Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Tekanan Uap Masuk Turbin P0=86, T0=510 C Tekanan Uap Keluar Turbin= Bar

(1)

Tekanan· Uap Masuk Turbin PO·= 86 , TO =51 0 oc Tekanan Uap Keluar Turbin = _Bar

SK RIPS I

0 LEH:

·MARUll iPARDOMUAN RAMBE NO. Stb: 98'. :51·3. 0030

Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Study .Pada Fakultas Teknik

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN

UNIVERSITAS MEDJ\N AR EA M'EDA N

UNIVERSITAS MEDAN AREA

(2)

Te.kanan Uap Masuk Turbin PO= ^86,TO= ^{510. oc} Tekanan Uap Keluar Turbi^{n = B}a^r

.Pem

� ^�

^mbing ^I

_.,_ �

�

a f ^{e h :}

MARULI PARDOMUAN RAMBE

- - -

NO. Stb _:98. 813. 0030

·MENYETUJUI KOM·ISl PEMBIMBING·

J u

( ^rr·.Tugiman , MT ) ( lr. Chairu din )

MENG·ETAHUf

- - - -

Tan·ggaf Lulus ^: ¹

6 NOV 2002

(3)

UN IVERS IT AS l\1EDAN AREA FAKULTAS TEKNlK

JURUSAN lVlESIN

AGENDA No : 396/ FTJl\:! ITA /2002

Diterima Tgl : 8 Frebruari 2002

Paraf

TUGAS RANCANGAN I TUGAS AKHIR

NAMA

NoSTAMBUK MATA KULIAH

SPESlFIKASI

Diberikan Tanggal Diterima Tanggal

MARULI P. RAMBE 98 8.13 0030

TURBL�UAP

Rancang Sebuah Turbin Uap yang Dipergunakan untuk Menggerakkan Genera\:or Listrik dengan

Tekanan Masuk Turbin Po= 86 Bar, T0 = Sl0°C

Tekanan Keluar Turbin P1 =31 Bar.

Baha^s :

Jenis Turbin Daya dan Putaran

Ukuran-ukuran Utama Turbin

Gam bar Penampang

Data-data lain Diambil dari Survey dan Literatur

Medari,

Dose

{. ^�

^mbimbing

If!/

·!;

(lr. Tugiman, MT) Koordinator Rencana Sarjana

(lr. Amirsyam Nst, MT)

(4)

KATA PENGANTAR

Pertama sekali penulis megucapkan Puji dan Syukur Kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena rahmat dan ridhoNya sêhingga penulis dapat menyelesaikan tugas Satjana ini yang merupakan gelar SâtjanâTeknik Mesin di Fakultas Teknik Universitas Medan Area.

Ad^apun judul Tugas Sarjana ini adalah TURBIN UAP PENGGERAK GENERA TOR. Dalam menyusun ran^cangan Turbin Uap ini penulis melakukan risct lapangan sebagai bahan pembanding di PT. PLN Sektor Belawan di Pulo Si^canang^, dan juga diambi! dari perkuliahan Turbin Uap dan Study Literatur^.

Sebagai ras� syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, tak lupa penulis dalam kesempatan ini mcnyampaikan terimakasih kepada:

t. Bapak lr. Tugiman, MT, selakt1 pembimbing 1 2. Bapak Jr. Chairuddin, selaku pernbimhing ll

3. Bapak Ir. Amirsyam Nasution, MT. Ketua .lurusan Teknik Masin 4. Dosen ^-··dosen Jurusan Tek.nik Mesin Universitas Medan Area.

5. Kepala PT. PLN Kitiur Sumbagut Sektor Belawan.

6. Bapak Abdul P-...ais Se!ak:u Kepala HAR ^- TURBIN UAP PT. PLN Sektor Bela ^wan.

7. Yang teristimcvva kepada kedua Orang Tua Bapak A. Rambe dan Jbu T. br Regar yang ^manaselama ini telah memberi dukungan moril dan material serta doa restu dalam penulisan Skripsi ini.

8. Rekan ^- rekan Mahasiswa yang mana selama ⁿ¹¹ telah membantu dalam penulisan skripsi ini.

9. Abang dan -Kakak-Kakak yang telah memberi dororngan kepada saya selama ini. Dan.

(5)

10. Tidak lupa saya ucapkan terimakasih kepada Ny. MT. Pakpahan, Br. Rambe

(Namboru) dan kakak Nurbetty Br. Pakpahan atas dorongannya selama ini.

Kepada semua tersebut diatas penulis hanya dapat mengucapk�n trimakasih yang sebesar - besarnya dan mendoakan semoga Tuhan Yang Maha Esa memberi balasan yang berlipat ganda sesuai amal baiknya.

Penulis juga menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Sarjana ini masih banyak kekurangan-kekurangan, dimana semua itu disebabkan terbatasnya kemampuan dan pengalaman penulis dalarn penulisan Skripsi ini.Oleh sebab itu penulis hanya bisa mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun unutk menglengkapi atau menyempurnakan tulisan ini.

Akhirnya ^'penulis mengucapkan trimakasih yang 5ebesar-besarnya semoga skripsi ini dapat memberikan mamfaat dan nilai tambah bagi semua pembaca, khususnya bagi diri penulis sendiri, semoga·Tuhan Yang Maha Esa memberi rahmat dan ridhonya kepada kita semua.

II

Medan,

Penulis

MARULI P. RAMBE NIM 98.813.0030

(6)

DAFTAR lSI

KA.TA P.ENGANTAR . . . ... . . ... . . .

DAFTAH ISl ^.^.^. ^.^..... ...^.. ...... ... .. ........ ..^{. ..}. _ _ ........... . . _ _ .^...... .... _ _ . . . . Ill

BABI

HABII

BABIII

I'ENDAHULlJAN ... ... ... ... ^. I. I La tar Belakang Masalah _ _ ..... _ _ . ... _ _ ........ ....^{. .}.. ..

1.2 Rumusan Masalah ... ... ... ... ... ... ... ... . . . 2 1.3 Pembatasan Masalah ... ... ... ... ... . ^:. .^'.. ^.. 3

1.4 Mctodologi ... ... ... ... ... .. ..

1.5 Sistematika Penulisan ... . .... . ... ... .... ... . 5 TIN JAUAN KEPUSTAKAAN .. .... ... .. 6

2.1 Pengertian Turbin Uap... ^.. . . .. .. . .. . .. . . .. .. . .. . .. . . .. . .. 6 2.2 Sejarah Turbin Uap... ^... .. . .. . ... ... .. . . .. .. . . .. .. . ... ... 8 2.3 Sistem Turbin Uap... ... .. . ... . .. .. . .. . ... . .. ... .. . . .. . .. . 8 2.4 Proses Kerja Turbin Uap ..^......^..^. ^..^{. .}. ......^{. .}..^{. _ _}. .... 14 2.5 Sirkulasi Suatu Instelasi Turbin Uap. _ _ . _ _ _ _ . . . . _ _ . ..... I 5 2.6 Klasifikasi Turbin Uap... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16 RANCANGAN SPESIFIKASI.. ......^.. ...... _ _ ......... .. . 21

3.1 DasarPemilihan Turbin Uap. . . ... ... ... ... ... ... ... ... 21 3.2 Perhitungan Thennodinamika ... ... ... .. . .. . .. . ... ... . .. 2 3 3.3 Menentukan Kejatuhan Panas ^.. . . .. .. . . .. .. . .. . . .. .. . 25 3.4 Kecepatan Uap Keluar Nozzle... ... ... ... 27 3.5 Daya dan Putaran .. . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29 3.6 Jum!ah Pemakaian Uap Pada Trubin (G) ......... .. . _ _ . 31 3.7 Mencari Parameter Uap Keluar Nozzle.... ... .. ... 34

UNIVERSITAS MEDAN AREA Ill

(7)

(

Bf\BIV

BABY

BAB^VI

BABVH

3.8 Menentukan Harga U/C1••• ••• .•• ^{• • •}.•. ^{• • .}• . . . • • • . • • ••. 35

3.9 Menghitung Keceptan Keliling (U)... ... . . .. . . . ... ... . 36

3.1 OKecepatan RelatifUap Masuk Moving Blade (W1) .. . 3.11Sudut Uap Masuk Mutlak Moving Blade (a) ... . PERHITUNGAN NOZZLE DAN BLADE ... ... .. ^. 37 38 46 4.1 Perencanaan Nozzle... ... ... ... ... ... ... 46

4.2 Perhitungan sudu (Bl ade)... ... ... ... ... 52

4.3 Perhittmgan Kekuatan Movoing Blade... . .. .. . . .. .. . .. . 60

4.4 Menghitung Gaya-gaya Centrifugal... ... ... 64

J>ERHITUNGAN KOMPONEN ... ... ...^{. .}.. 76

5.1 Disc (Roda Turbin)... ... ... ... ... ... 76

5.2 Poros... ... .. . ... ... .. . ... .. . ... .. . . .. . .. ... ... .. . ... 80

5.3 Pasak... ... ... ... ... .. . . ... 88

5.4 Perhitungan Roda Gigi... .

.

_... . ... ... . .. ... ... ... ... ... ... 91

5.5 Rumah Turbin (Casing)... ... ... ... ... ... 100

OPERASI TURBIN ... ...^.......^... ......^.......^... ^. 110

6.1 Alat Bantu dan Alat Pengaman... . .. .. . . .. . .. .. . .. . .. .. . 110

6.2 Cara menjalankan Turbin... .. . .. . .. . . .. .. . .. . . .. . .. . .. .. . 111

6.3 Menghentikan Turbin... .. . . .. .. . .. .. .. .. . .. .. . . 112

6.4 Perawatan dan Pemeliharaan Turbin... ... ... ... 112

KESIMPULAN ... ... ... ... : .. .^..

.

_._......

.

_.

.

LITERATtJR . . . . .

114 1 16 LAMP IR^AN

GAMBAR I'ENAMPANG TURBIN

IV

-�·

(8)

UNIVERSITAS MEDAN AREA FAKULTAS TEKNIK

.HJRUSAN MESIN

---

AGENDA No : 396/ FTJM ITA /2002 Diterima Tgl ^:8 Frebruari 2002 Paraf

TUGASRANCANGAN/TUGASAKHIR

NAMA

No STAMBUK MATA Kl/LIAH SPESIFIKASI

: MARULI P. RAMBE : 98 813 0030

: TURBIN UAP

: Rancang Sebuah Turbin Uap yang Dipergunakan untuk Menggerakkan Generator Listrik dengan

Tekanan Masuk Turbin Po= 86 Bar, To= Sl0°C

Tekanan Keluar Turbin P1 =31Bar.

Bahas :

- Jenis Turbin - Daya dan Putaran

- Ukuran-ukuran Utama Turbin - Gam bar Penampang

- Data-data lain Diambil dari Survey dan Literatur Diberikan Tanggal ·:

Diterima Tanggal

Medan,

Ketua Jurusan Mesin Do•

t;:.

^bing

(Ir. Amirsyam Nst, MT) (lr. Tugiman, MT)

Koordinator Rencana Sarjana

(lr. Amirsyam Nst, MT)

(9)

1.1 Latar Belakang Masalah

BABI

PENDAHULUAN

Indonesia sebagai suatu negara berkembang dimana saat ini sedang giat-giatnya membangun dengan segala bidang yang berwawasan lingkungan hidup,yang bcrtujuan untuk meningkatkan kemakmuran bagi seluruh rakyat sesuai dengan falsafah Pancasila.

Salah satu sektor pembangunan saat ini sedang digalakkan pemerintah adalh sektor ^� pembangunan dan sektor industri. Perkembangan Teknologi dan Industri melibatkan pada industri mesin dan listrik (penerangan). Menurut Mentri Pertambangan dsan Energi 80%

Penduduk Indonesia berada dipedesaan dan untuk saat ini baru 12,6 % yang menikmati aliran listrik.

Usaha pengembangan bidang listrik (penerangan)ini terus digalak:kan, dalam hal ini pemerintah mengambil langkah-langkah pembangunan antara lain :

Pcmbangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLT A) Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) Pembaⁿgkit Listrik Tenaga Nuklir(PLTN) Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) on

Berdasarkan latar belakang masalah penulis tertarik untuk menulis salah satu pembangkit listri tenaga uap didukung dengan melakukan survey -survey di lapangan.

'

(10)

2

T<::naga listrik ini merupakan suatu hagi^an yang penting bagi kita semua, karena tenaga listrik ini menyangkut hampir semua aspek kehidupan yang selalu dibutuhkan setiap harinya. Didalam proyek - proyek ini dan lainnya kita akan melihat fungsi dari tengan listrik yaitu berguna untuk mengoperasikan peralatan yang ada disekilar pabrik.

Adapun tenaga listrik itu bersumber dari suatu pembangkit tenaga listrik atau ^· generator, dan generator tersebut digerakkan oleh suatu tenaga mula yang menggunakan tenaga uap. Dimana uap dari boiler dimamfaatkan untuk memutar sudu -� sudu turbin yang dihubungkan derngan poros untuk memutar generator.

1.2 Rumusan Masalah

Scsuai dcngan pcrencanaan, maka matcri yang akan dibahas berupa komponen peralatan pabrik pada Pembangkit Lstrik Tenaga Uap (Turbin Uap ). Didalam perencanaan nantinya diperlikan pembatasan masalah dimana dimaksud untuk memberi kualitas hasil design yang sol"iu serta prcsisi^.

Komponen utama dari pembahasan turbin uap penggerak generator antara lain : 1. Rod a gerak (cekram)

2. Sudu --sudu

'"I

Nozzle .J.

4. Bantalan (bearing) 5. Packing labirin 6. Poros dan pasak

,..,

Rumah turbin I.

(11)

\

LITERATUR

1. Turbin Uap (steam turbine), Teori dan Rancangan, Penerbit Erlangga, 1990, by P. Shylakin

2. Dasar Perencanaa dan Pemilihan Elemen Mesin, by : Sularso- Kiyokatsu Suga 3. Penggerak Mula Turbin, by : Wiranto Arismunandar.

4. Them1odinamika Teknik, Aplikasi dan Thermodinamika Statistik, Penerbit : PT . Gramedia, Jakarta, I 987 by : DR. Ir. Djojoriharjo

5. Streght of Materials, Part Idan Il3rd Edition by : S. timoshenko 6. Konversi Energi Dasar I (Turbin Uap) by: Ir. Syamsir A. Muin

7. Contoh Perhitungan Turbin Uap, Penerbit Tarsito, Bandung 1985, by : Drs.

Daryanto

8. Bagian-bagian Mesin 3, Depertemen Pendidikan dan kebudayaan 1980, by ^: Ir.

Anwary, Drs. Mohd. Raffei.

9. piezel, Frizt, Turbine, Pumpen and Verdecher, Penerbit Erlangga Jakarta, 1988, by : Darsosriyono.

10. Service Manual Steam Turbin, PT. PLN. Sektor Belawan.

116

- -- --- - -

- ----

_______...

(12)

LAMP IRAN

TalJel J.(onversi Satuan

SA TU AN !'A NJA :\'C:

1 mil

I yard I foot

1 inch 100ft/min

1 km

1 760 yards 5280 feel 1,609 km.

J feel

0.914mctc.·

12 inches JOS,4 mm 25,4 /llnl

0.508 rn/Jrt.

I 000 IIIC/Cf

=0.621 ^mil

1 lllft(f

/ mikron

1 m/det.

S!1TUAN LUAS.·

I 111 i/.2

1 A ere

I sq. ycrJ

1 sq. foot

I krn 1

1/rkrnr

Ill l

I 000 rn m.

1 ,094yard.

3,281 feet 39,37 inclrc.r 0.00/ rnm 0.000039 1nrlr

/96,9 ft/rnill.

640Acro

259 1/cktor 4840 sq. yorJs 0,4047 1/e.ktar 9 sq. feet 0,836 1112

144 sq. inshcs 0,09291111

100 1/cktar 0,3861 sq. mile

I 0.1100 "' 1 2.471 licrn /. OOU. 000 1111111 1.19(, sq . . l'nlt!.<

I 0, 7(, J!{. feel

'------·---- .

II _SATUAN_DERAT:

US Long ton= :!240 /In 1 01 6 kg.

US Short ton I [IOIII!d (I/;)

I OIIIICC (oz)

I �:rain

/ rnctrik ron

I kilo�:rom

/ kg/m

2000 lbs.

()07 kg.

16 o11nces 7000 �:rains 0,454 kg.

0,0625 [lOIInd

28,35gl.

61.8 m. gr.

0, 0023 01/flCC

1,488 kg/m 1000 kg 0. 984 long ron nus lbs.

/ Q(l(J �:rom 2. 205 pounds

1000 m. gr.

0,03527 ounce 15.43 groins o. 6 72 lb.r/fr

.U 1'U!1 N 1'0 1. U/11 C I Cll. yard

/ c11. foot

c11. i11clr /111 I' f'nlln11 I US (:nl!on

2 7 cu. [<:et

0, 765m3 1728 cu. inches 2S,J2 liter

? 7 7. 4 r11. inrlrc.<

4,.\.S liter

II.S.U 1111(1. �:allon 3. 785 liter 2 .l I cu. inches