Elements of Steam Power Plant

Elements of Steam Power Plant

Steam TurbineSteam turbine (turbin uap) adalah mesin kalor

yang mengkonversi energi termal dari steam menjadi perputaran poros (energi kinetik) dan kemudian akibatnya dapat menghasilkan energi listrik.

80% listrik yang di gunakan di seluruh dunia di hasilkan oleh steam turbine.

Steam TurbineKlasifikasi Turbin Uap

Turbin uap dapat diklasifikasikan atas dasar :1. Ada tidaknya kondensasi uap keluar turbin2. Jenis tingkatnya 3. Arah alirannya

Steam TurbineBerdasar ada tidaknya kondensasi uap :1. Unit kondensasi uap air keluar lebih kecil

dari tekanan atmosfer2. Tidak ada unit kondensasi uap keluar

dengan tekanan lebih besar dari tekanan atmosfer

Steam TurbineBerdasarkan jenis tingkatnya :1. Turbin uap tersusun tandem2. Turbin uap tersusun melintang

Steam TurbineBerdasarkan arah tingkat tekanannya: 1. Impulse2. Reaction

Heat ExchangerHeat Exchanger adalah alat yang di gunakan

untuk mentransfer energi termal (entalpi) antara dua fluida atau lebih atau antara fluida dan permukaan benda lainnya pada temperatur berbeda. Pada prosesnya biasanya tidak menggunakan panas eksternal dan interaksi kerja.

Heat ExchangerBerikut jenis – jenis heat exchanger :Nama Aplikasi

Shell and Tube Heat Exchanger

Industri petroleum, Industri kimia, dsb.

Double Pipe Heat Exchanger Keunggulannya tidak perlu tempat yg luas.

Compact Heat Exchanger Industri ammonia, Industri syngas, Industri gas alam

Plate and Frame Exchanger Industri makanan

Spiral Heat Exchanger Keunggulannya mudah di bersihkan

Regenerative Heat Exchanger Bottoming Cycle Power Plant

Scrapped Surface Heat Exchanger

Industri kimia, industri farmasi

Transversed High-Finned Exchanger

Topping Cycle Power Plant

Shell and Tube Heat Exchanger

Shell and Tube Heat ExchangerKonstruksinya tersusun oleh tabung – tabung

silindris kecil (tube) yang dilapisi oleh tabung berdiameter lebih besar (shell).

Dengan mengatur jumlah baffle dan diameter tube maka akan didapatkan panas yang di butuhkan untuk memanaskan atau mendinginkan fluida.

Double Pipe Heat Exchanger

Konstruksi dari double pipe heat exchanger setiap tabung yang berdiameter lebih besar (outer pipe) memiliki tabung yang berdiameter lebih kecil (inner pipe)didalamnya. Inner pipe memiliki sirip/fins yang berguna dalam proses perpindahan panas.

Plate and Frame Heat Exchanger

Heat Exchanger jenis ini terbuat dari plat – plat tipis yang memiliki permukaan berbeda – beda. Umumnya tidak bisa digunakan pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi.

Jenis Heat Exchanger lainnyaDouble Pipe Heat Exchanger

Scrapped Surfaces Heat Exchanger

Regenerative Heat Exchanger

Spiral Heat Exchanger

KondenserKondenser adalah sebuah alat yang

mengkompresi steam dengan tekanan di bawah tekanan atmosfir sehingga fasa steam berubah.

Kondenser terbagi menjadi 2 jenis : 1. Surface condenser2. Jet condenser

Surface CondenserPada surface condenser tidak ada kontak

langsung antara steam dan air pendingin. Dan hasil kondensasi dapat digunakan ulang di reboiler.

Tiga jenis surface condenser : 1. Downflow condenser 2. Centralflow condenser3. Evaporation condenser

Surface Condenser1. Downflow condenser

Prinsip kerjanya : steam dan udara masuk dari atas kondenser, kemudian hasil kondensasi mengalir pipa yang di bawah sedangkan steam yang belum terkondensasi mengalir ke samping karena berat lebih ringan di banding hasil kondensasi

Surface Condenser2. Centralflow condenser

Prinsip kerjanya : steam dan udara masuk dari atas kondenser, kemudian udara di pompakan dari tengah kondenser ,lalu steam bergerak secara radial menuju ke tengah kondenser. Setelah steam terkondensasi lalu hasilnya turun dan mengalir ke bawah.

Surface Condenser3. Evaporation condenser

Prinsip kerjanya : pada kondensor ini steam di kondensasikan melewati tabung – tabung dan cooling waterfalls dalam bentuk spray (semprotan)

Surface CondenserKelebihan surface condenser :1. Hasil kondensasi dapat digunakan sebagai air umpan2. Cooling water (air pendingin) berkualitas paling

rendah pun bisa digunakan karena air pendingin tersebut tidak melakukan kontak langsung dengan steam.

3. Tingkat kevakuman yang tinggi. Sehingga meningkatkan efisiensi termal dari pembangkit listrik

Kekurangan surface condenser :4. Ongkos konstruksi mahal5. Ongkos operasi dan maintenance mahal6. Memerlukan tempat yang cukup luas

Jet CondenserKebalikan dari sistem surface condenser, pada jet

condenser steam berhubungan kontak langsung dengan air pendingin. Maka temperatur keluar dari air pendingin dan steam sama.

Bagian – bagian dari jet condenser :1. Nozzles untuk mengkondensasikan air2. Steam inlet3. Mixing chamber (jenis-jenis jet condenser dibedakan

dari tipe pemasangan mixing chamber; parallel flow type dan counter flow type)

4. Hot well

Jet Condenser

Prinsip kerjanya :

air di semprotkan melalui nozzle dan bercampur dengan steam kemudian udara pada sistem dikeluarkan oleh pompa pada atas kondenser

Pompa

Adalah mesin yang digunakan untuk memindahkan fluida dari suatu tempat yang rendah ketempat yang lebih tinggi, atau dari suatu tempat yang bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan lebih tinggi dengan melewatkan fluida tersebut pada sistem perpipaan.

PompaKlasifikasi pompa

1. Cara memindahkan fluidanya2. Kondisi kerja pompa3. Jenis penggeraknya4. Sifat zat cair yang di pindahkan

1. Cara Memindahkan Fluidanyaa. Positive Displacement Pump (Displacement

Pump)Displacement Pump adalah pompa dengan volume ruangan yang berubah secara periodik dari besar ke kecil atau sebaliknya.

b. Non-Positive Displacement Pump (Dynamic Pump)Dynamic Pump adalah pompa dengan volume ruangan yang tidak berubah.

Pompa

2. Kondisi Kerja Pompaa. kondisi hisap dan tekan (Gambar a)

Ps<Pb ; Hs>0 ; Hd>0 sehinnga Hz=Hd+Hs

b. kondisi hisap dan tekan (Gambar b)Ps>Pb ; Hs<0 ; Hd>0 sehinnga Hz = Hd-Hs

c. kondisi sistem siphon ( Gambar c)Ps>Pb ; Hs<0 ; Hd>0 sehinnga Hz = Hs-Hd

Pompa

3. Jenis Penggeraknyaa. pompa tangan (hand driven pump)b. pompa mekanis

4. Sifat zat cair yang dipindahkana. pompa air panasb. pompa panas berlumpurc. pompa untuk cairan kentald. pompa untuk cairan korosite. pompa minyak: bensin, solar, residu

Pompa

1. Pump Performance2. Head total (efektif)

Het = ((Pd – Ps )/γ) + H z + ΣHs + Σ Hd +((Vd2 –Vs2)/2g)3. Daya air ( water Horse Power,WHP)

Whp = γ x Q x Hef = ρ x g x Hef

4. Daya PompaP = Whp / ηp

5. Kecepatan Spesifik nq = n (Q / 4 H 3 )

GeneratorGenerator / Alternator : adalah mesin yang

mengkonversi energi mekanik menjadi energi listrik. Sumber energi mekanik yang digunakan berasal dari steam turbine, turbin air, turbin angin, dan sebagainya.

Sedangkan mesin yang mengkonversi energi listrik menjadi energi mekanik adalah motor.

Generator