NAMA : PRITHA AYU EKASARI NRP : 2110 038 012 DOSEN PEMBIMBING : Ir. Joko Sarsetiyanto, MT
PENDAHULUAN LATAR BELAKANG
KEBUTUHAN LISTRIK
PEMBEBANAN PEMBANGKIT
PERFORMA PEMBANGKIT
TUJUAN: Tujuan dari analisis ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi pembebanan pada turbin gas terhadap performa siklus gabungan PLTGU Blok I PT PJB UP Gresik
BATASAN MASALAH :
Pengambilan data dilakukan di PLTGU UP Gresik Blok I Analisis PLTGU menggunakan konfigurasi tetap, 3-3-1 Analisis yang digunakan adalah analisis termodinamika Pembebanan di unit dalam kondisi steady. Variasi beban yang digunakan adalah beban turbin gas 50%, 75% dan 100% Bahan Bakar yang digunakan adalah Gas Alam dengan SG 0.60620 Penggunaan bahan bakar minyak diabaikan (hanya bila jaringan sangat membutuhkan)
METODOLOGI START
B Input: Studi literatur Survey lapangan Data Operasi harian dan design
A B
Menganalisis hasil perhitungan
Melakukan perhitungan
YA
Pembahasan dan kesimpulan
Output: Hasil Perhitungan berupa efisiensi
END
A
TIDAK
FLOWCHART PERHITUNGAN INSTALASI TURBIN GAS B A START Menghitung Efisiensi isentropik turbin gas Menghitung Efisiensi Kompresor • • • • • •
Input: Properties kondisi masuk dan keluar kompresor Properties kondisi masuk dan keluar turbin gas Cp produk pembakaran k udara Data design LHV, SG, kapasitas bahan bakar
𝜂𝜂𝑐𝑐 =
ℎ𝐵𝐵𝑠𝑠 −ℎ𝐴𝐴 ℎ𝐵𝐵 −ℎ𝐴𝐴
× 100%
Output: Efisiensi isentropis kompresor
Menghitung kondisi isentropis keluar turbin gas Menghitung AFR dari data design
Menghitung kondisi isentropis keluar kompresor
𝑝𝑝𝐵𝐵 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐵𝐵𝑠𝑠 = 𝑝𝑝𝐴𝐴 𝑃𝑃𝑃𝑃𝐴𝐴
A
𝑇𝑇𝐶𝐶 𝑝𝑝𝐵𝐵 = 𝑇𝑇𝐷𝐷𝑠𝑠 𝑝𝑝𝐴𝐴
𝑘𝑘−1 𝑘𝑘
Menghitung entalpi kondisi C dan D ℎ = 𝐶𝐶𝐶𝐶 × 𝑇𝑇
B
𝜂𝜂 𝑇𝑇𝑇𝑇 =
ℎ𝐶𝐶 − ℎ𝐷𝐷 × 100 % ℎ𝐶𝐶 − ℎ𝐷𝐷𝑠𝑠
Output: Efisiensi isentropis turbin gas
Menghitung laju aliran massa bahan bakar
𝑚𝑚̇𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 = 𝑄𝑄𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓
∙ 𝜌𝜌𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓
Menghitung laju aliran massa udara
𝑚𝑚̇𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 =
C
𝐴𝐴 ∙ 𝑚𝑚̇𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 𝐹𝐹
C
Menghitung laju aliran massa flue gas
D
𝑚𝑚̇𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 = 𝑚𝑚̇𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 + 𝑚𝑚̇𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 Menghitung daya yang dibutuhkan kompresor
𝑊𝑊̇𝑐𝑐 = 𝑚𝑚̇𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 ℎ𝐵𝐵 − ℎ𝐴𝐴 Menghitung daya yang dihasilkan turbin gas
𝑊𝑊̇𝑇𝑇𝑇𝑇 = 𝑚𝑚̇𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 ℎ𝐶𝐶 − ℎ𝐷𝐷 Menghitung panas yang masuk ke ruang bakar
𝑄𝑄̇𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑚𝑚̇𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 ∙ 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿
D
Menghitung efisiensi instalasi turbin gas
𝜂𝜂𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺 =
𝑊𝑊̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛.𝐺𝐺𝐺𝐺 × 100% 𝑄𝑄̇𝑖𝑖𝑖𝑖
Output: Efisiensi instalasi turbin gas
END
FLOWCHART PERHITUNGAN HRSG
START
A
1. 2. 3. 4.
Input: Properties HP dan LP steam (𝑚𝑚̇, 𝑇𝑇, 𝑝𝑝, ℎ) Properties HP dan LP feedwater (𝑚𝑚̇, 𝑇𝑇, 𝑝𝑝, ℎ) Laju aliran massa air make up Temperature dan tekanan kondisi masuk dan keluar preheater
Menghitung energi panas pada preheater
𝑄𝑄̇𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = 𝑚𝑚̇𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ6 − ℎ5 Menghitung energi panas yang masuk HRSG
• •
𝑄𝑄̇𝑖𝑖𝑖𝑖 𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 = 𝑚𝑚̇𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 ∙ ℎ𝐷𝐷
Asumsi: Pressure drop diabaikan Tidak ada panas yang hilang sepanjang pipa
Menghitung efisiensi HRSG 𝜂𝜂𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻
Menghitung energi panas pada uap 𝑄𝑄̇𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 = 𝑄𝑄̇𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 + 𝑄𝑄̇𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿
Menghitung energi panas pada feedwater 𝑄𝑄̇𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 = 𝑄𝑄̇𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 + 𝑄𝑄̇𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿
A
𝑄𝑄̇𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 − 𝑄𝑄̇𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 + 𝑄𝑄̇𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = × 100% 𝑄𝑄̇𝑖𝑖𝑖𝑖 𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻
Output: Efisiensi HRSG
END
FLOWCHART PERHITUNGAN TURBIN UAP B
C
Output: Daya yang dihasilkan HP turbin dan Efisiensi isentropis HP Turbin
Menghitung kondisi aktual keluar LP turbin
START
A Input: Properties kondisi masuk dan keluar HP dan LP turbin (p, T) Data Design kondisi keluar LP turbin
•
•
• • • •
Asumsi: 𝑚𝑚̇𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑚𝑚̇𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 EP dan EK diabaikan Adiabatik Steady
Menghitung entalpi dan laju aliran massa pada kondisi masuk HP 𝑚𝑚̇18ℎ18 = 𝑚𝑚̇17𝑎𝑎 ℎ17𝑎𝑎 + 𝑚𝑚̇17𝑏𝑏 ℎ17𝑏𝑏 + 𝑚𝑚̇17𝑐𝑐 ℎ17𝑐𝑐 Menghitung kondisi isentropis keluar HP Turbin
Menghitung kondisi aktual keluar HP turbin
Menghitung daya yang dihasilkan HP turbin
𝑊𝑊̇𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 = 𝑚𝑚̇18 ℎ18 − ℎ19
𝑚𝑚̇20 = 𝑚𝑚̇19 + 𝑚𝑚̇12
𝜂𝜂𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 =
ℎ18 − ℎ19 ℎ18 − ℎ19𝑠𝑠 ∙ 100%
Menghitung daya yang dihasilkan LP turbin
𝑊𝑊̇𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 = 𝑚𝑚̇20 ℎ20 − ℎ1 Menghitung efisiensi isentropis LP turbin
Menghitung kondisi isentropis keluar LP turbin
Menghitung efisiensi isentropis HP turbin
B A
Menghitung entalpi dan laju aliran massa kondisi masuk LP turbin
Menghitung quality (x) dari data design keluar LP turbin
C
𝜂𝜂𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 =
ℎ20 − ℎ1 ∙ 100% ℎ20 − ℎ1𝑠𝑠
Output: Daya yang dihasilkan LP turbin Efisiensi isentropis LP turbin
END
FLOWCHART PERHITUNGAN POMPA START
Input: Properties suction dan discharge pompa (CEP, BFP, BCP)
A Asumsi: 𝑚𝑚̇𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 = 𝑚𝑚̇𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 EP dan EK diabaikan Adiabatik Steady
Output: Daya yang digutuhkan pompa (CEP, BFP, BCP)
Menghitung volume spesifik
END
Menghitung daya yang dibutuhkan pompa (CEP, BFP, BCP)
𝑊𝑊̇ = 𝑚𝑚̇ ∙ 𝜐𝜐𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑝𝑝𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 − 𝑝𝑝𝑖𝑖𝑖𝑖
A
FLOWCHART PERHITUNGAN A
SIKLUS GABUNGAN START
Input: Hasil Perhitungan instalasi turbin gas, turbin uap dan pompa
Menghitung daya netto instalasi turbin uap
𝑊𝑊̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛.𝑆𝑆𝑆𝑆 = 𝑊𝑊̇𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 + 𝑊𝑊̇𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 − 𝑊𝑊̇𝑝𝑝 Menghitung total panas netto yang diterima HRSG � 𝑄𝑄̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛.𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 = 𝑄𝑄̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 + 𝑄𝑄̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 2 + 𝑄𝑄̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 3
Menghitung efisiensi siklus rankine 𝜂𝜂𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =
𝑊𝑊̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛.𝑆𝑆𝑆𝑆 ∙ 100% ∑ 𝑄𝑄̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛.𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻
Output: Efisiensi siklus rankine
Menghitung daya netto siklus gabungan ̇ 𝑊𝑊𝐶𝐶𝐶𝐶 = 𝑊𝑊̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛.𝐺𝐺𝐺𝐺 + 𝑊𝑊̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛.𝑆𝑆𝑆𝑆 Menghitung total panas yang masuk siklus gabungan � 𝑄𝑄̇𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑄𝑄̇𝑖𝑖𝑖𝑖 1 + 𝑄𝑄̇𝑖𝑖𝑖𝑖 2 + 𝑄𝑄̇𝑖𝑖𝑖𝑖 3 Menghitung efisiensi siklus gabungan 𝜂𝜂𝐶𝐶𝐶𝐶 =
𝑊𝑊̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 + 𝑊𝑊̇𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑆𝑆𝑆𝑆 ∙ 100% 𝑄𝑄̇𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑐𝑐𝑐𝑐
Output: Efisiensi siklus gabungan
Pembahasan dan kesimpulan
A END
Pembahasan
KETERANGAN • BEBAN 1 : GT 50% LOAD (57.58%) • BEBAN 2 : GT 75% LOAD (56.19%) • BEBAN 3 : GT 100% LOAD (46.64%)
