Bahan Ajar
Penyusun:
Ir.NurHamzah,MT Ir.Suryanto,MSc
PSTEKNIKKONVERSIENERGI JURUSANTEKNIKMESIN POLITEKNIKNEGERIUJUNGPANDANG 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 DaftarIsi .......................................................................................................................iii GBPP
.......................................................................................................................iv
TinjauanMatakuliah.....................................................................................................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.
ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta.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,POWERGENERATIONHANDBOOK,DownloadedfromDigitalEngineeringLibrary@McGraw-Hill www.digitalengineeringlibrary.com )TheMcGraw-HillCompanies.Page.10,1 – 24.8.
Referensi: 1. 2. 3. 4. 5.
ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta.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,POWERGENERATIONHANDBOOK,DownloadedfromDigitalEngineeringLibrary@McGraw-Hill www.digitalengineeringlibrary.com )TheMcGraw-HillCompanies.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 Modul1SiklusRankinedananalisisThermodinamikapadaPLTU Modul2PembangkitUap(SteamGenerator)
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 Modul1SiklusRankinedananalisisThermodinamikapadaPLTU Modul2PembangkitUap(SteamGenerator) Modul3BahanbakardansistemPembakaran Modul4TurbinUap Modul5SistemKondensatdanAirUmpan Modul6SistemSirkulasidanCoolingTower Modul7SiklusGabungan
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 dapatmenggambarkansiklusRankinesecarabenar . SiklusRankinedanAnalisisThermodinamikapadaPLTU DalampembahasaniniandaakanmempelajariSiklusRankineideal dan aktual, Penambahan Reheater, Penambahan Feed Water Heater,Effisiensi dan Heatrate. I.BahanBacaan 1. El Wakill.1992. Instalasi Pembangkit Daya, Jilid I.. Alih bahasa Jasjfi Jakarta. Erlangga,Bab2. 2. STEAM POWER PLANTS Downloaded from Digital Engineering Library @ McGraw-Hill(www.digitalengineeringlibrary.com)Copyright©2004TheMcGrawHillCompanies.Diakses1Oktober2007. . II.Bacaantambahan 1.
1WirantoArismunandar.1994.PenggerakMulaTurbinBandung:ITB
III.PertanyaanKunci/Tugas 1. Apa pengertian reheater, superheater, dearator dan tunjukkan pada skema letak masing-masingalattersebut. 2. Sebuah turbin siklus Rankine jenuhidealyang sederhanamenerimauap 120 kg/s o o pada300 Cdanmengkondensasikannyapada40 C.Hitunglah(a)dayasiklusneto dalamMWdan(b)efesiensisiklus. 3. KerjakanSoal2-10hal.69padabukuInstalasiPembangkitDaya
SiklusRankineadalahsiklusuap-airyangdigambarkanpadadiagramP-VdanT-Sdengangarisgarisyangmenunjukkanuap-jenuhdancairanjenuh.Gambar1.1menunjukkandiagramaliran sederhana siklusRankine. Siklus Rankine idealtelah diperlajari pada dan
Gambar 1.1 Bagan diagram alir siklus Rankine
Gambar1.2(a,b )menunjukkansiklusRankineSikluspadadiagram P-vdan T-s .
1
Analisisthermodinamikdidasarkanpadaunitmassauappadasikl us:
− − − ∆ −− − − Δ − −− −
Kaloryangditambahkan Kerjaturbin
=
=
4 Btu/lbmatauJ/kg
1
2 Btu/lbmatauJ/kg
1
Kaloryangdibuang
=
Kerjapompa
=
Kerjanetto
=(
3 Btu/lbmatauJ/kg
4
Efesiensitermal
2 Btu/lbmatauJ/kg
1
1
2)
=
=
(
3 )Btu/lb matauJ/kg
4
1
2
( 1
( 4 2)
3)
Btu/lbmatauJ/kg
Reheatmemperbaikiefesiensisiklus.Gambar1.3dan1.4 mengilustrasikanaliranpadadiagram T-sinternalreversiblesiklusRankineSiklus.
Gambar 1.3 Bagan siklus Rankine dengan superheat dan reheat
Gambar 1.4 Diagram T-s siklus Rankine dengan superheat dan reheat
Pada beberapa pembangkituap tidak dipanaskan ulang dalamsteam generator,tetapi secara terpisahdalamheatexchangerreheater.
−− ∆ − − − − −
Kerjaturbin
=
1
Kerjapompa
=
Kerjanetto
=(
2
6
1
+(
3
+
4 )Btu/lbmatauJ/kg
5 Btu/lbmatauJ/kg 2)
4
3
2
(
6
5 )Btu/lb matauJ/kg
Δ − −
Kaloryangditambahkan Efesiensitermal
=
=(
1
6)
+(
3
2 )Btu/lbmatauJ/kg
Btu/lbmatauJ/kg
TekananreheatpressureP2 mempengaruhiefesiensisiklussepertidigambarkanpadaGambar 2.5.Efesiensioptimumalreheattercapaipada P 2/P 1antara20and25percent.
Gambar1.5Pengaruhrasiotekanan pemanasanulang/tekanan awalterhadapefesiensi, suhukeluarturbintekanan tinggi,kualitaskeluarturbin tekananrendah.
Tabel 1.1
Perbandingan Unjuk Kerja Pembangki Tenaga Uap.
3
Externalirreversibility disebabkanolehperbedaantemperaturantarapanasutama( primaryheat source ) yakni gas hasil pembakaran dan fluida kerja. Perbedaan antara fluida kerja terkondensasidanairpendinginkondenserjugamenyebabkanexternalirreversibility.
Gambar2.6Irreversibilitaseksternaldengan siklusRankine.
Gambar 2.6 mengilustrasikan fluida kerja (garis 4-B - 1-2-3-4) siklus Rankine. Garis a-b menyajikan primarycoolant padacounterflowsteamgenerator,dangarisc-dmenyajikanheat sinkfluid padacounterflowheatexchanger.Prosesregenerationtercapaibilapertukaranpanas antarafluidayangberekspansipadaturbindanfluidaterkompressisebelumpenambahanpanas.
Feedwater heating dilakuakn dengan memanaskan compressed liquid pada titik 4 dalamheat exchangers(“feedheaters”) olehuapyangdiceratdaritingkatturbintertentu.Pembangkittenaga uapmodernmenggunakanlimaataudelapantingkatfeedwaterheating. Adatigajenisfeedwaterheaters yaitu: 1.Openordirect-contacttype 2.Closedtypewithdrainscascadedbackward 3.Closedtypewithdrainspumpedforward
Ketidakmampubalikan terutamadisebabkanoleh gesekanfluida,pencekikandan pencampuran. Di antara semua itu yang terpenting adalah ketidakmampubalikan diturbin dan pompa dan kehilangantekanandalampenukarkalor,pipa,bengkokan,katupdansebagainya.
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 DiagramalirdandiagramT-ssiklusRankine panaslanjutnonidealdenganduapemanasair umpanjenisterbuka.
Neracamassa: Aliranmassaantara1dan2= 1 Aliranmassaantara2dan9=
− − − − 2
Aliranmassaantara2dan3= 1 Aliranmassaantara3dan7=
2
3
Aliranmassaantara4dan7= 1
2
Aliranmassaantara7dan9= 1
2
3
Aliranmassaantara9dan1= 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)
Nilaih9danh7diperolehdarisuhut8dant7,yangsamadengansuhujenuhuaomasing-masing pemanasdikurangaidenganbedasuhuterminalnyaatau 8
Dan
7
=
=
11
13
h10yangdiperlukanuntukq Adanh8diperolehmasing-masingdarih 12danh14. 12
=
11
12
+
11
6
11
− − − − − − − − − − −
dan
14
jadi
10
dan
(1
KerjaTurbin
=
Kerjapompa
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
Kalortambahan
=
1
10
Efesiensithermal
=
Efesiensithermaladalahrasioantarakerjanettodankaloryangditambahkanpadasiklusatau instalasidaya. Efesiensi bruto adalah efesiensi yang dihitung atas dasar kerja bruto atau daya bruto turbin generator. Efesiensinettoadalahefesiensiyangdihitungatasdasarkerjabrutodikurangikerjayangdiambil untukmenjalankanpembangkit. Lajukalor(Heatrate=HR)jumlahkaloryangditambahkanuntukmenghasilkansatusatuankerja, biasanyadalamkWhatauBtu/jam.HRberbandingterbalikdenganefesiensi.
,
=
,
,
=
Olehkarena1kWh=3412Btu,maka
,
=
3412
7
/
Kogenarasi atau pembakitan serentak adalah pembangkitan listrik dan uap secara bersamaan dalamsauatuinstalasidaya. Dari segi sumber daya energi, kogenarasihanya bermafaatapabila sistem dapat menghemat energiprimerdibandingdenganpembangkitanlistrikdanuapsecaraterpisah. Efesiensikogenerasi:
−Δ =
Dimana:
E=energilistrikyangdibangkitkan
ΔHs=energikalordalamprosesuap
Q A=kaloryangditambahkandalaminstalasi
8
9
10
TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa akandapatmengetahuikonstruksidanprinsipkerjadarikomponenutama steamgeneratorpadaPLTU .
Dalam pembahasan ini anda akan mempelajari Klasifikasi Boiler, Fire Tube Boiler /Ketel Pipa Api dan Water tube Boiler/KetelPipaair, Superheater danReheater,Economiser, Air Heater, KontrolSteamGenerator I.BahanBacaan 1. ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta. Erlanggahal.72-113. 2. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering New York:Prentice-HallInc 3. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering. Delhi Dhampat:Rai&Sons . II.Bacaantambahan III.PertanyaanKunci/Tugas 1.Jelaskanperbedaanantarawatertubeboilerdgnfiretubeboiler
11
Pembangkit uap (steam generator ) merupakan gabungan yang kompleks dari ekonomiser,keteluap,pemanaslanjut,pemanasulangdanpemanasawaludara.Ketel uap (boiler)adalahbagiandari pembangkituap dimanacairan-jenuh dirubah menjadi uap-jenuh.
BerdasarkanpenggunaannyaPembangkituapdiklasifikasikansebagai(1)pembangkit uaputilitas(2)pembangkituapindustri. Pembangkituaputilitasdigunakanolehutilitasuntrukinstalasipembangkitdayalistrik. 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-kritisuapyangnilaianya 3208,2psia. Kelompok bejana bawah-kritis biasanya beroperasipadatekanan1900psig(sekitar130bar)atau2600psig(180bar). Pembangkit uap industri (industrial steam generator) digunakan oleh industri dan perusahaan. Dalam kelompok ini termasukpipa airyang menggunakan bahan bakar serbukbatubara sepertiyangdigunakan oleh utilitas,tetapiadajugayang membakar batu bara bongkahan, minyak atau gas bumi dan kadang-kadang gabungannya di sampingjugasampahkota,limbahprosesdanproduksampinganproses.Bahkanada jugayangmenggunakanpemanasanlistrik. MenurutEl Wakiil,pembangkituapbahan bakarfosilsecaralebihluasdiklasifikasikan sebagaiunityangmempunyaikomponenataukarakteristiksebagaiberikut: 1. Keteluappipaapi 2. Keteluappipaair 3. Keteluapsirkulasialami 4. Keteluapsirkulasiterkendali 5. Aliransekalilewat 6. Tekananbawahkritis(subkritis) 7. Tekananlewatkritis(superkritis).
12
Gambar2.1780MWonce-throughspiralwound universalpressure(SWUPTM)coal-fired utilityboiler
13
Ketel uap pipa api merupakan bentuk khusus ketel jenis cangkang (shell type boiler) yangterdiridaricangkangataubejanatertutupbiasanyaberbentukselinderyangberisi air.Sebagiandaricangkangmisalnyabagianbawahdiberikalor,sepertinyalaapidan gas dari luar. Ketel-cangkang sudah berkembang menjadi bentuk yang lebih modern seperti ketel listrik (electric boiler) di mana kalornya dipasok oleh elektroda yang dibenamkandalamairatauakumulator(accumulator). Ketel cangkang ini berkembang menjadi ketel pipa api di mana gas panas dilewat melalui pipa. Oleh karenaperpindahan kalornya lebih baik, ketel pipa-api lebih efisien daripadaketelcangkangyangsemuadandapatmencapaiefesiensisekitar70persen. Pipaketelditempatkan pada posisihorisontal,vertikalataumiring.Ada dua jenisketel pipaapi:(1)jeniskamarapidan(2)scotchmarine.
Gambar2.2Sirkulasialamidanpaksa
Perintis pembangkit uap modern adalah ketel-uap pipa air (water tube boiler) yang dikembangkanolehGeorgeBabcockdanStephenWolcoxpadatahun1867.Padaketel pipaairtekananberadadidalampipaairdandrumyangdiameternyarelatiflebihkecil.
Drumuapterdapatpadasemuapembangkituapmodern,kecualiyangjenissatulaluan (oncethroughboiler) .Drumuapmerupakantempatairumpanmasukdariekonomisator dantempatpemisahanuapjenihdariairmendidih.Carayangpalingsederhanaadalah pemisahan dengan gravitasi ( gravity separation ) (Gambar 2.3.a) Jika kecepatan uap yang keluar dari permukaan airtidak terlalu tingg (kurangdari 3 ft/s), gelumbung uap akan memisah tanpa membawa butir-butir air dan zat padat yang dibawanya (ikutan atas),tanpaterbawaolehairyangbersikulasikembalikepengalirturun(ikutanbawah). Pemisahan gravitasi hanya akan ekonomis, bila kapasitas uap rendahdan beroperasi padatekananrendah.
14
Padaketeluaptekanantinggiyangmoderndankapasitasbesardigunakanpemisahan 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 menjagaagaruaptidakterbawaolehairbersrkulasikembalimengalirpengalirturundan penaik. Pada pemisahan sekunder yang disebut juga pengukutan-uap (steam scrubbing)ataupengeringankabutdanbutir-butirairhalusdanzatpadatyangterbawa olehuapdipisahkan dari uapsehinggamenghasilkanuap yang murni atau keringdan jenuhyangmasukkepemanaslanjut. Pada tekanantinggi,dimana perbedaan antara densitas airdanuap kecil, digunakan gayasentrifugal,yanglebihbesardarigayagravitasi.Peralatanpemisahsentrifugaljuga disebut pemisah siklon (cyclon separator ) atau pemisah-turbo ( turbo separator) (Gambar2.3.c) Drum utilitas biasanya mempunyai panjang sampai lebih dari 100 ft dengan diameter sampailebihdari15ft,sedangkanmassanya mencapaibeberapaton. Druminiberisi sampai 30 nosel-pengeluar dan nosel pipa pengalir turun dan pipa penaik yang jumlahnya lebih banyak lagi. Drum yang lebih besar biasanya mempunyai konstruksi yangterdiriatasbeberapabagianselinderdisebut coursesyangdilaskansatusamalain denganduaujungyangberbentuksetengahbolayangdilaskandiujungnya.
Gambar2.3Pemisahandalamdrumuap(a)gravitasi(b)mekanik pertama(sekat)dankedua(tapis)(c)sentrifugal
Air heater digunakan untuk memansakan udara pembakaran yang mengambil panas daripanasbuanggasbuang.Alatinidapatmeningkatkanefesiensi5sampai10%.Air heaters diperlihatkan pada gambar 2.4. Di mana heater menerima gas panas dari economizerdanudarapendinginanyangdingindari forceddraftfan .Udarapanasyang dihasilkanolehairheaters berpeluangmembakarseluruhbahanbakardandiperlukan untukmengeringkandantransportasipadaunitbahanbakarbatubaraserbuk.
15
Gambar2.4Lokasiekonomisatordanairheaterpadasebuahboiler berbahanbakarbatubara
Airheatersdiklasifikasikanberdasarkanprinsipoperasisebagairecuperativeatau regenerative.
Perpindahanpanasrecuperative,panasdipindahkansecarakontinyudarigaspanaske udaramelintaspermukaanpenukarkalor.danlangsungmelaluipermukaanperpindahan panasyangpadatyangmemisahkanaliranpanasdandingin.
16
Gambar2.5Susunanbeberapajenisairheaterjenistubular
.
Gambar2.6AirheaterjenisLjungstrom
adalahregenerativeairheateristheLjungström®type(Gambar.2.6),yang umumdipakai.
17
Pembangkit uap modern memiliki konfigurasi yang kompleks pada bagian thermalhydraulic(uapdanair) yangmemanaskanawal ( preheat )menguapkandanuaplanjut. 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..Sebuahutilitasboilercoal-fired diilustrasikanpadagambar15.Komponen utamadaripembangkituapdansistempengambilanpanasnyameliputi: 1.furnaceandconvectionpass, 2.steamsuperheaters(primaryandsecondary), 3.steamreheater, 4.boilerorsteamgeneratingbank(industrialunitsonly), 5.economizer, 6.steamdrum, 7.attemperatorandsteamtemperaturecontrolsystem,and 8.airheater.
Gambar2.7Coal-firedutiliyboiler
Kebanyakandarikomponennon-steamyangdigunakanpadapembangkituapberbahan bakarbatubara(coal-firedsteamgenerators )adalahbagiandaripersiapanbahanbakar dansistempembakaran.Sisteminiterdiridari: 1. fuelpreparation:feedersandcoalpulverizers,
18
2. combustionsystem:burners,flamescanners,lighters,controls,windbox, 3. air-gashandling:fans,fluesandducts,dampers,controlandmeasurement systems,silencers,and 4. othercomponentsandauxiliaries:sootblowers(heattransfersurfacecleaning equipment),ashcollectionandhandlingequipment,controlandmonitoring equipment.
Komponenuap-air( steam-water )disusunagarsangatekonomisdalammenyediakan suplaiuapyangkontinyu.Sistemsirkulasi(tidaktermasukreheater)untuksirkulasi alamidiperlihatkanpadagambar2.8.
Gambar2.8Sistemsirkulasiuap-airpadaCoalfired
Gambar2.9Absorbsienergipadasteamgenerator
19
Kendaliinstalasipembangkituapmeliputiinstrumentasi,pengolahandatadankendali pembakara,aliranuap,suhudantekanan,tinggipermukaancairandalamdrum,urutan pembukaprecipitatordisulfurisasi,penanganabu,intergrasisistem,mulaoperasidan hentioperasidanatomisasi.
Aliranairumpan(jadijugaaliranuap)dikendalikandenganmemenuhikebutuhanbeban turbindansementaraitumenjagatinggipermukaanairdidalamdrum-uapdalambatasbatasyangcukupsempit. Sensorpermukaandrumbereaksi terhadap perbedaanantarakeadaandi dalam drum dengantitikpatokan( set-point ). Pada gambar 2.10 sistem kendali otomatik tiga unsur, di mana tinggi permukaan air dalamdrummerupakansalahsatuelemennya.
Gambar2.10Skemasistemkendaliairumpantigaunsur
20
Sistem kendali tekanan (Gambar 2.11) kadang-kandang disebut master ketel (boiler master), menjaga tekanan uap dengan mengatur aliran bahan bakar dan udara pembakaranuntukmemenuhitekananyangdikehendaki.
Gambar2.11Bagansistemkendalitekananuap
Pengendalian suhu keluar pembangkit-uap dalam batas-batas yang sempit sangat penting dalam operasi pembangkit daya. Penurunan suhu-uap akan mengakibatkan berkurangnya efesiensi. Dilainpihak,kenaikansuhuauap diatassuhurancangakan berakibat panas yang berlebihan dan dapat menyebabkan kegagalan pipa-pipa pemanaslanjutdanpemanasulangsertasudu-suduturbin.
Dalam hal tertentu pemanas lanjut radiasi dan konveksi disusun dalam susunan seri untukmengendalikansuhuuapairyangdatardalamdaerahbebanyangcukupluas. Atemperasi(attemperation )adalahpenurunansuhu-uapmelaluisalahsatudariduacara yaituatemperatorpermukaandanatemperatorsemprot(gambar2.12). Atemperasi kadang-kadang digunakan dalam susunan seri (berurutan) dengan resirkulasigassepertiyangdiperlihatkanpadagambar2.13.
21
Gambar2.12Atemperator-semprotuntukpengendalian suhuuap
Gambar2.13Resirkulasigasdanatemperasi
22
TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa akan Dapat menjelaskan prinsip-prinsip pembakaran pada sistem PLTU danPLTG.
DalampembahasaniniandaakanmempelajariBatu BaradanPerangkatPembakarannya,bahanbakarcairdangas,panas pembakaran,temperaturpembakaran
I.BahanBacaan 1. ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta. Erlanggahal.114 – 163. . II.Bacaantambahan 2. WirantoArismunandar.1994. PenggerakMulaTurbin. Bandung:ITB 3. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering New York:Prentice-HallInc 4. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering. Delhi Dhampat:Rai&Sons III.PertanyaanKunci/Tugas 1.Kerjakanulangcontohsoal4.3dan4.4padaref(1)
23
Bahanbakaryangtersediauntukindustriutilitasterutamaadalahbahanbakarnuklirdan bahanbakarfosil,yangkeduanyatidakdapatdiperbaharui.Bahanbakarnuklirberasal 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. Bahanbakar ini terdapat dalam3 bentuk:padat(batubara), cair(minyak)dangasbumi. Bahanbakarbaruyangmerupakanpilihanlainadalahbahanbakarsimtesisatausinfuel yaitucairandangasyangberasalterutamadaribatubara,serpihminyak(oilshale)dan pasir ter. Sebahagian kecil bahan bakar ini adalah hasil sampingan industri, limbah industridanlimbahrumahtanggadanbiomassa(massahayati).
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 dalamlapisanendapanyangtebalnyaberbeda-bedadanseringterdapatjauhdidalam 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 dapatdiperhitungkan). Batu-bara diklasifikasikan dalam berbagai cara menurutsifat-sifat kimia dan fisikanya. Sistemyangpalingumumditerimaadalahyangdigunakan olehAmerican Society for TestingandMaterials(ASTM,PerhimpnanPengujiandanBahandiAmerikaSerikat), yang membagi bagi kualitas batu-bara berdasarkan tingkat metamofosis (perubahan bentuk dan struktur di bawah pengaruh suhu, tekanan dan air). Kualitas batu-bara berturut-turutadalahantrasit,bitumin,subbitumin,lignitdangambut. Analisisbatubaraterdiridariduajenisyaituproksimat(proximate)danultimat(ultimate). Pada Analisis proksimat dapat memberikan infromasi dimana dalam analisis ini akan memberikan persen-massa karbon tetap, zat gerbak ( volatile matter ), lembaban dan abu. Sedangkanpadaanalisis ultimat menghasilkanpersenmassaunsur-unsurkimia yangterkandungdalambatubara. Ada dua macam penentuan nilai kalor tinggi (bruto) HHV di mana diandaikan bahwa semuauapairyangterbentuktelahterkondensasi,sehinggadalamhalinitermasukkalor laten pengauapan uap air di dalam produk dan nilai kalor rendah (LHV) yang tidak mencakupkalorlatentersebut.
LHV HHV mw h fg
−
=
9
24
2
Dimana: mw=massauapairdalamprodukpembakaran,persatuanmassabahanbakar mH2 = massa hidrogen semula persatuan massa bahan bakar (diketahui dari analisis ultimat) hfg=kalorlatenpenguapanuapairpadatekanandalamhasilpembakaran
= 14600
+ 62000
− 8
+ 4050
Gambar3.1Bagandiagramoperasipembersihanbatubara
Pembakaran batu-bara serbuk berlangsung dengan baik jika memenuhi syarat: (1) adanyasebagianbesarpartikelbatu-barayangsangathaluslulusayak200meshagar mudahmenyalahkarenaperbandinganluaspermukaandenganvolumenyacukupbesar dan (2) harus ada sedikitnya sejumlah tertentu partikel ukuran besar untuk menjaga agarefesiensipembakarancukuptinggi,
25
Gambar3.2Metodepembakaranbatubara
Adabeberapajenismesinpemecah(crusher)batubarayangtersediasecarakomersildi antaranya mesin pemecah cincin (ring crusher) atau granulator mesin giling palu, hammermilldanballmill(Gambar3.3)
Gambar3.2Metodepembakaranbatubara
26
Sistem batubara serbuk terdiri atas pembuatan serbuk, penyampaian dan pembakarannya. Ada dua macam sistem ini (1) sistem bak (bin) dan (2) sistem pembakaranlangsung.
Pembakar (burner) batubara serbuk hampir serupa dengan pembakar minyak. Pembakar batu bara serbuk menerima serbuk batubara kering sudah dalam bentuk suspensididalamudaraprimerdanmencampurnyadenganudarapembakaranutama daripemanasawal udara.Rasiopermukaan/volumedankehalusannyaberbeda-beda, namun perbedaannyatidak terlalu besar,misalnya batubara serbukdengan 80% lulus ayak 200 mesh dan 99,5% lulus ayak 50%mempunyai luas permukaan sekitar 1500 cm2/g.Diantaranya lebihdari97%luaspermukaanituadalah pada butiranyanglulus ayak200mesh.
Gambar3.3Contohsistempenangananbatubarauntuk pembangkittenagaberbahanbakarbatubara1000 MW 27
Gambar3.4Beberapacontohburnerdancombustoruntuk pembangkittenagaberbahanbakarbatubara
28
29
30
31
Gambar3.5Fluegasvolumentriccombustionchart
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 akandapatmemahamifungsi,prinsipkerjadankonstruksiTurbinUap.
TurbinUap DalampembahasaniniandaakanmempelajariTurbin ImpulsdanTurbinReaksi,konstruksirotorturbindankomponennya, pengaturdanperalatan,pengaturturbin,
I.BahanBacaan 1. ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ElWakill.1992.InstalasiPembangkitDaya,JilidI ..AlihbahasaJasjfiJakarta. ..AlihbahasaJasjfiJakarta. Erlanggahal. 164-204 . II.Bacaantambahan 2. WirantoArismunandar.1994. PenggerakMulaTurbinrTorak. Bandung: ITB 3. ShylakinP.1999. TurbinUap,TeoridanRancangan TurbinUap,TeoridanRancangan ,Jakarta:Erlangga ,Jakarta:Erlangga 4. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering New York:Prentice-HallInc 5. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering. Delhi Dhampat:Rai&Sons III.PertanyaanKunci/Tugas 1,Sebutkanjenis-jenisspeedcontrolpadaturbinuap
33
TURBINUAP
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 ekspansidarifluidakerjaterjadibaikdidalambarissudutetapmaupunsudubergerak. (LihatBahanAjar Modul11)
Gambar4.1Turbinimpulsyangmempunyaisatutingkatkecepatan (kecepatandiserappadatingkatini)danempattingkat tekanan.
34
Gambar4.2Turbinreaksi.
Gambar4.3susunankomponendarisebuahsteampowerplant.
35
Turbinuapdenganrating40sampaidengan60MWbiasanyamenggunakansinglecylindermachines. Unityanglebihbesarmenggunakanmultiplecylindersuntukmengekstrakenergiuap.
Thetwo 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 (Automaticextractionturbines) mengizinkanbagiandariuapditarikkeluardari tingkat menengah (intermediate stage (or stages) sementara sisanya dibuang ke kondenser. Turbin ini memerlukan governors dan katup yang khusus untuk mempertahankantekanan tekanankonstan dariekstraksiuapsementara bebanturbin dan kebutuhan ekstraksi bervariasi. Uncontrolled extraction turbines digunakan untuk mensuplai uap ke feedwater heaters, sehingga tekanan pada titik ekstrasi bervariasi denganbebanturbin.
Gambar4.4mengilustrasikansusunanturninjenisSingle-cylinder.
Beberapa pembangkitdengan tekanan menengah (moderate-pressureplants) memiliki turbin high-pressure noncondensing tambahan untuk menaikkan kapasitas dan memperbaikiefesiensi. BoilerHigh-pressure ditambahkanuntukmensuplaiuappada turbin-turbin noncondensing, yang didesain untuk mensuplai uap ke original turbines. High-pressureturbinesinidisebutunit superposed,ortopping. Mixed-pressure turbines didesain untuk memasukkan uap tekanan rendah dan mengekspansikankecondenser.Unitinidigunakanpada cogenerationplants .
36
Compoundturbinesmemilikilebihdarisatuselinder;sebuahturbintekanantinggi(highpressure turbine) dansebuah 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). Pembangkitbesarmemilikisebuahintermediatepressurecylinderdanlebihdariempat slindertekananrendah(low-pressurecylinders).. Silinder dapat dipasang sepanjang poros tunggalt (tandem-compound),atau pada kelompok paralel dengan dua atau lebih poros (cross-compound). Pemanasan ulang (reheating)biasanyadilakukanantarahigh-andintermediate-pressureturbines.Gambar 4.5mengilustrasikanbeberapasusunannya.
Gambar4.5Beberapasusunandaricompoundturbines.
Semua turbin uap memiliki paling tidak ada dua independent governors yang mengendlikanaliranuap.Pertmanamenutup(shutoff)aliranuapjikakecepatanturbin melampauiketentuanmaksimum.Kontroliniseringdisebut emergencytrip.Keduaatau governorutamayangmengaturaliranuapuntukmempertahankankecepatankonstan.. Governorturbinextraction,mixed-pressure,danbackpressure Mengontrol aliran uap sementara kecepatan dan tekanan bervariasi. Governor ini biasanyasangatkompleks.
37
Speedgovernorsystemsterdiridari: Speed-sensitiveelement Linkageorforce-amplifyingmechanismyangmengtransmisigerakandari governorkesteamcontrolvalves Steamcontrolvalves(governingvalves)
Gambar5.6mengilistrasikangovernorsentrifugalatauflyball..Aksiaktuasikatupmasuk uapsebagaiberikut: Batangmekanik(Mechanicallinkage) Operationofthepilotvalveofahydraulicsystem,yangmemasukkandan melepaskanminyaksisiberlawanandengan powerpiston, ataukesatusisidari spring-loadedpiston (pergerakandaripowerpistonmembukadanmenutup steamvalves )
Gambar 4.6. Mechanical speed governor. Sebuah susunan sederhana yang menggunakan flyball governor yang cocok untuk turbin kecil
Unitsedangdanbesardiperlengkapidengan double-relayhydraulicsystem untuk menguatkangayasentrifugalgovernordanmengurangiresponswaktudarisistem. Interceptvalvesdipasangpadahulu turbinintermediate-pressure .Yangditutupoleh sistemgovernorselamaloadrejectionatauasuddenloadreduction.Interceptvalves memutusaliranuapdariturbintekanantinggi,reheater,danpipaketurbintekanan menengahuntukmenghindarioverspeedpadaturbin.
38
Governors back-pressure dan turbin automatic extraction turbines didesain untuk mempertahankantekananekstraksidantekananekshaustsesuaidenganbeban.Sinyal dari transduser tekanan dihubungkan dengan katup kontrol steam extraction dan governor kecepatan yang mengontrol aliran uap ke turbin. Pada turbin automatic extractiongovernormengkordinasisinyaldaritransdusertekanandankecepatanuntuk mempertahankankecapatan.
Bagian-bagianyangmemerlukanpelumasanmeliputijournaldanthrustbearings, hydrauliccontrolsystem,oilshaftseals,gears,flexiblecouplings,danturninggears
Hydrodynamic journal bearings digunakan untuk menumpuh steam turbines dan generators. Akibat sangat ketatnya clearances antara moving bladesand thecasing, bantalan ini harus diluruskan dengan akurat dan dioperasikan tanpa keausan yang signifikanuntukmempertahankanporospadaposisinyadanmencegahkerusakanpada blade.Bantalanbiasanyadipisahkanshellsecarahorisontaldandiluruskandengantinbasebabbitt(softmetal). Laluandanalurdalambantalanturbindidesainuntukmengizinkanlebihbanyakminyak daripadayangdiperlukan.Minyaktambahandiperlukanuntukmembuangpanasakibat gesekandanpanaskonduksisepanjangporosdaribagianpanasturbin.Aliranminyak harus dipertahankansuhuoperasi bantalan yang baik.Dalambanyakaplikasi,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 mengurangikemunginankerusakanselamastart-updanandshutdown.Sistemminyak jaket( jackingoilsystem)jugadiperlukanuntuk mengurangibebanawal(startingload) 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. Penomenadikenalsebagaioilwhipatauoilwhirlterjadipadabebanyangrelatifringan, 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),andtilting-pad(Gbr.4.9).
39
Pressurebearing.
.
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
Axialthrustdisebabkanolehperbedaantekanansetiapbarissudugerak.Rotoryang berdiameterbertingkatjgmenimbulkangayaaksial.thrust.Gayadorong(thrust)iniis counteractedbyaxialthrustbearings,whichmaintaintherotorincorrectaxialposition. Turbinkecilmenggunakan babbitt-facedends padabantalanjurnalnyaataubantalan rolling-elementthrustbearings .Turbinmenengahdanbesarmenggunakanbantalan tilting-padtapered-landthrustsepertiyangdiperlihatkanpadagambar4.10and4.11.
40
Combinedjournalandtilting-padthrustbearing.
Tapered-landthrustbearingdanplainjournalbearing.
Turbin menengah dan besar menggunakan sistem kontrol hidrolik (hydraulic control systems)untukmengirimsinyadaritransduserkecepatanatautekanankekatupkontrol uap (steam control valves). . Turbin modern turbines menggunakan sistem electrohydrauliccontrol yangberoperasipadatekanantinggi[1500to2000psi(10.3to 13.8MPa)] untuk merespon kecepatan tinggi yang dibutuhkan pada unit kontrol ini. Sisteminiterdiridarisebuahreservoir independent dan sistempompayangterpisah dan independen. Gas charged accumulator juga digunakan untuk aliran fluida yang besar secara tiba-tiba selama perubahan beban tiba-tiba.. Heaters dan coolers digunakanuntukmempertahankansuhudanviskositaspadarentangyangsempit.Fireretardant fluids (FRFs) digunakan pada sistem ini untuk mencegah kebaran akibat kebocoran.
41
Kecepatanturbinyangefesienterkadangberbedadarikecepatanoprasidariperalatan yangdigerakkan.Dalamaplikasinya,turbindihubungandenganperalatanpenggerak olehsebuahreductiongears .Sebuahoil-tightcasingterpisahbiasanyadigunakan menutuprodagigiyangmenghubungkanturbindenganyangdigerakkanmelalui flexible couplings .
Selama start-up dan shutdown, rotor seharusnya diputar perlahan untuk menghindari panasataupendinginanyangtidakmerata,yangbisamenggangguporos.Turninggear terdiridarisebuahmotoryangbersifatsementaradikopeldenganturbinoleh reduction gears . Kecepatan turning gear biasanya di bawah 100 rpm. Sebuah pompa minyak tambahandigunakanuntukmengalirkankebantalanselamaoperasikecepatanrendah. Airdialirkankeoilcoolers dimaksimalkanuntukmenaikkanviskositasolidanmembantu menjaga lapisan minyak pada bantalan. Sistem mantel oli (Jacking oil system) dioperasikanselamaturninggearberoparasi.
1.Sirkulasidanpanaspadaudara 2.Kontaminasi Adatigasumberdariadanyaairyaitu: 1.Kebocoransekatpadaturbindanpompa 2.Kondensasidariudaralembab 3.Kebocoranairpadaalatpenukarpanas.
Minyakturbinuapharusseharusnya(1)viskositaspadasuhuoperasiharus menghasilaklapisanpelumasandan(2)mampumengurangigesekanakibatmenerima beban. Adapunkarakeristikpelumasanadalah Viscosity Load-CarryingAbility ProtectionAgainstRusting Water-SeparatingAbility FoamResistance Entrained-AirRelease FireResistance
42
TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa dapat menjelaskan fungsi dan konstruksi dan perencanaan kondenser dapat menjelaskankelebihandankekurangannya.
SistemAirKondensatdanAirUmpan Dalam pembahasan ini anda akan mempelajari Klasifikasi Kondenser, Direct Contact Condenser,Surface Condenser/ Kondensor Permukaan,Dearator,Boilerfeedwatertreatment.
I.BahanBacaan 1. ElWakill.1982.InstalasiPembangkitDaya,JilidI..Jakarta.ErlanggaBab6 2. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering.Delhi Dhampat:Rai&Sons . II.Bacaantambahan 3. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering New York:Prentice-HallInchla.234-245 III.PertanyaanKunci/Tugas 1.Jelaskanfungsiperalatanberikutini:(a)kondenser,(b)dearator 2.Sebutkandampakyangdihasilkanbilaairketeltidakmelaluiproseswatertreatment denganbenar
43
Fungsiutamakondenseradalahuntukmengembunkanuap-buangandariturbindandengan demikianmemulihkanair-umpanberkualitastinggiuntukdipakailagididalamsiklusitu.
Padadasarnyaduajeniskondenseryaitu: a.Kondenserkontaklangsung(directcontactcondenser) b.Kondenserpermukaan(surfacecondenser)
Kondenserkontaklangsungataukondenserterbuka(opencondenser)digunakandalamhalhalkhusus,misalnyabilamenggunakanmenarapendinginkeringdalaminstalasigeothermal dandalam instalasi dayayang menggunakanbeda suhuair samudra (OTEC). Kondenser kontaklangsungmodernadalahdarijenissemprotyangsebelumnyaadalahjenisbarometrik ataujenisjet.
Padakondensersemprotuapdikondensasikandenganmenyemperotkanairpendinginke 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. Sebagiandarikondensatyangjumlahnyasamadenganaliranbuanganturbindikirimkembali ke instalasi sebagai air umpan. Sisanya didinginkan, biasanya di dalammenara pendingin kering(tertutup)ketitik5.
Gas tak mampuKondensat ke S3AE
Gbr.5.1Kondenser
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 akanturunkebawahmelaluipipategak(tailpipe) kesumurpanas..
Gambar 5.2
Bagian kondensor kontak langsung (a) barometrik (b) difusser atau jet
Kondensorpermukaanmerupakanjenisyangpalingbanyakdipakaidiinstalasidaya.Alatini 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 sehinggaairdapatmelaluiduakali.
42
Gambar 5.3
Skema kondensor permukaan dua laluan
Dalamsiklusuap-airmaupunuaplainnya,gas-gastakmampukondensasiharusdisingkirkan supayatidakmenumpukdidalamsistem.Gastersebutadalahudarayangbocordariatmosfir ke dalambagian-bagian siklus yangberoperasipada tekanan yanglebih 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 takmampu kondensasidalamjumlahbesardapatmenimbulkanmasalahdalamoperasikarena: 1.
Gas menyebabkan tekanan total dalam sistem meningkat karena tekanan total adalahjumlahdaritekananbagianpenyusunnya.
2.
Koefisien perpindahan panas menurun drastis, sehingga efektivitas kondensor menurun.
3.
Dapatmenimbulkanreaksikimia,sepertikorosidanhidridasi.
Prosespenyingkirangastakmampukondensasidisebutdearasi (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 corrosiveto mostmetals.
Aeration,Filtration,and Chlorination.
Corrosive,formscarbonic acidincondensate.
Deaeration,neutralization withalkalis.
Filming,neutralizing Aminesusedtoprevent Condensatelinecorrosion.
Corrosion and pitting of boilertubes.
Deaeration & chemical treatment with (Sodium Sulphite or Hydrazine)
Pittingofboilertubes,andturbineblades,failureofsteamlines,andfittings etc.
Sludge and scale carryover.
Foundmainlyin groundwater, andpollutedstreams.
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 menjelaskanfungsidankonstruksiCoolingTowerdanSistemSirkulasiairnya.
SistemSirkulasiAirdanCoolingTower Dalam pembahasan ini anda akan mempelajari klasifikasi Sistim Sirkulasi air. Cooling Tower Basah, Cooling Tower kering, Campuran BasahdanKeringCoolingTower
I.BahanBacaan 1. ElWakill.1982.InstalasiPembangkitDaya,JilidI..Jakarta.Erlanggahal.244-288 . II.Bacaantambahan 2. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering New York:Prentice-HallInchal.234-245 3. WirantoArismunandar.1994.PenggerakMulaTurbin.Bandung:ITB 4. MahermanP.Boyce.1982. GasTurbineEngineringHandbook London:PrenticeHallInc 5. ShylakinP.1999.TurbinUap,TeoridanRancangan ,Jakarta:Erlangga 6. Donkundwar,S.&Arora,Subhasi.1980. PowerPlantEngineering.Delhi Dhampat:Rai&Sons III.PertanyaanKunci/Tugas 1.Kerjakanulangcontohsoal7.1padareferensi(1)
50
Fungsi sistem sirkulasi airialah menyediakan air pendinginuntuk turbin dandengan demikian menjadi wahana untuk pebuangan kalor dari siklus uap ke lingkungan. Sistem ini juga menyediakansejumlahkecil airpendingin tambahan ke turbindan pembangkit uap, ke sistem pemadamkebakarandanuntukpemakaianumumdiinstalasiyangbersangkutan
Sistemsirkulasiairdiklasifikasikansecaraumumatas: a.Sekalilalu b.Siklustertutup c.Gabungan
Padasisteminiairyangdiambildaribadanairdalamsepertidanau,sungaiataulautdipompakan melalui kondenser sehingga menjadi panas lalu dibuang kembali ke sumbernya tadi (Gambar 6.1). Padaumumnyaadatigamacamcarapembuangan: 8. Pembunganpermukaan,dimanaairdarikondenserdilepaskandalamlapisanyangrelatiftipis kepermukaanbadanairsemula. 9. Pembuangan bawah permukaan, di mana airdilepaskan dalam bentuk pancaran di bawah permukaanbadanair.
Gambar6.2Bagansistemair-sirkulasisekalilalu
10.Pembuangandifusi,dimanaairdilepaskanmelaluisejumlahnoseldarisuatupipapanjangdi bawahpermukaanmelintassuatusistemyangmengalir,misalnyamelintassungai.
51
Pada sistem ini air yang diambil dari kondenser, dilewatkan melalui peralatan pendingin dan dikembalikanlagikekondenser.(Gambar6,2)
Gambar6.2Baganmenarapendinginbasahyangberoperasidalam ragamtertutup
Adabeberapajenisperalatanpendinginyangbiasadipakaipadasistemini,yaitu: 1.
2. 3.
4.
Menarapendingin,bisajenisbasahataujeniskering.Menarapendinginjeniskeringpaling kurang efesien dalam cara pembuagan kalornya tetapi tidak memerlukan air tambahan, sehinggasangatcocokuntukinstalasi digurunpasir.Menarapendingindiklasifikasikan lagi dalamjenisjujutalami(naturaldraft)danjujutmekanik(mechanicaldraft). Kolam semprot (spray ponds)yang mengandalkan pada angin yang bertiupdi atas kolam danmendinginkansemprotanhalusairmelaluipenguapan. Kanalsemprot(spraycanal),serupadengankolamsemprot,tetapiairnyadisemprotkan menjadibutir-butirlebihkasar,sehinggasusut-hanyut(airyanghilangterbawaangin)lebih sedikit,tetapilajuperpindahanmassalebihlambandanefisiensipendinginannyalebih rendah. Danaupendingin,adalahdaerahyangluasdimanaairdidinginkansecaraalamimelalui penguapandanradiasi.
Pada sistem ini, sistem sekali lalu digabungkan dengan peralatan pendingin, biasanyamenara pendinginuntukmendinginkanairsebelummengembalikankebadanairalam.Menarapendingin yangberoperasidengancarainidisebutberoperasidalamragamterbuka(openmode)(Gambar 6.3)atau dengan ragambeda terminal (terminal diffrencemode). Selain itu menara pendingin bisapulaberoperasidalamraga,pembantu(helpermode)(Gambar6.4).
52
Gambar6.3Menarapendinginbasahdalamragamterbuka.Sistemsekali-lalumerupakan alternatifsebagaigarisputus-putus
Gambar6.4Menarapendinginbasahdalamragan-pembantu
53
Menarapendinginuntuk pembangkitdiklasifikasikansesuaidenganmetodeperpindahanpanas 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 Mekanismeutama perpindahanpanasnya adalahpenguapan, 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 digunakandalamdesainmenaratunggal,makadiklasifikasikansebagaiwet/drytower. Sirkulasi udara dari panas dipindahkan ke udara yang dihasilkan oleh efek cerobong disebut natural-drafttower. Jika kipasbesardigunakan untukmenaikkan aliran udara melalui menara diklasifikasikansebagai mechanicaldrafttower .Mechanicaldrafttowerdibagiatas forceddraft daninduceddraft tergantungdarilokasifan. Karenapengaruhpendinginumumnyaakibatpenguapan,bagiandarisirkulasiairmelaluisistem o hilangolehpenguapan ,drift danblowdown .Kerugianpenguapansekitar1%untuksetiap10 F pendinginan. Kerugian drift (drift loss ) adalah kerugian tetesan halus dari hembusan airyang meninggalkantower,sekitar0,2%darijumlahairyangbersikulasi.Akhirnyablowdowndiperlukan untukmengeleminasicruddanpadatanyangterbentukpadasistemair. Menarapendinginbasahlebihlanjutdapatdiklasifikasikanolehpolaaliranrelatifairdanudara. Padacross-flowtower ,udarabergerakmemotongbagianfill darimenara.Padacounterflowtower pergerakan udara berlawanan arah dengan aliran air. Berbagai jenis menara pendingin diperlihatkanpadaGambar6.6.
Gambar6.6Jenis-jenisMenaraPendingin
Menarapendinginbasahmempunyaisistemdistribusiairpanas(Gambar6.7yangdisemburkan ataudisemprotkansecarameratake kisi-kisilubang-lubangatau batang-batang horisontalyang disebutisian(fillataupacking )yangberfungsimencampurkanairyangjatuhdenganudarayang bergeraknaikpadawaktu airberpercikan dari isianyangdi atas keyangdi bawahnya Udara masuk dariluarmenaramelaluikisi-kisiyang berbentukcelah-celahhorisontalyangterpancang pada sisi menara. Celah ini biasanya mengarah miring ke bawah supaya air tidak keluar melaluinya.
54
Gambar6.7(a)Menarapendinginaliranlawanjujutmekanik
55
Gambar6.7(b)Menarapendinginaliransilangjujutmekanik(c)Menara pendinginaliranlawanarahjujutalami
56
Gambar6.7(d)Menarapendinginaliranalami
Sistemdistribusiair(waterdistributionsystem )berfungsiuntukmembagikanairkondensoryang panassecarameratapadaisian.Adabeberapajenisnyaantaralain: 1) Distribusigravitasiyangterutamadipakaipadamenaraaliransilangdanterdiriatas penarik(riser )vertikalyangmengumpankanairpanaskedalamkolambetonterbuka. Darisituairmengalirdengangayagravitasimelaluiorifis(lubang-lubang)keisiandi bawahnya(Gambar6.1.a) 2) Distribusisemprot(spraydistribution )yangdigunakanterutamapadamenaraaliran lawanarahdanmempunyaipipamelintangdengannoselsemprotyangmengarahke bawah(Gambar6.1.b) 3) Distribusirotasi(rotationdistribution )yangterdiriatasdualengandistribusiyangbercelah dan berputar disekitarsumbu tengah, tempatair masukpadatekanan tinggi. Celah itu diarahkan ke bawahtetapi agak ke samping sehingga membentuksuatu tirai airyang bersudut dan gaya reaksi yang menyebabkan lengan itu berputar pada kecepatan 25 samapai 30 putaran per menit. Kecepatan putar dapat diatur dengan mengubah-ubah sudutcelahitu(Gambar6.1.c)
57
Gambar6.11SistemDistribusiAir(a)Gravitasi(b)semprot,(c)rotasi
Isian(fillataupacking )merupakanintimenarapendingin.Isianharusmenimbulkankontakyang baik antara air dan udara agar laju perpindahan panas dan perpindahan massa cukup tinggi, tetapitahananterhadapaliranudaratetaprendah.Isianharuskuat,ringandantahanlapuk.Pada dasarnyaada dua jenisisian (1)jenis percik (splashtype )dan(2)jenisfilmataubukanpercik (filmtypeataunonsplashtype). 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 ituada berbagai bentuk tipis,sikuataukisi-kisiada yang licin,atau kasar dan terbuat dari berbagai bahan-kayu-merah, polistirena tahan banting (high-impact polystrene )ataupolitilena(polyethylene ).lsianpercikdapatmenghasilkanperpindahankalordan perpindahanmassa yang baik antara airdanudara.Isian film biasanyaterbuatdari 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).Dengandemikianterdapatpermukaanairyangluasyangberkontakdenganudaratanpa haruspecah-pecahmenjadibutiranatautetesan.Lsianfilmjugaterdiriatasberbagaibentukdan terbuat dariberbagaibahanbelah-kayumerah,lembaran-gelombangselulosa, lembaranasbessemen,logamatauplastikgelombang.Tahananisian-filmterhadapaliran-udaralebihrendahdan tingginyapuntidaksetinggiisianpercik. Kecendrungan tentang bahan-konstruksi menara-pendingin basah dewasa ini ialah menggunakanbangunanbetondenganisiamplastik,dilengkapidenganpencegahhanyutan( drift eleminator , lihat di bawah), cerobong-kipas, sudu-kipas, manifol, katup dan nosel. Dengan gabunganbetonplastikiniusia-pakainyalebihpanjangdanpemeliharaannyalebihsedikit.
58
Gambar6.12Berbagaijenisisian(a)percik(b)film
Hanyutan dan Pencegah Hanyutan Hanyulan(drift) adalahairyangterbawaoleharus-udarasebagaibutir-butirgerimisyangbelum menguap. Ini menyebabkan sebagian air daiam sistem air-sirkulasi hilang dan tidak ikut berfungsi dalam penyingkirkan kalor melalui penguapan. (Masalah ini hampir serupa dengan keterikutanbutiran-airolehuapdalamarus-ketel).Peristiwahanyutaninidapatdiperkecildengan menggunakan, pencegah-hanyutan (drift eliminator) (Gambar 6.13) yang berupa sekat-sekat yangdipasangsatubaris,duabarisatautigabaris.Sekatinimembuatudaraterpaksaberubah arahdengantiba-tiba.
59
Gambar6.13Macam-macampencegahhanyutan
60
TIK: Bila pokok bahasan ini telah diselesaikan dengan baik, mahasiswa dapat menjelaskan dan menggambarkan secara benar siklus gabungan danheatrecovery
SiklusGabungan(CombineCycle) DalampembahasaniniandaakanmempelajariSiklus Gabungan,HeatRecoveryBoilerdanSiklusGabungan,metode pendinginanblade I.BahanBacaan 1. ElWakill.1982. InstalasiPembangkitDaya,JilidI. .Jakarta.Erlangga.Hal. 289-330 2. Kiameh,Philp,2002,POWERGENERATIONHANDBOOK,Downloaded fromDigitalEngineeringLibrary@McGraw-Hill www.digitalengineeringlibrary.com )TheMcGraw-HillCompanies.Page. 10,1 – 24.8. . II.Bacaantambahan 3. WirantoArismunandar.1994. PenggerakMulaTurbin. Bandung:ITB 4. MahermanP.Boyce.1982. GasTurbineEnginering Handbook London:Prentice-HallInc 5. Weisman,J&Eskart,R.1985. ModernPowerPlantEngineering New York:Prentice-HallInc III.PertanyaanKunci/Tugas 1.KerjakanulangcontohsoalNo.8.1,8.2dan8.3.Padareferensi(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%
Gambar7.2(a)kurvaefesiensiterhadaprasiotekanankompressor siklusBraytonnon-ideal,menunjukkansuhumaksimum danregenerasi(b)Kurvadayaspesifikterhadaprasio tekanankompressor
64
REGENERASI
Gambar7.3BaganalirandandiagramT-ssiklusBraytonnonideal tertutupdenganregenerasi
PENDINGIN SELA KOMPRESSOR
Gambar7.4BaganalirandandiagramT-ssiklusBraytonidealtertutup denganduatahappendinginansela,satutahap pemanasan-ulangdanregenerasi
65
PEMANASA N ULA NG TURBIN
INJEKSI AIR
Gambar7.5BaganalirandandiagramT-ssiklusTurbingasduaporos denganinjeksiairdanregenerasi
66
TURBINE REHEAT
Gambar7.6BaganalirandandiagramT-ssiklusTurbingasduaporos denganduatingkatpendinginsela,satutahapreheatdan regenerasi
67
7.3 SIKLUS KOMBINASI (COMBINE CYCLE)
Gambar7.7BaganaliransikluskombinasidenganHeatRecoveryBoiler (HRB)
STAG COMBINE CYCLE POWER PLANT
Gambar7.8LayoutdariSTAGcombinecyclepowerplant
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
Gambar7.9Macam-macampendinginanpadaturbingas
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).
Gambar7.10Sudutetappadaturbingasberpendinginudara
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