termo mesin uap

7/30/2019 termo mesin uap

1/10

MAKALAH TERMODINAMIKA

MESIN UAP (PLTU)

OLEH :

DARA AMELIA ULA 1231120112

DINA KURNIA PUTRI 1231120065

HASYIDAN M. RADIFAN 1231120100

WINDA PUSPITASARI 1231120092

POLITEKNIK NEGERI MALANG

TEKNIK LISTRIK

2012/2013


2/10

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena

dengan pertolonganNya kami dapat menyelesaiakan makalah yang berjudul Cara

Kerja Mesin Uap. Meskipun banyak rintangan dan hambatan yang kami alami

dalam proses pengerjaannya, tapi kami berhasil menyelesaikannya dengan baik.

Tak lupa kami mengucapkan terimakasih kepada rekan-rekan yang telah

membantu kami dalam mengerjakan makalah ini. Kami juga mengucapkan

terimakasih kepada teman-teman mahasiswa yang juga sudah memberi kontribusi

baik langsung maupun tidak langsung dalam pembuatan makalah ini.

Tentunya ada hal-hal yang ingin kami berikan kepada masyarakat dari

hasil makalah ini. Karena itu kami berharap semoga makalah ini dapat menjadi

sesuatu yang berguna bagi kita bersama.

Semoga makalah yang kami buat ini dapat membuat kita mencapai

kehidupan yang lebih baik lagi.

Penulis


3/10


4/10

BAB I

Turbin adalah mesin penggerak, dimana energi fluida kerja dipergunakan

langsung untuk memutar roda/poros turbin. Pada turbin tidak terdapat bagian

mesin yang bergerak translasi, melainkan gerakan rotasi. Bagian turbin yang

berputar biasa disebut dengan istilah rotor/roda/poros turbin, sedangkan bagian

turbin yang tidak berputar dinamai dengan istilah stator. Roda turbin terletak

didalam rumah turbin dan roda turbin memutar poros daya yang digerakkannya

atau memutar bebannya (generator listrik, pompa, kompresor, baling-baling, dll).

Di dalam turbin fluida kerja mengalami ekspansi, yaitu proses penurunan

tekanan dan mengalir secara kontinyu. Penamaan turbin didasarkan pada jenis

fluida yang mengalir didalamnya, apabila fluida kerjanya berupa uap maka turbin

biasa disebut dengan turbin uap.

1.1 PRINSIP KERJA PUSAT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU)

Pusat listrik tenaga uap (PLTU) mempunyai bagian-bagian utama seperti:

a. Turbin uap (steam turbine).

b. Boiler(steam generator).

c. Kondensor(condenser).

d. Pompa-pompa (pumps).


5/10

Prinsip kerja dari pusat listrik tenaga uap (PLTU) didasarkan pada siklus Rankine

seperti pada diagram T vs s dan h vs s dibawah ini.

Turbin uap untuk pembangkit menggunakan siklus uap tertutup, uap yang telah

memutar turbin dengan energinya dikondensasikan kembali menjadi air dan

dipompa ke boiler, selanjutnya dipanaskan lagi didalam boiler tersebut. Demikian

seterusnya siklus ini terjadi terus menerus.

Daerah dibawah garis lengkung k K k pada diagram T s dan h s

merupakan daerah campuran fasa cair dan uap. Uap didalam daerah tersebut

biasanya juga dinamakan uap basah. Garis k K dinamai garis cair (jenuh),

dimana pada dan disebelah kiri garis tersebut air ada dalam fasa cair. Sedangkan

garis k k dinamai garis uap jenuh, dimana pada dan disebelah kanan garis

tersebut air ada dalam fasa uap (gas). Uap didalam daerah tersebut terakhir

biasanya dinamai uap kering. Titik K dinamai titik kritis, dimana temperature

kritis dan tekanan kritis. Pada titik kritis keadaan cair jenu adalah identik.

1. Dari titik 1 ke titik 2 merupakan proses isentropis,didalam pompa.

2. Dari titik 1 ke titik 2 dan ke titik 3 merupakan proses pemasukan kalor

atau pemanasan pada tekanan konstan didalam boiler/ketel.

3. Dari titik 3 ke titik 4 merupakan proses ekspansi isentropic didalam turbin

atau mesin uap lainnya.

4. Dari titik 4 ke titik 1 merupakan proses pengeluaran kalor atau

pengembunan pada tekanan konstan, didalam kondensor.


6/10

Secara sederhana sebuah pembangkit listrik tenaga uap digambarkan seperti pada

gambar dibawah.

1.2 PERBAIKAN SIKLUS TENAGA UAP

Perbaikan siklus tenaga uap dapat dilakukan dengan jalan pemanasan

ulang (reheat), dimana setelah uap berekspansi didalam turbin, uap tersebut keluar

dari turbin dan dialirkan kedalam alat pemanas lanjut (reheater) yang berada

didalam ketel/boiler untuk dipanaskan kembali, kemudian baru uap itu

dimasukkan kedalam turbin berikutnya. Dengan demikian uap yang dialirkan ke

turbin energinya telah diperbesar dan setelah berekspansi di turbin uap, kondisi

akhir uap tekanannya menjadi berkurang (kurang dari 1 atmosfir) didalam

kondensor dengan kebasahan yang tertentu. Siklus proses ini seperti ditunjukkan

pada gambar 1.1 .


7/10

Gambar 1.1

Air laut yang jumlahnya melimpah ruah dipompa oleh CWP (Circulating Water

Pump) (1) yang sebagian besar dipakai untuk media pendingin di Condenser(6)

dan sebagian lagi dijadikan air tawar diDesalination Evaporator(2). Setelah air

menjadi tawar, kemudian dipompa olehDistillate Pump(3) untuk kemudian

dimasukkan ke dalamMake Up WaterTank(4) yang kemudian dipompa lagi

masuk ke sistem pemurnian air(Demineralizer) dan selanjutnya dimasukkan ke

dalamDemin Water Tank(5). Dari sini air dipompa lagi untuk dimasukkan ke

dalam Condenserbersatu dengan air kondensat sebagai air benam ban. Air

kondensat yang kondisinya sudah dalam keadaan murni dipompa lagi dengan

menggunakan pompa kondensat, kemudian dimasukkan ke dalam 2 buah pemanas

Low Pressure Heater(7) dan kemudian diteruskan keDeaerator(8) untuk

mengeluarkan atau membebaskan unsur O2 yang terkandung dalam air tadi.

Selanjutnya air tersebut dipompa lagi dengan bantuanBoiler Feed Pump(9)

dipanaskan lagi ke dalam 2 buahHigh Pressure Heater(10) untuk diteruskan ke

dalam boiler yang terlebih dahulu dipanaskan lagi denganEconomizer(11) baru

kemudian masuk ke dalam Steam Drum


8/10

(12). Proses pemanasan di ruang bakar menghasilkan uap jenuh dalam steam

drum, dipanaskan lagi oleh Superheater(14) untuk kemudian dialirkan dan

memutar Turbin Uap (15). Uap bekas yang keluar turbin diembunkan dalam

condenserdengan bantuan pendinginan air laut kemudian air kondensat

ditampung di hot well.

Bahan bakar berupa residu/MFO dialirkan dari kapal/tongkang (16) ke dalam

Pumping House(17) untuk dimasukkan ke dalamFuel Oil Tank(18). Dari sini

dipompa lagi denganfuel oil pump selanjutnya masuk ke dalamFuel Oil Heater

(19) untuk dikabutkan di dalamBurner(20) sebagai alat proses pembakaran

bahan bakar dalam Boiler.

Udara di luar dihisap olehFDF (Forced Draught Fan)(21) yang kemudian

dialirkan ke dalam pemanas udara (Air Heater)(22) dengan memakai gas bekas

sisa pembakaran bahan bakar di dalamBoiler(13) sebelum dibuang ke udara luar

melalui Cerobong/Stack(23).

Perputaran Generator(24) akan menghasilkan energi listrik yang oleh

penguat/exciter tegangan mencapai 11,5 kV, kemudian oleh Trafo Utama/Main

Transformater(25) tegangan dinaikkan menjadi 150 kV. Energi listrik itu lalu

dibagi melalui Switch Yard (26) untuk kemudian dikirim ke Gardu Induk melalui

Transmisi Tegangan Tinggi (27). Kemudian, tenaga listrik itu dialirkan lagi pada

para konsumen.


9/10

Terdapat 2 (dua) jenis turbin uap yang bisa diaplikasikan didalam pusat listrik

tenaga uap, sebagai berikut :

1. 1. Turbin Impuls.

Turbin impuls adalah turbin dimana proses ekspansi (penurunan tekanan) dan

fluida kerja.uap hanya terjadi didalam nosel atau baris sudu tetapnya saja.

Penurunan tekanan uap inilah yang akan menimbulkan terjadinya perubahan

kecepatan, dan hal ini terjadi karena sudu gerak berputar maka ada kecepatan

relative antara uap dengan sudu gerak.

1. 2. Turbin Reaksi.

Turbin rekasi adalah turbin dimana proses ekspansi (penurunan tekanan) terjadi

baik didalam baris sudu tetap maupun sudu geraknya. Dalam hal ini baris sudu

tetap maupun sudu geraknya berfungsi sebagai nosel (nozzle), sehingga kecepatan

relative uap keluar setiap sudu lebih besar dan kecepatan relative uap masuk sudu

yang bersangkutan.

Meskipun demikian kecepatan absolute uap keluar sudu gerak lebih kecil dari

pada kecepatan absolute uap masuk sudu gerak yang bersangkutan, oleh karena

itu sebagian energi kinetiknya diubah menjadi kerja memutar roda turbin.

Tekanan uap keluar sudu lebih rendah dan pada tekanan masuk sudu yang

bersangkutan, sehingga hal tersebut memperbesar gaya aksial yang terjadi pada

rotor turbin tersebut.

Adapun sebagai pendukung pusat listrik tenaga uap ini digunakan beberapa alat

bantu (auxiliary equipments) untuk membantu proses siklus turbin uap berjalan

dengan baik, seperti :

1. Sistem pelumas (lube oil system).

2. Sistem bahan bakar(fuel system).

3. Sistem pendingin (cooler system).


10/10

4. Sistem udara kontrol (air control system).

5. Sistem udara servis (air service system).

6. Sistem hidrolik(hydraulic system).

7. Sistem udara tekan (air pressure system).

8. Sistem udara pengkabutan (atomizing air system).

termo mesin uap

Documents