LAPORAN KERJA PRAKTEK
PERAWATAN TURBIN GAS PADA PLT G UNIT 3 DI PT. PLN (PERSERO) SEKTOR PEMBANGKITAN PEKANBARU UNIT PLTD/G
TELUK LEMBU
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Mata Kuliah Kerja Praktek
Oleh :
PUTRA PARTOMUAN NIM : 1007113786
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS RIAU
2015
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan Akhir Kerja Praktek dengan judul :
“PERAWATAN TURBIN GAS PADA PLTG UNIT 3 DI PT. PLN (PERSERO) SEKTOR PEMBANGKITAN PEKANBARU UNIT PLTD/G
TELUK LEMBU”
Yang dipersiapkan dan disusun oleh :
PUTRA PARTOMUAN NIM. 1007113786
Program Studi Sarjana Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Riau, Telah disetujui oleh :
Dosen Pembimbing Kerja Praktek
Yohanes, ST., MT
NIP. 196901181997020001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Riau
Nazaruddin,ST., MT.
NIP. 19720421 199903 1 002
Ketua Prodi Sarjana Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Riau
Dodi Sofyan Arief, ST., MT
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan nikmat dan karunia-Nya sehingga laporan Kerja Praktek ini diselesaikan dengan baik.
Pada penulisan laporan kerja praktek ini akan dijelaskan “PERAWATAN
TURBIN GAS PADA PLTG UNIT 3 DI PT. PLN (PERSERO) SEKTOR PEMBANGKITAN PEKANBARU UNIT PLTD/G TELUK LEMBU”. Baik
dari tinjauan umumnya maupun dari tinjauan khususnya, yang sesuai dengan pengamatan selama melaksanakan keja praktek.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1) Bapak Nazzaruddin, ST., MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Riau dan dosen pembimbing akademis.
2) Bapak Dodi Sofyan Arief, ST., MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin S1 Universitas Riau.
3) Bapak Dr. Eng. Azridjal Aziz, ST., MT selaku selaku Koordinator Kerja Praktek Jurusan Teknik Mesin Universitas Riau.
4) Bapak Yohanes, ST.,M.T selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan laporan kerja praktek ini.
5) Kedua orang tua yang sangat saya hormati dan saya cintai yang selalu memberikan dorongan moril maupun bantuan materil sehingga laporan kerja praktek ini dapat diselesaikan.
6) Bapak Zulkarnaini selaku Manager PLTD/G Teluk Lembu. 7) Bapak Delferi selaku suvervisor di PLTD/G Teluk Lembu.
8) Bapak Yohandi selaku pembimbing lapangan di PLTD/G Teluk Lembu. 9) Karyawan dan karyawati PLTD/G Teluk Lembu tidak bisa saya sebutkan
satu persatu, yang telah memberikan pelayanan terbaik kepada penulis selama kerja praktek.
10) Teman – teman mahasiswa yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian laporan kerja praktek ini.
ii Menyadari akan keterbatasan waktu, kemampuan, dan pemahaman atas materi selama melaksanakan kerja praktek maka laporan ini tentu saja masih ada kekurangan – kekurangan baik secara penulisan maupun penyajiannya. Penulis menyadari ”Tidak ada gading yang tak retak” Untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis perlukan dalam penyempurnaan laporan ini.
Semoga penulisan laporan kerja praktek ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan khusunya bagi penulis sendiri.
Pekanbaru, Maret 2015
iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR NOTASI ... viii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Tujuan ... 1
1.3 Manfaat Kerja Praktek ... 2
1.4 Waktu Dan Tempat Pelaksanaa Kerja Praktek ... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 3
2.1. Turbin Gas ... 3
2.2. Prinsip Kerja Turbin Gas ... 4
2.3. Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) ... 6
2.4. Komponen Utama Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) ... 7
2.5. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) ... 7
2.5.1. Operasi Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) ... 9
2.6. Siklus Termodinamika... 10
2.7. Pemeliharaan (Maintenence) ... 14
2.7.1. Tujuan Pemeliharaan... 15
2.7.2. Fungsi Pemeliharaan ... 16
2.8. Jenis – Jenis Pemeliharaan PLTG ... 17
2.9. Komponen Turbin Gas ... 22
iv
2.9.2. Komponen Penunjang ... 30
2.9.3. Prosedur Pengoperasian Turbin Gas ... 32
BAB III METODOLOGI ... 34
3.1 Tahapan Pelaksanaan Kerja Praktek ... 34
3.2 Kegiatan Kerja Praktek... 35
3.2.1 Studi Literatur ... 35
3.2.2 Melakukan Pengamatan ... 36
3.2.3 Mempelajari Secara Langsung ... 36
3.2.4 Log Sheet ... 36
3.2.5 Pengolahan Dan Analisis Data ... 37
3.2.6 Kesimpulan Dan Saran... 37
BAB IV TUGAS KHUSUS ... 38
4.1. Tujuan Tugas Khusus ... 38
4.2. Batasan Masalah ... 38
4.3. Performa Turbin Gas Teoritis ... 38
4.4. Performa Turbin Gas Aktual ... 42
4.5. Pemeliharaan Turbin Gas (Hot Gas Path Inspection) ... 45
4.6. Masalah Pada Turbin Gas ... 45
4.7. Proses Pembongkaran Turbin Gas... 48
4.8. Proses Pemeriksaan Dan Pembersihan Turbin Gas ... 50
4.8.1. Proses Pemeriksaan ... 50
4.8.2. Proses Pembersihan... 50
4.9. Proses PemasanganTurbin Gas... 54
4.9.1. Point Tertentu Untuk Lihat Selama Pemasangan ... 56
4.9.2. Desassemblies Dan Pemeriksaan Pada Compartment Aksesori ... 57
v
4.10. Running Test ... 57
4.11. Analisis Data ... 59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 60
5.1. Kesimpulan ... 60
5.2. Saran ... 60
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Turbin Gas ... 4
Gambar 2.2 Prinsip Kerja Turbin Gas ... 5
Gambar 2.3 Prinsip Kerja PLTG ... 9
Gambar 2.4 Diagram T vs s ... 9
Gambar 2.5 Jenis-Jenis Maintenence ... 18
Gambar 2.6 Tipe Shutdown Maintenence ... 20
Gambar 2.7 Compressor Rotor Assembly... 24
Gambar 2.8 Compressor Stator ... 25
Gambar 2.9 Combustion Section ... 27
Gambar 2.10 Exhaust Frame ... 29
Gambar 2.11 Exhaust Diffuser ... 30
Gambar 3.1 Tahapan Kegiatan ... 34
Gambar 4.1 Siklus Gas Terbuka ... 38
Gambar 4.2 Korosi pada Stage Nozzle ... 46
Gambar 4.3 Kerusakan pada Turbine Shroud ... 47
Gambar 4.4 Crossfire Tube yang pecah ... 48
Gambar 4.5 Pembersihan Sudu Kompresor Stator ... 51
Gambar 4.6 Pembersihan Sudu Turbin ... 52
Gambar 4.7 Pembersihan Casing Turbin ... 52
Gambar 4.8 Pembersihan Casing Ruang Bakar ... 53
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nilai k Pada Panas Spesifik Gas Ideal. ... 13
Tabel 2.2 Molar Massa Gas. ... 14
Tabel 2.3 Nilai Konstanta Panas Spesifik Ideal ... 14
viii
DAFTAR NOTASI
Simbol Keterangan Satuan
T1 Temperatur Lingkungan K
T2 Temperatur Udara Tekan K
T4 Temperatur Gas Buang K
T3 Temperatur Ruang Bakar K
P1 Tekanan udara Lingkungan kPa
P2gage Tekanan udara tekan kPa
P2 Tekanan absolut udara tekan kPa
Qfuel Debit Aliran Bahan Bakar m3/jam
ρfuel Berat jenis Bahan bakar kg/m3
LHV Nilai kalor bahan bakar kJ/kg
ṁfuel Laju Aliran massa bahan bakar kg/s
ṁudara Laju aliran massa udara kg/s
qin Panas masuk sistem aktual K
qout Panas Keluar Sistem Aktual K
wTs Kerja turbin ideal kJ/kg
wT Kerja turbin kJ/kg
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sejalan dengan berlangsungnya waktu, sumber daya manusia yang terus bertambah akan menyebabkan peningkatan kebutuhan sumber daya alam yang juga semakin meningkat. Pada zaman modern ini dapat dikatakan bahwa segala sesuatu selalu berhubungan dengan listrik.
Indonesia merupakan negara berkembang dan seiring dengan perkembangan tersebut dibutuhkan tersedianya tenaga listrik untuk memenuhi kebutuhan listrik industri maupun masyarakat. Hal ini dapat dilihat dengan terus meningkatnya jumlah pelanggan baru yang menggunakan energi listrik sehingga daya listrik yang dibutuhkan juga akan semakin besar.
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) merupakan sebuah pembangkit energi listrik yang menggunakan turbin gas sebagai penggerak. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas. Turbin memanfaatkan gas sebagai fluida kerja. Di dalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik berupa putaran yang menggerakkan roda turbin sehingga menghasilkan daya. Bagian turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin dan bagian turbin yang diam disebut stator atau rumah turbin. Rotor memutar poros daya yang menggerakkan beban (generator listrik, pompa, kompresor atau yang lainnya). Dikarenakan hal tersebut maka penulis mengangkat topik kerja praktek dengan judul “PERAWATAN
TURBIN GAS PADA PLTG UNIT 3 DI PT. PLN (PERSERO) SEKTOR PEMBANGKITAN PEKANBARU UNIT PLTD/G TELUK LEMBU”
1.2 Tujuan
1) Mempelajari perawatan dari turbin gas PLTG unit 3 pada PLTG Teluk Lembu.
2) Mengetahui masalah yang sering terjadi pada turbin gas pada PLTG Teluk Lembu.
2 3) Mengetahui Efisiensi dari turbin gas PLTG unit 3 pada PLTG Teluk
Lembu.
1.3 Manfaat Kerja Praktek
1) Manfaat bagi mahasiswa yaitu mahasiswa memahami prinsip kerja turbin gas dan mengetahui masalah yang tejadi pada turbin gas di PLTG Teluk Lembu.
2) Manfaat bagi institusi pendidikan yaitu sebagai sumber bacaan bagi mahasiswa yang melakukan pengamatan tentang perawatan turbin gas. 3) Manfaat bagi industri yaitu untuk informasi dan sumber pengetahuan
bagi pekerja sebagai dasar untuk meningkatkan pemahaman tentang perawatan turbin gas.
1.4 Waktu Dan Tempat Pelaksanaa Kerja Praktek
Kerja Praktek ini dilaksanakan di PT.PLN (Persero) ) sektor pembangkitan pekanbaru unit PLTD/G Teluk Lembu. Kerja Praktek ini dilaksanakan selama 30 hari yang dimulai dari tanggal 19 Januari 2015 sampai 21 Februari 2015
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Turbin Gas
Turbin gas adalah suatu penggerak mula yang memanfaatkan gas sebagai fluida kerja. Di dalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik berupa putaran yang menggerakkan roda turbin sehingga menghasilkan daya. Bagian turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin dan bagian turbin yang diam disebut stator atau rumah turbin. Rotor memutar poros daya yang menggerakkan beban (generator listrik, pompa, kompresor atau yang lainnya). Turbin gas merupakan salah satu komponen dari suatu sistem turbin gas. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas.
Menurut Rahmanta, 2011, sistem turbin gas ternyata sudah dikenal pada jaman “Hero of Alexanderia”. Desain pertama turbin gas dibuat oleh John Barber seorang Inggris pada tahun 1791. Sistem tersebut bekerja dengan gas hasil pembakaran batu bara, kayu atau minyak, kompresornya digerakkan oleh turbin dengan perantaraan rantai roda gigi. Pada tahun 1872, Dr. F. Stolze merancang sistem turbin gas yang menggunakan kompresor aksial bertingkat ganda yang digerakkan langsung oleh turbin reaksi tingkat ganda. Tahun 1908, sesuai dengan konsepsi H. Holzworth, dibuat suatu sistem turbin gas yang mencoba menggunakan proses pembakaran pada volume konstan. Tetapi usaha tersebut dihentikan karena terbentur pada masalah konstruksi ruang bakar dan tekanan gas pembakaran yang berubah sesuai beban. Tahun 1904, “Societe des Turbomoteurs” di Paris membuat suatu sistem turbin gas yang konstruksinya berdasarkan disain Armengaud dan Lemate yang menggunakan bahan bakar cair. Temperatur gas pembakaran yang masuk sekitar 450OC dengan tekanan 45 atm dan kompresornya langsung digerakkan oleh turbin.
Selanjutnya, perkembangan sistem turbin gas berjalan lambat hingga pada tahun 1935 sistem turbin gas mengalami perkembangan yang pesat dimana diperoleh efisiensi sebesar lebih kurang 15 %. Pesawat pancar gas yang pertama diselesaikan oleh “British Thomson Houston Co” pada tahun 1937 . Saat ini
4 sistem turbin gas telah banyak diterapkan untuk berbagai keperluan seperti mesin penggerak generator listrik, mesin industri, pesawat terbang dan lainnya. Sistem turbin gas dapat dipasang dengan cepat dan biaya investasi yang relatif rendah jika dibandingkan dengan instalasi turbin uap dan motor diesel untuk pusat tenaga listrik.
Gambar 2.1 Turbin Gas
Sumber : (Wiranto Arismunadar, 2010)
2.2. Prinsip Kerja Turbin Gas
Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet). Kompresor ini berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, akibatnya temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara yang telah dikompresi ini masuk kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar sehingga bercampur dengan udara tadi dan menyebabkan proses pembakaran.
Proses pembakaran tersebut berlangsung dalam keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozzle yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang
5 dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang (exhaust).
Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistem turbin gas adalah sebagai berikut:
1) Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan
2) Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar dengan udara kemudian di bakar.
3) Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar melalui nozel (nozzle)
4) Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran Pembuangan
Gambar 2.2 Prinsip Kerja Turbin Gas
Sumber : (Meherwan P Boyce, 2001)
Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi kerugian-kerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performansi turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas. Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain:
1) Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan (pressure losses) di ruang bakar.
2) Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin dari fluida kerja
6 akibat terjadinya perubahan temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja.
3) Berubahnya nilai kalor jenis (cp) 4) Adanya mechanical loss.
Untuk memperkecil kerugian ini hal yang dapat kita lakukan antara lain dengan perawatan (maintanance) yang teratur atau dengan memodifikasi peralatan yang ada.
2.3. Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas ) Gas Gas yang dihasilkan dalam ruang bakar pada pusat listrik tenaga gas (PLTG) akan menggerakkan turbin dan kemudian generator, yang akan mengubahnya menjadi energi listrik. Sama halnya dengan PLTU, bahan bakar PLTG bisa berwujud cair (BBM) maupun gas (gas alam). Penggunaan bahan bakar menentukan tingkat efisiensi pembakaran dan prosesnya. Prinsip kerja PLTG adalah sebagai berikut, mula-mula udara dimasukkan dalam kompresor dengan melalui air filter/penyaring udara agar partikel debu tidak ikut masuk dalam kompresor tersebut. Pada kompresor tekanan udara dinaikkan lalu dialirkan ke ruang bakar untuk dibakar bersama bahan bakar. Di sini, penggunaan bahan bakar menentukan apakah bisa langsung dibakar dengan udara atau tidak.
Jika menggunakan BBG, gas bisa langsung dicampur dengan udara untuk dibakar. Tapi jika menggunakan BBM, harus dilakukan proses pengabutan dahulu pada burner baru dicampur udara dan dibakar. Pembakaran bahan bakar dan udara ini akan menghasilkan gas bersuhu dan bertekanan tinggi yang berenergi (enthalpy). Gas ini lalu disemprotkan ke turbin, hingga enthalpy gas diubah oleh turbin menjadi energi gerak yang memutar generator untuk menghasilkan listrik. Setelah melalui turbin sisa gas panas tersebut dibuang melalui cerobong/stack. Karena gas yang disemprotkan ke turbin bersuhu tinggi, maka pada saat yang sama dilakukan pendinginan turbin dengan udara pendingin dari lubang pada turbin. Untuk mencegah korosi turbin akibat gas bersuhu tinggi ini, maka bahan bakar yang digunakan tidak boleh mengandung logam Potasium, Vanadium dan Sodium yang melampaui 1 part per mil (ppm).
7
2.4. Komponen Utama Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
1) Compresor, adalah suatu pembangkit tenaga mekanik yang berfungsi untuk membangkitkan energy panas yang berasal dari udara atmosfer guna memenuhi kebutuhan proses pembakaran dalam ruang bakar gas turbin. Dalam proses operasinya, Compresor dibantu dengan alat bantu khusus yang meliputi: Intake Air Filter dan Inlet Gate Fane.
2) Combuster, adalah suatu ruang bakar yang merupakan pembangkit energi
panas dari suatu proses pembakaran bahan bakar. Dalam proses operasinya,
Combuster dibantu dengan alat bantu khusus yang meliputi: Tangki bahan
bakar dan Pompa bahan bakar (untuk bahan bakar minyak), Gas Station (untuk bahan bakar gas), Control System, Fuel Nozzle, Ignitor System.
3) Gas Turbine, adalah suatu pembangkit energi mekanik dari suatu proses konversi energi dari energi panas menjadi energi kinetik selanjutnya menjadi energy mekanik yang mampu menggerakkan poros turbin dengan massa gas pembakaran bahan bakar. Dalam proses operasinya turbin gas dibantu dengan alat bantu khusus yang meliputi: Lubricating Oil System,
Control Oil System, Turning Motor, Pony Motor, Starting Motor, Cooling Water System, Exhaust Duck System, Turbine Supervisory Instrumen.
4) Generator, adalah suatu pembangkit energy listrik dari suatu proses konversi energy dari energy mekanik pada poros turbin dikonversikan menjadi energy listrik. Dalam proses operasinya dibantu dengan alat bantu khusus
yang meliputi: Jacking Oil Pump, Exciter, Generator Circuit Breaker, Main
Transformer, Generator Protection System, Auxiliary Power System.
2.5. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Pembangkit Listrik Tenaga Gas membutuhkan udara yang bersih dan dalam jumlah yang tak terhingga. Proses beroperasinya PLTG adalah sebagai berikut :
Untuk beroperasi PLTG menggunakan penggerak mula yaitu mesin diesel yang akan digunakan untuk memutar kompresor sampai putaran tertentu, sehingga kompresor akan berfungsi. Setelah kompresor mulai berfungsi kompresor akan
8 menghasilkan udara yang bertekanan tinggi. Udara yang dihasilkan tersebut kemudian akan mampatkan atau dikompresi di dalam kompresor.
Udara hasil pengkompresian tersebut kemudian disaring dan salurkan ke ruang pembakaran bersama dengan bahan bakar yang telah dipompa keruang pembakaran. Pada proses pembakaran diharapkan terjadi pada tekanan yang konstan agar menghasilkan gas pembakaran yang bertemperatur tinggi. Gas yang dihasilkan inilah yang akan digunakan untuk memutar turbin dan pada gilirannya generator yang sudah dikopel dengan turbin akan bergerak dan generator yang berputar akan menghasilkan tenaga Listrik.
Sisa gas yang terjadi selama proses pembakaran akan dibuang ke udara melalui cerobong – cerobong asap. Gas buang yang keluar dari turbin gas bertemperatur antara 400 – 700°C, oleh karena itu masih dapat dimanfaatkan sebagai fluida pemanas pada ketel uap.
Di samping itu, gas buang pada sistem turbin gas masih banyak mengandung oksigen karena sistem turbin gas menggunakan campuran bahan bakar dan udara. Jadi jika dianggap perlu gas buang masih dapat digunakan untuk membakar bahan bakar di dalam ketel uap, sehingga temperatur gas dapat dinaikkan.
Pada ruang bakar dan turbin gas sudah terjadi yang namanya panas, untuk mendinginkan ruang bakar serta turbin gas digunakan aliran udara dari kompresor.
Pada Gambar 2.3, diperlihatkan konsep dasar pembangkitan dengan sistem PLTG. Udara masuk ke dalam kompressor untuk dinaikkan tekanannya menjadi kurang lebih 13 kg/cm2 kemudian udara tekan tersebut dialirkan menuju ruang bakar. Apabila digunakan BBG (Bahan Bakar Gas) maka gas dapat langsung dicampur dengan udara tekan tadi untuk dibakar. Tetapi bila digunakan BBM (Bahan Bakar Minyak), maka BBM tersebut harus dijadikan kabut terlebih dahulu baru dicampur dengan udara tekan untuk selanjutnya dibakar. Teknik mencampur bahan bakar dengan udara dalam ruang bakar sangat berpengaruh pada efisiensi pembakaran.
9
Gambar 2.3 Prinsip Kerja PLTG
Sumber : (Jeremias Leda , 2010)
Gambar 2.4 Diagram T vs s
Sumber : (Ardiansyah Satria, 2010)
2.5.1. Operasi Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Secara garis besar urutan kerja dari proses operasi PLTG adalah sebagai berikut:
1) Proses starting
Pada proses start awal untuk memutar turbin menggunakan mesin diesel sampai putaran poros turbine/compressor mencapai putaran 3.400 rpm maka secara otomatis diesel dilepas dan akan berhenti.
2) Proses kompresi
Udara dari luar kemudian dihisap melalui air inlet oleh kompresor dan masuk ke ruang bakar dengan cara dikabutkan bersama bahan bakar lewat nozzle secara terus menerus dengan kecepatan tinggi.
10 3) Transformasi energi thermal ke mekanik
Kemudian udara dan bahan bakar dikabutkan ke dalam ruang bakar diberi pengapian (ignition) oleh busi (spark plug) pada saat permulaan pembakaran. Pembakaran seterusnya terjadi terus menerus dan hasil pembakarannya berupa gas bertemperatur dan bertekanan tinggi dialirkan ke dalam cakram melalui sudu-sudu yang kemudian diubah menjadi tenaga mekanis pada perputaranporosnya.
4) Transformasi energi mekanik ke energi listrik.
Poros turbin berputar hingga 5.100 rpm, yang sekaligus memutar poros generator sehingga menghasilkan tenaga listrik. Putaran turbin 5.100 rpm diturunkan oleh load gear menjadi 3.000 rpm, dan kecepatan putaran turbin ini digunakan untuk memutar generator.
5) Udara luar yang dihisap masuk compressor
Udara luar yang dihisap masuk compressor, kemudian dimanfaatkan hingga pada sisi keluarannya menghasilkan tekanan yang cukup tinggi. Bersama dengan udara yang yang bertekanan tinggi, bahan bakar dikabutkan secara terus menerus dan hasil dari pembakaran tersebut dengan suatu kecepatan yang tinggi mengalir dengan perantaraan
transition piece menuju nozzle dan sudu – sudu turbin dan pada akhirnya
keluar melalui exhaust dan dibuang ke udara bebas.
2.6. Siklus Termodinamika
Siklus ideal dari sistem turbin gas sederhana adalah siklus Brayton. Pada siklus yang sederhana, proses pembakaran atau proses pembuangan gas bekas terjadi pada tekanan konstan sedangkan proses kompresi dan expansi terjadi secara kontinyu. Gambar 2.4 menunjukkan proses secara sistematis dan berlangsung kontinu.
Dari diagram T-s pada Gambar 2.4 proses yang terjadi adalah : Proses 1-2 : Proses kompresi pada kompresor
Proses ini merupakan proses kerja kompresor. Kerja kompresor ini sendiri adalah meningkatkan tekanan dan temperatur udara yang kemudian akan dibakar pada ruang bakar.
11 Proses 2-3 : Pembakaran bahan bakar di ruang bakar
Pada proses ini terjadi proses pembakaran di ruang bakar. Komponen komponen yang terdapat dalam proses ini adalah : combustion liner sebagai tempat terjadinya pembakaran, crossfire tube berfungsi untuk menghubungkan keseluruhan ruang bakar, transition piece untuk mengalirkan gas hasil pembakaran menuju turbin, Fuel Nozzle berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar ke dalam combustion liner. Ignitors (Spark Plug) berfungsi untuk memercikkan bunga api ke dalam combustion chamber sehingga campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar. Flame Detector, merupakan alat yang dipasang untuk mendeteksi proses pembakaran terjadi.
Proses 3-4 : Proses ekspansi isentropik pada turbin
Proses ini merupakan proses kerja turbin. Udara dari proses pembakaran masuk ke tubin. Komponen komponen yang terdapat dalam proses ini adalah : First
Stage Nozzle yang berfungsi untuk mengarahkan gas panas ke first stage turbine wheel, First Stage Turbine Wheel berfungsi untuk mengkonversikan
energi kinetik dari aliran udara yang berkecepatan tinggi menjadi energi mekanik berupa putaran rotor, Second Stage Nozzle dan Diafragma berfungsi untuk mengatur aliran gas panas ke second stage turbine wheel, sedangkan
diafragma berfungsi untuk memisahkan kedua turbin wheel, Second Stage Turbine, berfungsi untuk memanfaatkan energi kinetik yang masih cukup besar
dari first stage turbine untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yang lebih besar.
Proses 4-1 : Proses pembuangan kalor pada tekanan konstan ke udara
Ini adalah proses dimana kalor dari sistem dibuang ke lingkungan. Dimana komponen yang bekerja pada proses ini adalah Exhaust Frame Assembly, dan
Exhaust Diffuser Assembly. Gas keluar dari turbin gas melalui exhaust diffuser
pada exhaust frame assembly, lalu mengalir ke exhaust plenum dan kemudian didifusikan dan dibuang ke atmosfir melalui exhaust stack. Sebelum dibuang ke atmosfir gas panas sisa tersebut diukur dengan exhaust thermocouple dimana hasil pengukuran ini digunakan juga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksi temperatur trip. Pada exhaust area terdapat 18 buah
12 termokopel yaitu, 12 buah untuk temperatur kontrol dan 6 buah untuk temperatur trip.
Untuk menghitung performansi dari turbin gas maka digunakan beberapa rumus (Ardiansyah Satria,2010):
Temperatur udara tekan ideal (T2S)
T2S = T1( 𝑃2 𝑃1) (𝑘−1) 𝑘 ...(2.1) Keterangan :
T1 = Temperatur udara masuk sistem (K)
p1 = Tekanan udara masuk sistem (kPa)
p2 = Tekanan udara kompresi (kPa)
k = Konstanta (1,4) (Tabel 2.3)
Temperatur Ruang Bakar (T3)
T3= T2 +
(ṁLHV)𝑓𝑢𝑒𝑙
(ṁcp)𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎...(2.2)
Keterangan :
T2 = Temperatur Udara Tekan (K)
ṁfuel = Laju Aliran massa bahan bakar (kg/s)
LHV = Nilai kalor bahan bakar (kJ/kg) ṁudara = Laju aliran massa udara (kg/s)
cp = Nilai Kalor Jenis (kJ/kg)
Temperatur Gas Buang Ideal (T4s)
T4s = T3( 𝑃4 𝑃3) (𝑘−1) 𝑘 ...(2.3) Keterangan :
p4 = Tekanan udara buang (kPa)
p3 = Tekanan udara turbin ( kPa)
Panas masuk sistem Teoritis (qin)
13 Panas Keluar Sistem Teoritis (qout)
qout = cp (T4-T1)...(2.5)
Keterangan :
T4 = Temperatur Gas Buang (K)
Kerja turbin ideal (wTs)
wTs = cp (T3-T4s)...(2.6) Kerja turbin (wT) wT = cp (T3-T4)...(2.7) Efisiensi Turbin (ƞT) ƞT= wTs wTx100%...(2.8)
Menghitung panas spesifik ( Cp )
Setelah temperatur masing-masing didapat, maka nilai Cp masing-masing temperatur bisa diperoleh :
𝐶𝑝 = 𝑎 + 𝑏𝑇 + 𝑐𝑇2+ 𝑑𝑇3...(2.9)
Dengan nilai a,b,c dan d bisa dilihat pada tabel panas spesifik ideal gas (Tabel 2.1).
Tabel 2.1 Nilai k Pada Panas Spesifik Gas Ideal.
14 Setelah nilai Cp didapat, maka nilai Cp di bagi dengan nilai massa molar dari udara tersebut sebesar 28,97 kg/kmol ( Tabel 2.2 ).
Tabel 2.2 Molar Massa Gas.
Sumber : (Yunus Cengel, 1989)
Tabel 2. 3 Nilai Konstanta Panas Spesifik Ideal
Sumber : (Yunus Cengel, 1989)
2.7. Pemeliharaan (Maintenence)
Pada umumnya sebuah produk yang dihasilkan oleh manusia, tidak ada yang tidak mungkin rusak, tetapi usia penggunaannya dapat diperpanjang dengan melakukan perbaikan yang dikenal dengan pemeliharaan. (Corder, 1976). Oleh karena itu, sangat dibutuhkan kegiatan pemeliharaan yang meliputi kegiatan pemeliharaan dan perawatan mesin yang digunakan dalam proses produksi.
Apa itu pemeliharaan ?. Kata pemeliharaan diambil dari bahasa yunani
terein artinya merawat, menjaga dan memelihara. Pemeliharaan adalah suatu
kombinasi dari berbagai tindakan yang dilakukan untuk menjaga suatu barang dalam, atau memperbaikinya sampai suatu kondisi yang bisa diterima. Untuk pengertian pemeliharaan lebih jelas adalah tindakan merawat mesin atau
15 peralatan pabrik dengan memperbaharui umur masa pakai dan kegagalan/kerusakan mesin. (Setiawan F.D, 2008 ).
Kurang diperhatikannya pemeliharaan (maintenance) diantaranya disebabkan oleh banyaknya dana yang dibutuhkan, dan rumitnya tugas pemeliharaan (maintenance) namun bagi kegiatan operasi perusahaan,
maintenance sudah menjadi dwi fungsi, yaitu pelaksanaan dan kesadaran untuk
melakukan pemeliharaan terhadap fasilitas-fasilitas produksi.
2.7.1. Tujuan Pemeliharaan
Suatu kalimat yang perlu diketahui oleh orang pemeliharaan dan bagian lainnya bagi suatu pabrik adalah pemeliharaan ( maintenance ) murah sedangkan perbaikan ( repair ) mahal. (Setiawan F.D, 2008).
Menurut Daryus Asyari, 2008 dalam bukunya manajemen pemeliharaan mesin , tujuan pemeliharaan yang utama dapat didefenisikan sebagai berikut:
1) Untuk memperpanjang kegunaan aset,
2) Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang dipasang untuk produksi dan mendapatkan laba investasi maksimum yang mungkin,
3) Untuk menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu,
4) Untuk menjamin keselamatan orang yang menggunakan sarana tersebut. Sedangkan Menurut Sofyan Assauri, 2004, tujuan pemeliharaan dibagi menjadi :
1) Kemampuan produksi dapat memenuhi kebutuhan sesuai dengan rencana produksi.
2) Menjaga kualitas pada tingkat yang tepat untuk memenuhi apa yang dibutuhkan oleh produk itu sendiri dan kegiatan produksi yang tidak terganggu.
3) Untuk membantu mengurangi pemakaian dan penyimpangan yang di luar batas dan menjaga modal yang di investasikan tersebut.
4) Untuk mencapai tingkat biaya pemeliharaan serendah mungkin, dengan melaksanakan kegiatan pemeliharaan secara efektif dan efisien.
16 5) Menghindari kegiatan pemeliharaan yang dapat membahayakan
keselamatan para pekerja.
6) Mengadakan suatu kerja sama yang erat dengan fungsi - fungsi utama lainnya dari suatu perusahaan dalam rangka untuk mencapai tujuan utama perusahaan yaitu tingkat keuntungan ( return on investment ) yang sebaik mungkin dan total biaya yang terendah.
2.7.2. Fungsi Pemeliharaan
Menurut pendapat Agus Ahyari, 2002 fungsi pemeliharaan adalah agar dapat memperpanjang umur ekonomis dari mesin dan peralatan produksi yang ada serta mengusahakan agar mesin dan peralatan produksi tersebut selalu dalam keadaan optimal dan siap pakai untuk pelaksanaan proses produksi.
Keuntungan- keuntungan yang akan diperoleh dengan adanya pemeliharaan yang baik terhadap mesin, adalah sebagai berikut :
1) Mesin dan peralatan produksi yang ada dalam perusahaan yang bersangkutan akan dapat dipergunakan dalam jangka waktu panjang,
2) Pelaksanaan proses produksi dalam perusahaan yang bersangkutan berjalan dengan lancar.
3) Dapat menghindarkan diri atau dapat menekan sekecil mungkin terdapatnya kemungkinan kerusakan-kerusakan berat dari mesin dan peralatan produksi selama proses produksi berjalan,
4) Peralatan produksi yang digunakan dapat berjalan stabil dan baik, maka proses dan pengendalian kualitas proses harus dilaksanakan dengan baik pula.
5) Dapat dihindarkannya kerusakan-kerusakan total dari mesin dan peralatan produksi yang digunakan.
6) Apabila mesin dan peralatan produksi berjalan dengan baik, maka penyerapan bahan baku dapat berjalan normal.
17
2.8. Jenis – Jenis Pemeliharaan PLTG
Pemeliharaan adalah perawatan untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan seperti kerusakan terlalu cepat terhadap semua peralatan di pabrik, baik yang sedang beroperasi maupun yang berfungsi sebagai suku cadang.
Kerusakan yang timbul biasanya terjadi karena keausan dan ketuaan akibat pengoperasian yang terus-menerus, dan juga akibat langkah pengoperasian yang salah.
Pemeliharaan juga bermakna melakukan tindakan rutin guna menjaga perangkat (dikenal sebagai pemeliharaan terjadwal) atau mencegah timbulnya gangguan (pemeliharaan pencegahan). Jadi perawatan dapat didefinisikan sebagai, "semua tindakan yang bertujuan untuk mempertahankan atau memulihkan komponen atau mesin ke keadaan ideal agar dapat menjalankan fungsinya sesuai kebutuhan perusahaan. Tindakannya mencakup kombinasi dari semua manajerial teknis, administratif dan tindakan pengawasan yang sesuai."
Pemeliharaan pada turbin gas selalu tergantung dari faktor-faktor operasional dengan kondisi yang berbeda disetiap wilayah, karena operasional turbin gas sangat tergantung dari kondisi daerah operasional. Semua pabrik pembuat turbin gas telah menetapkan suatu ketetapan yang aman dalam pengoperasian sehingga turbin selalu dalam batas kondisi aman dan tepat waktu untuk melakukan perawatan. Jadi kegiatan pemeliharaan ini bukanlah pekerjaan yang ala kadarnya, bukan pekerjaan yang asal-asalan, tetapi pekerjaan yang perlu perencanaan, pembiayaan dan kesungguhan.
Dengan adanya kegiatan pemeliharaan ini maka fasilitas atau peralatan perusahaan dapat dipergunakan untuk kegiatan produksi sesuai dengan rencana, dan tidak mengalami kerusakan selama fasilitas/peralatan perusahaan tersebut dipergunakan selama proses produksi. Oleh karena itu, suatu kalimat yang perlu diketahui oleh orang pemeliharaan dan bagian lainnya bagi suatu pabrik adalah pemeliharaan (maintenance) murah sedangkan perbaikan (repair) mahal.
Secara umum maintenance atau perawatan dapat dibagi dalam 7 bagian, 7 bagian tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.5.
18
Gambar 2.5 Jenis-Jenis Maintenence
Sumber : (Suwardi Suparlan, 1999)
1) Preventive Maintenance
Preventive maintenance adalah suatu kegiatan perawatan yang
direncanakan baik itu secara rutin maupun periodik, karena apabila perawatan dilakukan tepat pada waktunya akan mengurangi downtime dari peralatan.
Preventive maintenance dibagi menjadi:
a) Running Maintenance, adalah suatu kegiatan perawatan yang dilakukan hanya bertujuan untuk memperbaiki equipment yang rusak saja dalam satu unit. Unit produksi tetap melakukan kegiatan.
b) Turning Around Maintenance, adalah perawatan terhadap peralatan yang sengaja dihentikan pengoperasiannya.
19 2) Repair Maintenance
Repair Maintenance merupakan perawatan yang dilakukan terhadap
peralatan yang tidak kritis, atau disebut juga peralatan-peralatan yang tidak mengganggu jalannya operasi.
3) Predictive Maintenance
Predictive Maintenance merupakan kegiatan monitor, menguji, dan
mengukur peralatan-peralatan yang beroperasi dengan menentukan perubahan yang terjadi pada bagian utama, apakah peralatan tersebut berjalan dengan normal atau tidak.
4) Corrective Maintenance
Corrective Maintenance merupakan kegiatan perawatan yang dilakukan
untuk mengatasi kegagalan atau kerusakan yang ditemukan selama masa waktu preventive maintenance. Pada umumnya, corrective maintenance bukanlah aktivitas perawatan yang terjadwal, karena dilakukan setelah sebuah komponen mengalami kerusakan dan bertujuan untuk mengembalikan kehandalan sebuah komponen atau sistem ke kondisi semula. Pemeliharaan Corrective Maintenance hanya dilakukan setelah peralatan atau mesin rusak. Bila strategi pemeliharaan ini digunakan sebagai strategi utama akan menimbulkan dampak tingginya kegiatan pemeliharaan yang tidak direncanakan dan inventori part pengganti
5) Break Down Maintenance.
Breakdown Maintenance merupakan perbaikan yang dilakukan tanpa
adanya rencana terlebih dahulu. Dimana kerusakan terjadi secara mendadak pada suatu alat/produk yang sedang beroperasi, yang mengakibatkan kerusakan bahkan hingga alat tidak dapat beroperasi.
6) Modification Maintenance.
Pekerjaan yang berhubungan dengan disain suatu peralatan atau unit. Modifikasi bertujuan menambah kehandalan peralatan atau menambah tingkat produksi dan kualitas pekerjaan.
20 7) Shut Down Maintenance
Shut Down adalah kegiatan perawatan yang dilakukan terhadap peralatan yang
sengaja dihentikan pengoperasiannya. Shutdown maintenance pada turbine gas terdiri dari, Combustion Inspection, Hot Gas Path Ispection dan Major Inspection. Batas-batas pekerjaan dapat dilihat seperti Gambar 2.7:
Gambar 2.6 Tipe Shutdown Maintenence
Sumber : (Robert F Hoeft , 2001)
a) Combustion Inspection.
Combustion Inspecsion merupakan shutdown jangka pendek yang
dibutuhkan untuk memeriksa nozzle tingkat pertama, combustion liner,
transition piece dan crossfire tube. Komponen-komponen ini membutuhkan
pemeriksaan secara berkala, karena kerja yang dilakukan oleh turbin gas bekerja terus menerus, sehingga sistem pembakaran yang buruk akan menyebabkan pendeknya umur dari komponen-komponen tersebut terutama bagian hilir seperti nozzle dan bucket turbin. Perawatan yang dilakukan pada waktu combustion inspectionini adalah pemeriksaan pada bagian ruang bakar,
crossfire tube dan transition piece.
Pemeriksaan pada catatan packing menunjukkan adanya gesekan, bagian atas dan bagian bawah dari diafragma dan bagian antara diameter horizontal dan vertikal. Pemeriksaan pada thermocople yang rusak, pada turbin bucket
21 dan over plan secara visual, leading edge baik secara visual atau boroscape pada nozzle turbin tingkat pertama dan bucket tingkat pertama terhadap degradasi, pendapatan clerence. Pemeriksaan fuel nozzle terhadap pluging pada bagian tutup dan mencatat hasil pemeriksaan. Untuk melakukan inspeksi secara visual pada bagian rotating dan stationary pada compressor casing dan
casing turbin tanpa mengangkat atau membongkarnya adalah memakai
perangkat kerja dari borescope.
b) Hot Gas Path Inspection
Hot Gas Path Inspection adalah pemeriksaan pada daerah panas termasuk
dalam combustion inspection, hanya saja dalam Hot Gas Path Inspection ini dilakukan lebih terperinci lagi mulai dari nozzle hingga bucket turbin. Adapun komponen-komponen yang dibongkar dan diinspeksi antara lain :
Flame Detector.
Spring Position Spark Plug. Combustion Chambers. Cap and Liner Assembly.
Combustion Transition Piece Assembly.
Compressor Discharge and Frame Casing Assembly. Support ring Assembly.
First Stage Nozzle.
Turbine Shell and Shoud Assembly. Second Stage Nozzle
Inspeksi dilakukan secara visual dan juga dilakukan secara non visual. Inspeksi secara visual dengan melihat perubahan yang terjadi pada komponen tanpa mata bantu, cukup dengan mata telanjang seperti perubahan warna, perubahan bentuk, keretakan dan lain-lain. Inspeksi non visual dilakukan dengan menggunakan alat bantu, seperti melihat keretakan bagian dalam suatu logam dengan mengunakan radiografi, ultrasonografi dan sebagainya.
22 Pemeriksaan komponen dilakukan di lapangan atau di ruang perawatan, bahkan pemeriksaan dapat juga dilakukan di luar pabrik, seperti pemeriksaan struktur mikro marrige bold yang dilakukan di Singapura.
Inspeksi lainnya yaitu pemeriksaan clearance pada daerah sekitar first
stage nozzle, second stage nozzle dan bucket turbin. Clearance yang diperiksa
pada saat hot gas path inspection tidak boleh kurang atau lebih dari ukuran yang telah ditetapkan. Clearance yang terlalu besar akan mengurangi efisiensi turbin sedangkan clearance yang terlalu kecil akan berpengaruh pada keselamatan turbin walaupun efisiensi turbin semakin besar.
c) Major Inspection
Pemeriksaan ini meliputi unsur dari Combustion Inspection dan Hot Gas
Path Inspection. Kegiatan yang dilakukan antara lain pemeriksaan keretakan
sudu rotor dan stator. Clearence pada nozzle dan clearence pada compressor. Pengikat dan penyekat nozzle serta diafragma diperiksa dari kemungkinan adanya gesekan, pengerutan atau kerusakan yang disebabkan oleh panas. Kompresor dari guide inlet fane diperiksa dari kemungkinan adanya kotoran, pengikisan, karat dan kebocoran. Bantalan dari sheel (sekat) diperiksa
clearence-nya dan tingkat kehausan yang terjadi. Semua pemeriksaan ini
dilakukan berdasarkan spesifikasi yang ditetapkan oleh pabrik.
2.9. Komponen Turbin Gas 2.9.1. Komponen Utama
1) Air Inlet Section
Berfungsi untuk menyaring kotoran dan debu yang terbawa dalam udara sebelum masuk ke kompresor. Bagian ini terdiri dari:
a) Air Inlet Housing
Air Inlet Housing merupakan tempat udara masuk dimana didalamnya
terdapat peralatan pembersih udara. b) Inertia Separator
Inertia Separator berfungsi untuk membersihkan debu-debu atau partikel
23 c) Pre-Filter
Pre-Filter merupakan penyaringan udara awal yang dipasang pada inlet
house. d) Main Filter
Main Filter merupakan penyaring utama yang terdapat pada bagian dalam inlet house, udara yang telah melewati penyaring ini masuk ke dalam
kompresor aksial. e) Inlet Bellmouth
Inlet Bellmouth berfungsi untuk membagi udara agar merata pada saat
memasuki ruang kompresor. f) Inlet Guide Vane
Inlet Guide Vane merupakan blade yang berfungsi sebagai pengatur jumlah
udara yang masuk agar sesuai dengan yang diperlukan.
2) Compressor Section
Komponen utama pada bagian ini adalah aksial flow compressor, berfungsi untuk mengkompresikan udara yang berasal dari inlet air section hingga bertekanan tinggi sehingga pada saat terjadi pembakaran dapat menghasilkan gas panas berkecepatan tinggi yang dapat menimbulkan daya output turbin yang besar. Satu stage kompresor aksial tersusun atas dua bagian sudu yakni rotor dan stator. Sudu rotor berbentuk aerofoil (semacam sayap pesawat) berfungsi untuk mengakselerasi udara sehingga kecepatannya meningkat. Sedangkan sudu stator berbentuk difuser, yang berfungsi untuk mengkonversi kecepatan udara tersebut menjadi tekanan. Berikut akan dijabarkan mengenai kompresor rotor dan kompresor stator:
a) Compressor Rotor Assembly
Merupakan bagian dari kompresor aksial yang berputar pada porosnya. Rotor ini memiliki 17 tingkat sudu yang mengompresikan aliran udara secara aksial dari 1 atm menjadi 17 kalinya sehingga diperoleh udara yang bertekanan tinggi. Bagian ini tersusun dari wheels, stubshaft, tie bolt dan sudu-sudu yang disusun kosentris di sekeliling sumbu rotor.
24
Gambar 2.7 Compressor Rotor Assembly
Sumber : (Rahmanta, 2011)
b) Compressor Stator
Compresor Stator terdiri dari:
(1) Inlet Casing
Inlet Casing merupakan bagian dari casing yang mengarahkan udara
masuk ke inlet bellmouth dan selanjutnya masuk ke inlet guide vane. (2) Forward Compressor Casing
Forward Compressor Casing adalah bagian casing yang didalamnya
terdapat empat stage compresor blade. (3) Aft Casing
Aft Casing adalah bagian casing yang didalamnya terdapat compressor blade tingkat 5-10.
(4) Discharge Casing
Discharge Casing merupakan bagian casing yang berfungsi sebagai
tempat keluarnya udara yang telah dikompresi. Pada bagian ini terdapat
25
Gambar 2.8 Compressor Stator
Sumber : (Rahmanta, 2011)
3) Combustion Section
Pada bagian ini terjadi proses pembakaran antara bahan bakar dengan fluida kerja yang berupa udara bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Hasil pembakaran ini berupa energi panas yang diubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan udara panas tersebut ke transition pieces yang juga berfungsi sebagai nozzle. Fungsi dari keseluruhan sistem adalah untuk mensuplai energi panas ke siklus turbin.
Sistem pembakaran ini terdiri dari komponen-komponen berikut yang jumlahnya bervariasi tergantung besar frame dan penggunaan turbin gas. Komponen-komponen itu adalah :
a) Combustion Chamber
Combustion Chamber, berfungsi sebagai tempat terjadinya pencampuran
antara udara yang telah dikompresi dengan bahan bakar yang masuk.
Combustion chamber yang ada disusun kosentris mengelilingi aksial flow compressor dan disambungkan dengan keluaran kompresor udara dari
26
aksial flow compressor yang dialirkan langsung ke masing-masing chambers. Zona pembakaran pada combustion chamber ada tiga yaitu:
(1) Primary Zone, merupakan tempat dimana bahan bakar berdifusi dengan udara kompresor untuk membentuk campuran udara bahan bakar yang siap dibakar.
(2) Secondary Zone, adalah zona penyempurnaan pembakaran sebagai kelanjutan pembakaran pada primary zone.
(3) Dilution Zone, merupakan zona untuk mereduksi temperatur gas hasil pembakaran pada keadaan yang diinginkan pada saat masuk ke first stage
nozzles.
b) Combustion Liners,
Combustion Liners, terdapat di dalam combustion chamber yang berfungsi
sebagai tempat berlangsungnya pembakaran.
Combustion liners di desain dengan satu seri lubang dan louvers yang
ditempatkan di dalam chambers. Digunakan untuk mencampurkan bahan udara dari kompresor dan bahan bakar dari nozzel yang membakar campuran ini.
c) Fuel Nozzle
Fuel Nozzle berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar ke dalam combustion liner.
Fuel nozzle terdapat pada ujung combustion chamber dan masuk ke combustion liners. Fungsi dari fuel nozzle ini adalah untuk mengabutkan
bahan bakar dan mengarahkannya ke reaction zone pada ruang bakar.
d) Ignitors (Spark Plug)
Ignitors (Spark Plug), berfungsi untuk memercikkan bunga api ke dalam combustion chamber sehingga campuran bahan bakar dan udara dapat
terbakar. Spark plugs terdapat pada bagian samping combustion chamber dan masuk ke combustion liners. Spark plugs berfungsi untuk menyulut campuran bahan bakar dan udara pada saat turbin gas start up. Pembakaran
27 akan terus terjadi selama suplai bahan bakar dan udara terus berlangsung.
Spark plugs terpasang pada sebuah pegas setelah proses pembakaran terjadi,
tekanan yang dihasilkan meningkat dan akan memaksa plugs naik menuju casing dan mengeluarkan gas panas.
e) Transition Pieces
Transition Pieces, berfungsi untuk mengarahkan dan membentuk aliran gas
panas agar sesuai dengan ukuran nozzle dan sudu-sudu turbin gas.
Transition piece terdapat antara combustion liners dan first stage nozzle.
Alat ini digunakan untuk mengarahkan udara panas yang dihasilkan pada
combustion section ke first stage nozzle.
f) Cross Fire Tubes
Cross Fire Tubes, berfungsi untuk meratakan nyala api pada semua combustion chamber. Cross fire tube berfungsi untuk menghubungkan
semua combustion chamber.
g) Flame Detector
Flame Detector, merupakan alat yang dipasang untuk mendeteksi proses
pembakaran terjadi.
Gambar 2.9 Combustion Section
28 4) Turbine Section
Turbine section merupakan tempat terjadinya konversi energi kinetik
menjadi energi mekanik yang digunakan sebagai penggerak kompresor aksial dan perlengkapan lainnya.
Dari daya total yang dihasilkan kira-kira 60 % digunakan untuk memutar kompresornya sendiri, dan sisanya digunakan untuk kerja yang dibutuhkan.Komponen-komponen pada turbin section adalah sebagai berikut :
a) Turbin Rotor Case
b) First Stage Nozzle, yang berfungsi untuk mengarahkan gas panas ke first
stage turbine wheel.
c) First Stage Turbine Wheel, berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik dari aliran udara yang berkecepatan tinggi menjadi energi mekanik berupa putaran rotor.
d) Second Stage Nozzle dan Diafragma, berfungsi untuk mengatur aliran gas panas ke second stage turbine wheel, sedangkan diafragma berfungsi untuk memisahkan kedua turbin wheel.
e) Second Stage Turbine, berfungsi untuk memanfaatkan energi kinetik yang masih cukup besar dari first stage turbine untuk menghasilkan kecepatan putar rotor yang lebih besar.
5) Exhaust Section
Exhaust section adalah bagian akhir turbin gas yang berfungsi sebagai saluran
pembuangan gas panas sisa yang keluar dari turbin gas.Exhaust section terdiri dari beberapa bagian yaitu :
a) Exhaust Frame Assembly. b) Exhaust Diffuser Assembly.
Exhaust gas keluar dari turbin gas melalui exhaust diffuser pada exhaust frame assembly, lalu mengalir ke exhaust plenum dan kemudian didifusikan dan dibuang
ke atmosfir melalui exhaust stack, sebelum dibuang ke atmosfir gas panas sisa tersebut diukur dengan exhaust thermocouple dimana hasil pengukuran ini digunakan juga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksi temperatur trip.
29 Pada exhaust area terdapat 18 buah termokopel yaitu, 12 buah untuk temperatur kontrol dan 6 buah untuk temperatur trip.
Gambar 2.10 Exhaust Frame
Sumber : (Rahmanta, 2011)
Exhaust gas keluar dari turbin gas melalui exhaust diffuser pada exhaust frame assembly, lalu mengalir ke exhaust plenum dan kemudian didifusikan dan dibuang
ke atmosfir melalui exhaust stack, sebelum dibuang ke atmosfir gas panas sisa tersebut diukurdengan exhaust thermocouple dimana hasil pengukuran ini digunakan juga untuk data pengontrolan temperatur dan proteksi temperatur trip. Pada exhaust area terdapat 18 buah termokopel yaitu, 12 buah untuk temperatur kontrol dan 6 buah untuk temperatur trip
30 .
Gambar 2.11 Exhaust Diffuser
Sumber : (Rahmanta, 2011)
2.9.2. Komponen Penunjang
Ada 5 komponen penunjang dari turbin gas yaitu : 1) Starting Equipment
Berfungsi untuk melakukan start up sebelum turbin bekerja.
2) Coupling dan Accessory Gear
Berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran dari poros yang bergerak ke poros yang akan digerakkan. Ada tiga jenis coupling yang digunakan, yaitu:
a) Jaw Cluth, menghubungkan startingturbine dengan accessory gear dan HP(High Pressure) turbin rotor.
31 b) Accessory Gear Coupling, menghubungkan accessory gear dengan HP
(High Pressure) turbin rotor.
c) Load Coupling, menghubungkan LP (Low Pressure) turbin rotor dengan kompressor beban.
3) Fuel System
Bahan bakar yang digunakan berasal dari fuel gas system dengan tekanan sekitar 15 kg/cm2.
Fuel gas yang digunakan sebagai bahan bakar harus bebas dari cairan
kondensat dan partikel-partikel padat. Untuk mendapatkan kondisi tersebut diatas maka sistem ini dilengkapi dengan knock out drum yang berfungsi untuk memisahkan cairan-cairan yang masih terdapat pada fuel gas.
4) Lube Oil System
Lube oil system berfungsi untuk melakukan pelumasan secara kontinu pada
setiap komponen sistem turbin gas. Lube oil disirkulasikan pada bagian-bagian utama turbin gas dan trush bearing juga untuk accessory gear dan yang lainnya.
Lube oil system terdiri dari:
a) Oil Tank (Lube Oil Reservoir) b) Oil Quantity
c) Pompa d) Filter System e) Valving System f) Piping System g) Instrumen untuk oil
Pada turbin gas terdapat tiga buah pompa yang digunakan untuk mensuplai
lube oil guna keperluan lubrikasi, yaitu:
a) Main Lube Oil Pump, merupakan pompa utama yang digerakkan oleh HP (High Pressure) shaft pada gear box yang mengatur tekanan discharge lube
oil.
b) Auxilary Lube Oil Pump, merupakan pompa lube oil yang digerakkan oleh tenaga listrik, beroperasi apabila tekanan dari mainpump turun.
32 c) Emergency Lube Oil Pump, merupakan pompa yang beroperasi jika kedua
pompa diatas tidak mampu menyediakan lubeoil.
5) Cooling System
Sistem pendingin yang digunakan pada turbin gas adalah air dan udara. Udara dipakai untuk mendinginkan berbagai komponen pada section dan bearing. Komponen komponen utama dari cooling system adalah:
a) Off base Water Cooling Unit b) Lube Oil Cooler
c) Main Cooling Water Pump d) Temperatur Regulation Valve e) Auxilary Water Pump
f) Low Cooling Water Pressure Swich
2.9.3. Prosedur Pengoperasian Turbin Gas
Prosedur yang harus dilakukan untuk mengoperasikan turbin gas sebagai langkah awal adalah :
1) Rachet, dilakukan dengan memutar turbin seperempat lingkaran dalam waktu satu menit secara terus menerus selama 10 hingga 12 jam untuk mendistribusikan massa rotor, meratakan pelumasan pada bearing dan
journalshaft serta mencegah terjadinya pembengkokan
2) Rubbing Check, pemutaran turbin gas sampai 1350 rpm, kemudian dimatikan. 3) Cranking, setelah turbin gas dimatikan saat rubbing check, kemudian turbin
gas diputar 1200 rpm yang dilakukan selama 5 hingga 10 menit. Hal ini dilakukan untuk membersihkan turbin gas dan kompresor dari debu dan kotoran.
4) Fuel Gas Leak Check, putaran turbin dinaikkan kembali sampai 1850 rpm. 5) Flame Detector Check, putaran turbin diputar sampai 2000 rpm, kemudian
spark plug dinyalakan maka saat itu proses pembakaran mulai terjadi.
6) Over Trip Test, apabila diberikan penambahan fuel gas maka otomatis putaran turbin gas meningkat hingga mencapai batas yang telah ditentukan.
33 7) Peak Load untuk, setelah itu turbin gas distart hingga mencapai putaran 5100 rpm. Kemudian turbin gas ini diberi beban secara bertahap hingga mencapai nilai mendekati maksimum, kemudian beban diturunkan setahap hingga mencapai batas yang diinginkan.
34
BAB III
METODOLOGI
3.1 Tahapan Pelaksanaan Kerja Praktek
Pelaksanaan program kerja praktek ini dilakukan dalam beberapa tahapan proses. Mulai dari proses studi literatur, pengumpulan data meliputi pengamatan dan mempelajari secara langsung proses shutdown maintenence jenis Hot Gas
Path Inspection yang sedang dilakukan oleh pihak PLTG Teluk Lembu,
konsultasi dengan dosen pembimbing dan pembimbing lapangan mengenai perawatan turbin gas pada PLTG Teluk Lembu pekanbaru, pengambilan data dan pembuatan laporan selama pelaksanaan kerja praktek di PLTD/G PT. PLN (Persero) Teluk Lembu dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut :
Gambar 3.1 Tahapan Kegiatan
Mulai
Study Literatur
Konsultasi dengan dosen pembimbing dan pembimbing
lapangan Pengumpulan Data: - Melakukan Pengamatan - Mempelajari secara langsung - Log Sheet
35
Gambar 3.1 Tahapan Kegiatan (sambungan) 3.2 Kegiatan Kerja Praktek
Dalam pelaksanaan kerja praktek, penulis ditempatkan pada bagian PLTG unit 3. Ketika itu PLTG unit 3 tersebut sedang mengalami perawatan, dan jenis perawatan yang dilakukan adalah perawatan jenis Hot Gas Path Inspection (HGPI). Dalam hal ini penulis melakukan pencarian informasi dari teori teori maupun secara langsung mengenai perawatan turbin gas agar kinerja dari mesin selalu optimal saat sedang beroperasi. Dalam mencari informasi penulis mendapat beberapa sumber yang berbeda, diantaranya dari proses diskusi dengan teknisi,
survey lapangan dan studi literatur.
3.2.1 Studi Literatur
Studi literatur yang dilakukan adalah mencari referensi teori yang relevan dengan permasalahan mengenai maintenece turbin gas. Referensi tersebut berisikan tentang proses pembongkaran, pembersihan dan pemasangan turbin gas. Perawatan yang dilakukan pada PLTG unit 3 PLTD/G Teluk Lembu adalah perawatan Hot Gas Path Inspection (HGPI). Perawatan Hot Gas Path Inspection (HGPI) ini adalah perawatan yang yang mencakup perawatan pada ruang bakar, kompresor, dan turbin.
Selesai ysjnajsss ayas
Pengolahan dan Analisa Data Berupa Maintenence dan Performansi Turbin
Gas
Kesimpulan dan Saran A
36
3.2.2 Melakukan Pengamatan
Selama pelaksanaan kerja praktek ini selain melakukan studi literatur penulis juga melakukan pengamatan secara visual mengenai proses perawatan Hot Gas Path
Inspection yang sedang dilakukan pada PLTG unit 3 di PLTD/G PT. PLN (Persero)
Teluk Lembu tetapi karena kondisi dari PLTG unit 3 tersebut saat itu sudah dalam keadaan terbongkar penulis hanya melakukan pengamatan dari proses pembersihan hingga pemasangan PLTG unit 3 di PLTD/G PT. PLN (Persero) Teluk Lembu.
3.2.3 Mempelajari Secara Langsung
Selama melaksanakan Kerja Praktek ini selain melakukan studi literatur dan melakukan pengamatan penulis juga mempelajari secara langsung bagaimana proses pembersihan dan pemasangan komponen-komponen PLTG yang sedang dilakukan perawatan Hot Gas Path Inspection di PLTD/G PT. PLN (Persero) Teluk Lembu.
3.2.4 Log Sheet
Agar dapat menghitung efisiensi dari turbin gas maka diperlukan data data berupa temperatur, tekanan, dan pemakaian bahan bakar yang diperlukan selama PLTG unit 3 beroperasi ( sebelum dilakukan perawatan Hot Gas Path Inspection) yang telah dicatat oleh pihak PLTG, data inilah yang disebut dengan Log Sheet. Data data yang digunakan adalah data pada tanggal 3 November 2014 pada pukul 21.00 WIB. Data data tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1
37
3.2.5 Pengolahan Dan Analisis Data
Data yang telah dikumpulkan yaitu data temperatur kompresor dan gas buang, data tekanan kompresor dan gas buang, dan juga data konsumsi bahan bakar selanjutnya dilakukan pengolahan data untuk menghitung efisiensi dari turbin gas . Setelah dilakukan pengolahan data maka langkah berikutnya yang dilakukan yaitu analisa dan pembahasan. Data yang dianalisa adalah efisiensi turbin gas berdasarkan perawatan yang dilakukan.
3.2.6 Kesimpulan Dan Saran
Setelah dilakukan analisa dan dilakukan pembahasan maka langkah selanjutnya adalah kesimpulan dan saran. Kesimpulan dari hasil efisiensi turbin gas berdasarkan perawatan yang dilakukan dan rekomendasi
38
BAB IV
TUGAS KHUSUS
PERAWATAN TURBIN GAS PLTG UNIT 3
DI PT. PLN (Persero) SEKTOR PEMBANGKITAN PEKANBARU UNIT PLTD/G TELUK LEMBU
4.1. Tujuan Tugas Khusus
Adapun tujuan dari tugas khusus ini adalah untuk mengetahui sistem perawatan dan menghitung performansi turbin gas dari pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) di PT.PLN (Persero) Teluk Lembu Pekanbaru
4.2. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari tugas khusus ini hanyalah membahas perawatan dan performansi yang dilakukan pada turbin gas dari PLTG di PT.PLN (Persero) Teluk Lembu Pekanbaru
4.3. Performa Turbin Gas Teoritis
Siklus ideal dari sistem turbin gas sederhana adalah siklus Brayton. Sistem turbin gas sederhana dengan siklus terbuka menggunakan ruang terbuka menggunakan ruang bakar sedangkan sistem turbin gas sederhana dengan siklus tertutup menggunakan alat-alat penukar kalor.
Gambar 4.1 Siklus Gas Terbuka
39 Untuk mencari performasi turbin teoritis dibutuhkan data data yang telah didapat sebelumnya dari log sheet sebagai berikut :
1) Beban =21 MW = 21000 kW
2) Temperatur Lingkungan (T1) = 350C = 308K (pekanbaru.go.id)
3) Temperatur Udara Tekan (T2) = 8980F = 754 K
4) Temperatur Gas Buang (T4) =9440F = 779 K
5) Tekanan udara Lingkungan (p1) = 1 atm =101,33 kPa
6) Tekanan udara tekan (p2gage) = 7,4 bar = 740 kPa
7) Tekanan absolut udara tekan (p2) = (1+7,4)atm = 841,33 kPa
8) Debit Aliran Bahan Bakar (Qfuel) = 1,025m3/jam
9) Berat jenis Bahan bakar (ρfuel) = 870 kg/m3
10) Nilai kalor bahan bakar (LHV) = 9240kkal/liter = 46829,7 kJ/kg 11) Laju Aliran massa bahan bakar (ṁfuel) = 1,776 kg/s
12) Laju aliran massa udara (ṁudara) = 113 kg/s
13) p4=p1 = 101,33 kPa
14) p3=p2 = 841,33 kPa
Dengan menggunakan data data diatas dan menggunakan persamaan 2.1 sampai 2.3 maka kita dapat mencari :
Temperatur udara tekan ideal (T2S)
T2S = T1(𝑝2 𝑝1) (𝑘−1) 𝑘 T2S = 308K(841,33 kpa 101,33 𝑘𝑝𝑎) (1,4−1) 1,4 T2S =563,88K
Temperatur Ruang Bakar (T3)
T3= T2 + (ṁLHV)𝑓𝑢𝑒𝑙 (ṁcp)𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 T3
=
754 K +(
1,776kgs.46829,7 kJ/kg 113𝑘𝑔 𝑠.1,005 𝑘𝐽/𝑘𝑔)
T3 = 1486,35 K40 T4s = T3( 𝑝4 𝑝3) (𝑘−1) 𝑘 T4s= 1486,35 K
(
101,33 kpa 841,33 kpa)
(1,4−1) 1,4 T4s= 811.86 KUntuk persamaan 2.4 sampai persamaan 2.8 kita harus terlebih dahulu mencari nilai cp nya dengan menggunakan persamaan 2.9
Mencari nilai cp 𝑐𝑝 = 𝑎 + 𝑏𝑇 + 𝑐𝑇2+ 𝑑𝑇3 Maka : Cp (T1) = (a + bT1 + cT12 +dT13) / 28,97 Cp (T1) = [28,11 + 0,1967 𝑥 10−2 𝑥 308 + 0,4802 𝑥 10−5 𝑥 308 2+ ( − 1,966𝑥10−9𝑥 3083)]/28,97 = 1,005 kJ/kg.K Cp (T2) = (a + bT2 + cT22 +dT23) / 28,97 Cp (T2) = [28,11 + 0,1967 𝑥 10−2 𝑥 754 + 0,4802 𝑥 10−5 𝑥 754 2+ ( − 1,966𝑥10−9𝑥 7543)]/28,97 = 1,087 kJ/kg.K Cp (T3) = (a + bT1 + cT12 +dT33) / 28,97 Cp (T3) =[28,11 + 0,1967𝑥10−2𝑥1486,35 + 0,4802 𝑥 10−5 𝑥 1486,35 2+ ( − 1,966𝑥10−9𝑥 1486,35 3)] / 28,97 = 1,215 kJ/kg.K Cp (T4) = (a + bT4 + cT42 +dT43) / 28,97 Cp (T4) = [28,11 + 0,1967 𝑥 10−2 𝑥 779 + 0,4802 𝑥 10−5 𝑥 779 2+ ( − 1,966𝑥10−9𝑥 7793)]/28,97 = 1,096 kJ/kg.K
41 Cp (T4S) = (a + bT4 + cT42 +dT43) / 28,97
Cp (T4S) = [28,11 + 0,1967 𝑥 10−2 𝑥 811,86 + 0,4802 𝑥 10−5𝑥 811,8 2+
( − 1,966𝑥10−9𝑥 811,863)]/28,97 = 1,098 kJ/kg.K
Setelah nilai cp untuk T1, T2, T3, dan T4 telah didapatkan maka kita dapat
menggunakan persamaan 2.4 sampai 2.8 untuk mencari :
Panas masuk sistem Teoritis (qin)
qin = cp (T3-T2)
qin = (cp * T3)-( cp * T2)
qin = (1,215 kJ/kg.K *1486,35 K) - ( 1,087 kJ/kg.K*754K)
qin = 985,97 K
Panas Keluar Sistem Teoritis (qout)
qout = cp (T4-T1)
qout = (cp * T4)-( cp * T1)
qout = (1,096 kJ/kg.K *779K )- ( 1,005 kJ/kg.K *308K)
qout = 473,355 K
Kerja turbin ideal (wTs)
wTs = cp (T3-T4s)
wTs = ( cp * T3)-( cp * T4s)
wTs = (1,215 kJ/kg.K *1486,35 K)-( 1,098 kJ/kg.K * 811.86 K)
wTs = 913,58 kJ/kg
Kerja turbin Teoritis (wT)
wT = cp(T3-T4)
wT = ( cp * T3)-( cp * T4)
wT = (1,215 kJ/kg.K *1486,35 K )– (1,096 kJ/kg.K *779K)
42 Efisiensi Turbin Teoritis (ƞT)
ƞT = wTs wTx100% ƞT = 913,58 kJ/kg 929,78 kJ/kg x 100% ƞT = 98,25 %
4.4. Performa Turbin Gas Aktual
Untuk mencari performasi turbin aktual dibutuhkan data data yang telah didapat sebelumnya dari log sheet sebagai berikut :
1) Beban = 21 MW = 21000 kW
2) Temperatur Lingkungan (T1) = 350C = 308K (pekanbaru.go.id)
3) Temperatur Udara Tekan (T2) = 3260C= 599K
4) Temperatur Gas Buang (T4) = 4900C= 763K
5) Tekanan udara Lingkungan (p1) = 1 atm =101,33 kpa
6) Tekanan udara tekan (p2gage) = 7,4 bar = 740 kpa
7) Tekanan absolut udara tekan (p2) = (1+7,4)atm = 841,33 kpa
8) Debit Aliran Bahan Bakar (Qfuel) = 1,025m3/jam
9) Berat jenis Bahan bakar (ρfuel) = 870 kg/m3
10) Nilai kalor bahan bakar (LHV) = 9240kkal/liter = 46829,7 kJ/kg 11) Laju Aliran massa bahan bakar (ṁfuel) = 1,776 kg/s
12) Laju aliran massa udara (ṁudara) = 113 kg/s
13) p4=p1 = 101,33 kpa
14) p3=p2 = 841,33 kpa
Dengan menggunakan data data diatas dan menggunakan persamaan 2.1 sampai 2.3 maka kita dapat mencari :
Temperatur udara tekan ideal (T2S)
T2S = T1( 𝑝2 𝑝1) (𝑘−1) 𝑘 T2S= 3080K( 841,33 kpa 101,33 𝑘𝑝𝑎) (1,4−1) 1,4 T2S=563,88K
43 Temperatur Ruang Bakar (T3)
T3= T2 + (ṁLHV)𝑓𝑢𝑒𝑙 (ṁcp)𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 T3
=
599K +(
1,776kg s.46829,7 kJ/kg 113𝑘𝑔 𝑠.1,005 𝑘𝐽/𝑘𝑔)
T3 = 1331,35 K Temperatur Gas Buang Ideal (T4s)
T4s = T3( 𝑝4 𝑝3) (𝑘−1) 𝑘 T4s=1331,35 K
(
101,33 kpa 841,33 kpa)
(1,4−1) 1,4 T4s= 727.20 KUntuk persamaan 2.4 sampai persamaan 2.8 kita harus terlebih dahulu mencari nilai cp nya dengan menggunakan persamaan 2.9
Mencari nilai cp 𝑐𝑝 = 𝑎 + 𝑏𝑇 + 𝑐𝑇2+ 𝑑𝑇3 Maka : Cp (T1) = (a + bT1 + cT12 +dT13) / 28,97 Cp (T1) = [28,11 + 0,1967 𝑥 10−2 𝑥 308 + 0,4802 𝑥 10−5 𝑥 308 2+ ( − 1,966𝑥10−9𝑥 3083)]/28,97 = 1,005 kJ/kg.K Cp (T2) = (a + bT2 + cT22 +dT23) / 28,97 Cp (T2) = [28,11 + 0,1967 𝑥 10−2 𝑥 599 + 0,4802 𝑥 10−5 𝑥 599 2+ ( − 1,966𝑥10−9𝑥 5993)]/28,97 = 1,056 kJ/kg.K Cp (T3) = (a + bT1 + cT12 +dT33) / 28,97 Cp (T3) =[28,11 + 0,1967𝑥10−2𝑥331,35 + 0,4802 𝑥 10−5 𝑥 1331,35 2+ ( − 1,966𝑥10−9𝑥 1331,35 3)] / 28,97
