Proposal tugas akhir turbine

PROPOSAL PROYEK AKHIR SISTEM MAINTANANCE DAN EFISIENSI TURBIN

Oleh : Doni Muthohar Nim : 09.02.3551

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN POLITEKNIK LPP YOGYAKARTA 2012

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.









HALAMAN PENGESAHAN

Proposal Proyek Akhir Dengan Judul :

SYSTEM MAINTANANCE DAN EFISIENSI TURBIN UAP Disusun Oleh : DONI MUTHOHAR 09.2.3551 Telah diuji dan disahkan, oleh Politeknik LPP Hari Tanggal

: ………………… : …………………

Mengetahui, Ketua Program Studi

Yunaidi, ST. M Eng.

Pembimbing I









BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Kebutuhan terhadap energi merupakan hal mendasar yang dibutuhkan dalam usaha meningkatkan taraf hidup masyarakat. Seiring dengan meningkatnya taraf hidup serta kuantitas dari masyarakat, maka semakin meningkat juga kebutuhan akan energi. Pada saat ini kebutuhan energi berhubungan langsung dengan tingkat kehidupan masyarakat serta kemajuan industrisasi di suatu negara. Dalam hal ini, energi listrik yang menjadi salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan oleh masyarakat dalam kehidupan, karena energi listrik dapat dengan mudah dan efisien diubah ke bentuk energi yang lainnya. Industri pertanian belakangan ini berkembang pesat khususnya dalam proses produksi kelapa sawit. Dimana dalam proses pengolahan kelapa sawit menjadi minyak mentah atau CPO (Crude Palm Oil) dan PKO (Palm Kernel Oil) diperlukan energi listrik. Oleh karena itu, pada pabrik kelapa sawit (PKS) harus memiliki pembangkit listrik sendiri untuk memenuhi kebutuhan energi listrik dalam proses pengolahan. Mesin-mesin konversi energi yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik diantaranya yaitu turbin uap. Dimana turbin uap merupakan kelompok pesawat-pesawat konversi. Dengan mengubah energi potesial uap menjadi energi kinetik pada nosel (turbin impuls) dan sudu-sudu gerak (turbin reaksi) dan diubah menjadi energi mekanik pada poros turbin. Dan dengan bantuan roda gigi reduksi dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung dengan mekanisme yang digerakan, turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang industri, untuk transportasi, dan untuk pembangkit tenaga listrik.









energi listrik, karena nantinya digunakan untuk menggerakkan mesin-mesin proses pengolahan. Dipilihnya instalasi ini, karena fluida kerja pada instalasi tenaga uap yaitu air sangat mudah diperoleh, sedangkan bahan bakar untuk menghasilkan uap seperti, serabut (fiber), cangkang (shell), tandan kosong (empty bunch), juga mudah diperoleh karena merupakan limbah dari pengolahan sawit (CPO), dan harganya relatif murah dibanding bahan bakar fosil. Selain itu, instalasi ini mudah dan hemat biaya operasional dalam pembuatan dan penggunaannya, serta mudah dalam perawatannya. Pada unit instalasi tenaga uap pabrik pengolahan inti sawit, uap keluaran dari turbin tidak langsung dibuang ke udara bebas tetapi dimanfaatkan kembali untuk proses perebusan air di Boiler melalui proses kondensasi, sehingga siklus uap yang bekerja adalah siklus tertutup. Karena, uap seluruhnya digunakan untuk menggerakkan menggerakkan turbin, sehingga dapat menghasilkan daya listrik yang cukup besar, dimana nantinya daya listrik tersebut digunakan untuk menggerakkan mesinmesin dalam proses pengolahan inti sawit. Dari pemaparan di atas jelas bahwa sistem pembangkit tenaga uap adalah suatu hal yang sangat vital dalam proses produksi CPO dan PKO dari kelapa sawit. Di dalam sistem ini, turbin adalah salah satu alat yang sangat mempengaruhi kinerja dari keseluruhan sistem. Berdasarkan fakta ini, pengujian dan analisa kinerja suatu turbin uap dapat memberikan pertimbangan untuk membantu peningkatan kinerja dan efisiensi turbin secara khusus dan system pembangkit secara umum. Pengujian dan analisa kinerja suatu turbin uap dapat dilakukan dengan dua cara yaitu cara experiment dan cara numerik. Akhir-akhir ini, kedua istilah ini masing-masing lebih dikenal dengan istilah Experimental Fluid Dynamics (EFD) dan Computational Fluid Dynamics (CFD). 1.3. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini akan di bahas tentang bagaimana sistem maintanance









PT. JAW Kalimantan Selatan. S elatan. Adapun batasan masalah yang akan di bahas dalam penelitian ini adalah a. Sistem maintanance yang diterapkan pada turbin uap -

Perawatan yang dilakukan pada saat mesin beroperasi dan sebelum operasi.

b. Performance turbin uap -

Analisa kebutuhan uap turbin

-

Analisa aliran uap

-

Efisiensi turbin uap

1.3. Manfaat dan Tujuan

Proposal proyek akhir ini disusun dengan maksud sebagai pendahuluan pendahuluan dalam rangka penyusunan proyek akhir untuk mendapatkan gelar Ahli Madya (Amd) pada Jurusan Teknik Mesin Politeknik LPP Yogyakarta. Tujuan dari proyek akhir ini antara lain : a. Memahami dasar teori untuk diterapkan dalam dunia industri. b. Memahami secara mendalam system maintenance yang tepat untuk meningkatkan efisiensi suatu alat, khususnya turbin uap. c. Sebagai sarana latihan mahasiswa untuk beradaptasi dengan dunia kerja nyata. d. Membuat usulan-usulan, ide, dan perbaikan terhadap proses pemeliharaan dan maintenance mesin industri. 1.4. Metode Pengumpulan Data Proyek Akhir

Dalam melaksanakan Proyek Akhir digunakan metode lapangan yang berguna untuk mendapatkan/ memperoleh data yang tepat dan benar. Adapun metode yang penyusun gunakan dalam pengumpulan data meliputi berbagai cara antara lain sebagai berikut : a. Pendekatan









b. Identifikasi Tahap identifikasi dilakukan dengan melakukan pencarian data awal seperti spesifikasi turbin uap dan kondisi operasinya, serta penentuan nilai-nilai variable yang diperlukan dalam melakukan perhitungan dan analisis masalah. c. Interview Interview adalah metode pengumpulan data yang dilakukan dengan cara tanya jawab secara langsung baik dengan assisten, assisten, supervisor, maupun operator yang ada dilingkunagn industry. d. Study Perpustakaan Study perpustakan merupakan metode yang dilakukan dengan cara membaca dan mempelajari literature yang berhubungan dengan pengoperasian dan perawatan boiler dan juga bisa dibantu dengan menggunakan catatan selama kuliah yang mendukung.











BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Dasar teori turbin uap

Turbin Uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin.

Gambar 2.1 kontruksi dan komponen turbin uap Diambil dari materi kuliah turbin uap Siklus Renkine setelah diciptakan langsung diterima sebagai standar untuk pembangkit daya yang menggunakan uap (steam ). Siklus Renkine nyata yang









kondensor, pompa air ketel, dan turbin itu sendiri. Uap yang berfungsi sebagai fluida kerja dihasilkan oleh katel uap, yaitu suatu alat yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap.

Gambar 2.2 Siklus rankine Sumber : http://www.scribd.com/doc/38900238/27/Siklus-Rankine

Siklus ideal yang terjadi didalam turbin adalah siklus Renkine ; Air pada siklus 1 dipompakan, dipompakan, kondisinya adalah isentropik

s 1 = s2 masuk ke boiler

dengan tekanan yang sama dengan tekanan di kondenser tetapi Boiler menyerap panas sedangkan kondenser melepaskan panas, kemudian dari boiler masuk ke









Gambar 2.3 Diagram Temperatur (T) – (T) – Entropi Entropi (S) Sumber : http://en.wikipedia.org http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ts-rankine.png /wiki/File:Ts-rankine.png

Menurut Hukum pertama Thermodinamika, kerja yang dihasilkan oleh suatu proses siklus adalah sama dengan Jumlah Perpindahan Kalor pada fluida kerja selama proses proses siklus tersebut berlangsung. berlangsung. Jadi untuk proses Siklus 1 – 2 – 2 – 2’ – 2’ – 3 – 3 – 3’ – 3’ – 4 – 4 – 1 – 1 Dengan rumus: W =  T dS W = Kerja per satuan satuan berat fluida kerja kerja Ds = Luas 1

2 -2

2’ – 3 – 3

4

1 pada diagaram ( T

s)









2.2 Prinsip kerja turbin uap

Secara singkat prinsip kerja turbin uap adalah sebagai berikut : 1. Uap masuk kedalam turbin melalui nosel. Didalam nosel energi panas dari uap dirubah menjadi menjadi energi kinetis dan uap mengalami pengembangan. pengembangan. Tekanan uap pada saat keluar dari nosel lebih kecil dari pada saat masuk ke dalam nosel, akan tetapi sebaliknya sebaliknya kecepatan kecepatan uap keluar keluar nosel lebih besar dari pada saat masuk ke dalam nosel. Uap yang memancar keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu turbin yang berbentuk lengkungan dan dipasang disekeliling roda turbin. Uap yang mengalir melalui celah-celah antara sudu turbin itu dibelokkan kearah mengikuti lengkungan dari sudu turbin. Perubahan kecepatan uap ini menimbulkan gaya yang mendorong dan kemudian memutar roda dan poros turbin. 2. Jika uap masih mempunyai kecepatan kecepatan saat meninggalkn sudu turbin t urbin berarti hanya sebagian yang energi kinetis dari uap yang diambil oleh sudu-sudu turbin yang berjalan. Supaya energi kinetis yang tersisa saat meninggalkan sudu turbin dimanfaatkan maka pada turbin dipasang lebih dari satu baris sudu gerak. Sebelum memasuki baris kedua sudu gerak. Maka antara baris pertama dan baris kedua sudu gerak dipasang satu baris sudu tetap ( guide blade ) yang berguna untuk mengubah arah kecepatan uap, supaya uap dapat masuk ke baris kedua sudu gerak dengan arah yang tepat. 3. Kecepatan uap saat meninggalkan sudu gerak yang terakhir harus dapat dibuat sekecil mungkin, agar energi kinetis yang tersedia dapat dimanfaatkan sebanyak mungkin. Dengan demikian effisiensi turbin









a. Turbin Impulse Turbin impuls atau turbin tahapan impuls adalah turbin sederhana berrotor satu atau banyak (gabungan ) yang mempunyai sudu-sudu pada rotor itu. Sudu biasanya simetris dan mempunyai sudut masuk dan sudut keluar. 

Turbin satu tahap.



Turbin impuls gabungan. gabungan.



Turbin impuls gabungan gabungan kecepatan.

Ciri-ciri dari turbin impuls antara lain: -

Proses pengembangan pengembangan uap / penurunan tekanan seluruhnya terjadi pada sudu diam / nosel.

-

Akibat tekanan dalam turbin sama sehingga disebut dengan Tekanan Rata.

b. Turbin Reaksi Turbin reaksi mempunyai tiga tahap, yaitu masing-masingnya terdiri dari baris sudu tetap dan dua baris sudu gerak. Sudu bergerrak turbin reaksi dapat dibedakan dengan mudah dari sudu impuls karena tidak simetris, karena berfungsi sebagai nossel bentuknya sama dengan sudu tetap walaupun arahnya lengkungnya berlawanan. Ciri-ciri turbin ini adalah : -

Penurunan tekanan tekanan uap sebagian sebagian terjadi di Nosel dan Sudu Gerak

-

Adanya perbedaan tekanan didalam turbin sehingga disebut Tekanan Bertingkat.

2. Klasifikasi turbin uap berdasarkan pada tingkat penurunan Tekanan Dalam











3. Klasifikasi turbin berdasarkan Proses Penurunan Tekanan Uap a. Turbin Kondensasi. Kondensasi. Tekanan keluar turbin kurang dari 1 atm dan dimasukkan kedalam kompresor. b. Turbin Tekanan Lawan Apabila tekanan sisi keluar turbin masih besar dari 1 atm

sehingga

masih dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin lain. c. Turbin Ekstraksi. Didalam turbin ini sebagian uap dalam turbin diekstraksi untuk roses pemanasan lain, misalnya proses proses industri.

2.4 Efisiensi turbin uap

1. Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi turbin Besarnya kerugian didalam turbin akan mempengaruhi efisiensinya. Kerugian yang besar berarti efisiensinya rendah. Faktor-faktor penyebab kerugian didalam turbin diantaranya :









 

 



Dimana : EHP : Effisiensi Turbine High Pressure ∆hAHP = Actual entalphy drop pada turbine high hi gh pressure stage ∆hSHP = Actual entalphy drop pada turbine high hi gh pressure stage

 

 



Dimana : EHP : Effisiensi Turbine intermediete pressure ∆hAIP = Actual entalphy drop pada turbine intermediete pressure stage ∆hSIP = Actual entalphy drop pada turbine intermediete pressure stage

Perhitungan Actual entalphy drop adalah sebagai berikut : ∆hAHP = hMS – h – hCR ∆hAIP = hHR – h – hEX









Perhitungan isentropic enthalpy drop sebagai berikut : ∆hSHP = hMS – h – hSHP ∆hSIP = hHR – h – hSIP Di mana : hSHP = Enthalpy dari steam yang berekspansi secara isentropis pada kondisi exhaust di high pressure turbine hSIP = Enthalpy dari steam yang berekspansi secara isentropis pada kondisi exhaust di intermediete pressure turbine

Enthalpy dihitung dari ASME steam table dengan parameter Tekanan (P) dan Entropy (S) sebagai berikut :

hSHP = ƒ ((P ((PCR + PATM). SMS) hCR = ƒ ((P ((PEX . SHR) Entropy di hitung dari steam table menggunakan tekanan (P) dan temperatur (T) sebagai berikut : SMS = ƒ ((P ((PMS + PATM). TMS)









BAB III PERMASALAHAN

1.1. Rencana Kegiatan

Dalam pembahasan mengenai Turbin Uap cukup luas, maka untuk mempermudah dalam penyelesaian Proyek Akhir penyusun mengambil alternative dengan mengoptimalkan kinerja salah satu bagian materi yang dianggap perlu untuk diperhatikan yaitu mengenai pengoperasian dan pemeliharaan. Adapun kerangka Proyek Akhir yang penyusun susun yaitu sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1.2. Perumusan Masalah 1.3. Batasan Masalah 1.4. Tujuan dan manfaat proyek akhir









4.3. Kebutuhan dan aliran uap pada turbin

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan 5.2. Saran











Daftar Pustaka

Proposal tugas akhir turbine

Recommend Documents