Download - 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.
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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.
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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'
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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 '
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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!.
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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'
(?)
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
11/23
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
13/23
,ETFDA PE=
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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 '
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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!(
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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!
(
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
18/23
s!h!
(
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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!
(
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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!
(
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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
-
7/21/2019 Laporan PLTU Mini
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.