BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pembangkit tenaga menjadi
bagian yang banyak disoroti hari ini ditengah
krisis energi dunia. Hal ini tak lain dan tak bukan adalah karena ketersediaan energi menjadi bagian yang tak
terpisahkan dari kehidupan manusia.
Energi listrik menjadi sandaran utama untuk ketersediaan energi dunia saat ini. Dan lambat laun pemanfaatan
listrik diharapkan dapat mensuplai semua kebutuhan manusia dimanapun berada.
Beberapa alternatif mesin konversi
energi sebagai alat pengerak generator terus di kembangkan dan salah satunya adalah turbin gas.
Turbin gas adalah suatu penggerak mula yang
memanfaatkan gas sebagai fluida kerja.
Didalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik berupa putaran yang
menggerakkan roda turbin sehingga
menghasilkan daya. Bagian turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin dan bagian turbin yang diam
disebut stator atau rumah turbin. Rotor
memutar poros daya yang menggerakkan beban (generator listrik, pompa, kompresor atau yang lainnya).
Turbin gas yang kita ketahui saat ini, yakni
sangat efektif untuk dipakai sebagai
mesin penggerak pesawat terbang dan untuk instalasi darat seperti pembangkit tenaga listrik, sudah
menghabiskan waktu yang cukup lama
sekali. Konstruksi dan cara bekerja turbin gas dalam tataran teoritis tidak sulit, tetapi dalam kenyataannya hal
tersebut akan menjadi sedikit rumit,
karena ada hubungannya dengan pemakaian bahan bakar turbin yang harus hemat. Makanya, ada kalanya
perhitungan secara teoritis dan hasil di
lapangan bisa jadi akan mempunyai perbedaan.
Dalam aplikasinya, ada beberapa
keuntungan dari penggunaan turbin
gas pembangkit tenaga listrik dan sebagai penyedia panas industri karena sifatnya yang mudah dalam instalasinya,
dimensinya yang kecil, proses kerjanya
yang tidak ruwet serta sangat cocok untuk menanggulangi 12 beban
puncak. Penggunaan turbin gas pada saat ini sudah mempunyai arti yang sangat luas dan sangat besar, dimana
untuk penggerak pesawat terbang dengan
daya yang besar harus memakai turbin gas, tidak bisa disaingi atau digantikan oleh penggerak mula
jenis lainnya seperti motor bakar.
Sekarang
perkembangan penggunaan turbin gas sudah sangat maju, dimana para ilmuan telah menemukan penggunaan
turbin gas dan turbin uap sekaligus
dalam satu siklus yang kita kenal dengan siklus gabungan (Combine Cycle
). Tujuannya tidak lain adalah untuk meningkatkan efisiensi dari siklus tunggal (siklus Brayton
sederhana) dengan memanfatkan kalor dari
sisa gas buang turbin gas yang
bertemperatur cukup tinggi
untuk kebutuhan ketel uap penghasil uap untuk menggerakkan turbin uap, sehingga lebih
menghemat penggunaan bahan bakar pada
instalasi ketel uap.
Dalam instalasi turbin gas untuk PLTG di
butuhkan perhitungan yang analisa
termodinamika dan ukuran turbin yang rumit, perhitungan ini digunakan untuk meningkatkan effisiensi
perancangan. Untuk meminimalisir kegagalan yang ditimbulkan oleh
pengaruh aliran fluida kerja pada
tekanan dan temperatur yang tinggi, maka perlu dilakukan simulasi aliran fluida dengan bantuan sebuah perangkat lunak sebagai media untuk pengujian terhadap hasil
perancangan.
1.2.
Tujuan Penulisan Tujuan penulisan skripsi ini adalah: 1.
Merancang sebuah kompresor dalam instalasi turbin gas dengan daya keluaran generator listrik 141,9 MW dan
putaran 3000 rpm.
2.
Menyimulasikan aliran fluida pada sudu gerak dan sudu tetap tingkat pertama kompresor 13 1.3. Batasan Masalah Pada penulisan tugas sarjana
( skripsi) ini, penulis hanya membahas tentang
: 1. Analisa termodinamika pada siklus
brayton aktual, dengan bahan bakar gas
alam (LNG), udara masuk kompresor o C,
udara masuk turbin o C, tekanan
barometer 1,013 bar, dan dengan analisa pembakaran 400% udara teoritis 2.
Kondisi perencanaan adalah tunak (steady state) 3.
Perhitungan temperatur dan tekanan serta rancangan sudu untuk tingkat pertama kompresor dalam sebuah sistem
instalasi turbin gas.
4.
Melakukan analisis CFD dengan menggunakan salah satu commercial code untuk mengetahui simulasi vektor
kecepatan, simulasi kontur tekanan dan
perbandingan koefisien angkat lift dan drag pada tingkat pertama kompresor .
5.
Parameter-parameter yang akan dianalisa menggunakan CFD diambil dari data hasil analisa termodinamika berupa
temperatur dan tekanan.
1.4.
Metodologi Penulisan Dalam metodologi penulisan skripsi ini menggunakan
tahapan-tahapan sebagai berikut: a. Identifikasi Tahap identifikasi dilakukan dengan melakukan
pencarian data awal seperti spesifikasi
turbin gas dan kondisi operasinya, serta penentuan nilai-nilai variabel yang diperlukan dalam melakukan
perhitungan dan analisis masalah.
b.
Analisis Sistem Tahap ini
dilakukan untuk menganalisis kondisi kerja turbin gas, perhitungan geometri sudu dan aliran fluida khsnya
pada sudu tingkat pertama, berdasarkan
kondisi operasi yang diperoleh.
c.
Simulasi Sistem Tahap simulasi sistem meliputi proses sebagai berikut : - Pembuatan model geometri profil sudu dan
domain sudu stator dan rotor beserta
meshnya. Perangkat lunak yang digunakan untuk membuat model 14 adalah
AutoCAD sedangkan mesh dibuat dengan GAMBIT. Pembuatan model dilakukan dengan membuat geometri
masing-masing sudu serta domain sudu
stator dan rotor terlebih dahulu, batas-batas permukaan yang lain seperti inlet,
outlet dan permukaan wall
didefinisikan selanjutnya. Mesh
dibuat di GAMBIT secara otomatis, dilakukan dengan pembuatan geometri face terlebih dahulu,
kemudian dilanjutkan dengan penetuan
jumlah dan distribusi titik yang membentuk mesh.
-
Simulasi dilakukan terhadap model profil sudu, hubungan (interface) sudu stator dan rotor dalam kondisi steady.
d.
Analisis Hasil Inimerupakan tahap akhir yang berisikan tentang hasil-hasil
perhitungan berdasarkan pendekatan
sebuah perangkat lunak. Akan ada beberapa komparasi antara perhitungan manual dan
pendekatan dengan realita dilapangan
terhadap hasil-hasil tersebut.
0 komentar:
Posting Komentar