5

1

23

4

T(K)

531,83

300,16 0,036 bar

46 bar

Materi Ketel Uap

Palembang, 18 Desember 2014

2. Suatu instalasi pembangkit tenaga uap beroperasi antara tekanan ketel 46 bar

dan tekanan kondensor 0,036 bar. Kondisi uap masuk turbin adalah uap

kering 500 C yang berasal dari superheater sedangkan kondisi uap masuk

superheater adalah uap saturasi kering (dry saturated steam). Hitunglah:

a). Efisiensi siklus

b). Rasio Kerja

c). Konsumsi Uap Spesifik (KUS)

SOLUSI :

Dari Tabel Uap Kering untuk p1 = 46 bar dan T1 = 500 C diperoleh:

h1 = 3438,4 (kJ/kg)

s1 = s2 = 7,0189 (kJ/kg.K)

Dari Tabel Uap Saturasi untuk p2 = 0,036 bar = 0,0036 MPa diperoleh:

sf2 = 0,3975 (kJ/kg.K) ; hf2 = 113,90 (kJ/kg)

sfg2 = 8,1148 (kJ/kg.K) ; hfg2 = 2437,2 (kJ/kg)

x2 = = = 0,816

38

s (kJ/kg.K)

Jadi: h2 = hf2 + x2 . hfg2 = 113,90 + 0,816 (2437,2)

= 2102,7 (kJ/kg)

sedangkan h3 = hf2 = 113,90 (kJ/kg)

Kerja Turbin, WT = h1 - h2 = 3438,4 - 2102,7 = 1335,7 (kJ/kg)

3 - 4: proses kompresi cairan secara isentropik dan cairan yang dikompresi-

kan adalah bersifat incompressible (v = konstan), sehingga diperoleh:

h4 - h3 = WP = v3 (p4 - p3) v3 = vf pada 0,036 bar

= 1,0035 x 10-3 (m3/kg)

h4 = h3 + v3 (p4 - p3)

= 113,90 + 1,0035 x 10-3 (46 - 0,036) = 113,90 + 4,61

= 118,51 (kJ/kg)

Kalor yang disuplai, qin = h1 - h4 = 3438,4 - 118,51 = 3319,89 (kJ/kg)

a). Efisiensi siklus, s = = = 0,4009 atau 40,09 %

b). Rasio Kerja = = = = 0,997

c). Konsumsi Uap Spesifik, KUS = x 3600 (kg/kWh)

= x 3600 (kg/kWh)

= 2,705 (kg/kWh)

3. Suatu instalasi pembangkit tenaga uap yang beroperasi antara tekanan

tekanan ketel 46 bar dan tekanan kondensor 0,036 bar. Kondisis uap masuk

turbin adalah uap kering dengan temperatur 500 C danb kondisi uap masuk

superheater adalah uap saturasi kering. Uap keluar turbin I adalah uap

39

saturasi kering yang selanjutnya dipanaskan kembali hingga 500 C dalam

reheater. Uap dari reheater diekspansikan dalam turbin II hingga tekanan

kondensor.

Hitunglah: a). Efisiensi siklus

b). Rasio Kerja

c). Konsumsi Uap Spesifik (KUS)

SOLUSI :

Dari Tabel Uap Kering untuk p1 = 46 bar dan T1 = 500 C diperoleh:

h1 = 3438,4 (kJ/kg)

s1 = s2 = 7,0189 (kJ/kg.K)

Untuk s2 = 7,0189 (kJ/kg.K), dari Tabel Uap Saturasi (interpolasi) diperoleh:

p2 = 2,75 + (2,80 – 2,75) = 2,77 (bar)

Dari Tabel Uap Saturasi untuk p2 = 2,77 bar (0,277 MPa) diperoleh:

h2 = hg2 = 2721,3 + (2722,1 – 2721,3) = 2721,6 (kJ/kg)

Dari Tabel Uap Kering untuk p2 = 2,77 bar dan T6 = 500 C diperoleh:

h6 = 3486,4 - (3486,4 – 486,2) = 3486,2 (kJ/kg)

s6 = 8,3916 - (8,916 – 8,572) = 8,3624(kJ/kg.K)

40

5

1

2

3

4

T(K)

531,83

300,160,036 bar

46 bar

s (kJ/kg.K)

6

7

6 - 7 : proses ekspansi isentropik

s6 = s7 = 8,3624(kJ/kg.K)

Dari Tabel Uap Saturasi pada p7 = 0,036 bar diperoleh:

sf7 = 0,3975 (kJ/kg.K) ; hf7 = 113,90 (kJ/kg)

sfg7 = 8,1148 (kJ/kg.K) ; hfg7 = 2437,2 (kJ/kg)

x7 = = = 982

h7 = hf7 + x7 (hfg7) = 113,90 + 0,982 (2437,2) = 2507,2 (kJ/kg)

h3 = hf7 = 113,90 (kJ/kg)

Kerja Turbin, WT = (h1 - h2) + (h6 - h7)

= (3438,4 - 2721,6) + (3486,2 - 2507,2)

= 1695,8 (kJ/kg)

Kalor yang disuplai, qin = (h1 - h4) + (h6 - h2)

= (3438,6 - 118,51) + (3486,2 - 2721,6)

= 4084,5 (kJ/kg)

a). Efisiensi siklus, s = = = 0,4141 atau 41,41 %

b). Rasio Kerja = = = = 0,997

c). Konsumsi Uap Spesifik, KUS = x 3600 (kg/kWh)

= x 3600 (kg/kWh)

= 2,129 (kg/kWh)

41