Laporan PLTU Mini

7/21/2019 Laporan PLTU Mini

1/23

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) adalah pembangkit listrik ang

mengg!nakan "l!ida ker#a air. Air dipanaskan pada t!ngk!$b%iler sehingga ber!bah

"asa men#adi !ap& kem!dian !ap ini lah ang dig!nakan !nt!k mem!tar t!rbin ang

dik%pel dengan generat%r !nt!k menghasilkan listrik. Pembangkit listrik tenaga !ap

terdiri dari beberapa peralatan !tama diantarana' b%iler& t!rbin& generat%r& dan

k%ndens%r. istem pembangkit ini menghasilkan s!at! sikl!s tert!t!p ang

dinamakan sikl!s rankine. Pada praktik!m ini kita akan mempela#ari bagaimana

sikl!s rankine beker#a& dimana prinsip dasar dari sikl!s ini adalah meman"aatkan

kembali !ap panas ang mengalir melal!i t!rbin !nt!k menaikan e"isiensi

pembangkit.

angat penting bagi kita !nt!k memahami prinsip ker#a PLTU beserta sikl!sna.

arena #ika dibandingkan dengan sistem pembangkit ang lain& pembangkit listrik

memiliki beberapa ke!ngg!lan. PLTU Dapat di%perasikan dengan mengg!nakan

berbagai #enis bahan bakar seperti padat&*air&gas. elain it!& PLTU relati" memp!nai

!sia ang lama sehingga men#adi salah sat! sistem pembangkit ang sangat baik.


2/23

I.+. Identi"ikasi ,asalah

Berdasarkan latar belakang diatas& maka dapat diidenti"ikasi masalah sebagai berik!t '

1. Bagaimanakah prinsip ker#a pembangkit listrik tenaga !ap-+. Bagaimana *ara menghit!ng daa ang dihasilkan dari seb!ah pembangkit

listrik tenaga !ap sederhana-

I.. T!#!an Per*%baan

,empela#ari dan memahami *ara ker#a dan prinsip ker#a pembangkit listrik

tenaga !ap.

I./. ,et%da Per*%baan

,et%da per*%baan ang dig!nakan pada praktik!m ini adalah met%da

eksperimen. Dimana per*%baan ini mengg!nakan alat pembangkit listrik tenaga !ap

mini dengan mengg!nakan bahan bakar k%mp%r. Pada praktik!m ini #!ga dig!nakan

alat0alat !k!r !nt!k beberapa besaran "isis seperti tekanan& temperat!r& la#! alir& dan

lain0lain

I.. istematika Pen!lisan

Bab I ' Berisi latar belakang& identi"ikasi masalah& t!#!an per*%baan& met%da

(kerangka per*%baan)& sistimatika pen!lisan& 2akt! dan tempat per*%baan

Bab II ' ,en#elaskan tentang materi ata! pengertian tentang k%n3ersi energ pada

pembangkit hidr% p%2er

Bab III ' Berisi alat0alat ang dig!nakan pada per*%baan dan pr%sed!r per*%baan

Bab I4 ' Berisi pembahasan t!gas pendah!l!an ang diberikan pada m%d!l

I.5. 6akt! dan Tempat Per*%baan


3/23

6akt! per*%baan ' elasa& 17 ,aret +71

Tempat per*%baan ' Lab%rat%ri!m 8isika Energi Pr%di 8isika 8,IPA UNPAD

BAB II


4/23

TIN9AUAN PUTAA

II.1. Dasar Term%dinamika

II.1.1. ikl!s Term%dinamika

ikl!s term%dinamika mer!pakan s!at! !r!tan pr%ses ang bera2al dan berakhir

pada keadaan ang sama. Pada akhir sikl!s& sem!a si"at akan memiliki nilai ang

sama dengan k%ndisi a2al. Dengan demikian& maka dalam sat! sikl!s sstem tidak

akan mengalami per!bahan nett%. Pada s!at! keadaan tertent!& setiap si"at memiliki

nilai tertent! ang dapat ditent!kan tanpa perl! mengetah!i bagaimana sstem dapat

men*apai keadaan terseb!t. Dengan demikian& per!bahan nilai s!at! si"at pada

sstem akan berpindah dari s!at! keadaan ke keadaan lain sangat ditent!kan %leh

keadaan a2al dan akhir serta tidak dipengar!hi %leh langkah per!bahan ang ter#adi.

II.1.+. Pr%perti dan Pr%ses

Pr%perti dari s!at! bahan adalah #!mlah k!antitati" ang dapat di!k!r ata!

dihit!ng !nt!k mengetah!i k%ndisi keadaan tertent! pada bahan. Pr%pert ini

misalna massa& tekanan& temperat!re& 3%l!me& entalpi& dan entr%pi. Pr%ses adalah

seb!ah hal perlak!an ang ter#adi !nt!k meng!bah pr%pert. Pada term%dinamika

pr%ses baiasana melibatkan trans"er energ seperti ' pemanasan& pendinginan&

penekanan (k%mpresi)& pengembangan (ekspansi)& pengad!kan& ata! pem%mpaan.

II.1.. Tekanan

Tekanan adalah gaa n%rmal (8) tegak l!r!s ang diberikan %leh s!at! "l!ida

persat!an l!as benda (A) ang terkena gaa terseb!t.


5/23

P=F

A (1)

Tekanan sebenarna ata! a*t!al s!at! p%sisi tertent! diseb!t dengan tekanan

abs%l!t sedangkan tekanan ang diba*a %leh s!at! alat !k!r diseb!t dengan tekanan

gage ata! tekanan 3ak!m.

II.1./. Temperat!r

Temperat!r adalah !k!ran panas0dinginna dari s!at! :at. Panas dinginna s!at!

:at berkaitan dengan energ termal ang terkand!ng dalam :at terseb!t. ,akin besarenerg termalna& makin besar temperat!rna. ehingga& temperat!re dari s!at!

benda menatakan keadaan termal benda terseb!t dan kemamp!an benda !nt!k

bert!kar energ dengan benda lain ang bersent!han dengan benda terseb!t.

II.1.. istem

istem s!at! massa ata! daerah ang dipilih& !nt!k di#adikan %bek analisis. Ada

tiga ma*am sstem term%dinamika& ait! '

1. istem tert!t!p

Dalam sstem tert!t!p& massa dari sistem ang dianalisis tetap dan tidak ada

massa kel!ar dari sistem ata! mas!k kedalam sistem& tetapi 3%l!mena bias

ber!bah. Hana panas ata! ker#a ang dapat kel!ar mas!k sistem. Dengan kata

lain sistem tert!t!p berisi materi ang sama dimana perpindahan massa melal!i

batas sistem tidak mem!ngkinkan.

+. istem terb!kaDalam sistem terb!ka& energi dan massa dapat kel!ar sistem ata! mas!k

kedalam sistem mele2ati batas sistem.

. istem teris%lasiTidak ada pert!karan massa dan energi sistem dengan lingk!ngan. Dengan

kata lain& sistem tidak terpengar!h sama sekali %leh lingk!ngan.

II.1.5. H!k!m Pertama Term%dinamika


6/23

H!k!m pertama term%dinamika dikenal dengan prinsip k%n3ersi energ ang

menatakan bah2a energi tidak dapat di!bah dari bent!k sat! ke bent!k lainna.

II.+. T!rbin Uap

T!rbin !ap termas!k mesin tenaga ata! mesin k%n3ersi energi dimana hasil

energina diman"aatkan mesin lain !nt!k menghasilkan daa.T!rbin !ap dig!nakan

sebagai penggerak m!la PLTU& seperti !nt!k menggerakkan p%mpa& k%mpres%r dan

lain0lain. Di dalam t!rbin ter#adi per!bahan energi p%tensial !ap men#adi enegi

kinetik ang kem!dian di!bah kembali men#adi energi mekanik pada p%r%s t!rbin&

selan#!tna energi mekanik di!bah men#adi energi listrik pada generat%r. Energi

mekanis ang di hasilkan dalam bent!k p!taran p%r%s t!rbin dapat se*ara langs!ng

ata! dengan bant!an r%da gigi red!ksi dih!b!ngkan dengan mekanisme ang

digerakkan.

;ambar 1. T!rbin Uap

t!rbin !ap memp!nai kelebihan lain antara lain'


7/23

1. Pengg!naan panas ang lebih baik.

+. Peng%ntr%lan p!taran ang lebih m!dah.

. Tidak menghasilkan l%n*atan b!nga api listrik./. Uap bekasna dapat dig!nakan kembali !nt!k pr%ses.

II.. istem Tenaga Uap

;ambar +. kema PLTU sederhana

;ambar diatas mer!pakan skema pembangkit listrik tenaga !ap sederhana ang

terdiri dari k%mp%nen0k%mp%nen sebagai berik!t '

A. istem t!rbin !ap

B. !plai energi


8/23

1. ikl!s terb!ka& dimana sisa !ap dari t!rbin langs!ng di pakai !nt!k keperl!an

pr%ses.

+. ikl!s tert!t!p& dimana !ap bekas dari t!rbin diman"aatkan kembali dengan

dara mendinginkana di k%ndens%r& kem!dian di alirkan kembali ke p%mpa

dan seter!sna sehingga mer!pakan sikl!s tert!t!p.

;ambar . Diagram alir sikl!s rankine

Pada turbin :

Uap dari b%iler pada k%ndisi 1 ang memp!nai temperat!r dan tekanan tinggi

mengalami ekspansi didalam t!rbin sehingga menghasilkan ker#a dan kem!dian !ap

kel!ar dari t!rbin pada k%ndisi + dengan tekanan ang lebih rendah.

eseimbangan energi '


9/23

(+)

m > la#! aliran massa "l!ida ker#a

WT $ m > la#! ker#a ang dibangkitkan persat!an massa

h1 > entalpi pada titik 1

h+ > entalpi pada titik +

41 > ke*epatan "l!ida pada titik 1

4+ > ke*epatan "l!ida pada titik +

:1 > ketinggian pada titik 1

:+ > ketinggian pada titik +

g > gra3itasi

Pada Kondenser :

Ter#adi perpindahan kal%r dari !ap ke aliran air pendingin pada aliran ang

terpisah. ehingga !ap mengk%ndensasi dan air mengalami kenaikan s!h!.


10/23

Qout $ m > la#! energi ang dipindahkan %leh kal%r dari "l!ida ker#a ke air

pendingin per sat!an massa.

Pada Pompa :

la#! perpindahan energi dari s!mber energi ke "l!ida ker#a persat!an

massa ang mas!k ke b%iler.

Efisiensi Termal :

E"isiensi termal adalah #!mlah energi ang diberikan ke "l!ida ker#a pada b%iler

ang dir!bah ke ker#a %!tp!t.

(5)

er#a bersih %!tp!t sama dengan kal%r bersih inp!t& maka'

(?)


11/23


12/23

. E"isiensi termal sikl!s '

Uap men!r!t keadaana ada #enis (lit 1. hal C) ait! '

1. Uap basah& dengan kadar !ap 71

+. Uap #en!h (sat!rated 3ap%r)& dengan kadar !ap > 1

. Uap kering (!per heated 3ap%r)

BAB III


13/23

,ETFDA PE=


14/23

5. ,engamati lamp! indi*at%r. etika lamp! indi*at%r m!la menala&

meng!k!r k!at ar!s dan teganganna.

?. ,elan#!tkan peng!k!ran ar!s dan tegangan !nt!k setiap selang 2akt!

tertent! sampai tegangan dan ar!s ang ter!k!r relati" k%nstan.

@. ,ematikan t!ngk!.C. ,elak!kan pr%sed!r ang sama dari n%m%r + sampai dengan @ !nt!k

pengamatan ked!a.

BAB I4

DATA DAN PE,BAHAAN

/.1. Data Per*%baan

Pada per*%baan& dig!nakan "l!ida ker#a air sebesar d!a liter dan empat liter&

kem!dian di!k!r s!h! dan tekanan pada b%iler& s!h! pada t!rbin& serta ar!s dan

tegangan ang dihasilkan. Diper%leh data sebagai berik!t '


15/23

/.1.1. !h! dan Tekanan B%iler

/.1.1.1. 4%l!me Air + liter

Tabel /.1. !h! dan Tekanan B%iler

/.1.1.+. 4%l!me Air / liter

Tabel /.1. !h! dan Tekanan B%iler !nt!k 8l!ida er#a Air + Liter

2akt!(menit)

s!h!(


16/23

15 C7 7

1? C/ /

1@ C? 1C C@ ?

+7 177 C

+1 17+ 17

/.1.+. !h! B%iler& Ar!s dan Tegangan ang Dihasilkan/.1.+.1. 4%l!me Air + Liter

Tabel /.. !h! B%iler& Ar!s dan Tegangan !nt!k 8l!ida er#a Air + Liter

2akt!

(menit)

s!h!

(


17/23

1 // 7.7+

+ @+ +. 7.71

C5 + 7.71/ C5 1.C 7

C? 1.@ 7

5 C? 1.? 7

? C? 1.? 7

/.+. Peng%lahan Data dan Pembahasan/.+.1. ,enghit!ng Debit Air Pada T!rbin

Debit adalah la#! air ang mas!k men!#! t!rbin ang dide"inisikan sebagai #!mlah

3%l!me air ang mas!k per 2akt! '

Q=V

t

(C)

Nam!n pada per*%baan ini tidak di!k!r 3%l!me air ang mas!k men!#! t!rbin dan

2akt! ang dib!t!hkan sehingga tidak bisa didapatkan nilai debit airna.

/.+.+. ,enghit!ng Entalpi Uap Air Pada T!rbin

Entalpi !ap ang di*ari adalah entalpi !ap ang mas!k (h1) dan kel!ar dari t!rbin (h+).Entalpi !ap didapatkan dengan mengg!nakan literat!rn tabel re"erensi.

/.+.+.1. 4%l!me Air + Liter

Tabel /.. Entalpi Uap ,as!k dan el!ar T!rbin 4%l!me Air + Liter


18/23

s!h!

(


19/23

/.+.. ,enghit!ng Daa Listrik ang Dihasilkan

Unt!k menghit!ng daa listrik ang dihasilkan t!rbin dig!nakan persamaan berik!t '

P=(h1h2 )m (17)

Dengan P adalah daa ang dihasilkan t!rbin& h1 adalah entalpi !ap ang men!#!

t!rbin& h+ adalah entalpi !ap ang kel!ar t!rbin& dan m adalah massa !ap. edangkan

daa listrik ang dihasilkan adalah sebesar '

P=I V (11)

Dengan P adalah daa listrik ang dihasilkan& I dan 4 adalah ar!s dan tegangan ang

dihasilkan. Unt!k men*ari e"isiensi& dig!nakan persamaan berik!t '

=Pout

P100

Dengan P%!t adalah daa listrik ang dihasilkan dan Pin adalah daa t!rbin.

/.+..1. 4%l!me Air + Liter

Tabel /.5. Entalpi Uap ,as!k dan el!ar T!rbin 4%l!me Air + Liter

s!h!

(


20/23

5 C

C5

+55C.5

++5?.

76.433

65 7 0

C5

+55C.5

++5?.

76.433

65 7 0

/.+..+. 4%l!me Air / Liter

Tabel /.5. Entalpi Uap ,as!k dan el!ar T!rbin 4%l!me Air + Liter

s!h!

(


21/23

Ini dikarenakan kal%r ang dib!t!hkan !nt!k mendidihkan air sebanding

dengan #!mlah 3%l!me& semakin besar 3%l!me "l!ida ker#a& semakin besar p!la kal%r

ang dib!t!hkan dan akan memakan 2akt! ang lebih lama p!la. elain it!& pada

PLTU mini ini tidak dig!nakan *%ndenser sehingga sikl!s ang ter#adi adalah sikl!s

terb!ka. Didapatkan !ap ang terb!ang pada 3%l!me + liter adalah sebesar 1C7mL

sedangkan !nt!k 3%l!me / liter dihasilkan !ap terb!ang sebesar +17mL. Nilai

terseb!t mempengar!hi daa listrik ang dihasilkan.

,assa !ap ang besar akan menghasilkan daa ang besar p!la. 9ika diambil

*%nt%h& !nt!k 3%l!me + liter pada s!h! +< dihasilkan daa ?5&/6 sedangkan !nt!k

3%l!me / liter dihasilkan @/&6. Ini men!n#!kan semakin besar massa !ap ang

dihasilkan maka ker#a t!rbin semakin besar dan menghasilkan daa ang besar p!la&

artina& kiner#a pembangkit akan %ptimal dengan "l!ida ker#a ang besar. em!dian

#ika dilihat dari data per*%baan& terlihat beberapa k%ndisi dimana ar!s ang dihasilkan

adalah n%l. Nam!n sebenarna ar!s ang dihasilkan tidak n%l& melainkan sangat ke*il

sehingga tidak terba*a %leh skala peng!k!ran.

BAB 4


22/23

PENUTUP

.1. esimp!lan

Dari per*%baan ang telah dilak!kan& dapat disimp!lkan bah2a sikl!s rankine pada

PLTU mini beker#a mengg!nakan "l!ida ker#a air ang dipanaskan dan menghasilkan

!ap. Uap ang dihasilkan dig!nakan !nt!k mem!tar t!rbin ang dik%pel dengan

generat%r listrik sehingga dihasilkan daa listrik. ikl!s pada PLTU mini ini

mer!pakan sikl!s tert!t!p dimana !ap ang dig!nakan !nt!k mem!tar t!rbin dib!ang

ke lingk!ngan. Besarna 3%l!me "l!ida ker#a ang dipanaskan pada b%iler

mempengar!hi e"isiensi daa ang dihasilkan& semakin besar 3%l!me akan

menghasilkan daa ang lebih besar p!la.

.+. aran

Pada praktik!m ini& m%d!l pembangkit s!dah tidak beker#a dengan %ptimal.

ebaikna dilak!kan penge*ekan k%mp%nen0k%mp%nenna.

Da"tar P!staka


23/23

1. 6iba2a& =eadas. +71+. ITE, TE=,FDINA,IA ILU =ANINE

F=;ANI DEN;AN 8LUIDA E=9A =0++.

2. Darami K!n!s& Asari. +77. DITAT ULIAH TE=,FDINA,IA TENI I.

Laporan PLTU Mini

Documents