Contoh Perhitungan Siklus Baryton Turbin [PDF]

Citation preview

Contoh Perhitungan Siklus Baryton (Turbin Gas)



Siklus Brayton Sederhana  Data Input Data Input diperoleh pada parameter-parameter yang ada pada Unit PLTG, sebagai berikut : -



Beban



: 17,0 MW



= 17000 kW



-



Temperatur udara lingkungan (T1)



: 25 ºC



= 298 K



-



Temperatur udara tekan (T2)



: 318 ºC



= 591 K



-



Temperatur gas buang (T4)



: 500 ºC



= 773 K



-



Tekanan udara lingkungan (P1)



: 1 atm



= 101,33 kPa



- Tekanan udara tekan (gage) (P2.gage)



: 7,3 bar



= 730 kPa



- Tekanan absolut udara tekan (P2)



: P2.gage + 1 atm : 7740 liter/jam



= 831,33 kPa



- Debit aliran bahan bakar (Qfuel)



: 826,1 kg/m3 - Berat jenis bahan bakar (fuel) - Laju aliran massa bahan bakar ( m fuel ) : 1,776 kg/s - Nilai kalor bahan bakar (LHV) : 7956,47 kkal/liter - Laju aliran massa udara ( mudara )



: 896825 lbs/hr



3



= 7,740 m /jam



= 40324,6 kJ/kg = 113 kg/s



 Data Output Data Output diperoleh melalui proses perhitungan, dimana data ini meliputi antara lain : -



Temperatur udara tekan ideal (T2S)



-



Temperatur Ruang Bakar (T3)



-



Temperatur gas buang ideal (T4S)



-



Panas masuk sistem ideal (qin.s)



-



Efisiensi Kompresor (c )



-



Kerja turbin ideal (WTs)



-



Kerja turbin aktual (WT)



-



Efisiensi Turbin (T )



-



Nisbah kerja balik ideal (Bwrs)



-



Nisbah kerja balik aktual (Bwr)



-



Kerja bersih sistem ideal (Wnet-s)



-



Kerja bersih sistem aktual (Wnet)



-



Efisiensi termal ideal siklus Brayton (th.s)



-



Efisiensi termal aktual siklus Brayton (th)



-



Daya bersih ideal (Pnet-s)



-



Daya bersih aktual (Pnet) a. Temperatur udara tekan ideal (T2S) T



 P  k k1



2S



 T . 1







2



 



 P1 



T



2S



 831,33kPa   298K.  101,33kPa 



 544,04K



T 2S



1,41



1,4



b. Temperatur Ruang Bakar (T3) m.LHV fuel



T3 = T2 +



m.c p air



T3 = 591 +



1,776kg / s.40324,6kJ / kgfuel 113kg / s.1,005kJ /(kg.K )air



T3 = 1221,66 K c. Temperatur gas buang ideal (T4S) T



 P  k k1  T .  3  P   3 4



4S



T



4S



101,33kPa  T4S  1221K.  831,33kPa 



 669,17 K



1,41



1,4



d. Panas masuk sistem ideal (qin.s) qin.s = h3 – h2s = cp. (T3 - T2s) qin.s = 1,005 kJ/(kg.K). [ 1221,66 K – 544,04 K] qin.s = 681,01 kJ/kg



e. Panas masuk sistem aktual (qin) qin = h3 – h2 = cp. (T3 - T2) qin = 1,005 kJ/(kg.K) . [ 1221,66 K – 591 K ] qin = 633,82 kJ/kg f. Panas keluar sistem ideal (qout.s) qout.s = h4 – h1 = cp. (T4s - T1) qout.s = 1,005 kJ/(kg.K) . [ 669,17 K – 298 K ] qout.s = 373,03 K g. Panas keluar sistem aktual (qout) qout. = h4 – h1 = cp. (T4 - T1) qout. = 1,005 kJ/(kg.K) . [ 773 K – 298 K ] qout. = 477,38 K h. Kerja kompresor ideal (WCs) WCs = h2s – h1 = cp. (T2s – T1) WCs = 1,005 kJ/(kg.K) . (544,04 K – 298 K) WCs = 247,27 kJ/kg i. Kerja kompresor aktual (WC) WC = h2 – h1 = cp. (T2 – T1) WC = 1,005 kJ/(kg.K) . (591 K – 298 K) WC = 294,47 kJ/kg j. Efisiensi Kompresor (c ) W c  W C



CS



c 



294,47kJ / kg 247,27kJ / kg



c  0,8397 = 83,97 %



k. Kerja turbin ideal (WTs) WTs = h3 – h4s = cp. (T3 – T4s) WTs = 1,005 kJ/(kg.K) . (1221,66 K – 669,17 K) WTs = 555,25 kJ/kg l. Kerja turbin aktual (WT) WT = h3 – h4 = cp. (T3 – T4) WT = 1,005 kJ/(kg.K) . (1221,66 K – 773 K) WT = 450,91 K m. Efisiensi Turbin (T ) W T  W T



TS



T 



450,91kJ / kg 555,25kJ / kg



T  0,8121= 81,21 % n. Nisbah kerja balik ideal (Bwrs) Bwrs =



Wc s W Ts



Bwrs = 247,27kJ / kg 555,25kJ / kg



Bwrs = 0,45 o. Nisbah kerja balik aktual (Bwr) Bwr =



Wc



WT



Bwr = 294,47kJ / kg 450,91kJ / kg



Bwr = 0,65



p. Kerja bersih sistem ideal (Wnet-s) Wnet-s = WTs – WCs Wnet-s = 555,25 kJ/kg – 247,27 kJ/kg Wnet-s = 307,98 kJ/kg q. Kerja bersih sistem aktual (Wnet) Wnet = WT - WC Wnet = 450,91 kJ/kg – 294,47 kJ/kg Wnet = 156,44 kJ/kg r. Efisiensi termal ideal siklus Brayton (th.s)



th.s 



W



net s



q



in.s



307,98kJ / kg



 th.s







681,01kJ / kg



.100%



th.s  45,22% s. Efisiensi termal aktual siklus Brayton (th)



W th  qnet in



156,44kJ.kg



 th







633,82kJ / kg



.100%



th  24,68% t. Daya bersih ideal (Pnet-s) .



Pnet-s = m Wnet-s Pnet-s = 113 kg/s . 307,98 kJ/kg Pnet-s = 34802,20 kW = 34,802 MW



u. Daya bersih aktual (Pnet) Pnet = m . Wnet Pnet = 113 kg/s . 156,44 kJ/kg Pnet = 17677,78 kW = 17, 678 MW