SlideShare a Scribd company logo
1 of 80
Prepared by: anonymous
Ketel Dan Turbin Uap
Steam Turbine Theory
Definisi Steam Turbine
“Sebuah steam turbine didefinisikan sebagai suatu mesin
yang mengubah energi steam menjadi energi kinetik dengan
melakukan ekspansi melalui nozzle, dan energi kinetik yang
dihasilkan oleh semburan steam yang diubah menjadi daya
kerja pada sudu-sudu yang terdapat pada bagian yang
berputar.“
Dengan kata lain:
“Sebuah steam turbine adalah penggerak utama yang
mengubah energi panas dari steam langsung menjadi energi
putaran mesin.”
Pendahuluan
• Steam Turbine digerakkan oleh fluida :
superheated steam atau saturated steam
• Efisiensi Steam Turbine dipengaruhi oleh : diameter roda
turbin, jumlah tingkat, panjang sudu, dan penampang bagian
-
b
agian yang menghantarkan uap.
• Kerja Steam Turbine dipengaruhi panas jatuh. Panas jatuh
yang terjadi merupakan selisih entalpi yang terjadi pada
turbin stage pertama dan terakhir akibat ekspansi uap.
Pendahuluan
MESIN TENAGA UAP
Mesin tenaga uap merupakan jenis mesin pembakaran luar [gambar
Dibawah]. Fluida kerja dengan sumber energi terpisah. Sumber energi kalor
dari proses pembakaran digunakan untuk membangkitkan uap panas. Uap
panas dibangkitkan didalam boiler atau sering disebut ketel uap. Untuk
memperoleh uap dengan temperatur yang tinggi digunakan reheater. Pada
reheater uap dipanaskan lagi menjadi uap panas lanjut sehingga
temperaturnya naik. Selanjutnya uap panas dimasukan ke Turbin Uap.
KLASIFIKASI TURBIN UAP
Pendahuluan
 Steam merupakan air dalam wujud gas
Definisi Steam
Pendahuluan
Superheated Steam
Saturated Steam
Proses
Single stage
Multi Stage
High Pressure
Intermediate Pressure
Low Pressure
Axial
Radial
Condensing
•Full Condensing
•Extraction-Condensing
Non-Condensing
•Back Pressure
•Extraction-Back Pressure
Output
Input
Efisiensi
Konstruksi Turbin
Condensing Turbine Non-Condensing Turbine
Pendahuluan
Radial Blade Turbine Axial Blade Turbine
Pendahuluan
Hero’s Aelopile
Branca’s Steam Turbine
Impulse Steam Turbine
Reaction Steam Turbine
Pendahuluan
Steam Tubine
Thermodynamic Process
Pendahuluan
Pendahuluan
T = Tempratur, K
S = Entropi, Kj/Kg K
P = Garis tekanan tetap (kPa)
1. Titik air jenuh
2. Air
3. Uap kering
4. Uap basah
Pendahuluan
Thermodynamics-Turbine Vapour Cycle with
Superheat on T-h Diagram
Pendahuluan
Terdiri dari 4 proses :
1-2. Proses penekanan air dari
kondenser ke boiler (isentropik)
2-3. Proses pemanasan air di boiler dan
superheater (isobarik)
3-4. Proses ekspansi uap pada turbin
uap (isentropik)
4-1. Proses pengembunan uap pada
kondenser (isobarik)
Analisis termodinamika
• Kerja untuk penekanan :
• Wp = h2 – h1 = v1 ( p2 – p1) kJ/kg.
• Kalor untuk pemanasan :
• Qin = h3 – h2 (kJ/kg)
• Kerja Turbin : Wt = h3 – h4 (kJ/kg)
• Kalor untuk pendinginan kondenser :
• Qo = h4 – h1 (kJ/kg)
Analisis termodinamika
•Kerja netto siklus :
•Wn = Wt – Wp = Qin – Qo
•Efisiensi termal :
• = Wn/Qin = (Qin – Qo)/Qin
• = 1 - (Qo/Qin)
• = 1 – (h4-h1)/(h3-h1)
Efficiency Definition
Pendahuluan
  m
 h2  h1 
 m
 h3  h2 
Q
in
W
C 
W
P 
W
t  m
 h3  h4 
 m
 h  h 
4
1
Q
out
2. Bagan Proses Tenaga Uap
Saturated Rankine Cycle
Superheated Rankine Cycle
Superheated-Reheated Rankine Cycle
Tentukan efisiensi sebuah sistem turbin uap dgn kondisi
aliran sebagai berikut:
uap masuk turbin : saturated steam P2 = 2000 kPa
uap masuk kondenser : P3 = 7,5 kPa.
air keluar kondenser : air jenuh P4 = 7,5 kPa
air masuk boiler: P1 = 2000 kPa
Perhitungan dimulai dengan penentuan nilai h, s di setiap titik.
(1) Titik 2, uap jenuh: P2 = 2000 kPa dan T2 = 212,4 o
C
h2 = 2799,5 kJ/kg (dari steam table)
s2 = 6,3409 kJ/(kg.K) (dari steam table)
(2) Titik 3, adalah uap hasil ekspansi yang akan masuk kondenser
P3 = 7,5 kPa (diketahui)
s3 = s2 = 6,3409 kJ/(kg.K) (2 - 3 dianggap ekspansi isentropik)
Titik 3 merupakan campuran cair-jenuh dan uap-jenuh.
Data kondisi jenuh dari steam table:
entalpi, kJ/kg entropi, kJ/(kg.K)
cair jenuh (A) 168,79 0,5764
uap jenuh (B) 2574,8 8,2515
Entropi titik 3 (campuran cair-uap):
s3 = 6,3409 = x.sA + (1 - x).sB  x = 0,2489
x = fraksi cairan dalam aliran keluar turbin
Entalpi titik 3:
h3 = x.hA + (1 - x).hB  h3 = 1975,9 kJ/kg
(3) Kerja pompa (persamaan mekanika fluida):
wp = v . (P1 – P4)
dengan: P1 = 2000 kPa; tekanan aliran keluar pompa dan masuk boiler
P4 = 7,5 kPa; tekanan aliran masuk pompa, dari kondensor
v1 = v2 = 1,008.10-3
m3
/kg (dari steam table);
volum spesifik air dianggap konstan
wp = 1,008.10-3
. (2000 – 7,5) = 2 kJ/kg
(4) Titik 1 adalah cairan dingin (subcooled water dengan T1 < Tdidih).
Entalpi h1 ditentukan dari neraca energi proses pemompaan 4 – 1:
h1 - h4 = wp
h1 = h4 + wp = 168,79 + 2 = 170,79 kJ/kg
Sampai disini, semua data termodinamika air dan uap telah lengkap.
Selanjutnya perhitungan kerja dan panas.
(5) Kerja yang dihasilkan turbin (2 - 3):
w = h3 - h2 = 1975,9 – 2799,5 = - 823,6 kJ/kg (keluar)
(6) Kerja neto = kerja hasil ekspansi di turbin - kerja untuk pompa
wnet = 2 - 823,6 = - 821,6 kJ/kg
(7) Panas yang diserap (1 – 2):
qin = h2 - h1 = 2799,5 – 170,79 = 2628,71 kJ/kg
(8) Efisiensi siklus Rankine:
31,3%
100%
x
2628,71
821,6
masuk
panas
neto
kerja





Dari contoh soal di atas, beberapa hal perlu
mendapat perhatian:
a. kerja pompa relatif sangat kecil dibandingkan terhadap kerja
hasil ekspansi di turbin (wp << w)
b. wp sering diabaikan, sehingga entalpi air sebelum dan
sesudah pompa dianggap sama
c. efisiensi siklus dipengaruhi oleh kondisi uap di titik masuk
turbin dan kondisi uap keluar turbin
d. jumlah cairan dalam uap keluar turbin tergantung spesifikasi
turbin masing-masing
Efek Kenaikan Temperatur Uap thd Efisiensi Siklus
Kondisi masuk turbin  superheated steam:
T3a = 500 C (Td2000kPa = T3 = 212,4 C)
P3a = 2000 kPa
h3a = 3467,6 kJ/kg
s3a = 7,4317 kJ/(kg.K)
(1) kondisi 4a: P4a = 7,5 kPa (lihat contoh sebelumnya)
s4a = s3a = 7,4317 kJ/(kg.K) (ekspansi isentropik)
a). cair jenuh: sAa = 0,5764 kJ/(kg.K); hAa = 168,79 kJ/kg
b). uap jenuh: sBa = 8,2515 kJ/(kg.K); hBa = 2574,8 kJ/kg
xa = (s4a - sBa)/(sAa - sBa) = 0,1068 (kandungan air)
h4a = xa.hAa + (1 – xa).hBa = 2317,8 kJ/kg
(2) kondisi 1 dan 2 sama dengan contoh sebelumnya
(3) w = h4a - h3a = 2317,8 – 3467,6 = -1149,8 kJ/kg
wp = 2 kJ/kg (contoh sebelumnya)
qin = h3a - h2 = 3467,6 – 170,79 = 3296,8 kJ/kg
100%
x
3296,8
2
1149,8
q
w
+
w
masuk
panas
neto
kerja
=
in
p 



 = 34,8%
(4) Kesimpulan
dasar kenaikan
temp.
selisih
(%)
Temp. masuk turbin, o
C 212,4 500
Kerja netto, kJ/kg 821,6 1147,8 39,7
Panas masuk, kJ/kg 2628,71 3296,8 25,4
Efisiensi siklus, % 31,3 34,8 11,2
Efek Kenaikan Tekanan Uap thd Efisiensi Siklus
Kondisi masuk turbin  superheated steam:
T3’ = 500 C
P3’ = 3000 kPa
h3’ = 3456,5 kJ/kg
s3’ = 7,2338 kJ/(kg.K)
(1) kondisi 4': P4' = 7,5 kP (diketahui)
s4' = s3' = 7,2338 kJ/(kg.K) (ekspansi isentropik)
a). cair jenuh: sA' = 0,5764 kJ/(kg.K);
hA' = 168,79 kJ/kg
b). uap jenuh: sB' = 8,2515 kJ/(kg.K);
hB' = 2574,8 kJ/kg
x' = (s4' - sB')/(sA' - sB') = 0,1326 (kandungan air)
h4' = x'.hA' + (1 – x').hB' = 2255,8 kJ/kg
(2) w = h4' - h3' = 2255,8 – 3456,5 = -1200,7 kJ/kg
wp = 1,008.10-3
. (3000 - 7,5) = 3,01 kJ/kg
h2' = h1 + wp = 168,79 + 3,01 = 171,8 kJ/kg
qin = h3' - h2' = 3456,5 – 171,8 = 3284,7 kJ/kg
100%
x
3284,7
3,01)
(
,
q
w
+
w
masuk
panas
neto
kerja
=
in
p 




7
1200
 = 36,5%
3) Kesimpulan
dasar kenaikan
temp.
kenaikan
T dan P
Temp. masuk turbin, o
C 212,4 500 500
Tekanan masuk turbin, kPa 2000 2000 3000
Kerja netto, kJ/kg 821,6 1147,8 1197,7
Panas masuk, kJ/kg 2628,7 3296,8 3284,7
Efisiensi siklus, % 31,3 34,8 36,5
Pemanasan Awal Air Umpan Boiler
Kondisi-kondisi aliran yang diketahui (angka bold-italic = hasil hitungan):
1 2 3 4 5 6 7
sat. steam sat. water
P, kPa 2000 400 7,5 7,5 400 400 2000
T, C 212,42
h, kJ/kg 2799,5 2507,3 1975,9 168,79 609,9
s, kJ/(kg.K) 6,3409 6,3409 6,3409
v, L/kg 1,008 1,086
Basis hitungan: m1 = 1 kg (m1 = m6 = m7 = m2 + m3)
(1) h5 = h4 + v4 .(P5 - P4)
= 168,79 + 1,008x10-3.(400 - 7,5) = 168,79 + 0,395 = 169,19 kJ/kg
(2) neraca entalpi contact heater:
m6.h6 = m2.h2 + m5.h5
609,9 = m2. 2507,3 + (1 - m2).169,19  m2 = 0,188 kg
(3)h7 = h6 + v6 .(P7 - P6) = 609,9 + 1,086.10-3.(2000 - 400) = 611,6 kJ/kg
(4) w = m1.(h2 - h1) + (m1 - m2).(h3 - h2) (hasil ekspansi di turbin)
w = (2507,3 - 2799,5) + (1 - 0,188).(1975,9 – 2507,3) = - 723,7 kJ/(kg m1)
5) wnet =-723,7kJ/kg (kerja2pompadiabaikan)
(6) qin =h1 -h7 =2799,5–611,6=2187,9kJ/kg
(7) efisiensisiklus=723,7/2187,9=33%
kenaikan temp.
Kesimpulan siklusdasar masukboiler
Temp.masukturbin,oC 212,4 212,4
Tek.masukturbin,kPa 2000 2000
Temp.masukboiler,oC sub-cooledwater 212,4(sat.water)
Kerjanetto,kJ/kg 821,6 723,7
Panasmasuk,kJ/kg 2628,71 2187,9
Efisiensisiklus,% 31,3 33,0
Ekspansi dalam Turbin
Turbin merupakan salah satu bagian dalam siklus Rankine.
Di dalam turbin, konversi energi termal uap menjadi energi mekanik
melalui beberapa tahap,
misalnya:
• steam lewatkan nosel, sehingga terjadi penurunan tekanan dan kenaikan
kecepatan
• momentum steam keluar nosel digunakan untuk menggerakkan sudu-
turbin.
Kelompok atas dasar tahapan ekspansi
a. turbin impuls: steam hanya mengalami ekspansi ketika lewat nosel dan tidak pada
sudu-gerak.
nosel
sudu-gerak
sudu-gerak
sudu-gerak
sudu-diam
sudu-diam
v
v
P
P
b. turbin reaksi: steam diekspansikan bertahap ketika lewat nosel dan sudu-gerak
nosel
sudu-gerak
sudu-gerak
sudu-gerak
sudu-diam
sudu-diam
v
v
P
P
Kelompok atas dasar kondisi steam ketika keluar turbin
a. back pressure turbine
• steam keluar masih bertekanan relatif tinggi
• turbin jenis ini banyak digunakan di pabrik kimia
b. condensing turbine
• steam keluar = saturated steam atau bahkan sebagian steam telah
terkondensasi
• jenis ini banyak digunakan di pembangkit listrik
c. extraction/induction turbine
• gabungan back-pressure dan condensing turbine dalam satu rumah casing
• banyak digunakan dalam cogeneration
Metode Peningkatan Performa Turbin Uap
1. Reheating (pemanasan ulang)
Uap yang berekspansi di
turbin dan hampir
mencapai kondisi jenuh
dipanaskan lagi dalam
generator uap untuk
kemudian dialirkan ke
tingkat turbin berikutnya
untuk berekspansi lebih
lanjut.
2. Regenerative
air umpan boiler
sebelum masuk boiler
dipanasi terlebih
dahulu dengan uap
panas yang diekstrak
dari turbin sehingga
dapat meminimalkan
kalor input (qin) dari
pembakaran bahan
bakar
 Penggunaan Turbin Uap:
 Penggerak kapal
 Utilitas (penggerak pompa dan kompresor)
 Penghasil daya listrik (PLTU, PLTN, PLTP).
 Keunggulan:
 biaya operasional murah karena dapat
menggunakan bahan bakar kualitas rendah
 dapat menyediakan uap untuk proses dalam
industri
 Kerugian :
 biaya investasi mahal karena ukurannya
sangat besar
 susah dipindahkan dan di-install
 butuh waktu untuk starting
Rugi-rugi internal turbin
a. available work: entalpi steam yang mungkin dikonversi menjadi kerja
b. stage work: entalpi steam yang terkonversi nyata menjadi kerja
Rugi-rugi di dalam turbin satu tingkat :
• nozzle reheat: rugi-rugi ketika steam diekspansikan di nosel secara
adiabatik tak-reversibel dan mengakibatkan kenaikan temperatur
steam (relatif terhadap temperatur jika steam diekspansikan
isentropik)
• blade reheat: ugi-rugi gesekan aliran steam ketika lewat sudu-gerak
• windage losses: rugi-rugi gesekan ketika steam meninggalkan sudu-
gerak
• stage reheat: jumlah semua rugi-rugi dalam satu tahap ekspansi
Efisiensi Isentropik
dengan
h1= entalpi steam masuk
h2= entalpi steam keluar (nyata)
h2,s = entalpi steam keluar (jika ekspansi isentropik, s2s = s1
Rugi internal turbin banyak tingkat
Reheat factor
Efisiensi isentropik turbin banyak tingkat
Efisiensi isentropik tergantung pada berbagai faktor, seperti: kapasitas dan kondisi
steam masuk turbin.
jenis turbin
Kapasitas
HP
Efisiensi
%
Steam rate
kg/kWh
satu tingkat 500 30 11,4
lima tingkat 1000 55 6,30
tujuh tingkat 4000 65 5,30
sembilan tingkat 10000 75 4,54
disalin dari Perry, "Chem Engr. Handbook", ed. 5
Konsumsi Steam Spesifik
Konsumsi Uap Spesifik (specific steam rate): konsumsi steam per
satuan waktu untuk menghasilkan satu satuan daya.
w = he - hi
W = m . (he - hi)
dengan: w = energi/massa
W = daya, kW atau HP
m = laju massa steam, kg/jam
h = entalpi spesifik steam, kJ/kg
subskrip: i = inlet dan e = exit
Konsumsi steam:
TSR (Theoretical Steam Rate):
Specific steam rate, jika ekspansi dilaksanakan secara isentropik.
TSR = 1/ (hi - he)
TSR dapat dinyatakan dalam berbagai satuan:
Jika entalpi h dalam kJ/kg, maka TSR = 3600/(hi - he) kg/kWh
Jika entalpi h dalam Btu/lb, maka TSR = 2545/(hi - he) lb/HPh
ASR (Actual Steam Rate)
Specific steam rate, jika ekspansi dilaksanakan secara adiabatik tak-reversibel.
ASR = TSR / 
dengan  = efisiensi isentropik
Contoh
Turbin steam dengan kapasitas 2 MW digerakkan dengan superheated
steam
(Pi = 2000 kPa, Ti = 500 C). Steam keluar turbin pada keadaan jenuh (Pe
= 7,5 kPa). Efisiensi isentropik turbin 70%.
Hitung konsumsi steam.
Contoh
Turbin steam dengan kapasitas 2 MW digerakkan dengan superheated steam (Pi
= 2000 kPa, Ti = 500 C). Steam keluar turbin pada keadaan jenuh (Pe = 7,5 kPa).
Efisiensi isentropik turbin 70%.
(1) Data termodinamika steam (dari steam table)
Pi = 2000 kPa dan Ti = 500 oC
hi = 3467,6 kJ/kg dan si = 7,4317 kJ/(kg.K)
(2) Pe = 7,5 kPa dan se = si = 7,4317 kJ/(kg.K)  campuran uap dan
cair.
uap: suap = 8,2515 kJ/(kg.K) ; huap = 2574,8 kJ/kg
cair: scair = 0,5762 kJ/(kg.K) ; hcair = 168,79 kJ/kg
fraksi uap: y = (7,4317-0,5764)/(8,2515-0,5764) = 0,893
he = 0,893 x 2574,8 + (1 - 0,893) x 168,79 = 2317,35 kJ/kg
(3) TSR = 3600/(3467,6 – 2317,35,8) = 3,13 kg/kWh
(4) ASR = 3,13/70% = 4,47 kg/kWh
(5) Konsumsi steam: m = W.ASR = 2000. 4,47 = 8940 kg/jam
Contoh Spesifikasi Turbin Uap
12.5 MW
generator
pumpa
BFW
kompresor
gas proses
1 Shaft Power, kW 12500 1338.3 2557
2 Speed, rpm 3000 4200 6596
3 Steam inlet Conditions: Normal Normal Normal
4 Pressure, kg/cm2G 59.8 17.6 59.8
5 Temperature, oC 445 316 445
6 Flow, kg/h 101.305 - 21500
7 Steam Extraction Condition: Normal Normal Normal
8 Pressure, kg/cm2G 42 - -
9 Temperature, oC - - -
10 Flow, kg/h 90720 - -
11 Steam Exhaust: Normal Normal Normal
12 Pressure, mmHg/abs 101.6 3.9 3.9
13 Cooling Water - Sea Water Normal Normal Normal
14 Allow. Temp. Rise, oC 17 16.6 16.6
15 Max. Inlet Temp. oC 29.4 - 29.4
16 Max. Press. Drop kg/cm2 1.0 1.0 1.0
Konsumsi Panas Spesifik (Heat Rate)
turbin untuk produksi energi listrik
a. GHR (Gross Heat Rate, konsumsi panas spesifik bruto):
b. NHR (Net Heat Rate, konsumsi panas spesifik netto):
Listrik netto setelah dikurangi dengan konsumsi listrik untuk sistem
pembangkit listrik yang bersangkutan (pompa, blower, penerangan dll).
c. PNHR (plant net heat rate) :
(ef. boiler) = efisiensi boiler
[%aux. power] = daya yang diserap oleh internal power plant
Konsumsi panas spesifik dipengaruhi berbagai faktor.
• Penurunan tekanan kondensor akan menurunkan NHR atau
PNHR.
• Temperatur uap masuk turbin mempengaruhi heat rate.
• Pemanasan awal udara pembakaran (air preheating)
sebelum masuk boiler dapat mengurangi konsumsi panas
spesifik sebesar 2%. Air preheating ini dapat dilakukan
dengan memanfaatkan panas sensibel gas cerobong.
• Hilang tekanan (pressure drop) di saluran uap dapat
meningkatkan heat rate.
• Efisiensi turbin mempengahur heat rate.
Faktor di atas perlu mendapat perhatian dalam program
penghematan energi.
Contoh Efek Tekanan Kondensor thd Konsumsi
Steam
Sebuah turbin memiliki performance curve sebagai berikut.
Perkirakan kenaikan konsumsi steam dan penurunan daya turbin jika tekanan
kondensernya naik dari 2,5 menjadi 4,5 inHg absolut.
Dari kurva karakteristik di atas:
NHR (2,5 inHg) = 7200 Btu/kWh = 7596 kJ/kWh
NHR (4,5 inHg) = 7750 Btu/kWh = 8177 kJ/kWh
(1) Jika daya turbin tetap, maka heat rate (konsumsi steam) meningkat:
(NHR) = 8177 – 7596 = 581 kJ/kWh (7,6%)
(2) Jika laju uap dijaga konstan, maka kenaikan NHR mengakibatkan penurunan
daya keluar turbin):
(NKW) = - 0,0765/ (1 - 0,0765) = - 8,28%
Efek Tekanan Steam masuk Turbin thd Konsumsi Steam
Sebuah turbin memiliki performance curve sebagai berikut.
Perkirakan kenaikan konsumsi panas spesifik pada beban 600 MW, jika tekanan
uap masuk turbin turun dari 3500 menjadi 2400 kPa.
Dari kurva karakteristik di atas
NHR (3500 kPa) = 7450 Btu/kWh = 7860 kJ/kWh
NHR (2400 kPa) = 7700 Btu/kWh = 8124 kJ/kWh
(NHR) = 250 Btu/kWh = 264 kJ/kWh (3,3%)
atau kenaikan laju steam (pemborosan) pada 600 MW = 360000 kg/jam
(ekspansi di turbin, Δh = 440 kJ/kg)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Diketahui: Siklus Rankine seperti gambar
P3 = 8 MPa = 8000 kPa = 80 bar
T3 = 480oC
P4 = 8 kPa = 0,08 bar
wnet = 100 MW
Ditanya: seperti soal
Penyelesaian:
Langkah awal dilakukan analisis pada setiap proses
berdasarkan diagram alir dan diagram T-s, sebagai berikut:
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
1. Laju aliran panas masuk yang dibutuhkan ketel
uap dalam kW
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
2. Efisiensi Thermal Siklus
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Soal 4.2 Sebuah sistem pembangkit tenaga uap beroperasi dengan
siklus Rankine ideal, yang bekerja pada batas tekanan dari 3 MPa
dan 50 kPa. Temperatur uap pada sisi masuk turbin adalah 300oC,
jika laju aliran massa uap adalah 35 kg/s. Tentukanlah:
a. Gambarkan proses sistem dalam diagram T-s
b. Efisiensi Thermal Siklus
c. Kerja netto siklus
d. Daya output sistem pembangkit tenaga
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Langkah selanjutnya adalah dilakukan
analisis pada setiap
proses, untuk menyelesaikan pertanyaan
berikutnya:
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Siklus Rankine (Rankine Cycle)
Proses 4 – 1: Panas yang dibuang
kondensor untuk proses
kondensasi
Siklus Rankine (Rankine Cycle)

More Related Content

What's hot

Tugas ii (dasar perencanaan poros)
Tugas ii (dasar perencanaan poros)Tugas ii (dasar perencanaan poros)
Tugas ii (dasar perencanaan poros)Rinaldi Sihombing
 
Makalah Produksi bearing
Makalah Produksi bearingMakalah Produksi bearing
Makalah Produksi bearingAmrih Prayogo
 
Elemen Mesin 2 - Perencanaan Poros dengan Beban Puntir
Elemen Mesin 2 - Perencanaan Poros dengan Beban PuntirElemen Mesin 2 - Perencanaan Poros dengan Beban Puntir
Elemen Mesin 2 - Perencanaan Poros dengan Beban PuntirDewi Izza
 
Modul Praktik Memasang dan Melepas Bantalan Gelinding_Politeknik Manufaktur B...
Modul Praktik Memasang dan Melepas Bantalan Gelinding_Politeknik Manufaktur B...Modul Praktik Memasang dan Melepas Bantalan Gelinding_Politeknik Manufaktur B...
Modul Praktik Memasang dan Melepas Bantalan Gelinding_Politeknik Manufaktur B...Ir. Duddy Arisandi, ST, MT
 
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkanRumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkanHerry SR
 
Memahami Gambar Teknik
Memahami Gambar TeknikMemahami Gambar Teknik
Memahami Gambar TeknikAhmad Faozi
 
Menghitung daya transmisi dan
Menghitung daya transmisi danMenghitung daya transmisi dan
Menghitung daya transmisi danHarry Sanjaya
 
Motor diesel Presentation
Motor diesel PresentationMotor diesel Presentation
Motor diesel PresentationDimas Setyawan
 
Persamaan lapis batas laminar di atas plat rata
Persamaan lapis batas laminar di atas plat rataPersamaan lapis batas laminar di atas plat rata
Persamaan lapis batas laminar di atas plat ratarestuputraku5
 
Elemen Mesin II - Rantai
Elemen Mesin II - RantaiElemen Mesin II - Rantai
Elemen Mesin II - RantaiCharis Muhammad
 
Refraksi Oleh Permukaan Lengkung dan Lensa
Refraksi  Oleh Permukaan Lengkung dan LensaRefraksi  Oleh Permukaan Lengkung dan Lensa
Refraksi Oleh Permukaan Lengkung dan LensaPuspawijaya Putra
 
Mesin Konversi Energi
Mesin Konversi EnergiMesin Konversi Energi
Mesin Konversi Energi7Rahm4t
 
Generator ac (rev)
Generator ac (rev)Generator ac (rev)
Generator ac (rev)Imam Nugroho
 
Steam turbin
Steam turbinSteam turbin
Steam turbinGunadarma
 

What's hot (20)

Tugas ii (dasar perencanaan poros)
Tugas ii (dasar perencanaan poros)Tugas ii (dasar perencanaan poros)
Tugas ii (dasar perencanaan poros)
 
Makalah Produksi bearing
Makalah Produksi bearingMakalah Produksi bearing
Makalah Produksi bearing
 
Elemen Mesin 2 - Perencanaan Poros dengan Beban Puntir
Elemen Mesin 2 - Perencanaan Poros dengan Beban PuntirElemen Mesin 2 - Perencanaan Poros dengan Beban Puntir
Elemen Mesin 2 - Perencanaan Poros dengan Beban Puntir
 
Modul Praktik Memasang dan Melepas Bantalan Gelinding_Politeknik Manufaktur B...
Modul Praktik Memasang dan Melepas Bantalan Gelinding_Politeknik Manufaktur B...Modul Praktik Memasang dan Melepas Bantalan Gelinding_Politeknik Manufaktur B...
Modul Praktik Memasang dan Melepas Bantalan Gelinding_Politeknik Manufaktur B...
 
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkanRumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
Rumus menghitung kecepatan sinkron pada kelistrikkan
 
Memahami Gambar Teknik
Memahami Gambar TeknikMemahami Gambar Teknik
Memahami Gambar Teknik
 
Menghitung daya transmisi dan
Menghitung daya transmisi danMenghitung daya transmisi dan
Menghitung daya transmisi dan
 
Bab 07-poros1
Bab 07-poros1Bab 07-poros1
Bab 07-poros1
 
Motor diesel Presentation
Motor diesel PresentationMotor diesel Presentation
Motor diesel Presentation
 
Persamaan lapis batas laminar di atas plat rata
Persamaan lapis batas laminar di atas plat rataPersamaan lapis batas laminar di atas plat rata
Persamaan lapis batas laminar di atas plat rata
 
Elemen Mesin II - Rantai
Elemen Mesin II - RantaiElemen Mesin II - Rantai
Elemen Mesin II - Rantai
 
Turbin Uap
Turbin UapTurbin Uap
Turbin Uap
 
Refraksi Oleh Permukaan Lengkung dan Lensa
Refraksi  Oleh Permukaan Lengkung dan LensaRefraksi  Oleh Permukaan Lengkung dan Lensa
Refraksi Oleh Permukaan Lengkung dan Lensa
 
Mesin Konversi Energi
Mesin Konversi EnergiMesin Konversi Energi
Mesin Konversi Energi
 
Jenis-jenis Motor Listrik
Jenis-jenis Motor ListrikJenis-jenis Motor Listrik
Jenis-jenis Motor Listrik
 
Presentasi kp
Presentasi kpPresentasi kp
Presentasi kp
 
Sistem Propulsi pada Turbin Gas
Sistem Propulsi pada Turbin GasSistem Propulsi pada Turbin Gas
Sistem Propulsi pada Turbin Gas
 
Generator ac (rev)
Generator ac (rev)Generator ac (rev)
Generator ac (rev)
 
Steam turbin
Steam turbinSteam turbin
Steam turbin
 
Momentum dan impuls
Momentum dan impuls Momentum dan impuls
Momentum dan impuls
 

Similar to Ketel Dan Turbin Uap 8.pptx

Dokumen.tips turbin uap-kuliahppt
Dokumen.tips turbin uap-kuliahpptDokumen.tips turbin uap-kuliahppt
Dokumen.tips turbin uap-kuliahpptambarpratomo
 
Tugas sistem energi termal-ginanjar budiarsyah- 612019008
Tugas sistem energi termal-ginanjar budiarsyah- 612019008Tugas sistem energi termal-ginanjar budiarsyah- 612019008
Tugas sistem energi termal-ginanjar budiarsyah- 612019008GinanjarBudiarsyah
 
Modul thermodinamika (penyelesaian soal siklus pembangkit daya)
Modul thermodinamika (penyelesaian soal  siklus pembangkit daya)Modul thermodinamika (penyelesaian soal  siklus pembangkit daya)
Modul thermodinamika (penyelesaian soal siklus pembangkit daya)Ali Hasimi Pane
 
Siklus daya gas
Siklus daya gasSiklus daya gas
Siklus daya gasRock Sandy
 
Power point motor bensin
Power point motor bensinPower point motor bensin
Power point motor bensinawamku
 
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.pptPLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.pptPriyoNurmanto3
 
Model matematika
Model matematikaModel matematika
Model matematikadwi110892
 
Perancangan Turbin Gas Berbahan Bakar Biogas
Perancangan Turbin Gas Berbahan Bakar BiogasPerancangan Turbin Gas Berbahan Bakar Biogas
Perancangan Turbin Gas Berbahan Bakar BiogasSelly Riansyah
 
Contoh penyelesaian soal sistem refrigerasi
Contoh penyelesaian soal sistem refrigerasiContoh penyelesaian soal sistem refrigerasi
Contoh penyelesaian soal sistem refrigerasiAli Hasimi Pane
 
MESIN KONVERSI ENERGI I SIKLUS OTTO mesin
MESIN KONVERSI ENERGI I SIKLUS OTTO mesinMESIN KONVERSI ENERGI I SIKLUS OTTO mesin
MESIN KONVERSI ENERGI I SIKLUS OTTO mesinIKomangDiegoAntara
 
2. TERMODINAMIKA II-.pptx
2. TERMODINAMIKA II-.pptx2. TERMODINAMIKA II-.pptx
2. TERMODINAMIKA II-.pptxssuser997570
 
Soal termodinamika serta pembahsan
Soal termodinamika serta pembahsanSoal termodinamika serta pembahsan
Soal termodinamika serta pembahsanrohmatul ifani
 
Mke 15-4-15-laya-tugasharsa27
Mke 15-4-15-laya-tugasharsa27Mke 15-4-15-laya-tugasharsa27
Mke 15-4-15-laya-tugasharsa27Harsa Rizano
 
Sistem pembangkit tenag anew
Sistem pembangkit tenag anewSistem pembangkit tenag anew
Sistem pembangkit tenag anewIrul Anazz
 

Similar to Ketel Dan Turbin Uap 8.pptx (20)

Dokumen.tips turbin uap-kuliahppt
Dokumen.tips turbin uap-kuliahpptDokumen.tips turbin uap-kuliahppt
Dokumen.tips turbin uap-kuliahppt
 
Pembangkit Daya pada Turbin Uap
Pembangkit Daya pada Turbin UapPembangkit Daya pada Turbin Uap
Pembangkit Daya pada Turbin Uap
 
Tugas sistem energi termal-ginanjar budiarsyah- 612019008
Tugas sistem energi termal-ginanjar budiarsyah- 612019008Tugas sistem energi termal-ginanjar budiarsyah- 612019008
Tugas sistem energi termal-ginanjar budiarsyah- 612019008
 
Siklus Rankine dan Studi Kasus
Siklus Rankine dan Studi KasusSiklus Rankine dan Studi Kasus
Siklus Rankine dan Studi Kasus
 
Modul thermodinamika (penyelesaian soal siklus pembangkit daya)
Modul thermodinamika (penyelesaian soal  siklus pembangkit daya)Modul thermodinamika (penyelesaian soal  siklus pembangkit daya)
Modul thermodinamika (penyelesaian soal siklus pembangkit daya)
 
motor bensin
motor bensinmotor bensin
motor bensin
 
Siklus daya gas
Siklus daya gasSiklus daya gas
Siklus daya gas
 
2. PLTU (1).pptx
2. PLTU (1).pptx2. PLTU (1).pptx
2. PLTU (1).pptx
 
Power point motor bensin
Power point motor bensinPower point motor bensin
Power point motor bensin
 
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.pptPLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
 
Model matematika
Model matematikaModel matematika
Model matematika
 
Perancangan Turbin Gas Berbahan Bakar Biogas
Perancangan Turbin Gas Berbahan Bakar BiogasPerancangan Turbin Gas Berbahan Bakar Biogas
Perancangan Turbin Gas Berbahan Bakar Biogas
 
Contoh penyelesaian soal sistem refrigerasi
Contoh penyelesaian soal sistem refrigerasiContoh penyelesaian soal sistem refrigerasi
Contoh penyelesaian soal sistem refrigerasi
 
MESIN KONVERSI ENERGI I SIKLUS OTTO mesin
MESIN KONVERSI ENERGI I SIKLUS OTTO mesinMESIN KONVERSI ENERGI I SIKLUS OTTO mesin
MESIN KONVERSI ENERGI I SIKLUS OTTO mesin
 
Motor bakar
Motor bakarMotor bakar
Motor bakar
 
2. TERMODINAMIKA II-.pptx
2. TERMODINAMIKA II-.pptx2. TERMODINAMIKA II-.pptx
2. TERMODINAMIKA II-.pptx
 
Soal termodinamika serta pembahsan
Soal termodinamika serta pembahsanSoal termodinamika serta pembahsan
Soal termodinamika serta pembahsan
 
Pertemuan 7 boiler
Pertemuan 7  boiler Pertemuan 7  boiler
Pertemuan 7 boiler
 
Mke 15-4-15-laya-tugasharsa27
Mke 15-4-15-laya-tugasharsa27Mke 15-4-15-laya-tugasharsa27
Mke 15-4-15-laya-tugasharsa27
 
Sistem pembangkit tenag anew
Sistem pembangkit tenag anewSistem pembangkit tenag anew
Sistem pembangkit tenag anew
 

More from Marfizal Marfizal

More from Marfizal Marfizal (20)

MKE Pertemuan 3 edit ok.pptx
MKE  Pertemuan 3 edit ok.pptxMKE  Pertemuan 3 edit ok.pptx
MKE Pertemuan 3 edit ok.pptx
 
MKE Pertemuan 7 edit tampil okk.pptx
MKE  Pertemuan 7 edit tampil okk.pptxMKE  Pertemuan 7 edit tampil okk.pptx
MKE Pertemuan 7 edit tampil okk.pptx
 
Motor listrik.docx
Motor listrik.docxMotor listrik.docx
Motor listrik.docx
 
Pengaruh Pencampuran Bahan Bakar Terhadap Performa Sepeda Motor Matic.pdf
Pengaruh Pencampuran Bahan Bakar Terhadap Performa Sepeda Motor Matic.pdfPengaruh Pencampuran Bahan Bakar Terhadap Performa Sepeda Motor Matic.pdf
Pengaruh Pencampuran Bahan Bakar Terhadap Performa Sepeda Motor Matic.pdf
 
[Philip_A._Schweitzer]_Fundamentals_of_metallic_co(BookFi).pdf
[Philip_A._Schweitzer]_Fundamentals_of_metallic_co(BookFi).pdf[Philip_A._Schweitzer]_Fundamentals_of_metallic_co(BookFi).pdf
[Philip_A._Schweitzer]_Fundamentals_of_metallic_co(BookFi).pdf
 
Bahan ajar 12 2017
Bahan ajar 12  2017Bahan ajar 12  2017
Bahan ajar 12 2017
 
Bahan ajar 11 2017
Bahan ajar 11  2017Bahan ajar 11  2017
Bahan ajar 11 2017
 
Bahan ajar 10 2017
Bahan ajar 10  2017Bahan ajar 10  2017
Bahan ajar 10 2017
 
Bahan ajar 9 2017
Bahan ajar 9  2017Bahan ajar 9  2017
Bahan ajar 9 2017
 
Bahan ajar 8 2017
Bahan ajar 8  2017Bahan ajar 8  2017
Bahan ajar 8 2017
 
Bahan ajar 7 2017
Bahan ajar 7  2017Bahan ajar 7  2017
Bahan ajar 7 2017
 
Bahan ajar 6 2017
Bahan ajar 6  2017Bahan ajar 6  2017
Bahan ajar 6 2017
 
Bahan ajar 5 2017
Bahan ajar 5  2017Bahan ajar 5  2017
Bahan ajar 5 2017
 
Bahan ajar 4 2017
Bahan ajar 4  2017Bahan ajar 4  2017
Bahan ajar 4 2017
 
Bahan ajar 3 2017
Bahan ajar 3  2017Bahan ajar 3  2017
Bahan ajar 3 2017
 
Bahan ajar 2 2017
Bahan ajar 2  2017Bahan ajar 2  2017
Bahan ajar 2 2017
 
Mekanika fluida 1 pertemuan 10
Mekanika fluida 1 pertemuan 10Mekanika fluida 1 pertemuan 10
Mekanika fluida 1 pertemuan 10
 
Mekanika fluida 1 pertemuan 10 [autosaved]
Mekanika fluida 1 pertemuan 10 [autosaved]Mekanika fluida 1 pertemuan 10 [autosaved]
Mekanika fluida 1 pertemuan 10 [autosaved]
 
Mekanika fluida 1 pertemuan 9
Mekanika fluida 1 pertemuan 9Mekanika fluida 1 pertemuan 9
Mekanika fluida 1 pertemuan 9
 
Mekanika fluida 1 pertemuan 06,07,08
Mekanika fluida 1 pertemuan 06,07,08Mekanika fluida 1 pertemuan 06,07,08
Mekanika fluida 1 pertemuan 06,07,08
 

Recently uploaded

Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptxMateri Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptxarifyudianto3
 
Manual Desain Perkerasan jalan 2017 FINAL.pptx
Manual Desain Perkerasan jalan 2017 FINAL.pptxManual Desain Perkerasan jalan 2017 FINAL.pptx
Manual Desain Perkerasan jalan 2017 FINAL.pptxRemigius1984
 
Strategi Pengembangan Agribisnis di Indonesia
Strategi Pengembangan Agribisnis di IndonesiaStrategi Pengembangan Agribisnis di Indonesia
Strategi Pengembangan Agribisnis di IndonesiaRenaYunita2
 
10.-Programable-Logic-Controller (1).ppt
10.-Programable-Logic-Controller (1).ppt10.-Programable-Logic-Controller (1).ppt
10.-Programable-Logic-Controller (1).ppttaniaalda710
 
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++FujiAdam
 
4. GWTJWRYJJJJJJJJJJJJJJJJJJWJSNJYSRR.pdf
4. GWTJWRYJJJJJJJJJJJJJJJJJJWJSNJYSRR.pdf4. GWTJWRYJJJJJJJJJJJJJJJJJJWJSNJYSRR.pdf
4. GWTJWRYJJJJJJJJJJJJJJJJJJWJSNJYSRR.pdfAnonymous6yIobha8QY
 
MODUL AJAR PENGANTAR SURVEY PEMETAAN.pdf
MODUL AJAR PENGANTAR SURVEY PEMETAAN.pdfMODUL AJAR PENGANTAR SURVEY PEMETAAN.pdf
MODUL AJAR PENGANTAR SURVEY PEMETAAN.pdfihsan386426
 
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdfTEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdfYogiCahyoPurnomo
 
Metode numerik Bidang Teknik Sipil perencanaan.pdf
Metode numerik Bidang Teknik Sipil perencanaan.pdfMetode numerik Bidang Teknik Sipil perencanaan.pdf
Metode numerik Bidang Teknik Sipil perencanaan.pdfArvinThamsir1
 

Recently uploaded (9)

Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptxMateri Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
 
Manual Desain Perkerasan jalan 2017 FINAL.pptx
Manual Desain Perkerasan jalan 2017 FINAL.pptxManual Desain Perkerasan jalan 2017 FINAL.pptx
Manual Desain Perkerasan jalan 2017 FINAL.pptx
 
Strategi Pengembangan Agribisnis di Indonesia
Strategi Pengembangan Agribisnis di IndonesiaStrategi Pengembangan Agribisnis di Indonesia
Strategi Pengembangan Agribisnis di Indonesia
 
10.-Programable-Logic-Controller (1).ppt
10.-Programable-Logic-Controller (1).ppt10.-Programable-Logic-Controller (1).ppt
10.-Programable-Logic-Controller (1).ppt
 
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
 
4. GWTJWRYJJJJJJJJJJJJJJJJJJWJSNJYSRR.pdf
4. GWTJWRYJJJJJJJJJJJJJJJJJJWJSNJYSRR.pdf4. GWTJWRYJJJJJJJJJJJJJJJJJJWJSNJYSRR.pdf
4. GWTJWRYJJJJJJJJJJJJJJJJJJWJSNJYSRR.pdf
 
MODUL AJAR PENGANTAR SURVEY PEMETAAN.pdf
MODUL AJAR PENGANTAR SURVEY PEMETAAN.pdfMODUL AJAR PENGANTAR SURVEY PEMETAAN.pdf
MODUL AJAR PENGANTAR SURVEY PEMETAAN.pdf
 
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdfTEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
 
Metode numerik Bidang Teknik Sipil perencanaan.pdf
Metode numerik Bidang Teknik Sipil perencanaan.pdfMetode numerik Bidang Teknik Sipil perencanaan.pdf
Metode numerik Bidang Teknik Sipil perencanaan.pdf
 

Ketel Dan Turbin Uap 8.pptx

  • 1. Prepared by: anonymous Ketel Dan Turbin Uap Steam Turbine Theory
  • 2. Definisi Steam Turbine “Sebuah steam turbine didefinisikan sebagai suatu mesin yang mengubah energi steam menjadi energi kinetik dengan melakukan ekspansi melalui nozzle, dan energi kinetik yang dihasilkan oleh semburan steam yang diubah menjadi daya kerja pada sudu-sudu yang terdapat pada bagian yang berputar.“ Dengan kata lain: “Sebuah steam turbine adalah penggerak utama yang mengubah energi panas dari steam langsung menjadi energi putaran mesin.” Pendahuluan
  • 3. • Steam Turbine digerakkan oleh fluida : superheated steam atau saturated steam • Efisiensi Steam Turbine dipengaruhi oleh : diameter roda turbin, jumlah tingkat, panjang sudu, dan penampang bagian - b agian yang menghantarkan uap. • Kerja Steam Turbine dipengaruhi panas jatuh. Panas jatuh yang terjadi merupakan selisih entalpi yang terjadi pada turbin stage pertama dan terakhir akibat ekspansi uap. Pendahuluan
  • 4. MESIN TENAGA UAP Mesin tenaga uap merupakan jenis mesin pembakaran luar [gambar Dibawah]. Fluida kerja dengan sumber energi terpisah. Sumber energi kalor dari proses pembakaran digunakan untuk membangkitkan uap panas. Uap panas dibangkitkan didalam boiler atau sering disebut ketel uap. Untuk memperoleh uap dengan temperatur yang tinggi digunakan reheater. Pada reheater uap dipanaskan lagi menjadi uap panas lanjut sehingga temperaturnya naik. Selanjutnya uap panas dimasukan ke Turbin Uap.
  • 6. Pendahuluan  Steam merupakan air dalam wujud gas Definisi Steam
  • 7. Pendahuluan Superheated Steam Saturated Steam Proses Single stage Multi Stage High Pressure Intermediate Pressure Low Pressure Axial Radial Condensing •Full Condensing •Extraction-Condensing Non-Condensing •Back Pressure •Extraction-Back Pressure Output Input Efisiensi Konstruksi Turbin
  • 8. Condensing Turbine Non-Condensing Turbine Pendahuluan
  • 9. Radial Blade Turbine Axial Blade Turbine Pendahuluan
  • 10. Hero’s Aelopile Branca’s Steam Turbine Impulse Steam Turbine Reaction Steam Turbine Pendahuluan
  • 12. Pendahuluan T = Tempratur, K S = Entropi, Kj/Kg K P = Garis tekanan tetap (kPa) 1. Titik air jenuh 2. Air 3. Uap kering 4. Uap basah
  • 13. Pendahuluan Thermodynamics-Turbine Vapour Cycle with Superheat on T-h Diagram
  • 14. Pendahuluan Terdiri dari 4 proses : 1-2. Proses penekanan air dari kondenser ke boiler (isentropik) 2-3. Proses pemanasan air di boiler dan superheater (isobarik) 3-4. Proses ekspansi uap pada turbin uap (isentropik) 4-1. Proses pengembunan uap pada kondenser (isobarik)
  • 15. Analisis termodinamika • Kerja untuk penekanan : • Wp = h2 – h1 = v1 ( p2 – p1) kJ/kg. • Kalor untuk pemanasan : • Qin = h3 – h2 (kJ/kg) • Kerja Turbin : Wt = h3 – h4 (kJ/kg) • Kalor untuk pendinginan kondenser : • Qo = h4 – h1 (kJ/kg)
  • 16. Analisis termodinamika •Kerja netto siklus : •Wn = Wt – Wp = Qin – Qo •Efisiensi termal : • = Wn/Qin = (Qin – Qo)/Qin • = 1 - (Qo/Qin) • = 1 – (h4-h1)/(h3-h1)
  • 18.   m  h2  h1   m  h3  h2  Q in W C  W P  W t  m  h3  h4   m  h  h  4 1 Q out 2. Bagan Proses Tenaga Uap
  • 22. Tentukan efisiensi sebuah sistem turbin uap dgn kondisi aliran sebagai berikut: uap masuk turbin : saturated steam P2 = 2000 kPa uap masuk kondenser : P3 = 7,5 kPa. air keluar kondenser : air jenuh P4 = 7,5 kPa air masuk boiler: P1 = 2000 kPa
  • 23. Perhitungan dimulai dengan penentuan nilai h, s di setiap titik. (1) Titik 2, uap jenuh: P2 = 2000 kPa dan T2 = 212,4 o C h2 = 2799,5 kJ/kg (dari steam table) s2 = 6,3409 kJ/(kg.K) (dari steam table) (2) Titik 3, adalah uap hasil ekspansi yang akan masuk kondenser P3 = 7,5 kPa (diketahui) s3 = s2 = 6,3409 kJ/(kg.K) (2 - 3 dianggap ekspansi isentropik) Titik 3 merupakan campuran cair-jenuh dan uap-jenuh. Data kondisi jenuh dari steam table: entalpi, kJ/kg entropi, kJ/(kg.K) cair jenuh (A) 168,79 0,5764 uap jenuh (B) 2574,8 8,2515 Entropi titik 3 (campuran cair-uap): s3 = 6,3409 = x.sA + (1 - x).sB  x = 0,2489 x = fraksi cairan dalam aliran keluar turbin Entalpi titik 3: h3 = x.hA + (1 - x).hB  h3 = 1975,9 kJ/kg
  • 24. (3) Kerja pompa (persamaan mekanika fluida): wp = v . (P1 – P4) dengan: P1 = 2000 kPa; tekanan aliran keluar pompa dan masuk boiler P4 = 7,5 kPa; tekanan aliran masuk pompa, dari kondensor v1 = v2 = 1,008.10-3 m3 /kg (dari steam table); volum spesifik air dianggap konstan wp = 1,008.10-3 . (2000 – 7,5) = 2 kJ/kg (4) Titik 1 adalah cairan dingin (subcooled water dengan T1 < Tdidih). Entalpi h1 ditentukan dari neraca energi proses pemompaan 4 – 1: h1 - h4 = wp h1 = h4 + wp = 168,79 + 2 = 170,79 kJ/kg Sampai disini, semua data termodinamika air dan uap telah lengkap. Selanjutnya perhitungan kerja dan panas. (5) Kerja yang dihasilkan turbin (2 - 3): w = h3 - h2 = 1975,9 – 2799,5 = - 823,6 kJ/kg (keluar) (6) Kerja neto = kerja hasil ekspansi di turbin - kerja untuk pompa wnet = 2 - 823,6 = - 821,6 kJ/kg (7) Panas yang diserap (1 – 2): qin = h2 - h1 = 2799,5 – 170,79 = 2628,71 kJ/kg (8) Efisiensi siklus Rankine: 31,3% 100% x 2628,71 821,6 masuk panas neto kerja     
  • 25. Dari contoh soal di atas, beberapa hal perlu mendapat perhatian: a. kerja pompa relatif sangat kecil dibandingkan terhadap kerja hasil ekspansi di turbin (wp << w) b. wp sering diabaikan, sehingga entalpi air sebelum dan sesudah pompa dianggap sama c. efisiensi siklus dipengaruhi oleh kondisi uap di titik masuk turbin dan kondisi uap keluar turbin d. jumlah cairan dalam uap keluar turbin tergantung spesifikasi turbin masing-masing
  • 26. Efek Kenaikan Temperatur Uap thd Efisiensi Siklus
  • 27. Kondisi masuk turbin  superheated steam: T3a = 500 C (Td2000kPa = T3 = 212,4 C) P3a = 2000 kPa h3a = 3467,6 kJ/kg s3a = 7,4317 kJ/(kg.K) (1) kondisi 4a: P4a = 7,5 kPa (lihat contoh sebelumnya) s4a = s3a = 7,4317 kJ/(kg.K) (ekspansi isentropik) a). cair jenuh: sAa = 0,5764 kJ/(kg.K); hAa = 168,79 kJ/kg b). uap jenuh: sBa = 8,2515 kJ/(kg.K); hBa = 2574,8 kJ/kg xa = (s4a - sBa)/(sAa - sBa) = 0,1068 (kandungan air) h4a = xa.hAa + (1 – xa).hBa = 2317,8 kJ/kg
  • 28. (2) kondisi 1 dan 2 sama dengan contoh sebelumnya (3) w = h4a - h3a = 2317,8 – 3467,6 = -1149,8 kJ/kg wp = 2 kJ/kg (contoh sebelumnya) qin = h3a - h2 = 3467,6 – 170,79 = 3296,8 kJ/kg 100% x 3296,8 2 1149,8 q w + w masuk panas neto kerja = in p      = 34,8% (4) Kesimpulan dasar kenaikan temp. selisih (%) Temp. masuk turbin, o C 212,4 500 Kerja netto, kJ/kg 821,6 1147,8 39,7 Panas masuk, kJ/kg 2628,71 3296,8 25,4 Efisiensi siklus, % 31,3 34,8 11,2
  • 29. Efek Kenaikan Tekanan Uap thd Efisiensi Siklus
  • 30. Kondisi masuk turbin  superheated steam: T3’ = 500 C P3’ = 3000 kPa h3’ = 3456,5 kJ/kg s3’ = 7,2338 kJ/(kg.K) (1) kondisi 4': P4' = 7,5 kP (diketahui) s4' = s3' = 7,2338 kJ/(kg.K) (ekspansi isentropik) a). cair jenuh: sA' = 0,5764 kJ/(kg.K); hA' = 168,79 kJ/kg b). uap jenuh: sB' = 8,2515 kJ/(kg.K); hB' = 2574,8 kJ/kg x' = (s4' - sB')/(sA' - sB') = 0,1326 (kandungan air) h4' = x'.hA' + (1 – x').hB' = 2255,8 kJ/kg
  • 31. (2) w = h4' - h3' = 2255,8 – 3456,5 = -1200,7 kJ/kg wp = 1,008.10-3 . (3000 - 7,5) = 3,01 kJ/kg h2' = h1 + wp = 168,79 + 3,01 = 171,8 kJ/kg qin = h3' - h2' = 3456,5 – 171,8 = 3284,7 kJ/kg 100% x 3284,7 3,01) ( , q w + w masuk panas neto kerja = in p      7 1200  = 36,5% 3) Kesimpulan dasar kenaikan temp. kenaikan T dan P Temp. masuk turbin, o C 212,4 500 500 Tekanan masuk turbin, kPa 2000 2000 3000 Kerja netto, kJ/kg 821,6 1147,8 1197,7 Panas masuk, kJ/kg 2628,7 3296,8 3284,7 Efisiensi siklus, % 31,3 34,8 36,5
  • 32. Pemanasan Awal Air Umpan Boiler
  • 33. Kondisi-kondisi aliran yang diketahui (angka bold-italic = hasil hitungan): 1 2 3 4 5 6 7 sat. steam sat. water P, kPa 2000 400 7,5 7,5 400 400 2000 T, C 212,42 h, kJ/kg 2799,5 2507,3 1975,9 168,79 609,9 s, kJ/(kg.K) 6,3409 6,3409 6,3409 v, L/kg 1,008 1,086 Basis hitungan: m1 = 1 kg (m1 = m6 = m7 = m2 + m3) (1) h5 = h4 + v4 .(P5 - P4) = 168,79 + 1,008x10-3.(400 - 7,5) = 168,79 + 0,395 = 169,19 kJ/kg (2) neraca entalpi contact heater: m6.h6 = m2.h2 + m5.h5 609,9 = m2. 2507,3 + (1 - m2).169,19  m2 = 0,188 kg (3)h7 = h6 + v6 .(P7 - P6) = 609,9 + 1,086.10-3.(2000 - 400) = 611,6 kJ/kg (4) w = m1.(h2 - h1) + (m1 - m2).(h3 - h2) (hasil ekspansi di turbin) w = (2507,3 - 2799,5) + (1 - 0,188).(1975,9 – 2507,3) = - 723,7 kJ/(kg m1)
  • 34. 5) wnet =-723,7kJ/kg (kerja2pompadiabaikan) (6) qin =h1 -h7 =2799,5–611,6=2187,9kJ/kg (7) efisiensisiklus=723,7/2187,9=33% kenaikan temp. Kesimpulan siklusdasar masukboiler Temp.masukturbin,oC 212,4 212,4 Tek.masukturbin,kPa 2000 2000 Temp.masukboiler,oC sub-cooledwater 212,4(sat.water) Kerjanetto,kJ/kg 821,6 723,7 Panasmasuk,kJ/kg 2628,71 2187,9 Efisiensisiklus,% 31,3 33,0
  • 35. Ekspansi dalam Turbin Turbin merupakan salah satu bagian dalam siklus Rankine. Di dalam turbin, konversi energi termal uap menjadi energi mekanik melalui beberapa tahap, misalnya: • steam lewatkan nosel, sehingga terjadi penurunan tekanan dan kenaikan kecepatan • momentum steam keluar nosel digunakan untuk menggerakkan sudu- turbin.
  • 36. Kelompok atas dasar tahapan ekspansi a. turbin impuls: steam hanya mengalami ekspansi ketika lewat nosel dan tidak pada sudu-gerak. nosel sudu-gerak sudu-gerak sudu-gerak sudu-diam sudu-diam v v P P
  • 37. b. turbin reaksi: steam diekspansikan bertahap ketika lewat nosel dan sudu-gerak nosel sudu-gerak sudu-gerak sudu-gerak sudu-diam sudu-diam v v P P
  • 38. Kelompok atas dasar kondisi steam ketika keluar turbin a. back pressure turbine • steam keluar masih bertekanan relatif tinggi • turbin jenis ini banyak digunakan di pabrik kimia
  • 39. b. condensing turbine • steam keluar = saturated steam atau bahkan sebagian steam telah terkondensasi • jenis ini banyak digunakan di pembangkit listrik
  • 40. c. extraction/induction turbine • gabungan back-pressure dan condensing turbine dalam satu rumah casing • banyak digunakan dalam cogeneration
  • 41. Metode Peningkatan Performa Turbin Uap 1. Reheating (pemanasan ulang) Uap yang berekspansi di turbin dan hampir mencapai kondisi jenuh dipanaskan lagi dalam generator uap untuk kemudian dialirkan ke tingkat turbin berikutnya untuk berekspansi lebih lanjut.
  • 42. 2. Regenerative air umpan boiler sebelum masuk boiler dipanasi terlebih dahulu dengan uap panas yang diekstrak dari turbin sehingga dapat meminimalkan kalor input (qin) dari pembakaran bahan bakar
  • 43.  Penggunaan Turbin Uap:  Penggerak kapal  Utilitas (penggerak pompa dan kompresor)  Penghasil daya listrik (PLTU, PLTN, PLTP).  Keunggulan:  biaya operasional murah karena dapat menggunakan bahan bakar kualitas rendah  dapat menyediakan uap untuk proses dalam industri  Kerugian :  biaya investasi mahal karena ukurannya sangat besar  susah dipindahkan dan di-install  butuh waktu untuk starting
  • 44. Rugi-rugi internal turbin a. available work: entalpi steam yang mungkin dikonversi menjadi kerja b. stage work: entalpi steam yang terkonversi nyata menjadi kerja
  • 45. Rugi-rugi di dalam turbin satu tingkat : • nozzle reheat: rugi-rugi ketika steam diekspansikan di nosel secara adiabatik tak-reversibel dan mengakibatkan kenaikan temperatur steam (relatif terhadap temperatur jika steam diekspansikan isentropik) • blade reheat: ugi-rugi gesekan aliran steam ketika lewat sudu-gerak • windage losses: rugi-rugi gesekan ketika steam meninggalkan sudu- gerak • stage reheat: jumlah semua rugi-rugi dalam satu tahap ekspansi
  • 46. Efisiensi Isentropik dengan h1= entalpi steam masuk h2= entalpi steam keluar (nyata) h2,s = entalpi steam keluar (jika ekspansi isentropik, s2s = s1
  • 47. Rugi internal turbin banyak tingkat Reheat factor
  • 48. Efisiensi isentropik turbin banyak tingkat Efisiensi isentropik tergantung pada berbagai faktor, seperti: kapasitas dan kondisi steam masuk turbin. jenis turbin Kapasitas HP Efisiensi % Steam rate kg/kWh satu tingkat 500 30 11,4 lima tingkat 1000 55 6,30 tujuh tingkat 4000 65 5,30 sembilan tingkat 10000 75 4,54 disalin dari Perry, "Chem Engr. Handbook", ed. 5
  • 49. Konsumsi Steam Spesifik Konsumsi Uap Spesifik (specific steam rate): konsumsi steam per satuan waktu untuk menghasilkan satu satuan daya. w = he - hi W = m . (he - hi) dengan: w = energi/massa W = daya, kW atau HP m = laju massa steam, kg/jam h = entalpi spesifik steam, kJ/kg subskrip: i = inlet dan e = exit Konsumsi steam:
  • 50. TSR (Theoretical Steam Rate): Specific steam rate, jika ekspansi dilaksanakan secara isentropik. TSR = 1/ (hi - he) TSR dapat dinyatakan dalam berbagai satuan: Jika entalpi h dalam kJ/kg, maka TSR = 3600/(hi - he) kg/kWh Jika entalpi h dalam Btu/lb, maka TSR = 2545/(hi - he) lb/HPh ASR (Actual Steam Rate) Specific steam rate, jika ekspansi dilaksanakan secara adiabatik tak-reversibel. ASR = TSR /  dengan  = efisiensi isentropik
  • 51. Contoh Turbin steam dengan kapasitas 2 MW digerakkan dengan superheated steam (Pi = 2000 kPa, Ti = 500 C). Steam keluar turbin pada keadaan jenuh (Pe = 7,5 kPa). Efisiensi isentropik turbin 70%. Hitung konsumsi steam.
  • 52. Contoh Turbin steam dengan kapasitas 2 MW digerakkan dengan superheated steam (Pi = 2000 kPa, Ti = 500 C). Steam keluar turbin pada keadaan jenuh (Pe = 7,5 kPa). Efisiensi isentropik turbin 70%. (1) Data termodinamika steam (dari steam table) Pi = 2000 kPa dan Ti = 500 oC hi = 3467,6 kJ/kg dan si = 7,4317 kJ/(kg.K) (2) Pe = 7,5 kPa dan se = si = 7,4317 kJ/(kg.K)  campuran uap dan cair. uap: suap = 8,2515 kJ/(kg.K) ; huap = 2574,8 kJ/kg cair: scair = 0,5762 kJ/(kg.K) ; hcair = 168,79 kJ/kg fraksi uap: y = (7,4317-0,5764)/(8,2515-0,5764) = 0,893 he = 0,893 x 2574,8 + (1 - 0,893) x 168,79 = 2317,35 kJ/kg (3) TSR = 3600/(3467,6 – 2317,35,8) = 3,13 kg/kWh (4) ASR = 3,13/70% = 4,47 kg/kWh (5) Konsumsi steam: m = W.ASR = 2000. 4,47 = 8940 kg/jam
  • 53. Contoh Spesifikasi Turbin Uap 12.5 MW generator pumpa BFW kompresor gas proses 1 Shaft Power, kW 12500 1338.3 2557 2 Speed, rpm 3000 4200 6596 3 Steam inlet Conditions: Normal Normal Normal 4 Pressure, kg/cm2G 59.8 17.6 59.8 5 Temperature, oC 445 316 445 6 Flow, kg/h 101.305 - 21500 7 Steam Extraction Condition: Normal Normal Normal 8 Pressure, kg/cm2G 42 - - 9 Temperature, oC - - - 10 Flow, kg/h 90720 - - 11 Steam Exhaust: Normal Normal Normal 12 Pressure, mmHg/abs 101.6 3.9 3.9 13 Cooling Water - Sea Water Normal Normal Normal 14 Allow. Temp. Rise, oC 17 16.6 16.6 15 Max. Inlet Temp. oC 29.4 - 29.4 16 Max. Press. Drop kg/cm2 1.0 1.0 1.0
  • 54.
  • 55. Konsumsi Panas Spesifik (Heat Rate) turbin untuk produksi energi listrik a. GHR (Gross Heat Rate, konsumsi panas spesifik bruto): b. NHR (Net Heat Rate, konsumsi panas spesifik netto): Listrik netto setelah dikurangi dengan konsumsi listrik untuk sistem pembangkit listrik yang bersangkutan (pompa, blower, penerangan dll).
  • 56. c. PNHR (plant net heat rate) : (ef. boiler) = efisiensi boiler [%aux. power] = daya yang diserap oleh internal power plant
  • 57. Konsumsi panas spesifik dipengaruhi berbagai faktor. • Penurunan tekanan kondensor akan menurunkan NHR atau PNHR. • Temperatur uap masuk turbin mempengaruhi heat rate. • Pemanasan awal udara pembakaran (air preheating) sebelum masuk boiler dapat mengurangi konsumsi panas spesifik sebesar 2%. Air preheating ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan panas sensibel gas cerobong. • Hilang tekanan (pressure drop) di saluran uap dapat meningkatkan heat rate. • Efisiensi turbin mempengahur heat rate. Faktor di atas perlu mendapat perhatian dalam program penghematan energi.
  • 58. Contoh Efek Tekanan Kondensor thd Konsumsi Steam Sebuah turbin memiliki performance curve sebagai berikut.
  • 59. Perkirakan kenaikan konsumsi steam dan penurunan daya turbin jika tekanan kondensernya naik dari 2,5 menjadi 4,5 inHg absolut. Dari kurva karakteristik di atas: NHR (2,5 inHg) = 7200 Btu/kWh = 7596 kJ/kWh NHR (4,5 inHg) = 7750 Btu/kWh = 8177 kJ/kWh (1) Jika daya turbin tetap, maka heat rate (konsumsi steam) meningkat: (NHR) = 8177 – 7596 = 581 kJ/kWh (7,6%) (2) Jika laju uap dijaga konstan, maka kenaikan NHR mengakibatkan penurunan daya keluar turbin): (NKW) = - 0,0765/ (1 - 0,0765) = - 8,28%
  • 60. Efek Tekanan Steam masuk Turbin thd Konsumsi Steam Sebuah turbin memiliki performance curve sebagai berikut.
  • 61. Perkirakan kenaikan konsumsi panas spesifik pada beban 600 MW, jika tekanan uap masuk turbin turun dari 3500 menjadi 2400 kPa. Dari kurva karakteristik di atas NHR (3500 kPa) = 7450 Btu/kWh = 7860 kJ/kWh NHR (2400 kPa) = 7700 Btu/kWh = 8124 kJ/kWh (NHR) = 250 Btu/kWh = 264 kJ/kWh (3,3%) atau kenaikan laju steam (pemborosan) pada 600 MW = 360000 kg/jam (ekspansi di turbin, Δh = 440 kJ/kg)
  • 62. Siklus Rankine (Rankine Cycle) Diketahui: Siklus Rankine seperti gambar P3 = 8 MPa = 8000 kPa = 80 bar T3 = 480oC P4 = 8 kPa = 0,08 bar wnet = 100 MW Ditanya: seperti soal Penyelesaian: Langkah awal dilakukan analisis pada setiap proses berdasarkan diagram alir dan diagram T-s, sebagai berikut:
  • 67. Siklus Rankine (Rankine Cycle) 1. Laju aliran panas masuk yang dibutuhkan ketel uap dalam kW
  • 68. Siklus Rankine (Rankine Cycle) 2. Efisiensi Thermal Siklus
  • 69. Siklus Rankine (Rankine Cycle) Soal 4.2 Sebuah sistem pembangkit tenaga uap beroperasi dengan siklus Rankine ideal, yang bekerja pada batas tekanan dari 3 MPa dan 50 kPa. Temperatur uap pada sisi masuk turbin adalah 300oC, jika laju aliran massa uap adalah 35 kg/s. Tentukanlah: a. Gambarkan proses sistem dalam diagram T-s b. Efisiensi Thermal Siklus c. Kerja netto siklus d. Daya output sistem pembangkit tenaga
  • 71. Siklus Rankine (Rankine Cycle) Langkah selanjutnya adalah dilakukan analisis pada setiap proses, untuk menyelesaikan pertanyaan berikutnya:
  • 79. Siklus Rankine (Rankine Cycle) Proses 4 – 1: Panas yang dibuang kondensor untuk proses kondensasi