109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

29
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA FAKULTAS TEKNIK MESIN TUGAS MATA PELAJARAN TURBIN GAS KODE MES 425 SEMESTER GENAP 2011/ 2012, REGULER Dosen : SANTOSO BUDI, ST TURBIN GAS PENGGERAK KOMPRESOR OLEH: 1. BERRY SANTOSO ( NIM : 3331080184) 2. HEPPY PRAMANA ( NIM : 3331080188) 3. IBNU HAMDUN ( NIM : 3331091259) 4. NUGRAHA ARGA ( NIM : 3331080745) 2012

description

vkjhgf fku fkuyfkuyf kuyf kuyf luj ;hhp9iuuyytd6szt dtyytfkuy fglij uo hou lijh ghkjhuyug

Transcript of 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Page 1: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA

FAKULTAS TEKNIK MESIN

TUGAS MATA PELAJARAN TURBIN GAS KODE MES 425 SEMESTER GENAP 2011/ 2012, REGULER

Dosen : SANTOSO BUDI, ST

TURBIN GAS PENGGERAK KOMPRESOR

OLEH:

1. BERRY SANTOSO ( NIM : 3331080184) 2. HEPPY PRAMANA ( NIM : 3331080188) 3. IBNU HAMDUN ( NIM : 3331091259) 4. NUGRAHA ARGA ( NIM : 3331080745)

2012

Page 2: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

DAFTAR ISI

I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah 1.2 Ruang Lingkup Kajian 1.3 Tujuan Penulisan 1.4 Cara Memperoleh Data

II. DISKRIPSI MASALAH 2.1 Compressor Axial 2.2 Ruang bakar 2.3 Turbin 2.4 Beban 2.5 Gas Bekas

III. PEMBAHASAN 3.1 Efisiensi Turbin Gas 3.2 Penggunaan

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

Page 3: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah

Turbin gas adalah suatu penggerak mula yang memanfaatkan gas sebagai fluida

kerja. Didalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik berupa

putaran yang menggerakkan roda turbin sehingga menghasilkan daya. Bagian turbin yang

berputar disebut rotor atau roda turbin dan bagian turbin yang diam disebut stator atau

rumah turbin. Rotor memutar poros daya yang menggerakkan beban (generator listrik,

pompa, kompresor atau yang lainnya). Turbin gas merupakan salah satu komponen dari

suatu sistem turbin gas. Sistemturbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen

yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas. Menurut Dr. J. T. Retaliatta, sistim turbin gas

ternyata sudah dikenal pada jaman“Hero of Alexanderia”. Disain pertama turbin gas dibuat

oleh John Barber seorang Inggris pada tahun 1791. Sistem tersebut bekerja dengan gas hasil

pembakaran batu bara, kayu atau minyak, kompresornya a sistem turbin gas yang

menggunakan kompresor aksial bertingkat ganda yang digerakkan langsung oleh turbin

reaksi tingkat ganda. Tahun 1908, sesuai dengan konsepsi H. Holzworth, dibuat suatu sistem

turbin gas yang mencoba menggunakan proses pembakaran pada volume konstan. Tetapi

usaha tersebut dihentikan karena terbentur pada masalah konstruksi ruang bakar dan

tekanan gas pembakaran yang berubah sesuai beban. Tahun 1904, “Societe des

Turbomoteurs” di Paris membuat suatu sistem turbin gas yang konstruksinya berdasarkan

disain Armengaud dan Lemate yang menggunakan bahan bakar cair. Temperatur gas

pembakaran yang masuk sekitar 450oC dengan tekanan 45 atm dan kompresornya langsung

digerakkan oleh turbin. Selanjutnya, perkembangan sistem turbin gas berjalan lambat

hingga pada tahun 1935 sistem turbin gas mengalami perkembangan yang pesat dimana

diperoleh efisiensi sebesar lebih kurang 15 %. Pesawat pancar gas yang pertama

diselesaikan oleh “British Thomson Houston Co” pada tahun 1937 sesuai dengan konsepsi

Frank Whittle (tahun 1930). Saat ini sistem turbin gas telah banyak diterapkan untuk

berbagai keperluan seperti mesin penggerak kompresor, generator listrik, mesin industri,

Page 4: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

pesawat terbang dan lainnya. Sistemturbin gas dapat dipasang dengan cepat dan biaya

investasi yang relatif rendah jika dibandingkan dengan instalasi turbin uap dan motor diesel

untuk pusat tenaga listrik. Dalam makalah ini kami akan mengulas tentang tugas kami yang

berjudul “turbinpenggerak kompresor”

1.2 RuangLingkupKajian

Pada bagian Ruang lingkup yang akan dikaji pada tugas ini adalah system Turbin gas

yang diaplikasikan sebagai penggerak Kompressor yang secara umum sudah ada di dunia

industri.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan ini adalah

• Untuk menambah pengetahuan system Turbin gas yang diaplikasikan sebagai

penggerak Kompressor.

1.4 Cara Memperoleh Data

Data yang kami peroleh tentunya tidak hanya pada satu sumber saja melainkan beberapa sumber, diantaranya : Library Research : Dengan metode ini penulis melakukan riset dengan membaca

buku-buku (manual book) yang berhubungan dengan tugas ini.

Internet Search : Dengan metode ini penulis melakukan pencarian (search) data melalui dunia internet yang berhubungan dengan tugas ini.

Page 5: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

BAB II

DESKRIPSI MASALAH

2.1 Kompresor Axial

Kompresor aksial yang terdapat pada turbin penggerakkompresor beroperasi dengan

mengkompres fluida kerja dengan memberikan percepatan fluida kerja lalu

mendifusikannya untuk menghasilkan kenaikan tekanan yang diinginkan. Percepatan

dihasilkan dari baris sudu yang berputar (impeller) (rotor), dan didifusikan oleh baris bilah

diam (stator). Proses difusi akan menurunkan kecepatan fluida dan mengarahkannya

menuju sudu berikutnya setelah melewati rotor tanpa terjadinya turbulensi sehingga energy

yang dihasilkan dari kecepatan dapat dikonversi menjadi energi tekanan, yang ditunjukkan

melalui peningkatan tekanan [18]. Satu buah rotor dan satu buah stator membentuk satu

tahap kerja pada kompresor aksial, yang seringkali terdiri atas beberapa tahap kerja

(bertingkat). Bahkan, kadangkala terdapat baris bilah tetap tambahan pada inlet agar fluida

masuk dengan arah (sudut) yang sesuai (IGV=inlet guide vanes), serta diffuser tambahan

pada stator untuk mengendalikan kecepatan alir fluida ketika masuk ke ruang bakar.

Padakompresor aksial, semakin banyak tingkat, maka peningkatan tekanan juga akan

semakin besar. Tingkatan pada kompresor dibutuhkan pada kompresor jenis ini karena

perbedaan tekanan yang kecil pada setiap tahapnya (1.1:1 s.d. 1.4:1). Kecilnya rasio

peningkatan tekanan untuk setiap tahapnya berarti efiiensi yang tinggi serta proses

perancangan yang lebih sederhana. Secara umum, banyak tingkat yang biasa digunakan

berkisar antara 6-10, namun kompresor aksial dengan 19 tingkat juga sudah banyak

digunakan. Selama 40 tahun terakhir, kapasitas tekanan telah meningkat dengan pesat, dari

rasio 5:1 telah berkembang hingga 12:1, dan terus berkembang hingga menjadi lebih dari

40:1

Page 6: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Gambar 2.1 kompresor axial

Gambar 2.2 Variasi tekanan dan kecepatan pada kompresor aksial.

Pada perancangan sudu pada kompresor aksial, yang perlu mendapat perhatian

adalah faktor aerodinamika airflow pada bilah; yaitu kecepatan tumbukan udara terhadap

bilah serta sudut tumbukan antara udara dan bilah. Apabila sudut tumbukan terlalu tajam,

airfow tidak akan mengikuti permukaan bilah, hal ini akan mereduksi lift dan memperbesar

drag. Apabila sudut tumbukan terlalu tumpul, airflow akan terpencar dari permukaan bilah.

Hal ini juga akan meningkatkan drag. Apabila kecepatan bilah relative terhadap aliran udara

terlalu tinggi, aliran yang terjadi akan bersifat turbulen, hal ini akan meningkatkan drag [13].

Setiap bilah pada kompresor disebut sebagai airfoils. Airfoils merupakan komponen

berkurva yang terdiri dari dua bagian, yaitu convex dan concave. Bagian concave merupakan

bagian tekanan, sedangkan bagian convex merupakan bagian hisap.

Page 7: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Gambar 2.3 Gaya yang bekerja dan pengaruh sudut tumbukan pada airflow [13].

Gambar 2.4 Kurva Unjuk Kerja Kompresor

Kompresor axial terdiri dari komponen yang tidak bergerak dan komponen yang

bergerak berputar. Suatu poros menggerakkan drum pusat, yang ditahan oleh bearing, yang

mempunyai sejumlah baris aerofoil berbentuk gelang berpasangan. Poros ini berputar

diantara baris aerofoil yang tidak bergerak yang jumlahnya sama, terhadap selubung yang

berbentuk pipa. Aerofoil yang berputar berbaris selang seling (rotor) dan aerofoil yang diam

Page 8: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

(stator), dengan rotor yang memberikan/menyalurkan energi ke dalam cairan, dan stator

yang mengubah penambahan energi kinetik secara rotasi menjadi tekanan statis melalui

proses difusi.. Sepasang aerofoil yang berputar dan tidak bergerak disebut suatu satu stage.

Daerah penampang melintang antara rotor drum dan selubung dikurangi arah alirannya

untuk menjaga percepatan axial ketika cairan dimampatkan.

Penambahan tekanan yang dihasilkan oleh single stage terbatas oleh kecepatan

relatif diantara rotor dan cairan, dan kemampuan aerofoil berputar dan berdifusi . Suatu

stage khas pada kompresor komersil akan menghasilkan suatu peningkatan tekanan antara

15% sampai 60% ( perbandingan tekanan 1.15-1.6) pada kondisi-kondisi merancang dengan

efisiensi suatu polytropic pada daerah 90-95%. Untuk mencapai perbandingan tekanan

berbeda, kompresor axial dirancang dengan jumlah stage dan kecepatan rotasi yang

berbeda.

Perbandingan tekanan stage yang tinggi juga memungkinkan jika kecepatan relatif

antara cairan dan rotor adalah supersonik, bagaimanapun ini dicapai atas biaya efisiensi dan

kemampuan operasional. Kompresor seperti itu, dengan perbandingan tekanan stage di atas

2, hanya digunakan jika ukuran kompresor diperkecil, berat/beban atau kompleksitas cukup

kritis, seperti pada jet yang dipakai militer.

Profil aerofoil dioptimalkan dan dipertemukan untuk putaran dan percepatan

spesifik. Walaupun kompresor dapat bekerja pada kondisi-kondisi lain dengan aliran,

kecepatan dan perbandingan tekanan yang berbeda, ini dapat menghasilkan pengurangan

efisiensi atau bahkan gangguan secara parsial atau keseluruhan pada aliran (dikenal dengan

stall dan surge yang berturut-turut). Seperti itu, secara praktis akan membatasi banyaknya

stage, dan keseluruhan perbandingan tekanan, berasal dari interaksi stage yang berbeda

ketika diperlukan untuk menjauhkan kondisi yang tidak diinginkan pada desain. Kondisi-

kondisi diluar perancangan ini dapat dikurangi sampai taraf tertentu dengan menyediakan

beberapa fleksibilitas di dalam kompresor itu. Ini dicapai secara normal melalui penggunaan

stator yang dapat disetel atau dengan klep yang dapat mengeluarkan cairan dari aliran

utama diantara stage (aliran inter-stage).

Page 9: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Turbin Penggerak kompresor menggunakan satu rangkaian kompresor, bekerja

dengan kecepatan berbeda; untuk menyediakan udara dengan perbandingan tekanan

sekitar 40:1 untuk pembakaran dengan fleksibilitas yang cukup untuk semua kondisi-kondisi

penerbangan.

PengembanganKompresor axial awalnya memberikan efisiensi yang lemah, sangat

lemah kemudian pada awal 1920s sejumlah dokumen mengklaim bahwa suatu mesin jet

praktis tidak akan mustahil untuk dibuat. Hal-hal tersebut berubah secara dramatis setelah

A. A. Griffith mempublikasikan suatu catatan berkembang di tahun 1926, mencatat bahwa

alasan untuk performa yang lemah adalah bahwa kompresor yang sudah ada menggunakan

mata pisau rata dan terutama " flying stalled". Ia menunjukkan bahwa penggunaan dari

airfoil sebagai ganti mata pisau rata akan secara dramatis meningkatkan efisiensi, secara

langsung dimana suatu mesin jet praktis adalah suatu kemungkinan nyata. Ia menyimpulkan

catatan itu dengan suatu diagram dasar dari beberapa mesin, yang mencakup suatu turbin

kedua yang telah digunakan untuk menggerakkan propeller.

Walaupun Griffith memang dikenal baik dalam kaitan dengan kerjaan awal nya pada

kelelahan logam dan pengukuran tekanan, kerjaan kecil nampak telah dimulai sebagai hasil

langsung dari catatannya. Satu-satunya usaha nyata yang jelas adalah suatu kompresor test-

bed yang dibangun oleh Rekan kerja Griffith's di RAE, Haine Constant.

Kerja yang nyata dari mesin aliran axial dimulai pada akhir 1930an, pada beberapa

usaha yang telah dimulai pada waktu yang sama. Di Inggris, Haine Constant mencapai suatu

persetujuan dengan perusahaan turbin uap Metropolitan Vickers ( Metrovick) di tahun

1937, memulai usaha mesin turboprop mereka berdasarkan pada disain Griffith pada tahun

1938. pada tahun 1940, setelah berjalan sukses pada Disain Aliran sentrifugalnya Whittle,

usaha mereka adalah mendesain ulang jet murni, Metrovick F.2. Di Negara Jerman, Von

Ohain yang yang telah memproduksi beberapa mesin sentrifugal yang dapat bekerja,

sebagian dari mereka telahditerbangkan termasuk pesawat jet super cepat pertama di dunia

(He 178), tetapi pengembangan usaha telah dilakukan oleh Junkers ( Jumo 004) dan BMW (

BMW 003)

Page 10: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

2.2 Ruang Bakar

Gambar 2.5 Ruang Bakar padaTurbin gas penggerak koompresor

Ruang bakar merupakan tempat terjadinya pembakaran dimana udara hasil

kompresi bercampur dengan bahan bakar. Ruang pembakaran dari turbin gas merupakan

rekayasa perangkat yang kompleks dicirikan oleh berlangsungnya serangkaian proses

physicochemical, antara lain: berlangsung dinamika gas nonstasioner, pembakaran turbulen

dari berbagai jenis bahan bakar, panas dan pertukaran massa, dan pembentukan oksida

NOx, CO, dll [35]. Pada bagian ini terjadi proses pembakaran antara bahan bakar dengan

fluida kerja yang berupa udara bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Hasil pembakaran ini

berupa energi panas yang diubah menjadi energi kinetik dengan mengarahkan udara panas

tersebut ke transition pieces yang juga berfungsi sebagai nozzle. Fungsi dari keseluruhan

sistem adalah untuk mensuplai energy panas ke siklus turbin. Sistem pembakaran pada

turbin penggerak kompresormemiliki berbagai komponen. komponen-komponen itu adalah

:

1. Combustion Chamber, berfungsi sebagai tempat terjadinya pencampuran antara

udara yang telah dikompresi dengan bahan bakar yang masuk.

2. Combustion Liners, terdapat didalam combustion chamber yang berfungsi

sebagai tempat berlangsungnya pembakaran.

3. Fuel Nozzle, berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar ke dalam

combustion liner.

4. Ignitors (Spark Plug), berfungsi untuk memercikkan bunga api ke dalam

combustion chamber sehingga campuran bahan bakar dan udara dapat

Page 11: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

terbakar.

5. Transition Fieces, berfungsi untuk mengarahkan dan membentuk aliran gas

panas agar sesuai dengan ukuran nozzle dan sudu-sudu turbin gas.

6. Cross Fire Tubes, berfungsi untuk meratakan nyala api pada semua

combustion chamber.

7. Flame Detector, merupakan alat yang dipasang untuk mendeteksi proses

pembakaran terjadi.

Energi pembakaran yang dihasilkan, adalah :

Epemb= mf . ηcc .LHV

dimana : mf = laju massa bahan bakar ( )

ηcc = efesiensi ruang bakar (%)

LHV = nilai kalor bawah bahan bakar ( .

)

Energi pembakaran dapat juga dilihat dari :

Epemb=ma+ mf. cpg . (T3- T2)

dimana : mf = laju massa bahan bakar ( )

ma = laju massa udara ( )

cpg = kalor spesifik pada tekanan konstan (.

)

T2 = temperatur masuk ruang bakar (K)

T3 = temperatur keluar ruang bakar (K)

Page 12: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Rasio antara massa udara dengan massa bahan bakar (A/F) :

푨푭 =

풎풂풎풇

2.3 Turbin

Turbin merupakan komponen yang tidak terpisahkan pada turbin gas.Pembakaran

yang terjadi pada ruang bakar akan diekspansi dengan menggunakanturbin. Setelah

keluaran turbin ini, sistem turbin gas dapat digunakan untukberbagai kepentingan, seperti

pesawat terbang, sumber daya untuk turbin dayapada pembangkit listrik, sampai dengan

pemnafaatan gas hasil ekspansi yangmasih bertemperatur tinggi untuk keperluan lainnya.

terdapat dua jenis turbinyang dipakaipadaturbinpenggerakkompresor, yaitu turbin aksial

dan turbin radial.

Turbin Aksial

Turbin aksial merupakan jenis turbin yang banyak pada fluida mampumampat.Turbin

jenis ini juga merupakan jenis turbin yang paling banyakdigunakan pada sistem turbin gas

berdaya besar karena lebih efisien daripadaturbin radial pada berbagai rentang operasi.,

yang terdiri dari dua jenis, yaituturbin impuls dan turbin reaksi. Turbin aksial dirancang

dengan faktor kerja yangtinggi, yang ditunjukkan dengan rasio tingkat kerja kuadrat

terhadap kecepatansudu, yang berpengaruh pada tingkat kebisingan kerja, dimana fluida

masuk dankeluar turbin dengan arah radial.

Turbin aksial terdiri dari dua bagian utama, yaitu: nosel dan sudu. Fluidapertama kali

akan masuk turbin melewati nosel dimana pressure drop terjadisehingga akan melewati

sudu dengan kecepatan tinggi. Turbin aksial terdiri dari dua jenis, yaitu: tubin impuls dan

turbin reaksi. Turbin impuls merupakan jenis yang paling sederhana, terdiri atas barisan

Page 13: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

noseldan barisan sudu. Fluida diekspansi pada nosel, dimana energi termal

dikonversimenjadi energi kinetik, menurut:v=2Δh0Turbin impuls memiliki derajat reaksi nol.

Derajat reaksi berarti seluruhpenurunan entalpi yang terjadi menuju nosel, dan kecepatan

alir fluida setelahkeluar dari nosel menjadi sangat tinggi, atau dengan kata lain pada turbin

impulstidak terjadi perubahan entalpi.Turbin Reaksi merupakan jenis turbin aksial yang

paling banyakdigunakan. Pada turbin reaksi, baik nosel dan sudu berfungsi sebagai

noselekspansi. Kecepatan fluida yang dihasilkan pada turbin reaksi lebih rendahdaripada

turbin impuls, karena pada turbin reaksi terjadi peruban entalpi.

Gambar 2.6 siklus bryton pada turbin axial

Dengan kerja turbin dari titik 3-4 bekerja dengan proses isentropis dapat didefinisikan

sebagai berikut:

퐿 = 퐺 (푃 푉 − 푃 푉 ) dalam (Kg.m)

퐿 = 퐺(ℎ − ℎ ) dalam (k Kal)

Page 14: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

2.4 Beban

Kerja kompresor yang digerakan oleh turbin memiliki daya yang sama karena

efisiensi dari gear box adalah 100% hal tersebut akan tetap terjadi jika gear box yang dipakai

dapat dirawat dengan baik namun jika perawatan dari gear box sendiri tidak baik maka gear

box akan menjadi panas sehingga terjadi efisiensi losses yang akan mengurangi kerja

kompresor yang ditransmisikan oleh turbin:

Jika efisiensi gear box 100% berlaku persamaan:

퐿 = 퐿

Namun jika terjadi kerusakan pada gear box ditandai dengan suara-suara kerontang yang

menandakan pasangan dari masing-masing gear sudah haus maka akan terjadi work losses

dapat dinyatakan dengan rumus :

퐿 = 퐿 푥휂

Dimana untuk kerja kompresor dengan efisiensi gear box tidak 100% yaitu:

퐿 = 퐿 − 퐿

Page 15: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Gambar 2.7 Turbin gas dengan beban kompresor

3.5 Gas Bekas

Turbin gas juga digunakan sebagai pembangkit listrik stasioner untuk menghasilkan

listrik sebagai unit yang berdiri sendiri atau bersama dengan pembangkit listrik tenaga uap

pada suhu tinggi sisi. Dalam bentuk ini, gas buang dari turbin gas yang berfungsi sebagai

sumber panas uap.

• Gas sebagai hasil persenyawaan reaksi pembakaran diantaranya : CO₂, H₂ O, SO₂

Jumlah volume gas yang dihasilkan= %

푥22,4NM₃

• Gas yang berasal dari bahan bakar, tetapi tidak ikut bersenyawa atau terbakar diantaranya : N₂, H₂O, Mineral-mineral lain ( Cl , Phospor , Silica , Na , K ) dll

Jumlah volume gas yang dihasilkan= %

푥22,4NM₃

• Zat Nitrogen ( N₂) yang berasal dari udara pembakaran dan tidak bersenyawa dengan unsure bahan –bakar

Jumlah volume gas yang dihasilkan= % N₂ x Kebutuhan udara pembakaran NM₃

Untuk menghitung gas sisa pembakaran, perlu digunakan hokum “ AVOGADRO” Apabila

satu kilogram Molekul ( gram mol ) gas-gas yang diukurpada P dan T yang sama maka

Volumenya adalah sama = 22,4 NM₃

Page 16: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Efisiensi Turbin Gas

Gambar menunjukkan siklus turbin gas (sikius Brayton) yang digambarkan pada

diagram T-s dan P-v. Kompresor diperlukan untuk memberikan udara bertekanan.

Kompresordiputar oleh turbin yang bekerjakarenaadanyaaliran gas bertekananD. Alam

kondisi ideal (yang tak pernah dicapai) daya udara bertekanan dari kompresor saran

dengand aya gash asil pembakarany ang diperlukant urbin untuk memutark ompresor.

Ruang bakar diperlukan untuk menaikkan entalpi udara di ruang bakar. Kenaikan entalpi

berarti ada daya lebih yang dapat dipergunakan untuk keperluan lain, misalnya untuk

memutar generator atau untuk menghasilkan gaya dorong untuk pesawat. Pada

kenyataannyasebagiankenaikanentalpi diperlukanjuga untuk menggantikerugianenergi

turbin untuk memutar kompresor

Gambar 3.1 Siklus ideal turbin gas terbuka dan diagram T-s dan p-v

Page 17: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Untuk proses tekanan konstan (isobar) antara titik 2 ke 3 yang merupakan proses pembakaran di ruang bakar :

sedangkan untuk proses tekanan konstan (isobar) dffi titik 4 ke I yang merupakan proses pembuangan kalor:

Page 18: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Dari kedua rumus di atas, efisiensi termal turbin gas dapat ditulis sebagai

Bila proses antara I - 2 dan 3 - 4 diasumsikan isentropik maka:

Selanjutnyabila p 1 : p4 dan p2 -- p3 karena prosesnya adalah isobar, maka dengan Rumus 6.6 di atas akan didapat:

dimana adalah rasio kenaikan tekanan di kompresor. harga-harga efisiensi termal terhadap rasio tekanan akhir dan awal kompresor digambarkan pada diagram berikut

Gamba kurva efisiensi terhadap rasio tekanan P2/P1

Page 19: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Dari gambar di atas terlihat bahwa turbin gas yang berasio tekanan dibawah 10 efisiensi

termalnya akan dibawah 50%. Pada kenyataannya efrsiensi total turbin industri di kelas ini

adalah sekitar 25-30%.

atau dalam bentuk tak berdimensi:

Page 20: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Effisiensi secara keseluruhan dari turbin penggerak kompresor yaitu:

휂 = 휂 푥휂 푥휂

3.2 Penggunaan

Pengetahuan dan teknologi yang diperoleh dari diterapkan untuk mengembankan

system turbin gas, untuk berbagai tujuan penggunaan; misalnya: sebagai mesin

penggerakkompresor, generator listrik dan mesin industri lainnya, kendaraan darat, kapal

laut, pesawat terbang, dan sebagainya. Pada waktu ini sistem turbin gas dibuat untuk

menghasilkan daya rendah sampai sebesar 100.000 kW. Sedangkan sebagai bahan

bakardapat diunakan bahan bakar gas sampai dengan minyak berat. Serbuk batu bara pun

dapat digunakan, tetapi masih dalam taraf percobaan. Efisiensi kompresor dan turbin sudah

mencapai bilangan 80-95% dan temperatur kerjanya dapat mencapai 1.100˚ C. efisiensi total

dapat mencapai 25-35%. Sistem turbin gas dapat dipasang dengan cepat dan biaya

investasinya relatif rendah, jika dibandingkan dengan instalasi turbin uap dan motor Diesel

untuk pusat tenaga listrik. Di samping itu dapat distart dari keadaan dingin sampai dapat

dibebani penuh, dalam waktu yang sangat singkat (dalam dua menit atau lebih sedikit). Hal

tersebut terakhir membuat mesin ini begitu ideal untuk mengatasi keadaan darurat dan

melayani beban puncak .

Page 21: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

Ada beberapa kegunaan dari turbin gas penggerak kompresor yaitu proses petrokimia, cryogenic refrigeration (LNG), oil and gas production, mengkompresi gas dan proses industry lainnya

Page 22: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Gambar 2.6 siklus bryton pada turbin axial

Dengan kerja turbin dari titik 3-4 bekerja dengan proses isentropis dapat didefinisikan

sebagai berikut:

퐿 = 퐺 (푃 푉 − 푃 푉 ) dalam (Kg.m)

퐿 = 퐺(ℎ − ℎ ) dalam (k Kal)

Page 23: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

untuk kerja kompresor sebagai beban dengan efisiensi gear box tidak 100% yaitu:

퐿 = 퐿 − 퐿

Effisiensi secara keseluruhan dari turbin penggerak kompresor yaitu:

휂 = 휂 푥휂 푥휂

4.2 Saran

1. Di dalam pemeliharaan turbin gas ini di lakukan pemeliharaan yg rutin sebagai suatu

usaha untuk mencegah agar suatu peralatan yang di pakai terhindar dari kerusakan

yang mengakibatkan mutu, kualitas serta efisiensi sehingga dapat memperpanjang

umur atau masa pakai peralatan tersebut.

2. Ada Faktor-faktor yang di perhatikan terhadap pemeliharaan turbin gas yaitu

Jenis bahan bakar

Banyak nya start per jam operasi

Pembebanan

Daearah sekitar

Cara pemeliharaan

Page 24: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

DAFTAR PUSTAKA

Gas-turbine Engine. Encyclopædia Britannica. Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopædia Britannica, 2008.

http://www.google.com

http://www.wikipedia.com

http://www.bently.com6.

http://www.airsystems.co.za/?page_id=28

http://www.elliott-turbo.com

http://www.gepower.com7.

http://www.pal.co.id8.

http://www.turbomachinerymag.com

Santoso Budi, H. Data Kuliah Turbin. 2011. Untirta-Cilegon

General Electric Company, Schenectady, NY. USA, Gas Turbine Manual Book,1987.2.

General Electric Company, Schenectady, NY. USA, Gas Turbine MaintenanceSeminar, Jakarta Indonesia, 1997.3.

Maherwan P. Boyce, Gas Turbine Engineering Hand Book, Gulf ProfessionalPublishing, 2002.4.

Robert F. Hoeft, Schenectady, NY. USA, Heavy Duty Gas Turbine Operatingand Maintenance Consideration.5.

Page 25: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

LAMPIRAN GAMBAR

1. TURBIN

Page 26: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor
Page 27: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

2. COMBUSTION ENGINE GAS TURBINE

Page 28: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

3. COMPRESSOR

4. EXHAUST ENGINE GAS TURBINE

Page 29: 109765037 Turbin Gas Penggerak Kompresor

4. GEARBOX ENGINE GAS TURBINE