tugas termodinamika_adi suryadi
Post on 08-Jul-2016
221 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
TUGAS TERMODINAMIKA TERAPANPERHITUNGAN EFISIENSI PADA TURBIN GENERATOR 51G1
KONDISI EKSTRAKSI DI UTILITIES SECTION AREA 50PT PERTAMINA RU IV CILACAP
Di susun oleh :
Nama : Adi suryadi
Nim : 41312320018
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI
UNIVERSITAS MERCUBUANA
CIBUBUR
2015
1.1 Turbin Generator 51G1Jenis turbin yang digunakan pada Pertamina RU IV Cilacap sendiri adalah jenis Extraction –
Condensing Steam Turbine yaitu uap yang melakukan kerja dalam turbin, sebagian diambil pada
stage tertentu kemudian dikeluarkan dari turbin dan dimasukan kedalam sistem, sedangkan
sisanya dikondensasikan dalam Surface Condenser, dan dimasukkan dalam BFW Tank..
Tabel 1 Nameplate Turbin 51G1
Nama Unit 51 G 1Pabrikasi GEPS Oil & Gas
Model ENK 32/36
Tipe Extraction CondensingMaksimum speed 10000 RPM
st1 Putaran Kritis 4800 RPMnd2 Putaran Kritis 5300 RPM
Inlet Steam Pressure
Minimum 48 kg/cm 2
Normal 60 kg/cm 2
Maksimum
66 kg/cm 2
Inlet Steam Temperature
Minimum 430°C
Normal 460°C
Maksimum 482°C
Extraction Steam Press
Minimum 16 kg/cm 2
Normal 19.5 kg/cm 2
Maksimum 22 kg/cm 2
CondensingPressure 100 mmHg
Temperature 53°C
Tabel 2 Nameplate Generator 51G1
Output 10000 kVAPower Faktor 0,80Voltage 13800 (±5%) VFrequency 50 (±2%) HzSpeed 1500 RPMCurrent 418 AExciter Type GLB 600BExcitation 84/9 V/A
1. PERHITUNGAN EFISIENSI
Sistem di Pertamina membutuhkan Steam MP untuk penggerak beberapa turbin kecil, maka
dari itu Turbin Generator 51 G 1 bekerja pada kondisi extraksi
Tabel 4.1 Data Turbin Generator 51G1 pada 26 Januari 2014 untuk HP Steam
Waktu HP STEAMPRESS PRESS PRESSkg/cm2 kg/cm2 kg/cm2
18:00 57.94 448.5 29.8019:00 58.02 447.3 28.1820:00 58.08 449.8 27.8521:00 58.03 448.6 27.9622:00 58.00 447.6 27.8523:00 58.12 448.0 27.79
Tabel 4.1 Data Turbin Generator 51G1 pada 26 Januari 2014 untuk MP Steam
Waktu MP STEAMPRESS PRESS PRESSkg/cm2 kg/cm2 kg/cm2
18:00 19.78 348.5 12.4119:00 19.78 348.5 11.1320:00 19.78 347.3 10.8321:00 19.79 349.2 10.8222:00 19.78 349.0 10.7023:00 19.78 348.9 10.76
Tabel 4.1 Data Turbin Generator 51G1 pada 26 Januari 2014 untuk Condensat
Waktu HP STEAMPRESS PRESS PRESSkg/cm2 kg/cm2 kg/cm2
18:00 0.28 57.50 17.3919:00 0.28 57.00 17.0520:00 0.28 57.30 17.0221:00 0.28 57.40 17.1422:00 0.28 57.40 17.1423:00 0.28 57.40 17.03
Dan untuk daya yang di hasilkan dapat dilihat tabel dibawah
WaktuDAYA
GENERATORMW
18:00 4.8519:00 4.8320:00 4.8521:00 4.8222:00 4.8623:00 4.86
1.1 Perhitunggan Efisiensi Turbin Aktual
Untuk pengambilan pada tanggal 26 Januari 2014 pada pukul 18.00 didapatkan data
tekanan, temperatur, dan aliran steam sebagai berikut:
P1 = 57.94 kg/cm2
= 56.82 bar
T1 = 448.5 oC
m1 = 29.80 ton/jam
P2 = 19.78 kg/cm2
= 19.40 bar
T2 = 348.5 oC
m2 = 12.41 ton/jam
P3 = 0.28 kg/cm2
= 0.27 bar
T3 = 57.50 oC
m3 = 17.39 ton/jam
Perhitungan efisiensi memerlukan data entropi (s) dan entalpi (h).data ini diambil
berdasarkan tekana dan temperatur baik pada kondisi superheated maupun kondisi uap
jenuh dengan menggunakan software SteamTab.exe agar didapatkan data yang akurat.
Stage 1 :
Kondisi 1
P1= 57.94 kg/cm2= 56.82 Bar,
T1 = 448.5 oC
Dengan menggunakan perhitungan program ChemicalLogic SteamTab Companion
untuk kondisi superheated berdasarkan Tekanan P1 dan Temperatur T1, didapat :
h1 = 3303.86 Kj/kg dan
s1 = 6.74 kJ/kg.K
Kondisi 2
P2= 19.78 kg/cm2= 19.40 Bar,
T2 = 348.5 oC
dengan menggunakan perhitungan program ChemicalLogic SteamTab Companion
untuk kondisi superheatedberdasarkan Tekanan P2 dan Temperatur T2, maka :
H2 = 3135.57 kJ/kg dan
s2 = 6.96 kJ/kg.K
Kondisi 2s
Terjadi proses ekspansi isentropic pada stage 1, maka :
s2s= s1 =6.74 kJ/kg.K
dengan menggunakan perhitungan program ChemicalLogic SteamTab Companion
untuk kondisi uap jenuh berdasarkan Tekanan P2, didapatkan :
hg= 2797.64 kJ/kg
sg = 6.35 kJ/kg.K
maka, h2s = hg +( )( )
= 2797.64 +( . . )( . . ). .
= 3013.18 kJ/kg
Stage 2 :
Kondisi 3s
P3 = 0.28 kg/cm2= 0.27 bar
T3 = 57.50 oC
Terjadi proses ekspansi isentropic pada stage, maka :
s3s = s2 = 6.96kJ/kg.K
dengan menggunakan perhitungan program ChemicalLogic SteamTab Companion
untuk kondisi uap jenuh berdasarkan Tekanan P3, didapatkan :
sf3= 0.91 kJ/kg.K
sg3 = 7.80 kJ/kg.K
sehingga kualitas uap pada kondisi 3s adalah
maka, x3s =s3s−sf3sg3−sf3
=. .. .
= 0.87
Dengan perhitungan program ChemicalLogic SteamTab Companion untuk kondisi
uap jenuh, didapatkan :
h3f= 279.2 kJ/kg
h3fg = 2316.07 kJ/kg
maka entalphi pada kondisi 3s didapat :
h3s = h3f + (x3s.h3fg)
= 279.2 + (0.87 x 2316.07
= 2312.90 kJ/kg
Maka pada pengambilan data pukul 18.00 pada tanggal 26 januari 2014, diketahui
m1 = 29.80 kg/cm2
h1 = 3303.89 Kj/kg
m2 = 12.41kg/cm2
h2s =3013.18 kJ/kg
m3 = 17.39kg/cm2
h3s = 2312.90 kJ/kg
Beban = 4.85 MW
Dengan memasukan ke dalam rumus perhitungan, maka didapatkan energi yang
digunakan oleh turbin:
dimana m3 = m1 – m2
Wti = m1 (h1-h2s) + m3 (h2s - h3s)
= 29.80 ( 3303.89 – 3013.18 ) + 12.14( 3013.18 – 2312.90 )
= 5775.09 KW
= 5.77 MW
Dengan mengasumsikan efisiensi mekanik 0.92 dan efisiensi generator 0.98
didapatkan efisiensi overall :
η 0verall = η Mekanik x η generator
= 0.92 x 0.98 = 0.9016
Daya turbin actual adalah :
Wta = Wti x η overall
= 5786.45 x 0.9016
= 5206.82 KW
= 5.2 MW
Efisiensi turbin generator :
η aktual = x 100%
=.. x100 %= 93.14%
Tabel 4.2 Efisiensi Operasi Aktual 51G1 pada tanggal 26 Januari
WaktuWti
(MW)
Wta
(MW)
Ef. TG
Aktual
(%)
18:00 5.775 5.206 93.14
19:00 5.555 5.008 96.43
20:00 5.557 5.010 96.79
21:00 5.599 5.048 95.47
22:00 5.551 5.004 97.10
23:00 5.529 4.985 97.47
1.2 Perbandingan Efisiensi Aktual dan Efisiensi Desain
Untuk mengetahui efisiensi secara desain, maka digunakan grafik desain turbin (pada
lampiran). Dari grafik, maka akan diketahui daya generator secara desan berdasarkan flow
HPS dan MPS
Waktu
Daya Turbin
Aktual
Wta (MW)
Daya Turbin
Desain
WTD (MW)
18:00 5.206 4.9
19:00 5.008 4.85
20:00 5.010 4.9
21:00 5.048 4.85
22:00 5.004 4.9
23:00 4.985 4.9
Perhitunggan pada pukul 18.00
HPS Flow = 29.80 Ton/jam
MPS Flow = 12.41 Ton/jam
Daya Turbin Aktual (Wta) = 5.21 MW
Daya Turbin Desain (Wtd) = 4.9 MW
Dengan daya desain turbin dapat dihitung nilai efisiensi terhadap desain
Maka, η =
=%% x 100%
= x 100%
η =.. x 100%
= 93.92 %
Tabel 4.4 Efisiensi Kondisi Aktual dari Desain
Waktu Efisiensi
Aktual (%)
Efisiensi
Desain
(%)
18:00 93.14 94.10
19:00 96.43 96.83
20:00 96.79 97.79
21:00 95.47 96.06
22:00 97.10 97.90
23:00 97.47 98.27
Rata-rata 94.89 95.78
Rata-rata efisiensi aktual turbin generator adalah 94.89% dan efisiensi turbin generator dari
desain adalah 95.78%.hal ini berarti turbin generator masih dalam kondisi baik
Gambar 4.23 Grafik Perbandingan Efisiensi Aktual dengan Efisiensi Desain
Dari hasil perhitunggan didapat nilai efisiensi aktual terbesar senilai 97.47% dan
terkecil senilai 92.47%, sedangkan untuk efisiensi desain didapat nilai efisiensi terbesar
senilai 98.27% dan terkecil senilai 92.47%.
859095
100
1:00
3:00
5:00
7:00
9:00
11:0
013
:00
15:0
017
:00
19:0
021
:00
23:0
0
Efisinesi Aktual Efisiensi Desain
Kesimpulan
1. Turbin Generator 51 G 1 mengunakan jenis turbin uap ekstraksi kondensasi (extraction
condensing turbine), dimana uap keluaran turbin ada dua macam yaitu uap yang tekanannya
lebih rendah dari uap masuk seperti pada turbin tekanan balik dan uap yang bertekanan lebih
rendah dari atmosfer seperti pada turbin kondensasi. Hal ini karena adanya kebutuhan steam
MP dipertamina.
2. Berdasarkan perhitungan Rata-rata efisensi aktual dari Turbin Generatro 51 G 1 senilai 94.89
% dan Rata-rata efisensi desain dari Turbin Generatro 51 G 1 senilai 95.78 % ,hal ini berarti
turbin generator masih dalam kondisi baik.
top related