Laporan KP FaiZ

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada zaman yang semakin modern ini, energi listrik merupakan salah satu

kebutuhan yang sangat penting dan tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan

sehari-hari. Konsumsi energi berkaitan langsung dengan kehidupan penduduk dan

tingkat industri suatu negara, di mana negara-negara maju memiliki pasokan

energi yang lebih besar dibandingkan negara sedang berkembang.

Untuk memenuhi kebutuhan listrik yang merupakan kebutuhan utama

industri, perusahaan, media elektronik, serta kebutuhan rumah tangga, pemerintah

mendirikan Perusahaan Listrik Negara (PLN) yang memberi jasa energi listrik

untuk rakyat yang membutuhkannya. Untuk menjaga hal-hal yang dapat

mengganggu kelancaran kinerja penyalur energi listrik, Perusahaan Listrik Negara

mendidik tenaga-tenaga ahli yang dibutuhkan, sehingga pada saat ini jaringan

listrik sudah dapat masuk ke pelosok-pelosok desa, yang secara tidak langsung

turut serta meningkatkan kecerdasan bangsa. Jadi jelas terlihat bahwa peran PLN

sangat nyata dalam pembangunan bangsa.

Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam, khususnya masyarakat di kota

Banda Aceh, sangat membutuhkan energi listrik untuk mendukung aktivitas

sehari-hari, baik itu rumah, kantor-kantor, perguruan tinggi, sekolah dan tempat-

tempat lainnya. Mengingat kondisi tersebut, maka dibangun sebuah pembangkit

listrik (PLTD Lueng Bata) yang dapat mendukung semua aktivitas masyarakat.

Pada awal berdirinya, PLTD tersebut dibangun di daerah Merduati. Tetapi

karena daerah Merduati merupakan daerah kota yang tidak pernah terlepas dari

keramaian, maka lokasi PLTD ini pun harus direlokasi karena untuk mencegah

faktor kebisingan dan polusi udara yang dapat mengganggu aktivitas masyarakat

di sekitarnya, sehingga dibangun tempat untuk meletakkan mesin-mesin

pembangkit listrik itu di daerah Lueng Bata, di mana tempat tersebut jauh dari

keramaian kota dan perumahan penduduk.

1

PLTD Lueng Bata milik PT. PLN (Persero), yang secara struktur tunduk

terhadap Kit Sumbagut (Pembangkit Sumatera Bagian Utara).

Perkembangan teknologi di bidang energi listrik semakin modern sehingga

dewasa ini kita mengenal bermacam-macam sumber energi listrik, seperti :

1. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

2. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

3. Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)

4. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

5. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

6. Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)

7. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)

8. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Penulisan Laporan Kerja Praktik ini dibatasi hanya pada Pembangkit

Listrik Tenaga Diesel (PLTD) yang ada pada PT. PLN (Persero) Kit Sumbagut

Sektor Pembangkit Lueng Bata.

1.2 Permasalahan

Permasalahan yang paling mendasar adalah turunnya kemampuan kinerja

mesin sehingga mengakibatkan tingginya pemakaian bahan bakar. Energi yang

diperoleh dari bahan bakar tidak semua dimanfaatkan, banyak energi yang

terbuang percuma ke udara bersama dengan gas buang. Oleh karena itu, gas buang

tersebut dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin gas yang dihubungkan secara

kopel dengan blower untuk menaikkan tekanan masuk ke dalam ruang bakar

dengan menerapkan suatu alat yang dikenal dengan turbocharger.

1.3 Metode Pelaksanaan

Metode-metode yang digunakan penulis dalam pelaksanaan kerja praktik

ini meliputi :

1. Diskusi

Metode diskusi ini dilakukan antara pembimbing lapangan dengan peserta

kerja praktik. Pembimbing memberikan penjelasan mengenai komponen

dan cara kerja berbagai peralatan di tempat kerja praktik.

2

2. Pengamatan di lapangan

Melakukan pengamatan langsung mengenai prinsip kerja mesin diesel

CCM Sulzer, terutama pada mesin turbocharger.

3. Studi literature

Dasar teori mesin CCM Sulzer dipahami dengan mempelajari buku

panduan mesin diesel dan bacaan yang relevan lainnya.

4. Wawancara

Metode ini dilakukan dengan melakukan tanya jawab kepada para

karyawan dan teknisi

3

BAB II

STRUKTUR ORGANISASI DAN PERLENGKAPAN

PERUSAHAAN

2.1. Profil Singkat PT. PLN (PLTD) Sektor Lueng Bata

PT. PLN Sektor Lueng Bata didirikan di Banda Aceh. Sebelum didirikan

Perusahaan Listrik Negara (PLN) di Banda Aceh, listrik yang disuplai ke

konsumen di Banda Aceh masih tergantung dari suplaian arus listrik pada

Pembangkit Sumatra Utara. Pembangkit listrik yang ada di Banda Aceh dibangun

guna membantu suplaian arus listrik dari Sumatra Utara yang disuplaikan ke

konsumen di Banda Aceh.

2.2 Struktur Organisasi

Struktur organisasi sangat berguna untuk memperlancar pelaksanaan serta

pengurusan dan pemeriksaan kelancaran pengoperasian serta perawatan mesin

secara kontinyu untuk setiap unit-unit pembangkit listrik yang baik guna mengatur

dan menjalankan suatu pola kerja yang teratur di mana pada gilirannya nanti akan

tercipta suatu siklus yang teratur dan juga terarah.

Usaha-usaha pengaturan struktur organisasi tentu tidak terlepas dari tujuan

perusahaan tersebut dalam menjalankan roda organisasi sehingga tidak terjadi

tumpang tindih atau penumpukan kerja pada bagian-bagian tertentu saja, yang

menyebabkan penurunan efisiensi kerja sehingga kualitas produk yang dihasilkan

kurang optimal.

Tugas dan wewenang serta tanggung jawab tiap-tiap unsur organisasi

PLTD Sektor Lueng Bata adalah sebagai berikut :

1. Manager

Bertugas menyelenggarakan kepemimpinan sehari-hari, mengkoordinir

serta memberikan bimbingan dan pedoman kerja guna demi kelancaran

pelaksanaan tugas seluruh staf. Dalam menjalankan pelaksanaan tugasnya

Manager bertanggung jawab terhadap PLN Sektor Lueng Bata.

4

2. Asmen Operasi

Bertugas memantau dan mengatur operasi seluruh unit mesin pembangkit

yang dioperasikan oleh regu jaga serta memeriksa laporan-laporan yang diajukan

kepadanya.

3. Asmen Pemeliharaan

Bertugas mengatur dan mengadakan persiapan yang diperlukan untuk

melaksanakan pemeliharaan yang akan dilakukan sesuai dengan jam

pengoperasian yang dijalani oleh mesin dan generator.

4. Asmen SDM dan Administrasi

Bertugas dan membina pelaksanaan kegiatan bidang administrasi,

mengatur prosedur perkantoran, membantu menyelenggarakan fasilitas-fasilitas

kedinasan, menyediakan alat-alat kantor serta membuat dokumen dan status

kepegawaian. Dalam menjalankan tugasnya bertanggung jawab kepada Manager

PLTD.

5. Asmen Engineering

Bertugas dalam pemasangan, pembongkaran dan memperbaiki alat-alat

atau mesin-mesin yang terdapat pada PLTD agar dapat bekerja secara optimal.

2.3 Sarana dan Prasarana PLTD

2.3.1 Sarana

2.3.1.1 Mesin-Mesin Pembangkit

Mesin-mesin yang digunakan di PLTD Lueng Bata ini adalah mesin

Pembangkit Tenaga Diesel dengan jumlah sebanyak 14 (empat belas) unit

pembangkit yang terdiri dari beberapa jenis dan merek serta kapasitas terpasang

untuk memenuhi kebutuhan energi listrik bagi masyarakat.

5

Adapun data-data dari mesin tersebut sebagai berikut :

Mesin Daihatsu sebanyak 2 unit

Pabrik Pembuatan : DAIHATSU DIESEL MFG CO LTD

Model/ Type : 8DS – 26

Nomor Seri : D 826371

: D 826372

Daya : 1500 kW

Jumlah Silinder : 8

Tahun Pembuatan : 1977

Tahun Operasi : 1978

Putaran Nominal : 750 rpm

Sistem Pendingin : Air (Sistem Radiator)

Sistem Gerak Mula : Udara Bertekanan

Mesin Stork Werkspoor Diesel sebanyak 3 unit

Pabrik Pembuatan : STORK WERSPOOR DIESEL - Holland

Model/Type : 9 TM 410RR

: 6 TM 410 RR

Nomor Seri : 3335

: 3444

: 3645

Daya : 5415 kW

: 3800 kW

: 3385 kW

Jumlah Silinder : 9, 6

Tahun Pembuatan : 1976, 1978, 1984

Tahun Operasi : 1981, 1983, 1986




6

Mesin CCM Sulzer sebanyak 6 unit

Pabrik Pembuatan : CCM SULZER

Model/Type : 12 ZV 40/48

Nomor Seri : 101275 - 296

: 101207 – 298

: 101323 -334

: 101311 – 332

: 101325 - 338

: 101335 - 346

Daya : 8530,8 kW

Jumlah Silinder : 12






Mesin Container sebanyak 3 unit

Pabrik Pembuatan : Wartsila

Model/Type : 20018

Nomor Seri : 181076

Daya : 3600 kW

Jumlah Silinder : 18






7

2.3.1.2 Generator

Generator adalah suatu alat yang dapat mengubah energi mekanis yang

dapat diperoleh dari pembangkit menjadi energi listrik. Perpindahan daya dalam

bentuk putaran poros engkol ke rotor pada generator dapat dilakukan dengan

berbagai komponen daya penerus, di antaranya adalah :

Roda Gigi

Rantai

Sabuks

Kopling

Generator dapat dibagi menjadi dua bagian :

Bagian yang berputar (rotor) : bagian ini dikopel dengan shaft dari

mesin penggerak.

Bagian yang tetap stator: bagian ini diletakkan pada pondasi.

2.3.1.3 Penguat (exiter)

Alat ini berfungsi sebagai pembangkit listrik arus searah untuk

menginjeksi arus ke generator, sehingga generator yang mempunyai medan

magnet akan membangkitkan arus listrik yang kuat dan mempunyai tegangan

tinggi. Penguat ini digerakkan langsung dengan mesin pembangkit yang

dihubungkan langsung pada poros engkol.

2.3.1.4 Alat-alat Proteksi

Alat-alat proteksi ini gunanya mengamankan generator, transformator, alat

ukur, terhadap gangguan antara lain :

Beban lebih (Over Load)

Gangguan petir

Gangguan satu fasa ke tanah

Belitan dari stator

8

2.3.1.5 Mesin Perkakas dan Alat Bantu Lainnya

Mesin Perkakas :

Mesin Bubut

Peralatan Pengelasan

Alat Bantu Lainnya :

Elektro motor compressor

Elektro motor lub oil

Elektro motor separator

Elektro motor jaket water

Treat water pump

Fuel oil transfer pump

Raw water pump

Pompa pendingin injektor

Lub oil radiator

Raw water radiator

2.3.2 Prasarana

2.3.2.1 Gedung Sentral

Gedung sentral dipergunakan untuk menempatkan sejumlah mesin-mesin

pembangkit beserta peralatannya. Gedung ini mempunyai luas 5,121 m2. luas area

PT. PLN sektor Lueng Bata adalah 15,199 m2

2.3.2.2 Tangki Bahan Bakar

Tangki bahan bakar adalah tangki untuk menampung bahan bakar sebelum

disalurkan ke tangki cadangan (buffer tank) sebelum dimasukkan ke tangki harian

(dailing tank). Tangki bahan bakar berjumlah tiga buah masing-masing dengan

berbagai kapasitas dan ukuran berbeda-beda.

Tangki I

Storage tank : 500 kilo liter

Diameter : 132,665 m

Tinggi : 4 m

Volume : 530,66 kilo liter

9

Tangki II



Tinggi : 7,75 m


Tangki III



Tinggi : 7,65 m


2.3.2.3 Tangki Harian (Daily Tank)

Tangki harian merupakan tangki bahan bakar yang digunakan sehari-hari

oleh mesin-mesin pembangkit. Dalam tangki inilah bahan bakar dialirkan ke

mesin. Tangki ini berjumlah empat belas unit.

10

BAB III

TEORI DASAR MESIN DIESEL

3.1. Pengenalan Mesin Diesel

Mesin Diesel adalah salah satu jenis mesin kalor, tipe mesin pembakaran

dalam (internal combustion engine) di mana proses pembakaran bahan bakar

langsung dalam ruang bakar tanpa adanya bunga api, tetapi akibat tekanan

campuran udara dan bahan bakar yang cukup tinggi.

Mesin diesel diciptakan oleh seorang yang berkebangsaan Jerman yang

bernama Rudolf Diesel, yang berhasil mempertunjukan hasil kerjanya pada tahun

1890, sedangkan pada tahun sebelumnya yaitu tahun 1976 seorang yang juga

berkebangsaan Jerman bernama Nikolas Otto berhasil menciptakan motor gas

bersiklus 4 langkah (4 tak).

Mesin diesel terdiri atas dua jenis yaitu mesin diesel bersiklus 4 langkah

dan mesin diesel bersiklus 2 langkah. Adapun langkah pada mesin pembakaran

dalam bersiklus 4 langkah terdiri dari:

Katup

katup buang

masuk

Isap Kompresi Daya Buang

Gambar 3.1 prinsip kerja motor diesel

11

Torak

Penatorak

silinder

3.2 Prinsip Kerja Mesin Diesel 4 Langkah

3.2.1 Langkah Isap

Pada langkah isap torak bergerak dari titik mati atas menuju titik mati

bawah katup isap terbuka sehingga udara diserap sampai memenuhi silinder pada

saat torak sedang bergerak ke atas maka katup isap tertutup.

3.2.2 Langkah Kompresi

Setelah katup isap dan katup buang dalam keadaan tertutup, selanjutnya

torak bergerak menuju ke atas sambil melakukan kompresi terhadap udara yang

ada dalam silinder, tekanan dan temperatur naik. Bahan bakar yang terbentuk

kabut disemprotkan ke dalam ruang bakar melalui penyemprotan bahan bakar

(injektor ) sehingga terjadilah pembakaran di dalam silinder tersebut.

3.2.3 Langkah Usaha/Daya

Bahan bakar yang disemprotkan ke dalam ruang bakar yang berisi udara

bertekanan dan bertemperatur tinggi sehingga terjadi pembakaran yang

menyebabkan piston tertekan ke bawah dengan cepat dan kuat. Gerakan turun

naik pada poros engkol menyebabkan gerak translasi pada torak.

3.2.4 Langkah Buang

Ketika torak bergerak dari bawah ke atas , katup buang terbuka dan katup

isap tertutup, sehingga gas sisa hasil pembakaran didorong keluar melalui katup

buang.

3.3 Diagram P-V

Untuk menjelaskan diagram motor bakar torak, terlebih dahulu dipakai

beberapa idealisasi sehingga prosesnya dapat dipahami dengan mudah. Proses

yang sebenarnya berbeda dengan proses yang ideal, di mana perbedaan tersebut

menjadi sebagian besar jika idealisasi yang digunakan itu terlalu jauh

menyimpang dari keadaan sebenarnya. Siklus yang ideal itu biasanya dinamai

siklus udara dengan beberapa idealisasi sebagai berikut :

12

Fluida kerja di dalam silinder adalah udara, dianggap gas ideal dengan

konstanta kalor yang konstan.

Proses kompresi dan ekspansi berlangsung secara

isentropik.

Pada proses ekspansi, yaitu pada torak fluida kerja

didinginkan sehingga tekanan dan temperaturnya turun mencapai

tekanan dan temperatur atmosfir.

Tekanan fluida kerja dalam silinder selama langkah buang

dan langkah isap adalah konstan sama dengan tekanan atmosfer.

Gambar.3.2 Diagram P-V untuk Motor Diesel Empat langkah

Keterangan:

(0-1) : Langkah Isap

(1-21) : Langkah Kompresi Secara Isentropik

(21-2) : Proses Pemasukan Kalor Pada Volume Konstan

(2-3) : Proses Pemasukan Kalor Pada Tekanan Konstan

(3-4) : Langkah Ekspansi Secara Isentropik

(4-1) : Langkah Pengeluaran Kalor Pada Volume Konstan

(1-0) : Langkah Buang Gas Bekas Pada Tekanan Konstan

13

Tekanan

P

A B VVolume Spesifik

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Mesin Turbocharger

Dalam pengoperasian mesin Diesel, daya yang dibangkitkan sangat

tergantung pada kualitas udara dan kuantitas bahan bakar yang tersedia atau

terbakar. Jika diinginkan daya yang lebih besar maka dapat dilakukan dengan

memperbesar volume silinder dan ruang bakar, tapi cara ini akan mengakibatkan

bertambahnya dimensi mesin yang tentunya kurang efisien jika mesin tersebut

terdapat pada ruangan yang terbatas.

Jika penambahan udara ke dalam ruang silinder tanpa merubah ukuran

volume silinder, maka dapat dilakukan dengan metode pengisian lanjut

(supercharging). Menurut wiranto Arismunandar (1994 : 114), pengisian lanjut

yang digerakkan dengan daya yang dihasilkan oleh mesin itu sendiri atau dengan

jalan memanfaatkan energi gas buang untuk menggerakkan turbin yang

menggerakkan blower, sehingga blower tersebut akan memasukkan udara ke

dalam silinder dan pengisian lanjut ini dinamakan Turbocharger .

Turbocharger adalah suatu komponen pengisian lanjut untuk menaikkan

daya mesin dengan memanfaatkan energi gas buang untuk menggerakkan turbin

yang selanjutnya menggerakkan blower. Lalu blower akan menghembuskan udara

ke dalam silinder sehingga dapat menaikkan tekanan udara dan jumlah udara yang

masuk ke dalam silinder. Hal ini menyebabkan mesin diesel yang menggunakan

turbocharger tekanan isapnya lebih tinggi dari tekanan atmosfer di sekitarnya.

Turbocharger digunakan pada mesin kerja berat kecepatan rendah maupun

mesin kerja ringan kecepatan tinggi. Kecepatan turbocharger harus relatif tinggi

yaitu sekitar 10.000 sampai 17.000 rpm untuk mesin kecepatan rendah dan 50.000

hingga 150.000 rpm untuk mesin kecepatan tinggi.

Tujuan utama penggunaan turbocharger adalah memperbesar daya mesin

dan menjadikan mesin dapat bekerja lebih efisien serta pemakaian bahan bakar

14

spesifiknya lebih rendah. Menurut Wiranto Arismunandar (1997:29), dengan

menggunakan turbocharger kira-kira (B-10%) dari jumlah kalor pembakaran

bahan bakar dapat diselamatkan karena pembakaran yang terjadi lebih merata.

Turbocharger pada mesin diesel empat langkah memiliki beberapa

komponen utama yang menjadi pendukungnya yaitu :

1. Turbin

2. Blower

3. Poros yang menghubungkan keduanya

Bagian – bagian utama dari turbocharger dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Gambar 4.1 Mesin Turbocharger

Turbocharger ini mempunyai dua impeller yaitu turbin dan blower.

Turbin impeller diputar oleh gas buang dengan kecepatan yang sangat tinggi. Pada

ujung poros turbin ini dipasang blower impeller dengan ikatan mur, sehingga

putaran blower impeller akan sama dengan putaran turbin impeller. Putaran dari

turbocharger ini berkisar antara 50.000 – 150.000 rpm

1. Turbo Blower

Turbo blower memiliki sebuah roda sudu (impeller) yang terdiri atas satu

atau lebih cincin sudu-sudu lengkung yang terkunci pada sebuah poros. Udara

melewati roda sudu dengan kecepatan yang tinggi, dan sebuah difuser di

sekeliling roda sudu mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan serta sebuah

15

Gas buang masuk ke turbinGas buang

keluar

Udara masuk

Blower

sudu-sudu pengarah yang terletak pada bagian laluan keluar memaksa udara untuk

masuk ke roda sudu berikutnya.

2. Turbo Kompresor

Turbo kompresor mempunyai prinsip kerja yang sama dengan turbo

blower, hanya rasio tekanannya lebih tinggi sampai dengan 4, kecepatan

putarannya tinggi, serta jumlah tingkatnya banyak. Dengan 20 roda sudu yang

terpasang secara seri, tekanan yang dicapai adalah 10 atm.

4.2 Cara Kerja Turbocharger

Gas buang dari mesin dimanfaatkan pada turbocharger untuk

menggerakkan turbin yang selanjutnya menggerakkan blower untuk mendorong

udara masuk dengan tekanan yang tinggi. Putaran turbin sama dengan putaran

blower karena terhubung pada satu poros. Gas buang yang masuk pada turbin lalu

keluar pada saluran buang, blower yang berputar pada putaran tinggi menghisap

udara masuk kedalam penyaringan udara masuk (Air Intake Filter) masuk

kedalam pipa selanjutnya masuk pada silinder head. Akibat tekanan yang lebih

tinggi pada awal langkah kompresi maka akan menaikkan tekanan efektif rata-rata

dan juga menaikkan tekanan penyalaan maksimum dan suhu maksimum.

Sebaliknya penggunaan bahan bakar berkurang karena kenaikan turbulensi udara

dan pembakaran menjadi lebih merata yang tentunya mengakibatkan efisiensi

mekanis mesin meningkat.

Apabila motor dirancang untuk efisiensi maksimum pada daerah

pembebanaan tinggi, maka pada pembebanan rendah daya dan efisiensi menurun

karena pembakaran kurang sempurna, pada beban rendah gas buang tak cukup

kuat menggerakkan turbocharger. Menurut Wiranto Arismunandar (1994 : 117)

pada beban rendah tak diperlukan turbocharger, maka gas buang dapat dibuat

tidak melalui turbin dengan mengatur pembukaan katup simpang, sehingga

turbocharger tidak bekerja. Pembukaan katup simpang disesuaikan dengan katup

gas, bila katup gas dibuka pada tekanan tertentu yang sanggup memutar turbin

maka katup simpang secara otomatis tertutup.

16

4.3 Jenis dan Tipe Turbocharger

Ada beberapa jenis turbocharger, yaitu:

1. VTR Turbocharger

Jenis ini hanya digunakan pada mesin berkapasitas besar dengan daya

terpasang 250 kW ke atas.

2. VTC Turbocharger

Jenis ini hanya untuk mesin berkapasitas 600 sampai 3500 kW dan

umumnya digunakan pada mesin lokomotif.

3. RR Turbocharger

Jenis ini dirancang cukup sederhana lebih utama digunakan untuk mesin

putaran tinggi dengan kapasitas 200 sampai 1500 kW.

4. NTC Turbocharger

Jenis ini digunakan untuk mesin yang tidak membutuhkan turbocharger

dengan efisiensi tinggi.

4.4 Analisa Thermodinamika pada Mesin Turbocharger

4.4.1 Kerja Sebenarnya

Proses ideal ,kompresi secara isentropik mengikuti persamaan PVk =

konstan. Kerja adiabatic yang dilakukan ws untuk setiap kilogram udara adalah

sebagai berikut:

Ws = h2s – h1 .........................................................................(4.1)

= Cp (T2s – T1) .........................................................................(4.2)

=

dimana = ……..……………………………..… (4.3)

Di mana Cp = Dan =

Prestasi tingkat diagram p-v dan T-s untuk kompresor udara satu tingkat

ditunjukkan dalam gambar berikut ini:

17

Gambar 4.4 Diagram P-v dan T-s untuk kompresor satu tingkat

Proses 1-2s adalah kompresi secara adiabatik. (terisolasi sempurna, tidak

terpengaruhi oleh faktor lingkungan).

Proses 1-2n adalah kompresi secara politropik.

Proses 1-2i adalah kompresi secara isotermis (konstan). dipergunakan pada

kompresor-kompresor torak dengan kecepatan rendah.

Proses 1-2 adalah kompresi sebenarnya pada sebuah kompresor.

Misalkan:

Udara masuk pada mesin sulzer T = 27o C = 300 K

Panas spesifik dari udara pada tekanan konstan (cp) = 0,238 kJ/kg K

Panas spesifik dari udara pada volume konstan (cv) = 0,717 kJ/kg K

langkah hisap (P0) = 162,11 kPa

B

Isotermis

Sebenarnya

Adiabatik

Politropik

1

V

A

2i 2 2s 2n

T2n

T2s

T2

P1

1

PvT = C

Pvn = C

2

2s

P2

S

18

T1=Ti

P

(T0) = 343,16 K

Temperatur gas buang masuk ke turbin 400o C = 673,15 K

Maka:

Wt = Cp (T2s – T1)

= 0,238 (673,15 – 300)

= 88,8097 kJ/kg

Wk = Cv (To – T1)

= 0,717 (343,16– 300)

= 30,95 kJ/kg

Wturbin = Wt - Wk

= 88,8097 kJ/kg - 30,95 kJ/kg

= 57,8597 kJ/kg

4.4.2 Suhu Dan Tekanan Total

Untuk setiap sistem adiabatik tanpa kerja luar, persamaan energi adalah:

u2 + + = u2 + + = Konstan

di mana entalpi, h = u +

h1 + = h2 + = Konstan

yakni, entalpi + energi kinetik total = energi total = konstan.

Definisi energi total dalam suhu total atau suhu stagnasi To:

Energi Total = Cp To

Sehingga h1 + = h2 + = Cp To.......................................(4.4)

19

Atau Cp T1 + = Cp T2 + = Cp To

Atau (Cp T1 + ) = (Cp T2 + ) = Cp To

Atau Cp( T1 +Tc ) = Cp To

T1 +Tc = To………………………...……..………(4.5)

Tc, disebut sebagai suhu kesetaraan kecepatan

Tc = ………………………………..………..(4.6)

4.4.3 Kerja Roda Sudu (Impeller)

Gaya pada impeller yang berputar adalah sama dengan laju perubahan

momentum udara yang mengalir dalam suatu arah tangensial pada impeller =

massa udara per detik x perubahan kecepatan tangensialnya.

=

Untuk aliran masuk secara radial, kecepatan keliling pada sisi masuk

Cw1 = 0 dan gaya tangensialnya adalah:

=

= per kg udara

Kerja yang dilakukan oleh impeller, w

= gaya tangensial x U2

=

20

Daya

= ……………………………………...…………………….

(4.7)

= per kg udara

Diperhitungkan untuk 1 kg udara:

= = (h4 - h1) + hc

Misalkan:

Pada sebuah kompresor bekerja pada putaran: 3.000 rpm

Diameter titik masuk dan keluar: 0,5 m dan 1 m

Diameter keluar diffuser: 1,5m pada lingkaran keliling luarnya

Indeks kompresi dianggap: 1,5

Kecepatan aliran melewati impeller : konstan 61 m/ detik

(Ambil Cp = 0,238)

Jika: P1 = 1,0332 kgf/cm2

T1 = 288 K

Cf1 = 61 m/detik

Maka:

Titik masuk pada impeller

U1 = = 78,5 m/det

1 = tan-1( ) =37,9 o

Cf1 x 3,14 x D1 x b1 =

61 x 3,14 x 1 x b1 = 7,5

b1 = 0,0783 m = 7,83 cm

21

Titik keluar impeller

P2 = 1,2 x p1 = 1,2 x 1,0332 = 1,24 kgf/cm2

T2s = T1 x

= 288 x (1,2)0,4/1,4 = 304 K

n =

0,8 =

T2 = 308 K

Kerja Aktual

w = Cp(T2 – T1)

= 0,238 (308 - 288)

= 4,76 kcal/kg

R = JCp (1- )

= 427 x 0,238 x

=29,04

Aliran Massa Udara

m = = = 556,8 kg/menit

= 9,3 kg/detik

BAB V

22

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Mesin diesel adalah suatu jenis mesin kalor pembakaran dalam di mana

proses pembakaran bahan bakar langsung dalam ruang bakar tanpa adanya bunga

api melainkan akibat tekanan campuran udara dan bahan bakar yang cukup

tinggi. Energi yang diperoleh dari bahan bakar tidak semua dimanfaatkan untuk

menghasilkan kerja, hanya sekitar 30-40 % yang termanfaatkan. Sedangkan energi

lain terbuang percuma ke udara bersama gas buang

Pemakaian turbocharger pada mesin diesel memberikan keuntungan di

mana daya yang dihasilkan bertambah besar, hal ini disebabkan karena densitas

udara yang masuk ke dalam ruang bakar bertambah besar, sehingga meningkatkan

efisiensi volumetric dan pada akhirnya memungkinkan peningkatan daya efisiensi

mesin dan juga dapat menghemat bahan bakar sampai dengan 4%.

Turbocharger adalah suatu komponen pengisian lanjut dengan

penghembusan sentrifugal (Impeller) yang digerakkan oleh turbin gas buang

ukuran kecil dan ringan. Turbocharger digunakan pada mesin kerja berat

kecepatan rendah maupun mesin kerja ringan kecepatan tinggi.

Kecepatan turbocharger harus relatif tinggi yaitu sekitar 10.000 sampai

17.000 rpm untuk mesin kecepatan rendah dan 50.000 hingga 150.000 rpm untuk

mesin kecepatan tinggi.

5.2 Saran

Penulis hanya bisa menyarankan agar kinerja pada PT. PLN (persero)

sektor Lueng Bata lebih optimal, karena mengingat masyarakat sekarang banyak

membutuhkan aliran listrik.

Bagi mahasiswa praktik agar diberikan waktu khusus untuk melakukan

tanya-jawab/konsultasi dengan supervisor sehingga pengetahuan yang didapat di

bangku kuliah dan praktik betul-betul bisa diaplikasikan dan dipahami dengan

benar.

DAFTAR PUSTAKA

23

Kulshrestha.S.K. Buku Teks Thermodinamika Terpakai, Teknik Uap dan Panas,

UI-Press Salemba 4, Jakarta 1989

Reynold, Perkins. Thermodinamika Teknik, Erlangga, Jakarta1991

Sudiono. Inhouse Training Pengenalan dan Pemeliharaan Turbocharger VTR,

P.T PLN(Persero) Kitsu Sektor Kit Lueng Bata, Banda Aceh 2003

Sudiono. Memanfaatkan Kembali Material Bekas Untuk Pengoperasian

Turbocharger VTR 354-11, P.T PLN(Persero) Kitsu Sektor Kit Lueng

Bata., Banda Aceh 2002

Kurniawan, Wisda. Perhitungan Thermodinamika Pada Mesin CCM Sulzer,

Teknik Mesin Unsyiah, 2005

Maimun. Perawatan Turbocharger Pada Mesin CCM Sulzer, Teknik Mesin

Unsyiah, 2007

24

Laporan KP FaiZ

Documents

Transcript of Laporan KP FaiZ