkan kegagalan pipa-pipa pemanaslanjutdanpemanasulangsertasudu-suduturbin.

Dalam hal tertentu pemanas lanjut radiasi dan konveksi disusun dalam susunan seri untukmengendalikansuhuuapairyangdatardalamdaerahbebanyangcukupluas.  Atemperasi(attemperation )adalahpenurunansuhu-uapmelaluisalahsatudariduacara yaituatemperatorpermukaandanatemperatorsemprot(gambar2.12).  Atemperasi kadang-kadang digunakan dalam susunan seri (berurutan) dengan resirkulasigassepertiyangdiperlihatkanpadagambar2.13.

21

Gambar2.12Atemperator-semprotuntukpengendalian suhuuap

Gambar2.13Resirkulasigasdanatemperasi

22

TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa akan Dapat menjelaskan prinsip-prinsip pembakaran pada sistem PLTU danPLTG.



DalampembahasaniniandaakanmempelajariBatu BaradanPerangkatPembakarannya,bahanbakarcairdangas,panas pembakaran,temperaturpembakaran

I.BahanBacaan  1. ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta. Erlanggahal.114 – 163. . II.Bacaantambahan 2. WirantoArismunandar.1994. PenggerakMulaTurbin. Bandung:ITB 3. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering  New York:Prentice-HallInc 4. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering. Delhi Dhampat:Rai&Sons III.PertanyaanKunci/Tugas 1.Kerjakanulangcontohsoal4.3dan4.4padaref(1)

23

Bahanbakaryangtersediauntukindustriutilitasterutamaadalahbahanbakarnuklirdan bahanbakarfosil,yangkeduanyatidakdapatdiperbaharui.Bahanbakarnuklirberasal dari alam semesta dan untuk membuatnya alam memerlukan jutaan tahun. Bahan bakar fosil berasal dari bumi sebagai akibat dikomposisi dan konversi kimia bahan organik secara perlahan. Bahanbakar ini terdapat dalam3 bentuk:padat(batubara), cair(minyak)dangasbumi. Bahanbakarbaruyangmerupakanpilihanlainadalahbahanbakarsimtesisatausinfuel yaitucairandangasyangberasalterutamadaribatubara,serpihminyak(oilshale)dan pasir ter. Sebahagian kecil bahan bakar ini adalah hasil sampingan industri, limbah industridanlimbahrumahtanggadanbiomassa(massahayati).

Batu-bara adalah istilah umum yang sejumlah besar bahan galian organik yang sifat dan komposisinya sangat beragam. Namun semuanya mengandung banyak karbonunsur berbentuk amorf (tanpa struktur yang beraturan). Bahan ini terdapat dibumi dalamlapisanendapanyangtebalnyaberbeda-bedadanseringterdapatjauhdidalam di bawah tanah, walaupun kadang-kadang ada juga yang dekat permukaan. Diperkirakan di Amerika Serikat terdapat 270.000 juta ton cadangan yang dapat diproduksi (yaitu yang dapat diproduksi secara ekonomis dimasa depan yang masih dapatdiperhitungkan). Batu-bara diklasifikasikan dalam berbagai cara menurutsifat-sifat kimia dan fisikanya. Sistemyangpalingumumditerimaadalahyangdigunakan olehAmerican Society for TestingandMaterials(ASTM,PerhimpnanPengujiandanBahandiAmerikaSerikat), yang membagi bagi kualitas batu-bara berdasarkan tingkat metamofosis (perubahan bentuk dan struktur di bawah pengaruh suhu, tekanan dan air). Kualitas batu-bara berturut-turutadalahantrasit,bitumin,subbitumin,lignitdangambut.   Analisisbatubaraterdiridariduajenisyaituproksimat(proximate)danultimat(ultimate). Pada Analisis proksimat dapat memberikan infromasi dimana dalam analisis ini akan memberikan persen-massa karbon tetap, zat gerbak ( volatile matter ), lembaban dan abu. Sedangkanpadaanalisis ultimat menghasilkanpersenmassaunsur-unsurkimia yangterkandungdalambatubara.  Ada dua macam penentuan nilai kalor tinggi (bruto) HHV di mana diandaikan bahwa semuauapairyangterbentuktelahterkondensasi,sehinggadalamhalinitermasukkalor laten pengauapan uap air di dalam produk dan nilai kalor rendah (LHV) yang tidak mencakupkalorlatentersebut.

 LHV   HHV  mw h fg 

 −    



=

9

24

2

Dimana: mw=massauapairdalamprodukpembakaran,persatuanmassabahanbakar mH2 = massa hidrogen semula persatuan massa bahan bakar (diketahui dari analisis ultimat) hfg=kalorlatenpenguapanuapairpadatekanandalamhasilpembakaran



= 14600



+ 62000

−   8

+ 4050

Gambar3.1Bagandiagramoperasipembersihanbatubara

Pembakaran batu-bara serbuk berlangsung dengan baik jika memenuhi syarat: (1) adanyasebagianbesarpartikelbatu-barayangsangathaluslulusayak200meshagar mudahmenyalahkarenaperbandinganluaspermukaandenganvolumenyacukupbesar dan (2) harus ada sedikitnya sejumlah tertentu partikel ukuran besar untuk menjaga agarefesiensipembakarancukuptinggi,

25

Gambar3.2Metodepembakaranbatubara

 Adabeberapajenismesinpemecah(crusher)batubarayangtersediasecarakomersildi antaranya mesin pemecah cincin (ring crusher) atau granulator mesin giling palu, hammermilldanballmill(Gambar3.3)

Gambar3.2Metodepembakaranbatubara

26

Sistem batubara serbuk terdiri atas pembuatan serbuk, penyampaian dan pembakarannya. Ada dua macam sistem ini (1) sistem bak (bin) dan (2) sistem pembakaranlangsung.

Pembakar (burner)  batubara serbuk hampir serupa dengan pembakar minyak. Pembakar batu bara serbuk menerima serbuk batubara kering sudah dalam bentuk suspensididalamudaraprimerdanmencampurnyadenganudarapembakaranutama daripemanasawal udara.Rasiopermukaan/volumedankehalusannyaberbeda-beda, namun perbedaannyatidak terlalu besar,misalnya batubara serbukdengan 80% lulus ayak 200 mesh dan 99,5% lulus ayak 50%mempunyai luas permukaan sekitar 1500 cm2/g.Diantaranya lebihdari97%luaspermukaanituadalah pada butiranyanglulus ayak200mesh.

Gambar3.3Contohsistempenangananbatubarauntuk pembangkittenagaberbahanbakarbatubara1000 MW 27

Gambar3.4Beberapacontohburnerdancombustoruntuk pembangkittenagaberbahanbakarbatubara

28

29

30

31

Gambar3.5Fluegasvolumentriccombustionchart

32

TIK: TIK: Bila Bila pokok pokok baha bahasan san ini telah telah disel diselesa esaika ikan n denga dengan n baik baik, , mahasi mahasiswa swa akandapatmemahamifungsi,prinsipkerjadankonstruksiTurbinUap.



TurbinUap DalampembahasaniniandaakanmempelajariTurbin ImpulsdanTurbinReaksi,konstruksirotorturbindankomponennya, pengaturdanperalatan,pengaturturbin,

I.BahanBacaan  1. ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI  ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta. ..AlihbahasaJasjfiJakarta. Erlanggahal. 164-204 . II.Bacaantambahan 2. WirantoArismunandar.1994. PenggerakMulaTurbinrTorak. Bandung: ITB 3. ShylakinP.1999. TurbinUap,TeoridanRancangan  TurbinUap,TeoridanRancangan ,Jakarta:Erlangga ,Jakarta:Erlangga 4. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering  New York:Prentice-HallInc 5. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering. Delhi Dhampat:Rai&Sons III.PertanyaanKunci/Tugas 1,Sebutkanjenis-jenisspeedcontrolpadaturbinuap

33

TURBINUAP

Turbi Turbin n uap uap dapat dapat berup berupa a turbi turbin n impu impuls ls atau atau turbi turbin n reaksi reaksi. . Turbi Turbin n impuls impuls adal adalah ah turbin turbin dimana dimana proses proses ekspans ekspansi i (penurun (penurunan an tekana tekanan) n) dari fluida fluida kerja kerja hanya hanya terjadi terjadi di dala dalam m baris baris sudu sudu tetap tetap saja. saja. Sedan Sedangka gkan n turbin turbin reaksi reaksi adal adalah ah turbi turbin n diman dimana a proses proses ekspansidarifluidakerjaterjadibaikdidalambarissudutetapmaupunsudubergerak. (LihatBahanAjar Modul11)

Gambar4.1Turbinimpulsyangmempunyaisatutingkatkecepatan (kecepatandiserappadatingkatini)danempattingkat tekanan.

34

Gambar4.2Turbinreaksi.

Gambar4.3susunankomponendarisebuahsteampowerplant.

35

Turbinuapdenganrating40sampaidengan60MWbiasanyamenggunakansinglecylindermachines. Unityanglebihbesarmenggunakanmultiplecylindersuntukmengekstrakenergiuap.

Thetwo types of steam turbines are condensing and back-pressure (noncondensing). Gambar 4.4 mengilustrasikan jenis ini dan beberapa subkasifikasinya. Ekshaust dari turbin Back-pressure diperlukan oleh proses pada tekanan tertentu. Turbin Ekstraksi Otomatis (Automaticextractionturbines) mengizinkanbagiandariuapditarikkeluardari tingkat menengah (intermediate stage (or stages) sementara sisanya dibuang ke kondenser. Turbin ini memerlukan governors dan katup yang khusus untuk mempertahankantekanan tekanankonstan dariekstraksiuapsementara bebanturbin dan kebutuhan ekstraksi bervariasi. Uncontrolled extraction turbines  digunakan untuk mensuplai uap ke feedwater heaters, sehingga tekanan pada titik ekstrasi bervariasi denganbebanturbin.

Gambar4.4mengilustrasikansusunanturninjenisSingle-cylinder.

Beberapa pembangkitdengan tekanan menengah (moderate-pressureplants) memiliki turbin high-pressure noncondensing tambahan untuk menaikkan kapasitas dan memperbaikiefesiensi. BoilerHigh-pressure ditambahkanuntukmensuplaiuappada turbin-turbin noncondensing, yang didesain untuk mensuplai uap ke original turbines. High-pressureturbinesinidisebutunit superposed,ortopping. Mixed-pressure turbines didesain untuk memasukkan uap tekanan rendah dan mengekspansikankecondenser.Unitinidigunakanpada cogenerationplants .

36

Compoundturbinesmemilikilebihdarisatuselinder;sebuahturbintekanantinggi(highpressure turbine) dansebuah turbin tekanan rendah (a low-pressure turbine) . Pada low-pressure cylinder biasanya jenis aliran ganda (double-flow type) untuk menangani volume lebih besar dari uap tekanan rendah (akibat keterbatasan pajang sudu). Pembangkitbesarmemilikisebuahintermediatepressurecylinderdanlebihdariempat slindertekananrendah(low-pressurecylinders).. Silinder dapat dipasang sepanjang poros tunggalt (tandem-compound),atau pada kelompok paralel dengan dua atau lebih poros (cross-compound). Pemanasan ulang (reheating)biasanyadilakukanantarahigh-andintermediate-pressureturbines.Gambar 4.5mengilustrasikanbeberapasusunannya.

Gambar4.5Beberapasusunandaricompoundturbines.

Semua turbin uap memiliki paling tidak ada dua independent governors yang mengendlikanaliranuap.Pertmanamenutup(shutoff)aliranuapjikakecepatanturbin melampauiketentuanmaksimum.Kontroliniseringdisebut emergencytrip.Keduaatau governorutamayangmengaturaliranuapuntukmempertahankankecepatankonstan.. Governorturbinextraction,mixed-pressure,danbackpressure Mengontrol aliran uap sementara kecepatan dan tekanan bervariasi. Governor ini biasanyasangatkompleks.

37

Speedgovernorsystemsterdiridari: Speed-sensitiveelement Linkageorforce-amplifyingmechanismyangmengtransmisigerakandari governorkesteamcontrolvalves Steamcontrolvalves(governingvalves)  



Gambar5.6mengilistrasikangovernorsentrifugalatauflyball..Aksiaktuasikatupmasuk uapsebagaiberikut: Batangmekanik(Mechanicallinkage) Operationofthepilotvalveofahydraulicsystem,yangmemasukkandan melepaskanminyaksisiberlawanandengan powerpiston, ataukesatusisidari spring-loadedpiston (pergerakandaripowerpistonmembukadanmenutup steamvalves )  

Gambar 4.6. Mechanical speed governor. Sebuah susunan sederhana yang menggunakan flyball governor yang cocok untuk turbin kecil

Unitsedangdanbesardiperlengkapidengan double-relayhydraulicsystem untuk menguatkangayasentrifugalgovernordanmengurangiresponswaktudarisistem. Interceptvalvesdipasangpadahulu turbinintermediate-pressure .Yangditutupoleh sistemgovernorselamaloadrejectionatauasuddenloadreduction.Interceptvalves memutusaliranuapdariturbintekanantinggi,reheater,danpipaketurbintekanan menengahuntukmenghindarioverspeedpadaturbin.

38

Governors back-pressure dan turbin automatic extraction turbines didesain untuk mempertahankantekananekstraksidantekananekshaustsesuaidenganbeban.Sinyal dari transduser tekanan dihubungkan dengan katup kontrol steam extraction dan governor kecepatan yang mengontrol aliran uap ke turbin. Pada turbin automatic extractiongovernormengkordinasisinyaldaritransdusertekanandankecepatanuntuk mempertahankankecapatan.

Bagian-bagianyangmemerlukanpelumasanmeliputijournaldanthrustbearings, hydrauliccontrolsystem,oilshaftseals,gears,flexiblecouplings,danturninggears

Hydrodynamic journal bearings digunakan untuk menumpuh steam turbines dan generators. Akibat sangat ketatnya clearances antara moving bladesand thecasing, bantalan ini harus diluruskan dengan akurat dan dioperasikan tanpa keausan yang signifikanuntukmempertahankanporospadaposisinyadanmencegahkerusakanpada blade.Bantalanbiasanyadipisahkanshellsecarahorisontaldandiluruskandengantinbasebabbitt(softmetal). Laluandanalurdalambantalanturbindidesainuntukmengizinkanlebihbanyakminyak daripadayangdiperlukan.Minyaktambahandiperlukanuntukmembuangpanasakibat gesekandanpanaskonduksisepanjangporosdaribagianpanasturbin.Aliranminyak harus dipertahankansuhuoperasi bantalan yang baik.Dalambanyakaplikasi,minyak yang meninggalkan bantalan sekitar 160°F (71°C). An oil-lift system (jacking oil) diperlukan untuk kebanyakan turbin besar is needed for mengangkat turbin dan mengurangikemunginankerusakanselamastart-updanandshutdown.Sistemminyak  jaket( jackingoilsystem)jugadiperlukanuntuk mengurangibebanawal(startingload) pada turning gear. Positive-displacement pump memberikan minyak tekanan tinggi pada bagianbawah bantalan. Minyak tekanan tinggi mengankat poros dan mengambangkannya di atas selaput minyak ( oil film ) sampai kecepatan poros cukup tinggi untuk menghasilkan selaput hidrodinamik ( hydrodynamic film ) antara shaft dan babbitt. Penomenadikenalsebagaioilwhipatauoilwhirlterjadipadabebanyangrelatifringan, bantalan jurnal kecepatan tinggi. Pusat dari jurnal (bagian poros dalam bantalan) dianggap posisi eksentrik dalam bantalan.. Pressure-pad (Gbr. 4.7), three-lobe (Gbr. 4.8),andtilting-pad(Gbr.4.9).

39

Pressurebearing.

.

Gambar 4.8 Three-lobe bearing. The shape of the bearing is formed by three arcs of radius somewhat greater than the radius of the  journal. This has the effect of creating a separate hydrodynamic film in each lobe, and the pressures in these films tend to keep the  journal in a stable position.

Gambar 4,9 Tilting-pad antiwhip bearing. As in the three-lobe bearing, the multiple oil films formed tend to keep the journal in a stable position

 Axialthrustdisebabkanolehperbedaantekanansetiapbarissudugerak.Rotoryang berdiameterbertingkatjgmenimbulkangayaaksial.thrust.Gayadorong(thrust)iniis counteractedbyaxialthrustbearings,whichmaintaintherotorincorrectaxialposition. Turbinkecilmenggunakan babbitt-facedends padabantalanjurnalnyaataubantalan rolling-elementthrustbearings .Turbinmenengahdanbesarmenggunakanbantalan tilting-padtapered-landthrustsepertiyangdiperlihatkanpadagambar4.10and4.11.

40

Combinedjournalandtilting-padthrustbearing.

Tapered-landthrustbearingdanplainjournalbearing.

Turbin menengah dan besar menggunakan sistem kontrol hidrolik (hydraulic control systems)untukmengirimsinyadaritransduserkecepatanatautekanankekatupkontrol uap (steam control valves). . Turbin modern turbines menggunakan sistem electrohydrauliccontrol yangberoperasipadatekanantinggi[1500to2000psi(10.3to 13.8MPa)] untuk merespon kecepatan tinggi yang dibutuhkan pada unit kontrol ini. Sisteminiterdiridarisebuahreservoir independent dan sistempompayangterpisah dan independen. Gas charged accumulator juga digunakan untuk aliran fluida yang besar secara tiba-tiba selama perubahan beban tiba-tiba.. Heaters dan coolers digunakanuntukmempertahankansuhudanviskositaspadarentangyangsempit.Fireretardant fluids (FRFs) digunakan pada sistem ini untuk mencegah kebaran akibat kebocoran.

41

Kecepatanturbinyangefesienterkadangberbedadarikecepatanoprasidariperalatan yangdigerakkan.Dalamaplikasinya,turbindihubungandenganperalatanpenggerak olehsebuahreductiongears .Sebuahoil-tightcasingterpisahbiasanyadigunakan menutuprodagigiyangmenghubungkanturbindenganyangdigerakkanmelalui flexible couplings .

Selama start-up dan shutdown, rotor seharusnya diputar perlahan untuk menghindari panasataupendinginanyangtidakmerata,yangbisamenggangguporos.Turninggear terdiridarisebuahmotoryangbersifatsementaradikopeldenganturbinoleh reduction gears . Kecepatan turning gear biasanya di bawah 100 rpm. Sebuah pompa minyak tambahandigunakanuntukmengalirkankebantalanselamaoperasikecepatanrendah.  Airdialirkankeoilcoolers dimaksimalkanuntukmenaikkanviskositasolidanmembantu menjaga lapisan minyak pada bantalan. Sistem mantel oli (Jacking oil system) dioperasikanselamaturninggearberoparasi.

1.Sirkulasidanpanaspadaudara 2.Kontaminasi Adatigasumberdariadanyaairyaitu: 1.Kebocoransekatpadaturbindanpompa 2.Kondensasidariudaralembab 3.Kebocoranairpadaalatpenukarpanas.

Minyakturbinuapharusseharusnya(1)viskositaspadasuhuoperasiharus menghasilaklapisanpelumasandan(2)mampumengurangigesekanakibatmenerima beban.  Adapunkarakeristikpelumasanadalah Viscosity Load-CarryingAbility ProtectionAgainstRusting Water-SeparatingAbility FoamResistance Entrained-AirRelease FireResistance       

42

TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa dapat menjelaskan fungsi dan konstruksi dan perencanaan kondenser dapat menjelaskankelebihandankekurangannya.



SistemAirKondensatdanAirUmpan Dalam pembahasan ini anda akan mempelajari Klasifikasi Kondenser, Direct Contact Condenser,Surface Condenser/ Kondensor Permukaan,Dearator,Boilerfeedwatertreatment.

I.BahanBacaan  1. ElWakill.1982.InstalasiPembangkitDaya,JilidI..Jakarta.ErlanggaBab6 2. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering.Delhi Dhampat:Rai&Sons . II.Bacaantambahan  3. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering  New York:Prentice-HallInchla.234-245 III.PertanyaanKunci/Tugas 1.Jelaskanfungsiperalatanberikutini:(a)kondenser,(b)dearator 2.Sebutkandampakyangdihasilkanbilaairketeltidakmelaluiproseswatertreatment denganbenar

43

Fungsiutamakondenseradalahuntukmengembunkanuap-buangandariturbindandengan demikianmemulihkanair-umpanberkualitastinggiuntukdipakailagididalamsiklusitu.

Padadasarnyaduajeniskondenseryaitu: a.Kondenserkontaklangsung(directcontactcondenser) b.Kondenserpermukaan(surfacecondenser)

Kondenserkontaklangsungataukondenserterbuka(opencondenser)digunakandalamhalhalkhusus,misalnyabilamenggunakanmenarapendinginkeringdalaminstalasigeothermal dandalam instalasi dayayang menggunakanbeda suhuair samudra (OTEC). Kondenser kontaklangsungmodernadalahdarijenissemprotyangsebelumnyaadalahjenisbarometrik ataujenisjet.

Padakondensersemprotuapdikondensasikandenganmenyemperotkanairpendinginke uap. Jadi uap buangan turbin pada titik 2 Gambar 5.1 dan 5.2 bercampur dengan air pendingin (5) dan menghasilkan cair hampir jenuh pada 3 yang lalu dipompakan ke-4. Sebagiandarikondensatyangjumlahnyasamadenganaliranbuanganturbindikirimkembali ke instalasi sebagai air umpan. Sisanya didinginkan, biasanya di dalammenara pendingin kering(tertutup)ketitik5.

Gas tak mampuKondensat ke S3AE

Gbr.5.1Kondenser

41

Pada kondenser barometrik air pendingin dibuat turun berjenjang (kaskade) melalui seperangkat sekat dan membentuk lembaran tirai air yang mempunyai rasio permukaan terhadap volume besar, sehingga air dan uap buangan turbin dapat bercampur dengan mudah yang naik ke atas darilubang masuk di bawah. Uap terkondensasi dan campuran akanturunkebawahmelaluipipategak(tailpipe) kesumurpanas..

Gambar 5.2

Bagian kondensor kontak langsung (a) barometrik (b) difusser atau jet

Kondensorpermukaanmerupakanjenisyangpalingbanyakdipakaidiinstalasidaya.Alatini berupa penukar-kalor selongsong dan tabung (shell and tube). Gambar 5.3 menunjukkan skema kondensor permukaan yang mempunyai dua aliran pada posisi air dan terdiri atas sebuah selongsong baja dengan kotak air pada kedua ujungnya. Kotak kanan dibagi dua sehinggaairdapatmelaluiduakali.

42

Gambar 5.3

Skema kondensor permukaan dua laluan

Dalamsiklusuap-airmaupunuaplainnya,gas-gastakmampukondensasiharusdisingkirkan supayatidakmenumpukdidalamsistem.Gastersebutadalahudarayangbocordariatmosfir ke dalambagian-bagian siklus yangberoperasipada tekanan yanglebih rendah,misalnya kondensor. Selain itu ada lagi gas-gas yang terbentuk karena dekomposisi air menjadi oksigen dan hidrogen akibat aksi thermal dan bahan konstruksi. Adanya gas takmampu kondensasidalamjumlahbesardapatmenimbulkanmasalahdalamoperasikarena: 1.

Gas menyebabkan tekanan total dalam sistem meningkat karena tekanan total adalahjumlahdaritekananbagianpenyusunnya.

2.

Koefisien perpindahan panas menurun drastis, sehingga efektivitas kondensor menurun.

3.

Dapatmenimbulkanreaksikimia,sepertikorosidanhidridasi.

Prosespenyingkirangastakmampukondensasidisebutdearasi (deaeration ).

Gambar 5.4

Sistem penyingkiran udara kondensor

43

44

Gambar 5.5

Sistem water treatment

45







Water smells like rotten eggs: Tastes bad, and is corrosiveto mostmetals.

 Aeration,Filtration,and Chlorination.

Corrosive,formscarbonic acidincondensate.

Deaeration,neutralization withalkalis.

Filming,neutralizing  Aminesusedtoprevent Condensatelinecorrosion.

Corrosion and pitting of boilertubes.

Deaeration & chemical treatment with (Sodium Sulphite or Hydrazine)

Pittingofboilertubes,andturbineblades,failureofsteamlines,andfittings etc.

Sludge and scale carryover.

Foundmainlyin groundwater, andpollutedstreams.

Tolerance of  approx. 5ppm max. f or most applications, 10ppm f or potable water.

Clarif ication and f iltrat ion.

46

Gambar 5.6

Pembentukan kerak pada bagaian dalam pipa

49

TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa dapat menjelaskanfungsidankonstruksiCoolingTowerdanSistemSirkulasiairnya.



SistemSirkulasiAirdanCoolingTower Dalam pembahasan ini anda akan mempelajari klasifikasi Sistim Sirkulasi air. Cooling Tower Basah, Cooling Tower kering, Campuran BasahdanKeringCoolingTower

I.BahanBacaan  1. ElWakill.1982.InstalasiPembangkitDaya,JilidI..Jakarta.Erlanggahal.244-288 . II.Bacaantambahan 2. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering  New York:Prentice-HallInchal.234-245 3. WirantoArismunandar.1994.PenggerakMulaTurbin.Bandung:ITB 4. MahermanP.Boyce.1982. GasTurbineEngineringHandbook  London:PrenticeHallInc 5. ShylakinP.1999.TurbinUap,TeoridanRancangan ,Jakarta:Erlangga 6. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering.Delhi Dhampat:Rai&Sons  III.PertanyaanKunci/Tugas 1.Kerjakanulangcontohsoal7.1padareferensi(1)

50

Fungsi sistem sirkulasi airialah menyediakan air pendinginuntuk turbin dandengan demikian menjadi wahana untuk pebuangan kalor dari siklus uap ke lingkungan. Sistem ini juga menyediakansejumlahkecil airpendingin tambahan ke turbindan pembangkit uap, ke sistem pemadamkebakarandanuntukpemakaianumumdiinstalasiyangbersangkutan

Sistemsirkulasiairdiklasifikasikansecaraumumatas: a.Sekalilalu b.Siklustertutup c.Gabungan

Padasisteminiairyangdiambildaribadanairdalamsepertidanau,sungaiataulautdipompakan melalui kondenser sehingga menjadi panas lalu dibuang kembali ke sumbernya tadi (Gambar 6.1). Padaumumnyaadatigamacamcarapembuangan: 8. Pembunganpermukaan,dimanaairdarikondenserdilepaskandalamlapisanyangrelatiftipis kepermukaanbadanairsemula. 9. Pembuangan bawah permukaan, di mana airdilepaskan dalam bentuk pancaran di bawah permukaanbadanair.

Gambar6.2Bagansistemair-sirkulasisekalilalu

10.Pembuangandifusi,dimanaairdilepaskanmelaluisejumlahnoseldarisuatupipapanjangdi bawahpermukaanmelintassuatusistemyangmengalir,misalnyamelintassungai.

51

Pada sistem ini air yang diambil dari kondenser, dilewatkan melalui peralatan pendingin dan dikembalikanlagikekondenser.(Gambar6,2)

Gambar6.2Baganmenarapendinginbasahyangberoperasidalam ragamtertutup

 Adabeberapajenisperalatanpendinginyangbiasadipakaipadasistemini,yaitu: 1.

2. 3.

4.

Menarapendingin,bisajenisbasahataujeniskering.Menarapendinginjeniskeringpaling kurang efesien dalam cara pembuagan kalornya tetapi tidak memerlukan air tambahan, sehinggasangatcocokuntukinstalasi digurunpasir.Menarapendingindiklasifikasikan lagi dalamjenisjujutalami(naturaldraft)danjujutmekanik(mechanicaldraft). Kolam semprot (spray ponds)yang mengandalkan pada angin yang bertiupdi atas kolam danmendinginkansemprotanhalusairmelaluipenguapan. Kanalsemprot(spraycanal),serupadengankolamsemprot,tetapiairnyadisemprotkan menjadibutir-butirlebihkasar,sehinggasusut-hanyut(airyanghilangterbawaangin)lebih sedikit,tetapilajuperpindahanmassalebihlambandanefisiensipendinginannyalebih rendah. Danaupendingin,adalahdaerahyangluasdimanaairdidinginkansecaraalamimelalui penguapandanradiasi.

Pada sistem ini, sistem sekali lalu digabungkan dengan peralatan pendingin, biasanyamenara pendinginuntukmendinginkanairsebelummengembalikankebadanairalam.Menarapendingin yangberoperasidengancarainidisebutberoperasidalamragamterbuka(openmode)(Gambar 6.3)atau dengan ragambeda terminal (terminal diffrencemode). Selain itu menara pendingin bisapulaberoperasidalamraga,pembantu(helpermode)(Gambar6.4).

52

Gambar6.3Menarapendinginbasahdalamragamterbuka.Sistemsekali-lalumerupakan alternatifsebagaigarisputus-putus

Gambar6.4Menarapendinginbasahdalamragan-pembantu

53

Menarapendinginuntuk pembangkitdiklasifikasikansesuaidenganmetodeperpindahanpanas dari air ke udara dan cara untuk menghasilkan pergerakan udara melalui menara. Menara pendingin yang menukar panas dari kontak langsung udara dan diklasifikasikan sebagai wet tower Mekanismeutama perpindahanpanasnya adalahpenguapan, Dalam dry tower,air dan udara dipisahkan oleh permukaan konduksi pada menara dan panas dibuang dengan proses konduksi. Dry tower  adalah penukar kalor cairan ke udara. Jika kedua jenis permukaan digunakandalamdesainmenaratunggal,makadiklasifikasikansebagaiwet/drytower. Sirkulasi udara dari panas dipindahkan ke udara yang dihasilkan oleh efek cerobong disebut natural-drafttower. Jika kipasbesardigunakan untukmenaikkan aliran udara melalui menara diklasifikasikansebagai mechanicaldrafttower .Mechanicaldrafttowerdibagiatas forceddraft  daninduceddraft tergantungdarilokasifan. Karenapengaruhpendinginumumnyaakibatpenguapan,bagiandarisirkulasiairmelaluisistem o hilangolehpenguapan ,drift danblowdown .Kerugianpenguapansekitar1%untuksetiap10 F pendinginan. Kerugian drift (drift loss ) adalah kerugian tetesan halus dari hembusan airyang meninggalkantower,sekitar0,2%darijumlahairyangbersikulasi.Akhirnyablowdowndiperlukan untukmengeleminasicruddanpadatanyangterbentukpadasistemair. Menarapendinginbasahlebihlanjutdapatdiklasifikasikanolehpolaaliranrelatifairdanudara. Padacross-flowtower ,udarabergerakmemotongbagianfill darimenara.Padacounterflowtower  pergerakan udara berlawanan arah dengan aliran air. Berbagai jenis menara pendingin diperlihatkanpadaGambar6.6.

Gambar6.6Jenis-jenisMenaraPendingin

Menarapendinginbasahmempunyaisistemdistribusiairpanas(Gambar6.7yangdisemburkan ataudisemprotkansecarameratake kisi-kisilubang-lubangatau batang-batang horisontalyang disebutisian(fillataupacking )yangberfungsimencampurkanairyangjatuhdenganudarayang bergeraknaikpadawaktu airberpercikan dari isianyangdi atas keyangdi bawahnya Udara masuk dariluarmenaramelaluikisi-kisiyang berbentukcelah-celahhorisontalyangterpancang pada sisi menara. Celah ini biasanya mengarah miring ke bawah supaya air tidak keluar melaluinya.

54

Gambar6.7(a)Menarapendinginaliranlawanjujutmekanik

55

Gambar6.7(b)Menarapendinginaliransilangjujutmekanik(c)Menara pendinginaliranlawanarahjujutalami

56

Gambar6.7(d)Menarapendinginaliranalami

Sistemdistribusiair(waterdistributionsystem )berfungsiuntukmembagikanairkondensoryang panassecarameratapadaisian.Adabeberapajenisnyaantaralain: 1) Distribusigravitasiyangterutamadipakaipadamenaraaliransilangdanterdiriatas penarik(riser )vertikalyangmengumpankanairpanaskedalamkolambetonterbuka. Darisituairmengalirdengangayagravitasimelaluiorifis(lubang-lubang)keisiandi bawahnya(Gambar6.1.a) 2) Distribusisemprot(spraydistribution )yangdigunakanterutamapadamenaraaliran lawanarahdanmempunyaipipamelintangdengannoselsemprotyangmengarahke bawah(Gambar6.1.b) 3) Distribusirotasi(rotationdistribution )yangterdiriatasdualengandistribusiyangbercelah dan berputar disekitarsumbu tengah, tempatair masukpadatekanan tinggi. Celah itu diarahkan ke bawahtetapi agak ke samping sehingga membentuksuatu tirai airyang bersudut dan gaya reaksi yang menyebabkan lengan itu berputar pada kecepatan 25 samapai 30 putaran per menit. Kecepatan putar dapat diatur dengan mengubah-ubah sudutcelahitu(Gambar6.1.c)

57

Gambar6.11SistemDistribusiAir(a)Gravitasi(b)semprot,(c)rotasi

Isian(fillataupacking )merupakanintimenarapendingin.Isianharusmenimbulkankontakyang baik antara air dan udara agar laju perpindahan panas dan perpindahan massa cukup tinggi, tetapitahananterhadapaliranudaratetaprendah.Isianharuskuat,ringandantahanlapuk.Pada dasarnyaada dua jenisisian (1)jenis percik (splashtype )dan(2)jenisfilmataubukanpercik (filmtypeataunonsplashtype). Isian percik biasanya terbuat dari batang-batang yang tersusun berlapis-lapis (Gambar 6.12.a) yang memecah air menjadi butiran-butiran pada waktu turun dari lapisan yang satu ke yang bawahnya. Batang-batang ituada berbagai bentuk tipis,sikuataukisi-kisiada yang licin,atau kasar dan terbuat dari berbagai bahan-kayu-merah, polistirena tahan banting (high-impact polystrene )ataupolitilena(polyethylene ).lsianpercikdapatmenghasilkanperpindahankalordan perpindahanmassa yang baik antara airdanudara.Isian film biasanyaterbuatdari lembaran verrtikal yang mempunyai permukaan penyerap (adsorbent) yang kasar dan mudah basah sehingga air jatuh sebagai suatu film yang menempel pada permukaan vertikal itu (Gambar 6.12.b).Dengandemikianterdapatpermukaanairyangluasyangberkontakdenganudaratanpa haruspecah-pecahmenjadibutiranatautetesan.Lsianfilmjugaterdiriatasberbagaibentukdan terbuat dariberbagaibahanbelah-kayumerah,lembaran-gelombangselulosa, lembaranasbessemen,logamatauplastikgelombang.Tahananisian-filmterhadapaliran-udaralebihrendahdan tingginyapuntidaksetinggiisianpercik. Kecendrungan tentang bahan-konstruksi menara-pendingin basah dewasa ini ialah menggunakanbangunanbetondenganisiamplastik,dilengkapidenganpencegahhanyutan( drift eleminator ,  lihat di bawah), cerobong-kipas, sudu-kipas, manifol, katup dan nosel. Dengan gabunganbetonplastikiniusia-pakainyalebihpanjangdanpemeliharaannyalebihsedikit.

58

Gambar6.12Berbagaijenisisian(a)percik(b)film

Hanyutan dan Pencegah Hanyutan Hanyulan(drift) adalahairyangterbawaoleharus-udarasebagaibutir-butirgerimisyangbelum menguap. Ini menyebabkan sebagian air daiam sistem air-sirkulasi hilang dan tidak ikut berfungsi dalam penyingkirkan kalor melalui penguapan. (Masalah ini hampir serupa dengan keterikutanbutiran-airolehuapdalamarus-ketel).Peristiwahanyutaninidapatdiperkecildengan menggunakan, pencegah-hanyutan (drift eliminator) (Gambar 6.13) yang berupa sekat-sekat yangdipasangsatubaris,duabarisatautigabaris.Sekatinimembuatudaraterpaksaberubah arahdengantiba-tiba.

59

Gambar6.13Macam-macampencegahhanyutan

60

TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa dapat menjelaskan dan menggambarkan secara benar siklus gabungan danheatrecovery

SiklusGabungan(CombineCycle) DalampembahasaniniandaakanmempelajariSiklus Gabungan,HeatRecoveryBoilerdanSiklusGabungan,metode pendinginanblade I.BahanBacaan 1. ElWakill.1982. InstalasiPembangkitDaya,JilidI. .Jakarta.Erlangga.Hal. 289-330 2. Kiameh,Philp,2002,POWERGENERATIONHANDBOOK,Downloaded fromDigitalEngineeringLibrary@McGraw-Hill www.digitalengineeringlibrary.com )TheMcGraw-HillCompanies.Page. 10,1 – 24.8. . II.Bacaantambahan 3. WirantoArismunandar.1994. PenggerakMulaTurbin. Bandung:ITB 4. MahermanP.Boyce.1982. GasTurbineEnginering Handbook  London:Prentice-HallInc 5. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering  New York:Prentice-HallInc III.PertanyaanKunci/Tugas  1.KerjakanulangcontohsoalNo.8.1,8.2dan8.3.Padareferensi(1)

61

MODUL 7 TURBIN GAS DAN SIKLUS GABUNGAN (COMBINE CYCLE) 7.1 PENDAHULUAN

Turbin gas digunakan dalam pelayanan yang luas. Turbin gas digunakan pada semua jenis pesawat terbang dan peralatan penggerak mekanik (drive mechanical equipment) seperti pompa, kompressor, dan generator dalam utilitas listrik. Turbin gas juga menghasilkan listrik untuk beban puncak dan beban dasar. Akhir-akhir ini turbin gas telah dikembangkan sebagai pembangkit siklus kombinasi ( combined-cycle plants). Pembangkit ini menggunakan kombinasi turbin gas dan turbin uap dalam bentuk konfigurasi turbin, heat recovery steam generators dan regenerator. Turbin gas mempunyai keuntungan terhadap pembangkit uap: Ukuran, massa dan biaya awal per unit out put lebih kecil.. Delivery time is relativ singkat dan dapat dipasang dengan cepat. Waktu starting lebih cepat (sekitar 10 s), Memiliki faktor kapasitas (persent waktu unit pada operasi beban penuh) antara 96 - 98 persen. Dapat menggunakan bahan bakar cair dan gas termasuk gasified coal  dan synthetic fuels. Keterbatasan akan batasan lingkungan lebih sedikit dibanding penggerak mula lainnya.      

Gambar 7.1 meilustrasikan turbin gas sederhana. Komporessor menaikkan tekanan udara masuk 15 sampai 25 kali. Suhu keluaran kompressor sekitar 750 sampai 870°F(400 to 465°C). Combustor membakar bahan bakar untuk menaikkan suhu udara tekan antara 2500 dan 2600°F (1370 to 1427°C). Nosel turbin (stationary blades) mengkonversi entalpi udara ke kecepatan tinggi. Sudu tetap mengkonversi energi ini dalam gerak rotasi. Suhu gas keluaran turbin sekitar 900 to1180°F (482 to 638°C).

FIGURE 7.1 Combustion turbine, Model CW251B11/12.

Gambar 7.1 memperlihatkan turbin poros tunggal (single shaft), two-bearing, solid coupling, simple cycle unit yang terdiri dari Multistage (19) axial-flow air compressor; Variable inlet guide vanes. Horizontally split casing giving access to internal parts.  

62

Individually removable stainless steel blading. Accessible pressure-lubricated, pivoted-pad journal bearing. Double acting Kingsbury-type thrust bearing. Cold-end drive with solid coupling to main reduction gear. Combustion system including the following: Eight can-type combustors in a circular array. Combustors removable with cylinder cover in place. Optional multiple fuels capability. Ignition system with retractable igniters. Three-stage reaction-type turbine: Horizontally split casing giving access to internal parts. Alloy turbine blades individually removable. Cooled by air-to-air cooler, with cooling air filtered. Individual first-stage vanes removable with cylinder cover in place. Accessible pressure-lubricated, pivoted-pad journal bearing. Low loss axial-exhaust system ideal for waste heat applications    

   

    

Turbin gas dikategorikan atas: 1. Industrial heavy-duty gas turbines 2. Aircraft-derivative gas turbines 3. Medium-range gas turbines 4. Small gas turbines Efisiensi turbin gas modern dapat mencapai 43 to 44 persen tergantung dari suhu pembakaran dalam combustors 2500°F (1371°C). Turbin gas digunakan secara luas untuk pesawat terbang, peralatan penggerak mekanik seperti pompa, kompressor dan generator untuk utilitas listrik. Turbin gas juga dapat melayani daya untuk peak loads dan and base-load. Akhir-akhir ini turbin gas berkembang secara signifikan pada pembangkit siklus kombinasi ( combined-cycle plants). 7.2 MODIFIKASI SIKLUS BRAYTON

Kerja netto siklus:

     − −  −       −  −  −       −  −       − −     =

3

3

1)

2

(

=

Kalor yang ditambahkan:

(

4

=

3

2

(

=





1)

2

4

3

1

(

1)/

)

1

Gambar menunjukkan hasil perhitungan untuk efesiensi dan kerja netto/mass alir siklus dengan data : 1 = 150  = konstan

  1

=1

= 1,013



 = konstan



63

= 90%,



= 85%

Gambar7.2(a)kurvaefesiensiterhadaprasiotekanankompressor siklusBraytonnon-ideal,menunjukkansuhumaksimum danregenerasi(b)Kurvadayaspesifikterhadaprasio tekanankompressor

64

REGENERASI

Gambar7.3BaganalirandandiagramT-ssiklusBraytonnonideal tertutupdenganregenerasi

PENDINGIN SELA KOMPRESSOR

Gambar7.4BaganalirandandiagramT-ssiklusBraytonidealtertutup denganduatahappendinginansela,satutahap pemanasan-ulangdanregenerasi

65

PEMANASA N ULA NG TURBIN

INJEKSI AIR

Gambar7.5BaganalirandandiagramT-ssiklusTurbingasduaporos denganinjeksiairdanregenerasi

66

TURBINE REHEAT

Gambar7.6BaganalirandandiagramT-ssiklusTurbingasduaporos denganduatingkatpendinginsela,satutahapreheatdan regenerasi

67

7.3 SIKLUS KOMBINASI (COMBINE CYCLE)

Gambar7.7BaganaliransikluskombinasidenganHeatRecoveryBoiler (HRB)

STAG COMBINE CYCLE POWER PLANT

Gambar7.8LayoutdariSTAGcombinecyclepowerplant

68

7.4 METODE PENDINGINAN BL ADE

Selama beberapa dekade terakhir ini, suhu gas masuk turbin meningkat dari 1500°F (815°C) ke sekitar 2500°F (1371°C). Hal ini akan berlanjut akibat bertambahnya specific power  dan efesiensi yang menyertainya. Peningkatan suhu dimungkinkan dengan kemajuan di bidang metallurgi dan penggunaan teknik pendingin pada blade turbin. Pendinginan udara diambil dari keluaran kompressor dan diarahkan ke rotor, stator, dan bagian lainnya. Gambar 7.9 mengilustrasikan empat metode yang digunakan untuk pendinginan turbin gas: 1. Convection cooling 2. Impingement cooling 3. Film cooling 4. Transpiration cooling 5. Water cooling

Gambar7.9Macam-macampendinginanpadaturbingas

Convection Cooling Convection cooling dicapai dengan memberikan aliran udara pendingin dalam blade turbins untuk membuang panas melalui dinding. Aliran udara biasanaya radial. Impingement Cooling Impingement cooling adalah bentuk pendinginan konveksi di mana udara pendingin didorong pada permukaan dalam airfoil dengan pancaran udara kecepatan tinggi. Film Cooling Film cooling dicapai dengan mengalirkan udara pada lapisan insulasi antara aliran gas panas dan blade. Teknik ini juga digunakan melindungi combustor liners dari gas panas. Transpiration Cooling

69

Transpiration cooling dicapai dengan mealewatkan udara pendingin melalui pori-pori dinding blade. Udara mendinginkan gas panas secara langsung. Metode ini lebih efektif pada suhu tinggi sebab seluruh blade diliputi dengan aliran pendingin. Water Cooling Water cooling melibatkan aliran air melalui pipa-pipa pada blade. Air ini kemudian dibuang dari tiop blade sebagai uap. Air harus dipanaskan awal sebelum masuk ke blade untuk mencegah kejutan thermal. Metode ini kenurunkan suhu blade di bawah 1000°F (538°C).

Gambar7.10Sudutetappadaturbingasberpendinginudara

70

Absolute Humidity( Kelembaban Mutlak ): Massa uap air per satuan massa udara kering. Approach ( Pendekatan ):Selisih antara suhu air-dingin dan cembul basah udara luar.

Absolute Pressure (Tekanan Absolut) : Tekanan diatas tekanan nol, penjumlahan dari tekanan gauge dan tekanan atmosphere Accumulator-Steam (Akumulator uap): Sebuah bejana tekanan yang berisi air dan atau uap , yang mana digunakan untuk penyimpan panas dari uap dan untuk digunakan kemudian jika tekanan rendah. Acid Cleaning (Asam Pembersih): Sebuah bejana tekanan yang berisi air dan atau uap , yang mana digunakan untuk penyimpan panas dari uap dan untuk digunakan kemudian jika tekanan rendah Acidity (keasaman) : Menyediakan sejumlah gas karbon dioksida bebas, asam mineral dan garam (terutama sulfat dari besi dan aluminum) yang hydrolisa memberi ion hidrogen di dalam air dan dinyatakan dalam milliequivalents per liter asam, atau  ppm kadar keasaman sebagai kalsium karbonat, atau pengukuran pH hidrogen di dalam konsentrasi. Adiabatic Flame Temperature (Temperatur Nyala Adiabatis): Temperatur teoritis yang akan dicapai oleh produk pembakaran menyajikan keseluruhan bahan kimia energi dari bahan bakar, panas sensible dari bahan bakar dan pembakaran di atas angka temperatur nyata ditransfer ke produk pembakaran. Ini diasumsikan tidak ada panas yang hilang ke lingkungan dan tidak ada pemisahan Atmospheric Engine( Mesin Atmosfir ):Mesin yang menggunakan tekanan atmosfir dari luar untuk menekan piston itu lagi ke bawah dalam langkah kerja.

Air Atomizing Oil Burning (Air Atomizing Oil Burning) : Pembakar untuk minyak firing diatomisasi oleh kompresor, dimana memaksa supaya melalui satu dan beberapa arus minyak yang mengakibatkan menghilangkan minyak ke dalam suatu fine spray. Air Deficiency (Defesiensi Udara) : Kekurangan udara, dalam suatu campuran bahan  bakar-udara untuk menyediakan oksigen, diperlukan untuk oksidasi sempurna  pada bahan bakar. Air Infiltration (Infiltrasi Udara) : Kebocoran udara dalam pengaturan atau pipa. Air Vent (Lubang Udara) : Suatu bukaan katup diatas puncak tangki dari suatu ketel uap atau kolom tekanan untuk lubang angin udara.

71

Air-Fuel Ratio (Perbandingan Bahan bakar-Udara): Perbandingan berat, atau volume, dari udara dan bahan bakar. Alkalinity (Kadar alkali): Menyediakan sejumlah karbonat, bikarbonat, hidroksida dan silikat atau pospat di dalam air dan dinyatakan dalam butiran per galon, ppm sebagai kalsium karbonat. Analysis Ultimate (Analisis Ultimat): Analisis kimia dari bahan bakar padat, air atau gas. Di dalam penentuan karbon, hidrogen, belerang, nitrogen, oksigen, dan abu dari kokas atau batubara. Ash-Free Basis (Basis Bebas-Abu) : Metoda analisa bahan bakar, dimana abu dikurangi dan unsur lain dihitung kembali untuk total 100%. Aspirating Burner (Aspirasi Burner) : Suatu pembakar di mana bahan bakar yang mengandung gas atau dengan bentuk sempurna yang dibakar di dalam suspensi, udara pembakaran yang disediakan dengan membawa ke dalam bahan bakar, udara menarik melalui satu atau lebih bukaan oleh tekanan statis yang lebih rendah yang dibuat oleh percepatan aliran bahan bakar. Atmospheric Pressure (Tekanan atmosfir) : Pembacaan tekanan barometer dari atmosfir. 2 Pada permukaan laut 14.7 lb per inc  atau 29.92 inHg. Atomizer (Alat penyemprot) : alat dimana cairan berkurang dengan cara semprotan halus. Baffle-Type Collector (Pengaduk tipe pengumpul): Suatu alat didalam alur gas yang memanfaatkan dinding antar yang diatur untuk membelokkan partikel debu ke luar dari arus gas Bent Tube Boiler( Ketel Uap Pipa Bengkok ):ketel yang menggunakan pipa bengkok. Blow Down( Hembus Buang ):  air boiler dipindahkan dari boiler menuju pemeliharaan

tingkat konsentrasi suspensi dan padatan yang tidak terlarut didalam boiler dan menghilangkan slag. Blow-Off Valve (Katup aliran tertutup) : rancangan khusus yang dioperasi secara manual katup yang menghubungkan bolierrtutup rancangan khusus yang dioperasi secara manual katup yang menghubungkan bolier bertujuan untuk mengurangi konsentrasi padatan dalam boiler atau untuk tujuan aliran air (biasanya disebut  bottom blowdown). Boiler ( Ketel

–

  Uap ): Suatu tangki tertutup untuk memanaskan air menhasilkan uap

memanaskan uap atau beberapa kombinasi pada boiler pada tekanan terkendali atau vakum oleh pemakaian panas dari bahan bakar listrik atau energi nuklir.Boiler Feed Pump( Pompa Umpan Pendidih ):Pompa yang digunakan untuk pemanas air umpan yang sekaligus berfungsi sebagai pemanas deaerasi.

72

Boiler Horse Powe ( Daya

–

  Kuda Ketel ):  Penguapan (pemekatan) air sebanyak 34.5 0

lbs/jam pada suhu 212 F menjadi uap jenuh pada duhu yang sama. Setara dengan 33.475 Btu/jam.. Nilai suatu kemampuan kerja dari ketel dengan satuan blhp. Boiler Rating (Tingkatan boiler) : Kapasitas pemanasan boiler yang dinyatakan dalam daya kuda boiler Btu/jam atau lbm uap/jam.

–

Bottoming Cycle( Siklus Penggalan   Bawah ):Kalor primer yang digunakan pada suhu tinggi lansung untuk kebutuhan proses.

–

British Thermal Unit (Btu) (Satuan Panas British) : Satuan Panas British adalah 1/180 o o  panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu a pon (lb) air dari 32 F ke 212 F  pada tekanan atmosfer tetap. Satu BTU mengandung 252 kalori. Bunker C Oil : Endapan (residu/sisa) bahan bakar minyak dari viskositas (kekentalan)  biasanya digunakan pada marine dan pembangkit uap stationer (No.6 fuel oil). Burner (Pembakar): Suatu alat untuk memasukkan bahan bakar dan udara ke dalam tungku pembakaran pada kecepatan, turbulensi dan konsentrasi yang diinginkan Burner Windbox : Suatu ruang besar disekeliling burner (pembakar) yang menjaga kebutuhan tekanan udara untuk distribusi (penyaluran) yang tepat dan melepaskan udara berlebih. Butterfly Valve( Katup Sayap ):Katup pelengkap pada pompa yang dijalankan dengan dua generator disel cadangan yang merupakan bagian dari pompa yang membuang ke kondensor. Capital Cost( Biaya Investasi ):Biaya pembangkit daya.

–

Carry  Over ( Terbawa Akut ):Air terbawa ikut.

Chemical Feed Pipe (Pipa umpan bahan kimia) : Sebuah pipa bagian dalam boiler drum dimana bahan kimia untuk boiler masuk  Chimney (Cerobong) : Sebuah batu bata/bata tahan api, logam atau tumpukan beton Circulation Ratio (Rasio sirkulasi) : Perbandingan air yang memasuki suatu sirkuit dengan uap air yang dihasilkan lewat sirkiut dalam suatu unit waktu.

–

Closed System( Sistem Tertutup ):Hanya energi yang dapat melintas bidang batas, tetapi massa tidak bisa. Cold Water Basin( Kolam Air Dingin ):Kolam untuk mengumpulkan atau menapis air sebelum dipompakan kembali ke kondensor.

Combustible Loss (Kerugian Pembakaran) : Hilangnya energi thermal yang tidak bebas yang disebabkan oleh kegagalan oksidasi sebagian dari pembakaran bahan bakar 

73

Combustion (Pembakaran) : Kombinasi kimia dari oksigen dengan unsur pembakaran dari bahan bakar yang menghasilkan panas. Combustion Air (udara pembakaran) : Udara yang digunakan pada proses pembakaran. Udara yang berisi oksigen yang dibutuhkan pada pembakaran bahan bakar Combustion Efficiency (Efesiensi pembakaran) : Efektivitas pembakar untuk membakar sempurna bahan bakar. Suatu desain pembakar yang baik akan beroperasi dengan sedikitnya 10 hingga 20% udara berlebih, ketika mengkonversikan atau merubah semua pembakar dalam bahan bakar menjadi energi yang lebih berguna. Complete Combustion (Pembakaran sempurna) : Oksidasi sempurna dari semua unsur  pokok suatu pembakaran dari bahan bakar. Concentration (Konsentrasi) : (1).Berat bahan padat yang terkandung didalam sebuah unit boiler atau air umpan (2)Lamanya atau jumlah waktu dimana padatan terlarut meningkat dari jumlah yang sebenarnya dari air umpan Condensate (kondensat) : Air kondensat dihasilkan kembali dari pemindahan panas laten dari steam. Conductivity (Konduktivitas) : (1) Bagian material yang menghubungkan fluks panas (perpindahan panas per unit daerah per satuan waktu)dengan perbedaan tempratur. Dalam satuan amerika, secara khas digambarkan sebagai jumlah panas ( Btu) 2 yang dipindahkan dalam 1 jam sampai 1 ft   dari bahan yang berbentuk bujur 0 sangkar dengan tebal 1 inci, dengan perbedaan temperatur 1 F antara kedua  permukaan bahan, (2) Bagian dari sampel air yang memindahkan aliran listrik  pada kondisi standar. Biasanya ditunjukkan sebagai konduktansi (tahanan) mikro ohm. Cogeneration (Kogenerasi atau Pembangkitan Serentak ):Pembangkit listrik dan uap secara bersamaan dalam suatu instalasi daya. Compressed Liquid( Cairan Mampat ):Cairan dingin lanjut. Keadaan air pada tekanan 14,696 psia. Condensation Shock( Kejutan Kondensasi ):Peristiwa membebaskan entalpi-penguapan oleh uap yang mengembun itu dan mengakibatkan tekanan naik secara mendadak dan volume spesifik dan kecepatan tiba tiba berkurang.

–

–

Control Valve (katup kontrol): Suatu katup yang digunakan untuk mengendalikan laju udara, gas, air, uap dan zat lainnya. Convection (Konveksi): Perpindahan panas melalui sirkulasi cairan atau gas. Biasanya secara alami, dengan sirkulasi yang disebabkan oleh perbedaan panas, atau secara  paksa dengan sirkulasi disebabkan oleh alat mekanik seperti kipas atau pompa

74

Controlled Circulation Boiler( Ketel Uap Sirkulasi Terkendali ):Ketel yang mempunyai bantuan tambahan dengan menempatkan aliran satu fasa. Cooling Lake( Danau Pendingin ):Sistem buatan yang paling tua tempat pembuangan kalor. Cooling Range( Jangkau Pendinginan ):Selisih antara suhu air panas dan suhu air dingin.

Corrosions (korosi) : Perusakan pada logam oleh bahan kimia yang aktif. Di dalam  boiler, biasanya disebabkan oleh adanya O2, CO2, atau asam Cross Drum( Drum Menyilang ):Dimana yang menerima air umpan dari pemanas air umpan yang terakhir dan mensuplai uap jenuh ke dalam pemanas lanjut. Cross Flow( Aliran Silang ):Jenis menara pendingin yang alirannya menyilang.

Crude Oil (minyak mentah) : Minyak yang tidak disuling CDS-1 : Singkatan untuk standard ASME untuk dan Alat Kendali dan Keselamatan. Cycle ( Siklus ):Merupakan sederetan proses yang bermula dan berakhir pada keadaan yang sama dan dapat berulang secara tidak pasti atau s elama diperlukan. Cyclome Separator( Pemisah Sukloh ):Alat untuk melakukan pemisah pada tekanan mendekati tekanan kritis.

Damper (Peredam) : Sebuah rancangan untuk menghantarkan hambatan untuk mengatur volume aliran gas atau udara. Dearation ( Deaerasi ):Proses penyingkiran gas tak-mampu kondensasi.

Degasifications (Degasifikasi) : Pemindahan gas dari sample uap yang dipeoleh dari uji  pemurnian. Pemindahan CO2 dari air seperti pada pertukaran ion lunak. Delayed Combustion (Pembakaran yang terlambat) : Suatu lanjutan pembakaran di luar tungku perapian. ( Lihat Juga Pembakaran Sekunder  Departure From Nucleah Boiling (Penyimpangan dari didih nukleat):

Design load (desain beban) : Beban di mana suatu unit pembangkit uap dirancang, dianggap sebagai beban maksimum untuk dibawa. Design Pressure (desain tekanan) : Tekanan digunakan di (dalam) perancangan suatu ketel uap untuk kepentingan menghitung ketebalan [yang] diizinkan yang minimum atau karakteristik phisik [menyangkut] komponen berbeda dari ketel uap.

–

Dew Point( Titik Embun ):Suhu yang di bawah suhu uap air yang terdapat dalam pencontoh udara tertentu mulai mengembun.

75

Dissolved Solid (Padatan (Padatan terlarut) : Padatan yang ada di dalam larutan. Distillation (Distilasi) : Penguapan dari unsur yang mengaakibatkan didapatkannya kembali uap air dengan cara kondensasi. Sering digunakan didalam artian yang lebih sedikit untuk mengacu pada penguapan dari unsur yang mudah menguap dari bahan bakar dengan kondensasi lanjutan. Distillate Fuels (Bahan bakar destilat) : Cairan bahan bakar yang didestilasi biasanya  berasal dari minyak mentah.

–

Downcomer ( Pengalir   Turunan ):  Suatu tabung atau pipa di (dalam) suatu ketel uap

atau dinding air yang berputar-putar sistem dengan mana aliran fluida mengarah ke bawah.

–

–

Down  Take ( Pengisi):Pengisi air yang hamper jenuh ke dalam pipa  pipa itu.

Draft Diffrensial : Perbedaan di dalam tekanan statis antara dua point di dalam suatu sistem Draft Gauge (Aliran udara pengukuran) : Alat untuk mengukur aliran udara, biasanya dalam satuan inchi air.

–

Draft( Hanyutan ):Air yang terbawa oleh arus-udara sebagai butir butir gerimis yang belum menguap.

– –

Dry  Bulb Temperature( Suhu Cembul Kering ):Suhu udara sebagaimana umumnya diukur dan digunakan. Dry  Cooling Tower( Menara Pendingin Kering ):Menara pendingin dimana air sirkulasi di alirkan di dalam tabung-tabung tabung-tabung bersisip yang dialiri di luar oleh udara-pendingin. Economizer ( Ekonomisator ): Alat yang menaikkan air umpan boiler dengan pemanfaatan energi dari gas buang.

EDR adalah perpindahan panas rata-rata dari radiasi atau konverter. Ini sama dengan area  permukaan yang diperlukan untuk memindahkan panas yang mana diproduksi 2 oleh suatu generator. ketel uap tunggal berdaya kuda = 140 ft  EDR. Ejector (Penyemprot) : Peralatan Yang Menggunakan Energi Kinetik Dalam Sebuah  pancaran air atau zat cair yang lainnya untuk memindahkan zat cair atau bahan bahan dari tangki atau hopper.

–

Efisiensi Tahap: Kerja dari sudu yang bergerak didalam tahapan dibagi dengan oleh penurunan entalpi adiabatik mampu balik (isentropik) untuk seluruh tahapan, termasuk sudu tetap dan bergerak.

–

–

Efisiensi Sudu  Bergerak Kerja sudu dibagi dengan energi total yang tersedia untuki sudu itu, yang terdiri atas energi kinetik uap masuk pada Vs, ditambah penurunanentalpi adiabatic mampu-balik melintas sudu itu.

76

Electric Boiler( Ketel Listrik ):Suatu ):Suatu ketel uap uap dimana dipasak dipasak oleh elektrode elektrode yang dibenamkan di dalam air.

Electrostatic Precipitator : Peralatan dari penggumpalan debu, kabut atau uap dari aliran gas, dengan menempatkan sebuah beban electrik dalam sebuah unsur dan memindahkan partikel tersebut ke penggumpalan elektroda. Energy Aliran (Kerja Aliran ):Kerja ):Kerja yang dilakukan oleh fluida yang mengalir untuk mendorong sejumlah massa ke dalam atau keluar sistem. Entropi Sifat yang selalu konstan dalam proses mampu-balik diabatik.

Excess Air (udara lebih) : Udara yang diberikan pada pembakaran melewati batas kebutuhan secara teori untuk oksidasi sempurna. Expansion Joint (sambungan ekspansi): akibat ekspansi tanpa stress.

Sambungan yang yang mengizinkan pergerakan

External Irreversibility( Ketidakmampubalikan berlangsung melintas batas sistem.

Ekstern

):Ketakmampubalikan

yang

External Treatment : Perawatan ketel air terutama pada bagian pemasukan ketel sampai dalam. Extraction Turbine( Turbin Ekstraksi ):Turbin yang mengeluarkan uap untuk air-umpan atau dijadikan proses.

dari rotor dan kerangka mesin untuk menggerakkan Fan (kipas) : Suatu mesin terdiri dari udara atau gas pada tekanan yang relatif rendah Fan Performance Curves (Kurva Kemampuan Kipas) : Grafik yang menunjukkan tekanan total, tekanan statik, power input,mekanikal, dan efisiensi statik sebagai ordinat dan daeraj vilume sebagai absis, sumuanya pada kecepatan konstan dan density udara. Feed Pump (Pompa umpan): Air yang dimasukkan kedalam boiler selama pengoperasian. Termasuk pengisian dan kondensat yang kembali. Feedwater Treatment (Perlakukan air umpan): Perlakuan pada air umpan boiler dengan menambahkan bahan kimia untuk mencegah pembentukan kerak atau menghilangkan zat lain yang tidak diinginkan. FGR : Sirkulasi ulang gas pembakaran dengan pembakaran udara untuk mengurangi emisi gas NOx Filter (penyaring) : Bahan yang menyerap suatu cairan atau campuran cairan dan padatan yang memisahkan bahan dengan suspensi.

77

Fin (sirip) : Sirip yang memperluas permukaan, bahan padat, mengalami transfer energi

dengan cara konduksi melalui pembatasnya, sebagaimana transfer enrgi pada daerah sekeliling dengan cara memperluas area permukaan.

–

Fire Box Boiler ( Ketel Kamar  Api ):Ketel yang terbuat dari kamar api.

–

Fire Tube Boiler ( Ketel Uap Pipa  Api ):Menghasilkan ):Menghasilkan uap untuk keperluan industri.

Firing Rate Control (Kontrol Firing rate) : Suatu temperatur tekanan atau pengontrol aliran yang mengendalikan firing rate dari suatu pembakar menurut  penyimpangan dari temperatur atau tekanan set point. Sistem mungkin diatur untuk beroperasi pada pembakaran on-off, high-low atau sebanding dengan yang diinginkan. Fixed Carbon (karbon tetap) : Residu Karbon yang tanpa abu sisa di dalam kontainer setelah bahan yang mudah menguap telah dipindahkan di dalam analisa proximat suatu bahan bakar padat. Flame Detector (Detektor Nyala): Suatu peralatan jika bahan bakar (cair, gas, atau  padatan) dibakar, atau pembakaran pemba karan hilang. Petunjuk akan ditransmisikan ke signal atau sistem kontrol. Flame Propagation Rate (Kecepatan Propagasi nyala) : Kecepatan dari perjalanan  pengapian melalui suatu campuran yang gampang menyala. Flash Point (titik nyala) : Pada temperatur terendah dibawah kendali spesifik, bahan  bakar minyak melepaskan sejumlah uap pada saat akan dinyalakan.

Foaming (busa) : Pembentukan gelembung dimana tegangan permukaan cukup tinggi untuk menyisakan gelembung di luar permukaan. Forced Draft( Jujut Dorong ): Jenis menara pendingin pendingin yang dipasang pada bagian bawah dan mendorong udara melalui menara. Forced Circulation Boiler ( Ketel Uap Sirkulasi Paksa ): Ketel uap sirkulasi paksa.

Fouling : Akumulasi dari buangan dalam gas atau pada permukaan penyerap panas yang mengakibatkan pembatasan pada aliran gas atau panas yang tidak diinginkan. Furnace (tungku) : Suatu ruang yang tidak tertutup yang disediakan untuk pembakaran  bahan bakar. Furnace Pressure (Tekanan Tungku Pembakaran) : Tekanan yang terjadi di dalam ruang  pembakaran; positif jika lebih besar dibanding tekanan atmosphir, dan negatif jika kurang dari tekanan atmosphir, dan netral jika sepadan dengan tekanan atmosphir.

78

Fusible Plug : Suatu sumbat yang berbentuk cekungan yang mempunyai porsi cekung yang diisi dengan material dengan titik-lebur rendah Gauge Cock : Suatu klep yang berkait dengan suatu tangki atau kolom air untuk  pemeriksaan permukaan air. Gauge Glass : Bagian yang transparan dari pengukur air yang menghubungkan secara langsung atau melalui suatu kolom air ke ketel uap, di bawah dan di atas batas air, untuk menandai level air di dalam suatu ketel uap. Gas Generator (Generator Gas):Sistem yang berisi compressor, ruang baker dan turbin tekanan tinggi. Gravity Distribution ( Distribusi Gravitasi ):Sistem distribusi air yang digunakan pada menara aliran silang. Gravity Separation ( Pemisahan Dengan Gravitasi ): Memisahkan uap dari air mendidih.

–

Governing Stage ( Tahap  Governor ): Pemasukan secara tidak penuh (parsial) ke tahap curtis yang mempunyai nosel terbatas di seputar pinggirnya sering pula digunakan sebagai suatu cara pengaturan. Nosel itu masing masing menerima uap dari suatu katup yang diatur oleh governor.

–

–

Gross Effeciency ( Efisiensi Bruto ): Efisiensi yang dihitung atas dasar kerja bruto atau daya bruto turbin generator.

Hardness (kesadahan) : Ukuran banyaknya garam garam kalsium dan magnesium dalam air yang biasanya dinyatakan dalam grains per galon atau ppm CaCO Heat ( Kalor ): Sifat suatu zat yaitu panas.

–

Heat Rate ( Laju Kalor ) : Jumlah kalor yang ditambahkan, biasanya dalam Btu, untuk menghasilkan satu satuan jumlah kerja, biasanya dalam kilowatt  jam.

Heating Value (Angka Pemanasan): Jumlah panas yang dihasilkan oleh bahan bakar untuk menghasilkan pembakaran sempurna. Panas tersebut dinyatakan dalam btu/lb, per galon, atau ft 3.

Hydrostatic Test (Pengujian hidrostatik) : Tes kekuatan dan kekrasan dari tekanan vessel yang ditutup oleh tekanan air. Ignition : Permulaan dari pembakaran Ignition Temperature : Temperatur terendah dari bahan bakar yang menyala terus menerus Incomplete Combustion (Pembakaran tidak sempurna) :

79

Induced Draft Fan : Suatu kipas yang mengeluarkan gas panas dari peralatan penyerap  panas

–

–

Indirect Open Cycle ( Siklus Terbuka Tak  Langsung ): Siklus yang digunakan di tempat  tempat dimana udara tidak boleh menerima udara secara langsung karena pertimbangan lingkungan.

–

Induced Draft ( Jujut Tarik / Kipas Jujut  Tarik ): Jenis udara pendingin ( kipas ) yang udara masuknya dari sisi menara melalui buka-bukaan yang cukup besar pada kecepatan rendah dan udara panas dan lembab ke udara melalui ( kipas sebagai penarik gas buangan keluar dari sistem dan mengalir ke cerobong ). InductionTurbine ( Turbin Induksi ):Kebalikan dari turbin ekstraksi, dimana uap tekanan rendah di injeksikan ke tahap tekanan rendah. Industrial Steam Generator( Pembangkit Uap Industri ): Yang digunakan oleh industri dan perusahaan-perusahaan dan terdiri atas berbagai prinsip.

Injector : Suatu alat yang digunakan pada steam jet untuk memasukkan dan menerima umpan kedalam boiler  Insulation (insulasi): Bahan dengan konduktivitas panas yang rendah digunakan untuk mencegah hilangnya panas. Interlock : Suatu alat untuk membuktikan tingkatan fisik suatu kondisi yang diinginkan, dan untuk membuktikan ke pengaman utama dalam pengendalian sirkuit

–

Internal Energy ( Energi Dalam ):Semata mata fungsi suhu bagi gas ideal dan merupakan ukuran aktivitas dalam (molekul) dan interaksi fluida.

Intermittent Blowdown : Hembusan dari air ketel uap yang terputus-putus. Internal Treatment : Pengolahan air ketel dengan memasukkan bahan-kimia secara langsung ke dalam ketel uap. IRI (Industrial Risk Insurers.): Asuransi kecelakaan pada industri.

–

Irreversible Process ( Proses Tak Mampu  Balik ): Proses yang tidak dapat / tidak mampu berbalik sendiri.

–

Isolated System (Sistem Terisolasi, Sistem Tersisi ):Bentuk khusus dari sistem tertutup. Pada sisitem ini massa dan energi tidak dapat melintas bidang batas, tetapi dalam lingkungan bidang-batas itu perubahan energi dapat terjadi.

Lagging : Suatu baja mengkilap yang digunakan untuk melapisi ketel uap, biasanya dikombinasikan dengan penyekat, untuk menjadikan temperatur permukaan luar rendah.

80

Leakage (kebocoran) : Jumlah yang tidak terkontrol dari cairan yang masuk atau meninggalkan jalur udara atau gas. Lining : Bahan yang digunakan pada sisi dinding tungku pembakaran biasanya digunakan pada refractory tingkat tinggi atau batu bata atau bahan plastik refractory. Load Factor (faktor beban) : Perbandingan beban rata-rata yang diberikan pada beban  periode maksimum yang dibawa selama periode berlangsung. Low Oil Temperature Control (Kontrol suhu minyak rendah) : a.k.a Tombol Minyak Dingin) Suatu kontrol untuk mencegah operasi pembakaran jika temperatur dari minyak terlalu rendah. Low Water Cutoff : Alat safety yang menutup boiler/burner di dalam peristiwa  permukaan air rendah, mencegah tekanan agar tidak terjadi kerusakan pada  bejana. Make-Up : Air yang ditambahkan ke umpan ketel uap mengimbangi hilangnya uap,  blowdown, kebocoran, dan lain lain Manual Gas Shutoff Valve : Suatu katup dioperasikan di dalam suatu garis gas untuk kepentingan dengan sepenuhnya memasang atau menutup persediaan gas. Massa Balance( Neraca Massa ):Udara kering mengalir melalui menara tanpa perubahan.

Maximum Allowable Working Pressure (Tekanan Kerja Maksimum yang diijinkan) Tekanan pengukuran maksimum yang diizinkan di dalam ketel uap. MA WP dari ketel uap akan kurang atau sepadan dengan desain tekanan yang paling rendah yang ditentukan untuk komponen-komponennya. Tekanan ini didasarkan pada  bukti tes maupun kalkulasi untuk tiap-tiap bagian tekanan dari ketel uap yang menggunakan pemberian ketebalan nominal yang eksklusif untuk ketebalan dan karatan yang diperlukan untuk beban dari tekanan. Ini adalah dasar untuk  penentuan tekanan dari tekanan yang menghilangkan alat untuk melindungi ketel Mechanical Atomizing Oil Burner : Suatu pembakar yang menggunakan tekanan dari minyak untuk proses pengatoman. Mechanical Draft ( Jujut Mekanik ):Tempat udara berpindah karena satu atau beberapa kipas yang digerakkan secara mekanik. Mechanical Separation ( Pemisahan Mekanik ): Pemisahan yang terjadi secara mekanik. Natural Circulation Boiler ( Ketel Uap Sirkulasi Alam ): Ketel yang mempunyai daya dorong sirkulasi alami yang memadai.

81

–

Natural Draft ( Jujut Alami ):Menara pendingin yang aliran udaranya bergantung sematamata pada tekanan dorong alami yang timbul karena perbedaan densitas antara udara dingin di luar dan udara panas dan lembab di dalam menara.

–

Net Efficiency ( Efisiensi Neto ): Perhitungan daya neto instalasi daya.

– –

Non  Explosive Anti ledak. Non

–

  Perfect Gas( Gas Tidak Ideal ):Gas yang molekul molekulnya cukup berdekatan sehingga menghasilkan gaya terhadap satu sama lain.

–

Nozzle Eficiency ( Efisiensi Nosel )Rasio perubahan energi-kinetik terhadap perubahan energi adibatik mampu-balik ( isentropic ) melintas sudu datar tetap.

–

Open Mode ( Ragam Terbuka ): Sistem sekali-lalu digabungkan dengan peralatan pendingin untuk mendinginkan air sebelum mengembalikan ke badan air alam. Perfect Gas (Gas Ideal, Gas Sempurna):Gas yang dalam setiap keadaannya mematuhi persamaan keadaan gas ideal. Pinch Point ( Titik Pencet ): Titik pendekatan minimum antara dua garis. Plant Operating Factor ( Faktor Operasi Pembangkit ):Energi neto total yang dibangkitkan pembangkit selama suatu periode waktu dibagi dengan kapasitas teruji energi neto pembangkit selama periode itu.

–

Propertise ( Sifat ): Masing masing mempunyai suatu nilai untuk tiap keadaan tertentu. Psychrometric Chart ( Grafik Psikrometri ):Grafik yang menghubungkan kelembaban relatif, kelembaban absolut, suhu cembul basah dan suhu. Radiant Boiler ( Ketel Uap Radiasi ): Ketel yang menerima kalor terutama melalui radiasi.

–

Reaction Turbine ( Turbin Reaksi ):Turbin yang mempunyai barisan sudu tetap dan sudu bergerak.

–

–

Relative Humidity ( Kelembaban Relatif ): Hasil bagi tekanan bagian uap air di udara, dengan tekanan bagian uap air yang dapat menyebabkan udara itu jenuh pada suhu itu. Reservoir : Sumber kalor yang cukup besar sehingga tidak mengalami perubahan suhu apabila kalor ditambahkan padanya atau dikurangi dari situ.

–

Reversible Process ( Proses Mampu  Balik ):Proses yang dapat berbalik sendiri menurut langkah yang persis sama dengan langkah yang semula, dan dengan demikian mengembalikan semua kalor dan kerja yang tadi dipertukarkan kepada sistem atau lingkungannya.

82

Rotary Distribution( Distribusi Rotasi ):Sistem distribusi air yang terdiri atas dua lengan distribusi yang bercela dan berputar disekitar suatu sumbu-sumbu tengah, tempat air masuk pada tekanan tinggi. Saturated Air ( Udara Jenuh ): Udara yang tidak dapat menampung uap air lagi pada suatu suhu tertentu. Scotch Marine :Ketel uap yang biasanya menggunakan bahan bakar cair atau gas.

–

–

–

Shell  Type Boiler ( Ketel Jenis  Cangkang ): Bentuk lain untuk ketel pipa api.

–

–

Single   Pass Condenser ( Kondensor Satu   Laluan ): Kondensor yang air pendinginnya mengalir melalui semua tabungnya sekali lalu dari ujung yang lain

–

Single Reheat ( Satu Pemanas   Ulang ):Uap berekspansi separu jalan, dipanasi ulang didalam pembangkit uap dan dimasukkan lagi ke turbin. Skimmer Wall ( Dinding Penghambat ):Sistem untuk mendapatkan air yang lebih dingin dari dasar sumber alam. Slip Ratio ( Rasio Gelincir ): Batasan gelincir dari campuran dua fasa. Smokejack : Suatu gawai gas.

–

Spray Canal ( Kanal Semprot ): Air yang disemprotkan berupa butir butir yang lebih kasar, sehingga susut-hanyut (air yang hilang terbawa angina) lebih sedikit, tetapi laju perpindahan-massa lamban dan efisiensi pendinginnya lebih rendah.

–

Spray Distribution ( Distribusi Semprot ) :Sistem distribusi air yang digunakan pada menara aliran lawan arah, dan mempunyai pipa melintang dengan nosel-semprot yang mengarah ke bawah. Spray Pond ( Kolam Semprot ):Mengandalkan angin yang tertiup di atas kolam dan mendinginkan semprotan halus melalui pendingin.

–

–

Stage Efficiency ( Efisiensi Tahap ): Kerja sudu dibagi dengan penurunan entalpi total fluida untuk keseluruhan tahap.

–

–

––

–

Steady state Steady flow System ( Aliran tunak Keadaan tunak ):Dalam sistem ini aliran massa dan energi melalui bidang batas tidak berubah menurut waktu, dan jumlah massa di dalam sistem juga tetap. Steam Generator( Pembangkit Uap ): Pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar fosil dari bahan bakar nuklir.

–

–

Straight  Tube Boiler ( Ketel Uap Pipa  Lurus ): Ketel uap yang mempunyai pipa lurus. Studded ( Berduri ): Pipa berduri.

Subcooled Liquid( Cairan Dingin Lanjut ): Zat cair yang suhunya lebih rendah dari suhu jenuhnya pada tekanan tertentu.

83