ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN REGENERATOR PADA SISTEM TURBIN GAS SIKLUS TERBUKA SEDERHANA (STUDI KASUS PT. INDONESIA POWER UBP PEMARON SINGARAJA BALI)
Dipresentasikan oleh : Ahmed Sofan Dhana 2107 100 071
Dosen Pembimbing : Ir. Kadarisman
Pendahuluan
1. Keandalan dan effisiensi pembangkit listrik perlu untuk ditingkatkan.
2. Temperatur flue gas yang masih dapat dimanfaatkan.
3. Penggunaan regenerator sebagai komponen untuk memanfaatkan flue gas.
4. Kemungkinan penghematan yang dapat dilakukan.
Latar Belakang
Rumusan Masalah
Temperatur flue gas yang masih tinggi
Apa pengaruhnya terhadap sistem pembangkit listrik ?
Keuntungan apa yang didapatkan ? Bagaimana cara
memanfaatkannya ?
Tujuan Penulisan
• Berdasarkan rumusan masalah diatas maka tujuan dari penyusunan tugas akhir ini adalah :
1. Melakukan analisa besarnya effisiensi thermal pembangkit setelah penambahan regenerator.
2. Melakukan analisa konsumsi bahan bakar setelah penambahan regenerator.
3. Mengetahui kenaikan temperatur inlet ruang bakar setelah penambahan regenerator.
4. Mengetahui besarnya kalor yang dibutuhkan pada proses pembakaran setelah penambahan regenerator.
• Batasan masalah yang digunakan untuk menghindari kesalahpahaman dalam pembahasan ini selanjutnya adalah sebagai berikut :
1. Regenerator beroperasi pada kondisi steady state.
2. Tidak ada panas yang keluar masuk regenerator (adiabatik).
3. Tidak ada perubahan fase didalam regenerator.
4. Tidak terjadi kebocoran pada regenerator sehingga tidak akan terjadi percampuran fluida gas.
5. Perpindahan panas secara radiasi diabaikan.
Batasan Masalah
6. Fouling diabaikan dalam perhitungan.
7. Analisa penambahan regenerator tidak mengikutsertakan analisa design regenerator dan analisa metalurgi.
8. Permasalahan mengambil studi kasus di PT. Indonesia Power UBP Pemaron Singaraja.
Batasan Masalah
1. Dapat digunakan untuk mengetahui layak tidaknya digunakan regenerator untuk memanfaatkan gas buang pada pembangkit listrik tenaga gas di Pulau Bali terutama pembangkit di Pemaron, Singaraja.
2. Dapat digunakan sebagai data pembanding antara siklus terbuka sederhana dengan siklus regenerasi pada pembangkit listrik di PT.
Indonesia Power UBP Pemaron Singaraja.
3. Dapat digunakan sebagai informasi dalam perancangan regenerator.
4. Dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam pemilihan penggunaan regenerator atau combine cycle untuk memodifikasi siklus terbuka sederhana turbin gas.
Manfaat Penulisan
Dasar Teori
• PLTG merupakan pembangkit dengan proses kerja yang sederhana, mudah untuk start-up dan shutdown.
Komponen utama : 1. Kompresor
2. Ruang bakar 3. Turbin
Sistem kerja dapat dianalisa dengan siklus brayton.
1 – 2: proses kompresi adiabatis terjadi didalam kompresor
2 – 3 : proses penambahan panas pada fluida kerja dengan tekanan konstan terjadi didalam ruang bakar
3 – 4 : proses ekspansi adiabatis terjadi didalam turbin
4 – 1 : proses pelepasan panas pada fluida kerja ke lingkungan sekitar
• Alternatif pemanfaatan gas buang : 1. Menggunakan regenerator
2. Menggunakan HRSG
1 2
• Kelebihan : 1. Sederhana.
2. Mudah di instal.
3. Tidak membutuhkan banyak tempat.
• Kelemahan :
1. Effisiensi thermal lebih rendah dari combine cycle.
2. Daya output lebih kecil dari combine cycle.
• Kelebihan :
1. Effisiensi thermal tinggi dapat mencapai 50%.
2. Daya output yang dihasilkan tinggi.
• Kelemahan :
1. Sistem lebih rumit.
2. Membutuhkan tempat yang luas.
Mekanisme kerja regenerator :
Indikator performa regenerator disebut dengan effectiveness (ε).
Nilai rata – rata regenerator effectiveness yaitu berkisar pada 60% - 80%
Effectiveness yang digunakan pada tugas akhir ini : 50%, 60%, 70% dan 80%
Penelitian Terdahulu
• Membahas mengenai perbandingan turbin gas sederhana dengan turbin gas regenerasi.
• Mengulas bahwa turbin gas yang beroperasi secara sederhana mempunyai nilai effisiensi yang rendah karena gas buang turbin yang memiliki temperatur tinggi keluar begitu saja dan energinya hilang diatmosfer.
• Performa lebih baik akan dicapai dengan mengambil keuntungan dari energi yang terkandung pada gas buang turbin untuk meningkatkan performa siklus turbin gas.
Penelitian M.M Rahman dkk
Penelitian M.M Rahman dkk
Kesimpulan Penelitian :
1. Penambahan regenerator dapat meningkatkan effisiensi thermal dan menurunkan konsumsi spesifik bahan bakar.
2. Beberapa hal yang dapat digunakan untuk mengevaluasi kerja turbin gas regenerative diantaranya yaitu : pressure ratio, temperatur udara sekitar dan temperatur masuk ruang bakar.
• Melakukan analisa mengenai turbin gas regeneratif dimana regenerator diletakkan pada posisi antara turbin tekanan tinggi dengan turbin tekanan rendah dan kemudian analisa tersebut akan dibandingkan dengan siklus turbin gas sederhana.
• Selain itu mereka membedakan turbin gas regeneratif menjadi 2 macam yaitu siklus regeneratif konvensional dan siklus regeneratif alternatif.
Penelitian Cai Ruixian dan Jiang Lixia
1. Siklus regenerative konvensional
2. Siklus regenerative alternatif
Penelitian Cai Ruixian dan Jiang Lixia
• Kesimpulan Penelitian :
1. Bahwa effisiensi tertinggi dimiliki oleh siklus regeneratif konvensional, kemudian siklus regeneratif alternatif dan terendah dimiliki oleh siklus sederhana. Tren ini sudah sesuai dengan berbagai macam textbook dan referensi.
Penelitian Cai Ruixian dan Jiang Lixia
• Kesimpulan Penelitian :
2. Effisiensi turbin akan meningkat dengan semakin meningkatnya temperatur inlet turbin.
Penelitian Cai Ruixian dan Jiang Lixia
Melakukan analisa mengenai penambahan regenerator pada sistem turbin gas siklus terbuka sederhana di barge milik repsol ypf.maxus ses.
Hasil didapatkan setelah penambahan adalah :
1. Terjadi peningkatan effisiensi thermal rata – rata ± 25%. Dari hasil ini diketahui bahwa sistem menjadi lebih effisien.
2. Terjadi penurunan spesific fuel consumption ± 16,8%. Hal ini menunjukkan bahwa dibutuhkan massa bahan bakar yang lebih sedikit untuk menghasilkan daya 1 kW dalam 1 jam.
3. Terjadi penurunan daya output ± 15% yang disebabkan karena faktor kebocoran pada regenerator sehingga mengurangi laju alir massa fluida ke ruang bakar.
Penelitian Rocky Samuel Yulianto Makapuan
Metodologi
Metodologi
Metodologi Penulisan
Metodologi Perhitungan
Analisa Grafik
1. Grafik perbandingan effisiensi thermal sebelum dan sesudah penambahan regenerator
Sebelum : 24,29% Prosentase Peningkatan Effisiensi
Data komisioning : 25,89% Thermal : 115,07% - 148,16%
Sesudah : ε = 50% nilai effisiensi thermal = 52,23%
ε = 60% nilai effisiensi thermal = 54,59%
ε = 70% nilai effisiensi thermal = 57,33%
ε = 80% nilai effisiensi thermal = 60,27%
2. Grafik perbandingan konsumsi bahan bakar sebelum dengan sesudah penambahan regenerator
Sebelum : 0,39 ltr/kwh Prosentase penurunan nilai
Data komisioning : 0,324 ltr/kwh SFC : 54,54% - 60,61%
Sesudah : ε = 50% nilai SFC = 0,1768 ltr/kwh ε = 60% nilai SFC = 0,1691 ltr/kwh ε = 70% nilai SFC = 0,1610 ltr/kwh ε = 80% nilai SFC = 0,1532 ltr/kwh
3. Grafik perbandingan laju alir massa bahan bakar sebelum dan sesudah penambahan regenerator
4. Grafik perbandingan temperatur masuk ruang bakar
Sebelum : 320,37 OC Prosentase peningkatan temperatur
Data komisioning : 311,07 OC masuk RB : 27,58% - 44,12%
Sesudah : ε = 50% nilai temperatur masuk RB = 408,73 OC ε = 60% nilai temperatur masuk RB = 426,40 OC ε = 70% nilai temperatur masuk RB = 444,07 OC ε = 80% nilai temperatur masuk RB = 461,74 OC
5. Grafik perbandingan kalor masuk ruang bakar
Sebelum : 169194,9 kW Prosentase penurunan kalor
Data komisioning : - masuk RB : 33,39% - 42,47%
Sesudah : ε = 50% nilai kalor masuk RB = 112687,55 kW ε = 60% nilai kalor masuk RB = 107707,76 kW ε = 70% nilai kalor masuk RB = 102421,92 kW ε = 80% nilai kalor masuk RB = 97336,50 kW
6. Grafik perbandingan temperatur keluar cerobong asap sebelum dan sesudah penambahan regenerator
Sebelum : 770,08 K = 497,08 OC Prosentase penurunan temperatur
Data komisioning : - keluar stack : 64,16% - 70,21%
Sesudah : ε = 50% nilai temperatur keluar stack = 451,12 K = 178,12 OC ε = 60% nilai temperatur keluar stack = 441,12 K = 168,12 OC ε = 70% nilai temperatur keluar stack = 431,10 K = 158,10 OC ε = 80% nilai temperatur keluar stack = 421,08 K = 148,08 OC
Kesimpulan
1. Penambahan regenerator akan memberikan dampak positif yaitu nilai effisiensi thermal yang meningkat. Peningkatan effisiensi thermal setelah penambahan regenerator berkisar antara 115,07% - 148,16%. Peningkatan ini terjadi karena mampu memanfaatkan temperatur gas buang sehingga kerja ruang bakar lebih optimal.
2. Tingkat konsumsi bahan bakar juga mengalami perubahan drastis. Penurunan nilai konsumsi bahan bakar spesifik ini berkisar antara 54,54% - 60,61%. Penurunan disebabkan karena temperatur udara terkompresi lebih tinggi ketika masuk ruang bakar sehingga ruang bakar membutuhkan lebih sedikit bahan bakar untuk menaikkan temperatur fluida kerja hingga mencapai temperatur masuk turbin yang diharapkan.
Kesimpulan Tugas Akhir
3. Selain tingkat konsumsi bahan bakar yang mengalami penurunan, nilai laju alir massa bahan bakar juga mengalami penurunan. Penurunan ini berkisar antara 35,03%
sampai dengan 43,87%.
4. Penambahan regenerator mengakibatkan peningkatan pada nilai temperatur masuk ruang bakar. Besarnya peningkatan antara 33,39% - 42,47%.
5. Effectiveness regenerator yang cocok untuk digunakan adalah 50%, 60% dan 70%
karena mempertimbangkan besarnya temperatur keluar cerobong asap yaitu minimal 150 OC.
6. Nilai effectiveness regenerator yang tinggi membutuhkan proses manufaktur yang lebih lanjut sehingga memerlukan biaya yang besar.
