EFISIENSI TERMAL DAN EFISIENSI INTERNAL TURBIN UAP DI SECTION 738 COAL BOILER POWER PLANT PT.ECOGREEN OLEOCHEMICALS BATAM

EFISIENSI TERMAL DAN EFISIENSI INTERNAL TURBIN UAP DI SECTION 738 COAL BOILER POWER PLANT PT.ECOGREEN OLEOCHEMICALS BATAM LAPORAN KERJA PRAKTIK JOSEF WILLIAM 2015-041-062

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK INDONESIA ATMA JAYA JAKARTA 2018

EFISIENSI TERMAL DAN EFISIENSI INTERNAL TURBIN UAP DI SECTION 738 COAL BOILER POWER PLANT PT.ECOGREEN OLEOCHEMICALS BATAM LAPORAN KERJA PRAKTIK JOSEF WILLIAM 2015-041-062

PEMBIMBING Filian Arbiyani, Ph.D

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK INDONESIA ATMA JAYA JAKARTA 2018

 

"""

LEMBAR PENILAIAN KERJA PRAKTIK PRODI TEKNIK MESIN

 Nama

: Josef William

 NIM

: 2015-041-062

Program Studi

: S1 Teknik Mesin

Fakultas

: Teknik

Perguruan Tinggi

: Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya

Telah menyelesaikan Kerja Praktik di PT. Ecogreen Oleochemicals, Batam

Jakarta, 24 September 2018

Koordinator Kerja Praktik

Pembimbing Kerja Praktik

Christiand, S.T., M.Eng

Filian Arbiyani, Ph.D

"#

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan kerja pr aktik di PT. Ecogreen Oleochemicals, Batam. Mata kuliah Kerja Praktik adalah mata kuliah wajib bagi mahasiswa Program Studi Teknik Mesin di Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya. Untuk memenuhi kewajiban itu, maka kegiatan kerja praktik itu akan dilakukan sebelum memasuki masa perkuliahan semester ganjil tahun ajaran ajar an 2018-2019. Dalam pelaksanaan kerja praktik dan penulisan laporan ini, penulis banyak mendapat  bimbingan, dukungan maupun bantuan moral dan materi dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Harjadi Gunawan, M.Eng., selaku kepala program studi teknik mesin. 2. Bapak Christiand, S.T., M.Eng., selaku koordinator kerja praktik yang bertanggung  jawab atas berjalannya kerja praktik. 3. Ibu Filian Arbiyani, Ph.D., selaku dosen pembimbing kerja praktik di Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya. 4. Bapak Jacobus Hartato selaku Presiden Direktur PT. Ecogreen Oleochemicals, Batam yang telah memberikan penulis kesempatan melaksanakan Kerja Praktik di PT. Ecogreen Oleochemicals. 5. Bapak Edward Sihotang selaku Manager Utility Departement PT. Ecogreen Oleochemicals, Batam. 6. Bapak Surianto selaku Superintendent Departement Power Plant Coal Boiler PT. Ecogreen Oleochemicals, Batam. Sekaligus pembimbing utama yang membantu dan mengarahkan penulis dalam melaksanakan Kerja Praktik. 7. Bapak Sahat Sagala dan Ibu Onny Damanik di HR Department di PT. Ecogreen Oleochemicals, Batam. 8. Bapak Sabungan T Simangunsong, John Herry, Guruh Supriyatmoko, Eko Nugroho, Martin Sihotang, Rikson Damanik, Damanik, Arfan Rangkuti, Maruntung Maruntung Napitupulu selaku Supervisor Departement Coal Boiler. 9. Seluruh operator di Departement Coal Boiler yang telah banyak membantu menjelaskan proses-proses yang berkaitan dengan kerja turbin uap.

#

Penulis menyadari bahwa laporan kerja praktik ini masih memiliki banyak kekurangan dan jauh dari sempurna, baik dalam penulisan maupun materi yang disampaikan. Oleh karena itu, saran dan kritik kr itik yang membangun akan sangat diharapkan untuk perbaikan pada penulisan yang akan datang. Penulis berharap laporan ini dapat berguna bagi para pembaca.

Batam, 27 Juli 2018

Josef William

#"

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN PT. ECOGREEN OLEOCHEMICALS …………….…….. iii LEMBAR PENGESAHAN PRODI TEKNIK MESIN ………………………………..… iv KATA PENGANTAR ……………………………………………………………………..... v DAFTAR ISI ………………………………………………………………………………. vii DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………………………...... ix DAFTAR TABEL ………………………………………………………………………....... x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan ………………………………………………………. 1 1.2 Latar Belakang ………………………………………………………………………….. 1 1.3 Rumusan Masalah ………………………………………………………………………. 1 1.4 Tujuan …………………………………………………………………………………… 2 1.5 Batasan Masalah ………………………………………………………………………... 2 BAB II TEORI PENDUKUNG 2.1 Pengertian Turbin Uap …………………………………………………………………. 3 2.2 Klasifikasi Turbin Uap

2.2.1 Berdasarkan Arah Aliran Uap ……………………………………...................... ……………………………………...................... 3 2.2.2 Berdasarkan Jumlah Tahapan Tekanan ………………………………………… 4 2.2.3 Berdasarkan Pengaturan Silinder Berdasarkan Aliran Uap Umum ……………. 4 2.2.4 Berdasarkan Jumlah Silinder …………………………………………………… 4 2.2.5 Berdasarkan Susunan Poros ……………………………………………………. 5 2.2.6 Berdasarkan Metode Governing ……………………………………..………… 5 2.2.7 Berdasarkan Prinsip Aksi Uap …………………………………………………. 6 2.2.8 Berdasarkan Proses Penurunan Kalor (oleh Kondisi Pembuangan) …………… 6 2.2.9 Berdasarkan Kondisi Uap ……………………………………………… ………………………………………………………. ………. 6 2.2.10 Berdasarkan Penggunaan Dalam Industri …………………………………….. 7 2.3 Prinsip Kerja Turbin Uap

2.3.1 Turbin Impuls ……………………………………………………………………7 2.3.2 Turbin Impuls-Reaksi ………………………………………………………….. 7 2.4 Komponen Turbin Uap

2.4.1 Komponen Utama ……………………………………………………………… 8 2.4.2 Komponen Pembantu …………………………………………………………. 10

 

#""

2.5 Siklus Pembangkit Uap ……………………………………………………………….. 14 2.6 Segitiga Kecepatan …………………………………………………………………….. 16 2.7 Efisiensi Termal ……………………………………………………………………… ..18 2.8 Efisiensi Internal ………………………………………………………………………. 18 2.9 Generator

2.9.1 Pengertian Generator …………………………………………………………. 19 2.9.2 Jenis-Jenis Generator …………………………………………………………. 20 2.9.3 Bagian-Bagian Generator ……………………………………………………... 21 BAB III STUDI KASUS DAN ANALISIS 3.1 Operasional Turbin Uap di Section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Oleochemicals Batam

3.1.1 Proses Konversi Energi pada Turbin T urbin .…………………………………………. 23 3.1.2 Sistem Pembantu Turbin ……………………………………………………… 23 3.1.3 Persiapan Sebelum Start Turbin ………………………………………………. 26 3.1.4 Starting ………………………………………………………..………………. 27 3.1.5 Turbin dengan Beban …………………………………………………………. 28 3.1.6 Pemberhentian Turbin Normal ……………………………………………….. 28 3.1.7 Pemberhentian Turbin Darurat ……………………………………………….. 29 3.1.8 Perawatan Turbin ……………………………………………………………... 29 3.2 Perhitungan dan Analisis Data dari Section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam

3.2.1 Data dari Desain Turbin ……………………………………………………….. 31 3.2.2 Perhitungan Menggunakan Data Desain ……………………………………… 31 3.2.3 Data yang Diperoleh dari Control Room ……………………………………… 39 3.2.4 Perhitungan Menggunakan Data Control Room .................................................40 3.2.5 Perhitungan Efisiensi Internal Turbin Uap Menggunakan Data Desain dan Data dari Control Room …………………………………………………………………... 50 3.2.6 Analisis Hasil Perhitungan Menggunakan Data Desain dan Data dari Control  Room ………………………………………………………………………………... 52 BAB IV PENUTUP 4.1 Simpulan ……………………………………………………………………………….. 54

………………………………………………………………………………........ .... 54 4.2 Saran ……………………………………………………………………………….... DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………………… 55 LAMPIRAN 1 ………………………………………………...……………………………. 56 LAMPIRAN 2 ……………………………………………………………………………… 57 LAMPIRAN 3 ……………...………………………………………………………………. 59  

#"""

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Turbin Uap di Section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals ………………………. 3 Gambar 2.2 Throttle Governing, Nozzle Governing , dan Bypass dan Bypass Governing ………………… ………………… 5 Gambar 2.3 Nozel pada Turbin Uap …………………………………………………………. 8 Gambar 2.4 Casing  Turbin  Turbin Uap …………………………………………………………...…. 9 Gambar 2.5 Poros Turbin dan Deretan Sudu Turbin ………………………………………… 9 Gambar 2.6 Bantalan Turbin ………………………………………………………………... 11 Gambar 2.7 Katup Ekstraksi Turbin Tur bin ………………………………………………………… 11 Gambar 2.8 Turbine Stop Valve ……………………………………………………………... 12 Gambar 2.9 Turning Device ………………………………………………………………… 12 Gambar 2.10 Governor ……………………………………………………………………... 13 Gambar 2.11 Oil Tank ………………………………………………………………………. 14 Gambar 2.12 Komponen Siklus Rankine Ideal ……………………………………………… 13 Gambar 2.13 Diagram T-s Siklus Rankine Ideal I deal ……………………………………………. 15 Gambar 2.14 Ilustrasi Masuknya Uap ke Dalam Turbin ……………………………………. 16 Gambar 2.15 Segitiga Kecepatan dari Kecepatan Masuknya Turbin Uap ke Dalam Turbin .. 17 Gambar 2.16 Grafik Daya Listrik yang Dihasilkan-Efisiensi Efektif Relatif Turbin ………. 19 Gambar 2.17 Grafik Daya Listrik yang Dihasilkan -Efisiensi Mekanik Turbin …………….. 19 Gambar 2.18 Generator di Section Sect ion 738 PT. Ecogreen Oleohemicals ……………………….. 21 Gambar 3.1 Oil Tank ………………………………………………………………………... 24 Gambar 3.2 HP Oil HP Oil Pump, AC Oil AC Oil Pump, Pump, dan DC Oil DC Oil Pump ………………………………. 24 Gambar 3.3 Cooling Fan ....................................... ............................................................. ............................................ ............................................ ...................... 25 Gambar 3.4 ICW 3.4 ICW Pump ……………………………………………………………………… 25 Gambar 3.5 Ejector  3.5 Ejector  ………………………………………………………………………….  …………………………………………………………………………. 26 Gambar 3.6 Grafik Daya Listrik yang Dihasilkan-Efisiensi Efektif Relatif Turbin …...……. 50 Gambar 3.7 Grafik Daya Listrik yang Dihasilkan -Efisiensi Mekanik Turbin …………….. 50

"$

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Rincian Kegiatan dalam Kerja Praktik ……………………….…………………… 1 Tabel 3.1. Data Tekanan dan Temperatur  Inlet State  State  dari Logsheet yang Digunakan Untuk Perhitungan …………………………………………………………………………………. 39 Tabel 3.2 Data Tekanan Outlet State  State  dan Daya Listrik yang dihasilkan dari Logsheet yang Digunakan Untuk Perhitungan ……………………………………………………………… 39 Tabel 3.3 Nilai Rata-Rata dari Data yang Digunakan untuk Perhitungan ………….……….. 40 Tabel 3.4 Nilai Variabel

!"# !$# %"# %$ dan

 Berdasarkan Gambar 3.6 dan Gambar 3.7……… 51

$

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan

Kerja Praktik dilaksanakan di Departemen Utility, Section 738 Coal Boiler Power Plant PT. Ecogreen Oleochemicals, Batam dari tanggal 2 Juli hingga 27 Juli 2018. Rincian kegiatan selama Kerja Praktik berlangsung dapat dilihat pada tabel 1.1.

Tabel 1.1 Rincian Kegiatan dalam Kerja Praktik Pr aktik Bulan  No

Kegiatan

Juli 2

3

4

5

6

9

10

11

12

13

16

17

18

19

20

23

24

25

Pengenalan PT. Ecogreen 1

Oleochemicals dan Safety Induction

2

3 4 5

Kunjungan ke Control Room di section 738 Observasi Lapangan di Section 738 Pemilihan Topik Diskusi dengan Pembimbing Lapangan

6

Pengambilan Pengambil an Data

7

Perhitungan dan Analisis

8

Presentasi

1.2 Latar Belakang

Turbin uap adalah salah satu mesin yang sering digunakan dalam bidang industri atau  pabrik maupun di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Turbin uap merupakan mer upakan salah satu mesin konversi energi yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik di dalam nosel, sudu pengarah, dan selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran  pada poros turbin. Alat ini dapat digunakan untuk menggerakkan bermacam-macam peralatan  penggerak mekanik, contohnya pompa, pompa, kompresor, dan generator listrik.

%

26

27

Dengan alasan penghematan biaya operasional, banyak industri yang memilih untuk menggunakan pembangkit listrik sendiri untuk memenuhi kebutuhan listrik industri tersebut. Salah satunya adalah PT. Ecogreen Oleochemicals Batam. Peranan turbin uap sangat penting untuk menggerakkan generator agar menghasilkan listrik guna kelancaran proses produksi. Dengan memperhatikan pentingnya peranan tersebut, penulis mengadakan peninjauan khusus mengenai efisiensi turbin uap yang digunakan, dan memberikan analisis terhadap efisiensi turbin uap tersebut. Hal ini yang mendasari penulis untuk judul “ EFISIENSI TURBIN UAP DI

SECTION

738

COAL

BOILER

POWER

PLANT

PT.ECOGREEN

Pr aktik. OLEOCHEMICALS BATAM” sebagai topik bahasan Kerja Praktik.

1.3 Rumusan Masalah

PT. Ecogreen Oleochemicals menggunakan turbin uap sebagai salah satu komponen dalam Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Performa dari turbin uap dalam siklus PLTU sangat berpengaruh terhadap kelangsungan operasional PT. Ecogreen Oleochemicals. Dalam kerja praktik ini, hal yang ingin diketahui adalah bagaimana operasional dan efisiensi turbin uap pada section 738 di PT. Ecogreen Oleochemicals.

1.4 Tujuan

Tujuan dari studi kasus pada “Efisiensi Turbin Uap di Section 738 Coal Boiler Power Plant PT.Ecogreen Oleochemicals Batam” adalah untuk mengetahui efisiensi termal dan efisiensi internal turbin t urbin uap yang digunakan.

1.5 Batasan Masalah

1. Efisiensi termal yang dibahas adalah efisiensi termal turbin uap di Section 738 Coal Boiler Power Plant PT. Ecogreen Oleochemicals Batam. 2. Efisiensi internal yang dibahas adalah efisiensi internal turbin uap di Section 738 Coal Boiler Power Plant PT. Ecogreen Oleochemicals Batam. 3. Perhitungan efisiensi termal menggunakan asumsi bahwa pada turbin terjadi proses ekspansi isentropik. 4. Perhitungan efisiensi internal menggunakan grafik hubungan antara daya listrik dengan efisiensi efektif relatif, dan grafik hubungan antara daya listrik dengan efisiensi mekanis.

&

BAB II TEORI PENDUKUNG

2.1 Pengertian Turbin Uap

Turbin uap merupakan suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran  poros turbin. Poros turbin, turbin, lansung lansung atau dengan bantuan roda gigi gigi reduksi, reduksi, dihubungkan dihubungkan dengan mekanisme yang akan digerakkan. Tergantung pada jenis mekanisme yang digunakan, turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang seperti pada bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik dan untuk transportasi. Pada proses perubahan energi potensial menjadi energi mekanisnya yaitu dalam bentuk putaran poros dilakukan dengan berbagai cara. Pada dasarnya turbin uap terdiri dari dua bagian utama, yaitu stator dan rotor yang merupakan komponen utama pada turbin kemudian di tambah komponen lainnya yang meliputi  pendukunnya seperti bantalan, kopling dan sistem bantu lainnya agar kerja turbin dapat lebih  baik. Sebuah turbin uap memanfaatkan energi kinetik dari fluida kerjanya yang bertambah akibat penambahan energi termal. Turbin uap yang ditempatkan di Section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Turbin Uap di Section 738 PT. Ecogreen Oleohemicals Batam

2.2 Klasifikasi Turbin Uap 2.2.1 Berdasarkan Arah Aliran Uap

a) Turbin Axial, dimana uap mengalir dalam arah yang paralel ter hadap sumbu turbin.

'

 b) Turbin Radial, dimana uap mengalir dalam arah yang tegak lurus terhadap sumbu turbin.

2.2.2 Berdasarkan Jumlah Tahapan Tekanan

a) Turbin Single-Stage; Single-Stage; Turbin ini sebagian besar digunakan untuk menggerakkan kompresor sentrifugal, blower, dan mesin sejenis lainnya .  b) Turbin Impuls dan Reaksi  Multi-Stage;  Multi-Stage; mereka dibuat dalam berbagai kapasitas daya yang bervariasi dari kecil hingga besar.

2.2.3 Pengaturan Silinder Berdasarkan Aliran Umum Uap

a) Single Flow Turbine (Turbin Aliran Tunggal). Dalam turbin aliran tunggal, uap masuk pada satu ujung, mengalir melalui sudu dalam arah sejajar dengan sumbunya dan muncul di ujung yang lain. Silinder tekanan tinggi menggunakan aliran tunggal. Aliran tunggal ini merupakan hal yang umum untuk turbin berukuran kecil.  b)  Double Flow Turbine (Turbin Aliran Ganda). Pada turbin jenis ini, uap masuk di pusat dan terbadi menjadi dua bagian yang lewat secara aksial yang saling menjauhi melalui set terpisah dari sudu pada rotor yang sama. Silinder tekanan rendah biasanya menggunakan aliran ganda. Jenis unit ini memberikan aliran luas melalui dua set sudu. Aliran ganda ini membantu mengurangi tinggi sudu karena laju aliran massa menjadi setengah dibandingkan dengan aliran tunggal untuk kondisi yang sama. c)  Reversed Flow Turbine (Turbin Aliran Terbalik). Terbalik) . Aliran terbalik kadang-kadang digunakan dalam silinder tekanan tinggi, dimana temperatur uap yang lebih tinggi digunakan pada set yang lebih besar untuk meminimalkan ekspansi diferensial. Contoh ekspansi diferensial misalnya, ekspansi rotor  dan  dan casing yang tidak sama.

2.2.4 Berdasarkan Jumlah Silinder Sil inder

a) Satu Silinder. Turbin disebut memiliki silinder tunggal ketika semua tahapan turbin ditempatkan dalam satu casing . Turbin silinder tunggal t unggal menggunakan satu poros.  b) Multi-Silinder.

(

Pada turbin dengan keluaran yang besar, jumlah tahapan yang dibutuhkan menjadi sangat tinggi sehingga diperlukan bantalan tambahan untuk menopang poros. Turbin yang demikian disebut turbin multi-silinder.

2.2.5 Berdasarkan Susunan Poros

a) Turbin multi-silinder, yang rotornya dipasang pada satu poros yang sama dan digabungkan ke generator tunggal. Turbin ini disebut juga  single-shaft tandem compound turbines. turbines .  b) Turbin multi-silinder dengan poros rotor terpisah untuk setiap silinder yang ditempatkan sejajar satu sama lain. Turbin ini disebut juga multi-axial cross-compound turbines. turbines.

2.2.6 Berdasarkan Metode Governing

a) Turbin dengan throttle governing . Pada turbin ini, uap segar masuk melalui satu atau lebih (tergantung pada kekuatan yang dikembangkan) katup throttle yang throttle yang dioperasikan secara bersamaan.  b) Turbin dengan nozzle governing . Pada turbin ini, uap segar masuk melalui dua atau lebih regulator yang secara berurutan dibuka. c) Turbin dengan bypass governing . Pada turbin ini, selain uap diumpankan ke tahap  pertama, uap juga secara langsung mengarah ke satu, dua, atau bahkan tiga tahap lanjutan turbin. Metode governing Metode governing dapat dilihat pada gambar 2.2 dengan urutan dari atas ke bawah.

Gambar 2.2 Throttle Governing, Nozzle Governing, dan Bypass dan Bypass Governing  )

2.2.7 Berdasarkan Prinsip Aksi Uap

a) Turbin impuls. Turbin impuls adalah jenis turbin dimana energi potensial dari uap dikonversi ke energi kinetik dalam nozel atau bagian yang terbentuk oleh sudu stasioner yang berdampingan. Energi kinetik dari uap kemudian dikonversikan ke energi mekanik dalam sudu yang bergerak.  b) Turbin aksial. Turbin aksial adalah jenis turbin dimana ekspansi uap diantara bagian sudu, baik  guide blade dan moving blade dari tiap tahapan, terjadi mendekati tingkat yang sama. c) Turbin reaksi radial tanpa stationary tanpa  stationary guide blade. blade. d) Turbin reaksi radial tanpa dengan stationary dengan  stationary guide blade. blade.

2.2.8 Berdasarkan Proses Penurunan Kalor (oleh Kondisi Pembuangan) P embuangan)

a) Turbin kondensasi dengan regenerator, di mana uap pada tekanan kurang dari tekanan atmosfer diarahkan ke kondensor. Uap juga diekstrak dari tahap menengah untuk  feedwater heating . Panas laten uap buangan selama proses kondensasi hilang seluruhnya dalam turbin ini.  b) Turbin kondensasi dengan ekstraksi tahap lanjutan pada tekanan tertentu untuk keperluan industri dan pemanasan. c) Turbin tekanan balik, dimana uap buang digunakan untuk keperluan industri dan  pemanas. d) Turbin tekanan balik, dengan ekstraksi tingkat menengah pada tekanan tertentu, dimaksudkan untuk memasok uap pada berbagai kondisi tekanan dan temperatur. e) Turbin tekanan rendah, dimana uap buang dari mesin uap timbal balik, palu daya, tekanan, dll, digunakan untuk pembangkit listrik. listri k. f) Turbin tekanan-campuran dengan dua atau tiga tahap tekanan dengan suplai uap ke tahap-tahap menengah. 2.2.9 Berdasarkan Kondisi Uap

a) Turbin bertekanan rendah, menggunakan uap pada tekanan 120-200 kPa.  b) Turbin tekanan sedang, menggunakan uap pada tekanan t ekanan hingga 4 MPa. c) Turbin bertekanan tinggi, memanfaatkan uap pada tekanan di atas 4 MPa. d) Turbin tekanan sangat tinggi, menggunakan uap pada tekanan pada atau di atas 16,5 MPa dan temperatur pada atau di atas 813 K.

*

e) Turbin tekanan superkritis, menggunakan uap pada atau di atas 22,12 MPa dan temperatur pada atau di atas 647,14 K. 2.2.10 Berdasarkan Penggunaan dalam Industri

a) Turbin uap stasioner dengan kecepatan rotasi konstan yang utamanya digunakan untuk menggerakkan alternator.  b) Turbin uap stasioner dengan variabel kecepatan putaran yang dimaksudkan untuk menggerakkan turbo blower, sirkulator udara, pompa, dll. c) Turbin uap non-stasioner dengan kecepatan rotasi yang biasanya digunakan dalam kapal uap, kapal, dll.

2.3 Prinsip Kerja Turbin Uap 2.3.1 Turbin Impuls

Turbin disebut turbin impuls jika uap masuk melalui nozel dan sudu gerak turbin sedemikian rupa sehingga uap diekspansi hanya di dalam nozel dan tekanan dari sisi saluran keluar sudu adalah sama dengan tekanan dalam sisi saluran masuk; disebut sebagai turbin impuls karena turbin bekerja dengan prinsip impuls. Dengan kata lain, dalam turbin impuls,  penurunan pada pada tekanan dalam uap berlangsung hanya hanya di dalam nozel, dan tidak di dalam dalam sudu gerak. Hal ini diperoleh dengan merancang bagian sudu dengan luas permukaan yang konstan. Sebagai pernyataan umum, dapat dinyatakan bahwa transformasi energi hanya terjadi di nozel, dan sudu yang bergerak (rotor) hanya menyebabkan transfer energi. Karena bagian sudu rotor tidak menyebabkan akselerasi fluida, maka akan lebih besar kemungkinan untuk terjadinya pemisahan aliran yang menghasilkan efisiensi t ahap yang lebih rendah.

2.3.2 Turbin Impuls-Reaksi Impuls-Reaksi

Pada turbin ini, penurunan tekanan uap terjadi di dalam saluran tetap (nozel) dan juga sudu gerak. Penurunan tekanan yang dialami oleh uap saat melewati sudu gerak membangkitkan energi kinetik lebih lanjut dalam sudu gerak, sehingga menimbulkan reaksi dan menambah gaya pendorong yang diterapkan melalui rotor ke poros turbin. Karena turbin ini bekerja pada kedua prinsip impuls dan reaksi, maka disebut turbin impuls-reaksi. Hal ini dicapai dengan membuat bagian sudu dengan berbagai luas permukaan (tipe konvergen). Secara umum, dapat dinyatakan bahwa transformasi energi terjadi di sudu diam dan sudu gerak. Bilah rotor menyebabkan transfer energi dan transformasi. Karena ada percepatan

+

aliran dalam memindahkan sudu, maka kemungkinan pemisahan aliran lebih sedikit, yang menghasilkan efisiensi tahap yang lebih tinggi.

2.4 Komponen Turbin Uap 2.4.1 Komponen Utama

a)  Nozel (gambar ( gambar 2.3) merupakan komponen turbin dimana energi potensial uap diubah menjadi energi kinetik. •

 Nozel Konvergen; nozel yang penampangnya me ngecil dari luas penampang dengan diameter yang besarhingga luas penampang dengan diameter yang kecil.

•

 Nozel Divergen; nozel yang luas penampangnya membesar dari luas  penampang dengan diameter yang kecil hingga luas penampang dengan diameter yang besar.

•

 Nozel Konvergen-Divergen; nozel dengan bentuk bentuk jam pasir asimetris yang seimbang. Nozel jenis ini digunakan untuk mempercepat gas panas  bertekanan yang melewatinya ke kecepatan supersonik yang lebih tinggi dalam arah aksial (dorong), dengan mengubah energi panas dari alir an menjadi energi kinetik.

Gambar 2.3 Nozzle pada Turbin Uap [1]  b) Casing Casing   pada turbin uap memiliki fungsi utama untuk meletakkan semua komponen turbin uap pada posisinya agar performanya sesuai dengan desain. Casing dari turbin uap di section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals dapat dilihat pada gambar 2.4. Fungsi lain dari casing antara lain: •

Tempat dari dudukan dari komponen stator lainya atau sudu-sudu diam yang mengarahkan aliaran uap pada sudu gerak (putar).

,

•

Pengamanan terhadap kemungkinan adanya bahaya kebocoran uap panas dan terpentalnya rotating blade dari blade dari rotor atau disc (piringan). disc (piringan).

•

Tempat kedudukan governor kedudukan  governor valve. valve. Penamaan casing   dari posisinya disebut  Lower Casing   (bottom casing) dan

 bagian atas disebut Upper Casing   (top casing). Selain posisi, penamaan juga menggunakan tekanan uap yang terjadi pada bagian tersebut, yaitu  High Pressure Casing ,  Intermediate atau  atau  Medium Pressure Casing , dan  dan  Low Pressure Casing . Penamaan juga didasarkan pada posisi arah radial yaitu Inner yaitu Inner Casing  Casing  dan  dan Outer Casing .

Gambar 2.4 Casing Turbin Uap di Section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam

c) Poros Turbin Poros turbin merupakan salah satu komponen utama turbin uap pada PLTU yang berperan untuk mentransmisikan daya atau torsi ke poros generator yang terhubung padanya. Pada gambar 2.5 dapat dilihat poros turbin beserta deretan sudu turbin yang digunakan di Section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam

Gambar 2.5 Poros Turbin dan Deretan Der etan Sudu Turbin Uap di Section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam

-

d) Sudu Turbin •

Sudu Tetap ( Fixed Blade) Blade); bagian dari turbin dimana konversi energi terjadi. Sudu terdiri dari bagian akar sudu, badan sudu dan ujung sudu. Sudu kemudian dirangkai sehingga membentuk satu lingkaran penuh. Sudu-sudu tetap dipasang melingkar pada dudukan berbentuk piringan yang disebut diafragma. Pemasangan sudu-sudu tetap ini pada diapragma menggunakan akar berbentuk T sehingga memberi posisi yang kokoh pada sudu. Diafragma terdiri dari dua  bagian (atas dan bawah) dan dipasang pada alur-alur yang ada didalam casing . Setiap baris dari rangkaian sudu-sudu sudu-sudu tetap ini membentuk suatu lingkaran penuh dan ditempatkan langsung didepan setiap baris dari sudu-sudu gerak.

•

Sudu Gerak ( Moving Blade); Blade); sudu-sudu yang dipasang di sekeliling rotor membentuk suatu piringan. Dalam suatu rotor turbin terdiri dari beberapa baris  piringan dengan diameter yang berbeda-beda, banyaknya baris sudu gerak  biasanya disebut banyaknya tingkat.

2.4.2 Komponen Pembantu P embantu

a) Shaft Seals Shaft seals adalah bagian dari turbin antara poros dengan casing  yang  yang berfungsi untuk mencegah uap air keluar dari dalam turbin melewati sela-sela antara poros dengan casing   akibat perbedaan tekanan dan juga untuk mencegah udara masuk ke dalam turbin (terutama turbin LP karena tekanan uap air yang lebih vakum) selama turbin uap beroperasi. Turbin uap menggunakan sistem labyrinth seal   untuk  shaft seals. seals. Sistem ini  berupa bagian yang berkelak-kelok pada poros dan casing nya nya yang kedua sisinya saling  bertemu secara berselang-seling. Antara labyrinth poros dengan labyrinth l abyrinth casing   ada sedikit rongga dengan jaraj tertentu. Sistem ini bertujuan untuk mengurangi tekanan uap air di dalam turbin yang masuk ke sela-sela labyrinth sehingga tekanan antara uap air dengan udara luar akan mencapai nilai yang sama pada titik tertentu. Selain adanya sistem labyrinth seal , ada satu sistem tambahan bernama  sistem seal & gland steam. steam. Sistem ini bertugas untuk menjaga tekanan di labyrinth seal  pada  pada nilai tertentu terutama  pada saat start up awal atau shut down turbin dimana pada saat tersebut tidak ada uap air yang masuk ke dalam turbin uap.

%.

 b) Bantalan Turbin Sebagai bagian yang berputar, rotor memiliki kecenderungan untuk bergerak  baik dalam arah radial maupun dalam arah aksial. Karena itu rotor harus ditumpu ditumpu secara secara  baik agar tidak terjadi pergeseran pergeseran radial maupun aksial yang berlebihan. Bantalan turbin seperti yang dapat dilihat pada gambar 2.6 berf ungsi sebagai penyangga rotor sehingga membuat rotor dapat stabil/lurus pada posisinya didalam casing   dan rotor dapat  berputar dengan aman dan bebas. Adanya bantalan yang menyangga turbin selain  bermanfaat untuk menjaga rotor turbin tetap pada posisinya juga menimbulkan kerugian mekanik karena gesekan.

Gambar 2.6 Bantalan Turbin

c) Katup Ekstraksi Turbin Katup yang bertugas mengatur jumlah uap yang keluar dari turbin ( steam ( steam extraction) extraction) sesuai dengan jumlah uap yang diperlukan sesuai dengan kebutuhan proses  produksi pada industri. i ndustri. Pada gambar 2.7 dapat dilihat katup ekstraksi pada turbin uap di Section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam.

Gambar 2.7 Katup Ekstraksi Turbin di Section 738 PT.Ecogreen Oleochemicals Batam

%%

d) Turbine Stop Valve Turbine stop valve seperti valve seperti yang dapat dilihat pada gambar 2.8 2. 8 merupakan katup yang biasanya terhubung langsung ke boiler untuk menghentikan aliran uap dari saluran uap utama.

Gambar 2.8 Turbine Stop Valve di Valve  di Section 738 PT.Ecogreen Oleochemicals Batam

e) Turning Device Turning device seperti yang dapat dilihat pada gambar 2.9 merupakan alat yang digunakan untuk memutar rotor dari turbin pada saat start awal atau pada saat setelah shut down untuk mencegah terjadinya distorsi/bending  distorsi/ bending  akibat   akibat dari proses  pemanasan atau pendinginan yang tidak seragam pada pada rotor.

Gambar 2.9 Turning Device di Device di Section 738 PT.Ecogreen Oleochemicals Batam

 f) Governor Bagian

yang

mengontrol

laju

aliran

uap

ke

turbin

uap

sehingga

mempertahankan kecepatan rotasi menjadi konstan. Governor (gambar 2.10) digunakan sebagai “interface  antara turbin dan generator. Pengaturan putaran turbin !

sejak turbin mulai bergerak sampai steady sampai  steady state dilakukan state  dilakukan oleh governor  oleh  governor . Pengaturan  putaran ini adalah untuk menjaga kestabilan sistem secara keseluruhan terhadap adanya variasi beban atau gangguan pada sistem.

%&

Ada dua mode operasi  governor , yaitu droop  droop  dan isochronous.  isochronous.  Pada mode droop, droop, governor sudah memiliki “ setting point ”

'()*+

 (daya mekanik) yang besarnya

sesuai dengan rating  generator  generator atau menurut kebutuhan. Dengan adanya “ fixed setting ” ini, nilai keluaran daya listrik generator tetap dan adanya perubahan beban tidak akan mengakibatkan perubahan putaran turbin (daya berbanding lurus dengan putaran). Lain halnya dengan mode isochronous. isochronous. Mode isochronous  isochronous  memiliki “ set point ” dimana  putaran governor ditentukan berdasarkan kebutuhan daya listrik sistem pada saat itu (real time). time). Kemudian melalui proses internal pada  governor  (sesuai   (sesuai dengan kontrol logika dari manufaktur),  governor akan menyesuaikan nilai keluaran daya mekanik turbin supaya sesuai dengan daya listrik yang dibutuhkan sistem. Pada saat terjadi  perubahan beban,  governor  akan   akan menentukan  setting point  yang   yang baru sesuai dengan  beban aktual sehingga dengan pengaturan putaran ini, diharapkan frekuensi listrik generator tetap berada di dalam “acceptable “acceptable range” range” dan generator tidak mengalami “out of synchronization”. synchronization”.

Gambar 2.10 Governor di Section 738 PT.Ecogreen Oleochemicals Batam

g) Pompa Pelumas Utama Berfungsi untuk memompakan pelumas dari tangki (gambar 2.11) untuk disalurkan  pada bagian – bagian yang berputar pada turbin. turbin. Fungsi pelumas tersebut antara lain :

%'

•

Sebagai pelumas untuk bagian – bagian yang berputar.

•

Sebagai pendingin (Oil ( Oil Cooler ) yang telah panas dan masuk ke bagian turbin dan akan menekan / terdorong keluar secara sirkular.

•

Sebagai pelapis (Oil (Oil Film) Film) pada bagian turbin yang bergerak secara rotasi.

•

Sebagai pembersih (Oil (Oil Cleaner ) dimana pelumas yang telah kotor sebagai akibat dari  benda-benda yang berputar dari turbin akan terdorong ke luar secara sirkuler oleh  pelumas yang masuk .

Gambar 2.11 Oil Tank di Section 738 PT.Ecogreen Oleochemicals Batam

2.5 Siklus Pembangkit Uap

Pembangkit Listrik Tenaga Uap menggunakan siklus Rankine sebagai siklus idealnya. Komponen siklus Rankine dapat dilihat pada gambar 2.12.

Gambar 2.12 Komponen Siklus Rankine Ideal [2] [ 2] Siklus Rankine terdiri dari 4 proses sebagai ber ikut : 1-2

: Kompresi isentropik di pompa.

%(

2-3

: Penambahan panas dengan tekanan konstan di boiler.

3-4

: Ekspansi isentropik di turbin.

4-1

: Pelepasan panas dengan tekanan konstan di kondensor.

State dari State dari keempat proses tersebut dapat dilihat dalam diagram T-s pada gambar 2.13. Air memasuki pompa pada state pada  state 1  1 dengan fasa saturated fasa saturated liquid  dan  dan dikompresi secara isentropik ke tekanan operasi boiler. Temperatur air meningkat selama proses kompresi isentropik ini. Air masuk ke dalam boiler dengan fasa compressed liquid   pada  state   state  2 dan keluar dengan fasar superheated steam pada state 3. Boiler  3. Boiler  pada  pada dasarnya adalah penukar panas besar di mana panas yang berasal dari gas pembakaran, reaktor nuklir, atau sumber lain ditransfer ke air dalam tekanan konstan. Boiler  konstan.  Boiler , bersama dengan bagian yang disebut  super-heater , sering disebut sebagai generator uap. Superheated steam pada steam pada state 3 masuk ke dalam tubrin, di mana ia mulai melakukan ekspansi dan menghasilkan kerja dengan memutar poros yang terhubung ke generator listrik. Tekanan dan temperatur steam menurun selama proses ini ke nilai di state 4, di mana uap memasuki kondensor. Pada kondisi ini, uap biasanya merupakan saturated mixture dengan kualitas (x) tinggi. Pada kondensor, terjadi pelepasan panas ke media pendingin seperti danau, sungai, atau atmosfer. Uap meninggalkan kondensor sebagai  saturated liquid  dan  dan memasuki  pompa (kembali ke state ke state 1) .

Gambar 2.13 Diagram T-s Siklus Rankine Ideal [2] Untuk mencari nilai property termodinamika seperti entalpi dan entropi, digunakan tabel  properti termodinamika. Namun, terdapat kemungkinan dimana nilai temperatur maupun tekanan yang digunakan dalam perhitungan tidak terdapat pada tabel termodinamika. Untuk itu, perlu dilakukan interpolasi menggunakan rumus yang dapat dilihat dalam persamaan 1.

,-,.  0 1-1.   ,/-,. 1/ -1.

(1)

%)

Dimana : x = variabel yang diketahui yang berhubungan dengan nilai nilai y. Variabel ini nilainya berada diantara

!" !$ %" %$

!" !$  dan

.

 = variabel yang nilainya lebih kecil dari x.  = variabel yang nilainya lebih besar dari x.

y = variabel yang dicari dengan nilai yang berada di antara  = variabel yang nilainya ditentukan oleh  = variabel yang nilainya ditentukan oleh

!" !$

%" %$2  dan

. .

Jika fasa fluida adalah campuran, perlu digunakan persamaan 2 untuk mendapatkan kualitas.

45.6#7/89:; ! 0 3-334<5.6# 7/89:;

 

(2)

2.6 Segitiga Kecepatan

="> ?">

Uap masuk ke bagian sudu turbin melalui nozel dengan kecepatan absolut ( yang dapat dilihat pada gambar 2.14. Uap tersebut masuk dengan sudut tertentu (

 seperti

. Akibat

rotasi, kecepatan uap yang masuk memiliki arah dan nilai yang berbeda. Kecepatan tersebut disebut kecepatan masuk uap realatif (

@">

, dan arahnya disebut dengan sudut masuk uap (

A">

.

Gambar 2.14 Ilustrasi Masuknya Uap ke Dalam Turbin [ 1]  Nilai kecepatan absolut didapatkan dengan menggunakan menggunakan persamaan 3.

=" 0 BB#C ! DEF>G#H =" EF

 

(3)

Dimana :

 = kecepatan absolut uap yang masuk (m/s)  = perbedaan entalpi antara inlet state dengan outlet state (kJ/kg) state (kJ/kg)

%*

Untuk mendapatkan nilai dari komponen kecepatan serta sudutnya, digunakan segitiga kecepatan pada gambar 2.15.

Gambar 2.15 Segitiga Kecepatan dari Kecepatan Masuknya Uap ke Dalam Tur bin [1]

Dari kecepatan segitiga tersebut, nilai kecepatan masuk uap relatif didapatkan dengan menggunakan persamaan 4.

@" 0 I D=D=">$ J DK>$ L M ! K ! =" ! NOP ?" =" ?" Q

(4)

Dimana :

 = kecepatan absolut uap yang masuk (m/s)

U = kecepatan sudu turbin (m/s)

 = sudut masuk uap dengan kecepatan absolut ( )

Dapat dilihat juga terdapat U pada segitiga kecepatan yang merupakan kecepatan dari sudu turbin. Nilai U dapat diketahui dengan melakukan perhitungan menggunakan persamaan 5.

K 0 R ,UGS , T

(5)

Dimana : D = diameter rata-rata turbin (m)  N = kecepatan putar turbin (rpm) Dan nilai nilai sudut masuk uap dengan dengan kecepatan relatif

diperoleh dengan dengan menggunakan menggunakan

 persamaan 6.

PVWA" 0 YX.. ! PVW?"

 

(6)

Dimana :

=" @" ?"

 = kecepatan absolut uap yang masuk (m/s)  = kecepatan uap masuk relatif (m/s)

Q

 = sudut masuk uap dengan kecepatan absolut ( )

Jika sudu turbin merupakan sudu simetris maka sudut keluar dengan kecepatan relatif akan sama dengan sudut masuk dengan kecepatan relatif. %+

Akibat adanya kehilangan kecepatan dalam pergerakan uap di bagian sudu turbin, maka

@$ >

kecepatan keluar uap relatif (

  memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan

kecepatan masuk uap relatif. Nilainya didapatkan dengan hubungan hubungan dalam persamaan 7.

@$ 0 Z ! @" Z =$ 0 I D@D@$>$ J DK>$ L M ! K ! @$ ! NOP ?" @$ A$ Q , dimana

merupakan konstanta dengan nilai 0,8

(7)

 Nilai kecepatan absolut keluaran dapat juga didapatkan dengan menggunakan persamaan 8. (8)

Dimana :

 = kecepatan keluar uap relatif (m/s)

 = sudut keluar uap dengan kecepatan relatif relati f ( )

2.7 Efisiensi Termal

Efisiensi termal dari turbin uap diperoleh dengan membandingkan nilai energi mekanik yang dihasilkan turbin dengan energi kinetik yang berasal dari uap yang masuk melalui nozel. Persamaan efisiensi termal yang digunakan terdapat dalam persamaan 9.

[\+ 0 ]]^( !_``a

 

(9)

Energi kinetik didapatkan dari persamaan 10.

/d$2,2efgh"i b^ 0 X./c"-,$GGG ="

 

(10)

Dimana :

 = kecepatan absolut uap yang masuk (m/s)

x=

j X.

Energi mekanik didapatkan dengan persamaan 11.

2efgh"-, /i b( 0 X./ c$2,"GGG

 

(11)

2.8 Efisiensi Internal

Efisiensi internal adalah hubungan antara kerja yang bermanfaat dengan kerja teoritis. Efisiensi

[k)

internal dari turbin uap diperoleh dengan membandingkan nilai efisiensi efektif relatif ( dengan efisiensi mekanik (

[(

)

). Nilai kedua efisiensi ef isiensi tersebut didapatkan dengan menggunakan

grafik hubungan antara daya listrik dengan efisiensi efektif relati f pada gambar 2.16 dan grafik hubungan antara daya listrik dengan efisiensi mekanik pada gambar 2.17. Nilai efisiensi internal didapatkan dengan menggunakan persamaan 12.

[lm\)kmno 0 ppsqr !_``a

 

(12)

%,

Gambar 2.16 Grafik daya listrik-Efisiensi Efektif Relatif Turbin [1]

Gambar 2.17 Grafik daya listrik-Efisiensi Mekanik Tur bin [1]

2.9 Generator 2.9.1 Pengertian Generator

Generator  Generator  atau   atau disebut generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, tapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik %-

eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang menciptakan aliran air tapi tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melakui sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, sumber energi mekanik yang lain. Generator bekerja berdasarkan Hukum Faraday yakni apabila suatu penghantar diputarkan didalam sebuah medan magnet sehingga memotong garis garis gaya magnet maka  pada ujung penghantar tersebut akan menimbulkan GGL (Garis Gaya Listrik) yang mempunyai satuan volt. Generator yang digunakan di section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam dapat dilihat pada gambar 2.18.

2.9.2 Jenis-Jenis Generator

a) Jenis generator berdasarkan letak kutubnya. •

Generator Kutub Dalam; mempunyai medan magnet pada rotor.

•

Generator Kutub Luar; mempunyai medan magnet pada stator.

 b) Jenis generator berdasarkan putaran medan. •

Generator sinkron.

•

Generator asikron.

c) Jenis generator berdasarkna jenis arus ar us yang dihasilkan. •

Generator arus searah (AC).

•

Generator arus bolak balik (DC).

d) Jenis generator berdasarkan fasanya. •

Generator satu fasa.

•

Generator tiga fasa.

e) Jenis generator berdasarkan bentuk rotornya. •

Generator rotor kutub menonjol, biasa digunakan dalam rpm rendah seperti PLTA dan PLTD.

&.

•

Generator rotor kutub rata (silindris), (silindris) , biasa digunakan dalam rpm tinggi seperti PLTU dan PLTG.

Gambar 2.18 Generator di Section 738 PT. Ecogreen Oleohemicals Batam

2.9.3 Bagian-Bagian Generator

a) Bagian Stator •

Inti stator. Bentuknya berupa cincin laminasi-laminasi yang diikat serapat mungkin untuk menghindari rugi-rugi arus eddy. Pada inti ini terdapat slot-slot untuk untuk menempatkan konduktor dan untuk mengatur arah medan magnetnya.

•

Belitan stator. Belitan stator adalah bagian stator yang terdiri dari beberapa  batang konduktor yang terdapat di dalam slot-slot dan ujung-ujung kumparan. Masing-masing slot dihubungkan untuk mendapatkan tegangan induksi.

•

Alur stator. Alur stator adalah bagian stator yang berperan sebagai tempat  peletakan belitan stator.

•

Rumah stator. Rumah stator adalah bagian stator berbentuk silinder yang umumnya terbuat dari besin tuang. Bagian belakang dari rumah stator ini  biasanya memiliki sirip-sirip sebagai alat bantu dalam proses pendinginan.

 b) Bagian Rotor •

Inti kutub

•

Kumparan medan Pada bagian inti kutub terdapat poros dan inti rotor yang memiliki fungsi

sebagai jalan atau jalur fluks magnet yang dibangkitkan oleh kumparan medan. Pada

&%

kumparan medan ini juga terdapat dua bagian, yaitu bagian penghantar sebagai jalur untuk arus pemacuan dan bagian yang diisolasi. Isolasi pada bagian ini harus benar benar baik dalam hal kekuatan mekanisnya, ketahanannya akan suhu yang tinggi dan ketahanannya terhadap gaya sentrifugal yang besar. Konstruksi rotor untuk generator yang memiliki nilai putaran relatif tinggi  biasanya menggunakan konstruksi rotor dengan kutub silindris dan jumlah kutubnya relatif sedikit (2, 4, 6). Konstruksi ini dirancang tahan terhadap gaya-gaya yang lebih  besar akibat putaran yang tinggi. Untuk putaran generator yang relatif rendah atau sedang (kurang dari 1000 rpm), dipakai konstruksi rotor dengan kutub menonjol dengan jumlah kutub-kutub yang relatif banyak. Pada prinsipnya, salah satu dari penghantar atau kutub-kutub kutub-kutub ini dibuat sebagai  bagian yang tetap sedangkan bagian-bagian bagian-bagian yang lainnya dibuat sebagai bagian yang  berputar.

&&

BAB III STUDI KASUS DAN ANALISIS

3.1 Operasional Turbin Uap PT. Ecogreen Oleochemicals Batam 3.1.1 Proses Konversi Energi pada Turbin

Turbin menggunakan high pressure steam  steam  dari boiler sebagai fluida kerjanya. Uap tersebut mengalir dari boiler melewati Main melewati  Main Stop Valve (MSV). Valve  (MSV). Setelah melewati MSV, uap mengalir ke turbin melalui  melalui  Governor Valve  Valve  (GV) pada Governor . Governor   merupakan komponen pembantu turbin yang memiliki peran sebagai pengatur laju aliran uap yang masuk ke dalam turbin. Setelah uap melewati GV, uap melewati nozel sebelum masuk ke bagian sudu turbin. Pada nozel, energi potensial uap berubah menjadi energi kinetik yang kemudian menabrak sudu turbin. Pada sudu turbin terjadi konversi energi dari energi kinetik menjadi energi mekanik yang memutar poros turbin. Kemudian dihasilkan daya pada poros turbin. Poros turbin kemudian mentransmisikan daya ke poros generator. Dengan induksi elektromagnetik, daya yang ditransmisikan ke poros generator menghasilkan energi listrik. Generator bekerja  berdasarkan Hukum Faraday, yaitu jika suatu penghantar diputarkan didalam sebuah medan magnet sehingga memotong garis garis gaya magnet maka pada ujung penghantar tersebut, maka akan menimbulkan GGL GGL (Garis Gaya Listrik). Listrik). Setelah energi kinetik uap dikonversikan menjadi energi mekanik, uap tersebut keluar dari turbin dalam fasa  saturated mixture yang mixture yang kemudian didinginkan oleh kondensor untuk kembali ke deaerator  sebagai feedwater   sebagai feedwater  untuk  untuk boiler . Uap tersebut didinginkan oleh Induced oleh  Induced Cooling Water  (ICW)  (ICW) yang diatur oleh cooling water system. system.

3.1.2 Sistem Pembantu Turbin

1.  Lube Oil System  Lube Oil System  System  berperan dalam proses pelumasan sistem turbin.  Lube Oil System memiliki System memiliki 3 buah pompa yaitu High yaitu  High Pressure Oil Pump Pump ( HP Oil HP Oil Pump), Pump), AC Oil  Pump,  Pump, dan DC Oil Pump yang masing-masing dapat dilihat pada gambar 3.2 dengan urutan dari kiri ke kanan. Pada  start awal, yang bekerja adalah HP Oil Pump. Pump. HP Oil  Pump mengalirkan minyak pelumas dari oil tank (gambar 3.1) ke bearing yaitu back bearing, middle bearing, dan front dan  front bearing  pada   pada turbin dan generator. Selain itu, HP Oil Pump juga Pump  juga membantu  Main Oil Pump mencapai Pump  mencapai tekanan tertentu (0,72 MPa~0,8

&'

MPa). Ketika tekanan tersebut tercapai, HP Oil Pump digantikan Pump digantikan kerjanya oleh Main oleh  Main Oil Pump. Pump.

Gambar 3.1 Oil tank 

Gambar 3.2 HP Oil Pump, Pump, AC Oil Pump, Pump, dan DC Oil Pump

Minyak pelumas berasal dari oil tank . Minyak pelumas tersebut mengalir ke oil cooler  untuk   untuk diturunkan temperaturnya, sebelum mengalir ke oil filter  untuk   untuk disaring agar minyak pelumas tidak membawa kotoran yang berbahaya bagi bearing . Setelah melalui oil filter , minyak pelumas mengalir ke bearing untuk proses pelumasan. Setelah itu, minyak pelumas dengan temperatur lebih tinggi mengalir ke oil tank , dan mengulang siklus. Selain untuk melumasi bearing , minyak pelumas juga ada yang dialirkan ke control oil box yang berperan dalam sistem hidrolik untuk  governor  dan   dan  juga Main  juga Main Stop Valve pada Valve pada turbin. Fungsi AC oil pump menyerupai pump menyerupai Main  Main Oil Oil Pump, Pump, namun hanya digunakan pada saaat shutdown saaat shutdown.. Pada saat shutdown saat  shutdown,, turbin tidak beroperasi sehingga Main sehingga  Main Oil Pump

&(

tidak bekerja. AC oil pump  juga hanya bekerja untuk melumasi bearing , tidak mengalirkan minyak pelumas ke control oil box. box. Fungsi DC oil pump juga pump juga hanya untuk memompa minyak pelumas ke bearing  namun perbedaannya terdapat pada waktu penggunaannya. DC oil pump  pump  digunakan ketika terjadi blackout .

2. Cooling Water System Cooling water system merupakan sistem yang berperan dalam proses  pendinginan. Komponen yang digunakan antara lain cooling fan (gambar 3.3) , basin, dan ICW dan ICW pump (gambar 3.4). Induced 3.4). Induced Cooling Water  (ICW)  (ICW) dipompa oleh ICW oleh  ICW pump dan dialirkan ke kondensor untuk kondensasi, oil cooler  pada   pada lube oil system untuk mendinginkan minyak pelumas dari oil tank , dan air cooler generator   untuk mendinginkan udara yang kemudian akan mendinginkan generator. Setelah itu,  ICW dengan temperatur yang lebih tinggi akan dialirkan kembali untuk didinginkan oleh cooling fan, fan, dan mengulang siklus.

Gambar 3.3 Cooling Fan

Gambar 3.4 ICW 3.4 ICW Pump

&)

3. Vacuum System Vacuum system menggunakan komponen yang dinamakan ejector   (gambar 3.5).  Ejector terdiri dari start-up dari  start-up ejector  dan   dan main ejector . Start-up ejector  berperan dalam mendapatkan kondisi vacuum sebelum turbin beroperasi. Sedangkan main ejector  berperan  berperan dalam mencapai dan menjaga kondisi vacuum saat vacuum saat turbin beroperasi. Keadaan vacuum perlu vacuum perlu dicapai agar tidak terjadi back pressure. pressure.

Gambar 3.5 Ejector  3.5 Ejector 

3.1.3 Persiapan Sebelum Start  Sebelum Start  Turbin  Turbin

1. Sebelum memulai, pemeriksaan menyeluruh dan ketat harus dilakukan. a) Periksa apakah sistem uap dan air, sistem sirkuit pelumas, dan sistem drainase  berada dalam keadaan normal.  b) Periksa untuk memastikan bahwa semua pengukuran instrumen harus tepat dan normal; c) Periksa bahwa semua bagian harus lengkap, fleksibel dalam bagian yang berputar, dan tanpa klip. Semua sekrup harus dikencangkan. Mulai memutar gigi untuk mendengarkan dengan saksama, periksa untuk memastikan bahwa tidak ada gesekan. d) Periksa apakah sistem kondensasi dalam kondisi normal. e) Periksa bahwa sistem pengatur berada pada posisi yang benar, dan emergency  governor pilot valve sedang valve sedang dalam kondisi tripping . 2. Pipa pemanas dan drainase. &*

a) Buka katup isolasi sedikit, pertahankan tekanan dalam pipa agar nilainya sekitar 0,25Mpa. Dalam memanaskan pipa, kecepatan kenaikan temperatur adalah

t

5~10 /menit  b) Temperatur dinding dalam pipa mencapai 130~140

t

, dan tingkatkan tekanan

 bagian dalam pipa dengan laju 0,25Mpa / menit menit hingga nilai yang ditentukan. Ketika memulai pemanasan pipa, katup drainase harus dibuka sebanyak mungkin untuk melepaskan kondensat dengan tepat waktu, dan kemudian katup drainase harus ditutup secara bertahap dengan temperatur yang lebih tinggi dari dinding pipa dan tekanan yang lebih tinggi dari bagian dalam pipa, untuk hindari kebocoran uap dalam jumlah besar. Yang perlu diperhatikan selama pemanasan pipa: •

Benar-benar mencegah kebocoran uap ke dalam casing   dan menyebabkan deformasi rotor.

•

Perbedaan temperatur setiap bagian pipa seperti flensa dan baut, dll, seharusnya tidak terlalu besar.

•

Temperatur dinding pipa tidak boleh kurang dari temperatur saturasi di bawah tekanan yang sesuai. Selama pemanasan pipa, siklus pompa air harus dimulai terlebih dahulu, dan kemudian tambahkan air ke kondensor, mulai pompa kondensat dan buka katup daur ulang, sehingga kondensat dapat bersirkulasi di antara ekstraktor dan kondensor, setelah itu, buka lagi katup uap umum ekstraktor utama dan extractor awal untuk memanaskan pipa.

3. Mulai siklus pelumasan untuk mengetahui jika ada sesuatu yang tidak normal. 4. Memulai sistem kondensasi, untuk mengetahui jika ada sesuatu yang tidak normal pada sistem hampa udara.

3.1.4 Starting 3.1.4 Starting

1. Memulai gigi berputar, jaga kondisi putaran dan perhatikan gesekan. 2. Menutup emergency governor pilot valve. valve. 3. Pemanasan turbin selama kecepatan rendah. Setelah menyelesaikan drainase pemanas  pipa, tutup katup drainase. Turbin pemanasan kecepatan rendah secara bertahap dilakukan ketika vakum mencapai -0.066~-0.053MPa (g) merkuri, kecepatan tetap sekitar 600r/min dan pertahankan selama 20~30 menit. Perhatikan bahwa temperatur

&+

minyak pelumas harus berada pada

uvLB`t

, dan seharusnya tidak dimulai dan

ditingkatkan kecepatannya jika temperatur minyak pelumas terlalu rendah. 4. Meningkatkan kecepatan. a)

Setelah turbin uap beroperasi secara normal, kelancaran dapat dipercepat ketika kecepatan mendekati kecepatan kritis (2000r/min). ( 2000r/min).

 b)

Regulasi katup dikendalikan oleh pengatur kecepatan, dan meningkatkan kecepatan ke nilai yang ditentukan.

c)

Set awal untuk turbin yang baru terinstalasi atau setelah perbaikan harus melakukan tes menekan tangan pada emergency governor pilot valve dalam kecepatan yang lebih rendah. Juga perlu dilakukan pengujian kecepatan berlebih  jika dibutuhkan. Setelah emergency stop valve  valve  dibuka sepenuhnya, operasikan regulator WOODWARD 505E untuk meningkatkan kecepatan turbin hingga emergency governor acts dan acts dan emergency stop valve tertutup. Emergency tertutup. Emergency governor  pilot valve ditutup valve ditutup lagi dan regulator digunakan untuk membiarkan kecepatan ke nilai yang ditentukan ketika kecepatan lebih rendah dari 2900r/min.

d)

Periksa untuk melihat jika operasi normal dan vakum mencapai ke nilai yang ditentukan.

3.1.5 Turbin dengan Beban

1. Meningkatkan kecepatan beban sekitar 100 kW/min ke beban penuh. 2. Periksa untuk melihat apakah sistem pengatur beroperasi dengan benar, periksa keterbukaan secondary keterbukaan  secondary oil press dan oil dan oil relay dan relay dan untuk melihat apakah beban cocok satu sama lain. 3. Periksa turbin uap untuk mengetahui jika suara, getaran, perpindahan aksial, bantalan doron, temperatur bantalan, perbedaan ekspansi, kecepatan kenaikan temperatur uap dan logam serta perbedaan temperatur berada ber ada dalam keadaan normal. 3.1.6 Pemberhentian Turbin Normal

1. Turbin dapat dimatikan atau diberhentikan hanya ketika beban secara bertahap  berkurang, pompa minyak pelumas harus diuji untuk memulai sebelum melepaskan  beban, dan kecepatannya tidak boleh lebih dari 100 100 kW/mnt. 2. Tekan tangan pada emergency governor pilot valve dan valve dan emergency close valve. 3. Ketika tekanan pelumas kurang dari 0,08 MPa, pompa pelumas tambahan dapat dinyalakan.

&,

4. Catat inert running time. time. 5. Buka katup yang memasok uap ke kelenjar, tutup katup yang menyuplai uap setelah kecepatan mencapai kecepatan kritis. 6. Buka casing  dan  dan katup drainase dari pipa uap utama. 7. Tutup ekstraktor (pertama tutup katup penghenti ekstraksi) setelah mematikan t urbin. 8. Memutar gigi tepat waktu sampai turbin uap mendingin.

t

9. Ketika temperatur casing  belakang  belakang lebih rendah dari 50 , tutup sirkulasi air; 10. Ketika temperatur minyak pelumas yang kembali lebih rendah dari 45

t

, tidak perlu

lagi diberikan minyak pelumas. 3.1.7 Pemberhentian Turbin Darurat

Set turbin harus dimatikan jika terjadi ter jadi kondisi sebagai berikut : 1. Kecepatan set turbin lebih dari 12% dari nilai yang ditentukan. 2. Set turbin tiba-tiba mengalami getaran keras atau suara logam di dalamnya terdengar dengan jelas. 3. Ada percikan di dalam kelenjar aksial dari set turbin. 4. Salah satu bantalan dari set turbin kekurangan minyak pelumas atau mengeluarkan asap. 5. Set turbin tidak menutup secara otomatis saat temperatur bantalan minyak pelumas

t

lebih dari 75  atau perpindahan aksial melebihi 0,7 mm. 6. Keselamatan operasional turbin akan terancam jika j ika sistem pengaturan minyak pelumas  pada turbin uap terbakar dan tidak bisa cepat padam. 7. Ketinggian minyak pelumas dari tangki minyak jatuh ke nilai batas bawah dan alasannya tidak jelas. 8. Uap utama atau pipa pasokan air rusak dan mengancam keamanan set turbin. 3.1.8 Perawatan Turbin

Set turbin harus dimatikan jika terjadi ter jadi kondisi sebagai berikut : 1. Kecepatan set turbin lebih dari 12% dari nilai yang ditentukan. 2. Set turbin tiba-tiba mengalami getaran keras atau suara logam di dalamnya terdengar dengan jelas. 3. Ada percikan di dalam kelenjar aksial dari set turbin.

&-

4. Salah satu bantalan dari set turbin kekurangan minyak pelumas atau mengeluarkan asap. 5. Set turbin tidak menutup secara otomatis saat temperatur bantalan minyak pelumas

t

lebih dari 75  atau perpindahan aksial melebihi 0,7 mm. 6. Sistem pengaturan minyak pelumas pada turbin uap terbakar dan tidak bisa cepat  padam. 7. Ketinggian minyak pelumas dari tangki minyak jatuh ke nilai batas bawah dan alasannya tidak jelas. 8. Uap utama atau pipa pasokan air rusak dan mengancam keamanan set turbin.

'.

3.2 Perhitungan dan Analisis Data dari Section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam 3.2.1 Data dari Desain Turbin

Berikut merupakan data desain unit 738 Steam Turbine Set  PT.  PT. Ecogreen Oleochemicals. 1. Umum : a. Jumlah unit

: 1 (satu)

 b. Bahan bakar utama Boiler

: Batu bara

c. Bahan bakar awal Boiler

: Solar

2. Turbin a. Kecepatan putaran

: 3000 rpm

 b. Arah putar

: Searah jarum jam

c. Tekanan uap masuk turbin

: 4,9 ± 0,1 MPa

d. Temperatur uap masuk turbin : 470°C e. Tekanan uap keluar turbin

: 0,01 MPa

f. Diameter rata-rata turbin

:1m

g. Sudut masuk mutlak turbin

: 25°

3. Generator a. Listrik yang dihasilkan

: 15 MW

3.2.2 Perhitungan Efisiensi Termal Menggunakan Data Desain

Diketahui :

'lm> wlm> 'xy\>

•

Tekanan uap yang masuk ke turbin (

: 4,9 MPa

•

Temperatur uap yang masuk ke turbin (

: 470

•

Tekanan uap yang keluar dari turbin (

: 0,01 MPa

•

Listrik yang dihasilkan

: 15 MW

t

Ditanya : •

Efisiensi termal

Jawab : Untuk menentukan efisiensi termal, diperlukan nilai entalpi pada inlet dan outlet state turbin. A. Mencari entalpi uap pada tekanan 4,9 MPa dengan temperatur 470 state). state).

Tekanan uap 4,9 MPa dan temperatur 470

t

(inlet

t

  tidak ditemukan dalam tabel properti

 superheated vapor , sehingga perlu dilakukan interpolasi menggunakan persamaan 1. Tekanan yang digunakan dalam proses interpolasi yaitu 4,5 MPa dan 5,0 MPa karena

'%

tekanan uap masuk ke turbin berada diantara 4,5 MPa dan 5,0 MPa. Sedangkan untuk temperatur, nilai yang digunakan yaitu 450

t

 dan 500

t

.

Interpolasi perlu dilakukan secara bertahap. Pertama, dilakukan interpolasi untuk mencari nilai entalpi uap dengan tekanan 4,9 MPa pada temperatur 450

t

. Kemudian

dilanjutkan dengan interpolasi untuk mencari nilai ental pi uap dengan tekanan 4,9 MPa

t2

 pada temperatur 500

  Dan yang terakhir, dilakukan interpolasi untuk mencari nilai  Dan

entalpi uap dengan temperatur 470

t

 pada tekanan 4,9 MPa.

1. Interpolasi untuk mencari nilai entalpi uap dengan tekanan 4,9 MPa pada temper atur

t F5z{|#} ~zn •€{|HGt >

450  (

x = 4,9 MPa

!" !$

 = 4,5 MPa  = 5,0 MPa

t t t

y = entalpi uap dengan tekanan 4,9 MPa pada temperatur 450

%" %$ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DB#…LB#v>†'‡ 0   D% LuuMB#M> ‚„ƒ Dv#`LB#v>†'‡ Duu_C#MLuuMB#M> ‚„ƒ % 0 uu_ˆ#‰ ‚„ƒ Š5‹{Œ# Ž‹ •{Œ‘’t ““”#– —˜„—™

 = entalpi uap dengan tekanan 4,5 MPa pada temperatur 450  = 3324,2  = entalpi uap dengan tekanan 5,0 MPa pada temperatur 450  = 3317,2

‚„ƒ ‚„ƒ

=

2. Interpolasi untuk mencari nilai entalpi uap dengan tekanan 4,9 MPa pada temper atur

t F5z{|#} ~zn •€{HGGt >

500  (

x = 4,9 MPa

!" !$

 = 4,5 MPa  = 5,0 MPa

t t t

y = entalpi uap dengan tekanan 4,9 MPa pada temperatur 500

%" %$

 = entalpi uap dengan tekanan 4,5 MPa pada temperatur 500  = 3440,4  = entalpi uap dengan tekanan 5,0 MPa pada temperatur 500  = 3434,7

‚„ƒ ‚„ƒ '&

! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DB#…LB#v>†'‡ 0   D% LuBB`#B> ‚„ƒ Dv#`LB#v>†'‡ DuBuB#CLuBB`#B> ‚„ƒ % 0 uBuv#ˆB ‚„ƒ Š5‹{Œ# Ž‹ •{‘’’t ““”#– —˜„—™ =

3. Interpolasi untuk mencari nilai entalpi uap dengan temperatur 470

F5€{|šGt • z{|#} ~zn > t t t

t

 pada tekanan

4,9 MPa ( x = 470

!" !$

 = 450

 = 500

t t t

y = entalpi uap dengan temperatur 470  pada tekanan 4,9 MPa

%" %$ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DBC`LBv`>t 0   D%Luu_ˆ#‰> ‚„ƒ Dv``LBv`>t DuBuv#ˆBLuu_ˆ#‰> ‚„ƒ % 0 uu‰v#B…‰ ‚„ƒ Š5{Œ›’t • ‹{Œ# Ž‹ ““–‘#Œ– —˜„—™ Flm Šœ ““–‘#Œ– —˜„—™  = entalpi uap dengan temperatur 450

 = entalpi uap dengan temperatur 500

 dan tekanan 4,9 MPa =  dan tekanan 4,9 MPa =

uu_ˆ#‰ ‚„ƒ uBuv#ˆB ‚„ƒ

=

Entalpi uap pada tekanan 4,9 MPa dengan temperatur 470

 pada inlet state turbin state turbin (

t

 disebut dengan entalpi uap

).

=

B. Mencari entropi uap pada inlet state turbin.

Dengan asumsi bahwa di dalam turbin terjadi proses ekspansi isentropik, maka diketahui bahwa nilai entropi pada inlet   dan outlet state adalah sama. Untuk itu,

''

diperlukan nilai entropi  state inlet/outlet   untuk menentukan nilai entalpi pada outlet  state.  state. Tekanan uap 4,9 MPa dan temperatur 470

t

  tidak ditemukan dalam tabel properti

 superheated vapor , sehingga perlu dilakukan interpolasi menggunakan persamaan 1. Tekanan yang digunakan dalam proses interpolasi yaitu 4,5 MPa dan 5,0 MPa karena tekanan uap masuk ke turbin berada diantara 4,5 MPa dan 5,0 MPa. Sedangkan untuk temperatur, nilai yang digunakan yaitu 450

t

 dan 500

t

.

Interpolasi perlu dilakukan secara bertahap. Pertama, dilakukan interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan tekanan 4,9 MPa pada temperatur 450

t

. Kemudian

dilanjutkan dengan interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan tekanan 4,9 MPa

t2

 pada temperatur 500

  Dan yang terakhir, dilakukan interpolasi untuk mencari nilai  Dan

entropi uap dengan temperatur 470

t

 pada tekanan 4,9 MPa.

1. Interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan tekanan 4,9 MPa pada temperatur

t ž5z{|#} ~zn •€{|HGt >

450  (

x = 4,9 MPa

!" !$

 = 4,5 MPa  = 5,0 MPa

t t t

y = entropi uap dengan tekanan 4,9 4,9 MPa pada pada temperatur 450 450

%" %$ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DB#…LB#v>†'‡ 0   D% L‰#ˆCC`> ‚„ ƒ2Ÿ Dv#`LB#v>†'‡ D‰#ˆM_`L‰#ˆCC`> ‚„ ƒ2Ÿ % 0 ‰#ˆuMM ‚„ ƒ2Ÿ 5‹{Œ# Ž‹ •{Œ‘’t –#“¡¡ —˜„ —™2¢

 = entropi uap dengan tekanan 4,5 MPa pada temperatur 450  = 6,8770  = entropi uap dengan tekanan 5,0 MPa pada temperatur 450  = 6,8210

‚„ ƒ2Ÿ ‚„ ƒ2Ÿ

=

2. Interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan tekanan 4,9 MPa pada temperatur

t F5z{|#} ~zn •€{HGGt >

500  (

x = 4,9 MPa

!"

 = 4,5 MPa

'(

!$

 = 5,0 MPa

t t t

y = entropi uap dengan tekanan 4,9 4,9 MPa pada pada temperatur 500 500

%" %$ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DB#…LB#v>†'‡ 0   D% LC#`uMu> ‚„ ƒ2Ÿ Dv#`LB#v>†'‡ D‰#…Cˆ_LC#`uMu> ‚„ ƒ2Ÿ % 0 ‰#…ˆˆ…B ‚„ ƒ2Ÿ 5‹{Œ# Ž‹ •{‘’’t –#Œ —˜„ —™2¢

 = entropi uap dengan tekanan 4,5 MPa pada temperatur 500  = 7,0323  = entropi uap dengan tekanan 5,0 MPa pada temperatur 500  = 6,9781

‚„ ƒ2Ÿ ‚„ ƒ2Ÿ

=

3. Interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan temperatur 470

F5€{|šGt • z{|#} ~zn > t t t

t

 pada tekanan

4,9 MPa ( x = 470

!" !$

 = 450

 = 500

t t t

y = entalpi uap dengan temperatur 470  pada tekanan 4,9 MPa

%" %$ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DBC`LBv`>t 0   D%L‰#ˆuMM > ‚„ ƒ2Ÿ Dv``LBv`>t D‰#…ˆˆ…B …ˆˆ…BLL ‰#ˆuMM ˆuMM > ‚„ ƒ2Ÿ % 0 ‰#ˆ…Bˆ…‰ ‚„ ƒ2Ÿ 5{Œ›’t • ‹{Œ# Ž‹ –#Œ– —˜„ —™2¢ 5{Œ›’t • ‹{Œ# Ž‹ £œ 0 £¤¥¦  = entalpi uap dengan temperatur 450

 = entalpi uap dengan temperatur 500

 dan tekanan 4,9 MPa =  dan tekanan 4,9 MPa =

‰#ˆuMM ‚„ ƒ2Ÿ ‰#…ˆˆ…B ‚„ ƒ2Ÿ

=

=

C. Mencari entalpi uap pada outlet state turbin.

')

§xy\ 0 §lm 0 ‰#ˆ…Bˆ…‰ ‚„ ƒ2Ÿ Keluaran turbin memiliki fasa mixture  mixture  sehingga perlu dicari kualitas uap untuk mendapatkan nilai entalpi pada outlet state  state  turbin. Nilai entropi didapatkan dengan menggunakan persamaan 2, dan dengan melihat tabel saturated tabel  saturated water .

ž¨5"G^zn ! 0 ž žL¨©5"G^zn ‚„ ƒ2Ÿ   D > ‰# ˆ …Bˆ…‰ L`# ‰ B…M ! 0 C#B……‰ ‚„  ƒ2Ÿ ! 0 `#ˆuMˆ`uˆˆM… Fxy\ 0 F¨5"G^zn J!  J !2F¨©5"G^zn Fxy\ 0 D_…_2ˆ_J `#ˆuMˆ`uˆˆM…2Mu…M#_> ‚„ƒ Fxy\ 0 M_ˆu#…‰`_‰ˆ ‰`_‰ˆ ‚„ƒ Š¤¥¦ 0 ¡”“#–’ —˜„—™

D. Mencari Efisiensi Termal dan Efisiensi Internal

1. Kecepatan Absolut Masuk Uap Koefisien kecepatan nozel dapat diambil, untuk nozel yang dicor kasar, sama dengan 0,93 hingga 0,94. Untuk nozel yang dicor dan mengalami proses pemesinan secara menyeluruh nilainya 0,95 hingga 0,96, dan untuk nozel yang dihaluskan dengan halus nilainya 0,96 hingga 0,97 [1]. Untuk turbin uap yang digunakan di section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam, nozel turbin memiliki koefisien kecepatan 0,95.

=" 0 Ÿªb«¬ž¬b Ÿªb«¬ž¬b Ÿb®b¯‡°‡ Ÿb®b¯‡°‡ ±ª²b³ ! ´BB#C ! I DEF> µ =" 0 `#…v ! ´BB#C ! I DFlm L Fxy\> µ =" 0 `#…v ! ´BB#C ! ¶·uu‰v#B…‰ B…‰ ‚„ƒ L M_ˆu#…‰` ‚„ƒ¸ µ =" 0 _Bv…#‰‰…Cv ¹ž º” 0 ”Œ‘#–›’ » '*

2. Kecepatam Blade Kecepatam Blade

K 0 ¼ ! ‰`½ ! ± K 0 ¼ ! _¹ !‰`u``` ¾¯¹ ¿ 0 ”‘›#’’ » 3. Kecepatan Masuk Uap Relatif

@" 0 I D=D=">$ J DK>$ L M ! K ! =" ! NOP ?" @" 0 I D_Bv…# D_Bv…#‰C` >$ J D_vC#`ˆ`>$ L M ! _vC#`ˆ` `ˆ` ! _Bv…# _Bv…#‰C` ‰C` !NOP ! NOPMvQ MvQ @" 0 _u_‰#C‰v_v À” 0 ”“”–#›–‘ » 4. Sudut Masuk Uap dengan Kecepatan Relatif

="  0 @" ž¬A" PVW?" ž¬A" 0 @="" !PVW?" A" 0 ž¬-"D@="" !PVW?"> _Bv…#‰C` ¹Áž !PVWMvQ> A" 0 ž¬-"D_u_‰# C‰v ¹Áž ” 0 ¡›#ŒQ

5. Sudut Keluar Uap dengan Kecepatan Relatif Asumsikan sudu Asumsikan sudu merupakan sudu simetris sehingga sudut keluar uap dengan kecepatan relatif sama dengan sudut masuk uap dengan kecepatan relatif.

¡ 0 ” 0 ¡›#ŒQ

6. Kecepatan Keluar Uap Relatif

@$ 0 ªb«¬ž¬b b®b¯‡°‡ b®b¯‡°‡ ª²b³ ! @" @$ 0 `#…v ! _u_‰#C‰v ¹Áž @$ 0 _Mv`#…M‰Cv ¹Áž À¡ 0 ”¡‘’#¡› ”¡‘’# ¡› »Á '+

7. Kecepatan Absolut Uap yang Keluar

=$ 0 ID@$>$ J DK>$ L M ! K ! @$ ! NOP A$ =$ 0 I D_Mv`# D_Mv`#…MC>$ J D_vC#`ˆ`>$ LM ! _vC#`ˆ` ! _Mv`#…MC !NOPMC#…BQ =$ 0 ___B#vˆ…`Cˆ ¹Áž º¡ 0 ”””Œ#‘ »Á 8. Energi Kinetik yang Dihasilkan Uap

$ D_ L ! $ J M2 !2NO = !2NOP ?_> " b^ 0 M```$ = "$ Ã_L· =K" ¸ JM2D =K" >2NOP?_Ä b^ 0 M``` $ ¹  _vC# ` ˆ`  _vC#`‰ˆ`C` >2NOPMvQÆ $ D_Bv…#‰C` ž > Å_L·_Bv…#‰C` ¸ JM2D__Bv…# b^ 0 M``` Ç— 0 ”¡–’#›Œ —™—˜ 9. Energi Mekanik yang Dihasilkan Turbin Tur bin

$ DM2!2NOP?_L! $> = " b( 0 _``` = " $  ·M2D= K" >2NOP?_LD= K" >$¸ b( 0 _``` $ ¹  _vC# ` ˆ`  _vC# ` ˆ` $ D_Bv…#‰C` ž > ÅM2D_Bv…#‰C` >2NOPMvQL·_Bv…#‰C` ¸ Æ b( 0 _``` Ç» 0 “’#“” —™—˜ 10. Efisiensi Termal Turbin

[\+ 0 bb(^ !_``a ‚ƒ  u…`# … u_ [\+ 0 _M‰`#CˆB ‚ !_``a ƒ [\+ 0 u_#``C a ',

ȦŠ 0 “”#’” “”# ’” a 3.2.3 Data yang Diperolah dari Control Room

1. Turbin a. Kecepatan putaran

: 3000 rpm

 b. Arah putar

: Searah jarum jam

c. Diameter rata-rata turbin

:1m

d. Sudut masuk mutlak turbin

: 25°

2. Data yang digunakan untuk perhitungan, seperti yang dapat dilihat pada tabel 3.1 dan tabel 3.2.

Tabel 3.1. Data Tekanan dan Temperatur Inlet Temperatur  Inlet State dari State dari Logsheet yang Digunakan Untuk Perhitungan

Tabel 3.2. Data Tekanan Outlet State dan State dan Daya Listrik yang dihasilkan dari Logsheet yang Digunakan Untuk Perhitungan

'-

Dari rata-rata harian pada tabel tabel 3.1 dan tabel 3.2, didapatkan nilai rata-rata keseluruhan untuk tekanan inlet state, tekanan  tekanan  outlet state, temperatur inlet state, state, dan daya listrik yang dihasilkan. Nilai rata-rata tersebut terdapat pada tabel 3.3.

Tabel 3.3 Nilai Rata-Rata dari Data yang Digunakan untuk Perhitungan  No. 1.

'lm D†'‡> wlm Dt> 'xy\ D†'‡> 4,987

462,177

Daya Output (MW)

0,0129

8,801

3.2.4 Perhitungan Efisiensi Termal Menggunakan Data dari Control Room

Diketahui :

'lm> wlm> 'xy\>

•

Tekanan uap yang masuk ke turbin (

: 4,987 MPa

•

Temperatur uap yang masuk ke turbin (

: 462,177

•

Tekanan uap yang keluar dari turbin (

: 0,0129 MPa

•

Listrik yang dihasilkan

: 8,801 MW

t

Ditanya : •

Efisiensi termal

Jawab : Untuk menentukan efisiensi termal, diperlukan nilai entalpi pada inlet dan outlet state turbin. A. Mencari entalpi uap pada tekanan 4,987 MPa dengan temperatur 462,177 (inlet state). state).

Tekanan uap 4,987 MPa dan temperatur 462,177 462,177

t

t

  tidak ditemukan dalam tabel

 properti  superheated vapor , sehingga perlu dilakukan interpolasi menggunakan  persamaan 1. Tekanan yang digunakan dalam proses proses interpolasi yaitu 4,5 MPa dan 5,0 MPa karena tekanan uap masuk ke turbin berada diantara 4,5 MPa dan 5,0 MPa. Sedangkan untuk temperatur, nilai yang digunakan yaitu 450

t

t t

 dan 500 .

Interpolasi perlu dilakukan secara bertahap. Pertama, dilakukan interpolasi untuk mencari nilai entalpi uap dengan tekanan 4,987 MPa pada temperatur 450

. Kemudian

dilanjutkan dengan interpolasi untuk mencari nilai entalpi uap dengan tekanan 4,987 MPa pada temperatur 500

t2

  Dan yang terakhir, dilakukan interpolasi untuk mencari  Dan

nilai entalpi uap dengan temperatur 462,177

tt

 pada tekanan 4,987 MPa.

(.

1. Interpolasi untuk mencari nilai entalpi uap dengan tekanan 4,990625 MPa pada

t F5z{|#}Éš ~zn •€{|HGt >

temperatur 450  ( x = 4,987 MPa

!" !$

 = 4,5 MPa  = 5,0 MPa

t

y = entalpi uap dengan tekanan 4,987 MPa pada temperatur 450

%" %$ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DB#…ˆCLB#v>†'‡ 0   D%LuuMB#M> ‚„ƒ Dv#`LB#v>†'‡ Duu_C#MLuuMB#M> ‚„ƒ % 0 uu_C#uˆM ‚„ƒ Š5‹{Œ#› Ž‹ •{Œ‘’t ““”›#“¡ —˜„—™

t t

 = entalpi uap dengan tekanan 4,5 MPa pada temperatur 450  = 3324,2  = entalpi uap dengan tekanan 5,0 MPa pada temperatur 450  = 3317,2

‚„ƒ ‚„ƒ

=

2. Interpolasi untuk mencari nilai entalpi uap dengan tekanan 4,987 MPa pada

t F5z{|#}Éš ~zn •€{HGGt >

temperatur 500  ( x = 4,987 MPa

!" !$

 = 4,5 MPa  = 5,0 MPa

t

y = entalpi uap dengan tekanan 4,987 MPa pada temperatur 500

%" %$ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DB#…ˆCLB#v>†'‡ 0   D%LuBB`#B> ‚„ƒ Dv#`LB#v> †'‡ DuBuB#CLuBB`#B> ‚„ƒ % 0 uBuB#ˆBˆM ‚„ƒ

t t

 = entalpi uap dengan tekanan 4,5 MPa pada temperatur 500  = 3440,4  = entalpi uap dengan tekanan 5,0 MPa pada temperatur 500  = 3434,7

‚„ƒ ‚„ƒ

(%

Š5‹{Œ#› Ž‹ •{‘’’t “Œ“Œ#Œ¡ —˜„—™ =

3. Interpolasi untuk mencari nilai entalpi uap dengan temperatur 462,177 tekanan 4,987 MPa ( x = 462,177

!" !$

 = 450

t t

t

F5€{|U$#"šštt šštt • z{|#}Éš ~zn >

 = 500

t

t

  pada

y = entalpi uap dengan temperatur 462,177  pada tekanan 4,990625 MPa

%" t %$ t uBuB#ˆBˆM ‚„ƒ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" D% L uu_C uu_C##uˆM > ‚„ƒ DB‰`#_CCt LBv`>t 0 D%L Dv``LBv`>t DuBuB#ˆBˆMLuu_C#uˆM > ‚„ƒ % 0 uuB_#M…____ ‚„ƒ Š5{Œ–¡#”››t • ‹{Œ#› ÊËÌ ““Œ”#¡”””” —˜„—™ Flm Šœ ““Œ”#¡”””” —˜„—™

 = entalpi uap dengan temperatur 450  pada tekanan t ekanan 4,987 MPa =   = entalpi uap dengan temperatur 500

uu_C#uˆM ‚„ƒ

  pada tekanan 4,987 MPa =

=

Entalpi uap pada tekanan 4,987 MPa dengan temperatur 460,177

entalpi uap pada inlet state turbin state turbin (

t

  disebut dengan

).

=

B. Mencari entropi uap pada inlet state turbin.

Dengan asumsi bahwa di dalam turbin terjadi proses ekspansi isentropik, maka diketahui bahwa nilai entropi pada inlet   dan outlet state adalah sama. Untuk itu, diperlukan nilai entropi  state inlet/outlet   untuk menentukan nilai entalpi pada outlet  state.  state. Tekanan uap 4,987 MPa dan temperatur 462,177 462,177

t

  tidak ditemukan dalam tabel

 properti  superheated vapor , sehingga perlu dilakukan interpolasi menggunakan  persamaan 1. Tekanan yang digunakan dalam proses proses interpolasi yaitu 4,5 MPa dan 5,0

(&

MPa karena tekanan uap masuk ke turbin berada diantara 4,5 MPa dan 5,0 MPa. Sedangkan untuk temperatur, nilai yang digunakan yaitu 450

t

t t

 dan 500 .

Interpolasi perlu dilakukan secara bertahap. Pertama, dilakukan interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan tekanan 4,987 MPa pada temperat ur 450

. Kemudian

dilanjutkan dengan interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan tekanan 4,987 MPa pada temperatur 500

t2

  Dan yang terakhir, dilakukan interpolasi untuk mencari  Dan

nilai entropi uap dengan temperatur 462,177

tt

 pada tekanan 4,987 MPa.

1. Interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan tekanan 4,987 MPa pada

t ž5z{|#}Éš ~zn •€{|HGt >

temperatur 450  ( x = 4,987 MPa

!" !$

 = 4,5 MPa  = 5,0 MPa

t

y = entropi uap dengan tekanan 4,987 4,987 MPa pada temperatur 450

%" %$ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DB#…ˆCLB#v>†'‡ 0   D%L‰#ˆCC`> ‚„ ƒ2Ÿ Dv#`LB#v>†'‡ D‰#ˆM_`L‰#ˆCC`> ‚„ ƒ2Ÿ % 0 ‰#ˆMMBv‰ ‚„ ƒ2Ÿ 5‹{Œ#› ÊËÌ •{Œ‘’t –#¡¡Œ‘– —˜„ —™2¢

t t

 = entropi uap dengan tekanan 4,5 MPa pada temperatur 450  = 6,8770  = entropi uap dengan tekanan 5,0 MPa pada temperatur 450  = 6,8210

‚„ ƒ2Ÿ ‚„ ƒ2Ÿ

=

2. Interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan tekanan 4,987 MPa pada

t F5z{|#}Éš ~zn •€{HGGt >

temperatur 500  ( x = 4,987 MPa

!" !$

 = 4,5 MPa  = 5,0 MPa

t

y = entropi uap dengan tekanan 4,987 4,987 MPa pada temperatur 500

%"

t

 = entropi uap dengan tekanan 4,5 MPa pada temperatur 500  = 7,0323

‚„ ƒ2Ÿ ('

%$ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" DB#…ˆCLB#v>†'‡ 0   D%LC#`uMu> ‚„ ƒ2Ÿ Dv#`LB#v>†'‡ D‰#…Cˆ_LC#`uMu> ‚„ ƒ2Ÿ % 0 ‰#…C…v`…M ‚„ ƒ2Ÿ 5‹{Œ#› ÊËÌ •{‘’’t –#›‘’¡ —˜„ —™2¢

t

 = entropi uap dengan tekanan 5,0 MPa pada temperatur 500  = 6,9781

‚„ ƒ2Ÿ

=

3. Interpolasi untuk mencari nilai entropi uap dengan temperatur tekanan 4,987 MPa ( x = 460,177

t

F5€{|U$#"ššt ššt • z{|#}Éš ÍÎÏ >

B‰M#_CCt

  pada

!" t !$ t B‰M#`‰Mvt %" t ‰#ˆMMBv‰ ‚„ ƒ2Ÿ %$ t ‰#…C…v`…M ‚„ ƒ2Ÿ ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" MMBv‰ > ‚„ ƒ2Ÿ DB‰M#_CCLBv`>t 0 D% L ‰#ˆMMBv‰ Dv``LBv`>t D‰#…C…v`…ML‰#ˆMMBv‰ > ‚„ ƒ2Ÿ % 0 ‰#ˆ‰`C`BCu‰ ‚„ ƒ2Ÿ 5{Œ–¡#”›› t • ‹{Œ#› ÊËÌ –#–’›’Œ›“– —˜„ —™2¢ 5{Œ–¡#”›› t • ‹{Œ#› ÊËÌ £œ 0 £¤¥¦  = 450

 = 500

y = entalpi uap dengan temperatur

 pada tekanan 4,990625 MPa

  = entalpi uap dengan temperatur 450

  dan tekanan 4,990625 MPa =

  = entalpi uap dengan temperatur 500

  dan tekanan 4,990625 MPa =

=

=

C. Mencari entalpi uap pada outlet state turbin.

§xy\ 0 §lm 0 ‰#ˆ‰`C`BCu‰ ‚„ ƒ2Ÿ

((

Keluaran turbin memiliki fasa mixture  mixture  sehingga perlu dicari kualitas uap untuk mendapatkan nilai entalpi pada outlet state turbin. state turbin. Tekanan 0,0129 MPa atau 10,29 kPa tidak ditemukan dalam tabel  saturated water . Sehingga perlu dilakukan interpolasi menggunakan persamaan 1 untuk menemukan nilai entropi campuran. x = 10,29 kPa

!" !$

 = 10 kPa  = 15 kPa

ž¨5"G#$} ^zn ‚„ ƒ2Ÿ %" ž¨5"G ^zn ‚„ƒ 2 Ÿ %$ ž¨5"H ^zn ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" ‰B…M > ‚„ ƒ2Ÿ D_`#M…L_`> '‡ 0 D% L `#‰B…M D_vL_`> '‡ D`#CvB… L`#‰B…M> ‚„ ƒ2Ÿ % 0 `#‰vvuu`‰ ‚„ ƒ2Ÿ  Ð5”’#¡ —‹  0 ’#–‘‘““’– —˜„ —™2¢ y =  =

= 0,6492

 =

= 0,7549

x = 10,29 kPa

!" !$

 = 10 kPa  = 15 kPa

ž¨©5"G#$} ^zn ‚„ ƒ2Ÿ %" ž¨©5"G ^zn ‚„ƒ 2 Ÿ %$ ž¨©5"H ^zn ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" B……‰ > ‚„ ƒ2Ÿ D_`#M…L_`> '‡ 0 D% L C#B……‰ D_vL_`> '‡ DC#MvMM LC#B……‰ > ‚„ ƒ2Ÿ % 0 C#BˆvMv`ˆ ‚„ ƒ2Ÿ y =  =

= 7,4996

 =

= 7,2522

()

 Ð™5”’#¡ —‹  0 ›#Œ‘¡‘’ —˜„ —™2¢ ž¨©5"G#$} ^zn ž¨©5"G#$} ^zn ž¨5"G#$} ^zn ! 0 ž žL¨©5"G# $} ^zn ‚„ ƒ2Ÿ   D > ‰# ˆ ‰`C`BCu‰L`# ‰ vvuu`‰ !0 C#BˆvMv`ˆ ‚„ ƒ2Ÿ Ñ 0 ’#¡’”“‘¡“

 Nilai dan

 dan

 disubstitusikan ke persamaan 2.

Tekanan 10,29 kPa tidak ditemukan dalam tabel  saturated water . Sehingga perlu dilakukan interpolasi menggunakan persamaan 1 untuk mendapatkan nilai entalpi campuran. x = 10,29 kPa

!" !$

 = 10 kPa  = 15 kPa

F¨5"G#$} ^zn ‚„ƒ %" F¨5"G ^zn ‚„ƒ %$ F¨5"H ^zn ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" _…_#ˆ_ > ‚„ƒ D_`#M…L_`> '‡ 0 D% L _…_# D_vL_`> '‡ DMMv#…B L_…_#ˆ_> ‚„ƒ % 0 _…u#Cˆ…vB ‚„ƒ Š Ð5”’#–¡‘ —‹  0 ”“#›‘Œ —˜„—™ y =  =

= 191,81

 =

= 225,94

x = 10,29 kPa

!" !$

 = 10 kPa  = 15 kPa

F¨©5"G#$} ^zn %" F¨©5"G ^zn y =  =

= 2392,1

‚„ƒ (*

‚„ƒ %$ F¨©5"H ^zn ! L !"  0 % L% L %" !$ L !" %$ L %" Mu…M#_ > ‚„ƒ D_`#M…L_`> '‡ 0 D% L Mu…M# D_vL_`> '‡ DMuCM#uLMu…M#_ > ‚„ƒ % 0 Mu…`#…v_‰ ‚„ƒ Š Ð™5”’#–¡‘ —‹  0 ¡“’#‘”– —˜„—™ F¨©5"G#U$H ^zn F¨©5"G#U$H ^zn F¨5"G#U$H^zn ! 0 F FL¨©5"G# U$H^zn Fxy\ 0 F¨5"G^zn J!  J !2F¨©5"G^zn Fxy\ 0 D_…u#Cˆ…vB ˆ…vB J `#ˆM…`_u M…`_uvMu2 vMu2Mu…`# Mu…`#…v_‰> …v_‰> ‚„ƒ Š¤¥¦ 0 ¡”›‘#¡’›Œ —˜„—™  =

 Nilai dan

= 2372,3

 dan

 disubstitusikan ke persamaan 2.

D. Mencari Efisiensi Termal dan Efisiensi Internal

1. Kecepatan Absolut Masuk Uap Koefisien kecepatan nozel dapat diambil, untuk nozel yang dicor kasar, sama dengan 0,93 hingga 0,94. Untuk nozel yang dicor dan mengalami proses pemesinan secara menyeluruh nilainya 0,95 hingga 0,96, dan untuk nozel yang dihaluskan dengan halus nilainya 0,96 hingga 0,97 [1]. Untuk turbin uap yang digunakan di section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals Batam, nozel turbin memiliki koefisien kecepatan 0,95.

=" 0 Ÿªb«¬ž¬b Ÿªb«¬ž¬b Ÿb®b¯‡°‡ Ÿb®b¯‡°‡ ±ª²b³ ! ´BB#C ! I DEF> µ =" 0 `#…v ! ´BB#C ! I DFlm L Fxy\> µ =" 0 `#…v ! ´BB#C ! ¶· uuB_#M…____ ‚„ƒ L M_Cv M_Cv##…M` …M`CB… CB… ‚„ƒ¸ µ º” 0 ”‘¡‘#Œ›¡’¡ »

(+

2. Kecepatam Blade Kecepatam Blade

K 0 ¼ ! ‰`½ ! ± K 0 ¼ ! _¹ !‰`u``` ¾¯¹ ¿ 0 ”‘›#’’ » 3. Kecepatan Masuk Uap Relatif

@" 0 I D=D=">$ J DK>$ L M ! K ! =" ! NOP ?" @" 0 I D_vMv# D_vMv#…BCM`M>$ J D_vC#`ˆ`>$ LM ! _vC#`ˆ` ! _vMv#…BCM`M !NOPMvQ À” 0 ”“‘#”›– » 4. Sudut Masuk Uap dengan Kecepatan Relatif

="  0 @" ž¬A" PVW?" ž¬A" 0 @="" !PVW?" A" 0 ž¬-"D@="" !PVW?"> …BCM`M ¹Áž !PVWMvQ> A" 0 ž¬-"D_vMv# _uˆv#_C‰ ¹Áž ” 0 ¡›#›Œ› ¡›# ›Œ›QQ

5. Sudut Keluar Uap dengan Kecepatan Relatif Asumsikan sudu Asumsikan sudu merupakan sudu simetris sehingga sudut keluar uap dengan kecepatan relatif sama dengan sudut masuk uap dengan kecepatan relatif.

¡ 0 ” 0 ¡›#›Œ› ¡›# ›Œ›QQ

6. Kecepatan Keluar Uap Relatif

@$ 0 ªb«¬ž¬b b®b¯‡°‡ b®b¯‡°‡ ª²b³ ! @" @$ 0 `#…v ! _uˆv#_C‰ ¹Áž À¡ 0 ”“”‘#”› » (,

7. Kecepatan Absolut Uap yang Keluar

=$ 0 ID@$>$ J DK>$ L M ! K ! @$ ! NOP A$ =$ 0 I D_u_v# D_u_v#…_C >$ J D_vC#`ˆ`>$ L M ! _vC#`ˆ`ˆ` ! _u_v#…_C …_C >$ !NOPMC#CBCQ º¡ 0 ””›‘#Œ“” » 8. Energi Kinetik yang Dihasilkan Uap

$ D_ L ! $ J M2 !2NO = !2NOP ?_> " b^ 0 M```$ = "$ Ã_L· =K" ¸ JM2D =K" >2NOP?_Ä b^ 0 M``` $ ¹   _vC# ` ˆ`   _vC#…BCM`M `ˆ` >2NOPMvQÆ $ D_vMv#…BCM`M ž > Å_L·_vMv#…BCM`M ¸ JM2D_vMv# b^ 0 M``` Ç— 0 ”“–#”‘ —™—˜ 9. Energi Mekanik yang Dihasilkan Turbin Tur bin

$ DM2!2NOP?_L! $> = " b( 0 _``` = " $  ·M2D= K" >2NOP?_LD= K" >$¸ b( 0 _``` $ ¹   _vC# ` ˆ`   _vC# ` ˆ` $ D_vMv#…BCM`M ž > ÅM2D_vMv#…BCM`M >2NOPMvQL·_vMv#…BCM`M ¸ Æ b( 0 _``` Ç» 0 Œ’#’¡ —™—˜ 10. Efisiensi Termal Turbin

[\+ 0 bb(^ !_``a  ƒ‚  B`…# ˆ `M [\+ 0 _u‰…#_v… ‚ !_``a ƒ ȦŠ 0 ¡#“” ¡# “” a (-

3.2.5 Perhitungan Efisiensi Internal Turbin Uap Menggunakan Data Desain dan Data dari Control Room

Grafik pada gambar 3.6 dan gambar 3.7 digunakan untuk menentukan efisiensi internal turbin dengan data dari tabel 3.2, dan data desain turbin.

Gambar 3.6 Grafik Daya Listrik yang Dihasilkan -Efisiensi Efektif Relatif Turbin

Gambar 3.7 Grafik Daya Listrik yang Dihasilkan -Efisiensi Mekanik Turbin

Dari gambar 3.6 dan gambar 3.7, terdapat variabel

!"# !$# %"# %$ dan

. Subscript  1  1 mewakili data

logsheet  dari  dari control room sedangkan subscript sedangkan subscript 2 mewakili data desain. Sedangkan variabel x mewakili daya listrik yang dihasilkan, dan variabel y mewakili nilai efisiensi mekanik pada gambar 3.6, dan efisiensi efektif relatif rel atif pada gambar 3.7. Diketahui : Daya listrik yang dihasilkan oleh turbin yaitu 15 MW dari data desain, dan 8,780625 MW dari data yang didapatkan di control room. room. Kedua nilai tersebut dikonversikan ke HP sehingga dapat digunakan untuk mendapatkan nilai efisiensi efektif rel atif dan efisiensi mekanik. ).

Skala yang digunakan untuk sumbu x pada gambar 3.6 adalah 1mm : 263,158 HP. Sedangkan untuk sumbu y, diguanakan skala 1 mm : 0,002. Skala yang digunakan untuk sumbu x pada gambar 3.6 adalah 1 mm : 250 HP. Sedangkan untuk sumbu y, diguanakan skala 1 mm : 0,00769. Dari skala yang digunakan, didapatkan nilai variabel

!"# !$# %"# %$ dan

  seperti yang dapat

dilihat pada tabel 3.4.

Tabel 3.4 Nilai Variabel

!"# !$# %"# %$ dan

 Berdasarkan Gambar 3.6 dan Gambar 3.7.

Gambar 3.6  No 1.

!" !$ %" %$

Variabel

Nilai

  (Daya listrik yang dihasilkan menggunakan data

8,801 MW = 11802 HP

logsheet) 2.

  (Daya listrik yang dihasilkan menggunakan data

15 MW = 20115 HP

desain) 3.

 (Efisiensi mekanis turbin menggunakan data

0,990

logsheet) 4.

  (Efisiensi mekanis turbin menggunakan data

0,992

desain) Gambar 3.7  No 1.

!" !$ %" %$

Variabel   (Daya listrik yang dihasilkan menggunakan data

Nilai 8,801 MW = 11802 HP

logsheet) 2.

  (Daya listrik yang dihasilkan menggunakan data

15 MW = 20115 HP

desain) 3.

  (Efisiensi efektif relatif turbin menggunakan data

0,784

logsheet) 4.

  (Efisiensi efektif relatif turbin menggunakan data 0,8

desain)

 Nilai efisiensi internal dapat ditemukan dengan menggunakan data dari tabel 3.3. A. Mencari Efisiensi Internal Inter nal Turbin menggunakan Data Logsheet Diketahui : •

[k) 0 `#Cˆv )%

[( 0 `#……` [lm\)kmno 0 [[(k) !_``a [lm\)kmno 0 ``##C…ˆB…` !_``a Èœ¦ÇÒÓ  0 ›#” ›# ” a •

B. Mencari Efisiensi Internal Turbin T urbin menggunakan Data Desain Diketahui :

[k) 0 `#ˆ`` [( 0 `#……M [lm\)kmno 0 [[(k) !_``a [lm\)kmno 0 ``##ˆ…``…M !_``a Èœ¦ÇÒÓ  0 ’#–‘ ’# –‘ a •

•

3.2.6 Analisis Hasil Perhitungan Menggunakan Data Desain dan Data dari Control Room

Pada laporan kerja praktik ini, penulis melakukan perbandingan hasil perhitungan dengan menggunakan data desain, dan data dari control room yang room yang diambil dari tanggal 4 Juli hingga 25 Juli 2018. Terdapat beberapa hal yang dapat dianalisis dari hasil perhitungan yang didapatkan. Dari hasil perhitungan, didapatkan efisiensi termal desain sebesar 31,01%. Sedangkan nilai efisisnsi termal dengan data dari control room  room  adalah 29,93%. Hal ini dapat diterima, karena efisiensi dari desain pasti nilainya lebih tinggi. Dari hasil perhitungan, diketahui bahwa nilai efisiensi internal dengan data pada logsheet  dari  dari control room adalah room adalah 79,19 % sedangkan nilai efisiensi internal dengan data desain adalah 80,65%. Hal ini disebabkan oleh perbedaan daya listrik yang dihasilkan oleh proses konversi energi dalam turbin. Besarnya daya listrik yang dihasilkan berpengaruh terhadap nilai efisiensi efektif relatif dan efisiensi mekanik turbin dimana kedua nilai efisiensi ini mempengarhui nilai efisiensi interal turbin. Semakin tinggi nilai daya yang listrik yang dihasilkan, maka semakin tinggi juga efisiensi internalnya.

)&

Kecepatan uap masuk ke dalam turbin dipengaruhi oleh perubahan entalpi yang terjadi di antara inlet dan outlet state  state  turbin. Semakin tinggi perubahan entalpinya, maka semakin  besar nilai kecepatan uap masuknya. Nilai kecepatan uap yang masuk ke turbin t urbin berpengaruh terhadap nilai energi kinetik dan energi mekanik, yang akan mempengaruhi nilai efisiensi termal yang didapatkan. Dari perhitungan yang dilakukan, didapatkan bahwa semakin tinggi nilai kecepatan uap, maka semakin rendah nilai efisiensi termalnya.

)'

BAB IV PENUTUP

4.1 SIMPULAN

PT. Ecogreen Oleochemicals Batam mempunyai beberapa Departemen pendukung salah satunya Departemen Utility yang merupakan salah satu departemen yang berfungsi sebagai penyedia kebutuhan proses yaitu salah satunya listr ik. Berdasarkan analisis dan uraian yang telah dilakukan pada bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Berdasarkan perhitungan menggunakan data dari desain, diketahui bahwa turbin uap di section 738 PT. Ecogreen Oleochemicals memiliki efisiensi termal dan efisiensi internal yang masing-masing nilainya adalah 31,01% dan 80,65%. 2. Berdasarkan perhitungan menggunakan data dari control room  room  dari tanggal 4 Juli hingga 25 Juli 2018, diketahui bahwa turbin uap memiliki efisiensi termal sebesar 29,93% sedangkan efisiensi internalnya memiliki nilai 79,19%. 3. Turbin uap yang digunakan PT. Ecogreen Oleochemicals masih layak untuk digunakan. 4. Semakin tinggi kecepatan uap masuk, maka efisiensi termal nya akan semakin rendah.

4.2 SARAN

Untuk pengoperasian turbin uap yang lebih baik dan untuk meningkatkan keselamatan kerja, maka penulis menyarankan beberapa hal sebagai berikut: 1. Melakukan pencatatan data secara berkala terhadap ter hadap kinerja turbin pada log sheet  secara  secara tepat waktu dan akurat, dan melaukan pemeriksaan untuk mengetahui jika terdapat kondisi yang abnormal. 2. Menjaga kebersihan ruangan turbin. 3. Melengkapi peralatan untuk pekerja agar menunjang keefektifan dalam bekerja. 4. Memperbaiki sambungan pipa-pipa uap untuk meningkatkan effisiensi siklus.

)(

DAFTAR PUSTAKA

Design. Moscow : Foreign Languages [1] Shlyakhin, P. (1962).  Steam Turbine : Theory and Design.

Pub. House [2] Cengel,Y.A., Boles, M.A. (2015). Thermodynamics An Engineering Approach

¦Š

 Edition. New York : McGraw-Hill

[3] Sarkar, Dipak K. (2015). Thermal Power Plant : Design and Operation. Amsterdam : Elsevier [4] Raja, A.K., Srivastava, Sri vastava, Amit.P., Dwivedi, Manish. (2006). Engineering Power Plant . New Delhi : New Age International Publishers

))

LAMPIRAN 1 SERTIFIKAT KERJA PRAKTIK

)*

LAMPIRAN 2 PROFIL PERUSAHAAN

A. Informasi Perusahaan Didirikan pada tahun 1990, Ecogreen Oleochemicals adalah salah satu produsen utama  Natural Fatty Alcohols  Alcohols  di dunia. Ecogreen Oleochemicals memiliki fasilitas produksi di Indonesia yang memproduksi berbagai potongan Saturated Fatty Alcohols (dari Alcohols (dari C8 ke C18). Unsaturated Fatty Alcohols (Oleyl Alcohols), Alcohols), Asam Oleat, Refined Gliserin dan Ester Khusus seperti  Medium Chain Trigliserida (MCT Trigliserida (MCT untuk Makanan, Kosmetik, Farmasi dan Aplikasi Pelumas). Ecogreen Oleochemicals juga memiliki Ethoxylation memiliki Ethoxylation Plant  (EMPL)  (EMPL) di Singapura yang memproduksi  Fatty Alcohol Ethoxylates. Ethoxylates. Di Jerman, Ecogreen Oleochemicals (Deutsche Hydrierwerke GmbH Rodleben) memiliki fasilitas produksi untuk memproduksi Unsaturated  Fatty Alcohols Al cohols (Oleyl Alcohols), Primary Fatty Amines, Amines, Specialty Esters, Esters, bubuk Sorbitol. Di Perancis, Ecogreen Oleochemicals (E & S Chimie) memiliki fasilitas produksi untuk memproduksi Fatty memproduksi Fatty Alcohol Ethoxylates, Ethoxylates, Fatty Alcohol Esther Sulfates Sulfates,, Fatty Alcohol Sulfates dan Specialty Esters. Esters. Saat ini Ecogreen Oleochemicals mempekerjakan sekitar 1.300 orang di seluruh dunia. Untuk melayani pelanggan secara global, Ecogreen Oleochemical mendirikan kantor  pemasaran di Singapura, Jerman, dan Amerika Serikat.

B. Logo Perusahaan Simbol ini didasarkan pada esensi bisnis PT. Ecogreen Oleochemicals.

Mengingat bahwa bahan sumber dalam proses manufaktur PT.Ecogreen Oleochemicals adalah organik, representasi grafik daun digunakan untuk membentuk inti dari logo perusahaan.

Set pertama bentuk oval mewakili pemrosesan awal bahan baku dan bentuk melingkar mewakili produk akhir.

)+

Jika digabungkan semuanya, gambar lain muncul ketika dilihat seolah-olah dari atas. Terlihat seperti dua orang yang sedang berada dalam konferensi di meja rapat. Hal ini melambangkan kepercayaan PT. Ecogreen Oleochemicals dalam komunikasi yang erat dengan pelanggannya dan keterbukaannya untuk kemitraan demi keuntungan bersama.

Warna hijau dipilih dipili h untuk konotasinya kesadaran lingkungan.

C. Visi dan Misi Perusahaan Visi : "Perusahaan Terkemuka di Industri Oleochemical" Visi kami adalah tonggak arah untuk menumbuhkan profitabilitas melalui pengiriman produk  berkualitas tinggi secara kompetitif kepada pelanggan dan mengembangkan keterampilan tinggi dari pekerja di PT. Ecogreen Oleochemicals dalam industri oleokimia.

Misi : 1. Menghasilkan dan menyediakan produk berkualitas tinggi secara kompetitif dan melebihi. 2. Untuk mencapai efisiensi dan mencapai pertumbuhan yang berkelanjutan untuk  profitabilitas. 3. Mengembangkan kompetensi sumber daya manusia melalui peningkatan berkelanjutan.

),

LAMPIRAN 3 LOGSHEET

)-

*.

*%

*&

*'

*(

*)

**

*+

*,

*-

+.

+%

+&

+'

+(