STUDI PADA PENGARUH FWH7 TERHADAP EFISIENSI DAN … · BATASAN MASALAH BATASAN MASALAH PENELITIAN...
Transcript of STUDI PADA PENGARUH FWH7 TERHADAP EFISIENSI DAN … · BATASAN MASALAH BATASAN MASALAH PENELITIAN...
STUDI PADA PENGARUH FWH7 TERHADAP EFISIENSI DAN BIAYA KONSUMSI BAHAN BAKAR PLTU
DENGAN PEMODELAN GATECYCLE
Disusun oleh : Sori Tua
Nrp : 21.11.106.006
Dosen pembimbing : Ary Bacthiar K.P, S.T, M.T, Ph.D
SEMINAR TUGAS AKHIR
TUJUAN
TUJUAN PENELITIAN INI ADALAH
Mengetahui analisatermodinamika powerplant
kondisi bypass FWH 7
Mengetahui pengaruhbypass FWH 7 terhadapefisiensi powerplant 2 kondisi normal dengan
gatecycle® software
Mengetahui kebutuhanbahan bakar
Mengetahui pemodelanbypass FWH7 powerplant
dengan gatecycle® software
Mengetahui biaya akibatFWH7
tidak difungsikan
Mengetahui variasipemodelan powerplant saat
kondisi normal
BATASAN MASALAH
BATASAN MASALAH PENELITIAN INI ADALAH
Analisa berdasarkan data operasi di salah satu PLTU Jumlah Feedwater heater yang digunakan sebanyak tujuh buah,
dengan FWH 7 yang tidak difungsikan Siklus yang bekerja di asumsikan dalam keadaan tunak (steady state). Perubahan energi kinetik dan energi potensial diabaikan Rugi-rugi panas di instalasi pipa tidak di perhitungkan Kebocoran pada sistem di asumsikan tidak ada Sesuatu yang berhubungan dengan analisa kimiawi diabaikan Asumsi kondisi pada FWH berada pada kondisi isobar atau tekanan
konstan. Power Netto kondisi bypass FWH7 bernilai 436986 KW Bahan bakar untuk memanaskan air yang digunakan pada boiler
adalah batu bara Sampling dan Analisis batubara yang dipakai jenis Prima Coal. Biaya transportasi dan biaya penyimpanan batubara diabaikan
PENELITIAN TERDAHULU
KESETIMBANGAN MASSA DAN KALOR SERTA EFISIENSI
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP PADA BERBAGAI
PERUBAHAN BEBAN DENGAN MENVARIASIKAN JUMLAH
FEEDWATER HEATER
(Dendi Junaidi, I Made Suardjaja, Tri Agung Rohmat: 2010 )
Kesimpulan
Pengurangan suplai kalor akan membuat system
instalasi akan lebih menguntungkan secara
ekonomis karena akan mengurangi pemakaian
bahan bakar untuk instalasi pembangkit listrik
tersebut, baik bahan bakar itu berupa minyak
bumi, diesel, nuklir dan batubara.
PENELITIAN TERDAHULU
Kesimpulan
Penambahan jumlah FWH akan
menaikan efisiensi instalasi pembangkit
listrik. Kenaikan efisiensi akan semakin
turun dan cenderung stabil pada
penambahan antara lima dan tujuh buah
FWH, bahkan FWH diatas tujuh buah
tidak akan memperbaiki efisiensi
instalasi pembangkit listrik
PENELITIAN TERDAHULU
ANALISIS KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP
DENGAN MENGGUNAKAN METODE LEAST SQUARE
(Cahyo Adi Basuki, Ir. Agung Nugroho, Ir. Bambang Winardi: 2011 )
Kesimpulan
Katup uap (steam valve) pada boiler
memproduksi uap lebih besar seiring
dengan kenaikan beban. Artinya jumlah
kebutuhan kalor bahan bakar meningkat
karena produksi uap yang meningkat
guna mendorong turbin.
PENELITIAN TERDAHULU
Kesimpulan
• semakin bertambahnya daya yang
dibangkitkan oleh generator maka
tara kalor (heatrate) semakin
menurun.
Kesimpulannya
• besarnya efisiensi termal tergantung
beban, semakin tinggi beban semakin
besar efisiensinya
Kesimpulannya
• Tara kalor (heatrate) berbanding
terbalik dengan efisiensi termal,
artinya semakin rendah HR semakin
tinggi efesiensinya.
PENELITIAN TERDAHULU
Kesimpulan
• Biaya bahan bakar HSD dan MFO masih
berada diatas biaya tarif rumah tangga.
Sedangkan, biaya bahan bakar LNG dan
batubara masih berada di bawah tarif
listrik rumah tangga.
• Secara operasional PLTU yang
beroperasi dengan menggunakan bahan
bakar minyak (HSD dan MFO)
mengalami kerugian. Hal ini nampak
jelas dari selisih harga yang sangat besar
antara biaya bahan bakar HSD dan MFO
produksi energi listrik dibandingkan
harga jual listrik rumah tangga
Gambar. Harga biaya pembangkitan per kWh HSD,
MFO, LNG, dan batubara untuk beban 140 MW
METODOLOGI
METODOLOGI PENELITIAN
Start
PerumusanMasalah
StudiLiteratur
Mencari data input disetiap komponen
PLTU
Analisa termodinamikakondisi BYPASS FWH 7
PemodelanPowerplant di
Gate Cycle
METODOLOGI
METODOLOGI PENELITIAN
Pemodelan kondisibypass FWH 7
Pemodelan2 kondisinormal
AnalisaKonsumsidan biaya
Bagaimana pengaruh FWH 7 off terhadap kondisi 2
pemodelan normal
Kesimpulan
Finish
METODOLOGI
Flowchart Analisa Thermodinamika Bypass FWH 7
A
Nilai fraksi pada FWH 7 :
Menghitung nilai entalpi keluaran
pompa 2 :
Menghitung nilai entalpi keluaran
pompa 3 :
Start
Input :
Entalphy komponen :
h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,h8,h9,h10,h11,h12,
h13,h14,…...h35
Power Netto : 436968 KW
Analisa Termodinamika
Menghitung nilai entalpi
masukan kondensor :
Menghitung nilai entalpi keluaran
pompa 1 :
METODOLOGI
Lanjutan Flowchart Analisa Thermodinamika
Nilai fraksi pada FWH 7 :
Nilai fraksi pada FWH 6 :
Nilai fraksi pada FWH 5 :
Nilai fraksi pada Daeration :
A
Menghitung nilai kerja per satuan massa
yang dikeluarkan high turbin :
Nilai fraksi pada FWH 3 :
Nilai fraksi pada FWH 2 :
Nilai fraksi pada FWH 1 :
B
METODOLOGI
Lanjutan Flowchart Analisa Thermodinamika
Menghitung nilai kerja per satuan massa
yang dikeluarkan intermediate turbin :
Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dikeluarkan lP 1 turbin 3 :
Menghitung nilai kerja per satuan massa yang dikeluarkan lP 2 turbin 4 :
Menghitung nilai kerja per satuan massa yang
dibutuhkan pompa 1 :
Menghitung nilai kerja per satuan massa yang
dibutuhkan pompa 2 :
B
Menghitung nilai kerja per satuan massa yang
dibutuhkan pompa 3 :
Menghitung nilai kalor per satuan massa yang
dibutuhkan boiler :
Menghitung nilai laju aliran massa yang masuk
dalam turbin pertama :
Menghitung nilai efisiensi thermal siklus power plant :
Output :
Laju aliran massa yang masuk
dalam turbin pertama
Efisiensi Thermal siklus power
plant
Kalor yang dibutuhkan dalam
boiler
End
Parameter InputData Dependent dan Independent
pada Gate Cycle
* Data Dependent * Data Independent
No Nama KomponenVariabel Input
Data Metode
1 HP,IP,LP1,LP2
(Turbine)
Tekanan
Input,ekstrasi,
Outlet
Input inlet pressure
Entalphi input,
ekstrasi,Outlet
Laju Aliran
massa ekstrasi
Input exit entalphies
2 Boiler Temperature
outlet
Steam Outlet
Temperature
3 Pump I,II,III Tekenan Ouput Fixed Control Valve
Outlet Pressure
4 Condenser Tekanan Desired Pressure
5 System
436986 KW
(kondisi bypass
FWH 7)
No Nama KomponenVariabel Input
Data Metode
1 Boiler Kalor yang
dibutuhkan
Heat Load, LHV
2 FWH 1-6 Accept incoming
steam
Drain Colling
approach
temperature
3 FWH 7 Drain Colling
approach
temperature
Aktif Accept incoming
steam
Non Aktif Bypass steam flow =
0
4 Splitter Remider Flow
Specify flow
HasilPerbandingan hasil analisa secara
Termodinamika dan hasil Gate Cycle
No Komponen Satuan Gate cycle Thermodinamika
1 Steam turbin 1 (HP) KW 104,068.58 103,622.63
2 Steam turbin 2 (IP) KW 131,269.50 131,617.74
3 Steam turbin 3 (LP) KW 104,866.33 105,344.57
4 Steam turbin 4 (LP) KW 105,868.57 106,502.19
5 Pump 1 KW -145.76 -145.27
6 Pump 2 KW -19.74 -19.44
7 Pump 3 KW -9,981.01 -9,936.42
8 Mass. Flowrate Kg/hr 1,220,561 1,220,540
9 Q boiler Kcal/hr 946,474,160 949,382.528
10 effisiensi % 39.70 43.90
Cycle nett. MW 436.986 436.986
Pemodelan
Pemodelan Pembangkit dalam Gate Cycle
Pemodelan dengan
BYPASS FWH 7
Pemodelan
dengan Variasi
Normal Dua
Pemodelan
dengan Variasi
Normal Satu
Hasil
NoNama
KomponenSatuan
Kondisi
Bypass Normal 1 Normal 2
1 Steam turbin 1 kW 104,068.58 107,687.31 118,700.34
2 Steam turbin 2 kW 131,269.50 123,739.85 136,726.56
3 Steam turbin 3 kW 104,866.33 98,309.77 108,125.41
4 Steam turbin 4 kW 105,868.57 96,220.29 106,102.26
5 Pump 1 kW -145.76 -131.40 -146.66
6 Pump 2 kW -19.74 -17.19 -19.74
7 Pump 3 kW -9,981.01 -8,485.76 -9,991.01
8 Mass. Flowrate kg/hr 1,220,561 1,220,561 1,349,310
Cyclinder Chart
400
410
420
430
440
450
460
470
Kondisi
436.986
417.289
460.095
Daya (
MW
)
Cylinder Chart
Daya Vs F (Kondisi)
Bypass Normal 1 Normal 2
39.0
39.3
39.6
39.9
40.2
40.5
Kondisi
39.70
40.47
40.10
Efi
sien
si(%
)
Cylinder Chart
Efisiensi Vs F (Kondisi)
Bypass Normal 1 Normal 2
Cyclinder Chart
850,000,000
880,000,000
910,000,000
940,000,000
970,000,000
1,000,000,000
Kondisi
946,474,160
886,498,700
986,430,064
Q b
oil
er (
kca
l/h
r)
Cylinder Chart
Q boiler Vs F (Kondisi)
Bypass Normal 1 Normal 2
3,300,000
3,370,000
3,440,000
3,510,000
3,580,000
3,650,000
3,720,000
Kondisi
3,564,520.88
3,338,646.75
3,714,998.63
Kon
sum
si (
Kg/D
)
Cylinder Chart Konsumsi Vs F (Kondisi)
Bypass Normal 1 Normal 2
Cyclinder Chart
$260,000.00 $270,000.00 $280,000.00 $290,000.00
Kondisi
$290,661.49
$261,215.72
$278,888.11
Cyclinder Chart Biaya ($/D) Vs F (Kondisi)
Bypass Normal 1 Normal 2
$(18,000.00) $(11,000.00) $(4,000.00) $3,000.00 $10,000.00
Kondisi
$11,773.38
$(17,672.39)
$-
Cyclinder Chart Resiko Biaya ($/D) Vs F (Bypass)
Bypass Normal 1 Normal 2
Kesimpulan
1. Pemodelan sistem pembangkit pada Gate Cycle di setiap komponen adalah convergent
2. Beberapa hasil pemodelan sistem pembangkit di Gate Cycle yang penulis buat :
Kondisi bypass
Daya : 436,986 kW
Effisiensi sistem pembangkit : 39.69 %
Q boiler yang dibutuhkan : 946,474,160 kcal/kg
Kebutuhan bahan bakar : 3,564,520.88 kg/D
Biaya bahan bakar : 278,888.11 US$/D
Kondisi normal 1
Daya : 417,289 kW
Effisiensi sistem pembangkit : 40.47 %
Q boiler yang dibutuhkan : 886,498,700 kcal/kg
Kebutuhan bahan bakar : 3,338,646.75 kg/D
Biaya bahan bakar : 261,215.72 US$/D
Kesimpulan
Kondisi normal 2
Daya : 460,095 kW
Effisiensi sistem pembangkit : 40.10 %
Q boiler yang dibutuhkan : 986,430,064 kcal/kg
Kebutuhan bahan bakar : 3,714,998.63 kg/D
Biaya bahan bakar : 278,888.11 US$/D
Adanya penurunan efisiensi sistem pembangkit bypass jika kondisi normal satu yang
digunakan dengan nilai 0.78 %, dan mengalami kenaikan kebutuhan kalor didalam
boiler sebesar 39,955,904 kcal/hr sehingga penambahan jumlah kebutuhan bahan
bakar yang dibutuhkan sebesar 225,874.13 kg/D dengan biaya kerugian sebesar
17,672.39 (US$/D).
3.
Kesimpulan
Adanya penurunan efisiensi sistem pembangkit bypass jika kondisi normal satu
yang digunakan dengan nilai 0.78 %, dan mengalami kenaikan kebutuhan
kalor didalam boiler sebesar 39,955,904 kcal/hr sehingga penambahan jumlah
kebutuhan bahan bakar yang dibutuhkan sebesar 225,874.13 kg/D dengan
biaya kerugian sebesar 17,672.39 (US$/D)
Adanya penurunan efisiensi sistem pembangkit bypass jika kondisi normal kedua
yang digunakan dengan nilai 0.41 %, namun mengalami penurunan kebutuhan
kalor didalam boiler sebesar 59,975,460 kcal/hr sehingga pengurangan jumlah
kebutuhan bahan bakar yang dibutuhkan sebesar 376,351.88 kg/D dengan
pengurangan biaya sebesar 11,773.38 (US$/D).
4.
5