Optl Pak Widodo

LAPORAN PRAKTIKUM

OPERASI SISTEM ENERGI

PLTU

LAB T ENERGI

Disusun oleh:

Rizky Anugrah Herlambang

091724025

JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Jl. Gegerkalong Hilir ds. Ciwaruga

2012

PERCOBAAN I

KETEL UAP

FULTON SERIES E OIL FIRED STEAM BOILER

I.1 TUJUAN

Setelah mempelajari dan melakukan pengujian ketel uap, anda diharapkan dapat

1. Menjelaskan fungsi dan cara kerja ketel uap2. Melakuakan pengukuran temperature, tekanan laju bahan bakar, air, gas buang, 3. Menghitung kapasitas pembentukan uap dalam ketel uap. Pada kondisi pengoprasian

yang telah ditentukan4. Menghitung efisiensi ketel uap5. Menganalisa dan menarik kesimpulan dari percobaan yang dilakukan.

I.2 DASAR TEORI

Seperti yang telah kita ketahui ketel uap atau boiler berfungsi sebagai steam generator. Cara kerjanya dengan memanaskan air sehingga air berubah fasa dari cair ke gas di tekanan dan suhu operasi kerja atau suhu dan tekanan yang sudah di atur.Boiler di laboraturium tekhnik energi ini dari CUSSON LTD dengan jenis fulton series E oil fired steam boiler memiliki tipe vertical two pass boiler dengan design yang simple dan juga efisien. Boiler berbahan bakar solar ini memiliki burner dengan electrical igniter. Untuk lebih jelas kita dapat melihat gambar di bawah ini

Alat alat atau system yang ada pada boiler ini antara lain.

1. System bahan bakar2. System pembakaran3. Bejana kedap udara (bertekanan tinggi)4. System suplai air5. Electrical power supply

Boiler ini beroprasi pada tekanan di bawah 6 bar, karena ketika tekanan dalam boiler sudah mencapai 6 bar dengan otomatis burner pada boiler ini mati dengan sendirinya dan ketika tekanan kurang dari 6 (sekitar 4-5) burner tersebut kembali bekerja. Tekanan kerja

ini bisa di atur sedimikian rupa sesuai dengan kebutuhan operasi kerja. Tekanan maksimum pada boiler ini mencapai 15 bar dan tekanan operasi kerja yang dibolehkan sekitar 10 bar. Untuk menjaga keamanan dan kesalahan saat operasi kerja maka boiler diatur sehingga operasi kerja yang dibolehkan sekitar 6 bar.

RUMUS

1. Jumlah energy kalor yang tersedia akibat proses pembakaran bahan bakar dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini :Ebb = Mbb × Nbb (kJ)Mbb = laju aliran bahan bakar (kg/s)Nbb = nilai kalor bahan bakar cair (kJ/kg)

2. Energi pembentukan uapEnergy yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap adalah entalpi yang dikandung uap dikurangi dengan entalpi yang dikandung air pengisian. Besarnya dapat ditentukan dengan persamaan berikut :Eu = ma (hu-ha) kJ

= ma (hu – cp (ta – 0))ma = massa air pengisisanhu = entalpi ua[ (kJ/kg)ha = entalpi air pengisian (kJ/kg)Cp = panas spesifik air pengisi ketel (kJ/kg°C)Ta = temperature air pengisi ketel (°C)

3. Efisiensi ketel uapEfisiensi ketel uap didefinisikan sebagai perbandingan kalor terpakai untuk mengubah air menjadi uap dengan kalor hasil proses pembakaran bajhan bakar.

Efisiensi ketel uap = energi pembentukanuaptotal energimasukan

Energy pembentukan uap = ma (hu-ha) = ma (hu – cp (ta – 0))Tekanan absolut uap = tekanan gauge + tekanan atmosfer

= Pg + H×13.600×9.81

105

= Pg + 1.3342 H barPg adalah tekanan gauge dalam barH adalah tekanan barometric dalam mm air raksa (mmHg)Maka efisiensi ketel uap =

η = ma (hu−ha)Mbb×Nbb

4. Kalor yang terkandung yang melewati gas buang

Energy yang dikandung oleh gas buang hasil pembakaran diperoleh dari aliran, panas jenis rata-rata gas buang, temperature rata-rata gas buang, dan udara sekitarnya.Ewg + Edg = Mg . cg (tf1 – tat) kJ/kg

Dengan,Ewg = energy yang dikandung gas buang kering (kJ/kg)Edg = energy terhadap kandungan air moisture (kJ/kg)Mg = massa gas buang kering per kg bahan bakar (kg/kg)Cp = panas jenis gas buang termasuk kandungan air (kJ/kg)Tf1 = temperature gas buang (°C)Tat = temperature udara sekitar (°C)

5. Rugi-rugi lain yang tidak terukurEf = Ebb – (Eu +Ewg + Edg)

Adapun standard operasi system boiler berdasarkan manual book cusson ltd.

STANDARD OPERATIONAL SISTEM PROCEDURE BOILER

LAB. TEKNIK ENERGI

STARTING BOILER

NO STEPS STATUS1 Turn on the power supply on main switch board2 Open the steam valve at the top of boiler3 Feed water preparations

a. Close the steam bench feed water valve no 47b. Close the vacuum pump valve no 42c. Close the feed water valve no 2d. Close the water softner bypass valve no 3e. Open feed water softener valve no 4f. Open feed water valve to feed water tank no 5g. Close the steam quality test valve no 7h. Open the cooling water valve on cooling toweri. Close the heat pump valve no 25j. Open feed water supply valve to boiler no 1k. Turn on water supply pump outside the laboratory

l. Check the pressure (it is about 2.5 bar)4 Feeding the boiler

a. Open feed water boiler output valve no 9b. Open the feed water boiler input valve no 10c. Close the blowdown valve no 11

5 Checking boiler water levela. Open lower water coloumn valve no 12b. Open upper water coloumn valve no 13c. Close lower tricock valve no 14d. Open upper tricock valve no 15

6 Checking water gauge (there are three valve must be on vertical)7 Close main steam valve no 178 Open steam pressure gauge valve no 629 Close the boiler output valve no 61

STARTING BURNER

NO STEPS STATUS1 Open all the stop valve in the fuel line

a. Check fuel volume in half lineb. Open the feed fuel valve no 18c. Open the feed fuel boiler valve no 19d. Open the back fuel valve no 20e. Check red fire valve arm in feed fuel in open position

2 Electrical boiler preparationa. Switch on a steam plant power supply in main switchboardb. Switch on a steam plant power

3 Starting a burnera. Switch on the electrical mains supply to the burnerb. The low water alarm will sound and continue to do so until

the green switch button on the side of the panel box is pressed

c. The burner motor will start and after 15 second the burner will fire

Standard ini dapat dipakai sebagai langkah awal percobaan boiler pada starting boiler sehingga boiler mencapai keadaan operasi yang di tentukan.

I.3 Prosedur pengambilan data boiler

No Langkah

1 Catat suhu awal dari t1-t5, catat level air, bahan bakar, dan aliran uap

2 Lakukan pengambilan dalam rentan waktu 5 menit

3 Setelah semua dicatat maka cari nilai level air yang terpakai

4 Analisa data yang telah diambil

No.

Waktu

Menit

Fuel flow

T1(air) T2 T3 T4 T5 Flue draught

%CO2 Putaran

(rpm)

1 2 9,8 25 24 24 107 242

733 840

2 5 11.4 25 24 24 123 249

3 10 14.2 25 24 24 148 262

4 15 16.9 25 25 24 165 272

5 20 18.7 26 24 24 160 268

6 25 20.7 26 24 24 159 247

7 30 23.4 26 24 24 164 277

8 5 28.1 26 25 25 159 267

9 10 30.3 27 24 24 161 259

10 1). 31.2 27 25 25 160 269 3000

73 3

11 15 33.1 27 25 25 165 269

12 20 35.0 27 25 25 161 275

13 2). 35.3 27 25 25 162 277 3000

14 25 37.1 27 25 25 159 260

15 30 39.7 27 25 25 165 281

16 3) 41.4 27 25 25 159 273 3000

17 35 41.7 27 25 25 161 275

18 4) 43.7 27 25 25 160 261 3000

19 40 44.0 27 25 25 159 266

20 45 46.6 28 25 25 165 268

21 5) 48.2 28 25 25 161 276 3000

22 50 48.8 28 25 25 163 280

23 55 50.9 28 25 25 159 272

24 60 52.9 28 25 25 159 255

25 6) 53.6 28 25 25 159 269 3000

I.4 ANALISA DATA

Contoh Analisa Sample data boiler

Temperature ruang : 27oc

Temperature air pengisi : 28oc

Temperature steam : 159oc

Temperature flue : 269oc

Pemakaian bahan bakar: 53.6 x 10-3 m3

Pemakaian air ketel : 0,466 m3

Waktu : 3600 detik

Perhitungan energy boiler

Energi bahan bakar

Ebb = mbb x Na

mbb = ρbb x Q

= 860kg /m3×53.6 .10−3

3600

= 0.0128 kg/s

Na = 43250 kJ/kg

Ebb = 0.0128 kg/s x 43250

= 553.8 kJ/s

Energi uap

Est = mfw x (hs – hfw)

mfw = 0,466m3×996.192kg/m3

3600

= 0.128 kg/s

Untuk mencari hs

Pabs = Pukur + Patm

= 5 bar + 1 bar

= 6 bar

hs = 2756 kJ / kg (diambil dari table thermo pada tekanan 6 bar)

hfw = cp (ta – 0)

= 4.35 x 28oc

= 121.8 kJ/kg

Est = 0.128 kg/s x (2762 – 121.8)

= 338.162 kJ/s

η = EstEbb

= 338.162553.7

x 100% = 61%

I.5 PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini kita menguji performa boiler dengan melihat referensi dari hasil pemakaian bahan bakar dan energi bahan bakar yang dipakai untuk menghasilkan uap di boiler karena konsumsi bahan bakar yang telah terbakar maka kita mendapatkan uap dan energi uap yang dihasilkan oleh boiler sampai tekanan boiler mencapai 6 bar. Maka kita dapat menghitung dari kalkulasi energi pemakaian bahan bakar dan energi uap kita dapat efesiensi dari boiler tersebut.

Untuk perhitunga yang kita lakukan perhitungan yang pertama kiat mencari energi bahanbakar, menetukan energi uap , menetukan efesiensi boiler.

I.6 KESIMPULAN

Dari praktikum diatas kita dapat simpulkan bahwa energi bahanbakar yang kita dapat : 553,8 kj/s

Untuk energi uap kita dapat : 0,128 kg/s

Maka efesiensi yang kita dapat dari boiler teknik energi pada 6 bar : 61%

I.7 DAFTAR PUSTAKA

Cusson manual book

Maridjo. 1995. Petunjuk praktikum mesin konversi.Bandung:PoliteknikITB.

Modul Praktikum Pengoperasian Boiler.

Yuliani, Ika. 2009. Termodinamika. Bandung : POLBAN

PERCOBAAN II

MENGITUNG FRAKSI UAP

II.I TUJUAN

1. Menjelaskan fungsi dan cara kerja calorimeter pemisah dan penyerataan2. Melakukan pengukuran parameter yang dibutuhkan untuk menghitung fraksi uap.3. Menghitung fraksi kekeringan uap4. Menyimpulkan hasil percobaan

II.2 DASAR TEORI

Pada dasar nya uap yang dihasilkan dari ketel uap belum seluruhnya sempurna. Masih banyak mengandung kandungan air, sehingga kualitas uap harus terus dipantau dengan cara pemisahan yang menggunakan alat calorimeter dan dengan menggunakan penyeranta. Namun pada kenyataan nya uap yang telah dipisah dengan air masih mengandung embun sehingga kandungan air tidak seluruhnya terbuang. Adapun nilai fraksi uap yang dianggap masih dalam tingkat kewajaran atau normal yaitu dibawah satu dan di atas 0. Semakin mendekati nol maka semakin bagus kualitas uap nya.

II.3 LANGKAH PERCOBAAN

STANDARD OPERATIONAL PROSEDUR

NO STEPS STATUS1 Menyiapkan air kondensat dengan membuka katup no 2 (inlet) dan

no 7 (outlet)2 Menyuplai uap menuju tabung fraksi dengan membuka katup no 83 Setelah uap masuk ke dalam tabung, katup no 8 dibuka terus4 Katup no 8 pastikan terbuka, lalu ukur parameter berupa pressure

dan temperature pada steam supply5 Ukur pressure dan temperature pada tabung 2 yang

mengkondensasi uap menjadi cair6 Ukur massa air yang telah terkondensasi dan catat waktu nya7 Apabila pengukuran selesai tutup katup no 8 dan buka katup pada

tabung 1 untuk mengukur massa air yang mengembun menjadi cair

II.4 DATA HASIL PRAKTIKUM

DATA FRAKSI UAP

No.

Tabung fraksi steam

supply

Presure inlet(bar) Pressure Suhu (c) Waktu(dtk) massa

1 4 5,8 75 02.00

100 ml2 3,5 4,6 66,7 01.39

3 3,5 5,8 74

4 3,8 5,9 76

No.

Tabung fraksi

kondensat/air

Presure inlet(bar) Pressure Suhu (c) Waktu(dtk) massa

1 4 3,5-6 61 45..00

100 ml2 3,5 3,5-6,1 45 37.39

3 3,5 3,5-6 59,7

4 3,8 2,2-5,4 56

II.5 ANALISA DATA

PERHITUNGAN FRAKSI UAP

DATA HASIL PENGUJIAN :

Rata-rata tekanan uap masuk (P1) = 3,7 bar Rata-rata temperatur masuk (t1) = 147 º C Rata-rata tekanan setelah penyeratan = 5,5 mmHg Rata-rata temperatur seetelah penyeratan = 105 º C Banyak air di pemisah = 5,4 mL Banyak air embun (setelah penyeratan) = 100 mL Tekanan Atmosfer 680 mmHg Perbedaan ketinggian karena air pada manometer air raksa = 2,5 mmHg

PERHITUNGAN :

Tekanan uap setelah penyeratan = 5,5 mmHg Tekanan uap setelah penyerataan :

¿ 5,5mmHg+680mmHg750

=0,914 ¿̄

Tekanan absolut uap masuk :

¿3,7 ¯+0,914=4,606 ¿̄

Dari tabel uap dan hasil interpolasi :P1 = 4,606 bar hf1 = 526,25 (kj/kg)

hfg1 = 2115,7 (kj/kg)

P2 = 0,914 bar hg2 = 2670,9 (kj/kg) Cp Uap kering = 1,89 (kj/kg °C)

ts2 = 96,71 °C

Fraksi kekeringan pada penyeratan (Xt)

Xt = (hg2+Cp( t 2−t 1)−hf 1)

hfg 1

= 2670,9+1,89 (105−96,71 )−627,25

2115,7

= 0,973

Fraksi kekeringan pada pemisah (Xs)

Xs = 100

100+5,4

= 0,953

Fraksi uap kombinasi (X)

X = Xt x Xs

= 0,92

II.6 PEMBAHASAN

Dari percobaan yang kita lakukan dapat kita ketahui bahwa uap yang dihasilkan tida sepenuhnya uap kering, Namun pada kenyataan nya uap yang telah dipisah dengan air masih mengandung embun sehingga kandungan air tidak seluruhnya terbuang. Adapun nilai fraksi uap yang dianggap masih dalam tingkat kewajaran atau normal yaitu dibawah 1 dan di atas 0. Semakin mendekati nol maka semakin bagus kualitas uap nya. Dengan analisa kita ketahui nilai X fraksi yang telah di dapat adalah 0,92.

II.7 KESIMPULAN

Dari percobaan yang didapat bahwa uap yang dihasilkan dari boiler Tenergj masih memenuhi syarat adalah 0,9. dan masih dalam spesifikasi yang di izinkan untuk opersai.

II.8 DAFTAR PUSTAKA




PERCOBAAN IIIPEMANAS LANJUT

SUPERHEATER UNIT CUSSON WARD P7632

III.1 TUJUAN

1. Menjelaskan fungsi dan cara kerja pemanas lanjut2. Melakukan pengukuran besaran yang diperlukan yang diperlukan untuk menentukan

karakteristik pemanas lanjut3. Menghitung neraca kalor proses didalam pemanas lanjut menentukan4. Menentukan efisiensi pemanas lanjut

III.2 DASAR TEORI

Superheater atau pemanas lanjut ini berfungsi untuk memanaskan kembali uap yang dihasilkan oleh boiler menjadi uap super panas atau uap kering sehingga ketika uap dialirkan menuju turbin sudah tidak mengandung kandungan air. Hal ini sangat berpengaruh pada kinerja dan daya tahan turbin. Superheater pada laboratorium tekhnik energy merupakan superheater cusson ward

Adapun spesifikasi dari superheater tersebut

- Type : single coil independently oil fired superheater- Max working pressure : 10.3 bar- Safety valve blow : 11 bar

off pressure

- Minimum working pressure : 5 bar- Hydraulic test pressure : 21 bar- Over temperature : 350oc

Shut down- Operating temperature : 2400c- Maximum output : to add 37.8oc superheater to 480kg/hr at 10.3 bar maximum- Fixing details : horizontal pressure jet burner max firing rate 75 kW (256.000

Btu/hr) for a light distillate oil class D (1-5 to 5-5 cSt at 400c)- Burner control : flame automatically supervised. Control by superheater steam

temperature and minimum pressure with coil over temperature shut down.

- Instrumentation : steam inlet pressure Steam inlet temperatureSteam outlet temperatureFlue gas temperatureCoil metal surface temperature

III.3 LANGKAH PERCOBAAN

STANDARD OPERATIONAL PROSEDURE

STARTING UP SUPERHEATER CUSSON WARD SERIES P7623

NO STEPS STATUS1 Nyalakan power supply2 Check level bahan bakar di dalam tangki dan buka katup bahan

bakar no 243 Check tekanan masuk di indicator control dan di set pada 4 bar4 Atur suhu steam outlet temp indicator control pada suhu 2400c

(max)5 Check coil temperature dan set trip pada 3500c6 Buka perlahan upsteam control pada katup no 477 Perlahan buka downstream discharge valve ketika uap mulai

masuk ke dalam unit superheater8 Buka oil supply pada katup no 229 Tekan reset button untuk kalibrasi bahan bakar10 Ketika steam outlet temperature ny sudah di atas titik saturasi

maka burner akan mati dengan otomatis. Dan akan hidup kembali jika suhu menurun

Langkah pemeriksaan yang perlu dilakukan

1. Pastikan temperature kukus yang keluar (steam outlet temperature) pada kondisi yang dtentukan (max 2400c)

2. Tutup secara perlahan upstream steam control valve dan pastikan bahwa pembakar tidak bekerja jika tekanan masukan telah berada pada kondisi operasi yang ditentukan (kurang dari 4 bar) buka katup tersebut pada posisi penuh

3. Cobalah harga pengesetan dibawah harga temperature trip dengan menurunkan harga pengesetan dibawah harga temperature kondisi operasi, bila kondisi pengaturan coil over temperature maka akan terjadi trip.

Langkah pengujian

Prosedur percobaan

1. Set pemanas lanjut sesuai kondisi uap yang dibutuhkan tunggu sampai stabil2. Catat waktu pembebanannya, banyak nya bahan bakar tiap periode waktu tertentu. Catatjuga

parameter yang ditunjukan pada alat ukur pemanas lanjut baik masukan uap dan keluaran pemanas lanjut dapat digunakan air yang terkondensasi pada turbin.

3. Factor uap dapat dicari dengan menggunakan separating dan throtting calorimeter4. Nilai kalor bahan bakar dapat dicari bila rumusan bahan bakar diketahui

III.3 DATA HASIL PRAKTIKUM

No.

Waktu detik

Bahan bakar

(kg)

Tekanan uap

(bar)

Temperatur uap Temperatur gas buang

CO2 pembakaran Keterangan

Masukan

Keluaran

on off airflow

Bb C udara rpm

1 0 0.1 3.5 155 157 161 3 √ 10 23 24

2 5 0.2 3.75 158 228 276 2.8 √ 12 24 25

3 10 0.3 3.25 157 234 260 2.4 √ 17 24 25

4 15 0.4 3.5 159 239 248 2 √ 17 24 25

5 20 0.5 3.5 164 240 267 1.4 √ 16 24 26

6 25 0.5 3.75 159 235 232 1.8 √ 18 24 25 3000

7 0.5 3.25 160 233 276 1.2 √ 12 24 26 3000

8 0.5 3.75 157 239 253 0.8 √ 12 24 26

9 0.5 3.5 164 237 282 0.4 √ 12 24 26

10 0.5 3.25 159 232 283 0.2 √ 13 24 26 3000

11 0.5 3.75 159 232 254 0 √ 12 24 27

12 0.5 3.75 164 237 260 0 √ 16 24 27

13 0.5 3.75 161 238 243 0 √ 16 24 27 3000

14 0.5 3.75 162 239 261 0 √ 12 24 27

15 0.5 3.75 158 239 287 0 √ 13 24 27

16 0.5 3.25 159 239 239 0 √ 12 24 27

17 0.5 3.25 158 235 251 0 14 24 27

III.4 ANALISA DATA

Perhitungan sample data superheater

Waktu : 25 detik

Bahan bakar : 0.5

Tekanan : 3,75 bar

Tu in : 1590 C

Tu out : 2350 C

Tflue : 2320C

Co : 1,8

BBC : 240C

Udara : 260C

Flow air : 18 m3/s

Energi bahan bakar

Es = mbb x Nbb

= mbb = 860×0,5×10−3

25 = 0,0172 kg/s

= Nbb = 43250 (solar)

Es = mbb x Nbb

= 0,0172 x 43250

= 743,9 kJ/kg

Energi kalor yang digunakan

Ests = mu (hsup-hu)

= mu = 18×1.938

25 = 1.395kg/s

= 1.395 (hsup – hu)

= 1.395 (2934.55-2774.88)

= 222.7 kW

Keterangan : hsup diambil dari table thermodinamika dengan suhu 2350C dan tekanan 3.75 bar sedangkan hu diambil dari suhu 1590C dan suhu 3.75 bar

Efisiensi

η = Ests /Es x 100 %

= 222.7743,9

x 100%

= 29.9 %

III.5 PEMBAHASAN

Pada percobaan ini uap yang sudah dihasilkan dari boiler akan dikeringkan oleh superheater untukmenjadi uap kering. Dimana temperatur yang sebelumnya kita dapat adalah : 180 ⁰c dipanaskan kembali oleh superheater sehingga mencapai suhu 235 ⁰c.untuk percobaan yang kita lakukan berdasarkan waktu, tekana, konsumsi bahanbakar, dan temperatur gasbuang. Dan pengambilandata kita lakukan sebanyak 17 kali. Kemudian kita lakukan analisa data dengan mengambil suatu data, perhitungan yang dilakukan tida jauh dari boiler hanya saja yang membedakan hanya suhu yang lebih tinggi dan fasa nya.

III.6 KESIMPULAN

Berdasarkan tujuan percobaan dapat disimpulkan bahwa ;

Uap jenuh dari boiler dikeringkan oleh superhiter untuk mendapatkan uap kering.

Efesiensi superheater sebesar : 29,9%

III.7 DAFTAR PUSTAKA

Cusson manual book




PERCOBAAN IV

STEAM TURBIN DAN KONDENSOR UNIT

CUSSON TIPE P7634

IV. 1 TUJUAN

1. Menjelaskan fungsi Dn cR kerja turbin uap2. Menggambarkan diagram aliran panas system turbin uap3. Melakukan kalibrasi torsi untuk keperluan pengujian4. Mengukur tekanan, temperature uap, laju aliran embunan laju aliran pendingin dan

parameter lain yang diperlukan untuk menentukan performasi turbin uap5. Menghitung parameter untuk menentukan performasi turbin uap seperti konsumsi

uap, penurunan enthalpy actual, penurunan isentropic, perpindahan panas pad air pendingin, embunan, daya poros, daya listrik dan efisiensi

6. Menganalisa dan menyimpulkan hasil percobaan

IV. 2 DASAR TEORI

Fungsi utam turbin uap ialah mesin konversi dari energy uap yang dihasilkan boiler ke energy mekanik sehingga dapat menjadi energy rotasi yang dapat menggerakan generator. Turbin uap cusson P7634 ini bertipe single stage impulse dengan dua tingkat kecepatan. Rotor terbuat dari baja. Maksimum speed pada turbin ini yaitu 66 rps atau sekitar 4000 rpm. Adapun spesifikasi dari turbin ini

Turbin : single stage impulse type with two row velocity stage stainless steel Rotor with overspeed braking rim, turbine casing pressure relief valve, steam inlet nozzle controlled by hand valves, constant speed governor and overspeed strip control. The output is 12-5 kW when using nozzle numbered 4,5 dan 6 other configuration are possible

Turbine nozzle : 50 – 16 E Dynamometer :10 kW trunnion mounted dynamometer with field control,

regenerative power dissipation and torque measurement by load cell system.

Condenser :Surface condenser with cooling water flowmeter and liquid ring vacuum pump

Condensate system :extraction by condenser vacuum pump with condensate collection tank incorporating level switch controlled, pumped discharge of drain or return to boiler feed tank, fitted with anti siphoning device, and condensate measuring system

Trip setting :electrical 4200 rpmMechanical 4840 rpm

Turbine :maximum operating speed 4000 rpmMaximum power-limited at 10 kW electrical dissipation from dynamometer, approximately 12-5 kW shaft power at turbine

Condenser water :22,500 litres/hour at a maximum temperature of 210 c (700 F)Vac pump make up water 200 litres/hr

IV. 3 LANGKAH PERCOBAAN

STANDARD OPERASI PROSEDUR

STEAM TURBIN

Objective : warming up steam turbin

Steam turbin operation

Mengetahui energy uap yang masuk ke turbin

START UP STEAM TURBIN UNIT

NO STEPS STATUS1 Persiapan steam turbin unit

a. Operasikan boiler sampai menghasilkan uapb. Tutup katup uap no 36 pada inlet yang masuk ke turbinc. Tutup katup uap inlet kalori meter no 23d. Tutup katup uap inlet manometer no 27,28e. Tutup katup uap utama pada steambench no 28

2 Electrical supply to turbinea. Nyalakan tombol isolator pada bagian belakang steam

turbine control panel3 Start cooling tower

a. Pastikan air sudah ada di cooling tower dan katup cooling tower dalam keadaan terbuka

b. Buka katup no 30 dan 31c. Tutup katup no 32d. Buka katup kondensor no 33, 34, 35e. Nyalakan cooling tower fan dan pompa sirkulasif. Pastikan laju air cooling water 23m3/hour (diatur katup 23)g. Tekan tombol reset yang terletak pada flow meter

4 Compressed air supplya. Nyalakan kelistrikan kompresorb. Buka katup suplay udara yang menempel di dindingc. Buka katup suplai no 46 di atas turbin

TURBIN PRESTART CHECKS

NO STEPS STATUS1 a. Pastikan panel dynometer di depan control panel turbine

dalam posisi menghisap

b. Set beban potensio meter untuk control torsic. Periksa semua instrument dalam posisi nol kecuali indicator

suhu ruangand. Periksa level oil pada turbinee. Tutup semua katup nozzle turbin no 2 sampai 6 kecuali

untuk no 1 harus terbuka penuhf. Pastikan mechanical turbin safety trip aman.g. Buka katup pipa turbin uap no 38 dan 39 dan pipa

pembuangan katup no 40h. Periksa katup perangkap uap no 60 terbuka penuhi. Tutup katup glandsealing no 37. 44. Dan 45j. Buka pipa kondensor dingin no 40k. Tutup pompa vacuum supply air katup no 42

START STEAM TURBIN

NO STEPS STATUS1 a. Secara perlahan buka katup inlet pada steam turbin untuk

memasukan uap secara perlahan ke casing turbine, untuk memastikan turbine dalam pemanasan awal

b. Pastikan tidak ada beban di dynometerc. Buka katup air no 42 sedikit dan langsung tekan tombol on

pada pompa vacuum di depan control panelCatatan : waktu ketika membuka katup no 42 jangan menekan tombol on (start) sebelum air tersedia

d. Tutup katup pipa inlet no 38 dan 39, katup no 60 harus tetap terbuka

e. Tutup jalur pembuangan no 40f. Tutup katup pipa kondensor no 41g. Sedikit demi sedikit buka katup inlet no 38 sampai putaran

mencapai 4000 rpmCatatan : bila gonernor tidak dapat mengontrol kecepatan (lebih dari 4000 rpm) maka harus dimatikan

h. Tekan tombol biru torsi control dan biarkan turbin berjalan sampai suhu operasi dalam keadaan stabil dengan beban minimum

i. Periksa pompa vacuum di kondensor bertekanan -0,7 bar bila berlebih maka buka katup

OPERATION OF TURBIN GLAND SEALING VALVES

NO STEPS STATUS1 a. Buka katup gland sealing no 44 dan 45

b. Perlahan buka katup gland seal no 37 dan set atur tekanan gland seal kira kira 0,8 barCatatan : jika terjadi kebocoran udara bisa masuk ke dalam gland seal dan menurunkan tekanan

SHUT DOWN OF STEAM TURBIN

NO STEPS STATUS1 a. Tutup katup uap inlet no 36

b. Buka jalur control katup dan katup buangan no 38c. Buka katup buangan kondensor no 41d. Biarkan berjalan selama 5 menit untuk pendingin condenser

dan systeme. Buka katup nozzlef. Tutup pompa vacuum suplay air no 42g. Ketika semua panas sisa telah terserap oleh condenser

cooling water (temperature T3 dan T5 sama) tekan tombol stop pompa sirkulasi untuk cooling water dan cooling tower fan

h. Matikan supply listrik utamai. Tutup katup supply udara

DATA HASIL PERCOBAAN

No T1

condensate

T2 turbin

exhaust

T3

cooling

water

outlet

T4 condensor

steam inlet

T5 cooling

water inlet

T6 nozzle

inlet

T7

steam

inlet

rpm beban

1 23 44 14 45 11 600 173 3000 3.6

2 26 44 15 50 12 615 183 3080 4.6

3 21 34 14 56 11 848 189 2990 5.5

4 22 34 14 58 12 970 191 3007 6.4

5 22 35 14 61 12 1800 195 3015 6.5

6 21 76 14 66 12 1900 187 3100 -

7

No. Nozzel inlet

P1

Steamline

P2

Condensor

P3 (0.75)

Gland seal

P4

Turbin exhaust

P5(0.75)

1 3 3 -2 0 -2

2 3 3 -2 0 -2.5

3 3 3 -2 0 -2

4 3.3 2.9 -2 0 -2

5 3.3 3.4 -2 0 -2

6 2.8 2.8 -2 0 -2

IV. 4 ANALISA DATA

Konsumsi uap

M = banyak nyaembun

waktu

= 15×60

685 = 1.314 kg/menit

Kalor yang di pasok ke turbin

= konsumsi uap x entalpi di nossel (hn)

Dari gambar h-s terlihat bahwa

Pada T= 6000c

P= 8 bar absolute

Maka hn = 2830 kj/kg

Kalor yang di pasok ke turbin

= 1.312 x 2830

= 3718.62 kJ/menit

Kalor keluar turbin

= konsumsi uap x enthalpy keluaran (hk)

Dari diagram h-s

Pada T = 440c

P = 1.75 bar gage = 0.175 bar absolute

Maka hk = 2550 Kj/kg

Kalor keluaran turbin

= 1.314 x 2550

= 3350.7 kJ/menit

Penurunan enthalpy actual

Q = kalor yang di pasok – kalor keluaran turbin

= 3718.62 – 3350.7

= 367.92 kJ/menit

Penurunan enthalpy isentropic

Q = kalor yang dipasok –( entalphi isentropic keluaran x konsumsi uap)

= 3718.62 – (2500 x 1.314)

= 433.62 kJ/menit

Panas air embun

= massa aliran uap x panas specific x T embun

= m x Cp x t

= 1.314 x 4.18 x 23

= 126.33 kJ/menit

Panas air pendingin (Cw)

HCW = massa aliran uap x panas specific x kenaikan temp air pendingin

= m x Cp x ∆t

= 21.7×10−3

60 x 4.18 x (14-11)

= 4535.3 kJ/menit

Panas pendinginan seharusnya

HU = panas keluaran turbin – panas yang dikandungan dengan air embun

= 3350,7 – 126,33

= 3224,37 kJ/menit

Kalor rankine

Q = kalor yang dipasok ke turbin-kalor yang dikandung air embun

= 3718,62 – 126,33

= 3592,29 kJ/menit

Daya poros

HP= 2π N T

60

= 2π 3000

60×3,6×10−3

= 1,13 kJ/s

= 1,13 kW

Konsumsi energy

EC = kalor rankinedaya poros

= 3592,29

1,13

= 3179 kJ/kW

Konsumsi uap spesifik

Ssc= konsumsiuap / jamdaya poros

= 1,314×60×60

67,8

= 69,77 kJ/kW

Efisiensi isentropic

η = QaktualQisentropik

= 367,92433,62

×100 %

= 84,85 %%%

Efisiensi mekanik

ηm = daya porosQaktual

x 100 %

= 67,8

367,92 x 100%

= 18,43 %

Efisiensi thermal

ηt = daya poroskalor rankine

= 67,8

3592,29 x 100%

= 1,89%

Efisiensi rankine

ηr = QaktualQrankine

= 10,24 %

Efisiensi relative

ηrel=efisiensi termalefisiensirankine

= 1,89/10,24 x 100%

= 18,46 %

IV.5 PEMBAHASAN

Pada percobaan PLTU adalah mempelajari steam turbin dan condensor unit. Dimana turbin mengubah uap menjadi energi kinetik untuk memutarkan generator. Uap yang telah dikeringkan oleh superheater menjadi uap kering kemudian di alirkan menuju nozzle pada turbin untuk memutar sudu turbin dengan tekanan tertentu sehingga sudu berputar dan menghasilkan energi kinetik yang di transferkan ke generator melalui cople.Setelah uap digunakan untuk memutar turbin kemudian uap dialirkan menuju kondensor untuk di ubah fasanya dari fasa uap menjadi cair jenuh.Pengambilan data yang diambil diantaranya turbin inlet, turbin exhaust, cooling water inlet, nozzle inlet serta putaran dan beban generator , untuk perhitungan yang dilakukan adalah melakukan perhitungan konsumsi uap, kalor masuk ke turbin, kalor keluar turbin, penurunan entalpi aktual.dan untuk condensor dilakukan perhitungan HCW panas air pendingin. Dan mencari efesiansi turbin dan condensor.

IV.6 KESIMPULAN

Turbin merupakan alat yang mengubah energi uap menjadi mekanik.

Condensor adalah alat mengubah uap menjadi cair jenuh.

Efesiensi yang di dapat :

Efesiensi isentropic = 84,85%

Efesiensi mekanik 18,43%

Efesienesi rankine 10%

Efesiensi relatif 18,43%

IV.7 DFATAR PUSTAKA

Cusson manual book




Optl Pak Widodo

Documents

Transcript of Optl Pak Widodo